Сообщение темы и целей урока

4. Сообщение темы и целей урока.

ΙΙΙ. Объяснение нового учебного материала (30 мин).

1. Области применения и свойства инструментальных сталей.

Инструменты:

Ø   Режущие (ножницы, напильники, резцы, свёрла)

Ø   Для обработки давлением (матрицы с пунсонами, прокатные валки)

Ø   Измерительный (линейки, штангенциркули)

В процессе эксплуатации материалы инструментов испытывают высокое давление, повышенное напряжение, истирание отсюда служебные свойства инструментальных материалов: высокая твёрдость для обеспечения износостойкости, высокая прочность при сохранении высокой вязкости для предотвращения выкрашивания рабочих кромок и сохранения формы инструмента, теплостойкость (способность материала сохранять высокую твёрдость при нагреве).

Технологические свойства: обрабатываемость резанием, давлением, прессуемость, жидкотекучесть, высокие закаливаемость и прокаливаемость и небольшие изменения размеров и формы при закалке.

Содержание углерода высокое.

2. Классификация инструментальных сталей их характеристика и особенности термической обработки.

Инструментальные стали делятся на четыре категории:

1) углеродистые; 2) легированные: а) низколегированные, б) высоколегированные (быстрорежущие) (схема 1) [6, с. 411].

Схема 1

Маркировка: У - обозначает что сталь углеродистая, цифра после У, например 8 - будет означать содержание углерода в десятых долях процента. А - сталь высококачественная (У8А).

Углеродистые инструментальные стали содержат 0,9 - 1,3% С. Для изготовления инструментов применяются качественные стали У10А, У11А, У12А. После термической обработки стали (HRC 60-62) имеют красностойкость 200 - 250⁰С. Выше этой температуры твёрдость стали резко уменьшается, и инструменты не могут выполнять работу резания. Стали имеют ограниченное применение, так как допустимые скорости резания не превышают 15-18 м/мин. Из них изготавливают метчики, плашки, ножовочные полотна [7, с. 277].

Режимы термической обработки углеродистых инструментальных сталей зависят главным образом от содержания углерода [6, с. 413].

Рассмотрим термическую обработку стали У8А при изготовлении из неё кернера.

В данной стали содержится 0,8 % С, она является эвтектоидной её расположение на диаграмме железо-цементит показано на рис.2.

Рис. 2. Расположение стали У8А на диаграмме железо - цементит

Температура закалки эвтектоидной стали У8А на 30 - 50⁰С выше критической точки А_с1, охлаждение будем проводить в воде.

Далее проведём высокотемпературный отпуск с нагревом до температур в интервале 500 - 650⁰С. Его мы выполняем с целью получения структуры сорбита отпуска (С_отп.) твёрдость которого 20 - 30 HRC, а также снижения внутренних напряжений и получения максимальной вязкости.

Полученная нами твёрдость не устраивает нас, поэтому дальше мы проведём поверхностную закалку токами высокой частоты (ТВЧ).

Температура нагрева будет составлять 760 - 770⁰С, охлаждение будем проводить в воде. Время нагрева должно быть небольшим, поскольку диаметр кернера невелик.

Далее проведём низкотемпературный отпуск с нагревом до температур в интервале 150 - 200⁰С. Его мы выполняем с целью получения структуры мартенсита отпуска (М_отп) твёрдость которого 64 HRC, присутствуют внутренние напряжения.

Таким образом, мы получили сердцевину структура, которой С_отп, твердость в пределах 20 - 30 HRC и максимальная вязкость, которая будет способствовать сопротивлению ударной нагрузке. Поверхность же нашего изделия имеет структуру М_отп твердость, которого 64 HRC, это будет способствовать проникновению кернера в материал заготовки.

Схему термической обработки стали У8А представим на рис. 3.

Рис. 3

Структуру стали, после термообработки представим на рис. 4, где

а - структура сердцевины (С_отп.), б - структура поверхности (М_отп).

Рис. 4

Легированные инструментальные стали - это углеродистые инструментальные стали, легированные различными элементами (Х - хром, В - вольфрам, Ф - ванадий, Г - марганец, С - кремний, и др.) [7, с. 277].

Содержание углерода в них от 0,6 до 1%.

В зависимости от химического состава легированные инструментальные стали подразделяются на 2 группы:

1.         Низколегированные.

2.         Высоколегированные (быстрорежущие)

Низколегированные инструментальные стали содержат не более 5% легирующих элементов, по структуре относятся к заэвтектоидному классу.

Маркировка: принцип маркировки похож на маркировку конструкционных сталей, но содержание углерода указывается в десятых долях процента, если цифра, обозначающая содержание углерода отсутствует то содержание его около 1%. Если отсутствует цифра, обозначающая количество легирующего элемента, то его там до 1%.

После термообработки (HRC 62-64) имеют красностойкость 250 - 300⁰С. Низколегированные стали по сравнению углеродистыми имеют повышенную вязкость в закалённом состоянии, более высокую прокаливаемость, меньшую склонность к деформациям и появлению трещин при закалке. Допустимые скорости резания 15 - 25 м/мин. Применяются для изготовления протяжек, свёрл, метчиков, плашек, развёрток (9ХВГ, ХВГ, ХГ, 6ХС, 9ХС и др.) [7, с. 277].

Высоколегированные стали маркируются: они обозначаются русской буквой «Р», цифра после которой показывает содержание вольфрама в стали. Содержание хрома во всех быстрорежущих сталях составляет около 4% и в марке не указывается. Не указываются также ванадий при его содержании до 2% и углерод при содержании 0,7 - 0,9% [1, с. 214].

Высоколегированные (быстрорежущие) стали содержат 8,5 - 19% W, 3,8 - 4,4% Cr, 2 - 10% Со и V. Для изготовления режущих инструментов используют стали Р9, Р12, Р18, Р6М5, Р9Ф5, Р14Ф4 и др. Режущий инструмент из быстрорежущей стали после термической обработки (HRC 62-65) имеет красностойкость 600 - 630⁰С и обладает повышенной износостойкостью, может работать со скоростями резания до 80 м/мин.

ΙV. Закрепление нового материала (7 мин):

1.         Зависимость применения инструментальных сталей от их свойств.

2.         Особенности каждого вида рассмотренных сталей.

3.         Зависимость свойств от термической обработки, их изменение.

4.         Пояснение процесса термической обработки.

Сделать вывод.

V. Самостоятельная работа (33 мин).

1.         Работа учащихся с карточками заданий:

Вариант №1

1) Расшифровать данные в задании марки инструментальных сталей.

а)   У8А -

б)   9ХС -

в)   Р6М5 -

Эталон ответа:

а)   У8А - углеродистая инструментальная сталь, с содержанием углерода 0,8%, высококачественная.

б)   9ХС - низколегированная инструментальная сталь, с содержанием углерода 0,9%, содержание хрома и кремния до 1%.

в)   Р6М5 - быстрорежущая сталь, с содержанием вольфрама 6% и молибдена 5%.

2) Установить соответствие детали и марки стали, из которой она изготавливается.

1.   Зубило 1. У8

2.   Пуансоны 2. Х

3.   Нож для резки бумаги 3. У7

4.   Напильник 4. 85ХФ

Эталон ответа:

1.   Зубило (У7)  

2.   Пуансоны (У8)

3.   Нож для резки бумаги (85ХФ)

4.   Напильник (Х)

Вариант №2

1) Расшифровать данные в задании марки инструментальных сталей.

а)   У12 -

б)   8ХФ -

в)   Р18 -

Эталон ответа:

а)   У12 - углеродистая инструментальная сталь, с содержанием углерода 1,2%.

б)   8ХФ - низколегированная инструментальная сталь, с содержанием углерода 0,8%, содержание хрома и ванадия до 1%.

в)   Р18 - быстрорежущая сталь, с содержанием вольфрама 18%.

2) Установить соответствие детали и марки стали, из которой она изготавливается.

1. Напильник 1. Р6М5

2. Штамп для холодной штамповки 2. Х

3. Резцы 3. Р9

4. Ножовка по металлу  4. ХГ

Эталон ответа:

1.   Напильник (Х)

2.   Штамп для холодной штамповки (ХГ)

3.   Резцы (Р6М5)

4.   Ножовка по металлу (Р9)

VΙ. Подведение итогов, выдача домашнего задания (2 мин).

§3. Рекомендации преподавателям

План-конспект урока был составлен на основе проекта технологии обучения, где были выделены этапы уроков по каждому из которых, были определены учебные цели, учебные элементы, мотивация, учебно-познавательная деятельность учащихся, методы и средства обучения, предполагаемый уровень усвоения знаний учащихся.

Проект технологии составлен в форме таблицы, что позволяет проследить все составляющие при реализации конкретных учебных целей.

При проведении урока следует учитывать время, отведённое на каждый его этап, оценивать способности учащихся и вносить коррективы в проведение урока, просмотреть наличие учебно-материального оснащения урока, чётко понимать в какой момент времени необходимо представить плакаты, фото, карточки заданий.

Учитывая способность учащихся, есть возможность некоторых корректировок, а именно:

1.         Усложнить задания для самостоятельной работы, или же наоборот упростить его, но в таком случае необходимо обратить внимание на то, почему задания являются ещё непосильными учащимся и устранить причину.

2.         Возможны изменения в технологии обучения, так например, при объяснении термообработки углеродистых инструментальных сталей можно использовать технологию проблемного обучения.

Пример проблемной ситуации и методики её решения.

Подобрать термическую обработку стали У8А для изготовления кернера.

а)         Кернер ← Необходимые свойства ← Термообработка стали У8А

Вопросы, побуждающие учащихся к высказыванию предположений:

Ø   Что нужно знать, чтобы ответить на поставленный вопрос?

Ø   В какой последовательности нужно решать проблему?

Вывод: Материал для кернера будет определяться необходимыми свойствами, которые в свою очередь получаются в результате термической обработки.

б)         Определение условий работы кернера.

Вопросы:

Ø   Каков принцип работы кернера?

Ø   В какой окружающей среде он работает?

Вывод: Кернер работает в условиях:

Ø   Рабочая температура 18⁰С.

Ø   Относительная влажности воздуха 60%.

Ø   Работа с ударными нагрузками.

Ø   Незначительное нагревание рабочих частей.

в)         Определение свойств, которыми должен обладать кернер.

Вопросы:

Ø   Какие свойства материала необходимы для работы кернера?

Вывод: Кернер должен обладать следующей совокупностью свойств: твердость, прочность, ударная вязкость, коррозионная стойкость, жидкотекучесть, обрабатываемость резанием, прокаливаемость, закаливаемость, нижний порог хладноломкости, жаропрочность.

г) Устанавливается соответствие выявленной совокупности свойств, которой должен обладать материал кернера.

Вопросы:

Ø   Подходит ли сталь У8А для нас.

Ø   В результате, какой термообработки сталь У8А нас будет удовлетворять.

Ø   Какие свойства по сечению получаются у кернера.

д) На основе ответов учащихся делается окончательный вывод: Кернер изготавливают из стали У8А в результате термообработки: Закалка + Высокий отпуск + Закалка ТВЧ на глубину 1,5 мм + Низкий отпуск.

3. При появлении возможности необходимо переходить на современные средства обучения, такие как мультимедиа, что позволяет больше привлечь внимание учащихся, чем, используя устаревшие средства обучения.

4. По возможности находить больше наглядных средств для объяснения учебного материала

Вывод по ΙΙ главе

В процессе проектирования урока материаловедения по теме: «Инструментальные материалы» мы рассмотрели основные этапы проектирования уроков теоретического обучения и разработали подробный конспект урока по теме «Инструментальные стали».

Для каждого этапа урока, по каждой учебной цели определяются учебный материал, ведущие способы учебно-познавательной деятельности учащихся, методы, средства обучения, ожидаемый результат обучения и возможные варианты коррекции [9, с. 72].

После того как преподаватель определится со всеми компонентами урока, составляется модель технологии обучения в виде таблицы, которая позволяет просматривать взаимосвязь между целями, содержанием, методами обучения на разных этапах урока, их динамику развития.

На основе разработанного нами проекта технологии обучения мы перешли к разработке подробного плана-конспекта урока, в котором прорабатываются все его детали (подробное содержание учебного материала для объяснения, вопросы, задания, проблемные ситуации и др.).

Преподаватель, владея технологией проектирования, осмысленно может разрабатывать каждый компонент технологии обучения, а значит, может рассчитывать и на эффективность формируемых у учащихся профессиональных знаний [9, с. 72].

Заключение

В данной курсовой работе перед нами стояла цель изучить особенности проектирования урока теоретического обучения. В качестве гипотезы выступило предположение о том, что проектирование позволяет повысить эффективность проведения уроков.

Чтобы подтвердить правильность нашей гипотезы мы изучили теоретические основы проектирования урока теоретического обучения в профессиональном училище.

Мы рассмотрели понятие, объекты и процедуры, и общий алгоритм педагогического проектирования, а также понятие, структуру, типы и формы урока теоретического обучения.

Разработали модель технологии обучения, где по каждой учебной цели был определён учебный материал, ведущие способы учебно-познавательной деятельности учащихся, методы, средства обучения, ожидаемый результат обучения и возможные варианты коррекции.

На основе разработанного нами проекта технологии обучения мы перешли к разработке подробного плана-конспекта урока содержащего подробное содержание учебного материала для объяснения, вопросы, задания, проблемные ситуации и др.

Преподаватель, владея технологией проектирования, осмысленно может разрабатывать каждый компонент технологии обучения, а значит, может рассчитывать на эффективность проведения урока, поскольку он предварительно обдумывает, где и в какой момент использовать те или иные методы и средства обучения, ставя себя на место учащихся, выбирает уровень преподавания, предполагает учебно-познавательную деятельность учащихся и результат их обучения, то есть тот уровень, на котором они могут усвоить материал занятия.

Эффективно проведённый урок, должен повлиять на эффективность формирования у учащихся профессиональных знаний.

Таким образом, можно говорить о том, что предположение, выступившее в качестве гипотезы подтвердилось, поскольку если сравнить преподавателя с учеником, то можно выявить такую особенность, а именно если ученик не готов к уроку то продуктивность его деятельности минимальна, так и учитель, плохо подготовленный к уроку, невольно ухудшает эффективность его проведения.

Список литературы

1.         Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение (металлообработка): Учебник для нач. проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования - 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 240 с.

2.         Батышев С.Я. Профессиональная педагогика: Учебник для студентов, обучающихся по педагогическим специальностям и направлениям. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Ассоциация «Профессиональное образование», 1999. - 904 с.

3.                           Безрукова В.С. Педагогика. - Екатеринбург: Деловая книга, 1999. -119 с.

4.         Виноградова М.Д., Первин И.Б. Коллективная познавательная деятельность и воспитание школьников. - М., 1977.

5.         Григорович Л.А., Марцикновская Т.Д. Педагогика и психология: Учеб. пособие. - М.: Гардарики, 2005. - 480 с.

6.         Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1977. 648 с.

7.         Дальский А.М., Арутюнова И.А., Барсукова и др.; Под общ. ред. Дальского А.М. Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 448 с., ил.

8.         Дьяченко В.К. Организационная структура учебного процесса и её развитие. - М., 1989.

9.         Николаев В.В. Методика профессионального обучения. Проектирование технологий формирования у учащихся профессиональных знаний на уроках теоретического обучения в УНПО: Учеб. пособие. - Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2007. - 89 с.

10.        Николаев В.В. Педтехнологии, методика и дидактическое обеспечение. Учебно-методическое пособие. Часть 1., 2000. - 17 с.

11.        Основы профессиональной педагогики. Изд. 2-е, перераб. и доп. Профпедагогика. М., «Высш. школа», 1977.

12.        Подласый И.П. Педагогика: Новый курс: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений: В 2-х кн. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2002. - Кн. 1: общие основы. проц. обуч-я. - 576 с.: ил.

13.        Сластёнин В.А. Психология и педагогика: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ В.А. Сластёнин, В.П. Каширин. - 3-е изд., стереотип. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 480 с.

14.        Энциклопедия профессионального образования: В 3-х т. / Под ред. С.Я. Батышева. - М., АПО. 1999. - 488 с., ил. Т. 3 - Р - Я - 1999.

15.        Эрганова Н.Е. Методика профессионального обучения: Учеб. пособие. - 3-е изд., испр. и доп. - Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф. - пед. ун-та, 2003. - 150 с.