Новикова Татьяна Николаевна
Преподаватель
Тюменский техникум индустрии питания, коммерции и сервиса
Свидетельство о публикации в электронном СМИ: СВ №229061
Наименование конкурса: Всероссийский конкурс педагогического мастерства «Технологическая карта как инструмент качества современного урока по ФГОС»
Наименование конкурсной работы: Технологическая карта урока «Материалы на основе полимеров»
Итоговая оценка: 1 место,  85 баллов(-а)
Диплом Всероссийского конкурса, бланк: ЕА №229061


День учителя

Технологическая карта учебного занятия

Дисциплина/ Междисциплинарный курс ОП.01 Материаловедение
Специальность/ профессия 54.02.01 Дизайн (по отраслям)
Тема учебного занятия Материалы на основе полимеров
Продолжительность учебного занятия 1 час 30 мин.
Преподаватель Новикова Татьяна Николаевна
Цель учебного занятия Формирование у студентов представлений о полимерных материалах, их классификации, свойствах, составе и областях применения в дизайне
Задачи
Образовательная Обеспечить формирование знаний о сырье для получения пластмасс и составе полимерных материалов;о существующей классификации полимеров;Познакомиться с физико-механическими и эстетическими свойствами пластмасс Рассмотреть применение полимерных материалов в дизайне интерьера и архитектуре
Развивающая Содействовать: развитию когнитивных способностей (внимание, память, мышление, речь), потребностей мотивационной области; анализу, синтезу, классификации, способности наблюдать, выделять существенные признаки объектов, умение выделять цели и способы деятельности, проверять результаты деятельности. Развить навыки работы с различными форматами информацииСформировать умение анализировать свойства материаловРазвить креативное мышление в области применения металлов
Воспитательная Способствовать: формированию нравственных и эстетических представлений, мировоззрению, способностей следовать нормам поведения.Сформировать интерес к материаловедению.Воспитать ответственное отношение к изучению профессиональных дисциплин
Тип учебного занятия Изучение нового учебного материала
Вид занятия Лекция
Методы обучения Словесный, наглядный, практический, проблемный, групповой
Междисциплинарные связи — МДК.01.01 Дизайн-проектирование.- МДК. 02.01 Выполнение художественно- конструкторских проектов в материале- МДК. 02.02 Основы конструкторско-технологического обеспечения дизайна
Результаты обучения на учебном занятии
Формируемые общие и профессиональные компетенции на учебном занятии
ОК 01 Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности, применительно к различным контекстам
ОК 02 Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, необходимой для выполнения задач профессиональной деятельности
ОК 03 Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие
ОК 04 Работать в коллективе и команде, эффективно взаимодействовать с коллегами, руководством, клиентами
ОК 05 Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке с учетом особенностей социального и культурного контекста
ОК 06 Проявлять гражданско-патриотическую позицию, демонстрировать осознанное поведение на основе традиционных общечеловеческих ценностей, применять стандарты антикоррупционного поведения
ОК 07 Содействовать сохранению окружающей среды, ресурсосбережению, эффективно действовать в чрезвычайных ситуациях
ОК 08 Использовать средства физической культуры для сохранения и укрепления здоровья в процессе профессиональной деятельности и поддержания необходимого уровня физической подготовленности
ОК 09 Использовать информационные технологии в профессиональной деятельности
ОК 10 Пользоваться профессиональной документацией на государственном и иностранном языках
ОК 11 Использовать знания по финансовой грамотности, планировать предпринимательскую деятельность в профессиональной сфере
ПК 1.1. Разрабатывать техническое задание согласно требованиям заказчика
ПК 1.2. Проводить предпроектный анализ для разработки дизайн-проектов
ПК 1.3. Осуществлять процесс дизайнерского проектирования с применением специализированных компьютерных программ
ПК 1.4. Производить расчеты технико-экономического обоснования предлагаемого проекта
ПК 2.1. Разрабатывать технологическую карту изготовления изделия
ПК 2.2. Выполнять технические чертежи
ПК 2.3. Выполнять экспериментальные образцы объекта дизайна или его отдельные элементы в макете или материале в соответствии с техническим заданием (описанием)
ПК 2.4. Доводить опытные образцы промышленной продукции до соответствия технической документации
ПК 2.5. Разрабатывать эталон (макет в масштабе) изделия
Учебно-методическое обеспечение учебного занятия Презентационные материалыВидеоролик по теме («Полимеры»)Образцы полимерных материалов (полиэтилен, полипропилен, ПВХ, полистирол, оргстекло, пенопласт, линолеум, ламинат)
Средства обучения Мультимедийный проектор
Используемая литература Логанина В. И., Кислицына С. Н. Архитектурно-дизайнерское материаловедение. — 2-е изд. — М.: Юрайт, 2024. — Тема 8. Полимерные материалы и изделия (8.1–8.4).  Володина Е. Б. Материаловедение: дизайн, архитектура: в 2 т. Том 1. — М.: ИНФРА-М, 2024. — Глава 16. Пластики (16.1. Свойства пластиков; 16.2. Области использования пластмасс; 16.3. Виды пластиков по строению). 

Содержание учебного материала

1. СЫРЬЁ И СОСТАВ ПЛАСТМАСС

1.1. Общая характеристика полимерных материалов

Пластмассы ‒ это материалы, полученные на основе синтетических (полиэтилен, полипропилен…) или природных полимеров (натуральный каучук, сахар, целлюлоза), способные под влиянием нагревания и давления формироваться в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять приданную им форму.

Полимеры ‒ высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся мономерных звеньев.

Сырьём для получения полимеров служат:

  • природный и попутный нефтяной газ (этилен, пропилен);
  • продукты переработки нефти;
  • каменноугольный деготь, получаемый при коксовании угля (содержит фенол и другие компоненты).

1.2. Состав пластмасс

Пластмассы ‒ сложные композиции, состоящие из связующего и различных добавок:

Компонент Назначение Примеры
Связующее (полимер) Определяет основные свойства пластмассы ‒ теплостойкость, прочность, химическую стойкость. Самый дорогой компонент Синтетические смолы, каучуки, производные целлюлозы
Наполнители Удешевляют изделие, повышают теплостойкость, прочность, жёсткость. Действуют подобно арматуре в железобетоне Порошки (мел, графит, кварц), волокна (стекловолокно, асбест), листовые материалы (бумага, ткани, древесный шпон)
Пластификаторы Повышают высокоэластичность, уменьшают хрупкость, снижают вязкость полимера Низкомолекулярные высококипящие жидкости (дибутилфталат и др.)
Отвердители Ускоряют процесс отверждения пластмасс, являются инициаторами реакции полимеризации Амины, перекисные соединения
Стабилизаторы Предотвращают раннее старение пластмасс от солнечного света, кислорода, нагрева Фенолы, амины, сажа (2–3 %)
Красители Придают пластмассам определённую окраску Органические (нигрозин, хризоидин), минеральные пигменты (охра, мумие, сурик, ультрамарин, белила)
Порообразователи (порофоры) Создают пористую структуру в материале ‒ для пенопластов и пористых пластмасс Специальные газообразующие добавки
Антипирены Снижают горючесть пластмасс Специальные добавки

1.3. Классификация полимеров по методу получения

  • Полимеризационные — получают методами полимеризации (соединение молекул мономера в длинные цепи без выделения побочных продуктов): полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиметилметакрилат, поливинилхлорид.
  • Поликонденсационные — получают методами поликонденсации (с выделением побочных продуктов — воды, аммиака и др.): фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные, полиамидные смолы.

По внутреннему строению различают линейные и пространственные (с поперечными связями, сетчатые) полимеры.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЛАСТМАСС

По отношению к нагреванию пластмассы делятся на две основные группы:

Признак Термопласты (термопластичные) Реактопласты (термореактивные)
Структура Линейная или слаборазветвлённая Сетчатая (трёхмерная) после отверждения
Поведение при нагреве Плавятся, при охлаждении затвердевают. Процесс обратим — можно переплавлять многократно При первом нагреве необратимо отверждаются. Повторному плавлению не подлежат
Рабочая температура 60–70 °C (некоторые теплостойкие — 150–200 °C) Более высокие рабочие температуры
Усадка Низкая (1–3 %) Высокая (10–15 %)
Примеры Полиэтилен, полипропилен, ПВХ, полистирол, оргстекло, поликарбонат Фенопласты, эпоксидные смолы, полиэфирные смолы, аминопласты
Переработка Поддаются вторичной переработке Не поддаются переплавке

3. СВОЙСТВА ПЛАСТМАСС

Физико-механические свойства:

  1. Малая плотность — от 0,85 до 1,8 г/см³ (в 4–5 раз легче стали).
  1. Низкая теплопроводность — хорошие теплоизоляторы.
  1. Низкая электропроводность — отличные диэлектрики.
  1. Предел прочности термопластов — 10–100 МПа, модуль упругости — (1,8–3,5) × 10³ МПа.
  1. Высокая химическая стойкость к кислотам, щелочам, агрессивным средам.
  1. Влагостойкость — не гигроскопичны, не подвержены коррозии.
  1. Морозостойкость — некоторые марки до (-70) °C.
  1. Недостатки: невысокая теплостойкость, горючесть, склонность к старению под воздействием УФ-излучения.

Эстетические характеристики:

  1. Широкая цветовая палитра — пластмассы легко окрашиваются в любые цвета.
  1. Разнообразие фактуры — гладкая, матовая, глянцевая, текстурированная (имитация дерева, камня, металла).
  1. Прозрачность — некоторые полимеры (оргстекло, поликарбонат) обладают высокой светопропускающей способностью (до 88–92 %).
  1. Возможность создания сложных форм — литьём, прессованием, экструзией.
  1. Декоративность — глянцевые поверхности, эффект перламутра, металлизированные покрытия.

4. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПОЛИМЕРОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ДИЗАЙНЕ

Полимер Тип Свойства Применение в дизайне и архитектуре
Полиэтилен (ПЭ) Термопласт Эластичный, водонепроницаемый, морозостоек до (-70) °C, химически стоек. Теплостойкость до (+70) °C Гидроизоляционные плёнки, сантехнические изделия, трубы, упаковка
Полипропилен (ПП) Термопласт Прочнее полиэтилена, теплостоек до (+150) °C, устойчив к старению Трубы, плёнки, контейнеры, мебельная фурнитура
Поливинилхлорид (ПВХ) Термопласт Прочный, устойчив к кислотам и щелочам, диэлектрик. Теплостойкость до (+65) °C Линолеум, оконные профили, двери, трубы, искусственная кожа, панели для стен и потолков
Полистирол (ПС) Термопласт Бесцветный, прозрачный, легко окрашивается и формуется. Хрупкий, невысокая теплостойкость Облицовочные плитки, пенопласт (теплоизоляция), декоративные элементы, выставочное оборудование
Полиметилметакрилат (оргстекло, акрил) Термопласт Бесцветная прозрачная стекловидная масса, светопропускание до 92 %. Легко обрабатывается, полируется, формуется Декоративные панели, мебель, торговое оборудование, светильники, перегородки, выставочные конструкции
Поликарбонат Термопласт Высокая прочность, ударостойкость, лёгкость, светопропускание до 88 %. Холодный изгиб возможен Перегородки, защитные экраны, лестничные ограждения, световые потолки, декоративные панели
Фенолоформальдегидные смолы Реактопласт Высокая прочность, теплостойкость Древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты (ДСП, ДВП), слоистые пластики, лаки, клеи
Эпоксидные смолы Реактопласт Высокая адгезия, химическая устойчивость, прочность после отверждения Покрытия полов, герметики, клеи, заливка декоративных элементов (столешницы с эффектом «речной столешницы»)
Полиуретан (ПУ) Термопласт/Реактопласт Эластичный, износостойкий, атмосферостойкий. Может быть жёстким или эластичным Клеи, герметики, монтажная пена, декоративная лепнина, мебельные элементы, напольные покрытия
Мочевиноформальдегидные (аминопласты) Реактопласт Бесцветные, светостойкие Теплоизоляционные материалы, слоистые пластики, клеи, меламиновые покрытия для мебели

5. ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ДИЗАЙНЕ И АРХИТЕКТУРЕ

В интерьерном дизайне:

  1. Напольные покрытия: линолеум (ПВХ), ламинат (меламиновое покрытие), кварцвиниловая плитка.
  1. Отделка стен и потолков: ПВХ-панели, пластиковые экраны, декоративные панели из оргстекла и поликарбоната.
  1. Мебель: пластмассовые стулья, столы (поликарбонат, акрил), корпуса мебели (ДСП с меламиновым покрытием).
  1. Освещение: светильники и люстры с абажурами из оргстекла, акрила, поликарбоната; светодиодные панели с светорассеивающими полимерами.
  1. Декоративная лепнина: карнизы, плинтусы, розетки из полиуретана и дюрополимера.
  1. Сантехника: акриловые ванны, душевые кабины, столешницы из искусственного камня (акрил + минеральный наполнитель).
  1. Фурнитура: ручки, петли, накладки из полипропилена, АБС-пластика.

В архитектуре:

  1. Оконные и дверные профили из ПВХ.
  1. Прозрачные конструкции: навесы, кровля, перегородки из поликарбоната.
  1. Фасадные панели и сэндвич-панели с полимерным покрытием.
  1. Водоотводящие системы (трубы, желоба) из ПВХ и полипропилена.
  1. Террасная доска (ДПК ‒ древесно-полимерный композит).

В декоративно-прикладном искусстве:

  1. Декоративные панно и скульптура малых форм из акрила и эпоксидных смол.
  1. Ювелирные изделия из акрила, эпоксидной смолы с включениями.
  1. Предметы интерьера: вазы, подносы, кашпо из формованных пластмасс.

6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

  1. Большинство термопластов поддаются вторичной переработке (полиэтилен, полипропилен, ПЭТ, полистирол).
  1. Реактопласты не поддаются переплавке ‒ их переработка затруднена.
  1. Пластмассы разлагаются сотни лет, поэтому важна сортировка отходов.
  1. При горении многие полимеры выделяют токсичные вещества.
  1. Современные биоразлагаемые полимеры (PLA, PHA) ‒ альтернатива для снижения экологической нагрузки.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Что такое пластмассы и из каких компонентов они состоят?
  1. Чем различаются термопласты и реактопласты?
  1. Какое сырьё используется для получения полимеров?
  1. Какими физико-механическими и эстетическими свойствами обладают пластмассы?
  1. Какие полимерные материалы применяются в дизайне интерьера и архитектуре?

Описание этапов учебного занятия

№ Структурный этап занятия Время Задачи этапа Содержание этапа Формы контроля Ожидаемый результат(показатели)
1 Организационный момент 4 мин. Создание рабочей и комфортной психологической атмосферы занятия 1. Проверка рабочего места.2. Отметка в журнале отсутствующих.3. Обозначение правил работы на уроке (при необходимости) Посредством наблюденияоценивает готовность группы к уч. деятельности Подготовлены к восприятию учебной деятельности
2 Мотивация и целеполагание учебной деятельности 6 мин. Демонстрация подборки материалов, формулировка темы Преподаватель заранее готовит подборку материалов (образцы полимеров: полиэтилен, ПВХ-панель, оргстекло, пенопласт, линолеум, ламинат). В начале занятия преподаватель демонстрирует образцы и предлагает отгадать — что общего у всех этих образцов (материал) и грамотно сформулировать тему занятия.Полимерные материалы окружают нас повсюду: от упаковки до отделки интерьеров. Они лёгкие, прочные, декоративные и технологичные — что делает их незаменимыми в современном дизайне. Наблюдение.Анализ материалов, обсуждение Создание условий, ситуаций, обеспечивающих готовность быть успешным в учебной деятельности
3 Основная часть 100 мин. Беседа, конспектирование Часть 1 (20 мин): просмотр видео о производстве полимеров.
Часть 2 (20 мин): работа с текстом – конспект. Студенты конспектируют ключевые понятия: связующее, наполнители, пластификаторы, отвердители, стабилизаторы, красители.
Часть 3 (20 мин): работа с таблицей «Виды пластмасс»
Текущий контроль, взаимопроверка Освоение нового материала
4 Рефлексивно-оценочный этап 7 мин. Обсуждение результатов, ответы на вопросы. Предлагается выполнить самоанализ проделанной работы Студенты отвечают на контрольные вопросы, проводят самоанализ проделанной работы, выявляют положительные стороны занятия Групповое обсуждение. Наблюдение Осознание достигнутого и недостигнутого (акцент на конечном результате занятия (степень усвоения))
6 Домашнее задание 3 мин. Записать домашнее задание Подготовить мини-презентацию (5–7 слайдов) на тему «Применение полимерных материалов в современном интерьере» с примерами из реальных дизайн-проектов. Список тем для презентации: 1. Поликарбонат в интерьерных перегородках. 2. Акрил в мебельном дизайне. 3. ПВХ-панели в отделке стен и потолков. 4. Полиуретановая лепнина в классическом интерьере. 5. Эпоксидная смола в декоративных элементах. Наблюдение Обсуждение и осознанное восприятие требований к домашнему заданию


Технологическая карта урока «Материалы на основе полимеров»

Следите за новостями в соцсетях

Вконтакте MAX Телеграм Одноклассники

А также подписывайтесь на канал Научно-образовательный вестник «Pedproject.Moscow» в MAX