Ознакомление со свойствами обрабатываемых материалов

На занятиях в мастерских учащиеся обрабатывают металлические и древесные материалы. Знакомя учащихся с материалами и их свойствами, необходимо, прежде всего, показать их место и применение в различных отраслях народного хозяйства.

Точно так же следует раскрыть экономическое значение древесины как строительного материала, материала для изготовления мебели и других предметов быта.

Знакомя учащихся со свойствами (прежде всего механическими) материалов, учитель подчеркивает, что они имеют решающее значение при выборе заготовки в зависимости от назначения обрабатываемой детали. Так, если для изготовления слесарных инструментов используется углеродистая инструментальная сталь, характеризующаяся высокой твердостью, то, например, для заклёпок нужна мягкая сталь, которая содержит малый процент углерода. Если для колодки рубанка берут древесину твердых пород, то укладочные ящики изготовляют из древесины мягких пород, например сосны. Когда учащиеся усвоят свойства основных конструкционных материалов, их привлекают к самостоятельному выбору заготовки в соответствии с техническими требованиями к изделию.

    Изучение древесины связывается с изучением металла и наоборот. Учитель начинает с напоминания недостатков, характерных для древесины как строительного материала. Так, детали из древесины не выдерживают повышенных температур, они разрушаются насекомыми и др. Таких недостатков не имеют детали, изготовленные из металлов. Свойства металлов будут раскрываться перед учениками и далее на протяжении уроков технического труда в 7–9 классах, при этом учащиеся познакомятся, в частности, с различными профилями, сортаментами и марками стали.

Очень часто учащиеся называют в качестве примеров изделий, которые не боятся влаги, ложки, вилки и другие предметы, изготовленные из алюминиевых сплавов и специальных сталей. Учитель объясняет, что такие металлы в народном хозяйстве применяются довольно широко и что они весьма разнообразны.

Обобщая материал, рассмотренный с учащимися, учитель подчеркивает, что до сих пор речь шла о чёрных листовых металлах. Эти металлы характеризуются различными свойствами и вместе с тем имеют много общего. Имеются и другие металлы – цветные. Каждый из них обладаёт специфическими свойствами, однако их объединяет и много общего. Учитель сравнивает некоторые свойства цветных и чёрных металлов.

Обычно учащиеся всю группу чёрных металлов называют неправильно железом. Поэтому важно добиться усвоения понятий «сталь» и «чугун». Сложность формирования этих понятий состоит в том, что учащиеся не изучали химии; между тем сталь и чугун как машиностроительные материалы различаются именно по химическому составу. Чтобы учащимся это было понятно, следует опираться на знания об углероде, которые они получили на уроках природоведения. Нужно рассказать, что углерод может находить и в твердом состоянии и входить в состав металлов (привести некоторые примеры); сталями и чугунами называются материалы, которые состоят в основном из железа и углерода. В стали углерода меньше, а в чугуне больше 2,14%. От процентного содержания углерода зависит твердость металла. Чем больше углерода (но до определенного предела), тем металл тверже.

Придерживаясь такой схемы ознакомления учащихся с материалами, следует дать им на доступном для понимания уровне некоторое представление о том, как выплавляют сталь и чугун. Процесс выплавки металлов следует пояснить, не касаясь химических основ процесса. Объяснение можно вести примерно так: «На Земле нет чистого железа, оно встречается только в соединениях с другими цементами. Такие соединения железа с другими элементами и породой называются рудами. Руду добывают и после соответствующей подготовки засыпают в специальную печь, которая называется домной. В домне руда плавится. Расплавленное железо соединяется с углеродом и опускается на дно печи. Расплавленный сплав металла с углеродом разливают через специальное отверстие в формы, где он охлаждаётся и затвердевает. Так получают чугун.

Характеризуя основные свойства стали и чугуна (твердость, пластичность, упругость и др.), не следует забывать, что учащиеся знакомы с понятиями «упругость» и «пластичность»; объясняя новый материал, нужно использовать эти знания. Нужно сравнивать сталь и чугун с другими известными учащимся материалами. Тогда учащиеся поймут, почему данные металлы широко применяются в народном хозяйстве и в каких именно областях.

Знакомя учащихся с основными сортами и марками сталей, следует показывать зависимость свойств стали от процентного содержания углерода. Если раньше учащимся только говорили о том, что углерод придаёт металлу твердость и хрупкость, то теперь учитель демонстрирует это на конкретных примерах. Для этого необходимы образцы обычной и высокоуглеродистой стали. Ударяя по этим образцам молотком, учащийся убеждаётся, что при одинаковой силе удара на обычной стали вмятины будут больше, так как она мягче.

Затем учитель рассказывает, что, кроме углерода, в состав стали входит ещё ряд элементов. Сославшись на то, что учащиеся будут изучать эти элементы более глубоко в курсе химии, он рассказывает, как изменяют они свойства стали. Учащихся знакомят в общих чертах с жаростойкими, инструментальными и некоторыми другими марками сталей. Учитель рассказывает об условных обозначениях различных марок сталей. Конечно, познакомить со всеми марками сталей невозможно, да в этом и нет необходимости. Однако с точки зрения задач политехнического образования следует объяснить общие правила, которых придерживаются при обозначении марок, и показать, как по справочнику можно узнать о химическом составе какой-либо марки стали.

Ознакомление с устройством инструментов и приспособлений

На занятиях в мастерских учащиеся изучают устройство и правила применения в работе режущего, измерительного инструментов и приспособлений. Необходимые знания и умения накапливаются у учащихся при изучении конкретных инструментов, но необходимо стремиться к тому, чтобы со временем эти знания и умения стали обобщенными и использовались для формирования таких важных для современного производства качеств личности работающих, как творческое отношение к труду, умение критически анализировать существующие условия труда и т. д.

Политехнический принцип требует, чтобы учащиеся каждый инструмент, приспособление изучали в сравнении с другими инструментами и приспособлениями. Сопоставление конструкций инструментов содействует развитию технического мышления учащихся, показывает им, что, изменяя конструкцию инструментов, можно лучше и быстрее выполнить работу.

Если такое сопоставление проводить на протяжении всего времени обучения в мастерских, то у учащихся воспитывается творческий подход к конструкции существующего режущего инструмента и рождаётся стремление усовершенствовать его

Чрезвычайно большое значение для выполнения задач политехнического образования имеет ознакомление учащихся с приспособлениями для обработки древесины и металлов.

На занятиях в мастерских учащиеся встречаются с различными приспособлениями: шаблонами для разметки, оправками для изготовления пружин из проволоки, стуслом, рамками для опиливания пакетов листовой стали, струбцинами и т. д. Следует обобщать опыт учащихся, обновляя в их памяти преимущества использования того или иного приспособления.

Для создания у учащихся политехнического представления о приспособлениях большое значение имеет изучение сверлильных кондукторов – приспособлений для металлорежущих и деревообрабатывающих станков, т. е. того оборудования, которое учащиеся изучают в мастерских.

Формирование умений и навыков по ручной обработке материалов

Каждая трудовая операция имеет свои особенности. Поэтому есть отличия и в методике обучения выполнению опиливания, рубки, долбления и других трудовых операций. Вместе с тем, обучая любой трудовой операции, учитель исходит из единых требований и руководствуется рядом общих дидактических положений.

Так при подготовке к урокам, связанным с формированием умений и навыков по выполнению какой-либо операции обработки материалов, учитель, как отмечалось ранее, решает следующие общие вопросы:

4) подбирает объекты работы, посильные для учащихся;

5) определяет методику изложения нового материала;

6) организует самостоятельную работу учащихся.

Решать указанные вопросы приходится каждый раз на базе конкретного учебного материала. Охарактеризовать в данном пособии все возможные варианты методики обучения трудовым операциям невозможно. Поэтому рассмотрим лишь отдельные примеры, опираясь на которые, учитель может найти правильный подход к построению урока в каждом конкретном случае.

Подбор работы, посильной для учащихся

Этот вопрос частично уже рассматривался. Объект работы должен, прежде всего, отвечать учебной программе и быть посильным для учащихся с точки зрения их интеллектуальной и физической подготовки. К изделиям школьников необходимо предъявлять определенные технические требования, в частности относительно точности обработки. Если к качеству изделий предъявлять определенные требования, то учащиеся работают внимательнее и достигают лучших результатов. Однако, ставя перед учащимися требования к точности работы, надо помнить, что возможности учащихся ограничиваются их способностью управлять рабочими движениями. Например, исследования операции опиливания металлов показали, что учащимся почти не под силу точное прямолинейное опиливание широких (более 10 мм) плоскостей деталей.

Приведенные примеры, количество которых можно было бы увеличить, свидетельствуют о том, что следует нормировать физическую нагрузку учащихся и что делать это можно различными способами. В частности, необходимо подбирать приёмы работы, наиболее отвечающие возможностям детей, применять приспособ­ления и др. Основная трудность в том, что нет каких-либо нормативов. Поэтому учителям приходится самостоятельно, следя за внешними проявлениями утомления, определять посильность работы для учащихся и соответственно этому применять различные меры, направленные на нормирование физической нагрузки.

Основные вопросы методики обучения операциям столярной

Обработки древесины

Столярная обработка древесины включает в себя следующую группу операций: разметка, пиление, строгание, долбление, сверление, соединение деталей и их отделка. Каждая из указанных операций состоит из ряда приёмов, которые выполняются предназначенными для этого инструментами и, следовательно, требуют специальных умений. В связи с этим операции осваиваются учащимися постепенно, по мере того как они встречаются с различными приёмами в процессе изготовления изделий. Методику обучения ряду операций мы рассмотрели ранее.

Пиление.С операцией пиления учащиеся встречаются на протяжении всего периода обучения в мастерских. В соответствии с программой учащиеся работают лобзиком, лучковой пилой и ножовкой.

Важное место в обучении операции пиления занимает подготовка инструмента к работе. Учащимся показывают приёмы разводки и заточки зубьев. Вначале они получают налаженный инструмент, а затем и сами налаживают его под наблюдением учителя.

Большого внимания со стороны учителя требует обучение правильной рабочей позе при пилении, ибо опыт показывает, что учащиеся довольно часто в процессе работы перемещают вместе с инструментом верхнюю часть тела, так как им кажется, что при этом работать становится легче. Сложно и удерживать лучковую пилу в правильном положении; поэтому рекомендуется начинать с упражнения по обработке движения пилы, полотно которой заменено стальной полосой без зубьев. Однако и такой приём не поможет, если учащиеся работают лучковыми пилами, рассчитанными на взрослых. Для школьных мастерских необходимо иметь пилы, отвечающие физическому развитию детей.

Работа лучковой пилой начинается с запиливания. Чтобы не допустить травмирования учащихся, учитель долженстрого следить за выполнением правил безопасности труда. На первых порах запрещается направлять полотно пилы пальцами. Лучше всего накладывать на заготовку брусок, который служит направителем. Углубив пилу на несколько миллиметров, брусок убирают.

Работая ножовкой и лучковой пилой, учащимся приходится выполнять пиление древесины вдоль и поперек волокон.

При пилении вдоль волокон важно приучить учащихся правильно закреплять заготовку в верстаке (горизонтальное пиление вдоль волокон, вертикальное пиление вдоль волокон перпендикулярно пласти, вертикальное пиление вдоль волокон параллельно пласти).

Задача учителя состоит в том, чтобы предупредить ошибки учащихся, которые приводят к неисправимому браку в работе. Для этого учитель должен хорошо знать причины брака и познакомить с ними учащихся

При овладении операцией пиления древесины опасность травмирования особенно велика, поэтому необходимо требовать от учащихся самого внимательного отношения к таким правилам работы, диктуемым условиями обеспечения безопасности труда, как плавность рабочих движений, равномерность прилагаемых усилий, правильное расположение на рабочем месте и хранение пил.

Долбление.Во многих изделиях, которые должны изготавливать ученики согласно программе, встречаются шиповые соединения, детали, с которых нужно снять фаску, и т. п. Поэтому учащимся приходится неоднократно обрабатывать древесину с помощью долота и стамески, т. е. заниматься долблением.

Перед долблением, как и перед многими другими операциями по обработке древесины, требуется выполнить разметку. Следует отметить, что в данном случае разметка составляет, пожалуй, наиболее сложный этап в работе, от точности выполнения которого зависит точность будущего соединения. Учащиеся это не всегда осознают. Им хочется быстрее приступить к долблению, и для них разметка выступает как бы препятствием на пути к достижению цели. В связи с этим следует показать учащимся как хорошие по качеству изделия, так и изделия, в которых гнезда и шипы выполнены аккуратно, обработанные поверхности чистые, но соединения не получилось, так как детали были неправильно размечены.

Приступая к долблению, учащиеся должны иметь четкое представление о технических требованиях, предъявляемых к качеству их работы. Учитель предупреждает, например, что стороны выдалбливаемого гнезда должны быть ровными и перпендикулярными к поверхности детали.

Далее важно научить учащихся принимать правильную рабочую позу и организовывать рабочее место в зависимости от характера выполняемой работы. Принимая рабочую позу, учащиеся обычно допускают ошибку – сгибают спину; поэтому обучение долблению целесообразно начать с кратковременных упражнений, в процессе которых учитель следит за тем, чтобы учащиеся приняли правильную рабочую стойку. Учащимся приходится обрабатывать детали различной толщины и размеров; для этого они должны овладеть двумя основными позами – стоя и сидя – и усвоить соответственно правила размещения и закрепления заготовок.

Как известно, при одностороннем долблении сквозного отверстия под заготовку подкладывают отрезок доски, чтобы не испортить крышку верстака. Учащиеся, как правило, забывают об этом. Поэтому перед началом работы учителю следует проверить, все ли подготовлено для ее выполнения, и в случае необходимости предложить учащимся устранить ошибки.

Учащихся надо приучить работать в правильной последовательности, а инструмент располагать скосом резца внутрь отверстия. Хорошо, если последовательность выдалбливания гнезда показана на плакате. В таком случае учащиеся могут в любую минуту самостоятельно проверить правильно ли они работают.

Учащиеся должны пользоваться инструментом по назначению. Опыт показывает, что они не всегда считают это для себя обязательным, в частности, берут стамеску, когда нужно применить долото, и наоборот. Чтобы такого не случалось, учитель, объясняя конструкцию режущего инструмента, указывает, что долото рассчитано на снятие толстой стружки и здесь для повышения произво­дительности труда применяется киянка, а стамеской снимают тонкую стружку. Учащимся часто приходится использовать стамеску и для других работ – подчистки шипов, зачистки гнезд, снятия фаски и т. п.

Успехи в выполнении операции долбления древесины зависят от правильного обращения с инструментом. Нужно научиться не только правильно держать инструмент правой и левой рукой, но ирегулировать толщину срезаемой стружки и направление резки. Это зависит от умения поместить режущую кромку не перпендикулярно к волокнам, а под определенным острым углом к ним. Чем меньше этот угол, тем легче и чище резка. Такое умение владеть инструментом приходит не сразу. Поэтому трудовые задания должны начинаться с наиболее простых и постепенно усложняться. Например, сначала можно поручить учащимся подчистить шипы, а затем переходить к работе, требующей более высокой точности.

При работе долотом и стамеской необходимо соблюдать ряд правил по безопасности труда. Учащихся следует строго предупредить, что при хранении инструмента в вертикальном положении его режущая часть должна быть направлена вниз. Когда инструменты лежат на верстаке, их режущая часть должна быть повернута в сторону от учащегося. Долото и стамеска не должны свешиваться с верстака. Особенно осторожным нужно быть при резке древесины стамеской. Запрещается резать в направлении поддерживающей руки, на себя, на весу, с упором детали в грудь, а также, если деталь находится на коленях.

Основные вопросы методики обучения операциям слесарной обработки металла

Рубка, клёпка.Перечисленные операции выполняются с помощью молотка. Поэтому их называют ударными.

Важно установить целесообразную последовательность изучения ударных операций. Так, операция правки требует умения наносить точные удары молотком (обычно локтевые и кистевые), при клёпке требования к точности попадания возрастают ещё больше, так как промахи приводят к порче поверхностей соединяемых деталей, что трудно устранить последующей обработкой. Ряд ударных операций осуществляется рубкой, наиболее сложным видом обработки в группе ударных операций. При рубке необходимо попасть молотком точно в головку зубила, так как промахи приводят к травмам левой руки. Дополнительная сложность в данной работе обусловлена необходимостью изменять после каждого удара положение зубила. Таким образом, рубка требует умелой координации движений правой и левой рук.

Рубка — одна из наиболее сложных слесарных операций. Овладение ею начинается с усвоения рабочей позы. Учащиеся по нескольку раз принимают правильную рабочую позу. Опыт показывает, что сначала они допускают некоторые типичные ошибки: становятся слишком близко или слишком далеко от тисков, принимают неправильную рабочую позу.

Усвоив положение корпуса при рубке, учащиеся переходят к серии кратковременных упражнений по выработке кистевого удара без разжимания и с разжиманием пальцев. Рекомендуется, чтобы удар отрабатывался под команду учителя, так как учащиеся часто убыстряют темп и преждевременно устают. В этот период на зубило надевают предохранительную шайбу из резины, которая прикрывает руку учащегося, и он работает смелее и увереннее.

Учитель требует, чтобы в процессе работы учащиеся смотрели не на ударную часть, а на режущую кромку зубила. Такое требование объясняется тем, что после каждого удара зубило отскакивает и ему необходимо придавать правильное положение.

После кратковременных тренировочных упражнений учащиеся совершенствуют свои умения при обработке изделий.

Практическое ознакомление учащихся с приёмами выполнения локтевого и плечевого ударов также начинается с кратковременных упражнений, которые предшествуют изготовлению изделий, где указанные приёмы будут применяться.

Учащимся приходится выполнять рубку в тисках и на плите. Первый приём является более легким, поэтому начинать следует с него.

При выполнении рубки металлов особенное значение приобретают правила безопасности труда: рабочие места должны иметь заградительные решетки, работать можно только исправным инструментом, последние удары наносятся слегка, чтобы левая рука не сорвалась после скалывания стружки и не ударилась о заготовку. Все это учитель подробно рассказывает учащимся до начала работы.

Операция клёпки в условиях современного промышленного производства применяется редко. Она вытеснена более производительными способами соединения деталей, прежде всего сваркой. Несмотря на это, отказываться от клепки на уроках технического труда в 7–9 классах не следует, так как в условиях школьных мастерских она оказывается в ряде случаев наиболее доступной и приемлемой с точки зрения требований эстетики, предъявляемых к изделиям.

Учащихся следует познакомить с видами заклёпочных соединений и возможными вариантами расположения заклёпок. Что же касается содержания практических работ, то они будут определяться характером изделий, запланированных в качестве объектов работы учащихся.

Резка металлов. Резка ножовкой – это нажимная операция.

При резке металла ножовкой материал сначала зажимают в тисках, затем руками удерживают инструмент и сообщают ему правильное положение в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Выполнить эту операцию сложнее, чем резка ножницами. Поэтому наблюдаётся так много случаев поломки учащимися ножовочного полотна, особенно в начальном периоде обучения.

    Изучая приёмы резки металлов ножовкой, учащиеся должны овладеть умениями и навыками по сборке и разборке слесарной ножовки, хватке инструмента и выполнению им рабочих движений, резке в тисках заготовок различного профиля, отрезке заготовки с повернутым ножовочным полотном. Учащимся объясняют, что резка начинают с заднего ребра заготовки, а затем ножовку постепенно переводят в горизонтальное положение.

Учитель обращает внимание учащихся на то, что, работая ножовкой, необходимо использовать полотно по всей длине. Тогда оно изнашивается равномерно и служит дольше.

Сначала учащиеся режут прутковый материал, который легче обрабатывается, лишь после этого переходят к резке полосового металла. При этом учитель обращает внимание учащихся на то, что в работе должно находиться одновременно не менее 2—3 зубьев, так как иначе они будут выкрашиваться.

Успешность выполнения трудовых приёмов в значительной мере зависит от того, насколько правильно учащийся держит ножовку. Поэтому, показав учащимся, как накладывать левую и правую руки на инструмент, целесообразно предложить им сделать это самостоятельно несколько раз. Необходимы кратковременные упражнения и в овладении рабочей позой.

В процессе резки ножовка все время как бы стремится отклониться от правильного положения. Это относится как к полотну, так и к станку. Отклонения полотна от заданного направления приводят к тому, что прорезь и линия разметки не совпадают, а само полотно может сломаться. Для более успешного и быстрого овладения навыком перемещения инструмента можно применять тренажёр, позволяющий осуществлять самоконтроль.

Опиливание. Операция опиливания включает в себя приёмы обработки плоских, криволинейных поверхностей, распиливания, припасовки и измерения обрабатываемых поверхностей.

На уроках технического труда в 7–9 классах, чаще всего ограничиваются обработкой плоских и криволинейных поверхностей.

Обучение операции опиливания начинается с кратковременных упражнений по выработке правильной стойки и хватки инструмента. Приступая к опиливанию, учащиеся часто допускают типичные ошибки: во время работы поднимают либо опускают локоть левой руки, что мешает балансированию напильника; слишком разворачивают корпус вправо, покачивают корпусом и др. Поэтому учитель должен внимательно наблюдать за работой учащихся и, если одна и та же ошибка повторяется у многих из них, проводить фронтальный текущий инструктаж.

По общему признанию, наиболее сложным для овладения является приём балансирования напильника. Это объясняется тем, что учащимся трудно контролировать свои действия во время работы. Стремясь помочь учащимся в овладении этим приёмом, методисты и учителя разработали ряд тренажеров, которые применяются учащимися для периодического самоконтроля.

Один из таких тренажеров (координатор движений) показан на рисунке. Координатор движения состоит из кронштейна 5, прикрепленного к слесарным тискам, и пары роликов 2, установленных в кронштейне. Ролики можно перемещать вверх или вниз с помощью гайки 3 и фиксировать в нужном положении винтом 4.

Рис. Координатор движений при опиливании:

1 — заготовка, 2 — пара роликов, 3— гайка, 4 — винт, 5 — кронштейн

 

Когда заготовка закреплена в тисках, ролики устанавливают по высоте так, чтобы напильник во время работы не мог наклоняться больше, чем на заданный угол (обычно на 3°), так как, начиная работать, учащиеся обычно наклоняют напильник именно на этот угол. Постепенно, по мере усвоения учащимися приёмов работы ролики поднимают выше.

Ощущая, что напильник касается роликов координатора, учащийся вынужден выравнивать его положение в горизонтальной плоскости, что содействует формированию правильных навыков. Ролики можно включать в электрическую цепь (низкого напряжения) так, чтобы касание напильника с ними приводило к замыканию цепи и вызывало звуковые либо световые сигналы.

Большое значение при обучении опиливанию имеет самоконтроль учащихся за качеством работы. Поэтому необходимо обучить их приёмам проверки ровности поверхности на просвет, взаимной параллельности и перпендикулярности прямолинейных поверхностей.

Соединение деталей. Согласно программе учащиеся должны научиться соединять детали из листового материала заклёпками.

О клёпке как ударной операции уже говорилось выше; рассматривая её как один из способов соединения деталей, учащихся необходимо ознакомить с различными трудовыми приёмами, обеспечивающими совпадение отверстий в соединяемых деталях, и объяснить, что несовпадение отверстий приводит к браку в работе.

Нарезание резьбы. Известно много способов нарезания резьбы, среди которых наименее эффективными являются способы выполнения этой работы с помощью метчиков и плашек. Однако именно эти способы изучают в условиях школьных мастерских, потому что они сравнительно просты и не требуют дополнительного оборудования.

При обучении операции нарезания резьбы нецелесообразно применять фронтальную форму организации работы учащихся. Лучше, если каждый учащийся нарезает резьбу тогда, когда в этом возникает практическая необходимость.

Работая метчиками и плашками, учащиеся должны помнить, что указанные инструменты весьма хрупки. Поэтому, начиная работу, следует быть осторожным, стремиться установить инструмент вертикально по оси отверстия и не перекашивать его в процессе работы. Для этого же, а также для того, чтобы не портилась обра­ботанная поверхность, необходимо периодически поворачивать метчик и плашку в обратном по отношению к рабочему движению направлении. При обучении нарезании наружной резьбы необходимо проверить, подготовили ли учащиеся торец детали, т. е. сняли ли фаску.

Чтобы помочь учащимся усвоить приёмы нарезания резьбы метчиками и плашками и при этом не допустить поломки инструментов, рекомендуется начинать с нарезания резьбы с крупным шагом и лишь после этого с мелким.