Учебно-методический материал. Профориентированный кейс по теме "Коррозия металлов"
учебно-методический материал по химии (9 класс)

Профориентационный предметно-методический кейс по теме

                               «Коррозия металлов»

Выполнила – Тюрина З.И.

Цель урока:
Познакомить учащихся с процессами коррозии металлов, методами защиты и их применением в различных профессиях.

Задачи:

1. Изучить виды коррозии и механизмы их протекания.
2. Рассмотреть методы защиты металлов от коррозии.
3. Познакомить с профессиями, связанными с коррозией металлов.
4. Развить навыки анализа и критического мышления.

Материалы и оборудование:

• Презентация по теме «Коррозия металлов».
• Видеоматериалы о коррозии и методах защиты.
• Раздаточные материалы (кейсы, статьи).
• Лабораторное оборудование для демонстрационных опытов (если возможно).

Использованный метод: ситуационно-ролевая игра.

Цели игры: формирование знаний у учеников о видах коррозии и способах защиты металлов от коррозии.

Задачи:

- Общеобразовательные: 

       1. Рассмотреть виды коррозии металлов.

       2. Способы защиты металлов от коррозии.

- Развивающие: 

       1. Способствовать развитию у учеников познавательной активности, логического мышления, умения анализировать, сравнивать, делать выводы, привлечь необходимые знания для разрешения проблемной ситуации.

        2. Формировать практические навыки при проведении эксперимента.

- Воспитательные: 

       1. Формирование навыков принятия и эффективного исполнения деловых ролей;

       2. Обучение взаимодействию и сплоченности участия в выработке коллективных решений.

     Средства обучения: карты занятий для групп, рабочий лист, Периодическая система элементов Д.И. Менделеева, ряд напряжений металлов.

     Актуальность темы рассматривается на ситуации коррозионного разрушения элементов корпуса, конструкций и механизмов морских судов.

      Профессиональные направления

• Инженер-металлург
• Специалист по защите от коррозии
• Материаловед
• Лаборант-исследователь

      Правила игры: учебная группа делится на команды:

          - информационную;

          - экспериментальную;

          - профориентационную;

          - экспертную.

       Ход игры.

     Представители информационной команды излагают теоретическую часть темы с использованием исторических фактов.

     Представители экспериментальной команды выполняют экспериментальную часть, анализируют и обобщают полученные результаты. На данном этапе участие в обсуждении результатов принимают представители всех команд.

      Представители профориентационной команды излагают практическую часть темы с использованием фактов из специальной литературы об особенностях рассматриваемых профессий и учебных заведениях для их обучения.

     Представители экспертной команды оценивают деятельность всех участников ситуационной игры, деятельность команд и распределяют места между командами.

     Руководителем игры является преподаватель, который должен пожелать ученикам, чтобы участие в игре принесло им удовлетворение от того, что они уже многому научились, но и заставило бы их подумать о своих пробелах в изученном материале.

                                         Деятельность информационной команды.

1 этап: Изучение механизма коррозии.

2 этап: Краткая характеристика химической и электрохимической коррозии.

3 этап: Защита металлов от коррозии.

     Человечество несет огромные материальные потери в результате коррозии.     Коррозия приводит к уменьшению надежности морских судов:

         - коррозия сварных швов в подводной части корабля;

         - коррозирует стальная палуба;

         - у бортов корабля в местах скопления воды и грязи наблюдается износ палубного настила;

         - коррозируют заклепки наружной обшивки в подводной части корпуса корабля;

         - коррозируют трущиеся поверхности гребных валов.

В настоящее время изыскание новых и совершенствование старых способов защиты от коррозии является важнейшей проблемой.

                              Деятельность экспериментальной команды.

1 этап: Команде предлагается провести и объяснить опыты.

Вопросы:

1. Какой металл разрушается – защищаемый или покрытие (опыты 1 и 2)? Какое из покрытий является анодным, а какое – катодным?

2. Чем объясняется появление по окружности капли розового окрашивания, а в ее центре – синего (опыт 3)?

2 этап: Команде предлагается провести и объяснить опыт «Влияние ионов хлора на скорость коррозии.

Вопросы: 1. Как влияют ионы хлора на интенсивность коррозии и почему?

                      Результат деятельность информационной группы.

СПРАВКА

     В Дели (Индия) стоит колонна 1500 лет. Высота – 7,3 м, вес – 5 тонн, диаметр у основания _ 42 см, вверху – 30 см.

Состав: Fe (чистое) – 99.72%; примеси: Р – 0,1%, менее 0.1% Si  и С.

     Есть предположение, что колонна изготовлена из самородного железа (космическое, метеоритное) Наземная часть не имеет признаков коррозии, но образцы, привезенные из Дели в Лондон заржавели, значит колонна неоднородна. Секрет такой обработки металла до сих пор не разгадан.

       Ваши предположения?

СПРАВКА

     Луженое железо идет на изготовление тары для хранения продуктов. Патент на способ хранения пищевых продуктов в жестяных банках был выдан парижскому повару Апперу в 1810 году. Он запаивал продукты в банках из белой жести, затем нагревал в кипящей соленой воде.

       Вопрос: какой вид защиты от коррозии был использован?

СПРАВКА

     Символом Парижа является Эйфелева башня. Башня неизлечима больна, ржавеет и разрушается. Её красили 18 раз, отчего её масса (9000 т), каждый раз увеличивается на 70 тонн.

        Вопрос: какой вид защиты башни от коррозии был использован?

СПРАВКА

     Во время строительства метромоста и станции «Ленинские горы» в Москве в бетон добавили большое количество хлорида натрия, чтобы не допустить замерзания еще не схватившегося бетона. Станция была сооружена всего за 15 месяцев и открыта 12 января 1959 года. Однако, станцию вскоре закрыли на реконструкцию, которая длилась 10 лет.

       Вопросы:

1. В чем причина? (Наличие хлорида натрия в бетоне вызвало разрушение стальной арматуры. Коррозии оказались подвергнуты 60% железобетонных конструкций).

2. Каково состояние почвы после такого рода ее обработки и пригодна ли она для сельхозиспользования?

                       Результат деятельности профориентационной команды:

• Знакомство с профессиями:

• Рассказ о работе специалистов
• Просмотр видеоматериалов
• Анализ трудовых функций

• Обсуждение:

• Необходимые знания и навыки.
• Перспективы развития.
• Учебные заведения, в которых можно получить эти специальности, их рейтинг.
• Места трудоустройства, средняя зарплата.

Итоги ситуационно-ролевой игры подводит команда экспертов:

       - оценивает деятельность каждого участника игры в соответствии с разработанными критериями;

       - готовит заключение по оценке деятельности команд;

       - докладывает результаты оценки деятельности команд;

       - распределяет места между командами.

     Критерии оценки деятельности команд:

1. Оценка «5» ставится, если ответ дан строго по существу, обоснован и

лаконичен.

2. За дополнение и уточнение проблемы ставится 1-2 балла.

Дополнительные задания:

• Написать эссе на тему «Влияние коррозии на современную промышленность».
• Провести исследование о наиболее эффективных методах защиты металлов в различных условиях.

Заключение

Профориентационный кейс по теме «Коррозия металлов» предлагает системный подход к изучению сложного явления, объединяя теоретические знания и практические примеры для школьников 9 класса. Изучение коррозионных процессов с применением классификаций позволяет учащимся понять разнообразие механизмов разрушения металлов и причины их возникновения. Это способствует формированию научного мышления и осознанию того, что коррозия — не просто физическое явление, а комплексная химическая реакция, тесно связанная с условиями окружающей среды.

Рассмотренные методы защиты металлов дают представление о способах предупреждения разрушения, что играет важную роль в сохранении технических систем и снижении экономических потерь. Практическое применение знаний о коррозии через анализ кейса «Затонувшие корабли» позволяет увидеть реальные последствия процессов коррозии, её влияние на экологию и промышленность. Это расширяет кругозор учащихся и формирует ответственный подход к использованию ресурсов.

Профориентационная составляющая кейса усиливает мотивацию к изучению химии, раскрывая связь между предметными знаниями и реальной профессиональной деятельностью. Школьники получают информацию о профессиях, связанных с изучением и предотвращением коррозии, что помогает им осознанно планировать своё образовательное и карьерное будущее. Такой подход формирует у учащихся понимание важности химии в современной промышленности и экологических инициативах.

В итоге, разработанный кейс представляет собой ценный ресурс для преподавателей, обеспечивающий комплексное раскрытие темы коррозии металлов с учётом научных и  профессиональных аспектов. Его использование способствует глубокому усвоению материала, развитию аналитических навыков и формированию у учащихся ответственного отношения к сохранению технических и природных ресурсов. Интеграция теории с практикой через кейсы является эффективным средством обучения, способствующим не только знаниям, но и развитию компетенций, необходимых в условиях современного технологического и экологического пространства.

Библиография

1. Кейс-метод в практике школьного образования: Западно-Сибирский Образовательный центр: Апанасенко О.Н. – 2020 г.

2. Виды коррозии металлов | классификация... | ЕВРАЗ Маркет [Электронный ресурс] // evraz.market - Режим доступа: https://evraz.market/about/stati/vidy-korrozii-metallov/, свободный. - Загл. с экрана

3. Защита металла от коррозии - способы, виды, материалы [Электронный ресурс] // gaztranskomplekt.ru - Режим доступа: https://gaztranskomplekt.ru/articles/sovety-pokupatelyam/zashchita-metalla/, свободный. - Загл. с экрана

4. Коррозия металлов и методы борьбы с ней • Химия | Фоксфорд... [Электронный ресурс] // foxford.ru - Режим доступа: https://foxford.ru/wiki/himiya/korroziya-metallov-i-metody-borby-s-ney, свободный. - Загл. с экрана

5. Методическая разработка «Технологическая карта урока химии...» [Электронный ресурс] // infourok.ru - Режим доступа: https://infourok.ru/metodicheskaya-razrabotka-tehnologicheskaya-karta-uroka-himii-po-fgos-6347999.html, свободный. - Загл. с экрана

6. Методическая разработка открытого занятия профессиональной... [Электронный ресурс] // znanio.ru - Режим доступа: https://znanio.ru/media/metodicheskaya-razrabotka-otkrytogo-zanyatiya-professionalnoj-napravlennosti-po-himii-dlya-studentov-spo-2928053, свободный. - Загл. с экрана

7. Профориентационная работа на уроках химии: методические... [Электронный ресурс] // infourok.ru - Режим доступа: https://infourok.ru/proforientacionnaya-rabota-na-urokah-himii-3821597.html, свободный. - Загл. с экрана

8. Профориентация учащихся при обучении химии | Электронный... [Электронный ресурс] //  - Режим доступа: , свободный. - Загл. с экрана

9. Сайт учителя химии Давыдовой Н.Б. - Методические разработки [Электронный ресурс] // sites.google.com - Режим доступа: https://sites.google.com/site/sajtucitelahimiidavydovojnb/главная-страница/коллегам/учебно-методические-материалы/методические-разработки, свободный. - Загл. с экрана

10. Скрытые угрозы: налет и ржавчина на металле [Электронный ресурс] // metalloprokat.com - Режим доступа: https://metalloprokat.com/page/news/id/skrytye-ugrozy-nalet-i-rzhavchina-na-metalle-r/, свободный. - Загл. с экрана

11. Химия : технологические карты к учебнику О. С. Габриеляна [Электронный ресурс] // rosuchebnik.ru - Режим доступа: https://rosuchebnik.ru/upload/iblock/f03/f03d049bc48c6788ea8ecaaaf570aaed.pdf, свободный. - Загл. с экрана

12. Химия : учебное пособие : Часть 2 [Электронный ресурс] // elar.urfu.ru - Режим доступа: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/44342/1/978-5-321-02468-3_2016.pdf, свободный. - Загл. с экрана