Строение древесины. Характеристика основных пород древесины. Технологические и декоративные свойства древесины.

План-конспект урока

Тема: Строение древесины. Характеристика основных пород древесины. Технологические и декоративные свойства древесины. Зависимость области применения древесины от ее свойств.

Раздел программы: Технологии создания изделий из древесных и поделочных материалов на основе конструкторской и технологической документации.

Класс: 7.

Цели урока:

1) Образовательная: сформировать знания о строении древесины и ее физико-механических свойствах.

2) Развивающая: способствовать развитию у учащихся умению определять породы древесины и область ее применения.

3) Воспитывающая: продолжить формирование творческого начала у учащихся.

Задачи урока:

1) Объяснить учащимся и показать строение древесины.

2) Объяснить и продемонстрировать физические и механические свойства древесины.

3) Рассказать область применения изделий из древесины.

Оснащение урока:

1) Материально-техническая база: Образцы древесины.

2) Дидактическое обеспечение урока:

• Технология 7 класс. А.Т. Тищенко, А.Т. Самородский, В.Д. Симоненко. – Брянск 1996 г.

• презентация «Строение древесины. Технологические и декоративные свойства древесины»

• вводная беседа по вопросам тест «Свойства древесины»

Методы обучения: словесные методы (объяснение, вводная беседа); наглядные методы (демонстрация наглядных пособий, демонстрация презентации).

Тип урока: урок объяснения нового материала.

Структура урока:

1. Организационные моменты (2 мин);

2. Актуализация опорных знаний (8 мин);

3. Изложение учебного материала (28 мин);

4. Постановка домашнего задания (2 мин).

Ход урока:

1) Организационные моменты:

- приветствие учащихся;

- проверки явки учащихся;

- настройка учащихся на работу;

- сообщение темы и цели урока.

2) Актуализация опорных знаний:

Прежде чем перейти к новому материалу, давайте проведем небольшую беседу. Хочу предупредить сразу, материал для вас новый, но если вы постараетесь вспомнить то, что изучали на уроках окружающего мира в начальной школе, больших трудностей он не вызовет. Отрыли рабочие тетради и записали тему занятия «Строение древесины. Характеристика основных пород древесины. Технологические и декоративные свойства древесины. Зависимость области применения древесины от ее свойств».

Беседа проводится в виде обсуждения всем классом вопросов, выводимых на экран. Обсуждаются и анализируются различные варианты ответов. После обсуждения принимается один вариант и проверяется.

Вопросы вводной беседы.

1. На какие группы можно разделить все породы деревьев?

1. Листопадные и вечнозеленые

2. Лиственные и хвойные

3. Высокие и низкие

4. Вечнозеленые, травянистые и кустарники

5. Травянистые и кустарники

(Верный ответ № 2)

2. В каком из вариантов ответа перечислены только хвойные породы?

1. Сосна, ель, каштан, можжевельник

2. Дуб, осина, береза, тополь

3. Кедр, ель, сосна, лиственница

4. Смородина, крыжовник, ананас

(Верный ответ № 3)

3. В каком из справочников наиболее вероятно найти информацию по строению древесины и породам деревьев?

1. Справочник молодого слесаря

2. Справочник молодого животновода

3. Справочник молодого столяра

4. Справочник по деталям машин и механизмов

5. Справочник по математике

(Верный ответ № 3)

4. В каком из предложенных вариантов ответа перечислены только лиственные породы?

1. Туя, сосна, липа, акация

2. Вяз, банан, кедр, ольха

3. Можжевельник, лиственница, кедр, пихта

4. Тополь, ольха, осина, каштан

(Верный ответ № 4)

5. Древесина какого дерева является наиболее ценной для мебельного производства?

1. Осина

2. Красное дерево

3. Тополь

4. Ель

(Верный ответ № 2)

3) Изложение учебного материала:

Древесина – природный конструкционный материал.

На рисунке 1 указано строение древесины.

1 – сердцевина; 2 – сердцевинные лучи; 3 – ядро; 4 – годичные кольца; 5–камбий; 6 – лубяной слой; 7 – кора.

Рисунок 1 – Строение древесины

На рисунке 2 указаны основные разрезы ствола.

1 – торцевой; 2 – радиальный; 3 – тангенциальный

Рисунок 2 - Основные разрезы ствола

При продольной распиловке стволов деревьев на лесопильных рамах получают различные пиломатериалы: брусья, бруски, доски, пластины, четвертины и горбыли. Пиломатериалы имеют следующие элементы: пласти, кромки, ребра и торцы.

На рисунке 3 рассмотрены основные виды пиломатериалов.

а – брус четырехкантный; б – брус двухкантный; в – бруски;

г – доски обрезные; д – доски необрезные; ж – четвертина;

з – горбыль (1 – пласть; 2 – кромка; 3 – торец; 4 – ребро)

Рисунок 3 – Пиломатериалы

В качестве конструкционного материала широко применяют фанеру, древесностружечные плиты (ДСП), древесноволокнистые плиты (ДВП).

- Часто ли используется древесина в жизни человека?

- Есть ли у вас дома изделия из древесины?

- Чем отличается дерево от древесины?

Посмотрите, пожалуйста, на экран. Можете ли вы сказать, какие деревья изображены на фотографиях? (Ель и сосна). А почему я выбрал из всего многообразия пород именно эти две?

На рисунке 4 представлены фотографии одних из самых распространённых в России хвойных пород деревьев: сосны и ели.

Рисунок 4 - Сосна (слева) и ель (справа)

Потому, что это наиболее распространенные породы какой группы? … (группа хвойных пород) на территории России.

Многовековой строительный опыт народа позволил максимально использовать свойства этих пород дерева. Наибольшее применение находили именно хвойные породы: сосна, лиственница, ель, ибо они обладали ценными качествами в строительном деле: прямизна ствола, отсутствие дупличности, смолянистость, которую можно легко обнаружить на рисунке 5, обеспечивали качество и сопротивляемость гниению.

Сосна занимает около 15 % всех лесов России, ель – 12 %. Самая распространенная хвойная порода российских лесов – лиственница. Она занимает 40 % всей площади наших лесов.

Рисунок 5 - Смоляной карман

Вопрос ученикам.

- А чем отличаются хвойные породы от лиственных пород? (выслушать ответы и, не анализируя их раздать на верстаки по два образца различных пород, один хвойный, другой лиственный).

В течение одной минуты постарайтесь, как можно внимательнее изучить полученные образцы и ответить на вопрос:

- Эти образцы принадлежат:

а) только лиственным породам

б) только хвойным породам

в) один из образцов принадлежит хвойной породе, другой – лиственной

(Текст вопроса выводится на экран.)

Засекается минута, в течение которой ученики изучают полученные образцы. По окончании минуты каждая пара учеников высказывает свое мнение и пытается его аргументировать. После оглашения всех мнений учитель обращает внимание учеников на экран. На экран выводятся фотографии текстур сосны, пихты, лиственницы, кедра, ели и секвойи. Учитель обращает внимание учеников на общие черты этих разных пород, принадлежащих к одной группе, к группе хвойных. Рисунок 6 позволяет сравнить и найти отличия в текстурах различных хвойных пород древесины.

Текстура пихты

Текстура пихты

Рисунок 6 – Текстуры древесины

Текстура лиственницы л

Текстура ели

Текстура секвойи

Текстура кедра

Ученики в тетрадях записывают общие характерные черты хвойных пород. (Четко выраженная полосатая текстура и специфический смолистый запах). Текст на экране.

Для закрепления материала ученикам раздается по четыре образца различных пород и предлагается определить среди них те, что относятся к хвойным породам.

Теперь перейдем к изучению физико-механические свойства древесины

Древесина обладает различными свойствами. Среди них различают физические и механические. Ученики в тетрадях зарисовывают схему 1. «Свойства древесины».

Схема 1 – Свойства древесины

К физическим свойствам относят плотность, влажность, цвет, запах.

К механическим относят свойства древесины, которые связаны с воздействием внешних сил. Это такие свойства, как твердость, прочность, упругость.

Вы уже обратили внимание, что древесина различных пород бывает легкой и тяжелой, то есть менее плотной более плотной.

Плотностью называют количество массы древесины m (в килограммах), содержащейся в единице объема V (кубическом метре)

, (1)

где  - плотность древесины;

m – масса древесины, кг;

V – объем древесины, м³.

Малую плотность имеют липа, ель, сосна, тополь. Большую плотность имеют дуб, береза, ясень, клен, яблоня, груша.

Влажностью древесины называют количество влаги, содержащейся в массе древесины. При высушивании древесины часть влаги испаряется. Массу древесины можно определить, если взвесить образцы до и после высушивания и найти разность m₁ – m₂, где m₁ – масса образца древесины до высушивания, в г; m₂ - масса образца древесины после высушивания, в г.

Теперь, если эту разность, то есть массу испаренной влаги, разделить на массу высушенного образца и умножить на 100 %, то получим влажность древесины W:

(2)

где W- влажность древесины, %;

m₁ – масса образца древесины до высушивания, в г;

m₂ - масса образца древесины после высушивания, в г.

Твердостью древесины называют ее способность сопротивляться проникновению в нее других тел, например, вдавливанию в ее поверхность с определен, силой стального шарика. По величине отпечатка лунки на поверхности древесины судят о ее твердости. Чем меньше лунка, тем тверже древесина. В твердую древесину трудно вбить гвоздь, труднее строгать ее рубанком, пилить, выдалбливать, сверлить.

Прочностью древесины называют ее способно выдерживать, определенные нагрузки, не разрушаясь. Чем большие нагрузки она выдерживает, тем она прочнее. Высокой прочностью обладает древесина дуба, клена, березы, а низкой - осина, липа, ель. Различают прочность на растяжение, на сжатие и на изгиб. При этом волокна древесины растягиваются, сжимаются или изгибаются. И если действующие нагрузки превысят те, которые древесина может выдержать (допустимые), то изделие разрушится. На растяжение, например, работают подвески люстр. На сжатие работают ножки стульев сваи мостов. На изгиб работают лыжи, балки и настилы мостов.

Действующие нагрузки и допустимую прочность на растяжение, сжатие и изгиб определяют в Н/мм², где Н - сила в ньютонах, мм² - площадь поперечного сечения детали. Допустимая прочность приводится в справочниках.

Упругостью древесины называют ее способность восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия непродолжительной нагрузки. Упругими являются лыжи, палки, линейки, лук.

Цвет древесины весьма различен для разных пород. По цвету частично определяют породу древесины. Древесина имеет в основном приятные цвета желтоватых оттенков. В изделиях из древесины стараются сохранить ее естественный приятный цвет, не окрашивая ее или лакируя поверхности прозрачными лаками.

Запах древесины является определяющим признаком пород. Смолистый запах имеет древесина хвойных пород. Специфичный едкий запах имеет древесина осины.

Многие изделия изготавливают из сухой древесины, влажность которой составляет 8... 15 %. Детали из сухой древесины не коробятся, хорошо обрабатываются, не гниют, хорошо красятся, долго служат.

Свежесрубленная древесина имеет влажность около 60. .80 %. Чтобы получить древесину с производственной влажностью 8... 15 %, ее сушат.

Сушка древесины бывает естественной (атмосферной) и искусственной (камерной).

Для естественной сушки пиломатериалы укладывают с прокладками в штабель (Рисунок 7) на открытом продуваемом месте или под навесом.

Искусственную сушку древесины осуществляют в сушильных камерах. Этот процесс проходит намного быстрее, так как древесина обдувается горячим воздухом и испаряет свою влагу.

Рисунок 7 - Сушка пиломатериалов в штабелях

В результате высушивания древесины происходит ее усушка - уменьшение размеров. Усушка различна вдоль и поперек волокон, а также в радиальном и в тангенциальном правлениях. Поэтому образцы, выпиленные из различных зон поперечного сечения ствола после высушивания имеют различные формы, то есть коробятся.

Чтобы не происходило большого коробления пиломатериалов, их высушивают в штабелях с прокладками под давлением в зажатом состоянии.

На рисунке 8 приведены различные виды покоробленности досок.

а – продольная выпукло-вогнутоя по пласти; б – продольная волнистая по пласти; в - продольная вы­пукло-вогнутая по кромке; г - поперечная выпукло-вогнутая; д - крыловатая; а₁..а₆ - величина покоробленности в мм

Рисунок 8 – Покоробленности досок:

В заключение урока давайте проведем опрос и проверим, насколько хорошо Вы усвоили новый материал.

Вопросы итогового теста.

1) Выберите правильный ответ.

Наиболее характерными признаками хвойных пород являются?

1. Смолистый запах и "полосатая" текстура.

2. "Полосатая" текстура и муаровый блеск.

3. Муаровый блеск и капиллярная структура.

4. Недлинные коричневые штрихи по всей поверхности древесины и смолистый запах.

(Верный ответ № 1)

2) Выберите правильный ответ.

К какой группе пород принадлежит изображенный на фотографии(рисунок 9) фрагмент дерева?

Рисунок 9 - Фрагмент дерева

1) Лиственная порода.

2) Хвойная порода.

(Верный ответ № 2)

3) Выберите правильный ответ.

Почему в столярном деле наиболее часто используют именно хвойную древесину?

1) Потому, что она имеет красивую текстуру и приятный смолистый запах, что привлекает к ней внимание многих людей.

2) Потому, что хвойная древесина легко поддается обработке и к тому же пропитана смолистыми веществами, следовательно, меньше подвержена гниению по сравнению с лиственными породами.

3) Потому, что она имеет высокую прочность и плотность, следовательно, может выдерживать высокие механические нагрузки.

(Верный ответ № 2)

4) Выберите правильный ответ.

На каких фотографиях (рисунок 10) изображены текстуры хвойных пород?

1) На фото 1, 2, 4

2) На фото 1, 3, 4

3) На фото 2, 3, 4

4) На фото 1, 2, 3

Фото 1 Фото 2 Фото 3 Фото 4

Рисунок 10 - Текстуры пород

(Верный ответ № 4)

5) Выберите правильный ответ.

Стойкой к гниению является хвойная порода…

1) Сосна.

2) Лиственница.

3) Ясень.

4) Кедр.

(Верный ответ № 2)

4) Постановка домашнего задания:

Прочитать §1, ответить на вопросы в тетради. Составить кроссворд по пройденному материалу, включающий в себя: породы древесины, технологические и декоративные свойства древесины, физико-механические свойства древесины.