Полимеры вокруг нас: свойства материалов и конструирование из пластиковых трубочек
Цели и задачи
- Цель урока по SMART: к концу урока учащиеся назовут не менее трёх свойств пластика, поролона и полиэтилена, сравнят их по результатам наблюдений и в парах сконструируют из пластиковых трубочек устойчивую сложную форму, объяснив выбор соединений.
- Сформировать представление о полимерах как о материалах, созданных на основе полимерных веществ, и познакомить со свойствами пластика, поролона и полиэтилена.
- Научить исследовать свойства материалов по заданным критериям: твёрдость, гибкость, лёгкость, водонепроницаемость и упругость.
- Развивать умение планировать конструкцию, распределять обязанности в паре, проверять прочность изделия и исправлять ошибки.
- Воспитывать бережное отношение к материалам и ответственное отношение к окружающей среде через обсуждение повторного использования и сортировки пластика.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют интерес к исследованию материалов и созданию полезной конструкции своими руками.
- Понимают значение экономного использования пластика и необходимости сортировки отходов.
- Осознают ответственность за общий результат работы в паре и принимают роль конструктора или испытателя.
- Формируют положительное отношение к трудовой деятельности, аккуратности и самостоятельному поиску решения.
Метапредметные
- Формулируют учебную цель, планируют последовательность изготовления конструкции и оценивают результат по критериям.
- Извлекают информацию из образцов материалов, таблицы свойств и краткой инструкции.
- Сравнивают материалы, классифицируют их по свойствам и делают вывод на основе наблюдений.
- Сотрудничают в паре, распределяют действия, задают вопросы и аргументируют выбор материала или способа соединения.
Предметные
- Знать, что пластик, поролон и полиэтилен относятся к полимерным материалам.
- Уметь называть и описывать свойства пластика, поролона и полиэтилена по результатам простого исследования.
- Уметь соединять пластиковые трубочки с помощью соединительных элементов или безопасных способов крепления.
- Уметь создавать из трубочек объёмную конструкцию по замыслу или схеме, проверять её устойчивость и вносить изменения.
- Соблюдать правила безопасной работы с ножницами, трубочками и мелкими соединительными деталями.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осознают смысл практической работы: свойства материала влияют на его назначение и способ обработки.
- Проявляют готовность доводить конструктивную задачу до результата, даже если первая попытка оказалась неудачной.
- Оценивают собственный вклад в работу пары и уважительно относятся к идеям одноклассников.
- Связывают изучение полимеров с экологичным поведением в быту.
Регулятивные УУД
- Принимают и уточняют цель работы: создать устойчивую сложную форму из трубочек.
- Составляют краткий план действий: выбрать форму, подобрать детали, соединить, проверить, улучшить.
- Контролируют аккуратность соединений и устойчивость изделия по предложенным критериям.
- Находят причину неудачи конструкции и вносят конкретное исправление.
Познавательные УУД
- Выделяют признаки материалов при обследовании образцов и фиксируют результаты в таблице.
- Сравнивают материалы по нескольким основаниям и формулируют вывод о сфере их применения.
- Моделируют объёмную форму из отдельных элементов и устанавливают связи между способом соединения и прочностью.
- Работают с инструкцией, условными обозначениями и простым эскизом конструкции.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: конструктор, сборщик, испытатель или наблюдатель, меняясь ролями по ходу работы.
- Формулируют предложение и обосновывают его словами «Я считаю…, потому что…».
- Согласовывают действия, внимательно выслушивают партнёра и корректно предлагают исправления.
- Представляют результат работы пары и отвечают на вопросы одноклассников.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить образцы пластика, поролона и полиэтилена: пластиковую крышку или контейнер, кусочек поролона, полиэтиленовый пакет или плёнку — по одному набору на парту.
- Распечатать карточки исследователя с таблицей «Материал — твёрдость — гибкость — упругость — водонепроницаемость — вывод» по одной на пару.
- Подготовить пластиковые трубочки разной длины, соединительные уголки или безопасные соединители, ножницы с закруглёнными концами и небольшие полоски скотча — по набору на пару.
- Распечатать карточки-задания трёх уровней: базовый — собрать форму по схеме, средний — изменить готовую модель, повышенный — спроектировать собственную конструкцию; по одной карточке каждого типа на пару.
- Подготовить два небольших стакана с водой, салфетки и поддон для проверки водонепроницаемости материалов.
- Вывесить на доску памятку «Свойство материала → возможное применение» и алгоритм: «Замысел — эскиз — подбор деталей — сборка — испытание — улучшение».
- Подготовить слайд или плакат с изображениями предметов из пластика, поролона и полиэтилена, а также фотографиями простых каркасных конструкций.
- Организовать рабочие места парами, убрать лишние предметы и проверить исправность ножниц и отсутствие острых краёв у трубочек.
- Подготовить лист самооценки со светофором и критериями: устойчивость, прочность соединений, соответствие замыслу, аккуратность, работа в паре.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и игровая мотивация (4 мин)
Цель этапа: включить детей в практическую деятельность и создать проблемную ситуацию, связанную со свойствами полимеров.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает закрытую «коробку конструктора»: "Здравствуйте, ребята. Сегодня мы станем исследователями материалов и инженерами-конструкторами. На столе лежит коробка, но открыть её можно только после ответа на вопрос: почему один материал сгибается, другой пружинит, а третий почти не пропускает воду?" | Настраиваются на работу, рассматривают коробку и высказывают предположения: "Материалы разные", "У них разные свойства". |
2 мин | Учитель проводит игру «Угадай материал»: достаёт из коробки кусочек поролона, полиэтилен и пластиковую деталь, не называя их. "Опишите предмет одним словом: мягкий, гладкий, упругий, гибкий или твёрдый. Не называйте материал сразу — сначала найдите его признак." | По очереди называют признаки образцов: "Поролон мягкий и упругий", "Полиэтилен тонкий и гибкий", "Пластик твёрдый и гладкий". |
1 мин | Учитель сообщает тему и показывает трубочки: "Сегодня мы узнаем, что общего у этих материалов, исследуем их свойства и создадим сложную форму из пластиковых трубочек. В конце проверим, чья конструкция выдержит испытание." | Записывают тему урока, формулируют ожидание: "Научимся строить объёмную конструкцию и объяснять, почему она получилась прочной". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы уже заметили, что материалы отличаются свойствами. Сейчас проверим наши предположения не на глаз, а с помощью небольшого исследования."
Этап 2. Актуализация знаний и исследование образцов в парах (7 мин)
Цель этапа: актуализировать представления о материалах и научить фиксировать результаты наблюдений по заданным критериям.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт каждой паре набор образцов и карточку исследователя: "Рассмотрите материалы, аккуратно потрогайте их, согните, сожмите поролон, попробуйте пропустить каплю воды через полиэтиленовую плёнку. Не рвите образцы и не тяните их резко. В таблице отмечайте слова «твёрдый», «мягкий», «гибкий», «упругий», «водонепроницаемый»." | В парах рассматривают образцы, договариваются, кто наблюдает и кто записывает, заполняют первые строки таблицы. |
3 мин | Учитель использует приём «Подумай — обсуди в паре»: "Сначала каждый самостоятельно выберите одно главное свойство каждого материала. Затем обсудите выбор с партнёром и приведите пример предмета, где это свойство полезно." Учитель обходит пары и задаёт уточняющие вопросы: "Почему поролон используют для мягких изделий? Почему из полиэтилена делают пакеты?" | Сначала выбирают признаки индивидуально, затем обсуждают: "Поролон мягкий, поэтому из него делают губки и наполнители"; "Полиэтилен не пропускает воду, поэтому из него делают пакеты"; "Пластик твёрдый, поэтому из него делают контейнеры". |
2 мин | Учитель организует короткое сравнение: "Поднимите карточку с названием материала, который лучше гнётся. Теперь покажите материал, который лучше сохраняет форму. Объясните ответ одним предложением." | Поднимают соответствующие образцы и формулируют вывод: "Полиэтилен гибче пластика", "Пластик лучше сохраняет форму", "Поролон после сжатия возвращается к прежней форме". |
Запись в тетрадях
Ученики записывают: «Полимеры — материалы, состоящие из очень длинных цепочек повторяющихся частиц. Пластик — твёрдый и лёгкий; поролон — мягкий и упругий; полиэтилен — гибкий и водонепроницаемый. Свойство материала определяет его применение».
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы описали материалы по наблюдаемым признакам и увидели связь между свойством и назначением. Но пока мы не знаем, какие свойства особенно важны для конструкции из трубочек. Сформулируем задачу урока."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать проблему практической работы и критерии успешной конструкции.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает две модели: одну из нескольких трубочек, которая наклоняется, и вторую с треугольными соединениями, которая стоит устойчиво. "Обе модели сделаны из одинаковых трубочек. Почему одна падает, а другая сохраняет форму? Что нужно изменить в первой модели?" | Сравнивают модели, находят причину: "В первой мало соединений", "Нет опоры", "Треугольник делает конструкцию прочнее". |
2 мин | Учитель записывает на доске детскую формулировку цели: «Создать сложную устойчивую форму из трубочек». "Какие критерии покажут, что задача выполнена? Предлагаю четыре: конструкция стоит, соединения не распадаются, форма узнаваема, работа выполнена аккуратно. Добавим ещё один критерий — каждый участник пары внёс вклад." | Формулируют критерии, выбирают уровень задания: базовый, средний или повышенный, записывают цель и критерии в карточке. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Проблема ясна: одной длины трубочки недостаточно, важны способ соединения и форма опор. Теперь изучим простой принцип конструирования и применим его в собственной работе."
Этап 4. Открытие нового знания и показ способов соединения (8 мин)
Цель этапа: открыть связь между геометрической формой, способом соединения и устойчивостью конструкции.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель демонстрирует на столе соединение двух трубочек и треугольную рамку: "Посмотрите, как две детали могут соединиться в угол. Если мы добавим третью трубочку, получится треугольник. Попробуем осторожно надавить на него. Теперь соберём квадрат и надавим сбоку. Какую разницу вы видите?" | Наблюдают демонстрацию, сравнивают рамки, отвечают: "Квадрат деформируется легче", "Треугольник держит форму лучше". |
3 мин | Учитель показывает алгоритм на доске: "Первый шаг — придумайте предмет или образ: мост, башня, домик, космическая станция. Второй — нарисуйте простой эскиз. Третий — определите, где будут основания и опоры. Четвёртый — соберите каркас. Пятый — проверьте и укрепите слабое место. Используйте короткие трубочки для перемычек и более длинные для основных сторон." | Выбирают образ конструкции, рассматривают эскизы, пальцем показывают основание, опоры и перемычки. |
2 мин | Учитель организует мини-игру «Конструкторский совет»: "Каждая пара за 30 секунд покажет соседней паре свой замысел и задаст вопрос: где будет опора? Соседи могут предложить только одно улучшение и объяснить его." | Показывают эскиз соседней паре, задают вопрос и получают совет: "Добавьте диагональную трубочку", "Сделайте основание шире", "Соедините верхние углы". |
Запись в тетрадях
Ученики записывают алгоритм: «1. Замысел. 2. Эскиз. 3. Основание и опоры. 4. Сборка. 5. Испытание. 6. Улучшение». Ниже записывают вывод: «Треугольные соединения помогают конструкции сохранять форму».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы открыли правило: устойчивость зависит не только от материала, но и от формы каркаса и качества соединений. Теперь применим это правило при создании собственной модели."
Этап 5. Практическая работа в парах «Инженерная мастерская» (10 мин)
Цель этапа: создать сложную форму из пластиковых трубочек, распределяя действия и применяя алгоритм конструирования.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт материалы и карточки трёх уровней: "Выберите задание по готовности пары. Базовый уровень — собрать по схеме башню или мост. Средний — изменить готовую схему и добавить элемент. Повышенный — придумать собственную объёмную конструкцию минимум из двух соединённых фигур. Сначала назначьте конструктора и испытателя, затем через пять минут поменяйтесь ролями." | Выбирают уровень, распределяют роли, отбирают нужные трубочки и соединители, рассматривают карточку задания. |
6 мин | Учитель сопровождает работу вопросами: "Какую форму вы строите? Где её основание? Что произойдёт, если сделать нижнюю часть шире? Как вы проверите прочность? Не торопитесь соединять все детали сразу: сначала соберите одну часть, проверьте её, затем добавьте следующую." При необходимости предлагает подсказку слабым учащимся: готовый контур основания и ограниченное количество деталей. | Собирают модель по плану, соединяют трубочки, проверяют устойчивость лёгким прикосновением, обсуждают исправления. Пары базового уровня повторяют схему, среднего добавляют башню, арку или диагональную опору, повышенного создают собственный объект. |
2 мин | Учитель объявляет испытание: "Поставьте конструкцию на поддон. Проверьте, стоит ли она самостоятельно десять секунд. Затем осторожно проведите рядом листом картона, создавая слабый поток воздуха. Если модель наклонилась, найдите одно слабое место и укрепите его." | Проводят испытание, считают до десяти, называют слабое соединение и укрепляют его дополнительной трубочкой, соединителем или изменением основания. |
Эталон выполнения
Для базовой модели «Башня»: 1) собрать квадратное или треугольное основание; 2) присоединить вертикальные опоры одинаковой длины; 3) соединить верхние концы; 4) добавить диагональную перемычку; 5) поставить модель на стол и проверить устойчивость; 6) при наклоне расширить основание или усилить соединение. Для среднего и повышенного уровня обязательны самостоятельный эскиз и объяснение, почему выбранная форма должна быть устойчивой.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мастерская завершает сборку. Вы не просто соединили трубочки, а применили свойства материала и правило устойчивого каркаса. Теперь проверим, сможете ли вы самостоятельно объяснить и улучшить результат."
Этап 6. Самостоятельная проверка и мини-презентация (5 мин)
Цель этапа: проверить понимание свойств полимеров и научиться оценивать конструкцию по критериям.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт лист короткой проверки: "Выполните три задания самостоятельно. Первое: соедините материал и свойство — пластик, поролон, полиэтилен. Второе: объясните, почему из полиэтилена делают пакеты. Третье: назовите один способ сделать конструкцию устойчивее. После этого сравните ответы с эталоном на доске." | Индивидуально устанавливают соответствия, записывают объяснение и способ усиления конструкции, затем выполняют самопроверку зелёной ручкой или условным знаком. |
2 мин | Учитель проводит «Галерею конструкций»: "Поставьте модели на край стола. Представитель пары за 30 секунд назовёт объект, главное свойство трубочек и одно техническое решение. Слушатели оставят каждой модели две звезды и одно пожелание." | Представляют модель: "Это мост, мы расширили основание и добавили диагональ"; рассматривают изделия, называют две сильные стороны и одно улучшение. |
1 мин | Учитель задаёт вопрос: "Какая ошибка встречалась чаще всего: слишком узкое основание, слабое соединение или отсутствие плана? Что помогло её исправить?" | Формулируют выводы: "Нужно сначала сделать эскиз", "Диагональная опора укрепляет каркас", "Важно проверить соединения". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы проверили и знания о материалах, и работу конструкции. Осталось оценить собственный вклад, назвать открытие урока и определить, что нужно потренировать дальше."
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (7 мин)
Цель этапа: осмыслить результаты исследования и конструирования, выполнить самооценку и получить дифференцированное домашнее задание.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт лист самооценки: "Поставьте знак напротив утверждений: я могу назвать свойства трёх полимеров; я умею связать свойство с применением; я умею собрать устойчивую форму; я могу объяснить, что улучшил в конструкции. Затем выберите цвет светофора: зелёный — могу объяснить сам, жёлтый — нужна подсказка, красный — нужно повторить." | Заполняют лист самооценки, выбирают цвет, формулируют личный результат: "Я научился укреплять конструкцию диагональю" или "Мне нужно ещё потренироваться читать эскиз". |
2 мин | Учитель возвращается к проблемному вопросу: "Почему одинаковые трубочки могут образовать и слабую, и прочную модель? Как свойства полимеров помогают нам в быту?" | Отвечают: "Прочность зависит от формы и соединений", "Пластик лёгкий и удобный для изготовления предметов", "Полиэтилен защищает от воды, поролон смягчает поверхность". |
2 мин | Учитель объясняет домашнее задание и контрольные вопросы: "Выберите уровень, который соответствует вашей готовности. Перед выходом ответьте письменно: назовите два свойства полиэтилена; объясните назначение поролона; назовите один способ укрепить каркас." | Записывают выбранный уровень домашнего задания, отвечают на три контрольных вопроса на обратной стороне листа или в тетради. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы исследовали полимеры как настоящие технологи, связали свойства материалов с их применением и создали собственные каркасные формы. Заберите с урока не только модель, но и правило: хороший результат начинается с наблюдения, плана и проверки."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — конструкция устойчива не менее десяти секунд, соединения прочные, форма соответствует замыслу или выбранной схеме, присутствует объяснение использованных свойств и пара выполнила работу аккуратно и согласованно.
- «4» — конструкция в целом устойчива, допущена одна неточность в соединении или форме, объяснение свойств неполное, но основная технологическая последовательность соблюдена.
- «3» — конструкция собрана частично или нуждается в постоянной поддержке, ученик называет хотя бы одно свойство материала, но затрудняется объяснить выбор формы и способ исправления.
- Дополнительная отметка за сотрудничество может быть повышена на один уровень, если оба участника пары выполняли разные роли, слушали предложения друг друга и смогли назвать общий результат.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о пластике, поролоне и полиэтилене? | Выявление осознания основных свойств полимерных материалов. |
Какое свойство материала помогло вашей конструкции? | Проверка связи между изученным понятием и практическим результатом. |
Что вы изменили в конструкции после испытания? | Выявление умения анализировать ошибку и выполнять коррекцию. |
Какой цвет светофора вы выбираете и какая помощь нужна? | Определение субъективной оценки освоения темы и планирование поддержки. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы выяснили, что пластик, поролон и полиэтилен относятся к полимерным материалам, но обладают разными свойствами и поэтому применяются по-разному. Вы убедились, что прочность конструкции зависит не только от трубочек, но и от формы, основания и соединений. Частая ошибка конструктора — начинать сборку без эскиза и проверки слабых мест. На следующем уроке мы продолжим проектировать полезные изделия и научимся точнее оценивать их удобство и прочность».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить в тетради таблицу из трёх строк: пластик, поролон, полиэтилен; для каждого материала указать два свойства и по одному предмету, в котором он используется. Нарисовать простой эскиз устойчивой конструкции из трубочек. | Закрепляет названия свойств и связь материала с применением; при проверке обратить внимание на точность признаков и наличие опоры на эскизе. |
Средний (повышающий) | Изготовить дома из безопасных трубочек или бумажных полосок небольшую модель башни, моста или рамки. Сделать не менее двух вариантов основания и письменно сравнить, какой вариант устойчивее и почему. | Развивает умение планировать, сравнивать варианты и объяснять влияние формы на прочность; проверить наличие вывода по результатам испытания. |
Продвинутый (дополнительный) | Спроектировать конструкцию для конкретной задачи: держатель для карандашей, арку или макет детской площадки. Выполнить эскиз с подписями материалов, указать не менее трёх соединений и предложить способ повторного использования пластика. | Формирует проектное и экологическое мышление; при проверке оценить обоснованность замысла, последовательность сборки и связь свойств материалов с назначением. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Какие три материала мы исследовали? Какое свойство полиэтилена особенно важно для пакета? Почему треугольная форма часто делает каркас устойчивее? Что вы изменили бы в своей конструкции при повторной сборке?»
