LABORATORIJSKE VAJE MATERIALI-GRADBENIŠKI MODUL, GRADBENIŠTVO

PREDMETNI KATALOG - UČNI NAČRT

 

TEHNIŠKA GIMNAZIJA 

140 ur

Učni načrt je bil sprejet na 37. seji Strokovnega sveta RS za splošno izobraževanje, 6. 7. 2000.

 

 

VSEBINA

I. OPREDELITEV PREDMETA

II. PREDMETNI KATALOGI ZNANJ

III. MEDPREDMETNE POVEZAVE 

IV. OBVEZNI NAČINI PREVERJANJA IN OCENJEVANJA

 

I. OPREDELITEV PREDMETA

Učna vsebina izbirnega strokovnega predmeta laboratorijske vaje se podaja v 2., 3. in 4. letniku in podpira strokovni maturitetni predmet materiali.

Sestavljena je iz naslednjih vsebinskih sklopov:

2.letnik (70 ur) – program tehniške gimnazije - splošni modul, ki mu pripadajo ustrezne laboratorijske vaje.

3.letnik (70ur):

1. Klasifikacija gradbenih materialov
2. Preiskave materialov
3. Voda
4. Naravni kamen kot gradbeni material
5. Kamniti agregat
6. Gradbena keramika
7. Ogljikovodikova veziva
8. Mineralna veziva
9. Malte
10.  Betoni

 

4.letnik (70 ur):

11. Les
12. Kovine
13. Barvne kovine
14. Armirani beton
15. Gradbeno steklo
16. Sintetični materiali
17. Barve in laki
18. Biomateriali

V 3.letniku se dijaki seznanijo z osnovnimi materiali v gradbeništvu, njihovimi značilnostmi in možnostmi za uporabo ter tehnološko obdelavo.

V 4. letniku se dijaki seznanijo z lesom in  kovinami ter nadaljujejo z nekaterimi sintetičnimi materiali, steklom, barvami in kiti kot nepogrešljivimi spremljevalci osnovnih materialov v gradbeništvu.

Ob koncu se v zadnjem sklopu srečajo s pojmom biohiše in izbire ustreznih biomaterialov glede na znana dejstva gradbene biologije.

Snov predmeta se smiselno povezuje z drugimi maturitetnimi predmeti, kot so mehanika, fizika in kemija ter biologija.

Predmet povezuje različna znanja in navaja dijake k ustvarjalnemu in kritičnemu mišljenju prihodnjih gradbenih inženirjev.

V sklopu laboratorijskih vaj je predvideno primarno delo v ustrezno opremljenih laboratorijih ali na terenu ali na gradbiščih. Prizadevati se je treba za pridobivanje podatkov, o katerih dijaki samostojno kritično razmišljajo, se opredeljujejo in podajajo svoje odločitve.

Posebno pozornost namenjajo dijaki varnosti pri delu in ustrezni zaščiti pri delu z nevarnimi snovmi! 

Glede na izjemen razmah znanj na področju materialov, ki nas dnevno presenečajo z novimi  pripadniki te ali one skupine, menimo, da bo h maturantu tehniške gimnazije  ta predmet  tako približal materiale, da bo samostojno začutil izzive in potrebe po razvoju svoje kreativnosti.

 

II. PREDMETNI KATALOGI ZNANJ

VSEBINE	ŠT.UR	OPERATIVNI CILJI	STANDARDI ZNANJA	DIDAKTIČNA PRIPOROČILA
3. LETNIK
1. KLASIFIKACIJA GRADBENIH MATERIALOV GLEDE NA IZVOR IN UPORABO	2	Dijaki : v okviru šolskega objekta in bližnje okolice samostojno razvrščajo in prepoznavajo vrste materialov po: - izvoru - sestavi - uporabi - lastnostih registrirane materiale uvrščajo v skupine po vnaprej zgoraj določenih kriterijih	Samostojno prepoznavanje vrst materialov v naravi njihove podobnosti in različnosti (dejanske oziromanavidezne): - Naravni in umetni material - Anorganski in organski materiali - Konstrukcijski, vezivni, izolacijski, dekorativni	Dijaki z ogledom šolskih objektov in bližnje okolice skupinsko (v skupinah po 2-4 učence) obelajo natančno verifikacijo uporabljenih materialov in jih ustrezno elaborirajo. Pri ponovnem pregledu medsebojno primerjajo dognanja, morebitne dvome in opažanja ter izpostavijo nerešena vprašanja, na katera skupina poda lastno opredelitev (razpravo).
2. LASTNOSTI GRADBENIH MATERIALOV	5	Dijak spozna: praktično določanje naslednjih lastnosti : - gostote oziroma - prostorninske teže za pravilna telesa in nepravilne oblike. razume pomen te lastnosti  in pridobi lastni občutek za prostorninsko težo	Gostota,specifična teža materiala	Laboratorijski eksperiment določanja gostote z metodo izpodrinjene tekočine in tehtanjem. Opazovanje, primerjava in natančnost rezultatov obeh metod.
3. VODA Voda v gradbeništvu	4	Dijaki spoznajo: vodne potrebe veziv : mavca, cementa in gline vpijanje vode posameznih materialov pojav korozije in povezanost z vodo v gradbeni praksi	Reakcija vode z vezivi in hitrostjo vezanja Lastnost vpijanja vode posameznih materialov Korozijski pojavi (opisati na praktičnem primeru)	Dijaki povežejo veziva z vodo in opazujejo reakcijo in čas vezanja oziromastrjevanja, lastnosti vpijanja vode posameznih materialov in opredelijo primer vpliva vode na nezavarovano železo v gradbeni praksi. Obisk gradbišča!
Voda v gradbeništvu- energetski in komunalni vidik	3	Dijak spozna v praksi vodnogospodarske objekte v okolici. Dijak loči: pomen vode v hidrogradnji kot energetski medij pomen vode za oskrbo mest s pitno vodo – v komunalni dejavnosti	Črpališča, vodohrani, vodarne, vodovodni sistemi Kanalizacijski sistemi in čiščenje odpadnih voda v čistilnih napravah Hidroizolacijski sistemi Vodni režim okolja (stabilnost zgradb in pobočij) Odvodnjavanje zgornjega in spodnjega ustroja prometnic	Dijaki obiščejo skupinsko (2-3) vodnogospodarski objekt in ga opišejo z vidika vode in možnosti njene izrabe v gradbeništvu na eni strani  ter varovanja okolja na drugi strani. Pomebno je, da znajo kritično izpostaviti pozitivne in negativne učinke določenih sistemov in se do njih opredeliti.
4. NARAVNI KAMEN	3	Dijak loči: na praktičnih vzorcih osnovne predstavnike magmatskih, sedimentnih in metamorfnih kamnin in opiše vzorce opravi preiskavo (zna oceniti) površino kamnin in teksturo	Osnovne vrste kamnin glede na nastanek: prepoznavanje šolske mineraloške zbirke: granit, tonalit, gramoz, prod, pesek, marmor, gnajs … Določanje površine kamnin glede na videz in otip
Kamniti agregat	14	Dijak spozna oziroma opravi preiskave: določanje oblike zrn s pomočjo kljunastega merila določanje oblike zrn s pomočjo prostorninskega koeficienta določanje slabih zrn določanje granulometrijske analize agregata določanje finih delcev z metodo mokrega sejanja določanje naravne vlažnosti agregata določanje prostorninske mase v zbitem in nasutem stanju določanje organskih primesi s kolorimetrijsko metodo	Oblika zrn Tekstura površine Prostorninska masa Zrnavost Slabo zrno Granulometrijska sestava Vlažnost agregata Kolorimetrijska metoda
5. GRADBENA KERAMIKA	5	Dijak: opravi preizkus preverjanja dimezij opečnih blokov in ugotavljanja ustreznosti glede na standard spozna preiskavo tlačne in upogibne trdnosti opeke in opravi izračun marke opeke za karakteristične opečne izdelke - avditorna vaja opravi preizkus vpojnosti zidaka spozna preiskavo zmzlinske odpornosti opeke spozna karakteristične  preiskave strešnikov	Standardna dimenzija opeke Tlačna in upogibna trdnost in marka opeke Vodovpojnost zidaka Zmrzlinska odpornost Preiskave strešnikov	Ogled predmetov in slikovnega materiala (delo učencev, ki za posamezne operativne cilje pripravijo kratke seminarske naloge).
6. MINERALNA VEZIVA	10	Dijak obvlada: izračun posameznih sestavin pri različnih kemijskih reakcijah apna in cementa v gradbeništvu (žganje, gašenje, strjevanje, korozija...) in nastavi ustrezne kemijske enačbe Dijak spozna: označevanje cementa v proizvodnji gravimetrijsko metodo za določanje gostote se seznani z volumetrijsko metodo za določanje gostote opravi preiskavo finosti mletja cementa standardno konsistenco cementa preiskavo začetka in konca vezanja cementa	Stehiometrijski izračuni Oznake cementa Označevanje cementa v proizvodnji Gravimetrijska metoda za določanje gostote Volumetrijska metoda za določanje gostote Preiskava finosti mletja cementa Standardna konsistenca cementa Preiskava začetka in konca vezanja cementa	Dijaki z uporabo šolske laboratorijske opreme in laboratorijev gradbenih podjetij ter visokih šol izvedejo preiskave oziroma uporabijo podatke z gradbišč in z njimi izpeljejo zahtevano tematsko enoto. Dijaki naj uporabijo čim več resničnih podatkov in praktično izvedejo vaje v sklopu razpoložljive opreme.   * Posebno pozornost namenjajo dijaki varnosti pri delu in ustrezni zaščiti pri delu z nevarnimi snovmi.
7. OGLJIKOVODIKOVA VEZIVA	6	Dijak: spozna določanje gostote bitumna s piknometrom spozna določanje viskoznosti bitumna: kinematična in emprična metoda spozna določanje penetracije spozna določanje točke zmehčišča (prstan-kroglica) spozna preiskave za asfalte: izdelavo tipične epruvete , Marshallov test	Gostote bitumna, določene s piknometrom Določanje viskoznosti bitumna: kinematična in emprična metoda Določanje penetracije Določanje točke zmehčišča (prstan-kroglica) Marshallov test	Samostojno delo dijakov: Načrt recepture za pripravo izbranega bitumenskega veziva.
8. MALTE	3	Dijak: spozna pojem in sestavo standardnega peska za malto spozna preiskavo upogibne trdnosti cementa spozna preiskavo tlačne trdnosti cementa spozna preiskavo določanja vsebnosti zraka v sveži malti	Standardni pesek za malto Upogibne trdnosti cementa Tlačne trdnosti cementa Določanja vsebnosti zraka v sveži malti	Praktično delo v skupinah pri opravljanju posameznih preiskav in oblikovanje lastnih izkušenj .
9. BETONI	15	Dijak: spozna projektiranje sestave betona spozna preizkušanje konsistence sveže betonske mešanice: metoda s posedom in metoda z razlezom se seznani s klasifikacijo konsistence po JUS in ISO se seznani s standardiziranimi preizkušanci in postopkom izdelave vzorcev spozna določanje prostorninske mase svežega betona. spozna določanje vsebnosti zraka v svežem betonu spozna (avditorna vaja ali ustrezen laboratorij-demonstracija!) porušne metode za določanje talčne in natezne trdnosti otrdelega betona spozna neporušno metodo določanje tlačne trdnosti in opravi preiskavo s sklerometrom na bližnjih objektih	Projektiranje sestave betona Preizkušanje konsistence sveže betonske mešanice Klasifikacija konsistence po JUS in ISO Standardizirani preizkušanci Določanje prostorninske mase svežega betona. Določanje vsebnosti zraka v svežem betonu Porušne metode za določanje tlačne in natezne trdnosti otrdelega betona Sklerometer	Dijaki si ogledajo slikovni material. Dijaki delajo v skupinah. Dijaki si ogledajo gradbeni laboratorij v sklopu betonarne v bližnji okolici. Izdelajo seminarske naloge o dejavnosti v betonarni.     * Posebno pozornost namenjajo dijaki varnosti pri delu in ustrezni zaščiti pri delu z nevarnimi snovmi.
4. LETNIK
1. PREISKAVE MATERIALOV	6	Dijaki: zberejo in izdelajo prikaz veljavnih standardov za določeni gradbeni material oziroma izdelek na poti od surovine do izdelka	Razumevanje veljavnih standardov in predpisov
2. LES	20	Dijak spozna: določanje tlačne trdnosti v smeri vlaken določanje tlačne trdnosti prečno na vlakna določanje upogibne trdnosti pri statični in dinamični obtežbi določanje strižne trdnosti določanje natezne trdnosti v smeri vlaken določanje natezne trdnosti prečno na vlakna določanje statične trdote v praksi (lesno- predelovalni industriji) se seznani z navedenimi lastnostmi in zna opisati primere izkoriščanja določenih lastnosti	Določanje tlačne trdnosti v smeri vlaken Določanje tlačne trdnosti prečno na vlakna Določanje upogibne trdnosti pri statični in dinamični obtežbi Določanje strižne trdnosti Določanje natezne trdnosti v smeri vlaken Določanje natezne trdnosti prečno na vlakna Določanje statične trdote	Dijaki obiščejo obrate v lesno- predlovalni industriji, lesne žage, mizarske delavnice…, fotografirajo posamezne zanimive elemente in oblikujejo indivdualna oziroma skupinska poročila. Dijaki izdelajo svoje zbirke lesnih vzorcev.
3. KOVINE Železo, jeklo in litine	16	Dijak spozna preiskave za: mehanske lastnosti jekla: - natezni preizkus - statična trdnost - dinamična trdnost - vpliv temperature na mehanske lastnosti udarno žilavost jekla pregibni preizkus deformabilnost z izmeničnim prepogibanjem deformabilnost z navijanjem dijak se seznani s pojavom korozije na praktičnem primeru in oceni dobo razpada zaradi rje za določen izdelek oziroma debelino ter evidentira vplivne faktorje Dijak prepozna : vrste železa na podlagi vzorcev	Mehanske lastnosti jekla Natezni preizkus Statična trdnost Dinamična trdnost Vpliv temperature na mehanske lastnosti Udarna žilavost jekla Pregibni preizkus Deformabilnost z izmeničnim prepogibanjem Deformabilnost z navijanjem Primer korozije	Dijaki obiščejo ustrezne obrate kovinskopredelovalne industrije in izdelajo: -  Seminarske naloge, upoštevaje lastnosti posameznih kovin, -  Fotoreportažo določene kovinske industrije, -  Videofilm, -  zbirko kovinskih materialov … Poseben poudarek je na objektivnem prikazu in kritičnem razmišljanju o pozitivnih in negativnih razmerah v teh obratih.
4. BARVNE KOVINE	10	Dijak prepozna: vrste barvnih kovin na podlagi vzorcev primere elektrolitske korozije in zna navesti najverjetnejše vzroke	Elektrolitska korozija in kombiniranje barvnih kovin Možnosti uporabe v gradbeništvu	Dijaki na domači šoli popišejo vse primere uporabe barvnih kovin in primere, kjer bi jih bilo še možno uporabiti, da bi izboljšali objekt.
6. GRADBENO STEKLO	4	Dijaki opravijo preizkus prepustnosti svetlobe z različnimi vrstami stekla.	Svetlobna prepustnost	Dijaki zberejo vzorce posameznih vrst stekel in z virom svetlobe ocenjujejo prepustnost različnih vrst, lastnosti. Svoja opažanja zapisujejo in komentirajo možnosti za uporabo.
7. SINTETIČNI MATERIALI	4	Dijak opravijo preizkus in spoznajo: kemijske obstojnosti pomembnih umetnih snovi na agresivne snovi:kisline, baze…	Kemijska obstojnost na kisline in baze sintetičnih materialov	Dijaki izdelajo preglednico sintetičnih materialov, opazujejo njihove reakcije s kemikalijami in zapisujejo opažanja. Samostojno komentirajo in napovedujejo možnosti za uporabo.
10. BARVE IN LAKI	5	Dijak spozna in opravi preizkus: topnost barv v vodi topnosti barv v alkoholu mešanja osnov s pigmenti	Vrste barv - našteje in opiše: - vodotopne barve - barve topne v alkoholu - vodonetopne barve	Izdelajo v dvojicah kemijska poročila o topnosti barv v vodi in alkoholu – svoj preizkus dokumentirajo in fotografirajo.
11. BIOMATERIALI	5	Dijak spozna: biomateriale in možnosti uporabe in izdela obseg njihove uporabe v domačem kraju oziroma bližnji okolici ter analizira njihov vpliv na človeka in okolje	Primerjava biomaterialov glede njihovega vpliva na bivalno kakovost in okolje	Dijaki izdelajo individualno primerjalno analizo na izbranem gradbenem elementu ali objektu, ob tem primerjajo uporabo klasičnih materialov z uporabo bio-materialov, in sicer s stališča: -bivalne kakovosti, -varstva okolja in -ekonomičnosti.
Skupaj 3.letnik: 70 ur Skupaj 4.letnik 70 ur

III. MEDPREDMETNE POVEZAVE 

Pri predmetu materiali je pomembna povezava z drugimi predmeti, zlasti s kemijo, biologijo, fiziko in mehaniko. Učitelj mora upoštevati zvezo med posameznimi poglavji različnih predmetov in tako zagotoviti sistematičnost in celostnost pouka.

 

IV. OBVEZNI NAČINI PREVERJANJA IN OCENJEVANJA

V vsakem ocenjevalnem obdobju naj bo obvezna izdelava pisnih poročil vaj v obliki učenčeve mape.