Мастер – класс практической работы «Изучение строения и свойств древесины» разработан по ПМ 01. «Участие в проектировании зданий и сооружений», МДК 01. 01 «Проектирование зданий и сооружений» для специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».
Мастер-класс проводился для слушателей курсов повышения квалификации (преподавателей, мастеров производственного обучения) при КГБОУ ДПО ХКИППК СПО г. Хабаровска.
В ходе занятия преподаватели демонстрируют слушателям курсов повышения квалификации современные подходы к методике проведения занятия со студентами колледжа.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ХАБАРОВСКОГО КРАЯ
Краевое государственное бюджетное профессионального образовательное учреждение
«ХАБАРОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ ДРЕВЕСИНЫ
( тема занятия)
ПМ 01. Участие в проектировании зданий и сооружений
МДК 01. 01 Проектирование зданий и сооружений
для специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
(методическая разработка мастер – класса практической работы)
Хабаровск, 2020
Разработчик: Коробкова Марина Николаевна, преподаватель КГБ ПОУ Хабаровский технический колледж
Мастер – класс практической работы «Изучение строения и свойств древесины» разработан по ПМ 01. «Участие в проектировании зданий и сооружений», МДК 01. 01 «Проектирование зданий и сооружений» для специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».
Мастер-класс проводился для слушателей курсов повышения квалификации (преподавателей, мастеров производственного обучения) при КГБОУ ДПО ХКИППК СПО г. Хабаровска.
В ходе занятия преподаватели демонстрируют слушателям курсов повышения квалификации современные подходы к методике проведения занятия со студентами колледжа.
Содержание
1. Пояснительная записка 4
2. Основная часть 6
3. Литература 15
Приложение 16
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Мастер – класс практической работы «Изучение строения и свойств древесины» проводился для слушателей курсов повышения квалификации (преподавателей, мастеров производственного обучения) с целью распространения опыта работы преподавателей Коробковой Марины Николаевны, Светашовой Натальи Степановны и Петровой Татьяны Николаевны поиску методических идей, эффективных технологий обучения студентов колледжа в условиях перехода на ФГОС нового поколения.
Введение в систему профессионального обучения стандартов нового 3-го поколения (модульно-компетентностный подход) совпало с важнейшим событием в жизни Хабаровского технического колледжа: победой во Всероссийском конкурсе инновационных образовательных программ и приобретением на выделенный гранд нового современного высокотехнологичного оборудования для оснащения лабораторий, мастерских колледжа. Появилась возможность проводить новые лабораторные и практические работы, практики, вести эффективно исследовательскую работу со студентами.
Приобретенный педагогами опыт работы необходимо было распространять среди педагогов других учебных заведений, не имеющих подобного оборудования, в рамках сотрудничества, поэтому Хабаровский краевой институт профессионального образования предложил нам участвовать в этом процессе в рамках работы совместного с институтом проекта «Центр трансфера технологий».
За 3 года совместной работы наши педагоги провели для коллег из других учебных заведений более 40 мастер-классов. Разработку одного из них мы представляем для участия в Фестивале.
В соответствие с требованиями ФГОС СПО нового поколения оценка качества обучения по дисциплине (профессиональному модулю, МДК) проводится не только по уровню «знаний» и «умений», но и по сформированным общим и профессиональным компетенциям. Приобретённое новое оборудование позволяет нам при проведении практических и лабораторных работ формировать не только требуемые стандартом дисциплины знания и умения, но и развивать практические навыки - основа общих и профессиональных компетенций. Мастер-класс разработан по содержанию профессионального модуля ПМ 01. «Участие в проектировании зданий и сооружений» по МДК 01.01 «Проектирование зданий и сооружений», в который входит учебный материал курса дисциплины «Строительные материалы и изделия» (изучаемый в ГОС СПО 2-го поколения) для специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений». Мастер-класс проводился с участием студентов 2-го курса.
Дидактические требования к результатам занятия:
в результате выполнения работы студент должен:
знать:
микроструктуру древесины;
уметь
: определять
влажность,
равновесную влажность и среднюю плотность древесины.
Практическая работа №1 «Изучение строения и свойств древесины» помогает нам в формировании таких профессиональных и общих компетенций как:
ПК1.1Подбирать строительные конструкции и разрабатывать несложные узлы и детали конструктивных элементов зданий.
OK
1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.
При оценке результатов применяется рейтинговая система, т.е. разработаны критерии, «вес» которых определяется в баллах.
Практическая работа по структуре состоит из аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы.
Критерии оценки практической работы
Аудиторная самостоятельная работа
Общее количество баллов – 3.
1. Подготовка оборудования в соответствии с инструкционной картой - 1балл.
2. Правильность выполнения (измерений, расчётов, заполнение таблиц, выполнение рисунков) – 1 балл.
3. Соблюдение правил техники безопасности, санитарное состояние рабочего места - 1 балл.
2. Внеаудиторная самостоятельная работа
Общее количество баллов – 2.
1. Правильно ли студент ответил на поставленные вопросы - 1 балл
2. Оформлена ли работа согласно требованиям - 0.5 балла
3. Сделан ли вывод по результатам работы – 0,5 балла.
В результате выполнения работы студент должен знать (на уровне 1-ом, представления) микроструктуру древесины, уметь (на уровне 2-ом) определять влажность, равновесную влажность и среднюю плотность древесины.
Для того чтобы достичь поставленных целей, активизировать умственную деятельность студентов, повторить пройденный материал, преподаватель проводит актуализацию знаний в форме фронтального опроса по следующим вопросам:
- что такое макро- и микроструктура древесины?
- что такое гигроскопичность древесины?
- что такое равновесная влажность древесины?
- древесина с какой влажностью используется в строительстве?
Мотивацию темы практической работы преподаватель строит на основе практической значимости полученных знаний и приобретенных умений в будущей профессиональной деятельности студентов - техников строителей. Преподаватель объясняет почему необходимо определить именно эти свойства, ведь качество любого материала определяется его свойствами, а свойства во многом зависят от структуры и строения материала, поэтому для древесины нам необходимо определить микроструктуру, которая и обуславливает основные физические и механические свойства, такие, как влажность, равновесная влажность, гигроскопичность и прочность.
Все опыты студенты выполняют индивидуально, согласно инструкционным картам, только опыт № 4 «Определение средней плотности различных пород древесины» выполняется бригадным методом (одна бригада рассчитывает среднюю плотность лиственницы, а другая осины), который помогает преподавателю формировать такие общие компетенции как:
ОК 6
«
Умение работать в коллективе и в команде, эффективно общаться
с коллегами»;
ОК 7.
«
Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных),
за результат выполнения заданий».
В конце работы подводятся итоги занятия: обсуждаются результаты полученные во время проведения опытов, анализируется работа групп (бригад), оцениваются результаты.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Тема: Строение и свойства древесины.
Ход занятия
Цели занятии:
образовательные:
- изучить макро - и микроструктуру древесины;
- определить влажность и равновесную влажность древесины лиственницы;
- рассчитать среднюю плотность древесины лиственницы и осины.
воспитательные :
формирование:
- интереса к будущей профессии;
- ответственного отношения к учёбе;
-дисциплинированности и аккуратности при выполнении эксперимента.
развивающие:
- развитие логического мышления;
-умения применять знания, полученные при изучении других дисциплин, например математики, для расчета средней плотности материала.
Тип занятия: практическая работа исследовательского вида.
Оборудование и материально-техническое оснащение занятия: стерео микроскоп ЛФК (15) , гигротермометр (15), влагометр ВИМС –(10), весы электронные (2); интерактивная доска, презентация занятия, программное обеспечение.
Технологическая карта занятия
№
Этапы практической работы
Метод
Оборудование и методическоеобеспечение
Время
1
1
Организационное начало работы. Мотивация темы работы
Качество материала определяется его свойствами, а свойства его структурой
Проверка присутсвующих студентов и подготовки студентов к уроку, беседа
Иллюстрации на интерактивной доске «Изделия из древесины»
5 мин
2
Актуализация знаний по теме «Древесные материалы» Вопросы:
Фронтальный опрос
10 мин
2.1
- Что такое макро и микроструктура древесины
Беседа
Иллюстрации на интерактивной доске «Макро- и микроструктура древесины»
3 мин
2.2
Что такое гигроскропичность древесины?
Беседа
Иллюстрации на интерактивной доске «Макро- и микроструктура древесины
2 мин
2.3
Что такое равновесная влажность древесины и древесину с какой влажностью мы можем использовать в строительстве?
Беседа
Иллюстрации на интерактивной доске «Макро- и микроструктура древесины
5 мин
3
Выполнение работы
55 мин
3.1
Знакомство с инструкционными картами
Показ, объяснение
Инструкционная карта
5мин
3.2
Изучение инструкционной карты
Показ, изучение
Инструкционная карта
10 мин
3.3
Индивидуальная работа студентов ибригадпо инструкционным картам
Выполнение работы (подготовка оборудования, выбор материалов, наблюдение, оформление результатов и выводов по экспериментам
Стерео микроскоп ЛФК (15) , гигротермометр (15), влагометр ВИМС -3 (10), весы электронные (2)
40 мин
3.4
Анализ выполненной работы
По каждому эксперименту подводятся итоги и результат сравнивается с табличным
Иллюстрации на интерактивной доске.
Таблица средней плотности древесных пород
15 мин
3.5
Домашнее задание
Завершить расчёты по экспериментам, ответить на поставленные вопросы, сделать выводы, оформить работу.
Беседа
Иллюстрации на интерактивной доске.
Образец оформления практической работы
5 мин
Содержание занятия.
Любая практическая работа состоит из теоретической и практической части. В начале занятия преподаватель повторяет теоретические основы, говорит о значимости древесины для строительства, о запасах древесины в Дальневосточном регионе, о положительных свойствах и экологичности материала.
- Преподаватель:
древесина является весьма распространённым строительным материалом, за счёт своих положительных свойств: долговечности, морозостойкости, высокой прочности при малой плотности, малой теплопроводностью, лёгкостью обработки, устойчивостью к агрессии. Древесина является самым экологичным строительным материалом, т. к. в почве распадается до углекислого газа и воды. Одной из важнейших народохозяйственных задач является экономное её использование. Из отходов древесины изготовляют ДСП, ДВП, арболит, фибролит, ксилолит.
Наша страна занимает первое место в мире по запасам древесины. Дальний Восток богат как хвойными так и лиственными породами (лиственница, ель, пихта, кедр, сосна, берёза, дуб, осина, ясень).
- Студенты:
участвуют в беседе, отвечают на вопросы, приводят примеры из жизненного опыта (актуализация знаний проходит в виде фронтальной беседы, повторяется материал необходимый для выполнения данной практической работы).
- Преподаватель: прежде чем приступить к выполнению практической работы, давайте вспомним:
Вопросы преподавателя
Ответы студента
1. Что такое макро- и микроструктура древесины?
Макроструктурой называется структура материала которую мы видим невооружённым взглядом, а микроструктурой называется структура которую мы видим в микроскоп.
2.Что такое гигроскопичность?
Способность древесины поглощать влагу из окружающей среды ли отдавать влагу более сухому атмосферному воздуху.
3. Что такое равновесная влажность древесины, древесину с какой влажностью можно использовать в строительстве?
Влажность, которую приобретает древесина находясь длительное время на воздухе с постоянными относительной влажностью и температурой, называют равновесной влажностью
Мотивация практической работы
- Преподаватель: мы знаем, что качество любого строительного материала, а также возможность использования его в строительстве определяется его свойствами, а свойства во многом зависят от строения и структуры материала, поэтому наша задача установить микроструктуру древесины, которая и определяет такие её свойства как влажность, равновесную влажность и гигроскопичность.
Ход практической работы (инструкционная карта выдается каждому студенту и демонстрируется на интерактивной доске).
Внимательно прочитайте теоретическую часть.
Микроструктура древесины
Древесина состоит из большого количества живых и отмёрших клеток. По выполняемым функциям клетки древесины делят на проводящие , механические и запасающие.
Проводящие клетки служат для передачи питательных веществ от корней к ветвям и листьям. У листственных пород это сосуды, а у хвойных трахеиды. Это тонкостенные широкополосные трубочки, идущие вдоль ствола, расположенные по вертикали одна над другой и сообщающиеся между собой. Механическую ткань называют либриформом. Это вытянутые в длину, тонкостенные клетки с заострёнными концами. Именно они придают породам необходимую прочность. Запасающие клетки служат для образования запасов питательных веществ и передачи их в горизонтальном направлении. Они имеют большие полости и располагаются в сердцевинных лучах.
Строение клетки древесины
Протоплазма представляет собой зернистую, прозрачную, тягучую жидкость, состоящую из углерода, водорода, кислорода, азота и серы.
Ядро от протоплазмы отличается лишь наличием фосфора, оно обычно имеет овальную форму.
Скелетным веществом оболочки высших растений является целлюлоза (клетчатка), в химическом отношении представляющая собой β – 1,4 – D – глюкан. Это наиболее распространенное органическое вещество биосферы (более половины органического углерода планеты сосредоточенно в целлюлозе). Молекулы ее, представляющие собой очень длинные (несколько микрометров) цепи, собраны по нескольку десятков в группы, в которых они располагаются на близком расстоянии параллельно друг другу и сшиты между собоймногочисленными водородными связями. В результате этого образуются тончайшие (1,5 – 4 нм), видимые только в электронный микроскоп волоконца неопределенной длины, имеющие свойства кристаллов, - микрофибриллы. Они создают структурный каркас оболочки, ее «арматуру» и в основном обусловливают её прочность.
2. Выполните опыт №1 «Изучение микроструктуры древесины осины» согласно инструкционной карте №1.
Инструкционная карта 1
Часть 1. Изучение микроструктуры древесины осины
Ход работы
1. Установите микроскоп ЛФК (см. приложение 1) на ровную поверхность.
2. Положите препарат на предметный столик – 1.
3. Наведите резкость ручкой фокусировки – 10 и ручкой увеличения - 9.
4. Внимательно рассмотрите препарат.
5. Заполните таблицу №1, используя теоретическую часть.
Таблица№1
Виды клеток
Рисунок и описание
Функция
1.Проводящие клетки
Тонкостенные широкополосные трубочки, расположенные по вертикали одна над другой
и сообщающиеся между собой
Передают питательные вещества от корней к ветвям и листьям
2.Механические клетки
Вытянутые в длину тонкостенные клетки с заострёнными концами
Обеспечивают прочность древесине
3.Запасающие клетки
Имеют большие полости и располагаются в сердцевинных лучах
Служат для образования запасов питательных веществ и передачи их в горизонтальном направлении.
Сделайте вывод: укажите микроструктуру древесины.
3.Выполните опыт № 2 «Определение равновесной влажности древесины лиственницы» согласно инструкционной карте № 2
Инструкционная карта 2
Часть 2. Определение равновесной влажности древесины лиственницы
Для определения температуры воздуха и влажности мы используем гигротермометр. (см приложение 2)
1. Для включения прибора используйте кнопку 6.
2. На дисплее появится температура и влажность воздуха.
3. Определите равновесную влажность древесины по диаграмме Н.Н. Чулицкого, отложив по оси абсцисс температуру, а по оси ординат влажность воздуха.
4.Заполните таблицу№ 2 «Равновесная влажность древесины»
Таблица № 2
Влажность воздуха
Температура воздуха
Влажность древесины в %
5. Сделайте вывод: укажите равновесную влажность древесины лиственницы
4. Выполните опыт №3 «Определение влажности древесины осины и лиственницы» согласно инструкционной карте №3
Инструкционная карта 3
Часть 3. Определение влажности древесины осины и лиственницы
1.Включите питание прибора для определения влажности строительных материалов ВИМС – 3 (см. приложение 3) нажатием кнопки «О» , появится сообщение о степени заряда батареи , затем главное меню.
2. Через пункт меню «Параметры» подменю «Датчик» выберите выберите тип датчика - планарный.
3. Нажмите «Установка нуля» клавишей «Ф» войдите в него, нажмите клавишу «стрелка вниз».
4. Датчик держите на воздухе на расстоянии не менее 20 см от предметов.
5. После нажатия клавиши «Стрелка вниз» появится сообщение «Выполнено».
6. Клавишей «Ф» войдите в главное меню выберите вид материала через подменю «Материалы» выберите – « Осин».
7. Через пункт главного меню «Режимы» установите режим измерения: непрерывный или ручное сканирование.
8. Через пункт главного меню «Параметры» подменю «Количество замеров» можно выбрать количество измерений.
9. Опустите датчик на образец древесины.
10. Нажатием клавиши «М» переведите прибор в режим измерения.
11 Испытание проведите три раза. За окончательный результат примите среднее арифметическое трёх измерений.
12. Сделайте вывод. Укажите окончательный результат.
Для выполнения опыта №4 «Определение средней плотности древесины осины и лиственницы подгруппа делится на две бригады. В каждой бригаде назначается бригадир, который будет отвечать за окончательный результат и проверять правильность определения средней плотности членами своей бригады. Бригада 1 работает с образцом осины, а бригада 2 с образцом лиственницы.
5. Выполните опыт №4 «Определение средней плотности древесины осины и лиственницы» согласно инструкционной карте №4.
Инструкционная карта 4
Часть 4. Определение средней плотности древесины осины и лиственницы
Средняя плотность древесины определяется на трёх образцах призмах прямоугольной формы, при влажности древесины в момент испытания.
1. Измерьте длину а, ширину б, толщину h каждого образца в см.
2. Определить объём в см3 по формуле:
v = a × б× h
3. Взвесьте образец на электронных весах, с точностью до сотых долей.
4. Вычислите среднюю плотность породы древесины по формуле:
5. Найденную плотность пересчитайте на 12% влажность по формуле:
Pm (12) = Pm (w) × [1+ 0, 01 (1- ) (12 – w)]
- Коэффициент объемной ( 0,6 для березы и бука для остальных 0,5)
W – Влажность древесины в момент испытания
6. Сделайте вывод.
Для самоанализа преподаватель предлагает студентам провести оценку работы соседа по парте по следующим критериям:
Критерии оценки практической работы
Аудиторная самостоятельная работа
Общее количество баллов - 3
1. Подготовка оборудования в соответствии с инструкционной картой - 1балл
2. Правильность выполнения
-измерений
-расчётов
-заполнение таблиц
-выполнение рисунков – 1 балл
3. Соблюдение правил техники безопасности, санитарное состояние рабочего места - 1 балл.
В конце занятия подводятся итоги, которые состоят из оценки выполненных образовательных целей, оценка деятельности студентов, результатов и выдачи домашнего задания.
Задание на дом
Сделать выводы по всем опытам.
Оформить работу.
Ответить на вопросы.
Вопросы для внеаудиторной самостоятельной работы
Почему древесина гигроскопична?
Какие виды влаги различают в древесине?
На какие классы по влажности делят древесину?
Что такое анизотропность древесины?
Изделия
из отходов древесины, их состав.
Критерии оценки аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы
Аудиторная самостоятельная работа
Общее количество баллов - 3
Подготовка оборудования в соответствии с инструкционной картой - 1 балл
2. Правильность выполнения (измерений, расчетов, заполнения таблиц) – 1 бал.
3. Соблюдение правил техники безопасности, санитарное состояние рабочего места - 1 балл
2. Внеаудиторная самостоятельная работа
Общее количество баллов - 2
1. Правильно ли студент ответил на поставленные вопросы - 1 балл
2. Оформлена ли работа согласно требованиям - 0.5 балла
3. Сделан ли вывод по результатам работы – 0,5 балла
Основная литература
1. Попов Л.Н., Попов Н.Л. «Строительные материалы и изделия»: Учебник – М.; ОАО ЦПП, 2015– 384 с., ил.
2. Барабанщиков Ю.Г. Строительные материалы и изделия: учебник для студ. сред. проф. образования / Ю.Г. Барабанщиков. – М.: Издательский центр «Академия», 2015. – 368 с.
3. Л. Н. Попов, Н. А. Попов «Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»». Учеб. пособие. – М.: ИНФРА - М 2015. – 219 с., - ил («Профессиональное образование»)
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Стереомикроскоп- ЛФК с трансфокатором
Приложение 2
Гигротермометр
1. чувствительный датчик
2. дисплей
3. подсветка
4. показатель влажности
5.максимальный и минимальный результаты
6. кнопка включения
7.относительный и абсолютный параметр
8.заморозка результата
Приложение 3
Прибор для определения влажности строительных материалов
ВИМС - 3
ВИМС-3 измеритель влажности материалов предназначен для измерения влажности песка, бетона, кирпича, древесины, золы, пемзы.
Состав прибора
1. Блок электронный
2. Датчик объемно-планарный
3.Контрольный образец влажности
Приложение 4
