§ 25. Методи проектування: метод фокальних об’єктів

З кожним роком дедалі ширшою стає сфера діяльності людини. Її допитливість і розум створюють нові можливості для реалізації мрій, які ще донедавна здавалися нездійсненними. Проте навіть геніальні ідеї та відкриття виникають на основі спостережень за найпростішими явищами та предметами довкілля.

Природа теж сприяє народженню багатьох ідей, які можна реалізувати для здійснення найзаповітніших мрій людства. Так, спостерігаючи за польотами птахів, люди створили літальні апарати, помітивши властивість плавучості окремих тіл, – сконструювали катери, кораблі. А скільки потрібних людям речей створено завдяки застосуванню та перенесенню властивостей випадково обраних явищ та об’єктів на нові вироби (мал. 198)!

Мал. 198. Перенесення властивостей природних об’єктів на нові вироби

Перенесення властивостей випадково обраних явищ та об’єктів на предмет, який проектується, називають методом фокальних об’єктів.

Метод фокальних об’єктів є одним з методів, який допомагає генерувати нові цікаві ідеї. Цей метод запропонував у 1953 році американець Чарльз Вайтинг. Перевагою методу є нетрадиційний напрямок творчого пошуку, недоліком – випадковість знаходження результату. За допомогою методу можна сформувати банк цікавих ідей виробів: свічників, серветниць, підставок, полиць тощо. Спробуй застосувати його у своїй практичній діяльності.

Розглянемо суть методу фокальних об’єктів. Об’єкт, який маємо конструювати (наприклад, свічник), ставимо у фокусі (центрі) схеми. До речі, від слова фокус і походить назва методу. Вибираємо декілька випадкових предметів. Наприклад, перші два-три предмети, що стоять у кімнаті, знаходяться на столі або які видно з вікна. Розписуємо їхні властивості. Поєднуємо властивості з фокальним об’єктом. Звичайно, можуть бути непоєднувані варіанти, можуть, на перший погляд, видаватися нісенітницею деякі поєднання, але зовсім відмовлятися від таких варіантів не слід. Бажано знайти використання більшості ознак чи властивостей.

Розглянемо, як можна використати метод фокальних об’єктів. Об’єктом художнього конструювання оберемо свічник. Це й буде фокальний об’єкт. Випадковими предметами будуть стіл і кулькова ручка. Запишемо їх у вигляді схеми. Виділимо властивості кожного об’єкта по черзі та запишемо їх. Властивостей може бути багато, і це визначить багато варіантів, однак забере також багато часу на їх аналіз. Тому бажано виділяти 3-8 властивостей (мал. 199).

Мал. 199. Схема для конструювання свічника

Стіл: дерев’яний, з красивою текстурою, із чотирма ніжками, стільниця з ДСП.

Кулькова ручка має такі властивості: виконана з пластмаси й має циліндричну форму, має пружний елемент для кріплення, а також пружину, матеріал прозорий, кнопка.

Наше завдання проаналізувати сполучення отриманих властивостей з фокальним об’єктом.

1. Свічник + стіл = свічник у вигляді стола.

2. Свічник + дерев’яний = свічник виготовити з деревини.

3. Свічник + текстура = свічник з красивою текстурою, покритий лаком.

4. Свічник + 4 ніжки = свічник на платформі із чотирма ніжками.

5. Свічник + ДСП = у свічнику можна використати ламіновану або шпоновану плиту ДСП.

6. Свічник + ручка = свічник у вигляді ручки.

7. Свічник + пластмасова = виготовити свічник з пластмаси.

8. Свічник + циліндрична = свічник із циліндричними деталями.

9. Свічник + пружина = свічник з використанням пружини, кріплення свічника до стіни за допомогою плоскої пружини.

10. Свічник + прозора = свічник з прозорих матеріалів (пластмаси).

11. Свічник + кнопка = свічник з елементами у вигляді кнопки.

Можна відкинути декілька варіантів: № 5, № 7, № 11. Які ідеї можна використати в першу чергу? Для цього треба визначити технологічні можливості майстерні, які необхідні для виготовлення виробу. Деревина дешевша, і це більш розповсюджений матеріал. Тому з таких міркувань варіанти № 7 та № 10 нам не підходять. Отже, у нас залишилися такі ідеї: свічник у вигляді стола, свічник дерев’яний, свічник на платформі із чотирма ніжками, свічник у вигляді ручки, свічник із циліндричними деталями, свічник із пружинами. Їх можна використати окремо або скомпонувати разом.

Отже, ми маємо ідею: свічник на дерев’яній прямокутній платформі із чотирма ніжками, по центру та в кутах розмістимо стержні циліндричної форми для свічок (варіант на 5 свічок) (мал. 200, а) або по центру високий стрижень, а з боків – два стрижні (варіант на 3 свічки) (мал. 200, б).

Мал. 200. Сконструйовані свічники: а – на 5 свічок; б – на 3 свічки

У варіанті на 3 свічки залишаються вільними кути. Їх необхідно заповнити елементами. Згадаємо відкинутий варіант № 11 і розмістимо точені деталі у вигляді кнопок. Пружини використаємо як утримувачі свічок.

Отже, оригінальну конструкцію ми створили.

Наступним етапом нашої творчої роботи є знаходження форми та розмірів за допомогою пропорцій та інших засобів композиції. Продумаємо спосіб та матеріали опорядження. У нашому випадку це буде лак. Розробка орнаментів та визначення їх місця розташування буде завершальним етапом художнього конструювання.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНА РОБОТА № 8

Конструювання виробу з використанням методу фокальних об’єктів

Обладнання та матеріали: зошит, олівець, ручка, різні предмети.

Послідовність виконання роботи

1. Обери виріб для конструювання.

2. Обери два довільних предмети.

3. Розпиши у схемі характеристики довільних предметів.

4. Поєднай характеристики довільних об’єктів з фокальним об’єктом та запиши їх у зошит.

5. Проаналізуй отримані результати.

6. Обери один або декілька оригінальних ідей.

7. Виконай орієнтовний рисунок сконструйованого виробу.

• Метод конструювання, творчий пошук, аналіз, конструкція.

Аналіз – процес уявного або справжнього розподілу складного об’єкта на частини для кращого розуміння.

Ідея – міркування, переконання, що виражають ставлення до чогось.

Конструкція – будова, взаємне розташування частин машини, виробу, приладу тощо.

Метод фокальних об’єктів (МФО) – це метод пошуку нових ідей шляхом приєднання до вихідного об’єкта властивостей або ознак випадкових об’єктів.

• 1. У чому суть методу фокальних об’єктів?
• 2. Навіщо складають схему під час конструювання методом фокальних об’єктів?

§ 26. ОСНОВНІ МЕТОДИ ЕКОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Методи екологічних досліджень. Оскільки екологія взаємодіє з багатьма іншими науками, вона вбирає в себе притаманні їм концепції та методи досліджень. Різноманітність методів досліджень в екології зумовлена також тим, що об’єктами спостережень є не тільки різні групи організмів, а й різні рівні організації живої матерії.

Так, польові спостереження дають змогу вивчати організми та їхні угруповання у звичному для них природному середовищі (наприклад, спостереження за міграціями птахів) (мал. 26.1). Метод екологічного моніторингу ґрунтується на постійних комплексних спостереженнях за перебігом певних процесів в окремих популяціях, екосистемах, біосфері в цілому чи за станом певних біологічних об’єктів. Проведення екологічного моніторингу дає підстави для розроблення заходів охорони окремих популяцій організмів, екосистем і біосфери в цілому. Залежно від масштабів розрізняють чотири види екологічного моніторингу (табл. 26.1).

ВИДИ ЕКОЛОГІЧНОГО МОНІТОРИНГУ

Вид моніторингу

Характеристика

Спостереження за змінами, що відбуваються у межах біосфери

Спостереження за змінами у природних або штучних екосистемах на території певної держави

Спостереження за змінами у природних або штучних екосистемах на території певного регіону

Спостереження за змінами у природних або штучних екосистемах на певній локальній території (певна екосистема, агроценоз, населений пункт тощо)

Мал. 26.1. Методи екологічних досліджень: 1 – екологічний моніторинг за допомогою безпосередніх спостережень; 2 – сучасний комплексний моніторинг за допомогою приладів, інформацію з яких можна зчитувати дистанційно; 3 – експериментальні екологічні дослідження можна проводити, використовуючи, наприклад, акваріум як модель водної екосистеми

Експериментальні дослідження, як польові, так і лабораторні, передбачають свідоме втручання дослідників у структуру біологічних систем і природний хід подій з метою визначення, як система або процес реагуватимуть на певний вплив. Експерименти поділяють на однофакторні (досліджують вплив одного фактору) та багатофакторні (вивчають вплив кількох факторів). Багатофакторний експеримент дає змогу дослідникам комбінувати різні чинники, змінювати інтенсивність впливу на об’єкт дослідження всіх або окремих з них.

Методи екологічної індикації дають можливість визначити стан і властивості екосистем за видовим складом і співвідношенням між собою певних груп видів. Для визначення стану екосистем не потрібно досліджувати всі види, які входять до їхнього складу. Достатньо спостерігати лише за певними їхніми групами, які називають індикаторними. Наприклад, на кислих ґрунтах зростають хвощ польовий, біловус, верес; на ґрунтах з нейтральною реакцією – робінія звичайна, дуб, шипшина, ожина; на засолених – солонець, содник (мал. 26.2). Певні групи водоростей використовують для визначення вмісту органічних сполук і різних забруднювачів у водоймах.

Моделювання – метод дослідження та демонстрації структур, функцій, процесів за допомогою їхньої спрощеної імітації. Це обов’язковий етап багатьох наукових досліджень, оскільки дає змогу вивчати об’єкти та процеси, які неможливо безпосередньо спостерігати чи відтворювати експериментально. Математична модель – це вираження (у вигляді математичних рівнянь зв’язків між різними елементами певної системи. Змінюючи числове значення одного з показників, уведених у модель, можна спостерігати, як змінюватимуться й інші, тобто як поводитиметься змодельована система за певних умов. Наприклад, однією з перших математичних моделей в екології була модель взаємодії популяції хижака та його здобичі, що демонструє залежність чисельності одного виду від чисельності іншого.

Мал. 26.2. Приклади індикаторних видів організмів: 1 – хвощ польовий; 2 – робінія звичайна (біла акація); 3 – солонець трав’янистий

Будь-який накопичений кількісний матеріал, отриманий завдяки спостереженням, експериментально або внаслідок моделювання, потребує статистичного оброблення. Розвиток сучасної екології, так само, як й інших наук, неможливий без застосування математично-статистичних методів.

Отже, системне дослідження певної екосистемі передбачає:

• вивчення фахової літератури, узагальнення попереднього досвіду;
• постановку задач дослідження (визначення основних напрямів досліджень);
• вибір концепції дослідження (узагальнення відомостей про об’єкт дослідження і представлення цих відомостей у вигляді цілісної та логічно обґрунтованої концепції);
• проведення спостережень, польових і лабораторних експериментів;
• обов’язкове математичне моделювання, аналіз і перевірку придатності моделей;
• синтез отриманих даних;
• комп’ютеризацію досліджень; створення масштабних баз даних;
• здійснення кількісних оцінок і прогнозування;
• висновки з проведених досліджень й за потреби – пропозиції щодо подальших досліджень; широку міжнародну співпрацю.

Ключові терміни та поняття

метод екологічного моніторингу, методи екологічної індикації, індикаторні групи організмів, математичне моделювання.

Перевірте здобуті знання

1. Назвіть методи досліджень, які використовують в екології. 2. У чому полягає метод екологічного моніторингу? 3. На чому ґрунтуються методи екологічної індикації? 4. Яким вимогам мають відповідати групи організмів, які використовують у методах екологічної індикації? 5. У чому полягає метод математичного моделювання? Чому екологічні дослідження неможливі без його застосування?

Поміркуйте

У чому полягають особливості екологічних досліджень?

У чому полягає метод обкатки

1. У чому полягає суть генеалогічного аналізу?

У встановленні родинних зв’язків

Генеалогічний аналіз – це аналіз родоводів, коли

простежується ознака (хвороба) в родині з указанням

родинних зв’язків між членами родоводу

2. Які етапи включає генеалогічний аналіз?

Генеалогічний метод має два етапи:

3. Де використовується генеалогічний аналіз?

Генеалогічний аналіз використовуються при підозрі на

спадкову патологію, дозволяє встановити у більшості

пацієнтів: спадковий характер ознаки,типи успадкування і

пенетрантність алель, характер щеплення генів і здійснити

коригування хромосом, інтенсивність мутаційного процесу,

розшифрування механізмів взаємодії генів

4. Хто вперше ввів генеалогічний аналіз?

Гальтон Юст вперше ввів генеалогічний аналіз в 1931 році

5. Як називається графічне зображення низки поколінь

однієї родини за допомогою символів?

6. Як називається особа, родовід якої потрібно скласти?

7. Батьки пробанда – двоюрідний брат і сестра. Як це

показати на зображенні родоводу?

8. Як розміщуються у родоводі члени родини, що належать

до одного покоління?

Фігури родоводів розміщуються горизонтально,в один ряд

9. Що означає на родоводі символ що має вигляд кола з

крапкою в центрі?

Гетерозиготний носій рецесивного гену (жінка)

10. Як називають братів і сестер у схемі родоводу?

11. На малюнку зображено родовід, батьки пробанда

поєднанні подвійною рискою. Що це означає?

12. Що означають на зображенні родоводу квадрат або

коло, біля яких намальована стрілка?

13. Як позначають на родоводі монозиготних близнюків?

14. Чим відрізняється гібридологічний метод від

Генеалогічний метод полягає у вивченні родоводів

Гібридологічний метод полягає у схрещуванні (гібридизації)

організмів, які відрізняються за певними станами однієї чи

кількох спадкових ознак

15. Що характерно для аутосомно-рецесивного типу

За аутосомно-рецесивного успадкування рецесивні гени

фенотипово виявляються тільки в гомозиготному стані, що

затрудняє як вивчення характеру успадкування, так і

16. Що характерно для аутосомно-домінантний типу

За аутосомно-домінантного типу успадкування домінантні

гени фенотипово виявляються в гетерозиготному стані і

тому визначення їх характеру успадковання не виявляє

17. Що характерно для зчепленого зі статтю типу

Родовід х-зчепленого домінантного успадкування, для

– уражені чоловіки передають своє захворювання тільки

– уражені гетерозиготні жінки передають своє

захворювання половині своїх дітей незалежно від їх статті

– уражені гомозиготні жінки передають своє захворювання

всім своїм дітям

Родовід х-зчепленого рецесивного успадкування, для

– майже всі уражені-чоловіки

– ознака завжди передається через гетерозиготному матір,

яка фенотипово здорова

– захворювання ніколи не передається від батька до сина

-у носіїв іноді виявляються субклінічні ознаки патології

Голандричний (у-чеплений) тип успадкування, для якого

-передача ознаки від батька усім синам

– доньки ніколи не успадковують ці ознаки від батька

-” вертикальний” тип успадкування

18. Які хвороби мають аутосомно-домінантний тип

Аутосомно-домінантний тип успадкування: короткозорість,

далекозорість, глаукома, катаракта, гіпоплазія, “заяча губа

чи “вовча паща”, полідактилія, арахнодактилія,

брахідактилія, гіпертензія, мігрень, хорея Гентінгтона,

синдром Морфана, ретинобластома

19. Які хвороби мають аутосомно-рецесивний тип

Аутосомно-рецесивний тип успадкування: пігментна

ксеродерма, альбінізм, цукровий діабет, серпоподібна

клітинна анемія, епілепсія, цистинурія

20. Які хвороби мають зчеплений зі статтю тип

Домінантний зчеплений з х-хромосомою тип успадкування:

темна емаль, фолікулярний кератоз, первинна легенева

Рецесивний зчеплений з X-хромосомою тип успадкування:

гемофілія, дальтонізм, м’язова дистрофія, альбінізм очей,

атрофія зорових нервів

Голандричний тип успадкування: гіпертрихоз, іхтіоз