СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ_______________________________________________________3

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ____________________________________________5

1. Анализ содержания темы: «Свойства древесины»____________________5

2. Этапы технологии и средства обучения столяров строительных свойствам древесины_______________________________________________________7

3. Блок – конспект темы материаловедения___________________________9

4. Воссоздание хода мыслительной деятельности при выборе древесного материала с учетом его свойств_____________________________________27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ___________________________________________________30

Список использованной литературы________________________________32

ВВЕДЕНИЕ

Трудно назвать какую-нибудь отрасль народного хозяйства, где древесина не использовалась в том ли ином виде, и перечислить разнообразные изделия, в которые древесина входит составной частью. По объему использования и разнообразию применения в народном хозяйстве с древесиной не может сравниться никакой другой материал.

Древесину применяют для изготовления мебели, столярно-строительных изделий. Из неё делают элементы мостов, судов, кузовов, вагонов, тару, шпалы, спортивный инвентарь, музыкальные инструменты, спички, карандаши, бумагу, предметы обихода, игрушки, сувениры. Натуральную или модифицированную древесину применяют в машиностроении и горнорудной промышленности; она является исходным сырьём для целлюлозно-бумажной промышленности, производства древесных плит.

Широкому использованию древесины способствуют её высокие физико-механические качества, хорошая обрабатываемость, а также эффективные способы изменения отдельных свойств древесины путем химической и механической обработки. Древесина легко обрабатывается, имеет малую теплопроводность, достаточно высокую прочность, при небольшой массе хорошую сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам, в сухой среде долговечна. Древесина соединяется крепёжными изделиями, прочно склеивается, сохраняет красивый внешний вид, на неё хорошо наносятся защитно-декоративные покрытия. Вместе с тем древесина имеет недостатки: она подвержена горению и загниванию, разрушению от воздействия насекомых и грибов, гигроскопична, вследствие чего может разбухать и подвергаться усушке, короблению и растрескиванию. Кроме того, древесина имеет пороки биологического происхождения, которые снижают её качество. Чтобы использовать древесину, надо знать её свойства, строение и пороки. [2]

Столярные работы выполняются на строительстве зданий и сооружений, столяр изготавливает и собирает дверные и оконные блоки, перегородки, занимается установкой и ремонтом конструкций. Технологический процесс изготовления столярных изделий отличается разнообразием видов обработки, которые включают резание, обработку под давлением, отделку, в свою очередь эти процессы состоят из операций. Изучение столярных операций неразрывно связано с рационализацией и экономией материалов.

Основным поставщиком квалифицированных кадров для строительства являются профтехучилища. Профессиональная подготовка в ПТУ представляет собой совокупность последовательных действий педагога и учащихся для продвижения в учении. Наиболее эффективно знания о сущности столярных работ формируются при изучении спецтехнологии и материаловедения. Овладение теоретическими основами профессии, зависит от многих факторов, в том числе комплексного методического обеспечения специальных дисциплин. [4]

Принимая во внимание значение предметных знаний об основных свойствах древесины, считаем актуальной тему курсовой работы: Разработка методического обеспечения темы спецтехнологии: «Свойства древесины».

Целью мы ставили: разработку проекта изучения темы с использованием блок – конспекта по теме в курсе материаловедения столяров.

В соответствие с целью разработки нам предстоит решить ряд задач:

​ проанализировать содержание темы;

​ обосновать технологию формирования знаний и отобрать средства обучения столяров строительных свойствам древесины;

​ разработать блок – конспект и охарактеризовать его эффективность;

​ описать ход мыслительной деятельности по учету свойств древесины и разработать учебный алгоритм.

В процессе работы над темой мы использовали следующие методы: анализ учебно-программной документации, обобщение учебно-методической и специальной литературы о свойствах древесины, структурно-логический анализ материала темы, педагогического проектирования и др.

1.​ Анализ содержания темы:

«Свойства древесины»»

Строители обязаны выполнить заказ на выполнение работ в сжатые сроки, с надлежащим качеством, минимальными затратами труда и материалов. Основным поставщиком квалифицированных кадров для строительства являются профтехучилища.

ПТУ готовит рабочих для строительства на основании квалификационных требований, так столяр 3 разряда должен знать:

​ основные пороки и породы древесины;

​ виды и свойства материалов, применяемых в плотничных работах, для изготовления столярно-строительных изделий и встроенной мебели;

​ способы и приемы нанесения антисептических и огнезащитных составов на деревянные конструкции;

​ основные элементы деревянных конструкций и требования к их качеству;

​ способы сухого антисептирования;

​ способы пропитки лесоматериалов антисептиками и огнезащитными составами в ваннах.

Столяр 3 разряда должен уметь:

​ вырезать и заделывать сучки и засмолы;

​ наносить краскопультами и распылителями на поверхность деревянных элементов огнезащитные и антисептические составы;

​ защищать детали после механической обработки и подготавливать их к отделке;

​ читать чертежи и выполнять заказы столярно-строительных изделий и деталей;

​ экономично расходовать материалы и электроэнергию.

Большинство из приведенных выше требований к специалисту отражают предметные знания темы материаловедения «Свойства древесины». Знания об основных свойствах древесины базируется на материале производственного обучения, материаловедения, спецтехнологии.

Тема программы материаловедения «Свойства древесины» изучается в первом полугодии первого курса, ей предшествует изучение темы «Древесина и её строение». Ее цель: познакомить учащихся с физическими, влажностными, тепловыми, электрическими и звуковыми свойствами.

Воспитательное значение темы в осознании учащимися сущности свойств древесины, что позволяет повысить производительность труда, сократить трудовые и материальные затраты.

Знания о свойствах древесины различных пород используется, в дальнейшем, при изучении специальной технологии, в производственном обучении, на преддипломной практике и квалификационных экзаменах.

Система уроков характеризуется логичным расположением типов и законченным характером учебного процесса в ее рамках. Рассмотрим примерное распределение занятий по теме материаловедения на примере таблицы 1.

Распределение занятий по теме «Свойстваа древесины»

Таблица 1

Тип урока

Тема урока

Вводный

Классификация свойств древесины

Комбинированный

Факторы влияющие на свойства древесины

Повторительно-обобщающий

Испытания механических свойств древесины

Контрольно-проверочный

Учет свойств древесины при изготовлении изделий и конструкций

Логической основой расположения уроков является усвоение знаний о свойствах древесины и их применение в процессе изготовления столярного изделия с определенными требованиями.

2.​ Этапы технологии и средства обучения столяров строительных свойствам древесины

Общая структура деятельности человека представляет собой микросистему управления, включающую ориентировочную, исполнительную и контрольную части действия. При необходимости выполнить действие необходимо: учесть особенности и условия его осуществления (ориентировочная часть); производить умственное действие с учетом сделанных ориентиров (исполнительная часть); постоянно контролировать его ход (контрольная часть).

Общая структура деятельности находит отражение в технологии обучения: поэтапном взаимодействии обучаемого и преподавателя с использованием средств обучения по заранее заданной программе. Эта программа раскрывает познавательную деятельность в виде системы познавательных операций и системы слежения за ходом учебного процесса.

Создать проект изучения темы, значит разработать специальное методическое обеспечение, в котором четко определялись бы учебные цели, содержание, средства и прослеживались элементы: 1 — мотивация, 2 — ориентировочная основа в познавательной деятельности, 3 — исполнительская деятельность по усвоению системы понятий (умственных действий на основе понятий) темы, 4 — контроль усвоения знаний и умений . [3]

При выборе технологических средств мы исходили из того, что представление и понятие формируется у человека в результате активной работы и предлагали объект, способный вызвать у учащихся целенаправленную деятельность. Применяемые средства целесообразны, если они создают точное представление о свойствах древесины. Средства не соответствующие, отмеченным требованиям, не использовались при составлении блок – конспекта.

Нами представлена система элементов, каждый из которых характеризует взаимодействие учащегося и преподавателя; управляющей выступает деятельность последнего. В целях систематизации, полученные нами промежуточные результаты, сведены в таблицу 2.

Технология формирования знаний о свойствах древесины

Таблица 2

Элементы технологи

Цель

Технологические средства обучения

Мотивация

1.Создать потребность в изучении основных свойств древесины

Учебный материал

Ориентировочная основа в познавательной деятельности

2.Создать ориентировочную основу раскрытия

Структурно-логическая схема учебного материала темы

Карточка – задание

Исполнительская деятельность по усвоению способов действий

3.Сформировать обобщенную модель

учета свойств при изготовлении столярного изделия

Таблица: «Требования к изделиям»

Контроль и усвоение

4. Создать условия самоконтроля

Повторительно – обобщающая таблица

1.​ Блок – конспект темы материаловедения

Этап 1: «Мотивация»

Задание: осознать важность учета свойств древесины при изготовлении столярных или плотничных изделий.

Начиная с древних времен, до сегодняшних дней, мы отдаем предпочтение древесине, несмотря на разнообразие альтернативных материалов, предлагаемых современным рынком. Древесина традиционно является одним из важнейших строительных материалов, чему способствует ее прекрасные декоративные свойства, широкое распространение, легкость добычи и обработки, а также высокие показатели прочности при малом объемном весе.

Передовые технологии в сочетании с уникальностью природных свойств древесины позволяют создавать из дерева долговечные деревянные конструкции, восхищающие своей красотой и совершенством.

Симпатия к древесине кроется не только в многовековых традициях использования, но и в несомненных преимуществах — технических, эстетических характеристиках и неповторимой экологичности таких конструкций. Ведь важнейшими аргументами при выборе дома являются его экологическая безопасность, практичность и удобство.

Темпы строительства деревянных домов растут год от года благодаря уникальным свойствам живой древесины, способной «дышать», насыщая воздух благоуханием.

К сожалению, наряду со всеми достоинствами, древесине свойственны и недостатки, значительно ограничивающие применение деревянных конструкций. К таким недостаткам можно отнести опасность загнивания и возгорания, усушка, разбухание, коробление, растрескивание, неоднородность строения и т.п.

Хвойная порода выбирают для строительства из-за ее большей по сравнению с лиственными породами прочности, большей биостойкости и меньшей себестоимости производства. Кроме того, ствол хвойных пород имеет более правильную форму с меньшим количеством дефектов. Но разные хвойные породы отличаются по свойствам. Например: по прочностным качествам сосна и ель не отличаются, но ель обладает большей гидроскопичностью, чем сосна.

Лиственные породы чаще используют для внутренней отделки, изготовления мебели, паркета, дверей, элементов декора, музыкальных инструментов, т.к. они имеют довольно красивую окраску и текстуру древесины.

Таким образом выбор породы древесины для выполнения деревянных изделий, конструкций напрямую зависит от ее свойств: прочности, цвета, текстуры, теплопроводности, влагостойкости и др. [5]

«Влияние свойств древесины в производстве изделий»

Порода древесины

Где применяется

Какое свойство учитывается

Лиственные породы (береза, дуб, клен, липа, орех и др.)

Производство мебели, декоративное производство

Хвойные породы (сосна, ель, лиственница)

Строительная промышленность

Образец заполненной таблицы

Порода древесины

Где применяется

Какое свойство учитывается

Лиственные породы (береза, дуб, клен, липа, орех и др.)

Производство мебели, декоративное производство

Физические свойства (текстура, цвет, блеск)

Хвойные породы (сосна, ель, лиственница)

Строительная промышленность

Влажностные свойства, тепловые свойства (плотность, влагопоглощение, теплопроводность)

Этап 2: «Ориентировочная основа в познавательной деятельности»

Задание: изучив содержание текста и структурно логическую схему, закончить ее составление, дополнив недостающие надписи.

Физические свойства древесины

Внешний вид характеризуется: цветом, блеском, текстурой и макроструктурой.

Цвет древесины

Определённое зрительное ощущение, которое зависит, в основном, от спектрального состава отражённого ею светового потока. Цвет — одна из важнейших характеристик внешнего вида древесины. Его учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовлении мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок и т.д.

Окраска древесины

Зависит от породы, возраста дерева, климата района произрастания. Древесина может изменять цвет при выдержке под влиянием воздуха и света, при поражении грибами, а так же при длительном нахождении под водой. Цвет многих пород настолько характерен, что может служить одним из признаков при их распознавании.

Блеск

Способность древесины направленно отражать световой поток. Наибольшим блеском из отечественных пород отличается древесина дуба, бука, белой акации, бархатного дерева; из иноземных — древесина атласного дерева и махагони (красного дерева).

Текстура

рисунок, образующийся на поверхности древесины вследствие перерезания анатомических элементов (годичных слоёв, сердцевинных лучей, сосудов).

Макроструктура

Ширина годичных слоёв — число слоёв, приходящихся на 1 см отрезка, отмеренного по радиальному направлению на торцевой поверхности образца.

Содержание поздней древесины определяется соотношением (в процентах) между суммарной шириной зон поздней древесины и общей протяжённостью (в радиальном направлении) участка измерения, включающего целое число слоёв. [4]

Влажностные свойства древесины

Виды влаги

Различают две формы воды, содержащейся в древесине: связанную и свободную. Связанная вода находиться в клеточных стенках, а свободная содержится в полостях клеток и межклеточных пространствах. Связанная вода удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её содержания существенно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода, удерживаемая только механическим связями, удаляется легче, чем связанная вода, и оказывает меньшее влияние на свойства древесины.При испытаниях с целью определения показателей физико-механических свойств древесины её кондиционируют, приводя к нормализованной влажности. Если нет особых примечаний, то показатель равен 12%.На практике по степени влажности различают древесину

мокрую, W > 100%, длительное время находившуюся в воде;

свежесрубленную, W = 50-100%, сохранившую влажность растущего дерева;

воздушно-сухую, W = 15-20%, выдержанную на открытом воздухе;

комнатно-сухую, W = 8-12%, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении;

абсолютно-сухую, W = 0, высушенную при температуре t=103±2°C.

Для количественной характеристики содержания воды в древесине используют показатель — влажность. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к массе сухой древесины: W = (m — m0) / m0 * 100, где m — начальная масса образца древесины, г, а m0 — масса образца абсолютно сухой древесины, г. Измерение влажности осуществляется прямыми или косвенными методами. Прямые методы основаны на выделении тем или иным способом воды из древесины, например высушиванием. Эти методы простые, надёжные и точные, но имеют недостаток — довольно продолжительную процедуру. Этого недостатка лишены косвенные методы, основанные на измерении показателей других физических свойств, которые зависят от содержания воды в древесине. Наибольшее распространение получили кондуктометрические электровлагомеры, измеряющие электропроводность древесины. Однако и эти способы имеют свои недостатки: дают надёжные показания в диапазоне от 7 до 30% и лишь только в месте введения игольчатых контактов.

Усушка

Уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении из неё связанной воды называется усушкой. Удаление свободной воды не вызывает усушки. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.

Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 — 2 раза больше, чем в радиальном.

Под полной усушкой, или максимальной усушкой Bmax понимают уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении всего количества связанной воды.

Формула для вычисления полной усушки, %, имеет вид:

Bmax = (amax — amin) / amax * 100,

где amax и amin — размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок и в абсолютно-сухом состоянии, мм (мм3).

Полная линейная усушка древесины наиболее распространённых отечественных пород в тангенциальном направлении составляет 8-10 %, в радиальном 3-7 %, а вдоль волокон 0,1-0,3 %. Полная объёмная усушка находится в пределах 11-17 %.

Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.

Внутренние напряжения возникают в древесине без участия внешних нагрузок. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке — сушильные напряжения, пропитке и в процессе роста дерева.

Полные сушильные напряжения удобно как совокупность двух составляющих — влажностных и остаточных напряжений.

Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных зонах доски, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а внутри доски — сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения в отличие от влажностных не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.

Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.

Разбухание

Увеличение линейных размеров и объёма древесины при повышении в ней содержания связанной воды называется разбуханием. Разбухание происходит при выдерживании древесины во влажном воздухе или воде. Это — свойство, обратное усушке, и подчиняется, в основном, тем же закономерностям. Полное разбухание, %, вычисляют по формуле: amax = (amax — amin) / amin * 100, где amax и amin — размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок, и в абсолютно сухом состоянии, мм (мм3). Так же, как и усушка, наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперёк волокон, а наименьшее — вдоль волокон.

Разбухание — отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединений (в бочках, чанах, судах и т.д.).

Коробление Изменение формы пиломатериалов и заготовок при сушке, а также выпиловке и неправильном хранении называется короблением. Чаще всего коробление происходит из-за различая усушки по разным структурным направлениям. Различают поперечную и продольную покоробленность. Продольная покоробленность бывает: бывает по кромке, по пласти и крыловатость.

На рисунки ниже изображены виды покоробленности: А — поперечная: а — желобчатая, б — трапециевидная, в — ромбовидная, г — овальная; Б — продольная: д — по кромке, е — по пласти, ж — крыловатость

Коробление может возникать при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

Влагопоглощение — способность древесины вследствие её гигроскопичности поглощать влагу (пары воды) из окружающего воздуха называется влагопоглощением. Влагопоглощение практически не зависит от породы. Способность к поглощению влаги является отрицательным свойством древесины. Сухая древесина, помещённая в очень влажную среду, сильно увлажняется, что ухудшает её физико-механические характеристики, снижает биостойкость и т.д. Чтобы защитить древесину от влияния влажного воздуха, поверхность деревянных деталей и изделий покрывают различными лакокрасочными и плёночными материалами.

Влагопоглощение

Способность древесины увеличивать свою влажность при непосредственном контакте с капельножидкой водой называется водопоглощением. Максимальная влажность, которой достигает погруженная в воду древесина, складывается из предельного количества связанной воды и наибольшего количества свободной воды. Очевидно, что количество свободной воды зависит от объёма полостей в древесине, поэтому, чем больше плотность древесины. Тем меньше её влажность, характеризующая максимальное водопоглощение.

Способность древесины поглощать воду, а также другие жидкости имеет значение в процессах варки древесины для получения целлюлозы, при пропитке её растворами антисептиков и антипиринов, при сплаве лесоматериалов и в других случаях.

Плотность

Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет размерность в кг/м3 или г/см3.

а) Плотность древесинного вещества pд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна: pд.в. = mд.в. / vд.в., где mд.в. и vд.в. — соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.

Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных стенок древесины.

б) Плотность абсолютно сухой древесины p0 равна: p0 = m0 / v0, где m0, v0 — соответственно масса и объём древесины при W=0%.

Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как она включает пустоты (полости клеток и межклеточные пространства, заполненнве воздухом).

Относительный объём полостей, заполненных воздухом, характеризует пористость древесины П: П = (v0 — vд.в.) / v0 * 100, где v0 и vд.в. — соответственно объём образца и содержащегося в нём древесинного вещества при W=0%. Пористость древесины колеблется в пределах от 40 до 80%.

в) Плотность влажной древесины: pw = mw / vw, где mw и vw — соответственно масса и объём древесины при влажности W. Плотность древесины зависит от её влажности. При влажности W < Wпн плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше Wпн наблюдается значительный рост плотности древесины

г) Парциальная влажность древесины p`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объёма влажной древесины: p`w = m0 / vw, где m0 — масса абсолютно сухой древесины, г или кг; vw — объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.

д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца m0 к его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: pБ = m0 / vmax. Этот основной показатель плотности, который не зависит от влажности, широко используется для оценки качества сырья в деревообработке, целлюлозно-бумажной промышленности и в других случаях.

Величина плотности древесины изменяется в очень широких пределах. Среди пород России и ближнего зарубежья древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (345), ива белая (415), а наиболее плотную — самшит (1040), ядро фисташка (1100). Диапазон изменения плотности древесины иноземных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут). Значения плотности здесь и ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).

По плотности древесины при 12% влажности породы делят на 3 группы: с малой (Р12 < 540), средней (550 < P12 < 740) и высокой (P12 > 740) плотностью древесины.

Проницаемость

Характеризует способность древесины пропускать жидкости или газы под давлением.

Водопроницаемость древесины вдоль волокон значительно больше, чем поперёк волокон, при этом у древесины лиственных пород она в несколько раз больше, чем у хвойных. [4]

Тепловые свойства древесины

Теплоёмкость

Показателем способности древесины аккумулировать тепло является удельная теплоёмкость С, представляющая собой количество теплоты, необходимое для того чтобы нагреть 1 кг массы древесины на 10С. С увеличением влажности теплоёмкость увеличивается.

Теплопроводность

Свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Коэффициент теплопроводности с увеличением температуры, влажности и плотности увеличивается.

Температуропроводность

Характеризует способность древесины выравнивать температуру по объёму.

Тепловое расширение — способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла. [2]

Электрические свойства

Электропроводность

Способность древесины проводить электрический ток, которая находится в обратной зависимости от электрического сопротивления. Сухая древесина относится к диэлектрикам. С повышением влажности древесины сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение ( в десятки миллионов раз) сопротивления наблюдается при увеличении содержания связанной воды. Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение сопротивления лишь в десятки или сотни раз. Этим объясняется снижение точности определения влажности электровлагомерами в области, выше Wпн.

Электрическая прочность

Способность древесины противостоять пробою, т.е. снижению сопротивления при больших напряжениях.

Диэлектрические свойства

Характеризуют поведение древесины в переменном электрическом поле. Показатели: диэлектрическая проницаемость и тангенс угла потерь

Диэлектрическая проницаемость равна отношению ёмкости конденсатора с прокладкой из древесины к ёмкости конденсатора с воздушным зазором между электродами. Этот показатель для сухой древесины равен 2-3.

Тангенс угла диэлектрических потерь характеризует долю подведённой мощности тока, которая поглощается древесиной и превращается в тепло.

Пьезоэлектрические свойства проявляются в том, что под действием механических усилий на поверхности древесины возникают электрические заряды.

Под воздействием электромагнитных излучений поверхностные зоны древесины могут эффективно прогреваться с помощью невидимых инфракрасных лучей. Значительно глубже — до 10-15 см — проникают в древесину лучи видимого света. По характеру отражения световых лучей можно оценивать наличие видимых пороков древесины. Световое лазерное излучение прожигает древесину и в последнее время успешно используется для выжигания деталей сложной конфигурации.

Ультрафиолетовые лучи проникают гораздо хуже в древесину, но вызывают свечение — люминесценцию, которое может быть использовано для определения качества древесины.

Рентгеновские лучи используются для определения особенностей тонкого строения древесины, выявления скрытых пороков и в других случаях.

Из ядерных излучений можно отметить бета-излучения, которые используются при денсиметрии растущего дерева. Гораздо шире могут применятся гамма-излучения, которые глубже проникают в древесину и используются при определении её плотности, обнаружении гнилей в рудничной стойке, конструкциях и т.д. [4]

Звуковые свойства

Одно из этих свойств — звукопроводность, показателем которой являются скорость звука. Скорость звука С, м/с, в древесине можно определить по формуле: C = (E / p)½, где Е — динамический модуль упругости, Н/м2; р — плотность древесины, кг/м3.

Другой важный показатель, характеризующий способность древесины отражать и проводить звук, — акустическое сопротивление, Па*с/м: R = p * C. [4]

Этап 3: «Исполнительская деятельность по усвоению способов умственных действий»

Задание: изучив содержание текста, заполнить пропуски в таблице

Сосна

Сосна является самым распространенным строительным материалом.

Свойства. Ствол у сосны обладает наибольшей прямотой и отсутствием дефектов. Хорошо пропитывается антисептиками. Порода ядровая, со смоляными ходами. Древесина сосны мягкая, умеренно легкая, механически прочная, не пластичная, она хорошо обрабатывается и отделывается только после обессмоливания.

Цвет древесины. Древесина цвета молочной карамели, яркая с многочисленными тонкими прожилками. Заболонь желто-белого цвета.

Биостойкость. При высокой стойкости к загниванию тем не менее имеет тенденцию к поражению деревоокрашивающими грибами .

Ель

Свойства. Более сучковатая порода, чем сосна, хуже пропитывается антисептиками. Обладает большей гигроскопичностью, чем сосна, поэтому ее обычно используют для внутренних работ. Мягкая порода, но после высыхания древесина ели по прочности почти не уступает древесине сосны.

Цвет древесины. Светло-желтая, чуть золотистая безъядровая, порода.

Биостойкость. В отличие от сосны ель более подвержена поражению дереворазрушающими грибами, но значительно на мировом рынке ель котируется выше сосны.

Лиственница

Свойства. Лиственница более устойчива к сырости, ценится очень высоко, в 2-3 раза дороже сосны. Лиственница — единственное дерево, не гниющее в морской воде. Плотность и прочность лиственницы почти на 30% выше, чем у сосны. Древесина тяжелая и прочная, устойчива к гниению.

Цвет древесины. Древесина очень красивая, от красно-коричневого до бурого.

Биостойкость. Обладает высокой прочностью к загниванию, но труднее обрабатывается и легко раскалывается. Она идеально подходит в качестве стенового материала, используется как материал для конструкций (балки, стропила).

Кедр

Относится к тому же биологическому виду, что и сосна. Применяется в мебельной промышленности, для изготовления музыкальных инструментов, саун.

Свойства. Целебное хвойное дерево, оно очень богато фитоцидами, эфирными маслами. При нагревании древесина кедра выделяет уникальный аромат, который благотворно на нервную систему, а также убивает практически все болезнетворные микробы.

Цвет древесины. Имеет неоднородный коричнево-розовый цвет и рисунок.

Дуб

Чаще всего используется при изготовлении ответственных конструкций, мебели, паркета, элементов декора.

Свойства. Прочная и твердая древесина, но в то же время эластичная древесина. Сердцевидные лучи широкие, видны на всех разрезах. Годичные слои хорошо видны на поперечном разрезе. Древесина обладает красивой текстурой. Хорошо пропитывается антисептиками.

Цвет древесины. Ядро от золотисто — каштанового до темно-шоколадного. Заболонь узкая, светло-желтая. Зрелая древесина имеет оттенки от светло -коричневой до желтовато-коричневой.

Биостойкость. Из-за высокого содержания в древесине дубильных веществ дуб считается самой устойчивой к гниению из всех лиственных пород.

Бук

Также относится к твердолиственным породам. По своим качествам практически не уступает дубу.

Свойства. Так же хорошо, как дуб, поддается обработке, хорошо пропитывается, но подвержен сильному короблению при высыхании.

Цвет древесины. Древесина светлая, с красновато-желтым или сероватым оттенком

Биостойкость. Подвержен действию дереворазрушающих грибов, поражению насекомыми.

Ясень

Чаще всего используется при изготовлении мебели, шпона и паркета.

Свойства. Древесина ясеняпрочная, вязкая, долговечная.

Цвет древесины. Ядро желтовато-бурое, заболонь золотисто-сливочная, постепенно переходит в ядро.

Биостойкость. Стойкая к загниванию, с красивым текстурованным рисунком

Береза

Свойства. Характеризуются большой усушкой и подверженностью к короблению. Древесина березы хорошо пропитывается химическими веществами, прекрасно удерживает лаковое покрытие, легко поддается имитации под ценные породы

Цвет древесины. Заболонная порода. Древесина молочно-белая, иногда с красноватым оттенком. Особенно красива древесина карельской березы, отличающаяся изысканной завитковой текстурой (свилеватость).

Биостойкость. Неустойчива к воздействию дереворазрушающих грибов.

Рябина

Свойства. По физико-механическим свойствам древесина рябины близка яблоне. Она так же тяжела, крепка, очень тверда и сильно усыхает.

Цвет древесины. Розовато-белая заболонь и красно-коричневое ядро, годичные слои хорошо различимы на всех разрезах.

Биостойкость. Древесина хорошо пропитывается антисептиками.

Черешня Свойства. Древесина ее более плотная и твердая, чем у вишни, а потому ее применение предпочтительнее.

Цвет древесины. Розовато-коричневый, иногда розовато-серый, древесина имеет красивый теплый оттенок.

Биостойкость. Дерево это сильно подвержено воздействию насекомых.

Орех

Обладает красивой древесиной и предназначен для отделочных работ. Хорошо обрабатывается, поддается полировке и пропитке химическими веществами.

Свойства. Тяжелая и прочная древесина ореха не поддается короблению.

Биостойкость. Древесина устойчива к биоразрушению.

Осина

Обладает мягкой пористой древесиной, в которой мало сучков. Осина хорошо поддается обработке, используется для внутренней отделки.

Ольха

Из всех мягколиственных пород наиболее часто используется при строительстве домов и при изготовлении мебели. Ольха практически не поддается загниванию, и поэтому она часто используется при строительстве срубов колодцев. Также она хорошо используется при строительстве кладовых — она сама не пахнет и не впитывает запах.

Липа

Среди всех мягколиственных пород ценится при изготовлении крупных резных деталей для мебели. Кроме того, это одна из немногих пород древесины, которая не коробится и не трескается при усушке. Липа обладает прочной структурой, которая мало поддается гниению. [8]

«Учет свойств древесины при ее применении»

Порода древесины

Для чего применяется

Какие свойства учитываются

Ель

Текстура, прочность, влагостойкость

Сосна

Строительная промышленность

Дуб

Прочность, твердость, текстура, влагостойкость, цвет

Мебель, декор

Текстура, цвет

Орех

Текстура, цвет

Кедр

Декор, отделочные работы

Строительная промышленность, декор

Прочность, влагостойкость, текстура, цвет

Образец заполненной таблицы

Порода древесины

Для чего применяется

Какие свойства учитываются

Ель

Отделочные работы

Текстура, прочность, влагостойкость

Сосна

Строительная промышленность

Прочность, влагостойкость

Дуб

Ответственные конструкции, мебель, паркет

Прочность, твердость, текстура, влагостойкость, цвет

Липа

Мебель, декор

Текстура, цвет

Орех

Отделочные работы

Текстура, цвет

Кедр

Декор, отделочные работы

Текстура, цвет

Лиственница

Строительная промышленность, декор

Прочность, влагостойкость, текстура, цвет

Этап 4: «Контроль и усвоение знаний и умений»

Задание: проанализировать содержание текста, заполнить карточку-задание

Если древесина в стропильной конструкции разрушается под действием нагрузки, то это указывает, что неправильно подобрана её плотность (влажностные свойства).

Если стены рубленной избы в условиях низких температур быстро теряют тепло, то причиной может быть высокая теплопроводность (у лиственных пород) или низкая морозостойкость для пород с малой плотностью.

Если древесина эксплуатируется в непостоянных температуро-влажностных условиях (трапы, настилы), то значительный срок службы могут обеспечить хвойные породы или лиственные породы с высокой прочностью (дуб, акация).

Непривлекательный цвет и структура изделий из древесины бытового назначения указывает на то, что выбрана порода, древесина которой с бедной текстурой.

Карточка-задание: указать основное свойство, обеспечивающее долговечность строительных конструкций. Ответ производится постановкой знака «+» в ячейку на пересечении удолетворяющих варианту условий.

Свойства

Изделия, строительные конструкции

Плотность

Текстура, цвет, блеск

Теплопроводность

Прочность

Мебель, декоративные изделия

Трапы, настилы

Стены

Стропильные

конструкции

Свойства

Изделия, строительные конструкции

Плотность

Текстура, цвет, блеск

Теплопроводность

Прочность

Мебель, декоративные изделия

+

Трапы, настилы

+

Стены

+

Стропильные

конструкции

+

4. Воссоздание хода мыслительной деятельности при выборе древесного материала с учетом его свойств

Важным этапом в проектировании технологии обучения является воссоздание хода мыслительной деятельности (мо​дели деятельности) при решении типовых технических задач. Эта методическая задача реализуется через создание учебных алгоритмов: предписаний и правил выполнения действий и операций, алгоритм-формул.

Учебные алгоритмы включают в себя этапы, объекты и содержание действий и операций. В этой связи в обу​чении учебные алгоритмы являются предметом усвоения и содержательной составляющей учебной дисциплины.

Учебные алгоритмы — это основа формирования обоб​щенных приемов мыслительной деятельности в решении типовых технических задач и трудовой деятельности в ус​ловиях производственных мастерских, а также стиля мышления профессионала. Нахождение наиболее рацио​нальных форм алгоритмических предписаний, позволяю​щих учащимся овладевать системой технических понятий и специфическими приемами мышления, в том числе и обобщенными, является актуальной методической пробле​мой интенсификации обучения техническим дисциплинам.

Ход мыслительной деятельности можно представить в готовом виде. При таком подходе к обучению преподава​тель в соответствии с алгоритмом демонстрирует образец решения технической задачи с выделением и объяснени​ем всех условий для выполнения деятельности на конк​ретном примере и конечный результат («учись делать так, как я»). Такая ориентировочная основа деятельности яв​ляется неполной. Этот традиционный подход к формиро​ванию умений именуется в педагогической науке мето​дом готовых знаний: обучаемые сравнительно быстро ос​ваивают приемы действий, уменьшаются затраты времени у преподавателя на указания и разъяснения. Но самосто​ятельно перенести усвоенные умения и навыки на дру​гое подобное действие с несколько измененным условием обучаемые чаще всего затрудняются.

Возможен другой подход: преподаватель предлагает ал​горитм либо правило решения однотипных технических задач и условия конкретных задач и учит находить ори​ентиры в построении оптимальной методики и последова​тельности мыслительных операций при решении целого класса, целой группы однотипных задач. При таком под​ходе к решению технических задач значительно повыша​ется степень осознанности действий и легкость их пере​носа на новое содержание.

Учебный алгоритм как модель деятельности учащихся при решении типовых задач по своей сути представляет собой ориентировочные, исполнительные и контрольные части умственных действий, связанные с непосредствен​ным решением технических задач. Контрольные действия нацелены на сопоставление полученных результатов с об​разцом. В итоге происходит коррекция как исполнитель​ной, так ориентировочной частей умственных действий обучаемых. Здесь важны такие упражнения, которые, с одной стороны, не требуют затрат времени на расчет па​раметров, а с другой — обеспечивают сначала формирова​ние первоначальных умений на уровне громкой речи и усвоение сущности учебного алгоритма и последовательно​сти его этапов как выбора объекта мысли на специально отобранных задачах.

Транспаранты с образцами решенных задач позволяют осуществлять самоконтроль и коррекцию знаний и уме​ний. При этом следует обратить внимание на то, что «свернутость» и «сокращенность» ориентировочной основы сокращает время на выполнение одного и того же дей​ствия. В результате деятельность автоматизируется и обу​чаемый приобретает навык конкретных мыслительных действий.

Проектирование модели мыслительной деятельности ос​новано на деятельном подходе к систематизации и обобщению основного понятийного содержания. Его цель — воссоздание хода мыслительной деятельности при реше​нии типовых технических задач в наглядном виде. В та​кой модели реализуется проблема «над чем и в какой последовательности необходимо думать, чтобы успешно ре​шить задачу». Как показывает практика, обучаемые час​то не могут решить задачу потому, что они не умеют вы​делять в логической последовательности предмет мысли. Реализация модели деятельности в обучении обеспечивает формирование обобщенных приемов умственных действий в решении однотипных задач.

Таким образом, технология обучения техническим дис​циплинам с заданными качествами усвоения является ре​зультатом аналитико-синтетической исследовательской ра​боты методического характера по разрешению трех дидак​тических задач («для чего учить», «чему учить» и «как учить»). Эти задачи решаются в единстве цели, содержа​ния, форм и методов обучения и самого процесса взаимо​действия преподавателя и обучаемого, обеспечивая тем са​мым структурную и содержательную целостность проекта технологии и соответствующего методического обеспече​ния. [7]

Алгоритм выбора материала для изготовления изделия с учетом свойств

древесины

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Столяр на строительстве должен знать основные породы и свойства древесины, рационально использовать средства труда и экономить материалы, что определяет значение изучение темы «Свойства древесины» в курсе материаловедения.

Наша пояснительная записка представляет собой проект изучения темы, основным средством его реализации является блок – конспект, включающий этапы:

​ создание потребности (мотивации) в изучении свойств древесины;

​ создание системы ориентиров (умственных действий) на основе понятий темы;

​ разработка модели действий учащихся по учету влияния свойств древесины при изготовлении столярного изделия.

Мотивация направлена на разъяснение сущности основных свойств древесины и необходимости их учета при изготовлении столярных изделий. Был использовали учебный текст.

В следующем задании создается система ориентира для использования понятий темы. Мы предлагаем учащимся доработать структурно – логическую схему учебного материала, чему будет способствовать предложенный к ознакомлению учебный текст.

На этапе исполнительской деятельности моделируются действия учащихся по выбору основных свойств при изготовлении определенных изделий.

При контроле усвоения происходит постепенная автоматизация умственного действия. Мы подобрали задание, требующее осознанного (не прямого) ответа.

Включение блоков конспекта в систему уроков:

​ на вводном уроке используется блок №1 «Мотивация»;

​ на комбинированном уроке используется блок №2 «Ориентировочная основа в познавательной деятельности» или блок №3 «Исполнительская деятельность по усвоению способов действий»;

​ на повторительно-обобщающем уроке используется блок №3 «Исполнительская деятельность по усвоению способов действий»;

​ на контрольно-проверочном уроке используется блок №4 «Контроль и усвоение».

Таким образом, мы проанализировали содержание темы; обосновали технологию формирования знаний; отобрали технологические средства обучения свойствам древесины и представили блок – конспект. По моему мнению, в содержание пояснительной записки обоснован проект изучения темы, задачи курсовой работы решены, и можно считать ее цель достигнутой.