План - конспект по материаловедению

СМОЛЕНСКОЕ ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ВЯЗЕМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

План-конспект открытого урока

по  дисциплине «Материаловедение»

Раздел 2. Конструкционные и инструментальные материалы, применяемые в машиностроении

Тема: «Чугуны. Стали. Сплавы цветных металлов»

Урок провел: преподаватель Кондратова Татьяна Фроловна

 Группа Т-23

                                                                                                                                                                               .

2017

Тема: «Чугуны. Стали. Сплавы цветных металлов»

Тип урока: урок – деловая игра, обобщающий

Цели урока:

образовательная — обобщение, активизация и закрепление знаний об основных металлах и сплавах, их классификации и свойствах, маркировке, применении; развитие умения излагать мысли, моделировать ситуацию;

развивающая — развитие общих и профессиональный компетенций, практическое применение полученных знаний, планирование хода действий; развитие познавательной активности и творчества обучающихся, их смекалки, наблюдательности и чувства юмора и расширение технического кругозора;

воспитывающая — развитие навыков работы в коллективе, сотрудничества, взаимной помощи; формирование таких качеств личности и черт характера, как ответственность, дисциплинированность,находчивость, высказать свою точку зрения,самоменежмент.

Задачи: 
1. Выработка навыков принятия практического решения на игровых этапах «создания» и «развития» деятельности предприятия.
2. Способствовать развитию умений применять знания на практике.
3. Воспитывать у обучающихся самостоятельность в работе.

Оборудование:  коллекция сплавов цветных и чёрных металлов (чугуны и стали, алюминий и медь), карточки-тесты, таблицы.

Методы обучении: диалогический, репродуктивный, показательный.

Методы преподавания: информационно-сообщающий, объяснительный, стимулирующий.

Межпредметные связи: химия,  физика, ТО и ремонт автомобилей.

Внутрипредметная связь: «Свойства металлов и сплавов».

Дополнительное задание: за неделю до урока, учащимся даётся задание подготовить информацию об истории основных металлов  и их практическом применении в наше время.

Время проведения деловой игры – 90 минут:

1.     Организационный момент -5 минут

2.     Актуализация ранее полученных знаний (устный блиц-опрос)– 15 минут

3.     Кроссворд  (работа у доски с таблицей) – 10 минут

4.     Исторический экскурс  (сведения, найденные учащимися о металлах) – 15 минут

5.     Шифровальщик  (расшифровка маркировок сплавов металлов) - 20 минут

6.     Работа с учебником  (виды сплавов) – 15 минут

7.     Выставление оценок и рефлексия -5минут

8.     Домашнее задание – 5 минут.

Ход урока

1. Организационный момент (2–5 мин)

• Проверка присутствующих
• Проверка готовности к уроку.

2 Актуализация опорных знаний умений и навыков и мотивационных состояний.

Преподаватель : Здравствуйте, ребята! Я рада видеть вас на уроке, на котором мы с вами завершим один из интереснейших разделов «Конструкционные и инструментальные материалы, применяемые в машиностроении». Сегодня повторим и проверим свои знания об основных металлах и их сплавах: сталях, чугуне, цветных металлов, дадим краткую характеристику каждому виду. Их применение в машиностроении. Запишите в тетрадях тему урока «…….».

Но у нас сегодня необычный урок, у нас деловая игра. Я выступаю в роли инвестора, который желает вложить деньги в предприятия, связанные с производством деталей из металлов.

Группу разделили на 3 предприятия,  которые должны добиться заключения контракта на изготовление какой-то продукции из металлов. Итак,

1 –предприятие «Рапид», которое основывается на производстве изделий из стали; директор – …

2 –предприятие «Рослитпром», которое основывается на изготовлении продуктов из чугуна; директор – ….

3 –предприятие «Цветмет», которое основывается на производстве деталей из цветных металлов; директор –

У нас есть экспертная группа, которая будет контролировать ваши  ответы– это директора ваших предприятий.

Актуализация знаний

Преподаватель: Нашу игру мы начнем с повторения тем: «Стали. Чугуны. Цветные металлы».

Как вы думаете, очень ли важны металлы в повседневной жизни, может, и без них мы сможем обойтись? (ответы)

 Правильно! И сегодня на уроке мы с вами рассмотрим, как и где применяют металлы, какие сплавы используют и для чего.
Металл как конструкционный материал играет огромную роль в жизни человека.  Металлы в технике применяют в виде сплавов путем смешивания в расплавленном состоянии двух или нескольких металлов в точно определенном соотношении.
 Все металлы и сплавы подразделяют на черные и цветные. К черным как вы думаете, какие металлы и сплавы относятся?

 Правильно! Железо и сплавы на его основе – чугун и сталь, все остальные металлы и сплавы – цветные.

Я предлагаю работникам предприятий пройти некоторую проверку имеющихся знаний, чтобы удостоверится, что здесь работают настоящие специалисты, компетентные в данной сфере производства.

Повторение пройденного материала 

Преподаватель: Я задам каждой группе по 6 вопросов, на которые вы отвечаете устно. Вопросы по тем темам, которые мы уже с вами прошли.Команды отвечают на них по очереди, в случае все же незнания правильного ответа или неполного ответа предоставляется возможность ответить или дополнить другой команде и получить дополнительные очки.

1 тур «Блиц опрос» -  10минут

1.     Чугун – это…(сплав железа с углеродом, где углерода больше 2.14 %)

2.      Сталь – это… (сплав железа с углеродом, где углерода до 2.14%)

3.     Исходными материалами для получения чугуна являются…для производства чугуна нужны железные руды - красный железняк, бурый железняк, магнитный железняк, также флюсы (известняк, кремнезем) и кокс)

4.     Как называется печь для производства чугуна? (доменная печь)

5.     Продукты доменного производства…(передельный чугун, шлак, газообразные продукты процесса, которые идет на топливо доменной печи)

6.     Материал, в состав которого входят два или более компонентов, называется…(сплавом)

7.     Для выплавки сталиприменяют… (передельный чугун)

8.     Сталь более высокого качества получается… (в мартеновских печах)

9.     «Вредные» примеси в сталях, это:…(сера и фосфор)

10. Как классифицируют стали? (по химическому составу, по назначению, по качестве, по структуре, по степени раскисления)

11. Бронзы – это…(сплавы меди с оловом и другими металлами, кроме цинка)

12.Латуни – это…(сплав  меди с цинком)

13.Какие стали выделяют по химическому составу? (стали делят на углеродистые и легированные).

14.Какие металлы относятся к цветным?(цинк, медь, олово, свинец и др.);

15.Цель получения сплавов?(получение материалов с нужными свойствами)

16.Какие вы знаете легирующие  элементы

(А – азот К – кобальт Т – титан Б – ниобий М – молибден Ф- ванадий

В – вольфрам Н – никель Х – хром Г – марганец

П – фосфор Ц – цирконий Д – медь Р – бор Ю – алюминий

Е – селен С – кремний Ч – редкоземельные металлы)

17.Для каких целей добавляют легирующие элементы? (для улучшения свойств металла)

18. Какие примеси вы знаете? (вредные и полезные)

Пожалуйста, напишите на таблицах вредные примеси (выходит студент и заполняет таблицу на доске), а теперь – полезные примеси (студент заполняет таблицу).

Преподаватель. Хорошо, ребята, вы ответили на эти вопросы.

2 тур   Кроссворд – 10 минут

1. Теперь мне бы хотелось узнать о свойствах металлов

Давайте вспомним:
(Беседа по вопросам кроссворда- (работа с таблицей)

1

К

О

В

К

О

С

Т

Ь

2

Т

В

Е

Р

Д

О

С

Т

Ь

3

А

Н

И

З

О

Т

Р

О

П

И

Я

4

И

З

Н

О

С

О

С

Т

О

Й

К

О

С

Т

Ь

5

П

Р

О

Ч

Н

О

С

Т

Ь

6

П

Л

А

С

Т

И

Ч

Н

О

С

Т

Ь

7

С

В

А

Р

И

В

А

Е

М

О

С

Т

Ь

8

О

Б

Р

А

Б

А

Т

Ы

В

А

Е

М

О

С

Т

Ь

Кроссворд «Свойства металлов»

1.     Способность материала деформироваться с минимальным сопротивлением, под воздействием внешней нагрузки, принимая и сохраняя заданную форму (ковкость)

2.     Способность материала  сопротивляться проникновению в него более твердого тела (твёрдость)

3.     Как называется неодинаковость свойств в разных направлениях? (анизотропия)

4.     Способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения (износостойкость)

5.     Способность материала сопротивляться деформации или разрушению под действием внешних сил (прочность)

6.     Способность твёрдых материалов изменять без разрушения форму и размеры под влиянием внешней нагрузки, устойчиво сохраняя их после ее снятия (пластичность)

7.     Способность материала образовывать неразъемное соединение с комплексом свойств, обеспечивающих работоспособность конструкции (свариваемость)

8.     Свойство материала поддаваться обработке резанием (обрабатываемость)

По диагонали: Признаки, по которым тела отличают друг от друга (свойства)

Преподаватель. Спасибо за информацию о металлах, напоминаю, чтоцель нашей игры: вы должны доказать мне, что ваше предприятие достойно выполнить любой заказ и добиться подписания договора на изготовление деталей из вашего металла.

К этому занятию вам было дано задание: найти материал, который расскажет нам историю основных металлов

3 тур «исторический» - 15 минут

Начинают представители предприятия «Рапид»

1. История появления стали(ученик).

В старину сталь считалась драгоценным металлом. Из неё в первую очередь делали оружие. Самым знаменитым был булат. Его Родина – Индия. Более технологичный путь получения упругой стали, при котором не требовались ни особо чистая руда, ни графит, ни специальные печи, был найден в Китае во II веке нашей эры. Сталь перековывали очень много раз.  При каждой ковке складывая заготовку вдвое, в результате чего получался отличный оружейный материал, называемый дамаском, из которого, в частности, делались знаменитые,  японскиекатаны.  До 19 века сталь считалась исключительно оружейным сплавом, но в 1830 году в Англии их неё стали делать бытовые предметы: шкатулки, подносы, портсигары. В 20 веке из стали изготавливать светильники и даже барельефы. Сталь с различными видами обработки может иметь золотой, красный, оранжевый, синий, зелёный цвет.
2. Сталь – это сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода менее 2,14%. Сталь является прочным и пластичным материалом, хорошо поддающимся механической обработке.

3.Что изготовляют из стали? Из стали делают инструменты, детали машин и конструкций.

Преподаватель: Слово представителям предприятия «Рослитпром»

1. История чугуна  (ученик)

Чугун сыграл важную роль в развитии изобразительного искусства и архитектуры. В России его применение в архитектуре началось с литых столбов, которые производили заводы Демидова на Урале. Изобретение данного сплава стало причиной революции в мостостроении. Литьё из чугуна это самостоятельный вид искусства. Особое почётное место в «чугунном кружеве» принадлежит Воронихинской решётке у  Казанского собора. Отлитая в 1811 году, она до сих пор является украшением города. В силу коррозионной стойкости данный сплав применяется и для изготовления кухонной утвари.

2. Чугун – это сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода от 2,14 до 6,67%. Чугун – сплав хрупкий, но твёрдый, к тому же обладает хорошей жидкотекучестью, поэтому из него получают сложные и качественные отливки.

3. Изготавливают из чугуна: детали двигателей автомобилей, тракторов (блоки цилиндров, картеры сцепления, картеры коробки передач, картерыредукторов,  поршни дизельных двигателей и др.),батареи системы отопления, ванны, художественное литьё.

Преподаватель: Слово представителям предприятия «Цветмет»

1. История латуни. (ученик)  

Данный сплав обладает хорошими механическими свойствами, устойчив к коррозии, легко обрабатывается. Открытие латунного сплава связано с  кораблестроением. До открытия латуни суда смолили, но такой защиты было недостаточно. И борта стали оббивать латунными пластинами, которые не боятся контакта с водой. Помимо защиты, пластины просто красивы, так как сплав имеет красивый жёлто – золотистый цвет.  

Несмотря на то, что цинк был открыт только в XVI веке, латунь была известна уже древним римлянам. Они получали ее, сплавляя медь с галмеем, то есть с цинковой рудой. Путем сплавления меди с металлическим цинком, латунь впервые была получена в Англии в 1781 г. В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота. Любопытный факт: долгое время считалось, что памятник Минину и Пожарскому, сооруженный в начале XIX века на Красной площади в Москве, выполнен из бронзы. Но недавние реставрационные работы показали, что материалом для этого творения скульптора Ивана Мартоса послужила не бронза, а латунь.  В современной промышленности латунь применяется для изготовления изделий, находящихся в тесном контакте с водой.

2.Латунь – сплав меди с цинком, обладает высокой пластичностью, твердостью и коррозионной стойкостью.

3. Изготавливают из латунидетали, работающие в условиях повышенной износостойкости (шестерни, детали узлов трения и др.).

4. История бронзы (ученик).

С конца 4 века до нашей эры стали появляться бронзовые изделия. Её секрет открыли китайцы получившие её первыми. И в истории начался бронзовый век. Из этого слава изготовляли орудия труда, изделия культового назначения, скульптуры. Самые знаменитые изделия в России из бронзы: царь колокол и царь пушка.

5. Бронза – сплав меди с оловом, свинцом, кадмием, бериллием, алюминием и др. Имеет высокую прочность, твердость, хорошо обрабатывается резанием и обладает коррозионной стойкостью.Применяется для изготовления коллекторных пластин электрических машин большой мощности, водопроводных кранов, зубчатых колёс,для отливки художественных изделий.

4 тур «Шифровальщик» - 20 минут

Преподаватель: Сейчас я прошу вас взять листок с таблицей. Я предлагаю вам составить марки сплавов из предложенных букв и цифр, а также применение этих сплавов. Я хочу убедиться, что я буду иметь дело с профессионалами в своей области.

(Студенты работают с таблицей.) – 20 минут

Название металла	Маркировка	Состав	Применение
Чугун
Сталь
Латунь
Бронза

Преподаватель: Ваши листы с таблицами прошу сдать мне, а я сделаю окончательный вывод в пользу того предприятия, который наберет большее количество баллов.

Пока я проверяю ваши ответы, я прошу вас поработать с учебником и записать в ваших тетрадях, какие виды сталей, чугунов и сплавов цветных металлов применяются в нашей промышленности(названия, примеры маркировки, где применяются)

(работа с учебником  - стр. …) – 20 минут

Преподаватель: По итогам нашей игры я выбираю предприятие (название предприятия), с которым я буду в дальнейшем и работать.

Я думаю, что полученные вами знания по тем темам, которые вы сегодня повторили, помогут вас в вашей дальнейшей работе.

Спасибо за игру, ваши итоговые оценки.

Особо хочу отметить следующих студентов:

Выставление оценок -  5 минут

Рефлексия урока  - 5 минут

Преподаватель: Теперь я хочу, чтобы вы продолжили фразу :

Теперь я знаю…..

Мне на уроке….

Я затруднялся….

Преподаватель:Определите настроение сегодняшнего урока и выберите соответствующий рисунок: если вам было комфортно, то рисунок 1; если настроение не изменилось 2; если ухудшилось 3.

 Домашнее задание- 5 минут

Преподаватель:Мы с вами не рассмотрели такие важные в технике металлы, как алюминий, титан. Ваше задание на дом: Законспектировать в тетради материал о сплавах алюминия, титана, их свойствах, маркировке и применение по учебникам:

1. Стуканов В.А. Материаловедение: учебное пособие – М.: ИД «ФОРУМ»:ИНФРА-М, 2011, стр. 147-150;

    2. Стерин И.С. Материаловедение. – М.: Дрофа, 2009, стр.274-276.

Спасибо за урок!  Мне было приятно с вами работать!