Конструкционная сталь, токарно-винторезный станок, резьбовые и клеевые соединения
Цели и задачи
- Цель: к концу урока учащиеся смогут распознавать основные виды изделий из металлопроката, объяснять назначение узлов токарно-винторезного станка, выбирать способ получения резьбы и обосновывать способ соединения и отделки металлических деталей.
- Сформировать представление о конструкционной стали и наиболее распространённых изделиях из сортового, листового и трубного металлопроката.
- Научить соотносить элементы токарно-винторезного станка с их назначением и соблюдать основные требования безопасной работы.
- Познакомить со способами нарезания резьбы, видами резьбовых и клеевых соединений, критериями выбора способа соединения.
- Развивать умение исследовать технологическую информацию, моделировать технологический процесс, работать в группе и оценивать собственное решение.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют ответственное отношение к безопасному труду и осознают значение точности в технической деятельности.
- Понимают связь изучаемых технологий с профессиями инженера, токаря, слесаря, конструктора и дизайнера.
- Проявляют готовность к самостоятельному выбору способа решения технической задачи.
- Осознают ценность рационального использования металла, повторного применения деталей и экологичного производства.
Метапредметные
- Извлекают информацию из текста учебника, схемы станка, таблицы и цифровой презентации.
- Сравнивают способы получения резьбы и соединения деталей по заданным критериям.
- Планируют последовательность решения технической задачи и аргументируют выбор технологии.
- Работают в группе, распределяют роли, представляют результат и конструктивно оценивают предложения одноклассников.
- Используют простую техническую модель для объяснения устройства и принципа работы станка.
Предметные
- Знать основные свойства конструкционной стали и виды изделий из металлопроката.
- Уметь называть основные узлы токарно-винторезного станка и объяснять их назначение.
- Знать различия между внутренней и наружной резьбой, ручным и машинным нарезанием резьбы.
- Уметь выбирать резьбовое, клеевое или комбинированное соединение с учётом нагрузки и условий эксплуатации.
- Знать основные операции подготовки металлических деталей к склеиванию и отделке.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осмысливают личную ответственность за соблюдение правил безопасности при работе с металлом и оборудованием.
- Формируют познавательный интерес к устройству технических объектов и современным производственным технологиям.
- Оценивают собственную готовность выполнять технологическую операцию аккуратно и последовательно.
- Связывают результат учебной деятельности с возможным профессиональным самоопределением.
Регулятивные УУД
- Принимают учебную задачу и формулируют критерии успешного результата.
- Планируют последовательность анализа детали, выбора соединения и её отделки.
- Контролируют соответствие предложенного решения требованиям прочности, безопасности и аккуратности.
- Выявляют ошибки в технологической карте и предлагают способы их исправления.
- Оценивают результат по рубрике и формулируют следующий шаг для улучшения.
Познавательные УУД
- Выделяют существенные признаки конструкционной стали и разных видов металлопроката.
- Устанавливают соответствие между узлом станка и выполняемой им функцией.
- Сравнивают ручное нарезание резьбы, нарезание на станке и получение резьбы накаткой.
- Моделируют технологическую последовательность соединения и отделки металлических деталей.
- Формулируют вывод на основе наблюдения, схемы и сведений из учебника.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в группе: аналитик, технолог, эксперт по безопасности, докладчик.
- Задают уточняющие вопросы по устройству станка и способам обработки металла.
- Аргументируют выбор способа соединения, используя технические критерии.
- Согласовывают общий вариант технологической карты и уважительно оценивают решения других групп.
- Кратко и понятно представляют результат моделирования классу.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию с изображениями конструкционной стали, сортового, листового и трубного проката, узлов токарно-винторезного станка, резьбовых и клеевых соединений.
- Подготовить безопасную демонстрационную модель токарно-винторезного станка или его фотографию с подписями основных узлов.
- Распечатать для каждой группы карточку с технической ситуацией и набором критериев выбора соединения.
- Распечатать индивидуальные карточки трёх уровней сложности: обязательный, базовый и повышенный вариант.
- Подготовить набор образцов: болт с гайкой, винт, металлические пластины, отрезок трубы, уголок, полосовой металл, соединённые клеем детали.
- Подготовить технологические карты с пропусками для исследовательского задания и карточки «Верно — неверно».
- Вывести на доску схему: «Материал — обработка — соединение — отделка» и памятку по безопасности.
- Подготовить компьютер, проектор или интерактивную доску, цифровую модель станка и короткий видеоматериал о нарезании резьбы.
- Подготовить учебник для работы с текстом по теме без указания конкретных страниц, маркеры, листы А3, стикеры и таймер.
- Организовать рабочее место для демонстрации клеевого соединения; практическое включение станка не проводить, если не обеспечены условия безопасности.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (4 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и создать проблемную ситуацию, связанную с выбором технологии изготовления и соединения металлических деталей.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на экране металлический кронштейн, собранный из уголка, болта и окрашенной пластины: "Представьте, что вам нужно изготовить держатель для инструмента. Материал уже выбран, но пока непонятно, как соединить детали: сварить, скрепить резьбой или склеить. Какой способ окажется лучшим? Сегодня мы будем не угадывать, а исследовать критерии выбора. Назовите, что необходимо знать, прежде чем принять техническое решение." | Рассматривают изображение, предлагают варианты: "Нужно знать нагрузку, материал деталей, возможность разборки, условия эксплуатации и требуемую прочность". |
2 мин | Учитель организует приём "Подумай — обсуди в паре — поделись": "Сначала подумайте самостоятельно, затем обсудите с соседом, какие технологии скрываются за изображёнными деталями. На доске я фиксирую ваши гипотезы и пока не отмечаю их как правильные или неправильные." | Индивидуально записывают две гипотезы, обсуждают их в парах и формулируют: "Металл можно обработать на станке, соединить резьбой или клеем, а затем защитить отделкой". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что одна техническая задача допускает несколько решений. Чтобы выбрать обоснованный вариант, нам нужно разобраться в материале, станке, резьбе, клеевых соединениях и отделке деталей."
Этап 2. Актуализация знаний и выявление затруднения (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о металлах, технологических операциях и безопасной работе, выявить пробелы перед изучением нового материала.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель проводит игру "Техническое лото" и показывает по очереди изображения листа, уголка, шестигранника, трубы и болта: "Распределите изображения по группам: листовой, сортовой и трубный прокат. Объясните, где каждый вид может применяться. Не называйте только форму — связывайте её с изделием." | На карточках распределяют изображения и объясняют: "Лист используют для кожухов и панелей, уголок — для рам, трубу — для каркасов и подводки, шестигранник — для деталей, которые обрабатывают на станке". |
3 мин | Учитель демонстрирует схему станка и задаёт проблемные вопросы: "Почему заготовку нельзя удерживать руками? Для чего нужны патрон, суппорт и задняя бабка? Что произойдёт, если начать обработку без проверки закрепления? Отметьте на листе утверждения, с которыми вы согласны." | Отмечают безопасные действия, называют патрон, суппорт и заднюю бабку, формулируют: "Заготовка может вырваться или травмировать человека, поэтому её закрепляют в патроне". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили виды металлопроката и поняли, что устройство станка связано с безопасностью и точностью обработки. Теперь выясним, какие новые знания помогут превратить отдельные детали в надёжное изделие."
Этап 3. Постановка учебной задачи и планирование исследования (4 мин)
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Цель этапа: сформулировать учебную проблему, определить план исследовательской работы и критерии успешного решения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель организует проблемный диалог: "Перед нами четыре вопроса: из чего изготовить деталь, как обработать заготовку, как соединить детали и как защитить поверхность. Какой вопрос нельзя решить только по внешнему виду изделия? Какие сведения нужно найти в учебнике и на цифровой схеме?" | Формулируют проблему: "Нужно выбрать технологию на основании свойств материала, нагрузки и назначения изделия". Предлагают план: изучить металл, станок, резьбу, клеевое соединение и отделку. |
2 мин | Учитель делит класс на группы и объясняет игру "Конструктор технологического решения": "Каждая группа получит ситуацию. В конце вы представите модель технологического процесса и объясните выбор. Оцениваем не скорость, а точность, безопасность и обоснованность." | Распределяют роли в группе, записывают критерии: прочность, разборность, точность, безопасность, внешний вид, защита от коррозии. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "План исследования определён: от материала и оборудования мы перейдём к соединениям и отделке. Работайте как технологи: каждое утверждение подтверждайте схемой, наблюдением или текстом учебника."
Этап 4. Открытие нового знания. Исследовательская работа (12 мин)
Цель этапа: самостоятельно выявить особенности конструкционной стали, токарно-винторезного станка, резьбовых и клеевых соединений.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт группам фрагменты учебного текста и схемы: "Первая группа исследует конструкционную сталь и металлопрокат, вторая — узлы станка, третья — резьбу, четвёртая — клеевые соединения и отделку. Прочитайте материал с пометками: галочкой отметьте известное, знаком плюс — новое, вопросом — непонятное. Заполните три строки технологической карты: свойство, применение, ограничение." | Читают фрагменты учебника и схемы, делают пометки, заполняют карту. Например: "Сталь прочная, из проката получают заготовки; ограничение — возможная коррозия". |
4 мин | Учитель предлагает группам построить модель: "На листе А3 изобразите путь детали: заготовка — обработка — соединение — отделка. Для станка обозначьте патрон, шпиндель, суппорт, резцедержатель и заднюю бабку. Для резьбы покажите направление движения инструмента." | Создают схему-модель, подписывают узлы станка, показывают последовательность обработки и соединения. |
4 мин | Учитель проводит мини-консультацию и задаёт наводящие вопросы: "Чем отличается наружная резьба от внутренней? Почему при ручном нарезании метчиком нужен обратный ход? В каких случаях клеевое соединение удобнее резьбового? Что нужно сделать перед нанесением клея?" | Отвечают: "Наружная резьба находится на болте, внутренняя — в отверстии гайки или детали"; "Обратный ход помогает удалять стружку"; "Клей удобен для неразборного соединения и тонких деталей"; "Поверхности очищают, обезжиривают и при необходимости зачищают". |
Запись в тетрадях
- Конструкционная сталь — сталь, применяемая для изготовления деталей, конструкций и изделий, воспринимающих механические нагрузки.
- Основные узлы станка: станина, шпиндельная бабка, патрон, суппорт, резцедержатель, задняя бабка.
- Резьба бывает наружной и внутренней; соединение может быть разборным или неразборным.
- Подготовка к склеиванию: очистить, обезжирить, зачистить, нанести клей, совместить детали, зафиксировать до отверждения.
- Отделка защищает металл от коррозии и улучшает внешний вид изделия.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Каждая группа открыла часть общего знания. Теперь объединим результаты и проверим их на конкретных технических ситуациях, где потребуется не просто назвать способ, а доказать его выбор."
Этап 5. Первичное закрепление. Игра «Технологический эксперт» (7 мин)
Цель этапа: закрепить понятия и научиться выбирать технологию соединения в условиях практической задачи.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт карточки с ситуациями: "Ситуация первая: нужно изготовить ручку, которую можно периодически снимать. Ситуация вторая: нужно соединить тонкие декоративные металлические пластины без отверстий. Ситуация третья: нужно изготовить ось из круглого проката с наружной резьбой. Выберите технологию и назовите два аргумента." | Группы выбирают: для ручки — резьбовое соединение; для декоративных пластин — клеевое; для оси — токарная обработка и нарезание наружной резьбы. Записывают аргументы. |
2 мин | Учитель проводит приём "Верно — неверно": "Покажите зелёную карточку, если утверждение верно, и красную, если неверно. Нарезать резьбу можно без закрепления детали. Клеевые поверхности нужно обезжирить. Патрон удерживает заготовку. Отделка не влияет на срок службы изделия." | Показывают карточки и исправляют ошибки: "Резьбу нарезают только на закреплённой заготовке"; "Отделка защищает поверхность от коррозии и продлевает срок службы". |
2 мин | Учитель просит докладчиков представить по одному решению: "Говорите по схеме: материал — операция — соединение — отделка. Остальные группы задают по одному уточняющему вопросу." | Представляют решения, задают вопросы: "Почему выбрана резьба, а не клей? Можно ли разобрать такое соединение?" |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы научились связывать назначение изделия с выбором технологии. Теперь каждый самостоятельно проверит, может ли он применить алгоритм без подсказки группы."
Этап 6. Самостоятельная работа с дифференциацией и самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание материала и обеспечить возможность выбора уровня сложности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель предлагает выбор карточки: "Вариант 1 — базовый: подпишите пять узлов станка и распределите примеры на наружную и внутреннюю резьбу. Вариант 2 — повышенный: выберите способ соединения для кронштейна и заполните технологическую последовательность. Вариант 3 — творческий: разработайте эскиз настольного держателя из металлического проката, указав материал, обработку, соединение и отделку." | Индивидуально выполняют выбранный вариант. В базовом варианте подписывают станину, патрон, шпиндель, суппорт и заднюю бабку; в повышенном обосновывают резьбовое или клеевое соединение; в творческом создают эскиз и пояснение. |
3 мин | Учитель выводит эталон и организует самопроверку: "Сверьте не только ответ, но и ход рассуждения. За каждый правильный элемент поставьте один балл. Ошибку не зачеркивайте полностью: подчеркните место затруднения и рядом запишите исправленный вариант." | Проверяют работу по эталону, подсчитывают баллы, отмечают затруднение и формулируют индивидуальный вопрос. |
Эталон решения
Для кронштейна, который должен выдерживать нагрузку и при необходимости разбираться: 1) выбрать конструкционную сталь и подходящий профиль металлопроката; 2) разметить и обработать заготовки; 3) просверлить отверстия с соблюдением правил безопасности; 4) выполнить наружную и внутреннюю резьбу либо использовать готовые болт и гайку; 5) проверить совпадение отверстий и затяжку; 6) зачистить поверхность, обезжирить и нанести защитное покрытие. Клеевое соединение целесообразно для декоративных деталей без значительной нагрузки и без требования разборки.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная работа показала, что технологическое решение состоит не из одного названия операции. Важно выстроить безопасную последовательность и объяснить, почему именно она подходит изделию. Завершим урок оценкой результата и личного продвижения."
Этап 7. Рефлексия, межпредметные связи и домашнее задание (4 мин)
Цель этапа: осмыслить результаты, связать технологические знания с физикой, информатикой и профессиональной деятельностью, определить дальнейшую работу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит рефлексию "Светофор": "Поднимите зелёную карточку, если можете объяснить назначение основных узлов станка и выбрать способ соединения; жёлтую — если нужна ещё одна тренировка; красную — если требуется индивидуальная помощь. На стикере завершите фразу: 'Теперь я могу...'" | Поднимают карточки, записывают фразу: "Теперь я могу отличать внутреннюю резьбу от наружной", "Теперь я могу объяснить, почему поверхности обезжиривают". |
1 мин | Учитель устанавливает межпредметную связь: "В физике мы встречаем силы трения и нагрузки, в информатике — моделирование объекта и алгоритм, в математике — точность измерений. Где эти понятия проявились сегодня?" | Приводят примеры: "Трение влияет на резьбовое соединение", "технологическая карта похожа на алгоритм", "точность размеров важна при изготовлении деталей". |
1 мин | Учитель сообщает домашнее задание: "Выберите один из трёх уровней. Обязательно подготовьте ответ так, чтобы другой человек мог понять последовательность ваших действий и критерии выбора технологии." | Записывают выбранный уровень и контрольные вопросы, задают уточнения. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы прошли путь от материала и заготовки до соединения и отделки изделия. Технологически грамотное решение всегда опирается на свойства материала, назначение детали, безопасность и качество результата. На следующем уроке мы продолжим работу с технологической картой и применим эти знания при разработке собственного изделия."
Критерии оценивания практической работы
- "5" — правильно определены материал и вид металлопроката, названы не менее пяти узлов станка, обоснован способ соединения, записана безопасная последовательность из пяти и более операций, творческое решение аккуратно оформлено.
- "4" — допущена одна содержательная неточность или пропущен один этап технологической последовательности, но выбор соединения и основные требования безопасности объяснены верно.
- "3" — названы отдельные понятия, но есть две или более ошибки в назначении узлов станка, способах нарезания резьбы или подготовке деталей к склеиванию; решение требует помощи учителя.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о конструкционной стали и изделиях из металлопроката? | Проверка осознания предметного содержания и связи материала с назначением изделия. |
Какой узел токарно-винторезного станка вы теперь можете объяснить и для чего он нужен? | Выявление понимания устройства оборудования, а не механического запоминания названий. |
Как выбрать между резьбовым и клеевым соединением? | Проверка умения применять критерии прочности, разборности и условий эксплуатации. |
Какое задание оказалось самым сложным и какая помощь нужна? | Выявление индивидуальных затруднений и планирование коррекционной работы. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы увидели, что изготовление металлического изделия — это последовательная система решений: материал, обработка, соединение и отделка. Особенно важно не путать наружную и внутреннюю резьбу и помнить, что клей наносят только на подготовленные поверхности. Работа на станке требует точности, закрепления заготовки и строгого соблюдения безопасности. На следующем уроке мы применим этот алгоритм при проектировании и изготовлении технологического изделия."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить словарь из 10 терминов по теме: конструкционная сталь, металлопрокат, станина, патрон, суппорт, резьба, метчик, плашка, клеевое соединение, отделка. Нарисовать схему станка и подписать не менее пяти узлов. | Закрепляет основные понятия и проверяет понимание назначения оборудования и операций. |
Средний (повышающий) | Разработать технологическую последовательность изготовления небольшого металлического держателя: выбрать вид проката, описать три операции обработки, способ соединения и вариант отделки. Обосновать выбор в 5–7 предложениях. | Формирует умение планировать технологический процесс и аргументировать техническое решение. |
Продвинутый (дополнительный) | Создать эскиз изделия из двух или более металлических деталей, предусмотреть резьбовое и клеевое соединение, указать преимущества и ограничения каждого способа. Можно оформить работу в цифровом редакторе или на листе. | Развивает творческое проектирование, моделирование, ИКТ-компетентность и умение сравнивать технологии. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Чем конструкционная сталь отличается по назначению от других материалов? Какие узлы удерживают и перемещают заготовку на станке? Чем отличаются метчик и плашка? Когда соединение должно быть резьбовым, а когда клеевым? Зачем выполняют отделку металлических деталей?»
