XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Лысьва в координатах: город из прошлого в будущее!

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гатамов Р.К. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №2 с углубленным изучением отдельных предметов»

Чайникова Т.В. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №2 с углубленным изучением отдельных предметов"

Работа в формате PDF

2.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Паспорт проекта

Таблица 1.1

1.2 Такую Лысьву еще не видели!

Мой родной город – город Лысьва, ему всего 240 лет! На данный момент население Лысьвы составляет примерно 53 000 человек, и с каждым годом численность населения снижается.

В нашем городе множество интересных достопримечательностей, городу присвоено звание «Город трудовой доблести», а знаменитая лысьвенская каска известна на весь мир!

Мы заметили, что большинство моих сверстников в условиях современной жизни совсем не интересуются историей нашей малой Родины, не хотят узнавать информацию о знаковых местах нашего города, многие даже не знают названий и местоположения культурных объектов и памятников.

Нам пришла идея, решить эту проблему, как заинтересовать своих друзей и одноклассников. Так как все мои друзья и знакомые увлекаются современными компьютерными играми, мы решили создать такую Лысьву, которую ещё никто не видел, с которой будет интересно знакомиться. Город, в котором будут пересекаться объекты прошлого и будущего, город, в котором хочется жить, учиться, работать и развиваться!

Для этого я создал «мир» в видеоигре «Майнкрафт» и начал воспроизводить знаковые места нашего города, все объекты располагаются в соответствии с реальным месторасположением на карте Лысьвы. Поскольку в видеоигре можно применять координаты, я взял это свойство за основу создания города. В проекте мы указали, по какому принципу определяются координаты достопримечательностей на карте и в игре. Так как не все ребята увлекаются данной компьютерной игрой, создали сообщество в социальной сети ВКонтакте для просмотров видеороликов о достопримечательностях виртуального города.

Своим проектом мы хотим не только познакомить школьников с достопримечательностями нашего города в нестандартном формате, но и дать возможность пофантазировать на тему, что могло бы появиться здесь в ближайшем будущем.

Наш проект является открытым для пользователей видеоигры «Майнкрафт», где каждый может создать то, что давно хотел увидеть в нашем городе, и, возможно, в недалеком будущем именно эти идеи будут реализованы!

Для осуществления нашего проекта потребуются знания из разделов математики: о системе координат, округлении чисел, решения линейных уравнений и действий с десятичными дробями.

Цель: Создание виртуальной модели города Лысьва в формате видеоигры Майнкрафт с реконструкцией зданий и объектов, позволяющую пользователям исследовать ключевые места и события истории города в игровом формате.

Задачи:

1. Собрать информацию по теме проекта из различных источников;

2. Провести опрос среди учащихся 5-6 классов школы на заинтересованность создания виртуального города Лысьвы;

3. Изучить темы: «Координатная плоскость. Прямоугольная система координат» и «Географические координаты»;

4. Создать игровой «мир» для строительства города Лысьва в видеоигре «Майнкрафт»;

5. Разработать систему переноса объектов с карты города в пространство видеоигры;

6. Провести мастер-класс для одноклассников по определению координат объектов на карте онлайн.

7. Создать сообщество ВКонтакте и выложить видеоролики.

1.3 Риски и пути их преодоления

Таблица 1.2

2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проведение опроса

В целях исследования актуальности данной темы была составлена анкета для опроса учеников 5-6 классов нашей школы. В анкете отображены следующие вопросы:

1. Возраст опрашиваемого школьника.

2. Как давно школьник проживает в Лысьве.

3. Какие достопримечательности Лысьвы известны ученику (не менее 3-ёх).

4. Хотел бы опрашиваемый узнавать информацию о достопримечательностях Лысьвы с помощью компьютерных игр.

5. Какие объекты школьник хотел бы, чтобы построили в г. Лысьве в ближайшем будущем.

Для удобства сбора информации опрос проведен при помощи сервиса GoogleForms.

Анализ полученных данных показал:

Всего в анкетировании приняли участие 52 ученика нашей школы, основной возраст опрашиваемых школьников составил 12 лет.

Все участники анкетирования проживают в Лысьве с рождения - 100%.

Самыми популярными ответами на вопрос, какие достопримечательности известны ребятам, были: Музей каски, дом графа Шувалова, драматический Театр имени А.А. Савина, музей связи, ЛКДЦ, парк им. А.С. Пушкина. По одному разу были названы такие достопримечательности, как «Вечный огонь», гора «Каланча» и парк «Советской скульптуры».

Для начала строительства виртуальной Лысьвы в видеоигре я взял самые популярные названные ребятами объекты.

Большинство опрошенных школьников хотели бы узнавать информацию о нашем городе с помощью компьютерной игры, что составило ≈ 85% (!) от общего числа (рис. 2.1).

Рис. 2.1

На вопрос, какие объекты ребята хотели бы видеть в нашем городе в будущем, ответы были самые разнообразные. Больше всего было ответов, связанных со строительством аквапарка, парков развлечений, популярных кафе; но были и такие серьезные объекты, как завод по производству дронов, современных лысьвенских касок, библиотеки и многое др.

Я бы хотел, чтобы в нашем городе в будущем начал работать ядерный реактор и космодром.

Вывод: исходя из полученных данных видно, что большинство учеников 5-6 классов хотели бы узнавать информацию о нашем городе нестандартным способом. Значит, мы сможем заинтересовать ребят строительством виртуальной модели Лысьвы.

Наш проект основывается на следующем принципе: чтобы построить какой-либо выбранный объект, необходимо определить его фактические координаты, затем с помощью представленных формул вычислить координаты для расположения его в пространстве игры. Сходство объекта с реальным должно быть максимальным, для этого с помощью интернет-источников потребуется изучить данный объект. После строительства, используя специальную функцию игры, необходимо вложить краткую информацию о достопримечательности (объекте), чтобы любой пользователь мог с ней ознакомиться.

2.2 Система координат: основные понятия.

Математическая система координат — это набор математических правил, устанавливающих точкам пространства соответствующие значения координат.

Координаты — это совокупность чисел, которые определяют положение какого-либо объекта на прямой, плоскости, поверхности или в пространстве. 

Если провести две перпендикулярные координатные прямые x и yтак, чтобы их начала отсчёта совпали (точка О), то эти прямые (оси координат) зададут прямоугольную систему координат на плоскости. Плоскость, на которой задана система координат, называется координатной плоскостью, точку О – началом координат, координатную прямую x – осью абсцисс, а координатную прямую y – осью ординат (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Рис.2.3

Чтобы найти координаты некоторой точки А (рис. 2.3), необходимо провести из этой точки перпендикуляры к каждой оси координат. На оси x получим точку, численно равную 4, а на оси y – точку, равную 2. Положение точки А на координатной плоскости определяют двумя числами (4; 2). Первую координату – число 4 называют абсциссой, а вторую координату – число 2 называют ординатой. Абсциссу и ординату точки А называют координатами точки А.

Координатами точки В (рис. 2.3) будут (-3; -1).

Системы координат бывают: одномерными, двухмерными и трехмерными.

В своём проекте мы использовали прямоугольную двухмерную систему координат.

2.3 Географические координаты

Для реализации нашего проекта также требуется знание понятия «Географические координаты». Это необходимо для определения месторасположения объектов достопримечательностей Лысьвы на карте.

2.3.1 Географические координаты – это широта и долгота, которые определяют положение любой точки на Земле.

Координаты почти всех пунктов на Земле имеют одновременно широту и долготу. Исключения – Северный и Южный полюсы.

Широта – определяет положение точки относительно экватора, это расстояние в градусах от экватора до заданного пункта. Имеет значения от 0° до 90°. Параллельные экватору линии широты называют параллелями (рис. 2.7).

Долгота - определяет положение точки относительно Гринвичского (начального) меридиана, это расстояние в градусах от начального меридиана до меридиана, проходящего через эту точку. Имеет значения от 0° до 180°. Меридианы — линии долготы, перпендикулярные параллелям, которые проходят с севера на юг по поверхности Земли и сходятся в одну точку на её полюсах (рис. 2.4).

Рис. 2.4

2.3.2 Спутниковые интерактивные карты онлайн

В условиях современного мира определить географические координаты любого объекта на Земле можно легко и быстро при помощи спутниковых интерактивных карт онлайн.

Спутниковые интерактивные карты онлайн — это онлайн-сервисы, которые отображают снимки со спутника географически привязанные к карте.

Наиболее известные спутниковые интерактивные карты онлайн:

Google
Яндекс
2gis/ДубльГис
Bingmaps
Карты@Mail.ru
Yahoo! Maps

Координаты местоположения достопримечательностей Лысьвы мы определяли с помощью Яндекс карты. Для представления координат на данной карте используются десятичные градусы (прил. 1, рис. 1).

2.4 Виртуальный город Лысьва

2.4.1 Определение координат знаковых мест Лысьвы по картам онлайн.

Первым этапом создания города в пространстве Майнкрафт является определение координат, так как расположение в игре будет максимально совпадать с реальным расположением объектов.

Воспользовавшись яндекс картой, определили координаты некоторых объектов:

- драматический театр им. А.А. Савина: 58,100258; 57,812553;

- площадь «Цветов»: 58,100141; 57,809300;

- Лысьвенская городская библиотека: 58,099800; 57,798416;

- Детский парк: 58,096429; 57,805135.

Поскольку по итогам анкетирования ребят заинтересовала наша идея, мы решили провести мастер-класс для моих одноклассников, на котором они помогли мне определить по картам онлайн координаты остальных достопримечательностей.

2.4.2 Мастер-класс по определению координат на картах онлайн.

Для проведения мастер-класса мы подготовили плакат, на котором изобразили участки карты Лысьвы и фото объектов (прил. 1, рис. 2).

Мы рассказали ребятам основные понятия о системе координат и географических координатах, и как их определять по картам онлайн.

Ребята воспользовались различными сервисами спутниковых карт онлайн и определили координаты следующих объектов (прил. 2, фото 1):

- дом графа П.П. Шувалова: 58,098658; 57,796937;

- ЛКДЦ: 58,113687; 57,811131;

- Лысьвенский музей: 58,099009; 57,797522;

- Парк им. А.С. Пушкина: 58,096888; 57,819336;

- МБОУ «СОШ №2 с УИОП» (корпус Никулина 76): 58,107630; 57,803791.

2.4.3 Синхронизация объектов.

Для строительства объектов в игровом мире необходимо перевести географические координаты в прямоугольную систему координат, так как в игре используется принцип математической системы координат.

Чтобы определить координаты знаковых мест в координатной плоскости, мы наложили прямоугольную систему координат на участок карты города Лысьва с тремя объектами при помощи программы Компас-3D (прил. 1, рис.3).

Систему расположили таким образом, чтобы все основные объекты города имели положительные координаты по оси OX и OY, как и географические координаты. Для этого начало координат разместили в нижнем левом углу города по карте, точка расположилась на территории Лысьвенского пруда. Также по Яндекс карте определил географические координаты данной точки, в которой находится т.0 (Приложение 1, рис. 3):

т.0 (0; 0) или 58,095615; 57,790902.

По рисунку 2.5 видно, что значения долготы в географических координатах будут соответствовать численным значениям точек на оси абсцисс (OX) в прямоугольной системе координат, а значения широты – значениям на оси ординат (OY).

Рис. 2.5

О пределили координаты по построенной системе на карте следующих объектов:

- дом графа П.П. Шувалова: (173; 158) или 58,098658; 57,796937;

- Лысьвенский музей: (195; 180) или 58,099009; 57,797522;

- Лысьвенская городская библиотека: (210; 225) или 58,099800; 57,798416.

Зная географические и математические координаты трёх объектов и точки начала координат, определили, сколько градусов географических координат содержится в единичном отрезке по оси OX и OY для каждого из трёх объектов.

По оси OX:

1). (57,796937-57,790902)/173=0,000035°

2). (57,797522-57,790902)/195=0,000034°

3). (57,798416-57,790902)/210=0,000036°

Так как все значения координат имеют погрешности, связанные с неточностью измерений, для расчетов приняли среднее значение градусной меры:

(0,000035+0,000034+0,000036)/3=0,000035°

По оси OY:

1). (58,098658-58,095615)/158=0,000019°

2). (58,099009-58,095615)/180=0,000019°

3). (58,099800-58,095615)/225=0,000019°

Среднее значение – 0,000019°.

По полученным результатам расчетов вычислили координаты остальных достопримечательностей:

- драматический театр им. А.А. Савина: 58,100258; 57,812553:

по оси OX: (57,812553-57,790902)/0,000035=619

по оси OY: (58,100258-58,095615)/0,000019=244

- площадь «Цветов»: 58,100141; 57,809300:

по оси OX: (57,809300-57,790902)/0,000035=526

по оси OY: (58,100141-58,095615)/0,000019=238

- ЛКДЦ: 58,113687; 57,811131:

по оси OX: (57,811131-57,790902)/0,000035=578

по оси OY: (58,113687-58,095615)/0,000019=951

- Детский парк: 58,096429; 57,805135:

по оси OX: (57,805135-57,790902)/0,000035=407

по оси OY: (58,096429-58,095615)/0,000019=43

По результатам измерений и вычислений получили следующие координаты в прямоугольной системе координат (табл. 2.1):

Таблица 2.1

В видеоигре Майнкрафт в основе лежит трёхмерная система координат (X, Y, Z), так как учитывается положение объектов по высоте. Высота определяется по координате Y. Поэтому полученные значения координат по оси OX будут соответствовать значениям для X в игре, и значения по оси OY – значениям Z в игре. Значения высоты Y учитываться не будут, так как здания будут строиться на поверхности земли.

Также в игре существует понятие «точка спавна (возрождения)», координаты которой будут заданы (0;0;0). Именно эта точка будет совмещена с т.0 – началом координат, от этой точки будут располагаться объекты по найденным координатам.

2.4.4 Строительство достопримечательностей.

Для строительства виртуального города я создал свой мир в видеоигре «Майнкрафт». Имея все необходимые данные и применяя различные возможности игры, начал строительство. Использовал различные источники информации для сбора данных о внешнем и внутреннем виде объектов. В процессе сбора данных узнал много интересной и полезной информации о достопримечательностях нашего города.

Постепенно ко мне присоединились несколько одноклассников, вместе мы воспроизвели все объекты и расположили их строго по найденным координатам (Приложение 2, рис. 1).

Около каждого объекта достопримечательности, используя специальную функцию, расположил «рамку», в которую вложил «книгу». В книге находится интересная информация об объекте (Приложение 2, рис. 2).

Пример вложенной информации:

«Привет! А ты знаешь, что Лысьвенский музей основан в 1957г. Он расположился в одноэтажном деревянном здании, построенном в 1904 году как народный дом на средства графа Павла Петровича Шувалова, владельца Лысьвенского завода.

Здание музея (народного дома) объявлено памятником истории регионального значения.

В настоящее время в нем представлено множество экспозиций.

Как думаешь, какая самая часто посещаемая экспозиция? Конечно же, это Экспозиция «Музей каски» — создана в 2009 году. Центральный экспонат — солдатская каска СШ-40, производившаяся на Лысьвенском металлургическом заводе в годы Великой Отечественной войны. А ты видел эту выставку? Сходи обязательно!»

Кроме объектов прошлого я построил объекты будущего, которые хотел бы видеть в нашем городе: ядерный реактор для выработки энергии (прил. 2, рис. 3) и Космодром, с которого в будущем будут стартовать ракеты в космос (прил. 2, рис. 4).

Более подробно ознакомиться со всеми объектами виртуальной Лысьвы можно в сообществе ВК «Лысьва в Майнкрафт».

2.4.5 Алгоритм по определению координат для расположения объектов в игре.

Наш проект дает возможность пофантазировать и построить в виртуальной Лысьве абсолютно любые места, здания, культурные объекты и места развлечений.

Для строительства любых других объектов и достопримечательностей мы разработали алгоритм по определению координат, чтобы расположение зданий максимально совпадало с их реальным местоположением.

Алгоритм:

1). Найти объект для постройки на карте онлайн.

2). Определить географические координаты нужного места по карте онлайн.

3). Преобразовать географические координаты в координаты для прямоугольной системы координат. Для этого:

- определение координаты X: из значения долготы вычесть значение долготы т.0, полученный результат разделить на 0,000035 и округлить до целого значения по правилам математики;

- определение координаты Z: из значения широты вычесть значение широты т.0, полученный результат разделить на 0,000019 и округлить до целого значения по правилам математики.

Точка 0 - 58,095615; 57,790902.

4). Зайти в игру, предварительно скачав файл с виртуальным городом, и построить объект.

5). Добавить интересные факты и информацию о построенном месте, используя различные функции видеоигры.

Таким образом, в виртуальном городе можно воспроизвести любой объект из прошлого или будущего, главное правило, это правильно определить координаты местоположения и обязательно вложить информацию, чтобы любой пользователь мог ознакомиться с этим объектом.

2.5 Обратная связь

Для того чтобы любой желающий – пользователь видеоигры «Майнкрафт» мог присоединиться к моему проекту, а любой пользователь социальной сети ВК мог просматривать видеоролики и знакомиться с достопримечательностями Лысьвы, я создал группу ВК (прил. 3, рис. 1). А для быстрого поиска группы оформил и напечатал визитки (прил.3, рис. 3).

В группе можно писать свои пожелания, о каких местах ребята еще хотели бы узнать с помощью моего виртуального города, и отклики о моем проекте (прил. 3, рис. 2)

В данной группе выложены видеообзоры на уже построенные объекты виртуального города, также прикреплены файлы видеоигры «Майнкрафт» с моим городом, скачав которые, можно походить по городу и посмотреть имеющиеся места, построить свои объекты самому или с друзьями и поделиться уже своим городом через сообщество ВК. Понравившиеся постройки по определенным координатам я буду копировать в свой город, таким образом виртуальная Лысьва будет расти.

Виртуальную Лысьву посмотрели уже во многих городах нашей страны и не только (прил. 3, рис. 4).

В своем сообществе я дополнительно опубликовал подробный алгоритм по определению координат для строительства, также выложил информацию, как скачать файл с игрой и открыть его у себя.

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью данного проекта было создание виртуальной модели города Лысьва в формате видеоигры Майнкрафт с реконструкцией зданий и объектов, позволяющую пользователям исследовать ключевые места и события истории города в игровом формате. Также знакомство ребят с виртуальным городом Лысьва, в котором пересекаются объекты прошлого и будущего посредством видеороликов в социальной сети ВКонтакте. Для этого потребовалось изучить материал по темам: «Координатная плоскость. Прямоугольная система координат» и «Географические координаты».

В результате с помощью нашего проекта интересно не только получать знания о нашем городе, принимать участие в строительстве, совмещать элементы прошлого и будущего, а также выполнять необходимые расчеты для определения координат, что способствует укреплению знаний по математике и географии. Участвуя в нашем проекте, можно открывать для себя что-то новое о нашей малой Родине, при этом просто играть в компьютерную игру. В то же время строительство объектов в игре по фотографиям развивает пространственное мышление. Основываясь на собственном опыте, могу сказать, что информация, полученная таким образом, запоминается намного лучше! Наши видеоролики можно использовать в качестве учебного материала на уроках в младших и средних классах, например, на уроках «Разговоры о важном» и «Мой Пермский край».

Наш проект не заканчивается на построенных зданиях, я планирую и дальше строить различные места нашего города совместно с друзьями, одноклассниками и знакомыми, кого заинтересует моя идея, и знакомить с ними всех подписчиков сообщества ВК.

В будущем я планирую постепенно построить весь наш город, проложить дороги, воспроизвести значимые объекты, которые уже были снесены, ведь каждое здание имеет свою историю…

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 .Н.Я. Виленкин, В.И. Жохов, А.С. Чесноков, Л.А. Александровна, С.И. Шварцбурд, Учебное пособие «Математика» 6 класс, базовый уровень, «Издательство «Просвещение», 2023г.

2. О.А. Климанова, В.В. Климанов, Э.В. Ким, учебник «География. Землеведение» 5-6 класс, Дрофа, 2020г.

Интернет ресурсы:

1. https://yandex.ru/maps/20244/lysva/?ll=57.810047%2C58.100184&z=14

2. https://ru.ruwiki.ru/wiki/Географические_координаты

3. https://studfile.net/preview/5826645/page:10/

4. https://dzen.ru/a/Z5IO92Jc8013re7a

5. https://www.komandirovka.ru/sights/lysva/

Приложение 1

Рис. 1

Рис. 2

Фото 1

Рис. 3

Приложение 2

Дом графа Шувалова Лысьвенский культурно-досуговый центр

Драмтеатр и Площадь цветов

Драмтеатр внутри

Лысьвенский музей

Лысьвенская городская библиотека

Дом графа Шувалова, Музей и библиотека

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Приложение 3

Рис. 1 Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4