UČNI NAČRT Z DIDAKTIČNIMI PRIPOROČILI Srednje splošno izobraževanje 00:41 LABORATORIJSKE / Tehniška gimnazija // 5 Tehniška gimnazija s slovenskim učnim 2 0 VAJE MATERIALI 2 jezikom na narodno mešanem območju v . 9 . slovenski Istri 8 1 1 UČNI NAČRT Z DIDAKTIČNIMI PRIPOROČILI IME PREDMETA: laboratorijske vaje materiali Izobraževalni program tehniške gimnazije, izobraževalni program tehniške gimnazije s slovenskim učnim jezikom na narodno mešanem območju v slovenski Istri: obvezni predmet (210 ur) PRIPRAVILA PREDMETNA KURIKULARNA KOMISIJA V SESTAVI: dr. David Antolinc, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo; Gorazd Fišer, Zavod RS za šolstvo; Mihael Gorše, Šolski center Novo mesto, Srednja gradbena lesarska in vzgojiteljska šola; mag. Samo Jakljič, Šolski center Novo mesto, Srednja gradbena lesarska in vzgojiteljska šola; mag. Mojca Knez, Srednja gradbena šola in gimnazija Maribor; Bojan Krpan, Srednja gradbena, geodetska, okoljevarstvena šola in strokovna gimnazija Ljubljana; dr. Gorazd Lojen, Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo; mag. Sašo Turnšek, Srednja gradbena šola in gimnazija Maribor; Riko Vranc, Srednja gradbena šola in gimnazija Maribor JEZIKOVNI PREGLED: Valentin Logar OBLIKOVANJE: neAGENCIJA, digitalne preobrazbe, Katja Pirc, s. p. IZDALA: Ministrstvo za vzgojo in izobraževanje in Zavod RS za šolstvo ZA MINISTRSTVO ZA VZGOJO IN IZOBRAŽEVANJE: dr. Vinko Logaj ZA ZAVOD RS ZA ŠOLSTVO: Jasna Rojc Ljubljana, 2025 SPLETNA IZDAJA DOSTOPNO NA POVEZAVI: https://eportal.mss.edus.si/msswww/datoteke/ucni_nacrti/2026/un-dp-lab-vaje-materiali_teh-teh_si.pdf Kataložni zapis o publikaciji (CIP) pripravili v Narodni in univerzitetni knjižnici v Ljubljani COBISS.SI-ID 251120387 ISBN 978-961-03-1177-5 (Zavod RS za šolstvo, PDF) BESEDILO O SEJI SS Strokovni svet RS za splošno izobraževanje je na svoji 245. seji, dne 19. 6. 2025, določil učni načrt laboratorijske vaje – materiali za izobraževalni program tehniške gimnazije in izobraževalni program tehniške gimnazije s slovenskim učnim jezikom na narodno mešanem območju v slovenski Istri. Strokovni svet RS za splošno izobraževanje se je na svoji 245. seji, dne 19. 6. 2025, seznanil z didaktičnimi priporočili k učnemu načrtu laboratorijske vaje – materiali za izobraževalni program tehniške gimnazije in izobraževalni program tehniške gimnazije s slovenskim učnim jezikom na narodno mešanem območju v slovenski Istri. PRIZNANJE AVTORSTVA – NEKOMERCIALNO – DELJENJE POD ENAKIMI POGOJI Prenova izobraževalnih programov s prenovo ključnih programskih dokumentov (kurikuluma za vrtce, učnih načrtov ter katalogov znanj) KAZALO OPREDELITEV PREDMETA...................... 10 Osnovna delitev veziv .................................. 41 Namen predmeta Mineralna in ogljikovodikova veziva ............. 42 ......................................... 10 Temeljna vodila predmeta OM: BETON ...................................................... 43 ........................... 11 Obvezujoča navodila za učitelje Beton ........................................................... 43 ................... 11 DIDAKTIČNA PRIPOROČILA .................. 12 OM: KOMPOZITI ............................................... 45 Kažipot po didaktičnih priporočilih Kompoziti .................................................... 45 .............. 12 OM: PROPADANJE IN ZAŠČITA MATERIALOV ..... 47 Splošna didaktična priporočila ..................... 12 Propadanje in zaščita materialov ................. 47 Splošna priporočila za vrednotenje znanja ... 14 OM: RECIKLIRANJE IN PONOVNA UPORABA ..... 49 Specialnodidaktična priporočila področja/predmeta ..................................... 15 Recikliranje in ponovna uporaba .................. 49 TEME, CILJI, STANDARDI ZNANJA......... 22 GRADBENIŠKI MODUL (GRA): KLASIFIKACIJA GRADBENIH MATERIALOV ................................ 51 OSNOVNI MODUL (OM): SPLOŠNE VSEBINE ..... 23 Vrste klasifikacije materialov ....................... 51 Kristalna in amorfna zgradba materialov...... 23 GRA: LASTNOSTI GRADBENIH MATERIALOV ..... 53 Realna zgradba materialov, mikrostruktura materialov ................................................... 24 Fizikalne lastnosti gradbenih materialov ...... 53 Difuzija GRA: VODA ....................................................... 55 ........................................................ 25 Fazne transformacije Voda ............................................................ 55 .................................... 26 Deformacija materialov GRA: NARAVNI KAMEN .................................... 57 ............................... 27 Kovinski materiali pri visokih temperaturah in Predstavniki kamnin in njihove lastnosti ...... 57 toplotne obdelave ....................................... 28 Granulometrijska sestava in kolorimetrijska OM: KOVINE IN ZLITINE metoda za določanje organskih snovi v .................................... 29 kamenem agregatu ...................................... 59 Kovine in zlitine ter njihove splošne značilnosti .................................................................... GRA: GRADBENA KERAMIKA ............................ 60 29 Jeklo, lito železo in jeklena litina Lastnosti keramike ....................................... 60 .................. 31 OM: POLIMERI GRA: VEZIVA ..................................................... 62 ................................................. 32 Definicija, razvrstitev in osnovne značilnosti Anorganska (mineralna) veziva .................... 62 polimerov .................................................... 32 Organska (ogljikovodikova) veziva................ 64 Naravni polimeri (les) .................................. 34 GRA: MALTE ..................................................... 65 Primerjava polimerov z drugimi skupinami Malte ........................................................... 65 materialov ................................................... 35 GRA: BETON IN ARMIRANI BETON .................... 67 OM: ANORGANSKI NEKOVINSKI MATERIALI ..... 36 Projektiranje sveže betonske mešanice ........ 67 Delitev anorganskih nekovinskih materialov 36 Določanje lastnosti sveže betonske mešanice Klasična in sodobna keramika ...................... 38 .................................................................... 69 Steklo .......................................................... 39 Določanje mehanskih lastnosti otrdelega Naravni kamen betona ......................................................... 70 ............................................. 40 OM: VEZIVA GRA: PREISKAVE MATERIALOV ......................... 71 ...................................................... 41 Preiskave materialov.................................... 71 Fizikalno-kemijske lastnosti ........................ 106 GRA: LES ........................................................... 73 LES: LASTNOSTI LESA DREVESNIH VRST IN LESNIH TVORIV ........................................................... 107 Makroskopski in mikroskopski pregled lesa . 73 Lastnosti najpomembnejših domačih in tujih Določitev mehanskih in fizikalnih lastnosti lesa drevesnih vrst ter njihova uporaba ............ 108 .................................................................... 75 Lastnosti najpomembnejših lesnih Kemične sestave in termične lastnosti lesa... 76 kompozitov/tvoriv ter njihova uporaba ..... 109 GRA: KOVINE .................................................... 77 VIRI IN LITERATURA PO POGLAVJIH ....110 Mehanske lastnosti jekla ............................. 77 Didaktična priporočila ................................ 110 Korozija ........................................................ 79 Vrste barvnih kovin in njihova uporaba v PRILOGE ..............................................112 gradbeništvu ................................................ 80 GRA: STEKLO .................................................... 81 Vrste in sestava stekel .................................. 81 Porušne oblike in fizikalne lastnosti stekel ... 83 GRA: SINTETIČNI MATERIALI ............................. 84 Kemijska obstojnost sintetičnih materialov na kisline in baze .............................................. 84 GRA: BIOMATERIALI ......................................... 86 Biomateriali ................................................. 86 GRA: RECIKLIRANJE .......................................... 88 Recikliranje materialov ................................ 88 Energijska učinkovitost recikliranja .............. 90 Biološka razgradnja gradbenih materialov ... 91 LESARSKI MODUL (LES): KLASIFIKACIJA LESNIH MATERIALOV .................................................... 92 Uvod v lesarski modul .................................. 93 Vrste klasifikacije materialov ....................... 94 LES: GOZD ........................................................ 95 Vrste in funkcije gozda ................................. 95 Drevo ........................................................... 97 Izbrana poglavja iz biologije ......................... 98 Prepoznavanje domačih in tujih drevesnih vrst ter njihovih dendroloških lastnosti ............... 99 LES: ZGRADBA LESA .........................................100 Makroskopska zgradba lesa ........................100 Mikroskopska zgradba lesa .........................102 LES: LASTNOSTI LESA .......................................103 Fizikalne lastnosti lesa ................................104 Mehanske lastnosti lesa ..............................105 0 0 : 4 1 / / / 5 2 0 2 . 9 . 8 1 OPREDELITEV PREDMETA NAMEN PREDMETA Predmet laboratorijske vaje materiali ima v izobraževalnem programu pomembno vlogo, saj dijakom omogoča neposredno izkušnjo s pomembnimi materiali. Predmet dijakom omogoča izvajanje in razumevanje praktičnih preizkusov lastnosti materialov, ki se uporabljajo v gradbeništvu in lesarstvu, ter njihovo razvrščanje glede na pridobljene rezultate. Dijaki pridobijo praktične izkušnje pri preizkušanju in analizi lastnosti materialov, kar jim omogoča povezovanje teoretičnih znanj s praktično uporabo. Razvijanje praktičnih veščin je nujno za uspešno vključevanje dijakov v industrijsko prakso. Dijaki spoznajo eksperimentalne metode, s katerimi lahko analizirajo in razumejo fizikalne, mehanske in kemijske lastnosti materialov ter jih povezujejo s teorijo. Pomemben cilj predmeta je tudi usvajanje pravilnih strokovnih izrazov, definicij in merilnih enot, ki se uporabljajo na področju materialov. Laboratorijske vaje dijakom omogočajo, da se učijo na konkretnih primerih, kar je pomembno za praktično obvladovanje strokovnih nalog in sprejemanje informiranih odločitev v poklicnem življenju. Ključno je, da učitelj uporablja ustrezno strokovno terminologijo in ciljni jezik, ki pomaga dijakom pri natančnem razumevanju lastnosti in obdelave materialov, kar pripomore k večji strokovnosti in sposobnosti komuniciranja v industrijskem okolju. Poleg tega je pomembno, da učitelj dijakom omogoči povratne informacije o njihovem delu, kar spodbuja refleksijo in izboljšanje njihovih pristopov. S tem se razvija njihova kritična naravnanost ter samospoznanje v procesu učenja. Vse te značilnosti izvajanja pouka dijakom omogočajo, da učinkovito usvojijo cilje predmeta in dosežejo visoke standarde znanja na področju materialov. Znanja, pridobljena pri tem predmetu, predstavljajo podlago za nadaljnje učenje sistematičnega laboratorijskega dela v različnih disciplinah. Delo pri tem predmetu razvija didaktične spretnosti, obvladovanje laboratorijske opreme in spoznavanje različnih metod preizkušanja materialov ter dela v skupinah. Poleg razvijanja ročnih spretnosti predmet prispeva tudi k splošni tehniški razgledanosti dijakov ter razumevanju lastnosti materialov, ki se uporabljajo v gradbeništvu, lesarstvu in vsakdanjem življenju. Predmet je tudi povezan z drugimi predmeti, saj dijaki skozi laboratorijske vaje povezujejo teoretična znanja z resničnimi situacijami v delavnici ali industriji. Ta soodvisnost omogoča celosten pristop k učenju in zagotavlja, da dijaki pridobijo ne le specifična znanja, temveč tudi širše veščine, kot so samostojnost, odgovornost in inovativnost. 10 0 0 : 4 1 / / TEMELJNA VODILA PREDMETA / 5 2 0 2 . Temeljno vodilo pri laboratorijskih vajah je sistematičen pristop pri preizkušanju in analizi materialov. Dijaki se 9 . 8 naučijo uporabljati osnovne laboratorijske tehnike, razumeti logiko preizkusov in uporabljati merilne metode za 1 preizkušanje materialov. Dijaki z delom v laboratoriju usvojijo pravilno strokovno terminologijo ter razvijajo kompetence timskega dela in samostojnega izvajanja eksperimentov. Naučijo se analizirati podatke, kritično presojati in interpretirati pridobljene rezultate. Poudarek je na varnem delu s certificirano laboratorijsko opremo ter spoštovanju varnostnih protokolov. Povezovanje eksperimentalnih rezultatov s teoretičnimi znanji, pridobljenimi pri drugih predmetih, omogoča interdisciplinarno razumevanje. Laboratorijske vaje predstavljajo praktičen uvod v obravnavo materialov, ki jih bodo dijaki podrobneje spoznali v 3. in 4. letniku. Poskusi naj bodo prilagojeni in osredotočeni na bistvene lastnosti materialov. Učitelj mora ustvariti učni prostor, kjer so dijaki spodbujeni k eksperimentiranju in kritičnemu vrednotenju rezultatov, ter ob tem omogočiti različne prilagoditve nalog, ki ustrezajo njihovemu nivoju znanja in spretnosti. OBVEZUJOČA NAVODILA ZA UČITELJE Predmet laboratorijske vaje materiali se izvaja: v 2. letniku osnovni modul, v 3. in 4. letniku pa se izvaja modul lesarstvo ali gradbeništvo na podlagi izbire učitelja glede na prostorske in kadrovske pogoje. Učitelj dijake aktivno vključuje v praktično delo pri laboratorijskih vajah in jih usmerja pri izvajanju preizkusov. Vsebine naj podaja sistematično, da dijaki eksperimentalno delo povezujejo s teoretičnimi vsebinami predmeta materiali. Pri delu v laboratoriju je treba zagotoviti varnost dijakov, jih seznaniti z ustrezno zaščitno opremo in varnostnimi protokoli ter jih poučiti o pravilnem gibanju po laboratoriju med delom ali ob morebitni poškodbi ali evakuaciji. Dijaki morajo biti seznanjeni s sodobnimi metodami laboratorijskega preizkušanja materialov in usposobljeni za samostojno izvajanje osnovnih testov ter obdelavo eksperimentalnih podatkov. Ocenjevanje znanja naj bo v skladu z veljavnim pravilnikom. Glede na praktično naravo predmeta naj bo usmerjeno predvsem v preverjanje razumevanja eksperimentalnih metod in analize rezultatov. Dijaki naj čim bolj samostojno izvajajo laboratorijske preizkuse in napišejo poročila o svojih ugotovitvah. 11 0 0 : 4 1 / / / 5 2 2 DIDAKTIČNA PRIPOROČILA 0 . 9 . 8 1 KAŽIPOT PO DIDAKTIČNIH PRIPOROČILIH Razdelke Kažipot po didaktičnih priporočilih, Splošna didaktična priporočila in Splošna priporočila za vrednotenje znanja je pripravil Zavod RS za šolstvo. Didaktična priporočila prinašajo učiteljem napotke za uresničevanje učnega načrta predmeta v pedagoškem procesu. Zastavljena so večplastno, na več ravneh (od splošnega h konkretnemu), ki se medsebojno prepletajo in dopolnjujejo. » Razdelka Splošna didaktična priporočila in Splošna priporočila za vrednotenje znanja  vključujeta krovne usmeritve za načrtovanje, poučevanje in vrednotenje znanja, ki veljajo za vse predmete po celotni izobraževalni vertikali. Besedilo v teh dveh razdelkih je nastalo na podlagi Usmeritev za pripravo didaktičnih priporočil k učnim načrtom za osnovne šole in srednje šole (https://aplikacijaun.zrss.si/api/link/3ladrdr) ter Izhodišč za prenovo učnih načrtov v osnovni šoli in gimnaziji (https://aplikacijaun.zrss.si/api/link/plw0909) in je v vseh učnih načrtih enako. » Razdelek Specialnodidaktična priporočila področja/predmeta vključuje tista didaktična priporočila, ki se navezujejo na področje/predmet kot celoto. Zajeti so didaktični pristopi in strategije, ki so posebej priporočeni in značilni za predmet glede na njegovo naravo in specifike. Učni načrt posameznega predmeta je členjen na teme, vsaka tema pa se lahko nadalje členi na skupine ciljev. » Razdelka Didaktična priporočila za temo in Didaktična priporočila za skupino ciljev vključujeta konkretne in specifične napotke, ki se nanašajo na poučevanje določene teme oz. skupine ciljev znotraj teme. Na tem mestu so izpostavljene preverjene in učinkovite didaktične strategije za poučevanje posamezne teme ob upoštevanju značilnosti in vidikov znanja, starosti dijakov, predznanja, povezanosti znanja z drugimi predmeti/področji ipd.  Na tej ravni so usmeritve lahko konkretizirane tudi s primeri izpeljave oz. učnimi scenariji. Didaktična priporočila na ravni skupine ciljev zaokrožujeta razdelka Priporočeni načini izkazovanja znanja in Opisni kriteriji, ki vključujeta napotke za vrednotenje znanja (spremljanje, preverjanje, ocenjevanje) znotraj posamezne teme oz. skupine ciljev. SPLOŠNA DIDAKTIČNA PRIPOROČILA Učitelj si za uresničitev ciljev učnega načrta, kakovostno učenje ter optimalni psihofizični razvoj dijakov prizadeva zagotoviti varno in spodbudno učno okolje. V ta namen pri poučevanju uporablja raznolike 12 0 0 : 4 1 / / / didaktične strategije, ki vključujejo učne oblike, metode, tehnike, učna sredstva in gradiva, s katerimi dijakom 520 omogoča aktivno sodelovanje pri pouku, pa tudi samostojno učenje. Izbira jih premišljeno, glede na namen in 2.9 naravo učnih ciljev ter glede na učne in druge, za učenje pomembne značilnosti posameznega dijaka, učne .81 skupine ali oddelka. Varno in spodbudno učno okolje učitelj zagotavlja tako, da: » spodbuja medsebojno sprejemanje, sodelovanje, čustveno in socialno podporo; » neguje vedoželjnost, spodbuja interes in motivacijo za učenje, podpira razvoj različnih talentov in potencialov; » dijake aktivno vključuje v načrtovanje učenja; » kakovostno poučuje in organizira samostojno učenje (individualno, v parih, skupinsko) ob različni stopnji vodenja in spodbujanja; » dijakom omogoča medsebojno izmenjavo znanja in izkušenj, podporo in sodelovanje; » prepoznava in pri poučevanju upošteva predznanje, skupne in individualne učne, socialne, čustvene, (med)kulturne, telesne in druge potrebe dijakov; » dijakom postavlja ustrezno zahtevne učne izzive in si prizadeva za njihov napredek; » pri dijakih stalno preverja razumevanje, spodbuja ozaveščanje in usmerjanje procesa lastnega učenja; » proces poučevanja prilagaja ugotovitvam sprotnega spremljanja in preverjanja dosežkov dijakov; » omogoča povezovanje ter nadgrajevanje znanja znotraj predmeta, med predmeti in predmetnimi področji; » poučuje in organizira samostojno učenje v različnih učnih okoljih (tudi virtualnih, zunaj učilnic), ob uporabi avtentičnih učnih virov in reševanju relevantnih življenjskih problemov in situacij; » ob doseganju predmetnih uresničuje tudi skupne cilje različnih področij (jezik, državljanstvo, kultura in umetnost; trajnostni razvoj; zdravje in dobrobit; digitalna kompetentnost; podjetnost). Učitelj pri uresničevanju ciljev in standardov znanja učnega načrta dijakom omogoči prepoznavanje in razumevanje: » smisla oz. namena učenja (kaj se bodo učili in čemu); » uspešnosti lastnega učenja oz. napredka (kako in na temelju česa bodo vedeli, da so pri učenju uspešni in so dosegli cilj); » pomena različnih dokazov o učenju in znanju; » vloge povratne informacije za stalno izboljševanje ter krepitev občutka »zmorem«; » pomena medvrstniškega učenja in vrstniške povratne informacije. Za doseganje celostnega in poglobljenega znanja učitelj načrtuje raznolike predmetne ali medpredmetne učne izzive, ki spodbujajo dijake k aktivnemu raziskovanju, preizkušanju, primerjanju, analiziranju, argumentiranju, 13 0 0 : 4 1 / / / reševanju avtentičnih problemov, izmenjavi izkušenj in povratnih informacij. Ob tem nadgrajujejo znanje ter 520 razvijajo ustvarjalnost, inovativnost, kritično mišljenje in druge prečne veščine. Zato učitelj, kadar je mogoče, 2.9 izvaja projektni, problemski, raziskovalni, eksperimentalni, izkustveni ali praktični pouk in uporablja temu .81 primerne učne metode, pripomočke, gradiva in digitalno tehnologijo. Učitelj upošteva raznolike zmožnosti in potrebe dijakov v okviru notranje diferenciacije in individualizacije pouka ter personalizacije učenja s prilagoditvami, ki obsegajo: » učno okolje z izbiro ustreznih didaktičnih strategij, učnih dejavnosti in oblik; » obsežnost, zahtevnost in kompleksnost učnih ciljev; » raznovrstnost in tempo učenja; » načine izkazovanja znanja, pričakovane rezultate ali dosežke. Učitelj smiselno upošteva načelo diferenciacije in individualizacije tudi pri načrtovanju domačega dela dijakov, ki naj bo osmišljeno in raznoliko, namenjeno utrjevanju znanja in pripravi na nadaljnje učenje. Individualizacija pouka in personalizirano učenje sta pomembna za razvijanje talentov in potencialov nadarjenih dijakov. Še posebej pa sta pomembna za razvoj, uspešno učenje ter enakovredno in aktivno vključenost dijakov s posebnimi vzgojno-izobraževalnimi potrebami, z učnimi težavami, dvojno izjemnih, priseljencev ter dijakov iz manj spodbudnega družinskega okolja. Z individualiziranimi pristopi preko inkluzivne poučevalne prakse učitelj odkriva in zmanjšuje ovire, ki dijakom iz teh skupin onemogočajo optimalno učenje, razvoj in izkazovanje znanja, ter uresničuje v individualiziranih programih in v drugih individualiziranih načrtih načrtovane prilagoditve vzgojno-izobraževalnega procesa za dijake iz specifičnih skupin. SPLOŠNA PRIPOROČILA ZA VREDNOTENJE ZNANJA Vrednotenje znanja razumemo kot ugotavljanje znanja dijakov skozi celoten učni proces, tako pri spremljanju in preverjanju (ugotavljanje predznanja in znanja dijaka na vseh stopnjah učenja), kot tudi pri ocenjevanju znanja. V prvi fazi učitelj kontinuirano spremlja in podpira učenje, preverja znanje vsakega dijaka, mu nudi kakovostne povratne informacije in ob tem ustrezno prilagaja lastno poučevanje. Pred začetkom učnega procesa učitelj najprej aktivira in ugotavlja dijakovo predznanje in ugotovitve uporabi pri načrtovanju pouka. Med učnim procesom sproti preverja doseganje ciljev pouka in standardov znanja ter spremlja in ugotavlja napredek dijaka. V tej fazi učitelj znanja ne ocenjuje, pač pa na osnovi ugotovitev sproti prilagaja in izvaja dejavnosti v podporo in spodbudo učenju (npr. dodatne dejavnosti za utrjevanje znanja, prilagoditve načrtovanih dejavnosti in nalog glede na zmožnosti in potrebe posameznih dijakov ali skupine). Učitelj pripomore k večji kakovosti pouka in učenja, tako da: » sistematično, kontinuirano in načrtno pridobiva informacije o tem, kako dijak dosega učne cilje in usvaja standarde znanja; » ugotavlja in spodbuja razvoj raznolikega znanja – ne le vsebinskega, temveč tudi procesnega (tj. spretnosti in veščin), spremlja in spodbuja pa tudi razvijanje odnosnega znanja; 14 0 0 : 4 1 / / » spodbuja dijaka, da dosega cilje na različnih taksonomskih ravneh oz. izkazuje znanje na različnih ravneh 52/ zahtevnosti; 0 2 . 9 » spodbuja uporabo znanja za reševanje problemov, sklepanje, analiziranje, vrednotenje, argumentiranje 8. 1 itn.; » je naravnan na ugotavljanje napredka in dosežkov, pri čemer razume, da so pomanjkljivosti in napake zlasti priložnosti za nadaljnje učenje; » ugotavlja in analizira dijakovo razumevanje ter odpravlja vzroke za nerazumevanje in napačne predstave; » dijaka spodbuja in ga vključuje v premisleke o namenih učenja in kriterijih uspešnosti, po katerih vrednoti lastno učno uspešnost (samovrednotenje) in uspešnost vrstnikov (vrstniško vrednotenje); » dijaku sproti podaja kakovostne povratne informacije, ki vključujejo usmeritve za nadaljnje učenje. Ko so dejavnosti prve faze (spremljanje in preverjanje znanja) ustrezno izpeljane, sledi druga faza, ocenjevanje znanja. Pri tem učitelj dijaku omogoči, da lahko v čim večji meri izkaže usvojeno znanje. To doseže tako, da ocenjuje znanje na različne načine, ki jih je dijak spoznal v procesu učenja. Pri tem upošteva potrebe dijaka, ki za uspešno učenje in izkazovanje znanja potrebuje prilagoditve. Učitelj lahko ocenjuje samo znanje, ki je v učnem načrtu določeno s standardi znanja. Predmet ocenjevanja znanja niso vsi učni cilji, saj vsak cilj nima z njim povezanega specifičnega standarda znanja. Učitelj ne ocenjuje stališč, vrednot, navad, socialnih in čustvenih veščin ipd., čeprav so te zajete v ciljih učnega načrta in jih učitelj pri dijaku sistematično spodbuja, razvija in v okviru prve faze tudi spremlja. Na podlagi standardov znanja in kriterijev uspešnosti učitelj, tudi v sodelovanju z drugimi učitelji, pripravi kriterije ocenjevanja in opisnike ter jih na ustrezen način predstavi dijaku. Če dijak v procesu učenja razume in uporablja kriterije uspešnosti, bo lažje razumel kriterije ocenjevanja. Ugotovitve o doseganju standardov znanja, ki temeljijo na kriterijih ocenjevanja in opisnikih, se izrazijo v obliki ocene. Učitelj z raznolikimi načini ocenjevanja omogoči izkazovanje raznolikega znanja (védenje, spretnosti, veščine) na različnih ravneh. Zato poleg pisnih preizkusov znanja in ustnih odgovorov ocenjuje izdelke (pisne, likovne, tehnične, praktične in druge za predmet specifične) in izvedbo dejavnosti (govorne, gibalne, umetniške, eksperimentalne, praktične, multimedijske, demonstracije, nastope in druge za predmet specifične), s katerimi dijak izkaže svoje znanje. SPECIALNODIDAKTIČNA PRIPOROČILA PODROČJA/PREDMETA Predmet laboratorijske vaje materiali po zdaj veljavnem predmetniku se izvaja v obsegu: » 2. letnik: 70 ur osnovnega modula Po 2. letniku šola izbere med moduloma gradbeništvo (140 ur) ali lesarstvo (140 ur) glede na prostorske in kadrovske pogoje. 15 0 0 : 4 1 / / » 3. letnik: 70 ur izbranega modula 52/ 0 » .2 4. letnik: 70 ur izbranega modula 9 . 8 1 Pri poučevanju predmeta laboratorijske vaje materiali je ključno, da se vsebine podajajo sistematično, s poudarkom na praktičnih izkušnjah in laboratorijskih vajah, ki dijakom omogočajo razvoj analitičnih in tehniških veščin. Predmetna priporočila vključujejo kombinacijo teoretičnega znanja in praktičnih preizkusov, ki dijakom omogočajo razumevanje fizikalnih, mehanskih in kemičnih lastnosti materialov. Poudarek je na vertikalnem povezovanju znanja, kar pomeni, da se dijaki postopoma seznanjajo z osnovnimi lastnostmi materialov, nato pa napredujejo k analizi vpliva različnih dejavnikov, uporabi sodobnih merilnih tehnik in laboratorijskih postopkov ter praktičnemu preverjanju trajnosti in uporabnosti materialov. Za optimizacijo učnega procesa je smiselno uporabljati sodobne tehnološke pripomočke za preučevanje strukturnih lastnosti materialov. Pri laboratorijskih vajah je pomembno vključiti standardizirane metode testiranja, ki omogočajo ponovljivost meritev in realne primerjave med različnimi materiali. Prav tako je treba poudariti povezavo med eksperimentalnim delom in industrijskimi praksami, kar se lahko doseže z vključevanjem projektnega dela, sodelovanjem s podjetji ter analizo realnih primerov iz industrije. Tistim, ki potrebujejo več podpore, se omogoči več ponovitev osnovnih meritev, medtem ko lahko naprednejši dijaki izvajajo zahtevnejše analize ali uporabljajo kompleksnejšo programsko opremo. Prav tako je treba posebno pozornost nameniti dijakom s posebnimi potrebami, kjer je smiselno prilagoditi način izvajanja laboratorijskih vaj, zagotoviti ustrezne pripomočke ali omogočiti delo v parih oziroma skupinah, kjer si dijaki med seboj pomagajo. Skupni cilji Pomemben cilj predmeta je usposobljenost dijakov za izvajanje laboratorijskih meritev, kjer se naučijo uporabljati merilne instrumente in standardizirane postopke za testiranje lastnosti materialov. Pri tem razvijajo natančnost, analitično razmišljanje in sposobnost interpretacije rezultatov, kar jim omogoča boljše razumevanje uporabe materialov v praksi. Dijaki pridobijo kompetence za pravilno skladiščenje, obdelavo in zaščito materialov. Prav tako razumejo okoljske vidike uporabe lesa, vključno s trajnostnim gospodarjenjem z gozdovi, reciklažo in ekološkimi posledicami rabe lesnih in drugih materialov. V okviru predmeta dijaki razvijajo kritično mišljenje, inovativnost in podjetnost, saj se učijo analizirati lastnosti materialov in izbirati najprimernejše rešitve za konkretne projekte. Uvajanje digitalnih tehnologij, kot so računalniške simulacije in 3D-modeliranje, prispeva k boljšemu razumevanju sodobnih pristopov. Dijaki se naučijo tudi varnega dela z materiali in laboratorijsko opremo, kar vključuje upoštevanje varnostnih predpisov, uporabo osebne varovalne opreme in preprečevanje poškodb pri delu z različnimi vrstami materialov in kemikalij. S tem pridobijo odgovornost za lastno varnost in varnost drugih v delovnem okolju. Splošni cilji predmeta so torej usmerjeni v celostno razumevanje materialov, razvoj tehničnih in eksperimentalnih veščin, krepitev digitalne pismenosti in podjetnosti ter spodbujanje trajnostnega in varnega pristopa pri uporabi materialov v sodobni industriji. 16 0 0 : 4 1 / / / Jezik, državljanstvo, kultura in umetnost 5202. Pri strokovnem predmetu laboratorijske vaje materiali se poleg pravilne uporabe slovenskega jezika uporablja 9.8 tudi specifična terminologija, ki omogoča natančno opisovanje lastnosti, obdelave in uporabe različnih 1 materialov. Osnovni pojmi vključujejo strukturo materialov, kjer so ključni izrazi kristalna rešetka, polimerne verige, amorfna in kristalinična struktura ter mikrostrukturne lastnosti. Pri opisovanju fizikalnih lastnosti materialov se uporabljajo izrazi, kot so gostota, toplotna in električna prevodnost, trdota, odpornost proti obrabi, toplotno raztezanje ter absorpcija vlage. Pri mehanskih lastnostih so pomembni izrazi trdnost, elastičnost, togost, udarna žilavost, tlačna, upogibna, natezna in strižna trdnost. Kemične lastnosti vključujejo korozijsko odpornost, reaktivnost, vsebnost veziv in aditivov ter vpliv kemičnih procesov na stabilnost materiala. Pri kompozitnih materialih se uporabljajo izrazi, kot so matrica, ojačitev, nanomateriali, laminati, polimeri, kovinski in keramični kompoziti. Pri obdelavi in površinski zaščiti materialov je pomembno poznavanje postopkov, kot so galvanizacija, anodno oksidiranje, termična obdelava, premazi, laminacija in impregnacija. Za laboratorijsko delo je pomembno poznavanje izrazov, kot so merilne metode, standardizacija, preskusni vzorci, modul elastičnosti, poroznost in odpornost proti obrabi. Prav tako so v uporabi izrazi, povezani z varnostjo pri delu, kot so osebna varovalna oprema, emisije hlapnih organskih spojin in zaščita pred požarom. Natančno poznavanje terminologije dijakom omogoča učinkovito komunikacijo, razumevanje tehnične dokumentacije in lažje vključevanje v strokovno delo v industriji materialov. Priporočamo ogled objektov s področja materialov in proizvodnih tehnologij, ki spadajo v kulturno (tehniško) dediščino, kot so npr.: rudnik živega srebra, plavži, apnenice, opekarne, lesarski muzej itd. Digitalna kompetentnost Pri predmetu laboratorijske vaje materiali digitalna tehnologija omogoča natančnejšo analizo, simulacijo in spremljanje lastnosti materialov. Dijaki se seznanijo z uporabo računalniških simulacij, digitalnih merilnih naprav in programskih orodij za analizo trdnosti, elastičnosti, toplotne in električne prevodnosti ter kemične odpornosti materialov. Digitalna orodja omogočajo tudi vizualizacijo mikrostrukturnih lastnosti materialov, kar prispeva k boljšemu razumevanju njihove sestave in vedenja. Pomembno je tudi ozaveščanje o varnosti pri digitalnih procesih, kjer se dijaki naučijo pravilne uporabe digitalnih sistemov, varovanja podatkov ter varnega dela s stroji, ki vključujejo avtomatizacijo in CNC- tehnologije. Posebno pozornost moramo nameniti digitalni varnosti. Dijaki pri laboratorijskih vajah uporabljajo osnove digitalne varnosti, vključno s shranjevanjem podatkov, varovanjem gesel in varno uporabo programske opreme. 17 0 0 : 4 1 / / / Trajnostni razvoj 5202. Okoljska ozaveščenost je usmerjena v trajnostno rabo surovin, skrb za učinkovito izrabo virov ter zmanjšanje 9.8 negativnih vplivov na okolje. Dijaki se seznanijo s trajnostnim gospodarjenjem z viri, certificiranjem materialov 1 ter vplivom različnih proizvodnih in predelovalnih postopkov na okolje. Pomemben poudarek je na recikliranju odpadnih materialov, ponovni uporabi surovin, uporabi lokalno pridobljenih materialov in zmanjševanju emisij pri proizvodnji materialov. Dijaki razvijajo zavest o ogljičnem odtisu materialov in možnostih uporabe naravnih materialov. Dijaki naj kritično presojajo vpliv različnih materialov na okolje in življenje ljudi. S tem predmet prispeva k razvoju odgovornega odnosa do naravnih virov ter spodbuja uporabo trajnostnih in okolju prijaznih materialov v sodobni industriji. Zdravje in dobrobit Varnost pri delu je eden ključnih ciljev laboratorijskih vaj, saj dijaki pridobijo znanja o pravilnem ravnanju z različnimi materiali, stroji, orodji in kemikalijami. Poudarek je na uporabi osebne varovalne opreme (zaščitna očala, rokavice, maska, slušalke), varnih delovnih postopkih in upoštevanju protipožarnih ukrepov. Dijaki se seznanijo s pravilnim skladiščenjem materialov, preprečevanjem poškodb pri rokovanju z orodji ter varnostnimi standardi in zakonodajo na področju industrije. Prav tako spoznajo ergonomske principe pri delu, da bi preprečili dolgotrajne obremenitve telesa. Delo organiziramo tako, da je vključeno zadostno število odmorov. Pomembno je tudi dovolj pogosto spreminjanje položaja telesa. Z upoštevanjem varnostnih smernic se zmanjšajo tveganja za nesreče pri delu, hkrati pa dijaki razvijajo odgovornost do sebe in sodelavcev v delovnem okolju. Poleg tega dijaki zaznavajo in prepoznavajo lastno doživljanje in lastno vedenje. Razvijejo osebno prožnost, miselno naravnanost, radovednost, optimizem ter ustvarjalnost. Se spoprijemajo s problemskimi situacijami, ki zahtevajo proaktivno miselno naravnanost. Hkrati pa krepijo odgovornost, avtonomijo in skrb za osebno integriteto. Podjetnost Podjetnost razvijamo s spodbujanjem dijakov k razvoju inovativnosti, samoiniciativnosti in iskanju praktičnih rešitev pri uporabi različnih materialov. Cilj je, da se naučijo prepoznati kakovostne in ekonomsko sprejemljive surovine, optimizirati proizvodne procese ter razviti trajnostne in tržno zanimive izdelke. Poudarek je tudi na ekoloških in trajnostnih poslovnih modelih, kjer pridobijo vpogled v certificiranje, krožno gospodarstvo in pomen okoljske odgovornosti pri uporabi materialov. S tem predmetom krepijo kritično mišljenje, odgovornost in podjetniški pristop, kar pripomore k njihovi boljši zaposljivosti in uspehu v različnih industrijskih panogah. 18 0 0 : 4 1 / / / Didaktični modeli in strategije 5202. Uporabljajo se različni didaktični modeli in strategije, ki omogočajo povezovanje teorije s praktičnimi 9.8 izkušnjami. Ključni pristop je problemsko učenje, kjer dijaki raziskujejo lastnosti materialov skozi 1 eksperimentalno delo in analizo rezultatov. Izkustveno učenje se izvaja prek laboratorijskih vaj, kjer dijaki praktično preizkušajo fizikalne in mehanske lastnosti materialov. Preverjanje in ocenjevanje Pri predmetu laboratorijske vaje materiali je priporočljivo kombinirati različne načine preverjanja in ocenjevanja znanja, da se celovito ocenijo teoretične osnove, praktične spretnosti in sposobnost uporabe znanja v realnih situacijah. Preverjanje in ocenjevanje znanja ne smeta temeljiti zgolj na teoretičnih testih, temveč morata vključevati tudi praktične preizkuse, analizo rezultatov laboratorijskih vaj in sposobnost interpretacije podatkov. Ocenjevanje naj bo sestavljeno iz več parametrov, kot so natančnost izvedbe laboratorijskih meritev, razumevanje postopkov, pravilna uporaba merilne opreme, analitične sposobnosti in sposobnost povezovanja teorije s prakso. Ocenjevanje znanja temelji na več kriterijih, kot so razumevanje strokovnih pojmov, pravilna uporaba tehnologij in postopkov, samostojnost pri delu ter sposobnost analize in reševanja problemov. Pri laboratorijskih vajah se upošteva izvedba naloge, upoštevanje varnostnih pravil, interpretacija podatkov in kakovost izdelanega poročila. Pri veščinah dijak zna izvesti laboratorijske teste, analizirati rezultate meritev in jih ustrezno interpretirati. Obvlada pravilno uporabo merilnih naprav in eksperimentalnih metod, s čimer preverja kakovost materialov ter ugotavlja njihove optimalne možnosti uporabe. Prav tako zna uporabljati digitalna orodja za načrtovanje, beleženje podatkov in predstavitev ugotovitev. Na področju spretnosti se kaže dijakova natančnost, odgovornost in sposobnost reševanja problemov pri praktičnem delu. Razvija sposobnost timske komunikacije, samostojno izvaja laboratorijske postopke ter obvlada varno delo s snovmi, orodji in napravami. Njegova spretnost se odraža tudi v sposobnosti kritičnega vrednotenja materialov in iskanju optimalnih rešitev za njihovo uporabo v praksi. Ocenjevanje temelji na jasnih kriterijih, povezanih s standardi znanja in v skladu z veljavnim pravilnikom o ocenjevanju znanja. Priporočene tehnologije Pri laboratorijskih vajah je priporočljivo uporabljati sodobne tehnologije in tehnike, ki omogočajo natančno preučevanje lastnosti različnih materialov, izboljšujejo kakovost poučevanja ter omogočajo praktično izkušnjo dijakov. • Merilne naprave in instrumenti: npr. vlagomeri in merilci gostote, naprave za preizkušanje trdnosti ter mikroskopi za analizo strukture materialov. 19 0 0 : 4 1 / / / • Digitalna orodja in programska oprema: uporaba CAD-programov za načrtovanje, analitičnih programov za 520 obdelavo meritev in simulacijskih orodij za testiranje mehanskih lastnosti materialov.2.9.8 • CNC-tehnologija: omogoča natančno obdelavo materialov in testiranje različnih načinov rezanja, vrtanja ter 1 oblikovanja. • 3D-tiskanje in lasersko graviranje: za izdelavo prototipov in preizkušanje novih kompozitnih materialov. • Senzorji in pametne naprave: za spremljanje temperature, vlage in drugih vplivov na materiale ter njihovo kakovost. Medpredmetno povezovanje Predmet laboratorijske vaje materiali je podpora predmetu materiali in omogoča široke medpredmetne povezave, saj zajema naravoslovna, tehniška, ekonomska in trajnostna znanja, ki so pomembna za razumevanje lastnosti, uporabe in obdelave različnih materialov. Priporočene medpredmetne povezave področij: Kemija – razumevanje kemične sestave materialov, vplivov kemijskih sredstev (lepila, premazi, zaščitni nanosi) in procesov, kot so oksidacija, korozija ter razgradnja materialov. Fizika – povezava s preučevanjem mehanskih lastnosti materialov (trdnost, elastičnost, upogib, tlačna trdnost) ter vplivov vlage, temperature in gostote na različne materiale. Matematika – uporaba matematičnih izračunov pri določanju gostote, volumna, teže, deleža vlage v materialih, optimizaciji porabe surovin in obdelavi merilnih podatkov. Informatika – uporaba digitalnih orodij za modeliranje (CAD-programi), beleženje rezultatov meritev, izdelavo poročil in grafično predstavitev podatkov. Tehniško risanje in uporaba računalnika – uporaba načrtov in skic pri delu z materiali, branje tehniške dokumentacije in uporaba programske opreme za tehniško risanje. Biologija – vpliv pridobivanja in uporabe materialov na okolje, trajnostna raba surovin, recikliranje materialov in razvoj ekoloških alternativ. Podjetništvo in ekonomika – analiza stroškov materialov, kalkulacije cen, ekonomski vidiki trajnostne proizvodnje ter vloga inovacij in razvoja novih materialov v industriji. S takšnimi medpredmetnimi povezavami dijaki razvijajo celovito razumevanje materialov, izboljšujejo analitične in tehniške spretnosti ter se bolje pripravljajo na izzive v poklicnem in strokovnem okolju. Učitelj se pri laboratorijskih vajah materiali že v fazi planiranja letne priprave povezuje z drugimi aktivi (biologija, kemija, stroka idr.) ter skupaj načrtuje ustrezen razpored vsebin, ki se bodo obravnavale pri predmetu in se logično navezovale na vsebine preostalih predmetov. Smiselno je tudi večpredmetno načrtovanje strokovnih ekskurzij, kjer so dijaki najbolj neposredno soočeni z uporabo medpredmetnega povezovanja v praksi. 20 0 0 : 4 1 / / / Ekskurzije 5202. Ekskurzije pri predmetu laboratorijske vaje materiali dijakom omogočajo poglabljanje znanja skozi praktične 9.8 delavnice, oglede podjetij in projekte, ki povezujejo teorijo s prakso.1 Učitelj v letni pripravi načrtuje strokovne ekskurzije za dodatno popestritev in razjasnitev ter razumevanje tem materialov. Primeri ekskurzij: obisk lesarskega inštituta , betonarne, keramične proizvodnje, steklarne, laboratorijev za umetne mase, reciklažnega centra ipd. Na teh ekskurzijah dijaki pridobijo veliko strokovnih znanj in veščin, ki jim prikažejo celostno podobo že znane teme iz pouka predmeta materiali. Hkrati pa se srečajo tudi z novimi znanji in izzivi. Ekskurzije dijakom omogočajo izkušnje iz realnega delovnega okolja, razvijajo analitične in praktične spretnosti ter krepijo interdisciplinarno povezovanje znanj v stroki. Prilagoditve za dijake s primanjkljaji na določenem področju Pri oblikovanju prilagoditev se upoštevata ustrezna zakonodaja in posameznikova odločba. Pri uporabi slikovnega in AV-gradiva ustrezno prilagodimo prikaz tako, da ustreza razumevanju in vizualnim ali drugim zaznavnim potrebam dijakov. Omogočimo uporabo posebnih pripomočkov (npr. posebni geotrikotniki, povečevalne leče, prilagojeni svinčniki, barvni papir), če učenec to potrebuje zaradi omejitev vida ali motorike. Po potrebi prilagodimo npr. obliko preizkusov znanja, velikost črk, podaljšan čas pri ocenjevanju, razdelitev vsebin v manjše učne enote, dodatno razlaga ključnih pojmov itd. Pri oblikovanju prilagoditev se posvetujemo s strokovnimi delavci (specialni in rehabilitacijski pedagogi, logopedi idr.) o najustreznejših oblikah podpore in prilagoditev. 21 TEME, CILJI, STANDARDI ZNANJA 0 0 : 4 1 / / / OSNOVNI MODUL (OM): 5202.9.81 SPLOŠNE VSEBINE OBVEZNO OPIS TEME Pri vajah se obravnavajo teme, pomembne za splošno znanje o materialih. Dijaki utrdijo znanje o zgradbi materialov, o preiskavah mikrostruktur ter vplivih deformacije (pri kovinah) in toplotno aktiviranih procesov na razvoj mikrostruktur in s tem na lastnosti materialov. Temeljni cilj tega poglavja je pri dijakih utrditi zavedanje, da so lastnosti materialov neločljivo povezane z zgradbo, ki nam jo razkrijejo preiskave mikrostruktur, in da so različne mikrostrukture posledica ne le določenih kemijskih sestav materialov, ampak v veliki meri tudi posledica različnih termomehanskih zgodovin materialov. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Vaje, ki se navezujejo na splošna poglavja, naj se izvedejo pred drugimi vajami. KRISTALNA IN AMORFNA ZGRADBA MATERIALOV CILJI Dijak: O: s pomočjo modelov obnovi geometrijsko predstavo o kristalni mreži in osnovni celici kristalnih mrež ter se nauči, kaj so mrežno mesto, intersticija in praznina. STANDARDI ZNANJA Dijak: » na modelih pokaže mrežna mesta, intersticije in praznine. TERMINI ◦ amorfna zgradba (struktura) ◦ kristalna mreža ◦ osnovna celica ◦ intersticija ◦ vrzel ◦ praznina ◦ kristalna striktura (zgradba) 23 0 0 : 4 1 / / REALNA ZGRADBA MATERIALOV, MIKROSTRUKTURA / 5 0 MATERIALOV 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: utrdi pomen pojmov struktura in mikrostruktura materialov; O: razširi poznavanje napak v kristalni mreži in jih usvoji kot elemente mikrostrukture; O: se seznani z delovanjem metalografskega svetlobnega mikroskopa (opis in demonstracija uporabe mikroskopa); I: spozna osnovna pravila odvzema in priprave metalografskega vzorca in ga opazuje z mikroskopom. STANDARDI ZNANJA Dijak: » razlikuje med strukturo (kristalno zgradbo) in mikrostrukturo materialov ter našteje osnovne elemente mikrostrukture; » iz kroglic izdela modele, ki vsebujejo praznino, vrinjen (intersticijski) atom in substitucijski atom; » našteje osnovna pravila in postopke za odvzem ter pripravo metalografskih vzorcev; » opiše razliko med presevnim in metalografskim mikroskopom. TERMINI ◦ mikrostruktura ◦ metalografska priprava vzorca ◦ svetlobni (optični) mikroskop ◦ presevni mikroskop ◦ metalografski mikroskop ◦ elektronski mikroskop DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Obisk institucije, ki ima metalografski laboratorij, ogled priprave vzorcev in mikroskopov (svetlobni mikroskop, elektronski mikroskop). Če je na voljo metalografski mikroskop, naj se pri vajah uporabi za opazovanje mikrostruktur. Za izdelavo modelov se uporabi plastičen material (glina, modelirna masa, lesene paličice). 24 0 0 : 4 1 / / DIFUZIJA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: opredeli difuzijski par, koncentracijski gradient, difuzijski tok; O: razlikuje in razloži pojma substitucijska in intersticijska difuzija; I: opazujejo gibanje atomov v kristalni mreži s pomočjo računalniškega modela (simulacije). STANDARDI ZNANJA Dijak: našteje difuzijski par, koncentracijski gradient, difuzijski tok in jih pojasni. TERMINI ◦ difuzijski par ◦ difuzijski tok ◦ koncentracijski gradient DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijaki izvedejo eksperiment, ki pojasni vpliv temperature na difuzijo. Npr. opazujejo hitrost difuzije kapljice črnila v hladni vodi in v vroči vodi. 25 0 0 : 4 1 / / FAZNE TRANSFORMACIJE / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: usvoji, da taljenje, strjevanje, raztapljanje in izločanje iz raztopine prištevamo med fazne transformacije; I: s pomočjo faznega diagrama in termične analize (krivulja temperatura-čas) oceni kemično sestavo zlitine; I: se seznani z metodo termične analize in razloži povezanost krivulj s faznim diagramom; I: spozna, kako se s faznim diagramom ugotovi agregatno stanje zlitine znane sestave pri podani temperaturi. STANDARDI ZNANJA Dijak: » razloži procese taljenja, strjevanja, raztapljanja in izločanja iz raztopine kot fazne transformacije, ki temeljijo na difuziji. TERMINI ◦ komponenta ◦ faza ◦ fazna transformacija ◦ termična analiza DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Eksperiment 1: Pripravi ali kupi se približno evtektična zlitina, npr. Pb-Sn (približno 60 % Sn, tališče približno 180°C) ali Sn-Zn (približno 9 % Zn, tališče približno 200°C; kupi se kot palice za lotanje). Med ohlajanjem se meri temperatura v odvisnosti od časa (termoelement tip K, samo žice). S pomočjo krivulje temperatura-čas ugotovi približno temperaturo strjevanja zlitine. Eksperiment 2: Pripravi se nasičena raztopina kuhinjske soli v vreli vodi. Med ohlajanjem se opazuje izločanje soli iz raztopine. 26 0 0 : 4 1 / / DEFORMACIJA MATERIALOV / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: utrdi pojma elastična in plastična deformacija; O: uvidi, da plastična deformacija kovin sledi predhodni elastični deformaciji, ki ostane reverzibilna kljub plastični deformaciji; I: spozna povezavo plastične deformacijo kovinskih materialov z drsenjem dislokacij; I: uvidi povezavo deformacijskega utrjanja z naraščanjem gostote dislokacij pri hladni deformaciji. STANDARDI ZNANJA Dijak: » pojasni, da plastična deformacija kovin sledi predhodni elastični deformaciji, ki ostane reverzibilna kljub plastični deformaciji; » razloži, da je hladna deformacija eden od načinov utrjanja duktilnih kovinskih materialov. TERMINI ◦ deformacijsko utrjanje DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Eksperiment 1: Upogibanje pločevine ali žice: najprej pokažemo samo elastično deformacijo, nato deformacijo povečamo, da pride do plastične deformacije, in opozorimo na delno zmanjšanje deformacije med razbremenjevanjem. Najlažje se to demonstrira, če je en konec preizkušanca vpet v primež ali položen na dve podpori, podobno kot pri upogibnem preizkusu. Eksperiment 2: Utrjanje duktilne žice z večkratnim upogibanjem do preloma. 27 0 0 : 4 1 / / KOVINSKI MATERIALI PRI VISOKIH TEMPERATURAH / 5 0 IN TOPLOTNE OBDELAVE 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: obnovi osnovno znanje o učinkih najpogostejših toplotnih obdelav (mehko žarjenje, normaliziranje, kaljenje, popuščanje, rekristalizacija); I: uvidi, da so spremembe lastnosti pri toplotnih obdelavah posledica omogočanja ali zaviranja difuzije. STANDARDI ZNANJA Dijak: » razloži, kako lahko zmanjšamo ali odpravimo posledice deformacijskega utrjanja; » pojasni, da se pojavijo spremembe lastnosti pri toplotnih obdelavah povezane z difuzijo ali s preprečevanjem difuzije med ohlajanjem (pri kaljenju); » razlikuje kaljive in nekaljive materiale. TERMINI ◦ mehko žarjenje ◦ normaliziranje ◦ rekristalizacija ◦ kaljenje ◦ popuščanje ◦ poboljšanje DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Eksperiment 1: Rekristaliziramo deformacijsko utrjeno bakreno žico (npr. bakreno inštalacijsko žico prereza 4 ali 6 mm2. Če nimamo žarilne peči, lahko rekristalizacijo izvedemo tudi s pomočjo plinskega gorilnika (spajkalnika) na kartuše. Rekristalizirano žico nato z upogibanjem ponovno deformacijsko utrdimo. Po nekaj upogibih bo utrjanje že dobro opazno. Za vsakega dijaka pripravimo približno 15 cm dolg kos nove in enako dolg kos rekristalizirane žice. Eksperiment 2: Žica iz jekla za poboljšanje (npr. žica iz C45, ali C50, premer 3–4 mm): en kos kalimo v hladni vodi, drugega ohladimo skupaj s pečjo, tretjega pustimo v izhodiščnem stanju. Pri vajah primerjamo lastnosti z upogibanjem (potrebno silo, duktilnost oz. krhkost). Upoštevamo varnostne ukrepe za preprečevanje poškodb (opekline, vreznine na ostrih robovih, frčanje drobcev pri prelomu kaljenega preizkušanca). 28 0 0 : 4 1 / / OM: KOVINE IN ZLITINE / 5 2 0 2 . 9 . 8 OBVEZNO 1 OPIS TEME Pri vajah se obravnavajo teme, pomembne za splošno znanje o kovinah. Dijaki utrdijo znanje o čistih kovinah, zlitinah, barvnih kovinah. Temeljni cilj te teme je, da se spoznajo mehanske in fizikalne lastnosti, toplotne obdelave jekel. Na primerih ločijo med seboj čisto kovino, jeklo, lito železo, litino ter barvno kovino. Spoznajo pojem in uporabo konstrukcijskih in orodnih jekel ter definirajo možnosti uporabe barvnih kovin in neželeznih zlitin v gradbeništvu. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj poskrbi, da dijaki iz primerjalnih tabel sami določijo osnovne lastnosti za kovine in zlitine, da naštejejo vplive toplotnih obdelav na jekla s pomočjo videoposnetka. Na podlagi laboratorijskih vzorcev in literature opredelijo vrsto kovine in ločijo barvne kovine od neželeznih zlitin. KOVINE IN ZLITINE TER NJIHOVE SPLOŠNE ZNAČILNOSTI CILJI Dijak: O: obnovi pojma kovina in zlitina; O: utrdi splošne značilnosti kovin in zlitin. STANDARDI ZNANJA Dijak: » našteje in prepozna črne in barvne kovine ter razlikuje čiste kovine od zlitin na osnovi zbirke laboratorijskih vzorcev; » opiše najpomembnejše mehanske in fizikalne lastnosti kovin ter opiše splošne značilnosti zlitin. 29 0 0 : 4 1 / / DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV / 5 2 0 S pomočjo tabele dijaki spoznajo osnovne primerjalne lastnosti kovina-zlitina: (baker-med, baker-bron), .2 9 različna jekla (mehko, nerjavno, manganovo). 8. 1 Prepoznajo baker, cink, železo, nerjaveče jeklo v laboratorijski zbirki kovin. 30 0 0 : 4 1 / / JEKLO, LITO ŽELEZO IN JEKLENA LITINA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: utrdi znanje o železu, jeklu, litinah in litem železu; O: obnovi znanje o skupinah jekel, njihovih značilnostih in uporabi. STANDARDI ZNANJA Dijak: » na osnovi pridobljenih eksperimentalnih podatkov nateznega preizkusa jeklenega preizkušanca izdela analizo in poročilo diagrama za odnos med napetostmi ter deformacijami; » razlikuje železo, jeklo in jekleno litino ter lito železo na osnovi laboratorijske zbirke vzorcev materialov; » navede možnosti uporabe jekel in litega železa. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Za pridobitev podatkov nateznega preizkusa lahko dijaki obiščejo laboratorij za preiskavo materialov ali pa uporabijo obstoječe podatke iz literature in si ogledajo videoposnetek nateznega preizkusa. 31 0 0 : 4 1 / / OM: POLIMERI / 5 2 0 2 . 9 . 8 OBVEZNO 1 OPIS TEME Pri vajah naj se najprej utrdijo osnovne definicije, razvrstitve in značilnosti polimerov. Poudarijo se uporabne kratice posameznih vrst polimerov in njihova uporaba. Poudariti moramo tudi delitev na sintetične in naravne polimere ter učence seznaniti z raznovrstnostjo vezav posameznih monomerov kot tudi z makroskopsko in mikroskopsko značilnostjo strukture lesa. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj poskrbi, da dijaki prepoznajo osnovne predstavnike sintetičnih polimerov, ki se nahajajo v laboratoriju, in primerjajo videz, gostoto ter mehanske lastnosti osnovnih polimerov. Pazljivo izvedejo še test korozijske odpornosti z določenimi reagenti in izdelajo skupno primerjalno tabelo. Prav tako pa naj se izdela še primerjalna tabela za različne kose lesa na osnovi mikroskopskega opazovanja. DEFINICIJA, RAZVRSTITEV IN OSNOVNE ZNAČILNOSTI POLIMEROV CILJI Dijak: O: usvoji definicijo monomera, polimera in polireakcije; O: utrdi osnovno delitev polimerov, njihove osnovne značilnosti in uporabo. STANDARDI ZNANJA Dijak: » razume, da se polimeri delijo na sintetične in naravne; » našteje in opiše razvrstitev polimerov na termoplaste, duroplaste, elastomere ter navede njihove temeljne značilnosti; » zna našteti področja uporabe najbolj znanih predstavnikov (PE, PP, PVC, PS, PA) in jih primerja po lastnostih. 32 0 0 : 4 1 / / DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV / 5 2 0 Dijaki prepoznajo osnovne predstavnike sintetičnih polimerov, ki se nahajajo v laboratoriju in v učilnici. .2 9 . 8 1 Izdelajo primerjalno tabelo med lastnostmi le-teh in jo vključijo v seminarsko nalogo. 33 0 0 : 4 1 / / NARAVNI POLIMERI (LES) / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna makroskopske in mikroskopske značilnosti lesa ter razlike med posameznimi vrstami. STANDARDI ZNANJA Dijak: opiše razlike med izbranimi vrstami lesa iz šolske zbirke in njihovo uporabnost. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijaki z lupo in mikroskopom opazujejo les in prepoznajo letnice, srčiko, branike, traheide in druge značilnosti. 34 0 0 : 4 1 / / PRIMERJAVA POLIMEROV Z DRUGIMI SKUPINAMI / 5 0 MATERIALOV 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: se seznani s primerjavo polimerov z drugimi skupinami materialov, tudi z vidika vpliva na okolje. (2.1.3.1) STANDARDI ZNANJA Dijak: » primerja polimere z drugimi materiali ter ugotovi podobnosti in razlike. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijaki naj primerjajo naj naslednje lastnosti osnovnih polimerov: videz, gostoto, možnost reciklaže, izolacijske lastnosti, korozijska obstojnost, temperaturna obstojnost, obremenitev okolja ter ugotovijo njihove podobnosti z izdelavo seminarske naloge. 35 0 0 : 4 1 / / OM: ANORGANSKI / 5 2 0 2 NEKOVINSKI MATERIALI . 9 . 8 1 OBVEZNO OPIS TEME Na vajah na temo anorganskih nekovinskih materialov je treba poseben poudarek nameniti delitvi in navedbi tovrstnih materialov. Dijaki utrdijo znanje s področja gradbene keramike, stekla, betona in naravnega kamna. Za vsakega od naštetih materialov je treba definirati osnovne surovine in proizvodne oz. obdelovalne procese ter našteti primere uporabe v praksi. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Dijakom se predstavijo fizični vzorci materialov oz. izdelkov (opeka normalnega formata, steklen kozarec, šipa, zbirka kamnin itd.). Prav tako lahko učitelj pokaže video posnetke proizvodnih in obdelovalnih procesov izdelave keramičnih, steklenih, kamnitih ali betonskih izdelkov. DELITEV ANORGANSKIH NEKOVINSKIH MATERIALOV CILJI Dijak: O: spozna delitev anorganskih nekovinskih materialov in njihove tipične mehanske ter fizikalne lastnosti. STANDARDI ZNANJA Dijak: » na podlagi vzorcev in literature opredeli vrsto anorganskega nekovinskega materiala (keramika, beton, steklo, naravni kamen); » našteje najpogostejše primere uporabe anorganskih nekovinskih materialov. 36 0 0 : 4 1 / / DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV / 5 2 0 Dijaki s pomočjo literature in zbirke anorganskih nekovinskih materialov izdelajo tabelo z navedbo izbranih .2 9 mehanskih in fizikalnih lastnosti obravnavanih materialov. 8. 1 37 0 0 : 4 1 / / KLASIČNA IN SODOBNA KERAMIKA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: usvoji definicijo in osnovne surovine za izdelavo gradbene keramike. STANDARDI ZNANJA Dijak: » našteje osnovne surovine, opiše proizvodnji postopek izdelave klasične gradbene keramike in zna navesti primere uporabe v gradbeništvu. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijaki v svojem okolju poiščejo in izdelajo lastno zbirko keramičnih izdelkov in materialov ter jih v seminarski nalogi opišejo in dokumentirajo. 38 0 0 : 4 1 / / STEKLO / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna osnovne surovine in postopke za izdelavo običajnega stekla; O: spozna vrste steklenih izdelkov. STANDARDI ZNANJA Dijak: » definira osnovne surovine za izdelavo steklenih izdelkov; » loči navadno in kaljeno plosko steklo, lamelirano steklo ter steklena vlakna s pomočjo fizičnih vzorcev steklenih izdelkov; » s pomočjo spleta določi osnovne mehanske lastnosti obravnavanih steklenih izdelkov. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijaki si ogledajo zbirko steklenih izdelkov (šipa, lamelirana šipa, steklena vlakna, steklena volna itd.). Na videoposnetku na spletu si ogledajo postopek izdelave ploskega stekla (floatacijski postopek). 39 0 0 : 4 1 / / NARAVNI KAMEN / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: utrdi poznavanje in ločevanje osnovnih vrst kamnin glede na izvor in njihove lastnosti. STANDARDI ZNANJA Dijak: » loči vrste kamnin glede na izvor in opredeli lastnosti; » samostojno izdela izdelek iz kamnine lojevca. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Obdelava kamna: izdelava lastnega izdelka iz lojevca (stojalo za pisala, svečnik ipd.). 40 0 0 : 4 1 / / OM: VEZIVA / 5 2 0 2 . 9 . 8 OBVEZNO 1 OPIS TEME Pri vajah naj dijaki najprej utrdijo osnovno delitev veziv. Za posamezno vrsto veziv naštejejo glavne predstavnike in osnovne lastnosti le-teh ter njihovo uporabo. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj poskrbi, da dijaki prepoznajo in ločijo med seboj osnovne predstavnike veziv. V laboratoriju prepoznajo glino, sadro, izdelamo mavec ter v delavnici prikažemo več vrst cementov. Dijaki primerjajo videz, barvo, gostoto ter se zavedajo, da je sadra zelo pomembna ne samo v gradbeništvu (proizvodnja cementa, mavca), marveč tudi v poljedelstvu, živilski industriji, medicini. Poleg zračnih in hidravličnih veziv pa si učenci ogledajo še film na spletnih straneh, ki prikazuje asfaltiranje ceste (lahko tudi ogled na delovišču). OSNOVNA DELITEV VEZIV CILJI Dijak: O: se seznani z osnovno delitvijo veziv. STANDARDI ZNANJA Dijak: » na osnovi vzorcev razlikuje zračna, hidravlična in ogljikovodikova veziva. 41 0 0 : 4 1 / / MINERALNA IN OGLJIKOVODIKOVA VEZIVA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: se seznani z različnimi vezivi. STANDARDI ZNANJA Dijak: » definira različne vrste veziv, našteje glavne predstavnike veziv in njihove osnovne lastnosti. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Fizična predstavitev gline in izdelava malte, mavca, betona v delavnicah. Ogled mešanic organskih veziv na spletnih posnetkih (razredčena veziva, emulzije, dodatki, prevleke, obloge). Priporočamo tudi ogled asfaltiranja ceste v bližnji okolici šole. 42 0 0 : 4 1 / / OM: BETON / 5 2 0 2 . 9 . 8 OBVEZNO 1 OPIS TEME Beton in malta sta osnovna gradbena materiala, ki se že stoletja uporabljata pri gradnji različnih objektov. Beton, ki je sestavljen iz cementa, vode, agregatov in dodatkov, je znan po svoji trdnosti in vsestranski uporabi v gradbeništvu. Malte, ki vsebujejo veziva, agregate in vodo, se uporabljajo za vezavo gradbenih elementov, polnjenje vrzeli in zaščito površin. Laboratorijske vaje na temo betona in malte se osredotočajo na raziskovanje njune sestave, priprave in lastnosti s ciljem razumeti, kako različni dejavniki vplivajo na njuno trdnost, obstojnost in učinkovitost. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Učitelj mora dijakom zagotoviti temeljno razumevanje glavnih komponent betona in malt ter kako različna razmerja teh sestavin vplivajo na končne lastnosti materialov. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Ogled betonarne in pripadajočih laboratorijev. Po navodilih učitelja dijaki določijo in izračunajo potrebne količine komponent betona za predpisano kvaliteto betona. BETON CILJI Dijak: O: ponovi sestavo, lastnosti in vrste betona ter betonskih izdelkov. STANDARDI ZNANJA Dijak: » definira in našteje osnovne komponente betona ter opiše vpliv deležev sestavin na lastnosti betona; » našteje vrste betona in tipične betonske izdelke ter pojasni določitev tlačne trdnosti betona. 43 0 0 : 4 1 / / DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV / 5 2 0 Ogled bližnje betonarne ali ogled videoposnetka procesa izdelave betona. .2 9 . 8 1 44 0 0 : 4 1 / / OM: KOMPOZITI / 5 2 0 2 . 9 . 8 OBVEZNO 1 OPIS TEME Sodobni umetni kompoziti so izjemno zmogljivi ortotropni materiali, katerim lahko mehanske lastnosti tudi načrtujemo za določeno smer obremenitve in namen uporabe. Laboratorijske vaje na temo kompozitov se osredotočajo na raziskovanje sestave možnosti izbire matrice in ojačitvenih vlaken ter razmerij med njimi. Končni cilj je, da dijaki razumejo glavne prednosti in pomanjkljivosti kompozitnih materialov v primerjavi s konvencionalnimi konstrukcijskimi materiali in kako se ti materiali obnašajo pod mehansko obremenitvijo ter temperaturnimi razlikami. Ker se pri nas kompozitni materiali večinoma uporabljajo za namene potresnih ojačitev ali dodatne ojačitve armiranobetonskih elementov v obliki tankih trakov, obremenjenih v nategu, je še posebej pomembno, da se dijakom predstavi možen nivo natezne trdnosti kompozitov. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Poseben poudarek je treba nameniti na možnosti izdelave laminatov in načrtovanja mehanskih lastnosti kompozitov. Dijakom je treba predstaviti tudi možnosti uporabe kompozitnih materialov in primere uporabe iz prakse. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj lahko svojo učno uro obogati s spletnimi ogledi filmov proizvodnje in testiranja kompozitnih materialov. Med šolsko uro lahko tudi pokaže vzorec ojačitvene kompozitne lamele, kjer je polimerna matrica ojačana s steklenimi ali ogljikovimi vlakni. KOMPOZITI CILJI Dijak: O: spozna sestavo umetnih kompozitov (matrica, armirna vlakna, aditivi, polnila); O: usvoji prednosti in pomanjkljivosti kompozitnih materialov v primerjavi s konvencionalnimi konstrukcijskimi materiali ter navede tipične primere uporabe; I: usvoji osnovne mehanske lastnosti kompozitov. 45 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 našteje in opiše vrste matric ter armirnih vlaken; » definira glavne prednosti in pomanjkljivosti kompozitnih materialov v primerjavi s konvencionalnimi materiali ter našteje tipične primere uporabe; » definira razrede nosilnosti kompozitov v tlaku in nategu. TERMINI ◦ matrica ◦ ogljikova vlakna ◦ aramidna vlakna DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Ogled videoposnetka izdelave kompozitov za konstrukcijske namene (krila vetrnih turbin, ojačitvenih trakov, lahkih nosilcev) in primerov uporabe. Izdelava preglednice z osnovnimi mehanskimi lastnostmi kjer se kompozit (armiran s steklenimi, ogljikovimi in aramidnimi vlakni) primerja z jeklom, lesom in betonom. Na vajah se lahko pokaže vzorec kompozita, armiranega z ogljikovimi in steklenimi vlakni. 46 0 0 : 4 1 / / OM: PROPADANJE IN ZAŠČITA / 5 2 0 2 MATERIALOV . 9 . 8 1 OBVEZNO OPIS TEME Dijaki utrdijo znanje o različnih načinih propadanja materialov (različne vrste korozije, nabrekanje, raztapljanje itd., pri naravnih polimernih materialih pa tudi trohnenje, ali delovanje škodljivcev), načinih preprečevanja propadanja oz. zaščite pred propadanjem in o pomenu obratovalnemu okolju ustrezne izbire materialov. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Pri dijakih je treba ustvariti zavest, da propadanje materialov povečuje potrebe po nadomestitvi starih z novimi izdelki, s tem pa povečuje stroške uporabnika in potrebe po proizvodnji novih materialov. PROPADANJE IN ZAŠČITA MATERIALOV CILJI Dijak: O: utrdi poznavanje različnih vrst propadanja materialov in možnosti zaščite materialov. STANDARDI ZNANJA Dijak: » prepozna vrste propadanja, ki so delovale na preizkušance v izvedenih poskusih; » razloži, da se je propadanju materiala mogoče izogniti z tudi z izbiro obratovalnemu okolju ustreznega materiala. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Eksperiment 1: Potrebujemo tri epruvete. V vsako vstavimo kos svetlo vlečene jeklene žice ali navaden jeklen žebelj. V eno epruveto nalijemo slano vodo, v drugo solno kislino, v tretjo destilirano vodo, prek destilirane vode pa še malo olja, ki prepreči dostop zraka do vode. Opazujemo hitrost korozije. 47 0 0 : 4 1 / / / Preizkušance pred preizkusom razmastimo in po potrebi očistimo do kovinskega sijaja. 5202. Eksperiment 2: Enak poskus naredimo tudi z nerjavnim jeklom (kakovost A2 = AISI 304 = 1.4301), npr. z vijaki, 9.8 maticami ali podložkami in s kislinsko odpornim nerjavnim jeklom kakovosti A4 (= AISI 316 = 1.4401).1 Eksperiment 3: Visokotemperaturna korozija. Opazujemo spremembo barve površine hladno vlečene jeklene ali bakrene žice, ki smo jo segreli do rdečega žara (v peči ali s plinskim spajkalnikom). Eksperiment 4: Opazovanje in primerjava potopljenega z delno potopljenim lesenim elementom v vodi. Eksperiment 5: Po možnosti se izvede proces testiranja, kako se biološki materiali razgrajujejo v različnih okoljskih pogojih (npr. vlaga, toplota, prisotnost mikroorganizmov). 48 0 0 : 4 1 / / OM: RECIKLIRANJE IN / 5 2 0 2 PONOVNA UPORABA . 9 . 8 1 OBVEZNO OPIS TEME Recikliranje materialov in ponovna uporaba sta ključna za zmanjšanje porabe naravnih virov in zmanjšanje vpliva na okolje. Dijaki spoznajo osnovne tehnike recikliranja in se naučijo, kako se materiali ločujejo, predelujejo in ponovno uporabljajo v novih proizvodih. Pri recikliranju in ponovni uporabi so poseben izziv biološko razgradljivi materiali, ki potrebujejo posebne pogoje za izvedbo teh postopkov. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo recikliranja je pomembno, da učitelj poudari pomen celovitega pristopa k ravnanju z odpadki in trajnostnim praksam. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Recikliranje materialov, ponovna uporaba in biološka razgradnja so interdisciplinarne teme. Učitelj naj dijakom predoči čim več konkretnih primerov in materialov z namenom, da bodo dijaki lažje prenesli spoznanja laboratorijskih vaj v vsakdanje življenje. RECIKLIRANJE IN PONOVNA UPORABA CILJI Dijak: O: identificira materiale, ki se najpogosteje reciklirajo in ponovno uporabijo; O: seznani se s praktičnimi postopki ločevanja materialov in s tehnologijami za predelavo ter ponovno uporabo. (2.2.3.1) 49 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 prepozna materiale, ki jih zbiramo in ločujemo v vsakdanjem življenju. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijake se vključi v diskusijo o realnih primerih recikliranja, kot so programi ločevanja odpadkov v mestih, recikliranje elektronskih odpadkov ali gradbenih materialov. 50 0 0 : 4 1 / / GRADBENIŠKI MODUL (GRA): / 5 2 0 2 KLASIFIKACIJA GRADBENIH . 9 . 8 1 MATERIALOV IZBIRNO OPIS TEME Klasifikacija oz. sistemizacija gradbenih materialov predstavlja nekakšno ureditev oz. razvrstitev materialov v skupine po različnih kriterijih. Da lahko dijaki razvrščajo posamezne materiale, morajo poznati osnovne pojme kot so: snov, surovina, sekundarna surovina, dobrina in gradivo. Na podlagi izbranih kriterijev materiale razvrščajo v skupine glede na izvor, sestavo, uporabo in lastnosti. Spoznavajo tudi temeljne razlike med osnovnimi pojmi. Na podlagi razvrščanja materialov in poznavanja njihovih lastnosti lahko sklepajo o njihovi primernosti uporabe za določen namen. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo klasifikacije gradbenih materialov je pomembno, da učitelj poudari pomen medpredmetnega povezovanja: biologija, fizika, kemija, gradbeništvo. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Razvrščanje materialov na primeru objektov v šolski okolici. VRSTE KLASIFIKACIJE MATERIALOV CILJI Dijak: O: loči vrste materialov glede na izvor, sestavo, uporabo in lastnosti; O: usvoji temeljna strokovna znanja s področja klasifikacije materiala; O: se seznani z nastankom, razvojem in uporabnostjo gradbenih materialov. 51 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 razvrsti materiale po določenih kriterijih v skupine. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijaki izdelajo klasifikacijsko shemo materialov v domači okolici. Izdelajo lahko tudi zbirko vzorcev materialov. Če je zbirka že izdelana, jo lahko dopolnijo oziroma prepoznavajo materiale po njej. 52 0 0 : 4 1 / / GRA: LASTNOSTI GRADBENIH / 5 2 0 2 MATERIALOV . 9 . 8 1 IZBIRNO OPIS TEME Dijaki spoznajo eksperimentalne metode določanja izbranih lastnosti materialov in jih v okviru laboratorijskih vaj tudi samostojno izvedejo. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Dijake je treba seznaniti z delovanjem naprav in s postopki, ki jih bodo izvajali, in jih opozoriti na varnostne ukrepe. Če bodo pisali poročila, je treba vztrajati pri pravilnem pisanju simbolov veličin in enot. FIZIKALNE LASTNOSTI GRADBENIH MATERIALOV CILJI Dijak: O: usvoji postopke za določitev nasipne mase, teže in gostote ter toplotne prevodnosti. STANDARDI ZNANJA Dijak: » izvede različne metode določanja gostote telesa nepravilne oblike (potapljanje v merilni valj, Arhimedov princip itd.); » določi in primerja nasipno težo gramoza z gostoto kamna. TERMINI ◦ Arhimedov princip ◦ nasipna masa ◦ avstenitno nerjavno jeklo 53 0 0 : 4 1 / / DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV / 5 2 0 Predlagamo naslednje: .2 9 . 8 » 1 Določanje gostote trdnih teles s potapljanjem v merilni valj (menzuro). » Določanje gostote z Arhimedovim principom. » Primerjanje toplotne prevodnosti npr. bakra in avstenitnega nerjavnega jekla ali pa jekla in običajnega toplotnega izolatorja, ki se uporablja v gradbeništvu. Uporabimo lahko bakreno žico in nerjavno žico podobnega premera. Na enem koncu segrevamo z laboratorijskim gorilnikom, na drugem merimo temperaturo in ugotavljamo koliko časa je potrebno, da se drugi konec segreje npr. za 10 °C. 54 0 0 : 4 1 / / GRA: VODA / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Dijaki v tej temi spoznajo vrste voda v naravi. Spoznajo pomen vode kot enega izmed nujnih virov življenja. Utrdijo zavedanje o potrebnosti obvarovanja vodnih virov in racionalni rabi vode. Glede na različne tipe voda npr. po izvoru in uporabi, spoznajo možnosti onesnaženja in različnih primesi v vodi. Predstavljeno jim je področje vode, ki se uporablja v gradbeništvu (npr. priprava betona, malte ipd.), in katerim pogojem mora ustrezati takšna voda za določeno vrsto uporabe. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo vode je pomembno, da učitelj poudari pomen medpredmetnega povezovanja: biologija, fizika, kemija, gradbeništvo. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj poskrbi za ustrezno pripravo laboratorija, preverjanje opreme in spoštovanje varnostnih protokolov. VODA CILJI Dijak: O: usvoji reakcijo vode z vezivi in opazuje reakcijo vezanja različnih veziv (mavec, apno, cement itd.) ter hitrost vezanja; O: se seznani z vpijanjem vode posameznih materialov in opazuje vpijanje različnih materialov; (5.1.2.2) O: na primerih spozna korozijske pojave posameznih materialov. 55 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 Izdela in zagovarja ustrezno poročilo o svojem delu pri opazovanju vezanja veziv in vpijanja vode različnih materialov. TERMINI ◦ korozija DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV » Dijaki uporabijo šolski gradbeni ali kemijski laboratorij in pod vodstvom učitelja izdelajo vajo in oblikujejo poročilo. » Prikaz vnaprej pripravljenih primerov korozije na različnih materialih. 56 0 0 : 4 1 / / GRA: NARAVNI KAMEN / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Kamen je naravni material, katerega uporaba sega v prazgodovinsko obdobje. Prva bivališča je človek iskal v kamnitih votlinah, orodja in orožja so pračloveku služila s preoblikovanjem naravnega kamna. Že tisočletja je njegova uporaba v gradbeništvu izjemno pomembna, in sicer kot konstrukcijsko gradivo ali kot dekorativni material oz. kot sestavni material za pripravo drugega materiala v gradbeni dejavnosti, npr. betona, malte ipd. Lastnosti naravnega kamna so odvisne predvsem od načina nastanka kamnine – magmatske, sedimentne ali metamorfne – ter od načina obdelave. Od nastanka kamnine je odvisna kristalna zgradba mineralov, ki so osnovni gradniki kamnin. Kristalna zgradba in njihova medsebojna povezanost najbolj prispevata h končnim lastnostim in uporabnosti naravnega kamna. V okviru laboratorijskih vaj bodo dijaki spoznali osnovne značilnosti naravnega kamna, v laboratoriju opravili granulometrijsko analizo kamenega agregata ter ugotavljali ustreznost agregata za pripravo betona. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Dijaki samostojno pripravijo vzorec agregata in uporabljajo sejalno aparaturo za granulometrisko analizo kamenega agregata. Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo naravnega kamna je pomembno, da učitelj poudari pomen medpredmetnega povezovanja: biologija, fizika, kemija, gradbeništvo. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj poskrbi za ustrezno pripravo laboratorija, preverjanje opreme in spoštovanje varnostnih protokolov. PREDSTAVNIKI KAMNIN IN NJIHOVE LASTNOSTI CILJI Dijak: O: spozna posamezne predstavnike vseh skupin kamnin; O: se seznani s pomembnimi lastnostmi vseh skupin kamnin (oblika zrn, tekstura površine, prostorninska masa, zrnavost). 57 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 razvrsti posamezne predstavnike kamnin v ustrezno skupino glede na vnaprej določene kriterije; » opiše posamezne lastnosti kamnin. TERMINI ◦ tekstura DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Predlagamo ogled kamnoloma v bližini, opazovanje pridobivanja in predelave kamnin in/ali uporabo šolske zbirke kamnin, mineralov ali lastne zbirke. 58 0 0 : 4 1 / / GRANULOMETRIJSKA SESTAVA IN KOLORIMETRIJSKA / 5 0 METODA ZA DOLOČANJE ORGANSKIH SNOVI V 2 2 . . KAMENEM AGREGATU 9 8 1 CILJI Dijak: O: na praktičnih primerih spozna, analizira in primerja vrste kamenega agregata; O: spozna način določanja granulometrijske analize različnih vrst agregata z uporabo sistema sit za sejalno analizo; O: se seznani s kolorimetrijsko metodo ugotavljanja organske substance v agregatu. STANDARDI ZNANJA Dijak: » loči posamezne vrste kamenega agregata; » samostojno izvede granulometrijsko analizo agregata; » izračuna granulometrijsko analizo izbranega agregata in nariše graf. TERMINI ◦ granulometrijska sestava (zrnavost) ◦ kolorimetrija ◦ kameni agregat DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Predlogi: » Uporaba sit in gradbenega laboratorija za izvedbo sejalne analize agregata. » Obisk separacije gramoza v betonarni. » Izvedba poizkusa z NaOH v kemijskem laboratoriju. 59 0 0 : 4 1 / / GRA: GRADBENA KERAMIKA / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Gradbena keramika predstavlja velik delež materialov za potrebe gradbeništva, kjer se porabi velike količine materialov. Poleg dostopnosti večjih količin sta tudi ustrezna kakovost in cenovna dostopnost glavna aduta keramičnih materialov za širšo uporabo v gradbeništvu. Dijaki na vajah obravnavajo ugotavljanje dimenzijskih ustreznosti opečnih keramičnih izdelkov in predvsem določanje tlačne trdnosti in gostote opeke, vodovpojnosti opeke, vodotesnosti in odpornosti na udarce opečnih strešnikov. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri določitvi tlačne trdnosti opeke normalnega formata je treba določiti tudi normirano tlačno trdnost opeke. Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo gradbene keramike je pomembno, da učitelj poudari pomen medpredmetnega povezovanja: biologija, fizika, kemija, gradbeništvo. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Če je možno, se organizira ogled izvedbe tlačnega preizkusa opeke normalnega formata v gradbenem laboratoriju ali pa ogled posnetka preizkusa in obdela zapis eksperimentalnih podatkov tlačnega preizkusa ter določi tlačno trdnost. LASTNOSTI KERAMIKE CILJI Dijak: O: usvoji standardni postopek ugotavljanja dimenzijske ustreznosti opečnih keramičnih izdelkov; O: spozna določitev tlačne trdnosti opeke, vodovpojnosti, zmrzlinske odpornosti, vodotesnosti in odpornosti na udarce keramičnih izdelkov. 60 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 samostojno izmeri in preveri dimenzijsko ustreznost opeke normalnega formata ali modularnega bloka po ustreznem standardu; » določi tlačno trdnost in normirano tlačno trdnost opečnega zidaka na osnovi eksperimentalnih podatkov; » izvede preizkus in izračun vodovpojnosti ter prostorninske mase opeke normalnega formata. TERMINI ◦ opeka normalnega formata ◦ normirana tlačna trdnost ◦ vodovpojnost DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijaki lahko opravijo meritve dimenzij opeke. Lahko se izvede tlačni preizkus opeke v gradbenem laboratoriju ali pa organizira ogled videoposnetka na spletu. 61 0 0 : 4 1 / / GRA: VEZIVA / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Pri mineralnih vezivih dijaki spoznajo in razumejo kemijske reakcije ter pripadajoče izračune pri žganju, gašenju in strjevanju apna. Primerjajo med seboj različne vrste in oznake cementa ter sami določijo osnovne lastnosti. Pri ogljikovodikovih vezivih pa razložijo merjenje gostote bitumna, določanje viskoznosti in penetracije ter opišejo preiskave asfaltov. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj naj dijakom predvaja videoposnetek uporabe posameznih aparatov in naprav ključnih za določanje preiskav asfaltov. Razloži naj jim potek in način posameznih meritev ter poudari, zakaj so ti testi tako pomembni. ANORGANSKA (MINERALNA) VEZIVA CILJI Dijak: O: usvoji izračun sestavin pri različnih kemijskih reakcijah apna (žganje, gašenje, strjevanje) in spozna ustrezne kemijske enačbe; O: spozna oznake in lastnosti cementa (gostota, finost mletja, standardna konsistenca, čas začetka in konca vezanja). STANDARDI ZNANJA Dijak: » izvede stehiometrijske izračune pri proizvodnji apna; » analizira označevanje cementa v proizvodnji. 62 0 0 : 4 1 / / TERMINI / 5 2 0 ◦ .2 standardna konsistenca ◦ žganje apnenca ◦ gašenje apna 9. 8 1 DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Ogled videoposnetka določitve lastnosti cementa na spletu ali pa konkretnega primera oznake na embalažni vreči cementa. Možen je tudi ogled gradbenih izdelkov v trgovini. 63 0 0 : 4 1 / / ORGANSKA (OGLJIKOVODIKOVA) VEZIVA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna osnovne mehanske in fizikalne lastnosti bitumna; I: usvoji potek merjenja gostote bitumna s piknometrom. STANDARDI ZNANJA Dijak: » opiše določanje viskoznosti (kinematična in empirična metoda) in penetracije. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Ogled asfaltne baze ali ogled videoposnetka na spletu. 64 0 0 : 4 1 / / GRA: MALTE / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Malte so gradbeni material, ki se že tisočletja uporablja v gradbeništvu za vezavo, polnjenje in zaključevanje zidov ter drugih konstrukcijskih elementov. Malte so po navadi sestavljene iz veziv (apno, cement ali glina), peska in vode. Razumevanje sestave, priprave in lastnosti malt je pomembno za zagotavljanje trdnosti, vzdržljivosti in estetike gradbenih struktur. Laboratorijske vaje na temo malt se osredotočajo na pripravo različnih vrst malt, preučevanje njihovih fizikalnih in mehanskih lastnosti ter analizo vplivov različnih dejavnikov na njihovo učinkovitost in trajnost. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri izvedbi laboratorijskih vaj na temo malt je ključnega pomena, da dijaki razumejo osnove delovanja veziv in agregatov ter kako ti materiali delujejo v sinergiji. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Pred prvo uporabo pripomočkov, orodij, naprav in strojev učence seznanimo s pravili varnega dela. Učitelj naj v laboratorijske vaje vključi praktične primere, kjer se malte uporabljajo v gradbeništvu. Dijaki naj na konkretnih primerih analizirajo različne vrste malt (npr. za zidanje, omete, injektiranje) in ocenijo, kako lastnosti malt vplivajo na njihovo uporabnost. MALTE CILJI Dijak: O: usvoji pravilno merjenje in mešanje sestavin za pripravo različnih vrst malt; O: se seznani z metodami za določanje časa vezanja in obdelovalnosti malte; O: spozna vpliv temperaturnih in vlažnostnih pogojev na lastnosti malte; O: se seznani s postopki uporabe malt v gradbeništvu (zidanje, ometavanje in injektiranje); I: praktično uporabi malto v postopku (zidanje, ometavanje in injektiranje). 65 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 načrtuje sestavine za pripravo mešanice različnih vrst malt. TERMINI ◦ injektiranje DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV » Pokažemo vzorčne primere in rezultate preizkusov. » Izpostavimo pomembnost natančnega zapisovanja rezultatov preizkusov. » Poudarimo pomen varnosti pri delu v laboratoriju, vključno z uporabo osebne zaščitne opreme. 66 0 0 : 4 1 / / GRA: BETON IN ARMIRANI / 5 2 0 2 BETON . 9 . 8 1 IZBIRNO OPIS TEME Beton je osnovni gradbeni material, ki se ga uporablja za gradnjo objektov in se po porabljenih količinah uvršča na drugo mesto takoj za vodo, ki je človek porabi največ. Beton je mešanica cementa, agregata (pesek, gramoz), vode in dodatkov, ki po strjevanju tvori trden in trajen material. Dijaki naredijo izračun potrebnih količin sestavin za beton ob predpisanih zahtevah v razredu okoljske izpostavljenosti. V okviru laboratorijskih vaj ročno zmešajo manjšo količino predpisanega betona in ga vgradijo v standardni kalup (kocka) za izdelavo preizkušancev, na katerih se lahko kasneje po strditvi izvede tudi tlačni preizkus in določi tlačna trdnost obravnavanega betona. Na vajah se jim pokažejo tudi fizični vzorci gladke in rebraste armature in predstavi princip delovanja armiranega betona. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri izvedbi laboratorijskih vaj na temo betona je ključnega pomena, da dijaki razumejo osnovne parametre, ki določajo kakovost betona in princip delovanja armiranega betona. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO V šolskem laboratoriju lahko dijaki pripravijo manjšo količino betona in ga ročno zmešajo ter izdelajo standardne preizkušance za določitev tlačne trdnosti. Za rebrasto armaturo se dijakom priskrbi vrednosti napetosti tečenja, natezne trdnosti in modula elastičnosti in jih komentirajo v povezavi z armiranim betonom. Učitelj lahko svojo učno uro obogati z ogledom betonarne ali ogledom betoniranja izbrane konstrukcije v bližnji okolici šole, na gradbišču. PROJEKTIRANJE SVEŽE BETONSKE MEŠANICE CILJI Dijak: O: spozna princip projektiranja sveže betonske mešanice z upoštevanjem kritične presoje informacij, pogledov in potreb o trajnostnem razvoju z vidika naravnega okolja. (2.2.2.1) 67 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 razloži projektiranje sveže betonske mešanice in izračuna zahtevane količine sestavin za izdelavo betona ob upoštevanju predpisanih zahtev za vgradnjo in končnih lastnosti otrdelega betona. TERMINI ◦ betonska mešanica 68 0 0 : 4 1 / / DOLOČANJE LASTNOSTI SVEŽE BETONSKE / 5 0 MEŠANICE 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: spozna metode za določanje konsistence, gostote in vsebnosti zraka v sveži betonski mešanici; O: usvoji izdelavo standardnih betonskih preizkušancev za določitev mehanskih lastnosti otrdelega betona. STANDARDI ZNANJA Dijak: » izdela betonsko mešanico v skladu z izračunano recepturo; » preveri konsistenco z metodo poseda in razleza ter določi vsebnost zraka v betonski mešanici. TERMINI ◦ standardni betonski preizkušanec ◦ metoda poseda ◦ konsistenca betona ◦ superplastifikator ◦ metoda razleza DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV » Ogled videoposnetka betonarne na spletu ali pa tudi ogled bližnje betonarne. » Izdelava navadnega betona in betona z dodatkom superplastifikatorja, da se pokaže sprememba konsistence brez spreminjanja vodo-cementnega razmerja. 69 0 0 : 4 1 / / DOLOČANJE MEHANSKIH LASTNOSTI OTRDELEGA / 5 0 BETONA 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: spozna porušne in neporušne metode določanja mehanskih lastnosti otrdelega betona; I: izvede tlačni preizkus s sklerometrom in določi tlačno trdnost otrdelega betona; I: izvede tritočkovni upogibni preizkus na prizmi za določitev upogibne natezne trdnosti. STANDARDI ZNANJA Dijak: izračuna tlačno trdnost betona na osnovi ekspertimentalnih podatkov. TERMINI ◦ sklerometer ◦ porušne in neporušne metode DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Ogled videoposnetka izvedbe tlačnega preizkusa betonske kocke na spletu ali v okviru ekskurzije v betonarni ali gradbenem laboratoriju. 70 0 0 : 4 1 / / GRA: PREISKAVE MATERIALOV / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Dijaki na spletnih straneh poiščejo vire in pripadajoče standarde za specifično skupino gradbenih materialov, npr. prek seznama standardov. Sami skušajo ugotoviti, kako so standardi strukturirani, kaj opisujejo in kako, kje se ga lahko naroči in kako. Skušajo prikazati veljavne standarde za neki gradbeni material od surovine do končnega izdelka. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo preiskav materialov je pomembno, da učitelj poudari pomen medpredmetnega povezovanja: fizika, kemija, gradbeništvo, metalografija. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Dijaki morajo biti dobro seznanjeni z uporabo mednarodnih standardov na področju preiskav materialov. Učitelj naj obnovi pojme, kot so: način vzorčenja in priprava vzorcev za različne vrste preiskav, merilna oprema, področje preizkušanja, skladnost z varnostnimi navodili. PREISKAVE MATERIALOV CILJI Dijak: O: spozna ustrezne vire in veljavne standarde, analizira, primerja in kritično vrednoti zanesljivost podatkov. (4.1.1.1 | 4.1.2.1) STANDARDI ZNANJA Dijak: » poišče ustrezne vire in prikaže veljavne standarde (zakonodaja) za določen gradbeni material od surovine do izdelka. 71 0 0 : 4 1 / / TERMINI / 5 2 0 ◦ .2 standard 9. 8 1 72 0 0 : 4 1 / / GRA: LES / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Les je naravni material, ki se že tisočletja uporablja za različne namene, od gradnje, pohištva in orodij do energijskih virov. Njegove lastnosti so izjemno raznolike in odvisne od vrste lesa, načina obdelave in pogojev rasti. Raziskovanje lastnosti lesa na makro in mikroskopski ravni, ter določanje njegovih mehanskih, fizikalnih, kemičnih in termičnih lastnosti, omogoča globlje razumevanje tega naravnega materiala. V okviru laboratorijskih vaj bodo dijaki spoznali osnovne značilnosti lesa, analizirali njegovo sestavo ter preizkušali njegove lastnosti z uporabo sodobnih merilnih tehnik in orodij. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pomembno je, da si vsak dijak lahko iz prve roke ogleda strukturo lesa, se nauči uporabljati mikroskope in razume razlike med posameznimi vrstami lesa. Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo lesa je pomembno, da učitelj poudari pomen medpredmetnega povezovanja: biologija, fizika, kemija, gradbeništvo in geografija. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj naj poskrbi za ustrezno pripravo laboratorija, preverjanje opreme in spoštovanje varnostnih protokolov. Pri delu s kemikalijami ali napravami za merjenje mehanskih lastnosti lesa naj dijaki nosijo zaščitno opremo in upoštevajo varnostna pravila. MAKROSKOPSKI IN MIKROSKOPSKI PREGLED LESA CILJI Dijak: O: spozna makroskopske in mikroskopske (celična struktura) značilnosti lesa. STANDARDI ZNANJA Dijak: » opiše strukturo lesa (letnice, srčiko ali stržen, branik, traheide, traheje). 73 0 0 : 4 1 / / TERMINI / 5 2 0 ◦ .2 traheida ◦ traheja 9. 8 1 DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Učitelj lahko uporabi zbirko različnih vzorcev lesa. Pri opazovanju se uporabi tudi pripomočke – lupo in mikroskop. Uporabi se svetlobni mikroskop za pregled celičnih elementov. Po možnosti se vzorce obarva s primernim barvilom za boljšo vizualizacijo. 74 0 0 : 4 1 / / DOLOČITEV MEHANSKIH IN FIZIKALNIH LASTNOSTI / 5 0 LESA 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: določi gostoto različnih vrst lesa, vlažnost in mehanske lastnosti lesa; O: spozna in izvede postopek določitve vsebnosti vlage lesa. STANDARDI ZNANJA Dijak: » izmeri volumen in maso vzorca ter določi gostoto; » iz merjenih podatkov izračuna mehanske lastnosti (upogibno in tlačno trdnost ter modul elastičnosti). DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Lahko se pripravi vzorce lesa v znanih dimenzijah za hitrejše in lažje določanje gostote. Izvede se merjenje sil pri izvedbi tlačnih in upogibnih testov standardnih lesenih preizkušancev do porušitve. 75 0 0 : 4 1 / / KEMIČNE SESTAVE IN TERMIČNE LASTNOSTI LESA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna kemično sestavo lesa (lignin, celuloza in hemiceluloza); O: se seznani s termičnimi lastnostmi lesa. STANDARDI ZNANJA Dijak: » iz rezultatov pojasni različne lastnosti posameznih vrst lesa; » opiše in razume termične lastnosti lesa. TERMINI ◦ lignin ◦ hemiceluloza DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Pri uporabi kemijskih pripomočkov je treba upoštevati načela varnosti pri delu v laboratoriju, vključno z uporabo osebne zaščitne opreme. Pri izvajanju postopkov kalorimetrije in termogravimetrične analize pa je treba upoštevati protipožarne ukrepe in uporabiti osebno zaščitno opremo. 76 0 0 : 4 1 / / GRA: KOVINE / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Dijaki obnovijo znanje ključnih mehanskih lastnosti jekla in izvedejo ter evalvirajo natezni preizkus jeklene palice. Na praktičnem primeru razložijo pojav korozije ter evidentirajo vzroke razpada oziroma dejavnike, ki so vplivali na razpad. Nadalje, na podlagi vzorcev v laboratoriju in v literaturi ločijo vrste barvnih kovin in skušajo napovedati njihovo uporabo v gradbeništvu. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj naj poskuša organizirati ogled nateznega preizkusa v preiskovalnem laboratoriju in poskrbi, da dijaki izdelajo poročila z analizo podatkov. Dijaki naj sami izvedejo laboratorijski poskus razvoja rjavenja v različnih medijih (voda, slana voda, HCl, NaOH) na različne kovine. MEHANSKE LASTNOSTI JEKLA CILJI Dijak: O: obnovi znanje preiskav mehanskih lastnosti jekla; O: usvoji natezni preizkus in pojem statične trdnosti; O: spozna vpliv temperature na mehanske lastnosti; O: spozna pojem udarne žilavosti jekla; O: analizira, primerja in kritično vrednoti zanesljivost podatkov. (4.1.2.1) STANDARDI ZNANJA Dijak: » razloži preiskave mehanskih lastnosti jekla; » izvede (ali obravnava obstoječe podatke) in jih analizira; 77 0 0 : 4 1 / / » razloži natezni preizkus jeklene palice ter statično trdnost; 52/ 0 » .2 razloži vpliv temperature na mehanske lastnosti; 9 . 8 » 1 opiše preiskave udarne žilavosti jekla. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV » Ogled nateznega preizkusa v laboratoriju in izdelava poročila z analizo podatkov. » Ogled videoposnetka poskusa za ugotavljanje deformiranja z izmeničnim prepogibanjem in navijanjem ter udarne žilavosti. 78 0 0 : 4 1 / / KOROZIJA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: se seznani s pojmom korozija; O: opiše elektrolitsko korozijo in kombiniranje kovin. STANDARDI ZNANJA Dijak: » na praktičnem primeru razloži pojav korozije in oceni razpad zaradi rje oziroma debelino ter evidentira vplivne dejavnike; » razišče primere elektrolitske korozije in analizira najverjetnejše vzroke. TERMINI ◦ elektrolitska korozija DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Izvedba laboratorijskega poskusa razvoja rjavenja v različnih medijih (voda, slana voda, HCl, NaOH) na različne kovine. 79 0 0 : 4 1 / / VRSTE BARVNIH KOVIN IN NJIHOVA UPORABA V / 5 0 GRADBENIŠTVU 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: spozna razlike med kovinami in barvnimi kovinami; O: usvoji možnosti uporabe barvnih kovin v gradbeništvu, pristopa celostno in upošteva povezanost okoljskega in gospodarskega vidika. (2.2.1.1) STANDARDI ZNANJA Dijak: » na podlagi vzorcev in literature opredeli vrsto kovine in loči barvne kovine; » definira možnosti uporabe barvnih kovin v gradbeništvu. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Prikaz vzorcev jekla, pocinkanega jekla, nerjavnega jekla, bakra, aluminija. 80 0 0 : 4 1 / / GRA: STEKLO / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Steklo je edinstven gradbeni material, ki omogoča fizično pregrado med dvema prostoroma in hkrati še vizualno komunikacijo. Za dijake je pomembno, da usvojijo osnovne surovine za izdelavo stekla in mehanske lastnosti osnovnih steklenih izdelkov, uporabnih v gradbeništvu. Na vajah se jim pokaže kremenov pesek, ki je osnovna surovina za izdelavo stekla. V okviru laboratorijskih vaj se jim pokaže fizične primere steklenih izdelkov, ki se uporabljajo v gradbeništvu (steklene šipe, kaljeno steklo, lamelirano steklo in steklena vlakna). Za omenjene steklene izdelke je treba navesti, določiti in primerjati osnovne mehanske in optične lastnosti ter njihove prednosti in omejitve za uporabo v praksi. DODATNA POJASNILA ZA TEMO V okviru vaj morajo dijaki spoznati osnovne oblike porušitve steklenih šip (tudi lameliranih) in njihovih mehanskih lastnosti v odvisnosti od stopnje kaljenja. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Dijakom se lahko pokaže porušne oblike na razbitih vzorcih za različne stopnje kaljenja stekla (nekaljeno, delno kaljeno, kaljeno). S plinskim gorilnikom se lahko stekleni vzorec segreva prek temperature steklastega prehoda in opazuje spremembo viskoznosti stekla. VRSTE IN SESTAVA STEKEL CILJI Dijak: O: spozna vrste stekel, ki se uporabljajo za zasteklitve in konstrukcijske namene; O: spozna osnovne surovine za izdelavo stekel. 81 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 na osnovi fizičnih vzorcev razloži in prepozna navadno, kaljeno, enojno, lamelirano, toplotno izolacijsko steklo, steklena vlakna (vrvi, mrežica), stekleno volno in penjeno steklo. TERMINI ◦ kaljeno steklo ◦ penjeno steklo ◦ lamelirano steklo DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Uporaba šolske zbirke vzorcev steklenih izdelkov. 82 0 0 : 4 1 / / PORUŠNE OBLIKE IN FIZIKALNE LASTNOSTI STEKEL / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna mehanske in fizikalne lastnosti stekel; I: izvede upogibni preizkus enojnega navadnega in kaljenega ter lameliranega stekla za določitev mehanskih karakteristik stekla; I: izvede preizkus prepustnosti svetlobe za različne vrste stekla. STANDARDI ZNANJA Dijak: » določi porušne oblike in razume krhko obnašanje stekla; » opiše obnašanje materiala pod in nad temperaturo steklastega prehoda. TERMINI ◦ temperatura steklastega prehoda DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Predlagamo: » prikaz manjšega vzorca razbitega navadnega in kaljenega stekla; » manjši kos stekla se z gorilnikom segreva preko temperature steklastega prehoda in se opazuje sprememba viskoznosti stekla. 83 0 0 : 4 1 / / GRA: SINTETIČNI MATERIALI / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Dijaki na podlagi laboratorijskih poskusov spoznajo kemijsko odpornost različnih vrst sintetičnih materialov na agresivne medije, kot so kisline, baze, organski reagenti. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri delu z agresivnimi mediji je treba poudariti tudi stopnjo močnosti (koncentracijo) reagentov, s katerimi delajo poskuse, in ločiti med anorganskimi in organskimi reagenti. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Dijaki naj si svoja opažanja pri laboratorijskem delu zapisujejo in pozneje izdelajo primerjalno tabelo za izbrane vrste sintetičnih materialov. Vaje se seveda izvajajo skladno z varnostnimi navodili. KEMIJSKA OBSTOJNOST SINTETIČNIH MATERIALOV NA KISLINE IN BAZE CILJI Dijak: O: spozna, pridobi podatke in sredstva za ugotavljanje kemijske obstojnosti sintetičnih materialov na kisline in baze. (5.2.3.1) STANDARDI ZNANJA Dijak: » na podlagi preizkusov ugotovi kemijsko obstojnost pomembnih umetnih snovi na agresivne snovi (kisline in baze). 84 0 0 : 4 1 / / DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV / 5 2 0 » 2 Izvedba poizkusov z NaOH, KOH, HCl, H . 2 SO4 v kemijskem laboratoriju. 9. 8 » 1 Preizkus reakcije polimera z acetonom in etanolom. 85 0 0 : 4 1 / / GRA: BIOMATERIALI / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Dijaki spoznavajo primere uporabe biomaterialov oz. ekološke gradnje v okolici. S pomočjo posnetkov se seznanijo s primeri tovrstnih gradenj v svetu. Na praktičnih primerih opazujejo uporabo materialov iz narave: les, kamen, glina ipd. Spoznavajo prednosti in pomanjkljivosti ekološke gradnje ter njen pomen za uporabnike in okolje. Primerjajo prednosti in pomanjkljivosti med biomateriali in klasičnimi materiali ter se odločajo, kdaj je smiselno uporabiti biomateriale in kdaj klasične materiale. Izdelajo primerjalno analizo za izbrane gradbene objekte. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo biomateriali je pomembno, da učitelj poudari pomen medpredmetnega povezovanja (biologija, fizika, kemija, gradbeništvo) in celovitega pristopa k tovrstni gradnji. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj lahko uporabi številne videoposnetke z ekogradnjo, zbirko vzorcev biomaterialov ali pa organizira oglede ustreznih tovrstnih objektov. BIOMATERIALI CILJI Dijak: O: primerja biomateriale glede njihovega vpliva na bivalno kakovost in okolje s celostnim pristopom k obravnavani problematiki. (2.1.1.1 | 2.3.3.1) STANDARDI ZNANJA Dijak: izvede primerjalno analizo posameznih biomaterialov. 86 0 0 : 4 1 / / TERMINI / 5 2 0 ◦ .2 biomaterial ◦ stavbna biologija 9. 8 1 DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Glede na možnost obiska ekoobjekta ali ekovasi dijaki izdelajo primerjalno analizo posameznih materialov. 87 0 0 : 4 1 / / GRA: RECIKLIRANJE / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Recikliranje materialov je ključen proces za ohranjanje naravnih virov in zmanjšanje vpliva na okolje. S poudarkom na krožnem gospodarstvu bodo razumeli, kako pravilno ravnanje z odpadki in ponovna uporaba materialov prispevata k trajnostnemu razvoju. Spoznali bodo osnovne tehnike recikliranja in se naučili, kako se materiali ločujejo, predelujejo in ponovno uporabljajo v novih proizvodih. Del teme obsega tudi sposobnost organskih gradbenih materialov za biološko razgradnjo. Ugotavljali bodo, pod katerimi pogoji in v kakšnem časovnem obdobju se ti materiali razgradijo, ter analizirali vpliv razgradnje na okolje. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo recikliranja je pomembno, da učitelj poudari pomen celovitega pristopa k ravnanju z odpadki in trajnostnim praksam. Pri izvajanju laboratorijskih vaj na temo recikliranja je pomembno, da učitelj poudari pomen medpredmetnega povezovanja: biologija, fizika, kemija, gradbeništvo, strojništvo. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Recikliranje materialov in biološka razgradnja sta temi, ki vključujeta znanja iz več disciplin (kemija, biologija, inženirstvo, okoljevarstvo). Učitelj naj dijake spodbudi k povezovanju znanja z različnih področij in k uporabi tega znanja pri reševanju okolijskih izzivov. S takšnim pristopom bodo laboratorijske vaje na temo recikliranja materialov postale zanimive, dinamične in poučne, hkrati pa bodo dijakom ponudile konkretna znanja za nadaljnje delo na področju trajnostnega razvoja. RECIKLIRANJE MATERIALOV CILJI Dijak: O: spozna postopek zbiranja in priprave odpadnega papirja, sintetičnih polimerov, kovin, stekla za učinkovito recikliranje. (2.2.1.2 | 2.2.1.1) 88 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 navede osnovne korake v postopku recikliranja papirja; » našteje vrste postopkov za recikliranje različnih vrst sintetičnih polimerov, kovin, stekla, lesa; » opiše postopek ravnanja z gradbenimi odpadki. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Predlagamo naslednje: » Dijaki iz odpadnega papirja izdelajo list recikliranega papirja. » Prikaz zbirke različnih vrst odpadnih sintetičnih polimerov (PET, HDPE, LDPE, PP itd.). » Ogled videoposnetka taljenja kovinskih delcev in ulivanja v model. » Ogled videoposnetka postopka reciklaže stekla v steklarni. » Ogled zbirnega centra odpadkov v bližnji okolici. 89 0 0 : 4 1 / / ENERGIJSKA UČINKOVITOST RECIKLIRANJA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: usvoji pomen analize življenjskega cikla materialov (LCA) in energijske učinkovitosti reciklažnega postopka. (2.3.1.2) STANDARDI ZNANJA Dijak: » primerja podatke porabe energije v postopkih proizvodnje novih in recikliranih materialov. TERMINI ◦ življenjski cikel materialov (LCA) DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Uporaba spletnih virov o porabi energije v proizvodnji in recikliranju materialov. 90 0 0 : 4 1 / / BIOLOŠKA RAZGRADNJA GRADBENIH MATERIALOV / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: razume procese biološke razgradnje in kompostiranja organskih gradbenih odpadkov. (2.2.1.1) STANDARDI ZNANJA Dijak: » našteje vrste organskih gradbenih odpadkov; » opiše dejavnike procesa razgradnje organskih gradbenih odpadkov in uporabo produktov. 91 0 0 : 4 1 / / LESARSKI MODUL (LES): / 5 2 0 2 KLASIFIKACIJA LESNIH . 9 . 8 1 MATERIALOV IZBIRNO OPIS TEME Lesne materiale lahko klasificiramo na več načinov glede na njihov izvor, obdelavo in uporabo. V splošnem se lesni materiali delijo na naravne lesne materiale in predelane (umetne) lesne materiale. Vsaka skupina ima svoje prednosti, slabosti in specifične namene uporabe. Naravni lesni materiali so materiali, ki jih pridobimo neposredno iz dreves, z minimalno obdelavo, predvsem z žaganjem, sušenjem in obdelovanjem. Umetni (predelani) lesni materiali so proizvodi iz naravnega lesa, ki je predelan v nove oblike in strukture. Pogosto so narejeni z lepljenjem, stiskanjem ali drobljenjem lesa, kar omogoča boljšo izrabo surovin. Vsaka vrsta lesnega materiala je primerna za različne namene, odvisno od potrebne trdnosti, odpornosti proti vlagi in estetskih zahtev. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Dijak spozna tudi vsebino predmeta, načine preverjanja in ocenjevanja znanja ter veščin. Seznani se s pravili in načini dela v specialni učilnici ter varnim delom v njej. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Pri poučevanju klasifikacije lesnih materialov v strokovnih predmetih je pomembno, da so didaktična priporočila usmerjena v razumevanje osnovnih konceptov, praktično uporabo znanja in povezovanje teorije s prakso. Pomembno je, da dijake seznanimo z uporabo konkretnih primerov in vzorcev v praksi, vizualizacijo grafičnih in videovsebin, delom v skupinah in uporabo ustreznih tehnologij, pri čemer je poudarek na trajnosti ter ekologiji. Z upoštevanjem teh priporočil bo poučevanje klasifikacije lesnih materialov bolj zanimivo, razumljivo in uporabno za dijake, ki bodo znanje lažje prenesli v prakso. 92 0 0 : 4 1 / / UVOD V LESARSKI MODUL / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: se seznani z vsebinami lesarskega modula in načinom dela. 93 0 0 : 4 1 / / VRSTE KLASIFIKACIJE MATERIALOV / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna vrste materialov glede na izvor, sestavo, uporabo in njihove lastnosti; O: usvoji temeljna strokovna znanja s področja klasifikacije materiala; O: se seznani z nastankom in uporabo masivnega lesa, lesnih tvoriv ter nelesnih materialov; O: spozna uporabnost različnih lesnih in nelesnih materialov ter umetnih snovi. STANDARDI ZNANJA Dijak: » našteje in razvrsti materiale po določenih kriterijih v skupine. TERMINI ◦ lesni material ◦ nelesni material DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijaki izdelajo klasifikacijsko shemo, drevo materialov. 94 0 0 : 4 1 / / LES: GOZD / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Gozd je velik naravni ekosistem, v katerem prevladujejo drevesa in druga vegetacija, ki so med seboj povezani v zapletenih odnosih. Gozdovi pokrivajo približno tretjino zemeljske površine in so ključnega pomena za ohranjanje ekološkega ravnovesja, saj opravljajo vrsto bistvenih funkcij. Nekatere glavne značilnosti gozdov so: vegetacija, živalstvo, ekosistem, pomen gozdov na človeka, grožnje gozdovom ter vrste gozdov. Gozdovi so torej ključni ekosistemi, ki so zelo pomembni tako za okolje kot tudi za človeštvo, saj nam nudijo številne vire in storitve, ki so nujno potrebne za preživetje in dobro počutje planeta. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Dijak spozna tudi vsebino predmeta, načine preverjanja in ocenjevanja znanja ter veščin. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj pokaže različne vzorce domačih in drevesnih vrst v različnih opazovalnih ravninah. Dijaki si v domačem okolju ali skladišču žaganega lesa pripravijo različne vzorce lesa in prek literature ali spleta poiščejo ustrezno drevesno vrsto in jo opišejo. Pod mikroskopom opazujejo vzorce lesa in s pomočjo ključa za določevanje drevesnih vrst določijo ustrezno vrsto glede na mikroskopiran vzorec. VRSTE IN FUNKCIJE GOZDA CILJI Dijak: O: se seznani z glavnimi tipi gozdov v Sloveniji; O: se seznani z načeli sodobnega ekosistemskega, zdržnega in več funkcijskega gospodarjenja z gozdovi; O: se pouči o pomenu gozdov in rabe lesa ter pomenu obnovljivega CO2 nevtralnega lesa za zdržni razvoj. (2.1.1.1) 95 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 našteje in opiše glavne tipe gozdov na Zemlji ter njihove lastnosti; » utemelji načela sodobnega ekosistemskega, zdržnega in večfunkcijskega gospodarjenja z gozdovi; » predstavi pomen gozdov in rabe lesa za blaženje podnebnih sprememb; » podrobneje razišče slovenski gozd in nacionalni pomen obnovljivega CO2 nevtralnega lesa za zdržni razvoj. TERMINI ◦ ekosistem ◦ fotosinteza ◦ struktura gozda ◦ razvojne stopnje gozda ◦ herbarij ◦ onesnaževanje gozda ◦ ogljikov dioksid DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Predlagamo strokovno ekskurzijo Gozdna učna pot ter obisk pragozda – dijaki izdelajo poročilo/elaborat s strokovne ekskurzije, lahko v sodelovanju z Zavodom za gozdove Slovenije ali strokovnim vodstvom pristojnih gozdarskih strokovnjakov. Predlagamo tudi terenske vaje, pripravo herbarijev, zbiranje lastnih fotografij ali fotografij s spleta. 96 0 0 : 4 1 / / DREVO / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna lesne rastline trajnice in njihove lastnosti; O: se seznani z makroskopskimi lesnimi lastnostmi; O: spozna tipične lastnosti drevesa kot odprtega sistema; O: razume vlogo abscisijskih procesov; O: se seznani s sekundarnimi procesi v drevesih ter njihovo vlogo v njih; O: spozna odziv drevesa na biotske in abiotske poškodbe. STANDARDI ZNANJA Dijak: » opiše lesne rastline kot polakantne, polikarpne lesne trajnice; » opredeli tvorna (meristemska) in permanentna tkiva; » našteje in opredeli makroskopske lesne lastnosti kot odraz rastnih posebnosti; » razloži tipične lastnosti drevesa kot odprtega sistema – primerjava z živalmi in človekom; » razume in razloži vlogo abscisijskih procesov kot odraz uravnovešanja vitalnih delov drevesa (homeostaza); » definira sekundarne procese v drevesih (ojedritev, dehidracija) in njihovo vlogo; » razloži odziv drevesa na biotske in abiotske poškodbe. TERMINI ◦ drevo ◦ prerezi lesa ◦ prevodna funkcija ◦ napake v rastni dobi 97 0 0 : 4 1 / / IZBRANA POGLAVJA IZ BIOLOGIJE / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: razloži evolucijo lesnih rastlin in lesa, zgradbo ter delovanje kambija; O: opiše primarno in sekundarno rast drevesa; O: spozna gradientne porazdelitve rastnih snovi in asimilatov na obliko drevesa; O: spozna nastanek reakcijskega lesa in njegovo mehaniko ter vlogo notranjih napetosti – drevo kot prednapet nosilec; O: razume biologijo ojedritve in njen pomen; O: spozna in opiše poglavitne lesne škodljivce ter dejavnike naravne odpornosti lesa. STANDARDI ZNANJA Dijak: » opiše evolucijo lesnih rastlin in lesa; » razloži zgradbo kambija in njegovo delovanje; » predstavi primarno (ekstenzijsko) in sekundarno (debelitveno) rast drevesa; » razloži gradientne porazdelitve rastnih snovi in asimilatov na obliko drevesa ter vpliv dolžine krošnje na obliko debla; » opiše nastanek reakcijskega lesa in njegovo mehaniko ter nastanek in vlogo notranjih napetosti; » razloži biologijo in pomen ojedritve; » določi in opiše poglavitne lesne škodljivce; » našteje dejavnike naravne odpornosti lesa in jih razišče. TERMINI ◦ evolucija ◦ kambij ◦ letni prirastek ◦ reakcijski les ◦ jedrovina ◦ beljava ◦ lesni škodljivec DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Učitelj lahko vključi sodelovanje z Oddelkom za lesarstvo Biotehniške fakultete. 98 0 0 : 4 1 / / PREPOZNAVANJE DOMAČIH IN TUJIH DREVESNIH / 5 0 VRST TER NJIHOVIH DENDROLOŠKIH LASTNOSTI 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: se spozna z dendrološkimi lastnostmi posameznih drevesnih vrst; O: ob strokovnem vodenju spozna drevesne vrste; O: se seznani s pravilnim nabiranjem vzorcev v gozdu. STANDARDI ZNANJA Dijak: » določi osnovne dendrološke lastnosti posameznih drevesnih vrst; » po navodilih nabere vzorce drevesnih listov in izdela herbarij. TERMINI ◦ drevesna vrsta 99 0 0 : 4 1 / / LES: ZGRADBA LESA / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Les je naravni material, ki izvira iz dreves in grmovnic in ima kompleksno notranjo zgradbo. Zgradba lesa je ključna za razumevanje njegovih lastnosti, kot so trdnost, trajnost, sposobnost vpijanja vlage, pa tudi za uporabo v različnih industrijskih panogah, kot so gradbeništvo, pohištvena industrija in obrt. Les sestavljajo različne strukture in tkiva, ki omogočajo transport vode in hranil ter zagotavljajo trdnost drevesa. Glavne komponente in lastnosti zgradbe lesa so: makroskopska zgradba lesa – nanaša se na tiste elemente, ki jih lahko opazujemo s prostim očesom ali z nizko povečavo. Mikroskopska zgradba –nanaša se na celične strukture, ki jih lahko opazujemo le z mikroskopom. Celice v lesu imajo različne oblike in funkcije, odvisno od tega, ali so odgovorne za transport, podporo ali zaščito. Zgradba lesa je torej osnova za razumevanje njegovih mehanskih in fizikalnih lastnosti ter vpliva na način njegove uporabe v različnih panogah, kot so gradbeništvo, izdelava pohištva in papirna industrija. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Učitelj naj poskrbi za ustrezno pripravo učilnice ali laboratorija, preverjanje opreme in spoštovanje varnostnih protokolov. Pri delu z vzorci lesa ali napravami za opazovanje lastnosti lesa naj dijaki pravilno rokujejo z njimi in upoštevajo varnostna pravila. MAKROSKOPSKA ZGRADBA LESA CILJI Dijak: O: spozna vzorec lesa domače ter tuje drevesne vrste in poimenuje vse tri anatomske ravnine opazovanja lesa; O: razlikuje značilne anatomske elemente, ki jih opazi s prostim očesom. 100 0 0 : 4 1 / / STANDARDI ZNANJA / 5 2 0 Dijak: .2 9 . 8 » 1 pojasni pomen poznavanja vzorca lesa domače in tuje drevesne vrste, kjer poimenuje vse tri anatomske ravnine opazovanja lesa; » poišče, poimenuje ter razloži značilne anatomske elemente, ki jih opazimo s prostim očesom. TERMINI ◦ prerezi lesa ◦ anatomija lesa ◦ letni prirastek ◦ skorja DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Dijaki naj spoznajo naslednje značilne anatomske elemente, ki jih opazimo s prostim očesom: branika, letnica, rani in kasni les, jedrovina, črnjava, smolni žepek in smolni kanal, grča, stržen, skorja, kambijeva cona, strženovi trakovi itd. 101 0 0 : 4 1 / / MIKROSKOPSKA ZGRADBA LESA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna preparat ali vzorec lesa in ga opazuje pod mikroskopom; O: spozna lesno celico v različnih prerezih; O: razišče osnovne celice lesa iglavca in listavca ter razume njihove funkcije v drevesu oz. lesu; O: s pomočjo »ključa« prepoznava drevesne vrste. STANDARDI ZNANJA Dijak: » prepozna vzorec lesa, ki ga opazuje pod mikroskopom; » skicira lesno celico ter iz skice prepozna opazovani prerez (radialna, tangencialna in prečna ravnina opazovanja); » na preparatu poišče osnovne celice lesa iglavca in listavca; » razloži pomen pikenj, parenhimskih celic ter razloži njihove funkcije v drevesu oz. lesu; » s pomočjo »ključa« določi drevesno vrsto, ki jo opazuje pod mikroskopom. TERMINI ◦ preparat ◦ mikroskop ◦ anatomija 102 0 0 : 4 1 / / LES: LASTNOSTI LESA / 5 2 0 2 . 9 . 8 IZBIRNO 1 OPIS TEME Dijaki spoznajo najpomembnejše lastnosti masivnega lesa, ki ga razlikujejo od lesnih tvoriv. Te so povezane z njegovo naravno strukturo, trpežnostjo in estetskimi značilnostmi. Masivni les ima edinstvene mehanske, fizikalne in estetske lastnosti, zaradi katerih je cenjen v gradbeništvu, pohištveni industriji in obrtništvu. Spodaj so navedene glavne lastnosti masivnega lesa: trdnost in nosilnost, elastičnost in upogibna trdnost, gostota, naravna odpornost na lesne škodljivce, vsebnost vlage in dimenzijska odpornost, toplotna in zvočna izolativnost, možna mehanska obdelava, estetske lastnosti, trajnost, ekološka trajnost ipd. Masivni les je vsestranski in dragocen material zaradi svojih edinstvenih lastnosti in naravne lepote tekstur. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Dodatna pojasnila so namenjena razumevanju ključnih konceptov, povezovanju teorije s prakso ter zagotavljanju širšega vpogleda v vsebine. Pomembno je, da se razvije razumevanje osnovnih in specifičnih lastnosti lesa, ki vplivajo na njegovo uporabo v različnih industrijah, kot so gradbeništvo, pohištvena industrija, obrtništvo in oblikovanje. Spoznanje lastnosti lesa je ključno za pravilno obdelavo, izbiro materialov in načrtovanje izdelkov, kar zmanjšuje napake in povečuje kakovost končnih izdelkov. Tema Lastnosti lesa ne zajema le osnovnih lastnosti materiala, temveč omogoča tudi širši vpogled v njegovo uporabnost, trajnost in tehnološko predelavo. Spodbujajmo uporabo znanja v praksi ter pri trajnostni rabi tega naravnega vira. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Pri poučevanju o lastnostih lesa v izobraževalnem procesu je pomembno, da so učne metode prilagojene vsebini in praktični uporabi. Zelo pomemben je poudarek na povezovanju teorije in prakse, glavni cilj pa je spoznavanje lastnosti lesa kot materiala v primarni predelavi, mehanski predelavi, lepljenju, površinski obdelavi kot tudi v končni vgradnji izdelka v bivalno ali stavbno pohištvo. Treba je vključevati interdisciplinarne povezave, moderne tehnologije in poudarjati trajnostno uporabo lesa. Tako bodo dijaki razvili celovito razumevanje lesa kot naravnega in vsestranskega materiala. 103 0 0 : 4 1 / / FIZIKALNE LASTNOSTI LESA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna gostoto lesa ter vplive nanjo; O: se pouči, kaj so maksimalni skrček, nabrek in prečna krčitvena anizotropija; O: zazna spremembe dimenzij lesa zaradi delovanja lesa pri prenosu lesa/izdelkov v prostore z različno klimo; O: razume pomen vlažnosti točke nasičenja celičnih sten za krčenje in nabrekanje lesa; O: pozna ravnovesno vlažnost lesa in njen pomen za uporabo. STANDARDI ZNANJA Dijak: » definira gostoto in posebnosti določanja gostote lesa; » pozna vpliv vlažnosti, krčenja in nabrekanja na gostoto lesa; » določi lesno gostoto v svežem in suhem stanju ter osnovno in relativno gostoto; » opredeli maksimalni skrček in nabrek v radialni in tangencialni smeri ter prečno krčitveno anizotropijo; » določi dimenzijske spremembe lesa zaradi delovanja lesa pri prenosu lesa/izdelkov v prostore z različno klimo; » razloži pomen vlažnosti točke nasičenja celičnih sten (Uf, TNCS) za krčenje in nabrekanje (»delovanje«) lesa; » določi ravnovesno vlažnost lesa in utemelji njen pomen. TERMINI ◦ gostota ◦ celična stena ◦ krčitvena anizotropija ◦ ravnovesna vlažnost ◦ higroskopsko ravnovesje ◦ sorpcijska histereza ◦ točka nasičenosti DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Če je možno, priporočamo ogled obrata, kjer sušijo masivni les v sušilnih komorah. Lahko se uporabi specialno učilnico z laboratorijskim sušilnikom in precizno tehtnico. 104 0 0 : 4 1 / / MEHANSKE LASTNOSTI LESA / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: razume mehanske lastnosti; O: spozna pomen Hookovega zakona in viskoelastičnega obnašanja lesa ter lesnih tvoriv; O: ugotovi najpogostejše deformacije; O: spozna vpliv vlažnosti, anizotropije in napak na mehanske lastnosti; O: obnovi znanje o trdoti in trdnostnih lastnostih pogostih domačih vrst lesa. STANDARDI ZNANJA Dijak: » opredeli mehanske lastnosti: trdnostne lastnosti, trdota in obrabni odpor, obdelavnost, elastičnostne značnice (elastičnostni modul, strižni modul, Poissonovo število); » razloži pomen meje proporcionalnosti in elastičnostnega modula; » opiše in primerja elastično in viskoelastično obnašanje lesa in lesnih tvoriv; » opredeli elastično, zadržano elastično in viskozno deformacijo; » razloži vpliv vlažnosti in mehanizem delovanja na mehanske lastnosti; » opredeli pomen anizotropije in vlažnosti na mehanske lastnosti ter pripravo testnih vzorcev; » našteje vpliv napak na mehanske lastnosti lesa in jih opiše; » opiše trdnostne lastnosti pomembnejših domačih vrst lesa, jih izmeri in primerja ter argumentira rezultate; » definira trdoto, opiše načine njene meritve in trdoto izmeri. TERMINI ◦ trdota lesa ◦ trdnost lesa ◦ lezenje lesa ◦ Hookov zakon DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Uporaba šolske učilnice, kjer je trgalni stroj – povezava z gradbeništvom (mehanika) in fiziko (računanje sil). 105 0 0 : 4 1 / / FIZIKALNO-KEMIJSKE LASTNOSTI / 5 2 0 2 . 9 . 1 CILJI 8 Dijak: O: spozna pH kislost lesa različnih drevesnih vrst, različnih delov lesa iste drevesne vrste iglavca ter listavca ter jih primerja med seboj. STANDARDI ZNANJA Dijak: » izdela vzorce lesa ter določi pH kislost lesa različnih drevesnih vrst ter jih primerja med seboj; » izvede ter razloži izsledke pH kislosti različnih delov lesa iste drevesne vrste iglavca ter listavca (jedrovina – beljava – skorja) ter jo primerja med vzorci; » predstavi svoje izsledke v poročilu. TERMINI ◦ pH lesa DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Predlagamo uporabo kemijskega laboratorija ter delo v skupinah. 106 0 0 : 4 1 / / LES: LASTNOSTI LESA / 5 2 0 2 DREVESNIH VRST IN LESNIH . 9 . 8 1 TVORIV IZBIRNO OPIS TEME Dijaki spoznajo lesna tvoriva, ki so umetno ustvarjeni materiali, izdelani iz naravnega lesa, vendar so predelani in preoblikovani v nove oblike, strukture ali kompozite. Namen uporabe lesnih tvoriv je izboljšanje ali optimizacija lastnosti naravnega lesa, kot so trdnost, odpornost proti vlagi, stabilnost in izkoriščanje manjših ali odpadnih delov lesa. Lesna tvoriva pogosto uporabljamo v gradbeništvu, pohištveni industriji, pri izdelavi talnih oblog, notranje opreme ter drugih aplikacijah, kjer so potrebne specifične lastnosti materialov. Najpogostejše vrste lesnih tvoriv so: iverne plošče, vezane plošče, vlaknene plošče in masivne plošče. DODATNA POJASNILA ZA TEMO Lesni kompoziti in tvoriva so namenjeni poglobljenemu razumevanju kompozitnih materialov, ki temeljijo na lesu, ter njihovih lastnosti, proizvodnih procesov, uporabnosti in trajnosti. Dijaki pridobijo znanja, ki jim omogočajo pravilno izbiro in uporabo teh materialov v različnih panogah, kot so pohištvena industrija, gradbeništvo in oblikovanje. Cilj modula je pojasniti koncepte lesnih kompozitov in tvoriv, njihove lastnosti ter pomen v sodobni industriji in trajnostnem razvoju. Kompozitni materiali omogočajo boljšo izrabo surovine, zmanjšujejo odpadke in ustvarjajo nove možnosti uporabe lesa. DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA TEMO Didaktična priporočila so namenjena učinkovitemu načrtovanju in izvedbi pouka, ki spodbuja razumevanje, praktično usposobljenost in trajnostno razmišljanje pri delu z lesnimi kompoziti. Priporočila vključujejo metodološke pristope, uporabo učnih pripomočkov, vodenje laboratorijskih vaj in interdisciplinarno povezovanje. 107 0 0 : 4 1 / / LASTNOSTI NAJPOMEMBNEJŠIH DOMAČIH IN TUJIH / 5 0 DREVESNIH VRST TER NJIHOVA UPORABA 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: spozna najpomembnejše drevesne vrste; O: na spletu in/ali v literaturi poišče različne podatke o drevesni vrsti. STANDARDI ZNANJA Dijak: » v timu predstavijo drevesno vrsto s pomočjo IKT in navedejo lastnosti lesenega vzorca ter njihovo uporabo v bivalnem ter stavbnem pohištvu. TERMINI ◦ zelena duglazija ◦ mahagonij ◦ eben ◦ palisander DIDAKTIČNA PRIPOROČILA ZA SKUPINO CILJEV Obisk skladišča lesa šolske lesarske delavnice ali pa dijak prinese vzorčen les iz domačega okolja, kjer ga obdelamo v šolskih delavnicah. Izdelava zbirke lesov drevesnih vrst (domačih/tujih). 108 0 0 : 4 1 / / LASTNOSTI NAJPOMEMBNEJŠIH LESNIH / 5 0 KOMPOZITOV/TVORIV TER NJIHOVA UPORABA 2 2 . 9 . 8 1 CILJI Dijak: O: spozna bistvene lastnosti kompozitov/tvoriv in razišče možnosti njihove uporabe; O: razlikuje lastnosti lesnih kompozitov/tvoriv in lastnosti masivnega lesa; O: spozna zgradbo pomembnejših lesnih kompozitov/tvoriv in možnosti njihove uporabe. STANDARDI ZNANJA Dijak: » ugotovi bistvene lastnosti kompozitov/tvoriv in razišče možnosti uporabe; » primerja lastnosti lesnih kompozitov/tvoriv z lastnostmi masivnega lesa; » opiše zgradbo pomembnejših lesnih kompozitov/tvoriv in utemelji možnosti njihove uporabe. TERMINI ◦ vezan les ◦ iverna plošča ◦ vlaknena plošča ◦ slojast les ◦ akril ◦ kerrock ◦ WPC-plošča 109 0 0 : 4 1 / / / 5 2 0 2 . 9 . 1 VIRI IN LITERATURA PO 8 POGLAVJIH DIDAKTIČNA PRIPOROČILA Allwood, J. M., Jonathan M. Cullen: Sustainable Materials - With Both eyes open, 1st edition, UIT Cambridge ltd., 2012. ISBN-13: 978-1906860059. Anžel, I., in Brunčko, M. (2022). Konstrukcijski materiali: učbenik: [struktura, mikrostruktura, lastnosti] (1. izd.). Univerzitetna založba. https://aplikacijaun.zrss.si/api/link/7xcgkkv Ashby, M. F., Shercliff, H., in Cebon, D. (2010). Materials: engineering, science, processing and design (2nd ed., str. XXIV, 525 , 116 pril.). Elsevier. Askeland, D. R., Fulay, P. P., in Wright, W. J. (2010). The science and engineering of materials (6th ed., SI, str. XXIII, 920). Cengage Learning. Bezjak, J. (2003). Materiali v tehniki (4. natis, str. 190). Tehniška založba Slovenije. Callister, W. D., Rethwish, D. G. (2020). Materials science and engineering, 10th edition, John Wiley & sons, Hoboken, NJ, USA 2018. ISBN-13: 9781119321590. Gontarev, V. (2005). Teorija metalurških procesov (str. 129). Naravoslovnotehniška fakulteta, Oddelek za materiale in metalurgijo. Knez, M., Lojen, G., in Torelli, N. (2016). Materiali in okolje: [učbenik za modul Materiali in okolje v programu Okoljevarstveni tehnik] (str. 240). Fit media. Mitchell, B. S.: An introduction to materials engineering and science. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, USA, 2004. ISBN 0-471-43623-2. Šturm, R. (2010). Nekovinska in kompozitna gradiva: izbrana poglavja za učno snov pri predmetu Nekovinska in kompozitna gradiva na I. stopnji VSŠ. Fakulteta za strojništvo. https://aplikacijaun.zrss.si/api/link/p30wad0 Vončina, M. (2018). Procesna metalurgija neželeznih kovin: računski primeri z rešitvami (str. 54). Naravoslovnotehniška fakulteta, Oddelek za materiale in metalurgijo. Worrell, E., Reuter, M. (urednika): Handbook of Recycling: state of the art for Practitioners, analysts and scientists. Elsevier Inc., Oxford, UK, 2014. ISBN: 978-0-12-396459-5. Zupanič, F., in Anžel, I. (2007). Gradiva (1. izd., str. X, 287). Fakulteta za strojništvo. Zupanič, F., in Lojen, G. (2010). Materiali I (1. izd., str. VI, 138). Fakulteta za strojništvo. 110 0 0 : 4 1 / / / Zupanič, F., in Lojen, G. (2011). Toplotna obdelava kovinskih materialov: [skripta] (1. izd., str. IV, 226). Fakulteta 520 za strojništvo.2.9.81 111 0 0 : 4 1 / / / 5 2 0 2 . 9 . 1 PRILOGE 8 112