Общие методические рекомендации

Анализ программы «Технология» показывает, что в материал включена 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 — следователь­но, 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 про­граммы:

• знать все виды пиломатериалов; иметь общее представление о черных и цветных металлах, о процессе производства чугуна и стаж;
• 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; уметь 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 выбрать типовые технологические процессы обработки древесины, металлов и других 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 аудио­визуального характера. Многие процессы, происходящие в мате­риалах 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 кур­се 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 Ложность. 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 на­значению 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 груше­видной 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.