Maša Tramte Didaktika tehnike, UL - PeF, 2009/2010 UČNA PRIPRAVA I. SPLOŠNI EVIDENČNI PODATKI Izvajalec: Šola: Razred: Predmet: Mentor: Datum nastopa: Ura (hh:mm): Učna tema: Učna enota: Maša Tramte OŠ Stražišče pri Kranju 8. č razred Tehnika in tehnologija Deana Selko 29. 3. 2010 1. ura, 8:00 – 8:45 Gradiva in Obdelave Kovine II. OPERATIVNI CILJI DIDAKTIČNE ENOTE Izobraževalni cilji Učenec: I1: zna razvrstiti najpogostejše kovine v železne (lito železo in jeklo) in neželezne (težke in lahke), I2: pozna postopek pridobivanja jekla, I3: preskusi plastičnost, kot lastnost kovine, I4: pozna tipične izdelke iz kovin in njihovo namembnost (trnek – ribolov, aluminijasta platišča – avtomobilizem, žlica - jedilni pribor). Vzgojni cilji Učenec: V1: uri občutek za poslušanje ostalih sošolcev (potrpežljivost). Psihomotorični cilji Učenec: P1: pri preskušanju materialov si razvijajo koordinacijo rok in prstov, P2: pri reševanju učnega lista si pomagajo s periodnim sistemom elementov in animacijo kombinacija učenja (slušno in vidno). Minimalni standardi znanja Učenec: M1: našteje najpogostejše kovine, M2: našteje nekaj polizdelkov iz kovin. III. MIKROARTIKULACIJA DIDAKTIČNE ENOTE Tip učne ure: Učne oblike: Učne metode: Delovne tehnike: Novi pojmi in posplošitve: Korelacija: Učila/pripomočki: obravnava nove učne snovi frontalna, individualna pogovor, razlaga, demonstracija, praktično delo preskušanje metalurgija, žilavljenje fizika, kemija Cu, Al in jeklena žica (φ 1mm), Cu in Al pločevina (debelina 1 mm) projekcijski sistem, PPT, tabla, periodni sistem elementov. Literatura: Za učenca: [1] B. Aberšek in ostali, Tehnika 8: Učbenik za pouk tehnike in tehnologije v 8. razredu devetletnega osnovnošolskega izobraževanja ( Ljubljana, DZS, 2004). [2] S. Fošnarič in ostali, Tehnika in tehnologija 8: Učbenik za 8. razred devetletne osnovne šole (Limbuš, IZOTECH, 2004). Za učitelja: [3] A. Papotnik in ostali, Učni načrt – Tehnika in tehnologija (Ljubljana, Ministrstvo za šolstvo, znanost in šport, Zavod RS za šolstvo,2002) . [4] Postopek priddbivanja železa [http://www.youtube.com/watch?v=KsyDQy0djs4] 1/8 Maša Tramte [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] Didaktika tehnike, UL - PeF, 2009/2010 Preskušanje natezne trdnosti kovin [http://iskraemeco-lab.si/show/natezni-preskus-kovin]. S. Grum, Gradiva (Ljubljana, Tehniška založba Slovenije,1998). Superprevodnost [http://www.minet.si/gradivo/seminarske/79211Output.pdf] Guma [http://www.redorbit.com/news/video/technology/7/the_magic_of_metal_rubber/22701/] Jeklo [http://sl.wikipedia.org/wiki/Jeklo#Lastnosti_jekel] Meteoriti [http://www.gorenjskiglas.si/novice/gg_plus/index.php?action=clanek&id=33222] Plemenite kovine [http://www.zlato-srebro.eu/plemenite-kovine/pogosta-vprasanja-in-odgovori/] IV. POTEK UČNE URE 0 PONOVITEV USVOJENIH VSEBIN Prejšnjo uro ste se ogovarjali o različnih materialih, kako kovine preoblikujemo, kakšna orodja in stroje za kovine poznamo, ter kakšni so postopki obdelave. Kdo mi zna našteti nekaj naprav, s katerimi preoblikujemo kovino? Kakšna orodja se uporabljajo za oblikovanje kovin, ki jih imamo v delavnici? Kako se imenujejo postopki obdelave kovine, ki jih izvajamo na vsaki napravi/ z vsakim orodjem, ki ste jih našteli? Z metodo pogovora z učenci ponovimo že osvojeno znanje na tem področju. 1 UVAJANJE 1.1 Mobilizacija znanja - prosojnica 1,2 Koliko različnih kovin poznate in jih lahko poimenujete? Kje lahko najdemo nazorno razporejene vse kovine in druge elemente? Ali veste kako se pridobiva jeklo? Poznate kakšne polizdekle iz kovin? Kaj mislite, kakšne so tipične lastnosti kovin? Z metodo pogovora učence motiviram za sodelovanje. Na periodnem sistemu elementov si ogledamo kje so prikazane kovine, nekovine in polkovine. (V1) 1.2 Motivacija Prinesla sem različne vrste kovinskih polizdelkov. Tudi vi vzemite svojo delovno mapo, v kateri boste našli nekatere kovinske pločevine. Pokažem različne pločevine in žice iz kovine. 1.3 Napoved učnega smotra Pri današnji uri tehnike boste spoznali najpogostejše kovine, ki jih uporabljamo za izdelovanje izdelkov. Spoznali boste kakšne lastnosti imajo kovine in kako pridobivamo jeklo. Nekatere lastnosti kovin boste tudi preskusili. Razdelim učne liste (Priloga V.1). 2 USVAJANJE 2.1 Razlika med kovinami in nekovinami Po čem se kovine razlikujejo od ostalih nekovinskih materialov? Ali se kovine tudi med seboj kaj razlikujejo? Kaj je za kovine značilno oz. po katerih lastnostih se ločijo od ostalih nekovinskih materialov? Z metodo pogovora in metodo postavljanja vprašanj učence napeljem, da mi povedo razliko med kovinami in nekovinami. 2.2 Razvrstitev kovin - prosojnica 3 Kovine v grobem delimo na železne (črne) in neželezne (barvne). Železne pa naprej na lito železo in jeklo. Glavna razlika med jeklom in litim železom je v odstotku ogljika. Če je ogljika več kot 1,7%, kovino uvrščamo med lito železo. Če je ogljika manj kot 1,7%, dobimo jeklo. Rešimo prvo nalogo (do polovice) ter drugo in tretjo nalogo na učnem listu. 2.3 Pridobivanje jekla - prosojnica 4,5 Ker je jeklo žilavo, imenujemo postopek pridobivanja jekla tudi žilavljenje [4]. Rešimo četrto in peto nalogo na učnem listu. 2/8 Maša Tramte Didaktika tehnike, UL - PeF, 2009/2010 2.4 Neželezne (barvne) kovine – prosojnica 5, 6 Te kovine delimo na težke in lahke kovine. Odprite [2, str. 26] in skupaj si oglejmo nekaj lastnosti barvnih kovin. Kakšne izdelke dobimo iz določene kovine? Rešimo prvo nalogo do konca ter šesto nalogo na učnem listu. Ogledamo si šesti diapozitiv. 2.5 Kje se nahajajo naše kovine v periodnem sistemu elementov - prosojnica 7 S pomočjo periodnega sistema poiščem kovine, ki jih obravnavamo. Pozornost usmerimo na povezavo med gostoto in molsko maso kovin. Učenci dobijo boljšo predstavo in orientacijo nahajanja obravnavanih kovin v periodnem sistemu. (P2) 3 URJENJE 3.1 Lastnosti kovin – prosojnica 8 Glavne lastnosti kovin, po katerih se razlikujejo od ostalih nekovinskih materialov so: visoka trdnost, visoka plastičnost, velika toplotna in električna prevodnost [5]. Naštejemo glavne lastnosti in jih opišemo. Pogledamo film, ki prikazuje merjenje natezne trdnosti. 3.2 Preskušanje lastnosti kovin – prosojnica 9, 10 Vsakemu od vas bom dala več različnih kovinskih žic. Vaša naloga bo, da poskušate žico preoblikovati z upogibanjem. S tem boste preskušali plastičnost. Nato mi boste povedali katera žica se vam zdi, da ima največjo in katera najmanjšo plastičnost. Poglejmo si še deformacijsko krivuljo. Učenci preskušajo preoblikovati žice iz različnih kovin. Rešujejo 7. nalogo na delovnem listu. (P1) 4 PONAVLJANJE Učencem postavljam naslednja vprašanja: i. ii. iii. iv. v. vi. vii. viii. ix. x. xi. xii. xiii. xiv. xv. xvi. I1, M1 (1): Naj kakšen način delimo kovine? I1 (1): Na kakšen način razvrstimo železne oziroma črne kovine? I1 (2): V čem se razlikujeta jeklo in lito železo? I2 (1): Kako se imenuje postopek pridobivanja jekla? I2 (2): Opiši postopek pridobivanja jekla! I1 (1): Kako razvrstimo neželezne oziroma barvne kovine? I1 (2): Katera kovina je najtežja od teh, ki smo jih obravnavali? I1 (2): Katera kovina je najlažja? I4, M2 (1): Kakšne polizdelke iz kovin poznaš? I3 (2): Kateri preskus lastnosti kovin smo si ogledali na filmu? I3 (3): Katero lastnost kovin ste preskušali vi danes? I3 (3): Kaj ste pri tem ugotovili? Katero kovinsko žico najlažje preoblikujemo z upogibanjem? I3 (3): Katero kovinsko žico najtežje preoblikujemo? I3 (4): Kako bi razlikovali med aluminijasto in jekleno palico enake dolžine in premera? I4 (5): Predlagaj eno kovino (ki smo jo danes obravnavali), ki bi bila najbolj primerna za izdelavo temeljev hiše? I3 (6): Zakaj se za električne vodnike uporabljata baker in aluminij, čeprav sta srebro in zlato veliko boljša prevodnika električnega toka? Z metodo postavljanja vprašanj, z učenci ponovimo predelano snov v tej uri. (V1) 5 NAVEZAVA NA NASLEDNJO UČNO URO Naslednjo uro boste še obravnavali barvne kovine in izvedeli tudi kaj več o njih. Učence motiviram tako, da jim povem smoter naslednje ure. 3/8 Maša Tramte Didaktika tehnike, UL - PeF, 2009/2010 V. PRILOGE V.1 Učni list. Ime in priimek učenca:___________________________ Razred: 8.___ Učni list – KOVINE (učenci si pomagajo s periodnem sistemom elementov in z učbenikom) 1. Dopolni delitev kovin! (dopiši!) kovine 2. Kakšna je bistvena razlika med litim železom in jeklom? (opiši!) _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________ 3. Ali najdemo jeklo v periodnem sistemu elementov? (obkroži!) DA NE Zakaj?________________________________________________________________________________ ___________________________________________________ 4. Kako imenujemo postopek pridobivanja jekla? (obkroži!) ¾ metalurgija ¾ žilavljenje ¾ jeklarstvo 5. Kako dobimo jeklo? (poveži pravilni vrstni red korakov) a b c d e f Železovo rudo pripravimo za taljenje v plavžih. Grodlju (surovemu železu) zmanjšamo količino ogljika. Železo se v plavžu pri visokih temperaturah utekočini. V plavže vpihujemo vroči zrak. V rudniku rudarji izkopljejo železovo rudo. Dobimo jeklo. 4/8 Maša Tramte Didaktika tehnike, UL - PeF, 2009/2010 6. Dopolni tabelo! (pomagaj si z učbenikom na straneh 26, 27 in 28) ime kovine oznaka kovine gostota – ρ /kg/dm3 Baker primerjava z ρ vodo uporaba kovine (napiši dva primera) 8,9 Cink Kositer težka/lahka kovina težka Sn Svinec svinčeni akumulatorji, Aluminij alu folija, 7. Preskušanje lastnosti kovin. Preskušal(a) bom: ___________________________________. Preizkušanec Plastičnost: oceni od 1 (je ni) do 5 (je največja) V.2 Tabelna slika (prosojnice). Periodni sistem elementov Kovine Tehnika in tehnologija (1) 5/8 (2) Maša Tramte Didaktika tehnike, UL - PeF, 2009/2010 Razvrstitev kovin Jeklo kovine • Postopek pridobivanja jekla http://www.youtube.com/watch?v=KsyDQy 0djs4 (3) (4) ime kovine Neželezne (barvne) kovine oznaka gostota – primerjava kovine ρ [kg/dm3] z ρ vodo težka/lahka kovina uporaba kovine 8,9 Baker kovine težka Cink črne ali želene lito železo Kositer Sn Svinec akumulatorji Aluminij alu folija jeklo (5) (6) Periodni sistem elementov Lastnosti kovin • Trdnost – Merjenje natezne trdnosti http://iskraemecolab.si/show/natezni-preskus-kovin • Plastičnost • Električna prevodnost • Toplotna prevodnost (7) (8) Deformacijska krivulja Preskušanje plastičnosti Preizkušanec Plastičnost (od 1 do 5) (9) (10) 6/8 Maša Tramte Didaktika tehnike, UL - PeF, 2009/2010 V.3 Dodatna učna snov. Pet sodobnih zanimivosti kovin: 1. zanimivost (I1): Ali si vedel, da so nekatere kovine superprevodniki? To so materiali, ki imajo sposobnost prevajanja toka pri nizkih temperaturah brez električnega upora, saj se energija ne troši za segrevanje vodnika. Najboljši superprevodniki so neželezne (čiste) kovine, kot na primer svinec, živo srebro in aluminij. Izdelali so vlak, ki deluje na principu superprevodnosti namagnetenih kovin. Največja potovalna hitrost je omejena na 500 km/h zaradi hrupa vetra [7]. 2. zanimivost (I3, I4): Kemiki so leta 2007 ustvarili prilagodljiv in neuničljiv material, ki se imenuje kovinska guma (prosojnica št. 12). Elastičnost tega materiala je kar do 300% večja kot pri navadnih kovinah. Iz njega izdelujejo neprebojne jopiče, letalska krila in trpežna elektronska tipala [8]. 3. zanimivost (I2): Ali veš, da je jelko danes najpogosteje recikliran material na svetu? Ocenjujejo, da je od novo proizvedenega jelka skoraj polovica (42%) recikliranega materiala. Isti del jekla se lahko reciklira tudi več kot enkrat [9]. 4. zanimivost (I1): Ali si vedel, da poleg kamnitih meteorjev in meteoritov, obstajajo tudi kovinski meteoriti, ki priletijo iz vesolja na Zemljo? Večinoma so sestavljeni iz železa in niklja [10]. 5. zanimivost (I1): Ker bomo naslednjo uro govorili o barvnih kovinah, lahko povemo nekaj tudi o srebru, ki ga uvrščamo v to skupino. Srebro je v zadnjih 100 letih izgubilo status naložbene kovine in je postalo industrijska kovina. Ima boljše fizikalne lastnosti od zlata. Zato se srebra trenutno porabi več kot pa se ga izkoplje iz rude. V znanih nahajališčih ga je le še za 20 let [11]. 7/8 Maša Tramte Didaktika tehnike, UL - PeF, 2009/2010 VI. EVALVACIJA IZVEDBE DIDAKTIČNE ENOTE Pri izvedbi nastopa sem prišla do zaključka, da je bila šolska ura uspešna. Pri uvajanju snovi sem z metodo pogovora učence motivirala in spodbudila, da so sami našteli preko deset različnih kovin, ki so jih poznali že od prej (brez pomoči periodnega sistema). Če bi nastop ponovila, bi pri uvajanju učencem dala še dodatno nalogo in sicer, da bi sami poskušali ugotovi kje v periodnem sistemu elementov se nahajajo kovine. Pri usvajanju nebi spreminjala ničesar, ker je se izkazalo, da je zaporedje snovi ustrezno in učinkovito. Pri urjenju je bilo prepogibanje žic iz različnih materialov izredno zanimivo za učence. Tako so nalogo 7 na učnem listu vsi rešili pravilno glede razporeditve plastičnosti materialov. Na koncu ure (pri ponavljanju) mi je zmanjkalo nekaj minut, da bi lahko odgovorili na vsa zastavljena vprašanja. Učitelju, ki bi izvajal ta nastop, bi priporočila, da posveti več časa uvajanju in ponavljanju. Učitelj mora biti tudi pozoren, da po koncu ure učenci ostanke preskušancev (prelomljene dele žic) za seboj pospravijo. 8/8