Тема урока: «Введение в мир композиционных материалов. Создание изделия из композита своими руками»
Класс: 5
Тип урока: Урок открытия новых знаний и первичного закрепления.
Цели урока в соответствии с ФГОС:
1. Личностные:
· Формирование ответственного отношения к учению, готовности к саморазвитию.
· Развитие трудолюбия и ответственности за результаты своей деятельности.
· Формирование экологического сознания (на примере применения и утилизации композитов).
2. Метапредметные:
· Регулятивные УУД: умение планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей, вносить необходимые коррективы в действие после его завершения на основе оценки и учета характера ошибок.
· Познавательные УУД: умение ориентироваться в разнообразии композиционных материалов, устанавливать причинно-следственные связи (почему композит прочнее своих составляющих), делать выводы.
· Коммуникативные УУД: умение работать в группе, договариваться, учитывать мнение одноклассников, представлять результаты своего труда.
3. Предметные:
· Знать: понятие «композиционный материал», его структуру (матрица и наполнитель), примеры распространенных композитов (фанера, стеклопластик, бетон).
· Понимать: причины высокой прочности и других уникальных свойств композитов.
· Уметь: определять композиционные материалы в окружающем мире, изготавливать простейший композит в лабораторных условиях (техника папье-маше как аналог) и понимать технологический процесс.
Оборудование и материалы:
· Для учителя: интерактивная доска/проектор, презентация с изображениями композитов (кузов автомобиля, лодка, скейтборд, теннисная ракетка), образцы материалов (кусок фанеры, стеклоткани, углепластика).
· Для учащихся (на группу из 2-3 человек): Бумага (газетная или офисная), клей ПВА, вода, миска для замешивания, кисточка, воздушный шарик или простая пластиковая форма (например, миска), пищевая пленка. Для оформления: краски, кисти.
Ход урока
1. Организационный момент (2 минуты)
· Приветствие, проверка готовности учащихся к уроку, создание рабочей атмосферы.
2. Мотивация и актуализация знаний (7 минут)
· Учитель: «Ребята, посмотрите на эти предметы» (на слайде: сверхпрочный велосипед, корпус современного смартфона, каска строителя).
· Вопросы классу:
· «Как вы думаете, из чего они сделаны?» (Ученики могут назвать металл, пластик).
· «Пластик – хрупкий, металл – тяжелый. А эти предметы – легкие и очень прочные. В чем же секрет?»
· Учитель подводит детей к выводу, что это материалы нового поколения, созданные человеком.
Формулируется проблема: «Как создать материал, который будет прочнее и легче тех, что дает нам природа?»
3. Открытие нового знания (10 минут)
· Объяснение темы через аналогию.
· Учитель: «Представьте себе кирпичную стену. Кирпичи сами по себе лежат неустойчиво. Но если мы скрепим их цементным раствором, получится прочная стена. Это и есть простейший композит!»
· Вводится определение: Композиционный материал (композит) – это искусственно созданный материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей между ними.
· Структура композита (на примере фанеры):
· Наполнитель (арматура): слои шпона (дерево) (отвечает за прочность).
· Матрица (связующее): клей (скрепляет наполнитель, распределяет нагрузку).
· Презентация: учитель показывает слайды с другими примерами:
· Стеклопластик: стеклоткань (наполнитель) + синтетическая смола (матрица).
· Углепластик («карбон»): углеродное волокно (наполнитель) + эпоксидная смола (матрица) (делается акцент на легкости и прочности).
· Бетон: щебень и песок (наполнитель) + цемент (матрица).
4. Первичное закрепление (5 минут)
· Интерактивное задание на сортировку (можно на доске):
· На доске или в презентации – список материалов: доска, сталь, фанера, стеклопластик, пластилин, углепластик, бумага.
· Задание: «Разделите эти материалы на две группы: традиционные (природные или простые) и композиционные».
· Фронтальная проверка и обсуждение.
5. Практическая работа «Создаем свой композит: папье-маше» (15 минут)
· Цель практикума: наглядно смоделировать процесс создания композиционного материала, где бумага – наполнитель, а клеевой состав – матрица.
· Инструктаж по технике безопасности: работа с клеем (избегать попадания в глаза, мыть руки после работы).
· Ход работы (в группах):
1. Приготовить клеевой состав: смешать клей ПВА с водой в пропорции примерно 1:1.
2. Порвать бумагу на небольшие полоски.
3. На форму (шарик, обернутый пищевой пленкой, или миску) слоями наклеивать бумажные полоски, обильно промазывая каждый слой клеевой смесью. Важно объяснить, что именно многослойность и пропитка клеем (матрицей) дает прочность.
4. Наклеить 3-5 слоев.
· Роль учителя: консультирование, помощь, контроль за соблюдением технологии и ТБ.
Важно: Готовое изделие будет сохнуть до следующего урока. На следующем занятии его можно будет раскрасить, обсудив, что теперь это готовый продукт, созданный их руками по принципу композитного материала.
6. Рефлексия и подведение итогов (5 минут)
· Вопросы для обсуждения:
· «Что нового вы узнали сегодня?»
·«Какой материал мы сегодня создавали? Назовите его наполнитель и матрицу».
·«Где в жизни вы теперь сможете узнавать композиционные материалы?»
· «Почему композиты называют материалами будущего?» (Легкие, прочные, можно придавать любую форму).
· Оценивание: учитель оценивает активность на этапе открытия новых знаний, работу в группе, правильность выполнения практического задания.
7. Домашнее задание (1 минута)
· На выбор (дифференцированное задание):
1. Базовый уровень: Найти дома 3 предмета, сделанных из композиционных материалов, и кратко описать их в тетради (что это, почему вы решили, что это композит).
2. Повышенный уровень: Подготовить небольшое сообщение (на 2-3 минуты) об одном из самых современных композиционных материалов (например, о кевларе, используемом в бронежилетах).