План-конспект занятий по образовательному треку "Смарт-материалы" в рамках проекта "Умные каникулы"

(2.47 Mb)

29.09.2022, 20:26

Кучеренко Светлана Викторовна

учитель химии, ГБОУ МО "Одинцовский Десятый лицей"

Цели образовательного трека:
обучающие:
– формирование углубленных знаний и умений в области химии, материаловедения, конструирования;
– знакомство с новыми материалами и смарт-тканями будущего;
– формирование представлений о смарт-одежде, цифровой одежде, одежде с микродатчиками, одежде, распечатанной на 3Д-принтере;
– обучение приемам работы с химическими веществами, материалами.
развивающие:
- развитие творческих способностей обучающегося, внимания, мышления, памяти, воображения, мотивации к дальнейшему изучению;
- развитие регулятивных умений (ставить цели, планировать собственную деятельность и способы достижения результата, осуществлять контроль и коррекцию деятельности).
воспитательные:
– воспитание уважительного отношения к своим одноклассникам и преподавателю;
– воспитание и развитие личностных качеств (трудолюбия, ответственности, коммуникабельности, целеустремленности).
Образовательный трек рассчитан на 6 ч занятий.

Ход занятий
1-2 час
Вступительное слово учителя
Современная модная индустрия представляет собой сложный и многогранный продукт культурной деятельности и охватывает практически все сферы жизнедеятельности человека, развиваясь на стыке бионаноинформационных технологий. В то же время она является единым универсальным коммуникативным и экспрессивным средством, отражая при этом уровень развития медиакультуры.

Конец XX – начало XXI в. характеризуется активным развитием технологий в области нового поколения полимеров, микро- и наноэлектроники, бионики и других смежных областей. Ведущей отраслью, где на практике применяются данные технические новинки, является производство нового поколения волокон, «умного» текстиля и одежды. Отличия «умного» текстиля проявляются в увеличении спектра характеристик ткани по отношению к традиционному варианту текстиля. Помимо характеристик увеличивается и область использования «умного» текстиля: от специализированных областей (таких как медицина, космос, военная промышленность и др.) до повседневной одежды с повышенными защитными, эстетическими и IT функциями.

1 этап. Ознакомление с правилами поведения на занятии, организацией рабочего места, техникой безопасности при работе с инструментами и оборудованием.

2 этап. Учитель показывает короткий ролик, из которого обучающиеся узнают о современных материалах, тенденциях в изготовлении умной одежды и ее функциях. Например, https://www.youtube.com/watch?v=eiB02DpApoY.
https://www.youtube.com/watch?v=EyS8tspNutw

3 этап. Обсуждение. Учитель предлагает ребятам стать модельером умной одежды и разработать свою модель. Обучающиеся на листке бумаги форматом А4 зарисовывают свои разработки моделей с описанием ее функций, материала, из которого она будет изготовлена, также дают название своей одежде. Можно также предложить примерную стоимость своей умной одежды и описать кому она будет полезна, по какой причине ее стоит приобрести.
а) б)
Рис. 1 – Подготовка своего проекта

Рис. 2 – Презентация своего проекта

4 этап. Обучающиеся представляют свои разработки в виде короткой рекламы, отвечают на возникшие вопросы со стороны учеников и учителя.
Подведение итогов, выбор самого креативного проекта.

3-4 час
1 этап. Учитель ученикам предлагается подобрать ткани для своих разработок. Образцы тканей, которые им предлагаются, ученики исследуют на их состав. Для этого они с помощью таблицы исследуют состав и свойства выбранной ими ткани.

а) б) в)
Рис. 3 – Подбор тканей и обоснование своего выбора

2 этап. Далее ученикам предлагается провести практическую работу по исследованию тканей.

Практическая работа "Исследование состава образцов тканей"
Цель работы: освоение основных методов распознавания вида текстильных волокон. Метод сжигания.

Материалы для работы:лупа, микроскоп, спички, горелка, чашки Петри, ножницы, образцы тканей и трикотажа, контрольные образцы, наглядный материал.

Задание: исследовать природу волокон методом сжиганием
Если природу образца волокна трудно однозначно определить только по внешним признакам, проводят следующую стадию экспертизы - на нагревание и горение. Извлекают из пробы несколько волокон, слегка их подкручивают, один конец волокна зажимают щипцами, а другой конец в горизонтальном положении подносят к пламени горелки. Сразу после начала горения образцы извлекают из пламени и внимательно рассматривают, фиксируя следующее:
- поведение при поднесении к пламени (плавятся, усаживаются, скручиваются, воспламеняются);
- поведение в пламени (скорость горения, яркость и цвет пламени, наличие копоти, дыма, плавления вспышек);
- поведение при вынесении из пламени (продолжают гореть без пламени или с пламенем, горение прекращается);
- характер остатка (пепел, шарик, их цвет, форма и хрупкость шарика, его способность раздавливаться пальцами);
- запах при горении (жженого рога, бумаги, уксусной кислоты, сургуча, хлора и т.д.).
Результаты опытов сравнивают с данными о поведении волокон при нагревании и горении, приведенными в табл. 1.

Таблица 1. Особенности горения наиболее широко распространенных
текстильных волокон

Наименование волокон	Поведение волокна при поднесении к пламени горелки	Поведение волокна в пламени горелки	Запах при горении	Поведение волокна при удалении от пламени	Характер золы

Хлопок	Не расплавляется и не усаживается	Горит быстро, пламенем	Жженой бумаги	Продолжает гореть	Легкий серый пепел
Лён	Не расплавляется и не усаживается	Горит быстро, пламенем	Жженой бумаги	Продолжает гореть	Легкий серый пепел
Шерсть	Скручивается	Горит медленно, вспышками	Жженого рога или волоса	Горение прекращается	Хрупкий черный шарик на конце, легко растирается в порошок
Шелк натуральный	Скручивается	Горит медленно, вспышками	Жженого рога или волоса	Горение прекращается	Хрупкий черный шарик на конце, легко растирается в порошок
Вискоза	Не расплавляется и не усаживается	Горит быстро, пламенем	Жженой бумаги	Продолжает гореть	Легкий серый пепел
Ацетатное	Расплавляется, но не усаживается	Горит с пламенем	Уксусной кислоты	Быстро затухает	Твердый темный шарик
Полиэфирное (лавсан, терлен и др.)	Расплавляется и усаживается	Плавиться, и усаживается, горит пламенем, образуя дым и копоть	Без харак-терного запаха	Горение прекращается	Твердый черный комочек
Полиамидное (капрон, нейлон и др.)	Расплавляется и усаживается	Плавиться и медленно горит, образуя белый дым. В расплавленном состоянии волокна вытягиваются	Резкий	Горение прекращается	Твердые капли (ша-рик) янтар-ного цвета. В порошок не растираются
Полиакрилонитрильное (нитрон)	Расплавляется	Плавиться без усадки, горит медленно	Без харак-терного запаха	Горит с оплавлением	Твердый черный шарик не-правильной формы
Хлорин	Расплавляется	Не горит, размягчается, и плавиться, образуя дымок и копоть	Запах хлора	Спекается и обугливается	-

Результаты записывают по следующей таблице 2:

Таблица 2. Результаты исследования образцов
Поведение волокна при поднесении к пламени Поведение волокна в пламени горелки Запах при горении Поведение волокна при удалении от пламени Характер золы Вывод: вид волокна

3 этап. Далее учитель предлагает ребятам обсудить правила ухода и хранения одежды и обуви. Учащиеся смотрят презентацию, обсуждают важные моменты. Для учеников 5-6 классов также можно показать некоторые фрагменты из мультфильма «Фиксики» (ссылка https://yadi.sk/d/DGj0hkyPQMU10A).
Учитель предлагает провести практическую работу.

а) б)
Рис. 4 – Исследование состава волокон ткани

Практическая работа «Выведение пятен с различных видов ткани»
Цель: научиться удалять с ткани загрязнения (пятна) различного происхождения.
Оборудование: пробирки с пробками, стаканчик, тигельне щипцы или пинцет, пипетка, фильтровальная бумага, ватные тампоны, или салфетки, утюг.
Исследуемый объект: лоскутки ткани, загрязненные растительным или животным жиром, воском.
Реактивы: кусочки мыла, мыльная стружка, синтетический моющее средство (СМС), жидкий и порошкообразный, растворитель, нашатырный спирт, водород пероксид, мелкиймеловой порошок.
Обучающимся предлагается изучить природу различных видов пятен на разных тканях. С помощью предложенных реагентов предлагается вывести пятно с ткани.

Ход работы
Опыт 1. Определение состава СМС по этикетке
1. Возьмите этикетки от различных СМС.
2. Определите, какие добавки используются в каждом средстве____________________________________________________

Опыт 2. Удаление жирных пятен с помощью экстракции
На ткань нанесите небольшое количество растительного масла. Под ткань подложите слой фильтровальной бумаги. Ватным тампоном, смоченным теплым раствором смеси нашатырного спирта и любого универсального моющего средства (по 5 мл средства и 5 мл нашатырного спирта растворите в 100 мл теплой воды), протрите пятно, а затем прогладьте горячим утюгом через чистую белую хлопчатобумажную ткань.
Соблюдайте правила безопасности. Пятно обрабатывайте от краев к центру. Будьте внимательны при работе с нашатырным спиртом!
Запишите наблюдения
______________________________________________

Опыт 3. Вывод жирных пятен с помощью адсорбции
Теперь попробуйте вывести пятно методом адсорбции. Для этого подготовлен образец ткани посыпьте измельченным меловым порошком. Через некоторое время очистите ткань с помощью щетки.
Запишите наблюдения
____________________________________________________

Опыт 4. Вывод жирового пятна
Образец ткани с жирным пятном исследуйте на устойчивость окраски. Для этого на небольшой фрагмент ткани нанесите несколько капель растворителя и подождите 5минут. Если изменений не наблюдается, можно продолжить работу. Под образец подложите несколько слоев салфеток или фильтровальной бумаги. Обработайте пятно ватным тампоном, смоченным растворителем. Периодически меняйте салфетки. После полного удаления пятна промокните образец ткани салфеткой.
Запишите наблюдения
_______________________________________________

Опыт 5. Вывод пятна от воска
Удалить избыток воска тупым краем ножа. Соблюдайте правила безопасности! После этого обработайте пятно, как описано в опыте 4.
Запишите наблюдения
________________________________________________

Опыт 6. Удаление пятен от сока
Нанесите на пятно небольшое количество водород пероксида, добавив к нему несколько капель нашатырного спирта. Соблюдайте правила безопасности во время работы: не вдыхайте испарения, поскольку нашатырный спирт (концентрированный раствор аммиака) может обжечь слизистую оболочку носа. Протереть пятно ватным тампоном и промыть водой.
Запишите наблюдения
________________________________________________

Ученики изучают бирки на одежде и расшифровывают их значение с помощью предложенной табл. 3.
Таблица 3. Расшифровка знаков по уходу за одеждой

Сделайте вывод по работе
_________________________________________________

а) б)
Рис. 5 – Выведение пятен с ткани и изучение знаков на бирке

Подведение итогов проведенного занятия.

5-6 час
Ученикам предлагается сделать самим умную «смарт-футболку», которая будет иметь влагозащитные свойства (капли жидкости будут стекать и не пропитывать ткань, соответственно не пачкать ее). Обращаем внимание обучающихся, что им предлагается самый экологичный способ из существующих. Такая пропитка ткани обеспечивает воздухопроницаемость, поскольку сама пропитка только обволакивает волокна ткани, при этом не препятствуя воздухообмену через поры ткани.

Практическая работа «Влагозащитная пропитка ткани»
Методика приготовления влагозащитной пропитки:
В качестве образца лучше всего подойдет однотонная хлопчатобумажная футболка или любое другое подобное ей изделие.

1 этап. Растворяем стружку хозяйственного мыла в горячей воде и тщательно перемешиваем из расчета 5 г на 100 мл воды. Затем наносим на поверхность футболки, полностью ее пропитывая. После этого необходимо полностью высушить изделие.

2 этап. Приготавливаем раствор алюмокалиевых квасцов из расчета 5 г на 100 мл воды. Тщательно перемешиваем и наносим на поверхность ткани равномерным слоем. Далее нужно полностью высушить изделие. В результате на поверхности ткани формируется влагозащитное покрытие благодаря образуемому комплексу мыла с алюмокалиевыми квасцами.

Рис. 6 – Подготовка необходимого для проведения практической
работы

а) б) в)
Рис. 7 – Проведение 1 этапа нанесения 10-% раствора хозяйственного мыла

а) б) в)
Рис. 8 – Проведение 2 этапа нанесения 10-% раствора алюмокалиевых квасцов

а) б)
Рис. 9 – Получение готового изделия смарт-футболки (слева) (а) и сравнение ее свойств с обычной хлопчатобумажной футболкой: гидрофобные свойства полученного изделия (б)

При желании на футболке можно сделать надпись «SMART» с помощью готовых термонаклеек или изготовить их самому.

Рис. 10 – Готовое изделие смарт-футболки

Подведение итогов образовательного трека
Таким образом, занятия помогают развитию творческих способностей учеников в области материаловедения, формирование интереса к предмету через знакомство с новыми материалами, тенденциями и трендами в современных тканях и одеждах. У обучающихся происходит формирование и развитие навыков самостоятельного приобретения новых знаний, обобщение новых знаний и развитие познавательного интереса к предмету, стимулирование обучающихся на совместное творчество через работу в группе, воспитание ответственности за выполненную работу, взаимоподдержку и умение доказывать правильность принятого решения. Начальные сведения в области предмета химии помогают усвоению нового изучаемого материала. При этом, программой не определяются требования к начальному уровню подготовки обучающихся. Её могут осваивать дети как без какой-либо специальной подготовки, так и обучающиеся, уже обладающие небольшим опытом.

Список использованных источников
1. Кусмидинова Мария Харисовна, Решетникова Наталья Сергеевна «Умная одежда» как пример актуальной коллаборациисовременых информационных технологий и индустрии моды // Каспийский регион: политика, экономика, культура. 2020. №4(65),стр. 134-140.
2. Андреева Е.М., Богданова В.И Мембранные ткани как основа одежды для активного отдыха// Проблемы и перспективы студенческой науки. 2019. №1(5), стр. 8-10.
3. Мельников Б.Н. Современные проблемы текстильной химии // Известия высших учебных заведений.2008.Т. 51,вып. 6, стр. 3-13.

Категория: Блоги | Добавил: kucherenkosv

Просмотров: 302 | Загрузок: 13 | Рейтинг: 0.0/0

Понравился материал? Оставьте свой комментарий ;) Всего комментариев: 0