Технология изготовления макетов

ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ МАКЕТОВ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ОСНОВ ГЕОЛОГИИ

Горохов К.Г., педагог дополнительного образования

Городской детский эколого-биологический центр, г. Хабаровск

Г. Хабаровск, ул. Шимановская, д. 8, кв. 17

8(909)856-6232, gokigenn@mail.ru

ВВЕДЕНИЕ

Геология – наука, изучающая состав, строение и историю Земли, закономерности и процессы формирования земной коры, слагающих ее горных пород и их взаимные отношения, а также историю развития жизни на земле [3]. Именно геология является той областью естественнонаучных знаний, которая связывает воедино отдельные картины и явления Природы и Мира, целостного восприятия и понимания которых нет без общих геологических знаний [2].

Такие знания учащиеся получают в ходе обучения в школе в первую очередь при изучении следующих предметов и программ:

- окружающий мир (природоведение) – общая информация о строении Земли и рельефообразовании; характеристика некоторых распространенных горных пород и минералов; общее представление о процессе выветривания и его роли в формировании рельефа;

- физическая география – расширение информации о строении Земли; расположение и общая характеристика некоторых конкретных географических объектов; районы добычи полезных ископаемых;

- неорганическая химия – горные породы и минералы как химическое сырье, основные районы их залегания, некоторые признаки и свойства;

- общая биология – геохронологическая летопись Земли и некоторые сопутствующие знания;

а также в значительно меньшей мере – в курсах экономической географии, физики, астрономии.

Такой подход – интеграция геологических знаний в программы предметов школьного курса – полностью оправдан. Но, тем не менее, общий объем полученных школьником геологических знаний явно недостаточен.

Так, не смотря на наличие некоторых знаний о формировании рельефа и его последующем развитии, ребенок так и не получает четкого представления о причинах, закономерностях и направлениях развития данных процессов; не способен выявить факторы и явления, ведущие к образованию тех или иных горных пород, а также идентифицировать их; объяснить процессы, формирующие рельеф как обширных территорий, так и конкретных геологических объектов. Т.е. знания, получаемые учащимися в школе, по большей части сугубо теоретические и не применимые в деятельности.

Проблему недостатка практически значимых знаний, а также обобщения, систематизации и структуризации ранее изученного материала наиболее удобно решать через программу сжатого элективного курса различного содержания. Автором настоящей разработки уже ряд лет реализуется программа элективного курса «Введение в геологию» (авторская на стадии апробации); блок тем «Геология» является важной частью программы объединения «Экология и туризм» Городского детского эколого-биологического Центра.

Содержание знаний по теме «Геология», особенности подхода к изучению и исследованию во многом потребовали от автора нового, нетрадиционного, собственного подхода. Так стремление доходчиво, понятно и с максимальным охватом представить материалы по теме «Формирование рельефа поверхности Земли и трансформирующие факторы» потребовало от автора создания целой серии объемных макетов-трансформеров, изготовлению, использованию и значению которых для образовательного процесса посвящена настоящая разработка.

 

МЕСТО МАКЕТА И ИНОЙ НАГЛЯДНОСТИ

В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ЗНАНИЙ

…Вряд ли стоит говорить о значении наглядности в образовательном процессе. Лучше отмечу, что в области геологических знаний, столь важных на мой взгляд для исследователя природы, вся наглядность во многих школах – немногочисленные рисунки и фотографии учебника да, возможно, чудом сохранившиеся древние наборы геологических образцов Главучтехпрома <Рисунок 1> и пластмассовые объемные «Формы рельефа». А ведь как раз с камнями-то и проще – научить с помощью элементарного оборудования и небольшого набора приемов определять наиболее характерные для данной местности горные породы и минералы в кабинете и поле достаточно несложно [4]. А что по настоящему непросто, но необходимо показать и объяснить – доходчиво, четко, логично выстроено и объемно – так это пути формирования исходного рельефа (обобщенно – горообразование) и многообразие вариантов и путей его дальнейшего развития (формирование рельефа).

С этой целью в течении 2-х лет нами (мною и воспитанниками) создавалась серия макетов по геологическому формированию рельефа. Всего в настоящий момент нами активно используется 4 макета, два из которых в настоящей разработке мы рассмотрим детально. Один из них используется при изучении материала по темам «Выветривание» и «Формы рельефа» и представляет собой небольшой лоток со сформированным на нем с помощью песка и обломков породы (типичные для изучаемой местности образцы метаморфических и магматических горных пород – будущие «останцы») образа «холмисто-увалистой местности» (подробнее – ниже). Второй макет посвящен в первую очередь теме «Рельефоформирующая деятельность ледников», имеющей большое значение для понимания процессов рельефообразования, но отсутствующей в школьном курсе – за исключение двух-трех фраз, пожалуй. Макет выполнен в большей части в технике папье-маше и представляет образ узла достаточно типичного горного района – с пиками, цирками, ледниками, горными озерами – трансформирующимися друг в друга согласно реально возможным картинам формирования рельефа, а также согласно желаниям человека, работающего с макетом (см. ниже).

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАКЕТОВ

Подробнее остановимся на технологии изготовления описанных макетов.

Макет «Выветривание». Как основа нами используется обыкновенный поднос размером ок. 40х50 см, хотя фактические его размеры реального значения не имеют. Единственно, желательно иметь как основу нечто с бортиками – чтобы меньше песка попадало при работе на стол и на пол.

…С учетом очертаний будущих увалов мы располагаем на лотке две-три глыбы – куски сланца на «отрогах» и гранита, либо базальта – на «вершине». Сами камни (выветрелые, «с возрастом») были собраны нами в ходе полевых выходов на хр. Большой Хехцир (изучаемый географический объект), и их расположение на макете (отрог, вершина) соответствует реальным вероятным местам залегания соответствующих горных пород на имитируемой нами местности <Рисунок 2>.

С помощью просеянного песка формируем контур «хребта», скрыв под ним камни. Контур «хребта» создается, ориентируясь по фотографиям с достаточно высокой степенью схожести – с округлыми формами склонов, долинами ручьев, т.п. <Рисунок 3>.

Дальнейший процесс имитации «выветривания» осуществляется клеевой кистью, пульверизатором и водой. Итого, материалы и оборудование для изготовления и использования макета: лоток с бортиками (либо поднос, противень), 2-3 каменных глыбы (сланец, базальт либо гранодиорит), песок (не мелкий) в достаточном количестве (нам понадобилось около 5 кг), клеевая кисть, достаточно мощный пульверизатор.

Макет «Рельефоформирующая деятельность ледников» изготавливался целым коллективом в лице педагога и воспитанников. Будущий контур «гор» был навеян фотографиями пиков хр. Кодар (Читинская область). Изготовление макета включает ряд стадий:

- На поддоне достаточного размера из кусков намоченной и скомканной газеты формируется прообраз «горы» - достаточно «потрепанной» ледниками и выветриванием, т.е. уже на достаточно зрелой стадии <Рисунок 4>;

- «Гора» накрывается слоем полиэтилена – для предотвращения приклеивания на следующей стадии папье-маше к основе. Далее: слой папье-маше – слой ткани («армирование» конструкции) – слой папье-маше – слой ткани – два слоя папье-маше <Рисунок 5>. За счет такой многослойности макет получается достаточно жестким; при этом мы обладаем возможностью докорректировать его формы и контуры, создать «микрорельеф»;

- Подсохшую «гору» снимаем с основы, доклеиваем из гофрокартона и слоя бумаги поверх низ и бока. Получаем достаточно наглядный «фрагмент горного узла» <Рисунок 6>

- Поверх полученного макета натягиваем и закрепляем булавками слой ткани, придав ему форму некоей «исходной горы». В соответствии с тем, как это реально выглядит в горной местности, подготавливаем ложбины – места формирования будущих «ледников»;

- Закрепленная ткань оклеивается в той же технике. Высохший «колпак» снимается для дальнейшей обработки <Рисунок 7>;

- Окраска. Цвета подбирались по фото, учтены разница в окраске осыпей, скальных выходов, зон активного выветривания <Рисунок 6>. Мы применили два способа – на «основной горе» окраска гуашью производилась прямо поверх папье-маше; «верхняя гора» окрашивалась поверх слоя присыпки, сделанной манкой на слой клея ПВА (не совсем удачная попытка сымитировать шершавость реального рельефа; вскоре манка рассохлась и потрескалась <Рисунок 7>). Рекомендуем первый способ;

- отдельно из гофрокартона изготовлен набор «горных озер» разного размера, «снежников» и «ледников» – больших, маленьких, долинных (с языком), каровых (не имеют языка, располагаются в чашеобразных углублениях – карах) – всего более десятка предметов <Рисунок 8>. Также покрашены в соответствующие цвета; на «ледники» нанесены «морены» (скопления обломков – продуктов выветривания, попавших на ледник).

Итого, материалы и оборудование: лоток, газеты (достаточно одного газетного еженедельника), полиэтилен, ткань х/б, гуашевые краски (белая, синяя, коричневая, зеленая, их смеси), кисть, гофрокартон, бумага писчая или т.п., булавки. И воображение.

 

ПРИМЕНЕНИЕ МАКЕТОВ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.

 

Излагаемый педагогом теоретический материал, сопровождаемый работой с макетами, а также использованием фото- и видеонаглядности, его объем и содержание могут варьировать в значительных пределах; в своих занятиях я учитываю и возраст участников процесса, и их возможности, уровень исходной подготовки, а также то, какие природные объекты станут в ближайшем будущем полигоном проведения наших полевых выходов и экспедиций. Соответственно и макеты могут применяться в разных аудиториях по-разному.

Чтобы облегчить читателю процесс знакомства со способами и порядком применения макетов на занятии, настоящую часть методической разработки я представил в виде тезисов лекционных материалов по теме «Разрушение горных пород, Формирование и сглаживание рельефа» из «Горообразования и горного рельефа» А.А. Алексеева [1]. Текст (приведен курсивом) передает основное содержание темы; основным текстом, в виде отдельных вставок, я расскажу о собственно работе с макетами; рисунки, взятые нами из «Горообразования», и фотографии (за исключением Рисунка 13 – авторские) дополнят изложение.

… Сразу же за формированием гор, а иногда и одновременно с ним, начинается разрушение горных пород и изменение рельефа. Этот про­цесс называется денудацией. Немного о масштабах денудации: ежегодно в моря и океаны смывается 12,5 миллиардов тонн нерастворимых и 5 миллиардов тонн растворимых продуктов разрушения горных пород. …В результате, всего за... 2 миллиона лет горы теряют 1 километр высоты....При этом горные массивы становят­ся легче и постепенно «всплывают» из мантии, частично компенсируя потери. …В недалеком геологическом прошлом в два раз выше были Уральские горы, а равнинные части Крыма скрывают под наносами остатки гор, возникших 25 миллионов лет назад.

Выветривание

Наиболее распространено среди денудационных явлений выветрива­ние. Различают физическое и химико-биологическое выветривание.

Физическое выветривание обусловлено сменой температур в течение суток. При нагреве объемное расширение у различных минералов, входящих в состав горных пород неодинаково. …Поэтому многократный нагрев и остывание ведет к расшатыванию, ослаблению сцепления между отдельными зернами минералов и их выкрашиванию. Поры и трещины в горных породах заполняет вода. При замерзании она расширяется, оказывая давление в 90 атмосфер на стенки пустот. Трещины увеличиваются, отдельные зерна и целые блоки отрыва­ются от массива. Так возникают вечерние камнепады.

Химическое и биологическое выветривание является результатом воздействия на горные породы паров и газов из воздуха, а также растворов, содер­жащих углекислоту, кислород, органические кислоты. …Под действием растворенных веществ некоторые минералы окисляют­ся... В результате химических реак­ций, отдельные элементы, переходя в раствор, удаляются, другие, нерастворимые, остаются, образуя рыхлые шлакообразные корки—коры вы­ветривания.

Внешние проявления химического и физического выветривания можно продемонстрировать на примерах образцов геологических коллекций, фотографиях природных объектов (обратив внимание на разницу в окраске «старых» и «более молодых» выходов).

Обитающие в природе микроорганизмы выделяют продукты жизне­деятельности, ускоряющие химические реакции. Это явление называется биологическим выветриванием. Вслед за микроорганизмами следуют ли­шайники, мхи и высшие растения, вносящие свою лепту в разрушение гор.

Активно способствуют разрушению горных пород и сглаживанию рельефа вода и ветер. …Обломки пород постепенно уносятся водой и ветром, при этом обнажаются не затронутые выветриванием коренные породы, которые, в свою очередь, подвергаются разруше­нию. Движущиеся обломки сами служат причиной разрушений. …Сильный ветер, унося песок и мелкие камни, шлифует поверхность скал, выбивает ниши, оставляя, в конце концов, причудливые скопления останцев на месте скальных массивов, уничтоженных ветром. Этот процесс назы­вается ветровой эрозией и характерен для сухих пустынных районов.

Огромную роль в сглаживании рельефа играет вода. Она не толь­ко разрушает горные породы, но и переносит обломки на большие рассто­яния, откладывая их на предгорных равнинах. Процесс разрушения горных пород текущей водой называется водной эрозией или просто эрозией.

Результатом эрозии на равнинах становятся овраги, а в горах, на крутых склонах—кулуары—долины горных ручьев. Обычно кулуары остаются сухими и служат путями схода камнепадов. Во время дождя и таяния снега они наполняются водой, и снос обломков резко возрастает. Зимой кулуары становятся путями схода снежных лавин... <Рисунок 9>

Изложение вышесказанного мы можем сопровождать демонстрацией сути явлений на макете «Выветривание». Подготовленный макет скрывает под слоем песка каменные глыбы. Рассказав о выветривании и подчеркнув, что его результатом является образование отдельных фрагментов породы. В нашем случае это верхний слой песка. «Эрозионными процессами» «выветрелая порода» постепенно выносится вниз, в «долины». Порядок «эрозионных» действий следующий: сначала грубо, кистью, сметаем сверху (участки рельефа, наиболее подверженные выветриванию) какое-то количество песка <Рисунок 10>. Струей воздуха из пульверизатора обдуваем макет, дополняя процесс «выноса», попутно сглаживая очертания макета. Манипуляции требуют некоторой наработки. При наличии навыка можно с помощью того же пульверизатора использовать воду – по склонам побегут «ручьи».

Со временем из песка начнут выступать вершины камней – идет образование «останцев», более стойких к выветриванию (подчеркнем для воспитанников различную устойчивость разных горных пород к выветриванию) <Рисунок 11>.

Горные реки

Быстрое течение горных рек способно нести песок и гальку, перека­тывать валуны. Ударная энергия речной воды в верховьях размывает дно и берега, переносит обломки и откладывает их в низовьях, на равнинах, где скорость течения падает...

Наш «обломочный материал» также окажется в «долине». Склоны «увалов» макета становятся в процессе несколько круче, «долины» – шире и положе.

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: