Общие методические рекомендации. Анализ программы «Технология» показывает, что в материал иcключена большая группа общетехнических дисциплин

Анализ программы «Технология» показывает, что в материал иcключена большая группа общетехнических дисциплин, которые призваны создавать базу для усвоения специальных вопросов. По существу, они являются связующим звеном между школьными предметами физико-математического цикла и преподаванием технологии. В школе, где учитель технологии часто является единственным специалистом с инженерным образованием, функции интеграции учебных дисциплин с целью направленной подготовки школьников к самостоятельной трудовой деятельности, вероятнее всего, будут сфокусированы на занятиях по технологии. В программе нет ни одного раздела, где можно обойтись без тесной связи с технологией конструкционных материалов (ТКМ). Следовательно, необходимы глубокие осмысленные представления о материалах, их свойствах, способах получения и областях рационального и экономного использования.

Последнее особенно важно, ибо до сего времени отечественные изделия отличает повышенная (по сравнению с изделиями развитых стран) материалоемкость, а это, кроме прочего, экономический фактор.

Таким образом, учитель технологии не может обойтись без объяснения целого ряда понятий, связанных с материаловедением.

В V классе должны быть заложены следующие знания и представления:

•для изготовления изделий используются разные материалы, которые обладают различными свойствами, — эти свойства необходимо учитывать при их обработке; знать и уметь различать основные породы и пороки древесины;

• обязательный элемент чертежа, марка и наименование конструкционного материала обозначаются в штампе — следователь но, школьники должны знать обозначение конструкционных материалов в документации;

• по программе происходит ознакомление с разметочными, ударными и режущими инструментами, что предполагает знакомство с материалами, из которых эти инструменты изготавливают, и с первоначальными понятиями о термических процессах, осуществляемых с металлами;

• знакомство с тонколистовым металлом и проволокой не может быть полным без знания наиболее значительных изобретений XIX и XX вв., связанных с получением металлов и их сплавов (имеется в виду мартеновский, бессемеровский, томасовский методы выплавки, электролиз, электрошлаковый переплав и др.).

В VI классе вопросы по материаловедению еще более конкретизируются. Учащиеся должны в соответствии с требованиями про граммы:

• знать все виды пиломатериалов; иметь общее представление о черных и цветных металлах, о процессе производства чугуна и стали;

• иметь общие представления об обработке металлов давлением (прокатка, ковка, штамповка, обкатка и т.д.); поскольку предполагается широкое изготовление изделий из сортового проката, это требует знания сортаментов;

• иметь общее представление о способах изготовления заготовок путем заполнения объемных форм (литье, прессование, порошковая металлургия);

• обработка конструкционных материалов на различных станках естественно предполагает знание и использование механических и технологических свойств этих материалов.

Учащиеся VII класса должны получить системные знания по ТКМ. От них требуется:

• знать виды сталей, влияние содержания углерода на свойства стали; сущность и основы термической обработки сталей; умен, определять необходимые данные по справочнику;

• иметь общее представление о полимерных, композиционных и керамических материалах, области их применения; уметь различать образцы полимерных, композиционных (композиты), керамических материалов;

• уметь производить расчеты по себестоимости выбранных материалов;

• знать возможности технического и художественного конструирования применительно к свойствам применяемых конструкционных материалов.

Таким образом, вырисовывается картина последовательного (с учетом возрастных возможностей) системного ознакомления учащихся со способами получения и свойствами конструкционных материалов, что в итоге позволяет осуществлять их осмысленный выбор для использования в конкретных условиях.

Технология получения, свойства и применение конструкционных материалов при трудовой подготовке школьников имеют два аспекта методико-педагогического характера. Несомненно, это материал непростой для усвоения учащимися, изобилующий многими, сложными для понимания техническими определениями и терминами. Внутреннее строение материалов и их превращения, зависимость свойств от содержания углерода и других элементов — сложный материал, для уяснения которого учащимися обязательно нужны средства наглядности не только визуального, но и аудио визуального характера. Многие процессы, происходящие в мате риалах при их обработке, можно увидеть лишь при мультипликации в кинофрагментах, что не всегда доступно учителю, особенно в школах, удаленных от пунктов проката учебных фильмов. Этот фактор методико-педагогического характера, когда требования научности в изложении и посильности (доступности) могут войти в определенное противоречие, конечно, должен учитываться учителем при изложении материала. Но нельзя не подчеркнуть и второй аспект, играющий важнейшую роль при изучении ТКМ в кур се технологии. По существу, вся история цивилизации связана с развитием и производством конструкционных материалов от первого бронзового орудия до сверхчистых материалов, необходимых в микропроцессорной технике. Это позволяет эрудированному педагогу, знакомому с методикой активизации учащихся, формировать устойчивый интерес к изучаемым вопросам, используя известные факты истории техники.

Кроме того, огромный интерес могут вызвать открытые сравнительно недавно свойства памяти металлов и некоторых видов пластмасс, явление сверхпроводимости, возможность получения металлов с фантастическими прочностными параметрами путем выращивания кристаллов из расплавов и многое другое.

Таким образом, учитель технологии имеет возможность побуждать мотивацию школьников к учебе, когда интерес к изучаемому программному материалу успешно преодолевает его естественную сложность. Кроме того, возможности учителя расширяются за счет связей конструкционных материалов с конструкцией сооружения (изделия). Например, рассказ о сотовой конструкции винтов вертолетов, которые выдерживают огромные нагрузки, является логическим мостиком для разговора о механических свойствах материала и их прямой взаимосвязи с конструктивными особенностями изделия. Такая методика ведет к осмысленному восприятию, вырабатывает у учащихся способность к переносу знаний.

Особенностью преподавания конструкционных материалов является то обстоятельство, что после изучения у учащихся должна быть сформирована система знаний. Не секрет, что редкий мальчишка не знаком с черными и цветными металлами. Но у школьников нет стройного представления о классификации, поэтому так важно эти обрывочные знания ввести в строгие, принятые в технике формы.

Важным методико-педагогическим фактором является формирование представлений о взаимосвязи свойств и назначения, в соответствии с применяемостью в технике. Например, дается стандартная таблица классификации:

Здесь важно сразу объяснить, что есть четкая применяемость в технике: стальной кран в водопроводной сети недолговечен, а бронзовая станина станка хуже чугунной, и хотя золотой унитаз был бы вечен, но экономически это невыгодно.

При ознакомлении учащихся с классификацией сталей по на значению важно, чтобы они уяснили: конструкция может изготавливаться из самой дорогой, дефицитной стали, но это должно быть оправдано. Прежде всего с точки зрения целесообразности и экономичности. Можно привести пример, который будет понятен школьникам. На знаменитых чешских стеклозаводах массу перемешивают платиновым винтом, который стоит больше миллиона крон, а платиновый тигель, где это происходит — вдвое дороже. Однако самые высококачественные стекла для микроскопов и биноклей, других приборов можно получить только так. А рассказ о сталях с особыми свойствами может значительно расширить представления школьников о легировании.

Такие включения в канву рассказа учителя обогащают занятия, делают их увлекательными для школьников. Становится понятным, почему клапан автомобиля, работающий в адских условиях, не может быть выполнен из первой попавшейся под руку стали.

Важным методическим приемом, имеющим большое педагогическое применение, является комплексный рассказ о конструкционных материалах, соединенный с историей техники. Например, после знакомства с классификацией сталей по качеству, логично перейти к способам получения, обеспечивающим этот параметр.

Борьба с вредными элементами, неизбежно попадающими при плавлении в металлы из пород и воздуха, — серой, фосфором, кислородом, азотом и др. — показывает и эволюцию поиска способов от мартеновского (предложен в 864 г. французским металлургом Пьером Мартеном) до конвертерного — в сосудах груше видной формы (бессемеровский и томасовский процессы названы по именам английских металлургов). Затем можно переходить к электроспособам.

Электросталь выплавляют в электропечах. Это наиболее совершенный способ, и предложен он в 1802 г. русским физиком и электротехником В. В. Петровым. Теперь будет логичным переход к новейшим специальным способам электрометаллургии — электрошлаковому и вакуумно-дуговому переплаву, электронно-лучевой и плазменной плавке.

Мы были пионерами в космической технологии металлов. Такие исторические факты призваны пробудить чувство национального достоинства за принадлежность к одной из величайших стран мира с развитой наукой и техникой.

Важной дидактической особенностью изложения является широчайшая градация применения конструкционных материалов в технике и показ невозможности существования человеческого общества без конструкционных материалов.