Odkrywanie natury przez STEAM: Jak przyroda staje się inspiracją dla projektów z zakresu nauki, technologii, inżynierii, sztuki i matematyki

folder_openSTEAM w pigułce
commentBrak komentarzy

Wieża Eiffla, ikona architektury współczesnej, jest doskonałym przykładem tego, jak inspiracja czerpana z natury może zostać przeniesiona na grunt technologii i inżynierii. Choć może się to wydawać zaskakujące, konstrukcja wieży Eiffla miała swoje korzenie
w biologicznych wzorcach. Inspiracją dla Gustava Eiffela, architekta odpowiedzialnego za projekt wieży, była bowiem budowa kości, a konkretnie istoty gąbczastej. Te delikatne struktury przypominające kruchą sieć, choć niepozorne w wyglądzie, są niezwykle wytrzymałe i efektywnie rozpraszają siły, co sprawia, że kości są zarówno lekkie, jak i mocne. Eiffel, jako inżynier, był bardzo zafascynowany tą biologiczną strukturą. Postanowił wykorzystać zasadę jej działania do stworzenia monumentalnej konstrukcji. Dzięki zastosowaniu kratownicowej struktury, złożonej z licznych podpór i krzyżujących się prętów, wieża Eiffla osiągnęła niezwykłą stabilność i solidność, podobnie jak w budowie kości. Przykład ten doskonale ilustruje, jak przyroda może stanowić inspirację dla projektów inżynieryjnych. Poprzez zrozumienie zasad działania biologicznych struktur i procesów, inżynierowie mogą wykorzystać tę wiedzę do tworzenia innowacyjnych i efektywnych rozwiązań technologicznych. Wieża Eiffla stanowi więc nie tylko majestatyczny symbol Paryża, ale również trwałe świadectwo tego, jak natura może być źródłem inspiracji i innowacji w dziedzinie inżynierii.

Natura od zawsze stanowiła inspirację dla twórców różnych dziedzin. Jednak aktualnie, zaczynamy dostrzegać jeszcze głębsze powiązania między naszą wiedzą a światem naturalnym, łącząc naukę, technologię, inżynierię, sztukę i matematykę (STEAM). Warto przyjrzeć się temu, w jaki sposób przyroda staje się katalizatorem dla innowacyjnych projektów w ramach STEAM, inspirując twórców do poszukiwania nowych rozwiązań i zastosowań.

Przyroda od wieków dostarcza wzorców do naśladowania w dziedzinie technologii. Doskonałym przykładem może być adaptacja mechanizmu lotu ptaków, która stała się inspiracją do zaprojektowania dronów. Organizmy żywe mają niezwykłe zdolności adaptacyjne i efektywne strategie budowy oraz funkcjonowania. Inżynierowie coraz częściej zwracają się ku biologii i ekologii, aby poznać sekrety tych rozwiązań i odtwarzają je w swoich projektach, np. projektując inteligentne systemy transportu publicznego wzorowane na zachowaniu mrówek.

Również sztuka od wieków jest narzędziem, przez które ludzie wyrażają swoje relacje z naturą. Dziś, sztuka łączy się z nauką i technologią, ukazując nam nowe spojrzenie na otaczający świat. Instalacje artystyczne wykorzystujące dane z monitoringu środowiska lub interaktywne projekty wizualizujące zmiany klimatyczne, stanowią potężne narzędzia do zrozumienia i docenienia piękna oraz złożoności natury.

Z kolei matematyka jest kluczem do zrozumienia wielu zjawisk występujących
w przyrodzie. Od fraktali, po równania różniczkowe, matematyka pozwala nam opisać
i przewidywać różnorodne procesy, co z kolei prowadzi do innowacyjnych zastosowań w technologii i inżynierii.

Zastosowanie podejścia STEAM do odkrywania natury stwarza unikalne możliwości edukacyjne. Poprzez aktywne uczestnictwo w projektach, uczniowie mogą lepiej zrozumieć zasady działania świata, rozwijać swoją kreatywność, doskonalić umiejętność rozwiązywania problemów oraz zyskiwać szerszą perspektywę na otaczający ich świat.

Jak więc prowadzić zajęcia pozwalające odkrywać naturę? Czas na kilka przykładów, które wykorzystuję na zajęciach.

W przypadku robotów uczniowie mogą zaprogramować je tak, aby naśladowały ruchy zwierząt, np. chodu pająka, czy lotu ptaka. Mogą eksperymentować z różnymi algorytmami i czujnikami, aby zrozumieć, jak natura inspirowała projektantów robotów.

Jeśli chodzi o druk 3D, uczniowie mogą zaprojektować i wydrukować trójwymiarowe modele, które odzwierciedlają struktury i formy znalezione w przyrodzie, takie jak liście roślin, skorupy muszli, czy struktury komórkowe.

Doskonałym pomysłem może być wykorzystanie klocków konstrukcyjnych. Powstałe formy mogą odzwierciedlać struktury biologiczne, takie jak szkielety zwierząt czy roślinne systemy korzeniowe.

Poprzez takie działania, uczniowie nie tylko będą mogli eksplorować związki między naturą a technologią, ale także rozwijać umiejętności programowania, inżynieryjne i projektowe, a także kreatywność i myślenie kognitywne.

Odkrywanie natury poprzez STEAM, to nie tylko źródło inspiracji dla projektantów i naukowców, ale również dla naszych uczniów.  Warto rozpoczynać uświadamianie i zaciekawianie dzieci już od najmłodszych lat. Poprzez integrowanie nauki, technologii, inżynierii, sztuki i matematyki, możemy kontynuować odkrywanie oraz wykorzystywanie potencjału, jaki tkwi w naturze, by razem stworzyć lepszy i bardziej zrównoważony świat dla przyszłych pokoleń.

 

Autor: Marek Grzywna

 

Marek Grzywna – nauczyciel informatyki i biologii, dyrektor szkoły dla dorosłych, trener  i pasjonat edukacji, który zaangażowany jest w rozwój nowatorskich metod nauczania, rozwijanie umiejętności cyfrowych i promowanie nauki informatyki wśród uczniów.  Został uznany za jednego z najbardziej wpływowych nauczycieli na świecie, zdobywając tytuł Zwycięzcy etapu globalnego AI Impact Shapers w 2021 roku. Jego innowacyjne podejście do nauczania i zastosowanie sztucznej inteligencji w edukacji zostało docenione na arenie międzynarodowej. Jest również laureatem tytułu Global Edu Leader w roku 2021. Został wyróżniony w konkursie Nauczyciel Roku 2022.