Методическая разработка открытого урока по учебной дисциплине ОП.03. «Материаловедение» Тема: « Строение, свойства и производство металлов»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

«СВЕРДЛОВСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Методическая разработка

открытого урока по

учебной дисциплине

ОП.03. «Материаловедение»

Тема: « Строение, свойства и производство металлов»

Разработала преподаватель

общепрофессионального и

профессионального циклов

Махрова Е.Н., специалист

I квалификационной категории

г. Свердловск

2023 – 2024 учебный год.

Тема: «Строение, свойство и производство металлов»

Цели урока:

Обучающая – обеспечить в ходе урока-игры обобщение, активизацию и закрепление знаний об основных металлах и сплавах, их классификации и свойствах; обозначить огромную роль металлов в жизни общества с использованием уже имеющихся знаний.

Развивающая – развивать с помощью игровых форм познавательную активность студентов как личностное качество, логическое мышление, внимание, память, навыки наблюдения, умения сравнивать, обобщать, делать выводы и применять сведения, полученные из дополнительной литературы; развивать самостоятельность и волю студентов, используя проблемные ситуации, нестандартные задачи, творческие задания; развивать эмоции через ситуации удивления, занимательности; развивать умения работать в группах.

Воспитывающая – воспитывать любовь и уважение к труду, умения трудиться в коллективе в условиях сотрудничества и соперничества; целенаправленно, рационально организовывать свое рабочее место, экономно использовать время, проявлять личностные качества (добросовестность, активность, инициативность), умения радоваться успехам товарищей, сопереживать их неудачам, отстаивать своё мнение и уважать мнение других; формировать у студентов интерес к материаловедению через связь с профессией, формировать мировоззренческие понятия развитие активности и самостоятельности; развивать воображение и фантазию в процессе выполнения заданий; развивать способности профессионального мышления.

Формирование профессиональных компетенций: организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество, закрепить навыки в умении ориентироваться в современном информационном пространстве.

Тип урока: Урок обобщения и систематизации знаний.

Форма: урок – игра

Материально – техническое обеспечение: компьютер, мультимедийный проектор, презентация, видео – ролик, макеты кристаллических решеток, листы с заданиями для конкурсов.

Межпредметные связи: химия, физика.

Ход урока

1. Организационный момент.

Приветствие учащихся, гостей, проверка отсутствующих, наличия необходимых принадлежностей к уроку (слайд 1).

- Здравствуйте участники и гости нашего необычного урока.

II. Мотивация учебной деятельности.

Просмотр видео – ролика «Производство стали».

Вступительное слово преподавателя:

Преподаватель:

С далёких лет и вплоть до наших дней
Жизнь человека связанна с металлом.
Сначала медный, бронзовый был век,
Затем железа очередь настала.

Студент:

Никто не помнит уж в каком году
Ворвалась в нашу жизнь металлургия.
Мы научились добывать руду
И укрощать в печах огня стихию.
Преподаватель:

И хоть работа эта не легка,
Жизнь без неё не можем мы представить.
Металлы унесут нас в облака,
На дно морей металлы нас доставят.

Студент:

Сверкают искры, пот течёт рекой,
Но металлург профессию не сменит,
А то, что сделал выбор он такой -
"Люблю металл!" - с улыбкой вам ответит.

Преподаватель:

Ведь правильно сказал уже поэт
(Не зря крылатой эта фраза стала),
Что ничего на свете лучше нет,
Чем красота горячего металла.

Преподаватель:

И вы сами в этом убедились, посмотрев видео – ролик.

Металлы можно назвать «фундаментом цивилизации», потому что это основа промышленности, сельского хозяйства, добывающей промышленности и транспорта.

Если проследить весь ход истории, то можно заметить, что с ростом цивилизации увеличивается потребность в металле. Еще совсем недавно на каждого жителя земного шара приходилось в год меньше одного килограмма металла, сейчас эта цифра превышает 500 килограммов.

Много веков металлы верно служат человеку, помогая ему покорять стихию, овладевать тайнами природы, создавать замечательные машины и механизмы. Мир металлов обширен и разнообразен. Среди них встречаются старые друзья человека: медь, железо, золото, серебро. Эта дружба уже насчитывает тысячи лет. Но есть и такие металлы, знакомство с которыми состоялось лишь в последние десятилетия: гольмий, лютеций, неодим.

Металлы - определенная группа элементов, которые имеют общие для всей группы характеристики.

Вопрос:

Какие же это характеристики, которые присущие именно металлам?

Предполагаемые ответы студентов: повышенная прочность, высокая тепло- и электропроводность, ковкость, пластичность, характерный металлический блеск.

III. Актуализация знаний и умений.

Преподаватель:

Сегодня наш урок пройдет в форме игры, на которой мы с вами будем отвечать на вопросы, разгадывать загадки, ребусы, а так же выполнять творческие задания в области черных металлов и сплавов не совсем в обычной форме.

Суть игры заключается в соревновательной основе двух команд, целью которых является закрепить изученный материал нами по теме: «Строение, свойства и производство металлов» и показать важность металлов в жизни человека.

Правила и ход игры:

В игре участвуют две команды из студентов групп 1 курса.

Работу команд оценивает жюри из приглашённых преподавателей: Анна Анатольевна и Елена Сергеевна.

Выигрывает та команда, которая набрала большее количество баллов.

Оценивание конкурсных заданий:

 за каждый правильный ответ в задании команда получает 1 балл;

 за правильный ответ на дополнительные вопросы команда получает 1 балл;

 за неверный ответ - 0 баллов, право ответить на вопрос получает команда - соперник,

 за нарушение дисциплины отнимается 0,5 балла за каждое замечание;

 капитан команды выбирает версию (одного) ответа и члена команды, который её озвучивает.

По итогам работы на уроке и участия в игре, выясним, какая команда может сказать девиз нашего занятия «Я с железом на ты».

Богат и интересен мир металлов. Однако любопытно, с какими металлами человек познакомился на заре своей истории.

Задание №1 «Семь подземных королей» (слайд 2)

Н еобходимо выбрать из предложенных металлов СЕМЬ металлов, которые были знакомы человечеству в глубокой древности

Задание №1 «Семь подземных королей» (ответ) (слайд 3)

Ответы – жюри (слайд)

Преподаватель 

Все металлы имеют кристаллическое строение. Многие кристаллические структуры ‒ это самые обычные для нас вещества, например, сахар и соль. В переводе с греч. krystallos означает «прозрачный лед».

 Микромир устроен очень не просто. Учёные находят хаос там, где они предполагают найти порядок. Но затем, посмотрев на это поближе, они обнаруживают необъяснимый порядок в том, что казалось, есть хаос. По словам Марта Блейкфилда: «Хаос не беспорядочен, он также следует закономерностям».

Это просматривается, прежде всего, когда мы рассматриваем изысканно замысловатые структуры кристаллов.

Еще в XVIII в. ученые предположили, что кристаллы построены из шарообразных частиц - атомов или молекул. Сейчас уже доказано существование 230 способов построения пространственных элементарных ячеек в кристаллах. Классификацию возможных видов кристаллических решеток была проведена французским ученым О. Браве. Всего для кристаллических тел существует четырнадцать видов решеток.

Задание №2 Тайны микромира (слайд 4)

Команды должны дать название каждой из приведенных на рисунке кристаллических решеток (поставить для примера макеты кристаллических решеток).

Задание №2 Тайны микромира (ответ)

Ответы – жюри

Одному из членов команд объяснить, почему 2 и 3 решетки (макеты на столе) так называются.

Преподаватель

 Почти весь современный мир состоит из металла. Вы с лёгкостью найдете его и в воздухе, и на земле, и в воде. И только если вы очень любознательны, то найдёте его и в сказках, и литературных произведениях.

Задание №3 «Образные выражения» (слайд 5)

Командам необходимо написать как можно больше образных выражений, используемых в сказках и литературе, в которых фигурируют названия металлов. На выполнение задания – 2 минуты.

Задание:

для 1 команды – составить как можно больше образных выражений со словом «золото»;

для 2 команды – составить как можно больше образных выражений со словом «железо».

Возможные варианты ответов:

Золотое сердце, золотые руки, золотая осень, золотая лихорадка, золотое дно, золотая жила, золотая свадьба, золотой фонд, золото волос, золотой закат, чёрное золото, белое золото, золотые горы.

Железные мускулы, железная воля, железная логика, железная дисциплина, железный занавес, железная выдержка, железные доводы, железное алиби, железные нервы.

Гостям дать возможность написать ответы.

Команды зачитывают свои ответы и отдают их жюри.

Ответы – жюри.

А какие выражения есть у вас, а у студентов не прозвучали?

Преподаватель

При выборе металла или сплава для определенных деталей или инструментов  для различных областей нашей жизни материаловедение оперирует десятками их разнообразных свойств, причем каждое свойство может определить область применения. На первый взгляд такое разнообразие должно было привести к становлению десятков практически самостоятельных разделов материаловедения, однако для систематизации свойств, их разделили на 5 групп.

Вопрос:

Вспомним эти группы свойств, на которые делятся металлы.

Предполагаемые ответы студентов: физические, химические, механические, технологические и эксплуатационные (слайд 6)

Студент :

Металлов много есть, но дело не в количестве:
В команде работящей металлической
Такие мастера, такие личности!
Преуменьшать нам вовсе не пристало
Заслуги безусловные металлов…

Преподаватель

Свойства металлов чудесны, разнообразны. Ртуть, например, не замерзает даже на морозе, а вольфрам не боится самых жарких объятий пламени. Литий мог бы быть отличным пловцом: ведь он вдвое легче воды и при всем желании не сможет утонуть, а осмий — чемпион среди металлов-тяжеловесов — камнем пойдет ко дну. Серебро “с удовольствием” проводит электрический ток, а у титана явно “не лежит душа” к этому занятию: его электропроводность в 300 раз ниже, чем у серебра. Железо мы встречаем на каждом шагу, а гольмий содержится в земной коре в таких мизерных количествах, что даже крупицы этого металла стоят баснословно дорого: чистый гольмий в несколько сот раз дороже золота.

В настоящее время известно 118 химических элементов, большинство из них - металлы. Металлы распространены в природе и встречаются в виде различных соединений в недрах земли, водах рек, озер, морей, океанов, составе тел животных, растений и даже в человеке.

Задание №4 «Верные связи: самый, самый…» (слайд 7)

Командам предлагается правильно подобрать к определенному металлу параметр (свойство), характерное именно для этого металла и наклеить его в таблицу

Озвучить отдельно металлы, отдельно свойства.

Задание №4 «Верные связи: самый, самый…» (ответ)

Преподаватель

Теперь поговорим о механических свойствах металлов. Ими  руководствуются в первую очередь  при конструировании изделий. Эти свойства характеризуют способность сопротивляться деформированию и разрушению под воздействием различного рода нагрузок: статических, динамических и циклических. Когда на металлический образец действует сила или система сил, он реагирует на это, изменяя свою форму (деформируется).

Вопрос:

Вспомните, какие виды деформации бывают?

Предполагаемые ответы студентов: растяжения, сжатия, изгиба, кручения, среза или сдвига.

Задание № 5 «Назови деформацию» (слайд 8)

Командам предлагаются рисунки с определенным видом деформации. Ваша задача:

наклейте на плакат рисунки под определенным видом деформации, к которому они относятся

Один из членов команд защищает свои ответы.

Задание № 5 «Назови деформацию» (ответ)

Ответы - жюри (слайд)

Преподаватель

 Трудно сказать, с каких времен среди народа начали ходить пословицы – устные краткие изречения на самые разные темы. Неизвестно и время возникновения первых поговорок – метких речений, которые способны в разговоре выразительно и точно охарактеризовать что-либо без помощи утомительных и сложных пояснений. Неоспоримо одно: и пословицы, и поговорки возникли в отдаленной древности и с той поры сопутствуют народу на всем протяжении его истории. Особые свойства сделали пословицы и поговорки столь стойкими и необходимыми в быту и речи.

Задание № 6 «Отгадай поговорку» (слайды 9-12)

В этом задании скрыт смысл поговорок иллюстрациями. Команды должны вспомнить формулировку этих поговорок

Распечатать и предложить гостям.

Задание № 6 «Отгадай поговорку» (ответ)

Ответы - жюри (слайд)

Преподаватель

Мы с вами изучили технологию производства стали и чугуна.

Вопрос:

Что же представляет собой как сплав

1 команда: чугун

2 команда: сталь

Назовите основные составляющие элементы сплавов.

Предполагаемые ответы студентов: углерод (от сотых долей процента до 2% для стали, от 2% до 6.67% для чугуна), железо, марганец, сера, фосфор, кремний, азот, кислород, водород.

Преподаватель

Правильно, т.е. в состав сплавов, кроме железа и углерода входят различные примеси, в том числе и вредные: сера, фосфор, газы.

Задание № 7  «Как закалялась сталь» (слайд 13)

Из предложенных слов и словосочетаний выбрать необходимые исходные материалы, которые используют:

1 команда: для выплавки чугуна (вопрос: где происходит сам процесс?)

2 команда: для выплавки стали (вопрос: где происходит сам процесс?)

и наклеить их на плакат.

Доменная печь, что добавляют для выплавки чугуна: красный железняк, бурый железняк, магнитный железняк, каменноугольный кокс, известняк, доломит

Мартеновская печь, что добавляют для выплавки стали: железный лом, предельный чугун, известняк, коксовый и природный газ, раскислители

Один из участников команд озвучивает свой ответ у доски.

Ответы - жюри (слайд)

Преподаватель

Кто в детстве не любил загадки? По определению В.И.Чичерова, «загадка - это иносказательное описание какого-либо предмета или явления, данное обычно в форме вопроса». Оказывается, человек начал создавать загадки еще в глубокой древности. И составление загадки, ее разгадывание требовали пристального наблюдения действительности, выявления в ней типичного, характерного. Загадка помогала совершенствовать человеческую мысль, развивала наблюдательность, учила воспринимать мир многогранно, образно.

Задание № 8 «Маска, откройся…» (слайд 14)

Командам по очереди предлагается разгадать загадки, загаданные студентами в маскарадных масках. Загадки дослушиваем до конца.

1. Я – металл серебристый и легкий
Я зовусь “ самолетный металл”
И покрыт я оксидною пленкой,
Чтоб меня кислород не достал.
( Алюминий)

2. Металл я самый тугоплавкий на планете.
Тверже сплавов нет на свете,
Кто я? Тебе подскажу
Как только лампочку включаешь,
Меня ты мигом накаляешь.
(Вольфрам)

3. Среди металлов самый славный,
Важнейший древний элемент,
В тяжелой индустрии главный,
Знаком с ним школьник и студент.
Родился в огненной стихии,
А сплав его течет рекой
Важнее нет его в металлургии,
Он нужен всей стране родной.
( Железо)

4. Я блестящий, светло-серый,
Образую хлорофилл,
И меня фотограф первый
Очень поджигать любил!

Свободный, легкий и горючий,
Фотографам известен он,
Не очень твердый и тягучий
Он главный в сплаве «электрон».
(Магний)

5. Прославлен всеми письменами
Металл, испытанный огнем.
Манил к себе людей веками.
Алхимик жил с мечтой о нем.
Но как кумир , он свержен нами
И блеск его нас не манит.
Ведь хорошо мы знаем с вами
Не все, то ценно , что блестит.

(Золото)

6. Меня любит человек! Мною назван целый век!

Я блестяща и рыжа, Очень в сплавах хороша!

Давно известно человеку, Она тягуча и красна,

Ещё по бронзовому веку. Известна в сплавах всем она.

(Медь)

Задание № 9  «Гордиев узел» (слайд 15)

Капитаны команд получают шнуры (ленты) одинаковой длины, на каждом из которых завязаны узлы. Капитанам задают заранее заготовленные вопросы.

После каждого правильного ответа 1 узел развязывают. Побеждает тот капитан, который быстрее развяжет все узлы.

Вопросы

• Самый распространенный в земной коре металл. (Алюминий)

• Металл, обнаруженный в упавших метеоритах. (Железо)

• Металл, обладающий бактерицидными свойствами. (Серебро)

• Металл, широко используемый в электротехнике для обмоток трансформаторов. (Медь)

• В каких пищевых продуктах содержится много железа? Гречиха, соя, какао

• Самый древний сплав. Бронза

• Какие вам известны металлы-микроэлементы, управляющие многими жизненно важными процессами, протекающими в живых организмах? Железо, марганец, медь, цинк, молибден, кобальт

• Какой металл используют для защиты от рентгеновского излучения? Свинец

• Какой металл называют металлом консервной банки? Олово

• Без какого металла невозможно изготовить зеркало? Серебро

• В каких овощах и фруктах содержится много магния? Абрикосы, персики, цветная капуста

• Некоторый металл на морозе «заболевает»: его серебристо-белые слитки сначала становятся тускло-серыми, а затем рассыпаются в серый порошок. Назовите металл. Как называют это «заболевание»? Олово, оловянная «чума»

• Какой металл лучше других проводит тепло и электрический ток? (Серебро)

•  Какой металл способен намагничиваться и размагничиваться? (Железо). 

• .Металл – жидкость (Ртуть).

Задание № 10 «А ну-ка, найди меня!» 1 команда (слайд 16)

«СЛОВО» - «БУКВЫ»=«МЕТАЛЛ»

Какие металлы «спрятались» в картинках «СЛОВО» - «БУКВЫ» = «МЕТАЛЛ»

Ответы - жюри (слайд)

Преподаватель

Задание № 10 «Сложи» 2 команда (слайд 17)

«СЛОВО»+«БУКВЫ»=«МЕТАЛЛ»

Какие металлы «спрятались» в картинках «СЛОВО» + «БУКВЫ» = «МЕТАЛЛ»

Ответы - жюри (слайд)

Преподаватель:

Вот и завершилась наша игра. Подведем итоги конкурса.

Слово жюри (объявляется сумма баллов, набранная каждой командой и победитель, вручаются сладкие призы).

Ребята, вы показали замечательные знания и эрудицию. Вы все молодцы!

Выставляю оценки, согласно участию в заданиях и работе на уроке.

IV. Итог урока. Рефлексия (слайд 18)

Вы все работали сегодня просто отлично, но вот еще перед вами какая задача. Каждый уважающий себя автомеханик должен при себе иметь набор инструментов для ремонта автомобиля. Какими же инструментами вы пополните свой набор после сегодняшнего урока? Предлагаю вам выбрать один из трех предложенных инструментов и положить его в багажник нашей шикарной машины (ФЕРРАРИ):

Молоток – «я молодец, я всем доволен, я был активен, я все понял»

Буксировочный трос – «было интересно, но некоторые вопросы вызывали затруднения, нужна страховка в виде дополнительных знаний»

Домкрат – «мне тяжело давались ответы на задания, я не смог проявить себя»

Преподаватель дает характеристику действиям студентов и подводит итог.

Хочется верить, что приложив необходимые усилия, вы будете успешны в любом начинании. Чтобы развить в себе профессионала необходимо все время усовершенствоваться, усиливать следующие качества: ответственность, самостоятельность, коммуникабельность, уверенность в себе, самодисциплину.

Пытайтесь узнать и понять окружающий мир. Побольше читайте, интересуйтесь, узнавайте, овладевайте и усовершенствуйте те знания, которые дают вам преподаватели.

Главное - верить в свои силы и в себя (слайд 19)

Работайте над собой! Учитесь, дерзайте, творите, думайте, фантазируйте!

Никто не становится хорошим человеком случайно (слайд 20)

Металлы разные на свете,
И знать о них должны и взрослые, и дети.
Одни здоровье и покой наш берегут,
Другие к могуществу страну ведут…
Везде металлы на планете: и там, и тут,
И новые истории о них вас ждут…

V.Домашние задание (слайд 21)

Подготовить сообщение на тему: «Виды неметаллических материалов»

Спасибо за внимание! (Слайд 22).