Объект наблюдения — материал и его свойства

Кроме перечисленных объектов наблюдения, в методических пособиях чаще всего описывают тематику наблюдений, направ­ленных на осознание физических и механических свойств исполь­зуемых материалов, поскольку от их учета больше всего зависит качество будущего изделия.

Этот объект включается в процесс наблюдения постоянно. Если материал для изделия не использовался ранее на уроках (бар­хатная бумага, копировальная бумага, калька, синтепон, жесткий и мягкий пластик, поролон, пенопласт и др,), то в первую очередь предметом наблюдения будут его физические свойства — цвет, фактура поверхности, прозрачность, блеск и т. д. Впоследствии,

постепенно, по мере применения каждого из видов материалов в разных условиях для разных изделий, наблюдения будут касаться механических свойств, которые заметить труднее, поскольку они проявляются именно в технологическом процессе, причем каждый раз по-разному.

В любом случае объем задания на наблюдение должен быть небольшим и предельно конкретным. Наблюдения могут быть «попутными», как будто «врезанными» в этап анализа конструк­ции изделия для предстоящей практической работы, но могут но­сить и обобщающий характер.

Чтобы рассмотреть более подробно методику организации наблюдений за изменением свойств материала в разных вариан­тах, необходимо вначале определить содержание учебной инфор­мации по этому разделу в каждом классе.

Таким образом, может показаться, что на одном и том же уро­ке проводятся целенаправленные наблюдения по всем упомяну­тым выше объектам (изделие, инструмент, операция, материал). Совершенно очевидно, что перегрузка урока разнообразными на­блюдениями по многим объектам приведет к рассеиванию вни­мания, не удастся соединить их результаты с технологическим прогнозом и уж тем более изготовить изделие, поскольку на это просто не останется времени.

На самом деле наиболее эффективные наблюдения проводят­ся за новыми объектами. Например, на уроке впервые использу­ется новый для учащихся инструмент (буравчик) и новая, связан­ная с ним операция сверления отверстий для соединения деталей шпильками. На другом уроке учащиеся впервые знакомятся с но­вой технологией получения твердого ажурного шарика из мягких катушечных ниток. Работу над новым изднлием учащиеся тоже начинают не на каждом уроке-практикуме (она может занимать 2 или 3 урока), поэтому наблюдения с целью разобраться в кон­струкции образца будут проводиться не три раза, а один — на первом уроке, когда образец будет для учащихся новым.

Наибольшее количество наблюдений приходится именно на свойства материалов, поскольку они проявляются каждый раз по-разному в зависимости от используемых технологических опера­ций и в большой степени определяют качество будущего изделия.

Как отличительный признак опыта мы отметили обязатель­ное наличие предположения, которое должно быть подтверждено или опровергнуто в материальных действиях.

Цель урока-опыта для ребенка — участие в необычной рабо­те, в «открытии» новой информации самостоятельно, в экспери­менте. Учитель уточняет цель, видя в уроке-опыте возможность приобщения ребенка ко всем этапам исследовательской деятель­ности: от осознания проблемы до формулирования выводов.

Почему же тогда при совершенно очевидной необходимости такой работы опыты практически не встречаются в школьной практике? А если и встречаются, то это единичные случаи, ко­торые выглядят не иначе как игра, хотя и очень интересная и по­лезная?

Это происходит оттого, что фоном им почти повсеместно слу­жит репродуктивная деятельность на всех уроках-практикумах. И организация опыта представляется чем-то невозможно трудным, тем более что всю учебную информацию можно ребенку просто рассказать в готовом виде.

Но вот если учитель работает иначе, стараясь на каждом уро­ке ничего не объяснять до тех пор, пока дети не попробуют хотя бы извлечь информацию из учебника и осознать ее, то опыт пре­вращается в серьезную исследовательскую деятельность даже на крошечном и как будто бы простейшем учебном материале.

Следует ли это понимать так, что уроков-опытов должно быть много, или на каждом уроке-практикуме должен быть «кусочек» опыта?

Конечно, нет. На каждом уроке технологии обязательно долж­ны быть хотя бы фрагментарные наблюдения. Они готовят базу для опыта, который каждый раз вытекает из технологической проблемы, требующей решения. Если ребенок осознает это, то у него появляется потребность что-то проверить (да не может быть! А как это, а почему?). Такая ситуация формирует привычку к ис­следовательскому поведению.

Чтобы не утомить ребенка напряженной исследовательской деятельностью, привить вкус к ней, надо применять разные виды опыта: от мини-опыта, занимающего очень мало времени, к де­монстрационному или фронтальному уроку-опыту. Количество, ритмичность и содержание таких опытов зависит, как и содер­жание наблюдений, от тематического планирования занятий, от того, какие материалы будут применяться или уже применяются в работе, поскольку в опытах исследуются именно свойства ма­териалов.

Если рассматривать последовательно этапы урока-опыта, то в первую очередь мы выделим короткую и эмоциональную вступи­тельную беседу, в ходе которой учитель организует обсуждение темы. В результате обсуждения должна быть понята проблема (откуда появилась тема, зачем нужно что-то проверять) и сформу­лировано предположение (гипотеза): «Что будет, если...».

План практических действий (ход будущего эксперимента) озвучивает учитель, делая акцент на необходимом эксперимен­тальном оборудовании и предмете исследования (что надо заме­тить). В результате учащиеся должны четко представлять каждый шаг работы, его значение.

Следующий этап — оснащение рабочего места для экс­перимента и подконтрольное проведение практических дей­ствий по плану. От продуманности, полноты и тщательности подготовки экспериментального оборудования в очень большой степени зависит успех всего урока. Подконтрольное пошаговое проведение эксперимента обеспечит полное овладение информа­цией, полученной в его ходе.

Последний этап — обсуждение результатов эксперимента с целью установления причинно-следственных связей и формули­рования технологического прогноза — также проводится в фор­ме эвристической беседы. На этом этапе учителю придется при­влечь все свои артистические способности, чтобы максимально активизировать мышление возбужденных необычной работой де­тей. Прекрасные результаты при этом дает прием, когда учитель и ученики меняются ролями: «Ребята, что-то я не понимаю, кто может объяснить, это как? А это почему?». Закончиться этот этан должен выводами, которые учитель только отредактирует.

Завершив содержательную часть урока-опыта, учащиеся убе­ рут рабочие места и обсудят задание на дом. Примеры домаш­него задания мы рассмотрим ниже.

Прежде чем перейти к рассмотрению планов урока по от­дельным темам, рассмотрим возможные «нештатные» ситуации, которые могут испортить результат интересной и важной работы (о некоторых из них уже было сказано выше).

Поскольку в уроке-опыте преобладает интеллектуальная дея­тельность, которая не может держаться на командах и объяснени­ях учителя, она должна проходить стремительно, эмоционально. А практические действия должны быть неторопливыми, четкими и успешными. Поэтому, чтобы удалить длинноты в обсуждении, досадные «хозяйственные мелочи», уточнить все формулировки, учителю необходимо накануне самому провести опыт, даже если кажется, что все и так понятно. Этим он смоделирует будущие практические действия учащихся и свои собственные, заранее определит, на что именно нужно обратить внимание.

Например: если проводится демонстрационный опыт с увлажнением образца, и учителю придется окунать в воду лист бумаги формата А4, не смяв его, сразу станет очевидно, что вода должна быть налита в плоскую, довольно глубокую прямоуголь­ную небьющуюся посуду, а не в тарелку. То есть надо позаботиться о пластиковой емкости (по типу фотокюветы), которая пригодится в начальной школе неоднократно для разных целей. Затем мокрый лист должен быть высушен в расправленном состоянии, значит, его придется где-то подвешивать, и с него обязательно будет капать. Выход из этой ситуации предельно прост: подготовим тонкий шпа­гат нужной длины с петлями на концах, чтобы иметь возможность натянуть его в оконном проеме, надев петли на ручки соседних оконных рам. «Фотокювета» для стекающих капель будет стоять на подоконнике, не мешая учителю на его рабочем месте.

Особое значение имеет подготовка образцов для фронталь­ного эксперимента. Если каждому учащемуся, например, нужно зафиксировать изменение внешнего вида бумаги при сминании, недостаточно осмотреть мятый (экспериментальный) прямоу­гольник и «вспомнить», каким он был красивым раньше. Чтобы изменение было зафиксировано объективно, одинаковые образцы должны быть парными. Каждый экспериментальный образец из своей пары «работает» (его мнут, окунают в воду, растягивают, разрывают и т. д.), а сравнивают его затем с нетронутым, точно таким же по размеру и качеству — контрольным.

Тщательность подготовки материальной базы обеспечивает не только достоверность результатов даже в крошечных исследо­ваниях, но главное — личное участие в натурном эксперименте. Ни в коем случае не может иметь места ситуация, при которой инструмент (лупа) один на двоих, и дети должны пользоваться им поочередно. Это превращает опыт в игру, потому что разбивает целостность восприятия и еле-еле намечающиеся в наблюдениях и ускользающие обоснования выводов.

Особое внимание к порядку во время урока-опыта рассматри­вается не как воспитательная, дисциплинарная мера, а как отли­чительная черта человека-исследователя, уважающего свой труд, такой необычный и важный. Именно поэтому урок-опыт структу­рируется так четко.

- 2МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ НАБЛЮДЕНИЙ И ОПЫТОВ НА УРОКАХ ТЕХНОЛОГИИ стр11

- 2.1. Свойства материалов

- Как уже было сказано выше, наибольшее количество опытов и наблюдений приходится на свойства материалов. Они исполь­зуются на уроках технологии в качестве сырья для изготовления изделий. Материалы делятся на натуральные, искусственные и синтетические. Любая программа включает определенный круг технико-технологических сведений по материаловедению. К ним относится название каждого материала, основные этапы его про­изводства, разновидности, область применения и свойства.

- Наиболее важной частью всей этой информации является из­учение свойств каждого материала, поскольку от учета их особен­ностей зависит успешность применения той или иной технологии и, в конечном итоге, качество получившегося изделия.

- Любое свойство определяется как постоянный признак, каче­ство, характерная особенность материала. Его можно наблюдать визуально, оно может проявляться в процессе манипуляций с ма­териалом, его можно даже измерить инструментально. На быто­вом уровне названия свойств часто заменяются качественными особенностями материалов, иллюстрирующими уровень измене­ния свойства (больше - меньше, лучше - хуже).

- К физическим свойствам относятся постоянные признаки ма­териала, которые ученик может определить с помощью органов чувств: взглянув на материал, проведя по нему рукой. Так мож­но определить, например, цвет, форму., размер, блеск, прозрач­ность, фактуру поверхности образца.

- Физические свойства при работе легко заметить, они являют­ся первым ориентиром при выборе материала для изделия.

- Сравним названия и суть физических свойств используемых в школе материалов с «именами» их качественных особенностей.

Цвет — свойство тел вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом и интен­сивностью отражаемого или испускаемого ими видимого излу­чения.

В школьной практике, характеризуя любой материал, из ко­торого сделано изделие, ученик в первую очередь назовет каче­ственные особенности этого свойства. Материал бесцветный (калька), неокрашенный (писчая бумага), цветной, пестрый, красный, синий и т. д. (аппликационная бумага).

Физические свойства форма и размер неотделимы от понятия «деталь», которую сделали из этого материала.

Геометрические формы и величина линейных размеров в каж­дом случае индивидуальны. Конечно, качественная особенность формы куска бумаги или лоскутка ткани для работы определяется как материал листовой, у которого толщина несопоставима с дли­ной и шириной, настолько она мала по отношению к ним. А вот качественные особенности размера звучат как «толстый - тон­кий», «длинный — короткий», «узкий — широкий». Причем тонкий и узкий в речи детей часто выступают как синонимичные понятия. Мы можем услышать: «От листа бумаги отрежем для стебелька тоненькую полосочку» (хотя толщина листа — величина постоян­ная, и отрезать «тоненькую» полоску от него не удастся).

Обсуждая проблему выбора материала для изделия, одновре­менно рассматривают такие физические свойства, как фактура поверхности и блеск.

Высокая степень гладкости и специальное покрытие поверх­ности дает возможность материалу отражать свет, блестеть. Эти свойства тоже могут быть определены на глаз. Учащиеся назо­вут в этом случае основные качественные особенности: гладкий, тисненый, шероховатый, блестящий, матовый. Поверхность на­ждачной бумаги, которая, строго говоря, является абразивным ин­струментом, дети определяют как «колючая, как напильник».

Прозрачность материала определяется отношением потока излучения, прошедшего в среде без изменения направления его распространения.

Чем сильнее материал поглощает излучение, тем меньше его прозрачность. В школе качественная особенность этого свойства определяется как «прозрачный-непрозрачный». Уровень прозрач­ности может быть определен на глаз при сравнении нескольких видов одного и того же материала. Например, при необходимости снять копию с картинки (разметка на просвет) наложим сверху на нее кальку. На кальке ребенок увидит все детали картинки и сможет обвести их по контурам. Если же в школе есть свето­копировальное приспособление (коробка с лампочкой внутри и стеклянной крышкой), то даже у непрозрачных на первый взгляд материалов можно определить уровень их светопроницаемости. Для этого на стеклянную крышку кладут картинку, и накрывают ее сверху аппликационной бумагой. Через аппликационную бума- iy картинка не видна только до тех пор, пока не будет включена лампа. Укладывая последовательно поверх картинки разные виды бумаги одинаковой толщины, мы придем к выводу, что свет не пропускает только специальная черная бумага, используемая для хранения фотоматериалов.

Другая группа свойств материалов — механические. Они определяются в технике как совокупность показателей, характери­зующих сопротивление материала воздействиям на него нагрузки, его способность деформироваться при этом, а также особенности его поведения при разрушении. Механические свойства определя­ют качество и надежность в эксплуатации готовых изделий.

Круг механических свойств материалов, которые необходимо учитывать при изготовлении изделий на уроках технологии в на­чальных классах, невелик. Это такие свойства, как прочность, плотность, жесткость, твердость, прозрачность, эластичность, упругость, пластичность, гигроскопичность, масса.

Почти всё 3tii названия детям знакомы, нЬ Содержание каждо­го понятия представляется недостаточно четко. В первую очередь, это прочность и плотность. Два этих свойства часто путают не только потому, что они звучат похоже, но и потому, что прочность в определенной степени зависит от плотности материала.

Свойство прочность присуще всем материалам. Оно означает способность материала противостоять нагрузкам, не разрушаясь. В технике рассматривается техническая и конструкционная проч­ность. У одного и того же материала конструкционная прочность, в отличие от технической, меньше. На уроках это проявляется, на­пример, при использовании достаточно прочного материала (кар­тон, аппликационная бумага), который будет в готовом изделии иметь надрезы (рицовка на месте складывания картонной облож­ки, многочисленные прорези на ажурных подвесках) или много­кратные перегибы (складки на гофрах). В речи детей это свойство выступает как качественная особенность: прочный — непрочный.

Характеризуя различные материалы по плотности, кото­рая определяется как отношение массы вещества к единице его объема, мы услышим разные варианты качественных особенно­стей: плотный, рыхлый, пористый (в дырочках), гранулирован­ный. Сравним, например, плотную писчую и рыхлую туалетную бумагу; пористый поролон и гранулированный пенопласт. Парал­лельно заметим связь плотности и веса в каждом материале. Чем выше плотность, тем тяжелее материал (при сравнении одинако­вого объема).

Свойства твердость и жесткость тоже тесно связаны по их проявлениям при использовании материала. И твердость, и жест­кость определяются как способность тела сопротивляться дефор­мированию.

Твердость — сопротивление материала вдавливанию или царапанию. В технике твердость материала определяется по раз­мерам оставшегося на поверхности отпечатка при вдавливании стального шарика или алмазной пирамидки. В минералогии чаще пользуются методом царапания. В бытовой речи мы услышим на­звания качественных особенностей: твердый - мягкий.

Жесткие материалы сопротивляются деформации при растя­гивании. Самый яркий пример низкой жесткости — резина, у нее жесткость очень мала. Жесткость разных сортов бумаги и ткани разная. Одни могут растягиваться очень мало, другие — больше.

Определяя это свойство у какого-либо материала, дети поль­зуются названиями качественных особенностей — жесткий, гибкий. Качественная особенность «хрупкий» (как свойство не определяется) означает, что при высокой жесткости материал обнаруживает полную неспособность сопротивляться деформирова­нию без разрушения. Например, пенопласт — жесткий и хрупкий материал, потому что при попытке согнуть его он сломается.

Группа механических свойств (эластичность, пластичность и упругость) тоже характеризуют способность материалов к из­менению их размеров и формы (частичному восстановлению или сохранению). Рассмотрим особенности проявления каждого из названных свойств.

Свойство эластичность означает способность материала испытывать значительные упругие обратимые деформации без разрушения при сравнительно небольшой действующей силе. Например, резина (у которой жесткость крайне мала) не только легко растянется, но так же легко вернется практически в преж­нее состояние при снятии усилия. Поэтому качественная особен­ность так и называется — материал легко растягивается. Это свойство чаще всего встречается у специальной эластичной тесь­мы, которую дети называют «резинка».

Очень схожим с предыдущим по звучанию словом называет­ся еще одно свойство — пластичность. Так называют свойство материалов (твердых тел) сохранять часть деформации после прекращения механических нагрузок, которые вызвали эту де­формацию. Чтобы легче усвоить смысл нового понятия, говорят, что пластичность — это способность материала «запоминать» новую форму. На использовании пластичности основаны такие операции, как тиснение, изгибание, скручивание и растягивание бумаги, сгибание и скручивание проволоки, сминание пластили­на. Качественная особенность так и звучит —материал легко запоминает новую форму. В качестве примера дети всегда при­водят пластилин.

Упругость — свойство, противоположное пластичности. Оно обозначает способность тел восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил (поролон при сжатии, бумага при сгибании, частично резина при растяжении). Качественные особенности материала при этом — упругий, легко сжимается, потом восстанавливается.

Чтобы легко запомнить суть этого свойства, пользуются сло­варным примером: если на упругую щечку ребенка нажать паль­цем, будет ямочка; но как только палец уберем, щечка опять ста­нет выпуклой и румяной.

Большое значение в технологическом процессе при соедине­нии деталей клеем имеет гигроскопичность — свойство матери­ала поглощать влагу за счет образования химических соединений с водой. Сам термин в начальных классах не употребляется. Дети называют качественную особенность «набирает в себя воду, при этом разбухаете. Материалы, не имеющие этого свойства (пласт­массы), склеить водяным клеем очень трудно. Поэтому мы можем говорить о влагонепроницаемости этого материала.

Любой материал характеризуется также его массой, которая осознается первоклассниками через качественную особенность {легкий — тяжелый). Ее учет бывает важен при соединении в кон­струкции изделия деталей из разных материалов. Например, пла­нируя на уроке коллективно изготовить для украшения класса на­стольную клумбу качающихся на пружинках цветов, мы выберем для венчиков поролон, а не бумагу. Толщина у поролона больше, чем у бумаги, но масса при такой же площади заготовки меньше, чем у многослойного венчика из бумаги. Поэтому большие и очень нарядные поролоновые цветы легко раскачиваются на пружинках.

- 2.2. Наблюдения в первом классе

- Поскольку опыты и наблюдения с первоклассниками плани­ровать и проводить гораздо труднее, чем во всех остальных клас­сах, разделим всю информацию на два параграфа: отдельно рас­смотрим особенности проведения занятий с целенаправленными наблюдениями и отдельно — с проведением уроков-опытов.

- Список очередности объектов исследования приведем здесь же.

- Наблюдения: исследование физических свойств гофрокарто­на, эластичной и тканой тесьмы, цветного макулатурного картона (фрагментарно на нескольких уроках).

- Наблюдения: сходство и различие свойств цветного макула­турного и гофрированного картона. Общие — происхождение, твердость, прочность и жесткость. Различные — плотность, тол­щина, отделка поверхности.

- Наблюдения: сходство и различие эластичной тесьмы (ре­зинка) и тканой. Общие — происхождение, прочность. Различ­ные — цвет, эластичность.

- Опыт: бумага — материал волокнистый.

- Наблюдения: обобщающее наблюдение по теме (начинаем составлять коллекцию «Бумажкино царство»).

- Опыт' свойства и качественные особенности поролона

- Опыт: ткань — материал волокнистый

- Опыт: влияние сминания и увлажнения на бумагу и ткань

- Опыт: профиль материала и жесткость конструкции

- Наблюдения: виды бумаги. Пластичность проволоки и гоф­рированной бумаги.

- Обобщающие наблюдения за год: бумага и ткань — волок­нистые материалы, общие и различные свойства у бумажных и текстильных материалов.

- Рассмотрим Пример «попутного» наблюдения на уроке в пер­вом классе в самом начале обучения.

Традиционно в первой четверти дети работают с природными материалами, поскольку именно в это время можно пополнить за­пасы свежими шишками, желудями, каштанами, разнообразными семенами. На экскурсии дети собирают опавшие листья и высу­шивают их, чтобы впоследствии сделать красивые аппликации. Папочку для сушки листьев первоклассники должны «сделать» сами еще до экскурсии. Вся работа по ее изготовлению будет за­ключаться в связывании через готовые отверстия двух готовых прямоугольников из гофрированного картона и наклеивании на переднюю обложку самоклеющейся картинки. При сборке ис­пользуется два вида тесьмы разных цветов — эластичная «резин­ка» для соединения картонок по корешку и тканая тесьма для за­вязывания наполненной папки.