МБОУ «Бирюлинская СОШ»

Интегрированный урок химии и технологии для учащихся 10 и 1 класса на тему:

«СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Подготовила  учитель химии и биологии

1 квалификационной  категории

Романова А.В.

2020г.

Тема урока: «Синтетические полимеры  и  современные технологии».  

Тип урока: комбинированный урок.

Форма урока: проблемно - поисковый с применением деятельностной технологии.

Цели урока: Познакомить учащихся о разнообразии синтетических волокон, области их применения,  изучить   основные способы получения металлов в промышленности.

Задачи урока:

обучающие:

• рассмотреть особенности синтетических волокон  и их роль в жизни человека
• cформировать представление учащихся о многообразии синтетических материалов и области их применения.
• обеспечить усвоение понятий об основных видах синтетических материалов.
• рассмотреть и сравнить различные способы использования синтетических материалов.
• закрепить умение работать в парах и в группах
• совершенствовать умения применять знания на практике.

развивающие

• развивать умение логически мыслить,
• совершенствовать навыки ведения наблюдений, устанавливать причинно-следственные связи,
• делать выводы и заключения.

 воспитывающие

• воспитывать умение находить главное,

                       способствовать развитию интереса к учебе,

• способствовать воспитанию коммуникативных навыков и коммуникативной компетентности учащихся.

   Оборудование:         

1) мультимедийный проектор; компьютер, презентация, 3-D ручки, образцы синтетических материалов.

На столах учащихся:

2) инструктивные карточки для проведения практической работы и осуществления самостоятельной работы.

Виды деятельности учащихся на уроке:

1. участие в обсуждении,

2) работа в парах  с дидактическим материалом

3) групповая работа при выполнении практической части

Контроль знаний:

1. оценка ответов при обсуждении материала урока;
2. оценка самостоятельной и практической работы

План урока:

I). Организационный момент

II). Актуализация опорных знаний, постановка проблемной ситуации

III). Изучение новой темы

IV).Самостоятельная работа с дидактическими карточками.

V)   Выполнение практической работы

 VI) Обсуждение и сравнение результатов работы, формулировка вывода.

VII). Рефлексия, подведение итогов урока.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент. Слайд1

Учитель:  Добрый день ребята, сегодня у нас необычный урок,  интегрированный урок химии и технологии.  У  нас на уроке сегодня присутствуют гости, а  участниками нашего сегодняшнего урока будут учащиеся 10 и 1 класса.

2. Актуализация опорных знаний и постановка проблемного вопроса.

(На  демонстрационном столе расположены различные предметы из синтетических материалов: пластмассовые игрушки, пластиковая посуда и т.д.)

Слайд2

Учитель:  Ребята, посмотрите внимательно на все эти предметы, что  вы можете о них сказать?

Ответы учащихся (если учащиеся будут затрудняться с ответом , учитель задает наводящий вопрос: из каких материалов изготовлены эти предметы?)

Ответы учащихся- пластик, пластмасса и т.д.

Учитель: Молодцы, все эти предметы изготовлены из синтетических материалов. Тема нашего сегодняшнего урока « Синтетические материалы и современные технологии». Что же такое синтетические материалы? На этот вопросы нам помогут дать ответ учащиеся 10 класса:

3. изучение нового

Слайд3

1 ученик:

Полимеры - это высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из множества повторяющихся одинаковых структурных звеньев. Молекула полимера называется макромолекулой.

Способы образования полимеров. Синтез полимеров из низкомолекулярных соединений (мономеров) основан на реакциях двух типов: полимеризации и поликонденсации.

Реакция полимеризации - это химический процесс соединения множества молекул мономеров в крупные молекулы полимеров.

Например, полипропилен получают из пропилена СН2=СH–CH3, который является мономером, а полиэтилен из этилена:

n СН2 = СH2→ (-СН2- СH2-)n

CH3- CH3   мономер- этилен (этен), полимер - полиэтилен

пропилен→ полипропилен

Мономер – вещество, из которого образуется полимер.

Структурное звено – повторяющаяся группа атомов.

n-степень полимеризации.

Реакция поликонденсации - это процесс образования полимеров из множества молекул мономеров, которые сопровождаются выделением побочного низкомолекулярного продукта (чаще всего воды).

nC6H12O6 → (C6H10O5)n + H2O

глюкоза→ крахмал

Кроме того, следует отметить, что некоторые полимеры получают не из мономеров, а из других полимеров, используя химические превращения макромолекул. (Например, при действии азотной кислоты на природный полимер целлюлозу получают новый полимер - тринитратцеллюлозы).

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O

целлюлоза тринитратцеллюлоза

Полимеры используют для изготовления на их основе пластмасс, волокон и других материалов.

Пластмассы - это материалы, полученные на основе полимеров, способные приобретать заданную форму при изготовлении изделия и сохранять ее в процессе эксплуатации.

Полимер и пластмасса - это не одно и тоже. Любая пластмасса содержит полимер, но кроме него в состав могут входить и другие компоненты: красители (придают материалу цвет), наполнители (обеспечивают жесткость пластмассы), пластификаторы (делают материал более эластичным, гибким) и др. Именно полимер связывает все компоненты пластмассы в единое целое, поэтому это самый важный компонент. (Первые пластмассы получали на основе природных полимеров - производных целлюлозы, каучука и т.д.)

Волокна - это полимеры линейного строения, которые пригодны для изготовления нитей, жгутов, пряжи и текстильных материалов.

2- ученик: Слайд 4

Хорошо сделанные пластмассовые изделия красиво смотрятся, их легко содержать в чистоте. Кроме того, современные пластмассы обладают высокой прочностью. Отливают их чаще всего на промышленных предприятиях, поскольку литье из пластмассы требует определенных условий, которых трудно добиться дома. Но иногда у тех, кто делает своими руками модели кораблей, самолетов или автомобилей, возникает необходимость сделать деталь именно из этого материала.

И на помощь такому умельцу может прийти 3-D принтер.

Учитель:

 Ребята, в нашей школе  тоже имеется 3-D принтер. На этом принтере были напечатаны модель танка Т-34 и шахматы. Как же он работает?

3-ученик: Слайд5

За создание трехмерного изделия отвечает аддитивный процесс 3д-печати — это когда при изготовлении предмета слои материала накладываются друг на друга, снизу вверх, пока не получится копия формы в чертеже. Так печатают изделия из пластика. Кроме пластика и фотополимерных смол, современные 3D-принтеры работают с металлоглиной и металлическим порошком. Печать состоит из непрерывных циклов, которые повторяются один за другим — на один слой материала наносится следующий, и печатающая головка двигается, пока на рабочей поверхности не окажется готовый предмет. Отходы печати принтер сам удаляет с рабочего стола. Принтер печатает изделие по 3D-чертежу: его создают на компьютере в специальной программе, затем сохраняют в формате STL. Этот файл выводят в программу резки для принтера — она помогает задать модели физические свойства изделия, например плотность. Далее программа преобразует модель в инструкцию и выгружает ее на принтер, который начинает печатать изделие.

4-ученик: Слайды 6-8

Первый 3D-принтер был создан в 1988 году компанией 3D Systems, а в 1993 году началось их массовое производство. В 2005 году подобные устройства уже умели создавать цветные объекты, а в 2006 – наполовину обеспечивать себя комплектующими собственного производства.

Появившись относительно недавно, 3D-печать ворвалась в самые разнообразные сферы жизнедеятельности человека, раздвинув горизонты возможностей. Медицина, кулинария, космос – это далеко не полный перечень отраслей, где успешно могут работать 3D-принтеры. И специалисты уверены, что это только начало большого пути трёхмерной печати.

 В прошлом году с помощью 3D принтеров, к примеру, были созданы искусственные органы и научно-исследовательские инструменты для нужд ученых. 

5-ученик: Слайд9

Чтобы построить здание требуется огромное количество материалов, много времени и большое число специализированных рабочих. В будущем при помощи 3D принтеров станет возможным печатание фактически существующих структур.

Итальянский изобретатель Энрико Дини создал устройство, которое использует материал на основе магния для соединения частиц песка вместе. Таким образом, создание осадочного камня - процесса, который обычно занимает сотни лет – происходит в считанные минуты. Принтер Дини может собрать здание в четыре раза быстрее, чем это происходит в обычных условиях.

6-ученик: Слайд10

Получив напечатанный на 3D принтере дом, нужно обзавестись и мебелью. Почему бы не напечатать и ее? Ведь уже существуют столы, стулья, светильники и даже кровати, которые были сделаны с использованием трехмерной печати.

Для желающих сесть за руль "зеленого" автомобиля, машина под названием Urbee подойдет в самый раз. Мало того, что она гибридная, но еще и полностью произведена при помощи 3D печати. Почти как у всего в этом списке, у Urbee компоненты созданы отдельно, а потом воссоединены вместе.

Спроектированный Kor Ecologic двухместный автомобиль Urbee достигает скорости до 200 миль (около 320 километров) в час на шоссе, или до ста в городе. Его можно заряжать от стандартной электрической розетки, оставив на ночь включенным, а также от энергии ветра или солнечной батареей.

Учитель : Спасибо ребята, за столь интересную информацию. Сколько удивительных и необходимых вещей можно будет получить в будущем с помощью новых технологий!

Наши маленькие участники урока наверное немного устали, я предлагаю провести динамическую паузу.

4. Физминутка

Учитель: Ребята, заинтерисовали вас старшеклассники? А хотели бы вы попробовать изготовить свои модели из синтетических полимеров?

Ответы учащихся(да)

Я предлагаю вам воспользоваться  3-D ручкой. Принцип работы у 3-D ручки похож на работу 3-D принтера, а работать ей сможет даже ребенок. Но все же в ручке пластик нагревается до 200 градусов и поэтому вам  помогут учащиеся 10 класса.

Какую  модель мы сделаем сегодня? Чтобы это узнать я предлагаю отгадать загадку:

Спал цветок и вдруг проснулся –
Больше спать не захотел.
Шевельнулся, встрепенулся,
Взвился вверх и улетел.

6. работа в парах

- А разгадка находится на вашем столе в конверте. Я предлагаю вам поработать в парах, в конверте буквы разных цветов, если вы сложите буквы в правильной последовательности как цвета в радуге, то получите ответ.

Учащиеся 1 класса складывают слово бабочка

7. практическая работа

инструктаж по технике безопасности

Учащиеся 1 и 10 классов разбиваются на группы, каждой группе дается 3-D ручка,  шаблон бабочки и инструкция к работе. Под  руководством учащихся 10 класса ученики 1 класса выполняют работу.  Демонстрация изделий.

8.  итоги урока.

Учитель:

Ребята, понравился вам наш сегодняшний урок?

Что нового вы узнали сегодня на уроке?

Что вам показалось наиболее интересным?

Что вам не понравилось на уроке?

Чтобы еще интересного вам хотелось бы узнать?

9. рефлексия.

Смайлики

10. Домашнее задание

10 класс – используя инструкцию приготовить пластмассу в домашних условиях.

ПРИЛОЖЕНИЕ

БАБОЧКА

ИНСТРУКЦИЯ ПО РАБОТЕ С 3D РУЧКОЙ

Если вы впервые работаете с приспособлениями

Для объемного моделирования, перед началом работы лучше провести небольшое тестирование:

1. Подсоедините кабель питания.
2. Ожидайте, когда индикаторы на корпусе оповестят о готовности к работе и достижении нужного температурного режима (поменяют цвет).
3. Вставьте пластик в гнездо загрузки.
4. Передвиньте кнопку скорости подачи нити в нужное положение.
5. Переведите гаджет в рабочее положение.

Теперь можно попробовать переключать скорости подачи пластика, чтобы понять принцип процесса: чем она выше, тем толще получаемые линии изображения

Техника безопасности при использовании 3D ручки

Следуя данным советам, вы избежите множества проблем при занятии любимым делом, а также повысите навык работы с пластиком.

1. Подготовка рабочего места. Как обычно, перед началом какого-либо занятия следует очистить рабочие место от лишних вещей и деталей, которые ухудшат вашу работу и само изделие. Под рукой у вас не должно быть ничего, что мешало бы производить ювелирную работу, либо что могло бы испортиться, попади туда капля горячего пластика. Также отыщите какую-то поверхность или посудину, куда вы сможете временно класть разогретую ручку.
2. Подключение. Большинство моделей ручек работают от электричества, остальные – от встроенного аккумулятора. При подключении инструмента ваши руки и сама ручка должны быть сухими, как и поверхность стола. Не держите под рукой жидкости, которые могут пролиться и привести к короткому замыканию. Зд ручка хоть и имеет надежный корпус, закрывающий от контакта с нагревающими элементами, не стоит забыть о данном правиле.
3. Использование. Основная опасность исходит от нагретого пластика и внутренней системы. Не прикасайтесь к готовому объекту, пока не будете полностью уверены, что он остыл. Не трогайте стержень ручки во время работы или сразу после выключения. Если вы все равно каким-то образом обожглись, мгновенно бежите в ванну и промойте ожог холодной водой.
4. Чернила. Существует два вида чернил для 3D ручки: ASB и PLA. Они несколько разнятся между собой составом, но, несмотря на это, могут «уживаться» вместе. При переходе с одного материала на другой, обязательно очищайте сопла, когда инструмент остыл и не включен в сеть. В противном случае – стержень будет забит чернилами, и вы не сможете полноценно использовать ручку.
5. Неприятный запах. Если вы почувствовали резкий, неприятный запах, выключите ручку из сети и положите на твердую ровную поверхность до выяснения причин поломки. Ни в коем случае не пытайтесь разобрать инструмент самостоятельно, когда он включен в сеть.

Задание для 10 класса

Производство пластмассы в домашних условиях.

Один из самых употребляемых материалов на сегодняшний день – пластмасса. Основные составляющие рецепта – молоко и уксус - также найдутся на любой кухне.

Для приготовления массы пластика понадобится минимум времени, около 10-15 минут. Она имеет консистенцию водяного сыра и ей можно придать желаемую форму. После этого необходимо оставить для отвердевания примерно на двое суток.

Готовое изделие получается вполне прочным. Тонкий лист из такого пластика легко переломить руками, но если уронить на пол, то он, скорее всего, останется целым. Чем больше толщина листа, тем большую нагрузку он выдерживает. Но от сильного удара молотком, естественно, изделие разобьется.

Чтобы приготовить галалит нам понадобятся:

1. молоко обезжиренное
2. Уксус
3. Две чашки, пластмассовая ложка.
4. Марля и бумажные салфетки.

Возможно пригодятся алюминиевая фольга (придавать форму изделиям) и скалка (чтобы делать плоские листы)

Перед тем, как начинать, желательно продумать, что конкретно Вы хотите сделать, и подготовить нужные для этого материалы.

Технология производства

Берем молоко и уксус в пропорции 16:1, то есть где-то чайная ложка уксуса на стакан молока. Один стакан молока даст нам кусок пластика диаметром примерно 5см и толщиной 3мм.

Молоко кипятим, регулярно помешивая. Внимательно следим, чтобы оно не пригорало.

Молоко закипело – снимаем его с огня и добавляем уксус. Сразу можно заметить появление частиц отделившегося казеина. Перемешиваем где-то полминуты.

Дальше надо не спеша процедить жидкость через марлю, используя две приготовленные чашки. Марля задержит основную часть частиц казеина. Важно переливать жидкость именно из сосуда в сосуд – остатки казеина могут засорить канализацию! Отжимаем марлю, чтобы казеин слипся в один комок, и перекладываем его на вощеную бумагу.

Так как в массе все ещё слишком много жидкости, отжимаем её с помощью бумажных салфеток, осторожно прижимая их к массе. На этом этапе главное не пересушить пластмассу.

Итак, масса готова! Она должна легко раскатываться, не трескаться и не крошиться. От толщины изделия будет зависеть, как уже упоминалось, его прочность и время высыхания. Для сохранения от деформаций желательно придавить пластик грузом на время сушки, подложив лист вощеной бумаги. Более сложные формы изделия предпочтительно зафиксировать с помощью фольги.

Когда все будет готово, пластмассу можно шлифовать и окрашивать. Вот, собственно, и вся технология производства галалитовой пластмассы!

Мы, соблюдая технологию производства, самостоятельно в домашних условиях сделали галалитовую пластмассу. Методика выполнения проста и поэтому каждый может сделать такую пластмассу дома и сделать из нее фигурки. Полученная пластмасса легко раскатывается, после просушивания застывает.