MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání
Dokončovací metody obrábění a tváření Bakalářská práce
Brno 2015
Vedoucí práce:
Autor práce:
Ing. Jan Děcký
Luděk Stix
Bibliografický záznam Stix, Luděk. Dokončovací metody obrábění a tváření: bakalářská práce. Brno: Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra KFChOV, 2015. 88 s. Vedoucí bakalářské práce Ing. Jan Děcký.
Anotace Bakalářská práce se ve svém obsahu zabývá problematikou výuky tematického celku „Dokončovací metody obrábění a tváření“ v rámci předmětu Technologie na vybrané střední škole. Práce je rozdělena na teoretickou část a praktickou část. Teoretická část této práce je věnována charakteristice vybrané střední školy, oboru Obráběč kovů, kurikulárním dokumentům a předmětu Technologie. Dále se tato část práce věnuje klasifikaci a charakteristice vybraných výukových metod vhodných pro výuku vybraného tematického celku. Následně se tato část práce zabývá vyučovací hodinou a přípravou učitele na vyučování. Praktická část je tvořena průzkumem, který je zaměřen na analýzu učebních materiálů a výukových metod, které se využívají na vybrané střední škole v předmětu Technologie. Poté je v této části vytvořen v kontextu s výsledky průzkumu návrh metodické a obsahové přípravy na opakovací hodinu vybraného tematického celku.
Annotation The bachelor’s thesis is concerned with the issues of teaching a thematic unit “Finishing methods of machining and forming” within the scope of subject Technology on selected secondary school. The thesis is divided into a theoretical and a practical part. The theoretical part characterizes the secondary school and its specialization Metal Machinist, curriculum documents as well as the school subject Technology. In addition, it deals with the classification and characteristics of chosen teaching methods suitable for teaching of the selected thematic unit. This part also presents a teaching hour and teacher’s preparation for the lesson. The practical part presents a survey, which is focused on the analysis of teaching materials and teaching methods used at the given secondary school in the subject Technology. Based on the survey results, this part includes a draft of methodological and content preparation for a review lesson of the selected thematic unit.
Klíčová slova Dokončovací metody obrábění, obráběč kovů, kurikulární dokumenty, vyučovací metody, vyučovací hodina, příprava učitele, učební text
Keywords Finishing methods of machining, metal shaper, curricular documents, teaching methods, lesson, lesson plan, study text
Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně a použil jen prameny uvedené v seznamu literatury. V Brně dne 30. 3. 2015
................................................. Luděk Stix
Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval mému vedoucímu práce Ing. Janu Děckému za cenné rady při vedení mé bakalářské práce.
Obsah Úvod .................................................................................................................................. 8 1 Střední škola, Učební obor ......................................................................................... 10 1.1 Charakteristika vybrané střední školy .................................................................. 10 1.2 Obor obráběč kovů 23-56-H/01 ........................................................................... 11 1.2.1 Popis oboru ..................................................................................................... 11 1.2.2 Uplatnění absolventa....................................................................................... 12 2 Kurikulární dokumenty ............................................................................................. 13 2.1 Rámcový vzdělávací program .............................................................................. 13 2.2 Školní vzdělávací program ................................................................................... 14 2.2.1 Učební plán ..................................................................................................... 14 2.2.2 Učební osnovy ................................................................................................ 15 3 Odborný předmět ....................................................................................................... 16 3.1 Předmět Technologie ............................................................................................ 16 4 Vyučovací metody ....................................................................................................... 18 4.1 Charakteristika a členění vyučovacích metod ...................................................... 18 4.1.1 Metody klasické .............................................................................................. 19 4.1.2 Aktivizující metody ........................................................................................ 23 4.1.3 Komplexní výukové metody ........................................................................... 23 4.1.4 Metody fixační ................................................................................................ 25 4.1.5 Metody diagnostické a klasifikační ................................................................ 26 4.2 Faktory ovlivňující volbu vyučovací metody ....................................................... 27 5 Vyučovací hodina ........................................................................................................ 29 5.1 Struktura vyučovací hodiny.................................................................................. 29 5.2 Typy vyučovacích hodin ...................................................................................... 30 6 Příprava učitele na vyučování ................................................................................... 32 6.1 Dlouhodobá příprava ............................................................................................ 32 6.2 Aktuální příprava na hodinu ................................................................................. 32 7 Průzkum ...................................................................................................................... 33
7.1 Respondenti .......................................................................................................... 33 7.2 Metody průzkumu ................................................................................................ 33 7.3 Výsledky průzkumu ............................................................................................. 34 7.3.1 Průzkum mezi učiteli předmětu Technologie ................................................. 34 7.3.2 Průzkum mezi žáky......................................................................................... 37 7.4 Analýza výsledků průzkumu ................................................................................ 43 8 Vlastní příprava na vyučování................................................................................... 45 8.1 Příprava tematického plánu .................................................................................. 45 8.2 Metodická příprava............................................................................................... 48 8.3 Obsahová příprava ................................................................................................ 50 8.3.1 Učební text ...................................................................................................... 50 8.4 Didaktický test ...................................................................................................... 78 8.5 Vyhodnocení návrhu přípravy na vyučování ....................................................... 80 Závěr ............................................................................................................................... 81 9 Seznam použitých pramenů .......................................................................................... 83 10 Seznam obrázků a tabulek .......................................................................................... 86 11 Seznam příloh ............................................................................................................. 88 12 Přílohy......................................................................................................................... 89
Úvod Bakalářské práce je zaměřena ve svém obsahu na problematiku výuky tematického celku „Dokončovací metody obrábění a tváření“ v rámci předmětu Technologie na vybrané střední škole. Téma dokončovací metody obrábění jsem vybíral jako současné aktuální téma v oblasti strojírenské technologie. Výroba strojních součástí se neustále zpřesňuje a zkvalitňuje. Stojí za tím zvyšující se požadavky na celkovou kvalitu a jakost povrchu strojní součásti a také strojírenské technologie, které výrobu takových strojních součásti umožňují. Běžné technologie třískového obrábění nedokážou vyhovět vysokým požadavkům, které jsou kladeny na mnohé strojní součásti, a proto jsou v současnosti čím dál tím více využívány jako poslední výrobní operace právě dokončovací metody obrábění a tváření. Učební materiály pro tuto oblast strojírenské technologie jsou dle mého mínění mnohdy zastaralé, velmi obsáhlé nebo neřeší tuto problematiku jako celek. Učební materiál zabývající se tímto tématem v takovém rozsahu, který by nebyl příliš všeobecný, nebo příliš podrobný bychom hledali rovněž velmi dlouho. Dokončovací metody obrábění a tváření představují jednu z oblastí strojírenské technologie, která je součástí Rámcových vzdělávacích programů (dále jen „RVP“) a Školních vzdělávacích programů středních odborných škol (dále jen „ŠVP“), které se zaměřují na přípravu žáků ve strojírenských oborech. Jedná se zejména o střední odborné školy, které připravují žáky v oborech Obráběč kovů a Mechanik seřizovač. V rámci vyučovacího procesu je velmi důležitá vhodná volba vyučovacích metod a příprava učitele na vyučování. Vhodně zvolená vyučovací metoda a řádná příprava učitele na vyučování má pozitivní vliv na celý vyučovací proces, prostřednictvím kterého se učitel snaží dosáhnout stanovených výchovně-vzdělávacích cílů. Ve vyučovacím procesu však nejde jen o získávání nových vědomostí a dovedností, ale také o jejich zapamatování. Mají-li mít získané vědomosti a dovednosti opravdu trvalý charakter, tak je potřeba věnovat velkou pozornost jejich upevňování, které se děje prostřednictvím opakování, protože bez opakování nemůže probíhat vlastní učení.
8
Cílem této bakalářské práce je vytvořit návrh metodické a obsahové přípravy na opakovací hodinu pro tematický celek Dokončovací metody obrábění a tváření. Obsahovou přípravu tohoto návrhu bude možné využít nejen pro důkladné zopakování vybraného tematického celku v rámci opakovací hodiny, ale i jako učební text, který budou moci využít při výuce jak žáci, tak i učitelé. Součástí přípravy bude i návrh tematického plánu pro vybraný tematický celek. Bakalářská práce bude rozdělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část této práce bude zaměřena na charakteristiku vybrané střední školy, obor Obráběč kovů, kurikulární dokumenty a předmět Technologie. Dále se tato část práce bude zabývat klasifikaci a charakteristikou vybraných výukových metod vhodných pro výuku vybraného tematického celku. Následně bude práce zaměřena na vyučovací hodinu a přípravu učitele na vyučování. Praktická část bude tvořena průzkumem, který bude zaměřen na analýzu učebních materiálů a výukových metod využívaných na vybrané střední škole. Dále pak bude tato část tvořena návrhem tematického plánu, metodickou a obsahovou přípravou učitele na opakovací hodinu vybraného tematického celku.
9
1 Střední škola, Učební obor 1.1 Charakteristika vybrané střední školy Pro potřeby bakalářské práce byla náhodně vybrána Střední odborná škola technická a Střední odborné učiliště Znojmo, která byla založena v roce 1982 pod názvem Středisko praktického vyučování Zemědělských staveb Brno. V prvních letech fungování probíhala v tomto středisku příprava žáků v učebních oborech zedník a instalatér. Po několika letech došlo ke sloučení tohoto střediska se střediskem praktického vyučování ve znojemských podnicích Obalex, Závody Gustava Klimenta apod. Po roce 1986 došlo k rozšíření stávajících oborů o strojírenskou výrobu, kožedělnou výrobu a strojního mechanika. V průběhu několika let docházelo v tomto středisku ke vzniku a zániku různých učňovských oborů. Stávající škola vznikla na základě přestavby objektů bývalých Zemědělských staveb Brno. Postupem času vznikla v areálu školy také autoklempírna. V roce 1996 byla uvedena do provozu nová budova školy, která v sobě zahrnovala 6 tříd pro teoretickou výuku a rozsáhlou dílnu pro odborný výcvik oboru truhlář. Po několika letech byly v areálu školy postaveny ještě další dílny pro obory zedník a tesař. Součástí školy je dnes 4 hektarový areál, v němž probíhá veškerá výuka. V průběhu minulých několika let se opět měnila skladba nabízených oborů této školy. Současný název školy je: Střední odborná škola technická a Střední odborné učiliště Znojmo. Tato škola sídlí na adrese Uhelná 6, 669 02 Znojmo. (http://www.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2014/11/Vyrocni_zprava_2013_2014.pdf) V současnosti škola připravuje žáky v rozličných učebních a studijních oborech, kterých je celkem 12. Mezi tyto obory patří: Elektrotechnika, Strojní mechanik, Karosář, Obráběč kovů, Elektrikář (silnoproud), Autoelektrikář, Truhlář, Instalatér, Tesař, Zedník, Zednické práce a studijní obor Podnikání. (http://www.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2014/11/Vyrocni_zprava_2013_2014.pdf) Součástí školy je také svářečská škola, která zajišťuje svářečské kurzy nejen pro potřeby žáků dané školy, ale i pro potřeby Úřadu práce ve Znojmě. (http://www.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2014/11/Vyrocni_zprava_2013_2014.pdf) .
10
1.2 Obor obráběč kovů 23-56-H/01 Obor Obráběč kovů je obor, ve kterém získají žáci střední vzdělání s výučním listem. Tento obor je možné realizovat ve formě denního vzdělávání, jehož délka činí 3 roky, nebo také ve formě dálkového, večerního nebo kombinovaného vzdělávání, které je maximálně o jeden rok delší. Tento obor je možné rovněž studovat také ve formě zkráceného vzdělávání, jehož délka je zpravidla 1 rok a je určeno pro absolventy maturitních či učebních oborů. Podmínky pro přijetí do studia tohoto oboru tvoří především zdravotní způsobilost uchazeče a úspěšně ukončená základní školní docházka. Tento obor je vyučován v České republice na devadesáti šesti středních školách. (http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obrabec%20kovu.pdf)
1.2.1 Popis oboru Jedná se o učební obor, který je zaměřen na obrábění kovů. Tento obor je určen jak pro chlapce, tak i pro dívky. Absolvent Oboru Obráběč kovů je připraven vykonávat základní práce při strojním obrábění materiálů (kovů), prostřednictvím základních druhů obráběcích strojů (soustruh, frézka, bruska, vrtačka apod.) (http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obrabec%20kovu.pdf) Absolvent umí správně a samostatně číst výkresovou a technickou dokumentaci (technické výkresy, technologické a pracovní postupy) na základě, které dovede určit tvar, rozměry, drsnost povrchu součásti. Umí vyhledat potřebné údaje v normách (dílenské tabulky, technické normy apod.). Ovládá základní způsoby ručního zpracování kovů. Umí rozlišovat strojírenské materiály podle platných norem. Absolvent je schopen seřizovat, obsluhovat, kontrolovat a udržovat základní druhy obráběcích strojů (soustruh, frézka, bruska, vrtačka apod.). Při práci na těchto strojích umí absolvent volit, kontrolovat a udržovat řezné nástroje, ovládat různé způsoby upínání nástrojů i obrobků a nastavovat řezné podmínky v závislosti na druhu obrábění a vlastností obráběného materiálu. Umí správně měřit obrobené součásti prostřednictvím posuvných a mikrometrických měřidel kalibrů a úhloměrů apod. Absolvent je schopen obrábět technologicky nesložité výrobky na základních obráběcích strojích nebo na moderních CNC strojích. (http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obrabec%20kovu.pdf)
11
V průběhu studia jsou žáci vedeni k dodržování bezpečnosti práce a ochraně zdraví při práci a k ekonomickému jednaní, které je v souladu se strategií udržitelného rozvoje. Žáci tohoto studia jsou rovněž také vedeni k tomu, aby usilovali o co nejvyšší kvalitu své práce, výrobků či služeb. (http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obrabec%20kovu.pdf)
1.2.2 Uplatnění absolventa Absolvent učebního oboru Obráběč kovů se uplatní jako univerzální obráběč, soustružník, frézař, brusič, vrtař či jako obsluha CNC strojů ve strojírenských, výrobních a opravárenských provozech. Žáci jsou také připraveni v rámci své profese vykonávat odborné činnosti spojené s ošetřováním a údržbou obráběcích strojů. Po absolvování určité praxe a příslušných zkoušek je žák schopen také samostatně podnikat v příslušném oboru. Žák může pokračovat po úspěšném ukončení studia v nástavbovém studiu určeném pro absolventy tříletých učebních oborů, které je ukončeno maturitní zkouškou. (http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obrabec%20kovu.pdf; http://www.infoabsolvent.cz/Obory/KartaOboru/2356H01)
12
2 Kurikulární dokumenty V České republice byl v roce 2004 schválen a následně zaveden národní program vzdělávání v ČR, tzv. Bílá kniha, která změnila systém kurikulárních dokumentů. Tzv. Bílá kniha je brána jako: „systémový projekt, formulující myšlenková východiska, obecné záměry a rozvojové programy, které mají být směrodatné pro vývoj vzdělávací soustavy ve střednědobém horizontu.“ (http://aplikace.msmt.cz/pdf/bilakniha.pdf) Kurikulární dokumenty se od roku 2004 tvoří na dvou úrovních. Tou první je státní úroveň, na které se vytváří Národní vzdělávací program a Rámcový vzdělávací program (RVP). Druhou úroveň tvoří Školní vzdělávací programy (ŠVP), na základě kterých se uskutečňuje vzdělávání na jednotlivých školách. (http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obr abec%20kovu.pdf)
2.1 Rámcový vzdělávací program Jedná se o dokumenty, které schvaluje Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy. Tyto programové dokumenty konkretizují obecné cíle vzdělávání, blíže specifikují klíčové kompetence, které jsou důležité pro rozvoj osobnosti žáků. Kromě klíčových kompetencí tyto dokumenty také specifikují odborné kompetence, které se vztahují k výkonu pracovních činností a vyjadřují profil absolventa daného oboru. Dále vymezují věcné oblasti vzdělávání a jejich obsahy, charakterizují očekávané výsledky vzdělávání a stanovují rámce a pravidla pro tvorbu školních vzdělávacích programů, včetně učebních plánů. (http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obrabec%20kovu.pdf) V kapitole 1.2 jsou nastíněny odborné kompetence absolventa oboru Obráběč kovů a další důležité základní informace vztahující se k danému oboru. Rámcový vzdělávací program pro obor Obráběč kovů je možné si prohlédnout na internetových stránkách Národního ústavu odborného vzdělávání: http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obrabec%20kovu.pdf
13
2.2 Školní vzdělávací program Na základě RVP a jejich stanovených pravidel si každá škola vytváří své školní vzdělávací programy (dokumenty). Podle těchto dokumentů se uskutečňuje výuka na jednotlivých školách. Každá škola je určitým způsobem specifická a tak se při tvorbě ŠVP zohledňují místní podmínky výuky, pedagogické záměry školy, potřeby a požadavky pracovního trhu daného regionu a zaměstnavatelů, kteří se v daném regionu nachází. Dále ŠVP umožňuje lépe reagovat na požadavky a zájmy rodičů i samotných žáků. ŠVP jsou schvalovány ředitelem školy. ŠVP musí být veřejně dostupný. ŠVP v sobě zahrnuje závazné části pocházející z RVP:
identifikační údaje,
charakteristika školy,
charakteristika ŠVP,
učební plán,
učební osnovy,
hodnocení žáků a autoevaluace školy.
(http://clanky.rvp.cz/clanek/o/z/614/STRUKTURA-SVP-ZV---TVORBA-UCEBNICHOSNOV.html/) Školní vzdělávací program je možné si prohlédnout na webových stránkách SOŠ technická a SOU, Znojmo, Uhelná 6: http://new.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2012/12/svp-Obrabec-kovu.pdf
2.2.1 Učební plán Učební plán je možné charakterizovat jako pedagogický dokument, který upřesňuje obsah vzdělání. Daný obsah vzdělání bývá obvykle vyjádřen ve formě tabulky, ve které jsou uvedeny veškeré vyučovací předměty a jejich časová dotace, podle které jsou jednotlivé předměty rozděleny do jednotlivých ročníků a celkový počet vyučovaných hodin (za týden, studium apod.). Na základě učebního plánu dochází k rozdělení jednotlivých předmětů na povinné, nepovinné a volitelné a rovněž určuje i formu a podíl praktického vyučování. Učební plán v sobě zahrnuje i rozdělení jednotlivých týdnů ve školním roce. Názvy vyučovaných předmětů se odvozují od kurikulárních rámců v RVP nebo si může daná škola vytvořit svůj název předmětu, ten ovšem musí korespondovat s jejich obsahem.
14
V tomto dokumentu bývá zpravidla vyznačen název a adresa školy a název ŠVP. Učební plán Střední školy technické Znojmo je uveden v příloze č. 1. (http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obrabec%20kovu.pdf)
2.2.2 Učební osnovy Učební osnovy lze charakterizovat jako: „Normativní pedagogické dokumenty, stanovující cíle, vymezující obsah, rozsah, posloupnost a distribuci učiva vyučovacích předmětů do jednotlivých ročníků a časových úseků vyučování.“ (Průcha a kol., 1995, s. 239) Učební osnovy obvykle v sobě zahrnují taky určité metody a organizační formy, které se budou uplatňovat při výuce daného předmětu. Tyto dokumenty se vytvářejí pro každý vyučovaný předmět, bez ohledu na to zda je povinný, nepovinný či volitelný. (Průcha a kol., 1995) V příloze č. 2 jsou uvedeny učební osnovy předmětu Technologie pro 3. ročník oboru Obráběč kovů.
15
3 Odborný předmět „Odborný předmět je vyučovací předmět, který je součástí odborné, profesionální přípravy v odborném vzdělávání. Rozlišují se zpravidla: teoretické a praktické předměty a odborné předměty profilující a specializační“ (Průcha a kol., 1995, s. 138) V rámci učebního oboru Obráběč kovů lze rozdělit odborné předměty na: a) Teoretické předměty Technická dokumentace, Strojírenská technologie, Strojnictví, Technologie. b) Praktické předměty Odborný výcvik. (http://new.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2012/12/svp-Obrabec-kovu.pdf) Teoretické předměty se zpravidla vyučují v rámci teoretického vyučování a praktické předměty v rámci praktického vyučování. Každá z těchto skupin využívá k naplnění výchovně vzdělávacích cílů různé výukové metody a organizační formy. Na teoretickou výuku u učebních oborů vždy navazuje výuka praktická. Je tak zřejmé, že velmi záleží na vědomostech, které žáci získají v teoretické výuce. Až na základě vědomostí získaných v teoretické výuce mohou žáci rozvíjet své dovednosti a postoje. Tato práce se zaměří konkrétně na předmět Technologie, který je vyučován v rámci teoretického vyučování.
3.1 Předmět Technologie Předmět Technologie lze charakterizovat jako odborný předmět, který poskytuje žákům souhrnné vědomosti z oblasti strojírenství i z oblasti zaměření daného oboru. Tento předmět se zaměřuje také na rozvoj technického myšlení, odborného vyjadřování a organizačních schopnosti. Prostřednictvím tohoto předmětu jsou žáci také vedeni k uvědomělé práci, k odpovědnosti za své chování a jednání, k dodržování bezpečnosti
16
a ochrany zdraví při práci, k péči o životní prostředí, k respektování ekonomických hledisek výroby apod. V rámci tohoto předmětu dochází k aplikaci vědomostí a dovedností, které žák získal v jiných odborných a všeobecně-vzdělávacích předmětech. Při výuce tohoto předmětu se navazuje především na vědomosti ze strojírenské technologie, strojnictví, technické dokumentace, matematiky, fyziky a odborného výcviku. (http://new.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2012/12/svp-Obrabec-kovu.pdf) Předmět Technologie je vyučován v rámci teoretického vyučování prostřednictvím výukových metod, které jsou svým charakterem vhodné pro výuku odborných předmětů technického charakteru (viz kapitola 4) a podle organizační formy vyučovací hodiny (viz kapitola 5). Ve 3. ročníku oboru Obráběč kovů je v rámci učebních osnov předmětu Technologie na této škole zařazen tematický celek zabývající se dokončovacími metodami obrábění. Tematický celek Dokončovací metody obrábění tvoří tyto témata:
honování,
lapování,
superfinišování,
omílání,
zpracování již obrobených ploch.
(http://new.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2012/12/svp-Obrabec-kovu.pdf) Časová dotace pro tematický celek je v učebních osnovách na Střední odborné škole stanovena na 10 vyučovacích hodin.
17
4 Vyučovací metody V této kapitole se bude práce zabývat členěním vyučovacích metod a poté charakteristikou vybraných vyučovacích metod, které jsou vhodné pro výuku vybraného tematického celku v rámci předmětu Technologie a faktory, které ovlivňují správný výběr vyučovacích metod.
4.1 Charakteristika a členění vyučovacích metod Vyučovací metodu lze charakterizovat jako způsob či uspořádaný postup, kterým se dosahují cíle výuky. Vyučovací metoda se snaží uspořádat poznávací aktivitu žáků takovým způsobem, aby byli schopni objevovat a upevňovat nové poznatky a samostatně se vzdělávat. Existuje nepřeberné množství vyučovacích metod, které jsou různými autory děleny dle různých kritérií. (Friedmann, Pecina, 2013; Mojžíšek, 1975) Uvádím zde dělení dle J. Maňáka (Maňák, 2003, s. 34): Metody z hlediska pramene poznání a typu poznatků
metody slovní – monologické, dialogické, písemné práce, práce s textem,
metody názorně demonstrační - pozorování, předvádění (činností),
metody praktické - napodobování, vytváření dovedností.
Metody z hlediska aktivity a samostatnosti žáků
metody sdělovací,
metody samostatné práce žáků,
metody problémové,
metody badatelské.
Metody z hlediska fáze vyučovacího procesu
metody motivační,
metody expoziční,
metody fixační,
metody diagnostické
metody aplikační.
18
Metody z hlediska myšlenkových operací
metody srovnávací,
metody induktivní,
metody deduktivní,
metody analyticko – syntetické metody.
Metody z hlediska výukových forem a prostředků
kombinace metod s vyučovacími formami,
kombinace metod s vyučovacími pomůckami.
Aktivizující metody
metody diskuzní,
metody situační,
metody inscenační.
didaktické hry,
specifické metody.
V současné době existuje i novější klasifikace výukových metod z roku 2003 od autorů J. Maňáka a V. Švece, kteří rozdělují vyučovací metody na klasické (slovní, názorně demonstrační, praktické) aktivizující (diskusní, řešení problémů, heuristické apod.) a komplexní (frontální výuka, skupinová výuka, brainstorming, samostatná práce žáků, výuka podporovaná počítačem apod.) (Maňák, Švec, 2003)
4.1.1 Metody klasické Klasické vyučovací metody jsou také označovány jako tradiční výukové metody, které jsou především založeny na frontální výuce, ve které hraje hlavní roli učitel. Těmito metodami jsou žákům předávány zpravidla hotové poznatky prostřednictvím učitele nebo učebních textů. (Zormanová, 2012) Metody slovní Tyto metody lze rozdělit na monologické a dialogické metody. Mezi monologické metody je možné zařadit výklad, vysvětlování, popis a přednášku. Mezi dialogické metody je možné zařadit rozhovor.
19
Výklad Výklad patří mezi nejčastěji používané výukové metody v prostředí středních škol. Tato metoda je založena na slovním projevu učitele. Prostřednictvím výkladu učitel prezentuje a vysvětluje nové učivo žákům. Výklad by měl být vzorem logického myšlení, tj. měl by být postupný, učleněný, výstižný a rovněž by měl být zaměřen na objasňování vnitřních zákonitostí a vztahů. Při výkladu je také důležité, aby učitel hovořil hlasitě, jasně, srozumitelně, přiměřenou rychlostí, orientoval se důležité informace, navazoval na předchozí zkušenosti žáků, uváděl určité příklady a pokládal žákům otázky. Výklad částečně souvisí s vysvětlováním, avšak jeho cíl je jiný. Při vysvětlování se snaží učitel vést žáky k pochopení a osvojení podstaty jádra určitého sdělení, podstaty jevu, funkce předmětu apod. Při výkladu se však učitel snaží žáky seznámit nejen s tzv. jádrem neboli základní informací, ale také se snaží žákům podat důkazy, kterými zdůvodní dříve slyšené informace, dále se učitel snaží ukázat žákům prostřednictvím určitých příkladů učivo v návaznosti na praxi a následně dané učivo doplnit o případné podrobnosti. Výklad je tedy zaměřen na objasňování složitějších jevů (faktů). (Zormanová, 2012; Maňák, Švec, 2003) Vysvětlování Tato metoda patří mezi často používané výukové metody. Prostřednictvím ústního projevu učitel předává žákům logicky a systematicky učivo. Jedná se o výukovou metodu, která je zaměřena na racionální rekonstrukci či pochopení určitého jevu nebo procesu na základě argumentů, které vychází z určitých zákonitostí. Vysvětlování si tak klade za cíl především vést žáky k pochopení a osvojení tzv. jádra sdělení, podstaty jevu, funkce předmětu apod. Při vysvětlování by měl učitel brát v úvahu věkové zvláštnosti žáků a jejich aktuální stav vědomostí a dovedností. Mimo výše zmíněného je důležité, aby učitel při vysvětlování učiva hovořil srozumitelně a výstižně a nepřetěžoval žáky přílišnými podrobnostmi. Ovšem na druhou stranu není příliš vhodné také učivo příliš zjednodušovat. Důležitým prvkem vysvětlování je výběr vhodných příkladů, které dokáží daný jev či proces vhodně ilustrovat. (Zormanová, 2012; Maňák, Švec, 2003) Popis Jedná se o monologickou metodu, jejímž účelem je postihnout pozorovatelné vlastnosti určitých jevů či předmětů. Prostřednictvím této metody nedochází k odhalování vnitřních vazeb daného jevu. Nicméně i tak je potřeba, aby při popisu daného jevu učitel dbal na určitou posloupnost, používal odborné názvosloví a prezentoval učivo takovou formou,
20
která bere v potaz věk žáků. Popis zjišťuje fakta, která následně slouží k hlubšímu pochopení určitého jevu. Tato metoda se velmi často používá ve spojení s metodou vysvětlování a s metodami názorně demonstračními. (Maňák, Švec, 2003; Zormanová, 2012) Přednáška Tato výuková metoda je založena na předávání hotových poznatků prostřednictvím delšího, soustavného a racionálně učleněného projevu. Při přednášení učitel rozebírá v určité posloupnosti jevy, procesy, události, u kterých objasňuje jejich vnitřní vztahy a zákonitosti. Přednáška je velmi náročná na rozumové vnímání, schopnosti se koncentrovat a na abstraktní myšlení a proto se využívá zpravidla až ve vyšších ročnících střední školy a na vysokých školách. Je důležité, aby v průběhu přednášky učitel podporoval aktivní spoluúčast žáků a udržoval s nimi neustále kontakt. Toho lze dosáhnout, například kladením otázek a jejich zodpovídáním, tónem hlasu, zápisem na tabuli, změnou tempa projevu apod. Zpravidla se, ale nepočítá v průběhu přednášky s aktivitou žáků. Od výkladu se přednáška se odlišuje především větším členěním, rychlejším tempem a větší strohostí. Prostřednictvím přednášky se snaží učitel seznámit žáky s objemnějším tématem. (Ouroda, 2000; Skalková, 2007; Zormanová, 2012) Práce s textem Práce s textem (učebnicí, knihou) je jednou z nejstarších výukových metod, avšak je i v současnosti jednou z těch nejdůležitějších metod. Tato metoda slouží k získávání a upevňování nových poznatků. U žáka, který umí pracovat samostatně s učebnicí, se zvyšuje jeho učební aktivita. Zdrojem textu mohou být učebnice, technické časopisy apod. Je velmi žádoucí, aby každý žák uměl samostatně pracovat s učebnicí tj. umět vyčlenit hlavní myšlenky, formulovat je vlastními slovy, odhalovat vztahy mezi nimi a také i vyhledávat odpovědi na otázky a provádět obsahovou reprodukci textu. (Kalhous, Obst, 1998; Skalková, 2007) Rozhovor Rozhovor je založen nejen na aktivitě učitele, ale i žáků. Tato metoda je založena na střídání otázek a odpovědí, kterými se objasňuje konkrétní jev, problém nebo vedou žáky k novým poznatkům. Rozhovor může probíhat mezi učitelem a žákem (žáky) nebo pouze mezi žáky. Rozhovor lze uplatňovat ve všech fázích vyučovací hodiny. Podle
21
didaktické funkce lze rozhovor rozdělit na vstupní, systematizující, upevňující a kontrolní. U této metody je nutné, aby pokládané otázky byly formulovány stručně, jasně, srozumitelně a jazykově správně. Výhoda této metody spočívá v neustálé zpětné vazbě mezi učitelem a žáky. (Kalhous, Obst, 2009; Skalková, 2007) Metody názorně demonstrační Předvádění a pozorování Předvádění je založeno na předvádění předmětů, jevů či jejich zobrazení, praktických a psychomotorických dovedností. Velký důraz je při předvádění kladen nejen na výběr objektů, ale i na metodiku jejich předvádění. V první fázi předvádění vy se měli seznámit s podstatou předváděného jevu a v následujícím kroku se seznámit s jeho specifickými zvláštnostmi. Pozorování je bráno jako nedílná součást předvádění, avšak může být prováděno i samostatně. Pokud při předvádění není uplatňováno pozorování, vnímání a recipování, tak poté předvádění ztrácí svůj význam. Pozorování lze charakterizovat jako záměrné, zacílené a soustavné vnímání. (Maňák, Švec, 2003) Předváděné předměty a jevy lze roztřídit na (Maňák, Švec, 2003, s. 81):
reálné modely (přírodniny, výrobky),
modely (statické, dynamické),
zobrazení (obrazy, statická projekce, dynamická projekce),
zvukové pomůcky (hudební nástroje, magnetofon),
dotykové pomůcky (reliéfové obrazy, mapy),
literární pomůcky (učebnice, příručky),
počítače.
Práce s obrazem Obraz lze chápat jako znázornění reality různými prostředky, prostřednictvím kterých jsou zachovávány určité vjemy či představy. Ve vyučovacím procesu je možné chápat obraz za názorné zobrazení učiva tj. za ilustraci, kresby na tabuli, nástěnné obrazy, statickou projekci, dynamickou projekci či počítačovou grafiku. (Maňák, Švec, 2003)
22
4.1.2 Aktivizující metody Aktivizující metody jsou metody, které se snaží dosahovat výchovně-vzdělávacích cílů na základě aktivní myšlenkové činnosti žáka. U těchto metod se prosazuje především problémový postoj k učení. Tyto metody slouží zejména k podněcování aktivity, rozvoji tvořivého myšlení a samostatnosti žáků. (Maňák, 2003) Diskusní metody Diskuzi lze charakterizovat jako vzájemnou komunikaci mezi učitelem a žáky, při níž dochází k výměně názorů mezi jednotlivými účastníky, kteří uvádějí argumenty pro svá tvrzení, a tím dochází k řešení určitého didaktického problému. U diskuze je nezbytné, aby všichni zúčastnění disponovali určitými znalostmi v oblasti řešené problematiky. Diskuze umožnuje žákům získat nové informace, dovednosti a zkušenosti. Existují různé formy diskuze, tj. debata, beseda, panelová diskuze aj. (Maňák, Švec, 2003, Kalhous 2009)
4.1.3 Komplexní výukové metody Komplexní výukové metody jsou odlišné od jiných výukových metod tím, že jsou doplněny o organizační formy výuky a didaktické prostředky. Autoři J. Maňák a V. Švec definují komplexní metody jako „složité metodické útvary, které předpokládají různou, ale vždy ucelenou kombinaci a propojení několika základních prvků didaktického systému, jako jsou metody, organizační formy výuky, didaktické prostředky nebo životní situace“ (Maňák, Švec, 2003, s. 131) Frontální výuka Frontální výuka je charakteristická kolektivní prací žáků ve třídě, přičemž učitel má převládající postavení, na základě kterého navozuje a řídí veškeré učební činnosti žáků. (Maňák, Švec, 2003) Frontální výuka je založena na vyučovací hodině, která může mít různou strukturu. Strukturu vyučovací hodiny ovlivňují etapy vyučovacího procesu. Vyučovací hodina, tak může být rozlišována na hodinu motivační, opakovací, smíšenou apod.). Mezi nejvíce používané hodinu patří tzv. smíšená hodina. (Maňák, Švec, 2003)
23
Smíšená vyučovací hodina se skládá z následujících etap (Maňák, Švec, 2003, s. 134):
zahájení,
opakování minulého učiva,
procvičování a upevňování,
zadání domácí úlohy,
ukončení.
V průběhu vyučovací hodiny jsou využívány učitelem různé výukové metody a didaktické prostředky, které učitel používá k cílově orientovanému řízení všech probíhajících procesů. (Maňák, Švec, 2003) Frontální výuka je v současnosti nejvíce používaným modelem, jehož silné stránky spočívají v racionálnosti, systematičnosti, posilování kázně, časové ekonomičnosti, kontrole chování a výkonů žáků a prostřednictvím kterého je možné v pevně vymezeném čase předat logicky uspořádaně, přehledně a úsporně velké množství poznatků. (Maňák, Švec, 2003) Skupinová výuka Skupinovou výuku lze charakterizovat jako výukovou metodu, která je založena na společné spolupráci mezi učitelem a žáky či mezi žáky samotnými, při řešení určitých úloh a problémů. (Maňák, Švec, 2003) Pro skupinovou výuku jsou charakteristické tyto rysy (Maňák, Švec, 2003, s. 138):
spolupráce žáků při řešení obvykle náročnější úlohy nebo problému,
dělba práce žáků při řešení úlohy, problému,
sdílení názorů, zkušeností, prožitků ve skupině,
prosociálnost, tj. vzájemná pomoc členů skupiny,
odpovědnost jednotlivých žáků za výsledky společné práce.
Při skupinové výuce bývají jednotlivé skupiny nejčastěji tvořeny třemi až pěti žáky, přičemž každá ze skupin dostává k řešení různě náročné úlohy. Skupiny žáků se mohou vytvářet v závislosti na výkonnosti (prospěchu) žáků. Takto vytvořené skupiny mohou být stejnorodé (žáci mající stejný prospěch) a různorodé (každá z žáků má jiný prospěch). Dále se skupiny vytvářejí na základě sociálních vztahů mezi žáky, podle zájmů žáků či na základě náhodného výběru žáků. U skupinové výuky je velmi důležitý výběr vhodné
24
úlohy. Při volbě úlohy je potřeba, aby se učitel řídit výukovými cíli, charakterem učiva, složením skupin apod.
Činnost učitele v průběhu skupinové výuky spočívá v řízení
činnosti žáků tzv. zpovzdálí, avšak o to víc se řídící role učitele přesouvá do přípravné fáze, v níž musí promyslet organizaci činnosti žáků a prostorové uspořádání třídy. Po vyřešení zadaných úloh, dochází k prezentování výsledků a zhodnocení práce jednotlivých skupin. (Maňák, Švec, 2003) Brainstorming Brainstorming neboli burza nápadů je založena na podněcování skupin k tvůrčímu myšlení. Princip této metody spočívá ve vyprodukování velkého množství nápadů na možné řešení daného problému. Při jejich vyslovování se nebere ohled na jejich kvalitu, nýbrž na jejich kvantitu. V průběhu tvorby nápadů je přísně zakázáno jakýkoliv nápad kritizovat. V další fázi se nápady nechají, tzv. uležet a poté jsou podrobeny kritice. Postupným hodnocením jednotlivých nápadů se hledá nejlepší nápady, jimiž je možné optimálně vyřešit daný problém. Tato metoda není vhodná pro řešení všech problémů. Není ji vhodné volit pro řešení takových problému, u kterých je vyžadováno více alternativ řešení apod. (Kalhous, Obst 2009; Friedmann, Pecina, 2013)
4.1.4 Metody fixační V rámci vyučování nejde jen o první seznámení žáků s novými poznatky, ale také jde o jejich upevnění ve vědomí žáků, tak aby je dokázali využívat při myšlení a praktickém jednání. Ve škole by měly být vytvořeny takové podmínky, které by vyhovovali takovému typu utváření vědomostí, návyků, postojů apod. Bez opakování a procvičování nemůže probíhat vlastní učení, protože téměř žádný žák si nezapamatuje napoprvé veškeré nové informace. Je tak potřeba tyto informace opakovat (upevňovat ve vědomí žáků), aby nedocházelo k jejich rychlému zapomínání. K upevňování a procvičování vědomostí se proto používají zejména fixační (opakovací) metody. (Mojžíšek, 1975) Fixačním metodám není v didaktice věnována velká pozornost, na základě čehož není dostatečně zpracováno ani členění těchto metod. V obecné rovině lze však říci, že k opakování je možné použít metody expoziční, pokud budou použity za účelem opakování učiva. (Mojžíšek, 1975)
25
Metody vhodné k opakování a procvičování (Friedmann, Pecina, 2013, s. 32):
ústní opakování a písemné
demonstrace,
opakování,
film,
opakovací rozhovor,
ilustrace,
četba knihy (učebnice),
domácí úkoly.
diskuse,
4.1.5 Metody diagnostické a klasifikační Prostřednictvím diagnostických a klasifikačních metod si každý učitel může udělat představu o žákových vědomostech. Těmito metodami je zjišťován objektivní stav žákových vědomostí a prováděno jejich hodnocení. (Maňák, Švec, 2003) Mezi diagnostické a klasifikační metody lze zařadit (Mojžíšek, 1984):
ústní zkoušení
písemné zkoušení,
didaktické testy,
výkonové zkoušky,
slovní metody,
aplikační metody,
komentované zkoušení.
V rámci výuky odborných předmětů technického charakteru na středních odborných školách jsou svým charakterem vhodné zejména diagnostické metody ústního zkoušení, písemného zkoušení a didaktické testy. Ústní zkoušení Ústní zkoušení je charakteristické tím, že není příliš náročné na organizační přípravu učitele. Tato metoda je založena na otázkách, které klade učitel žákovy a na žákových odpovědích (tj. na jejich vzájemné interakci), prostřednictvím kterých je zjišťován stupeň osvojení učiva, úroveň myšlení, výstižnost vyjadřování, schopnost uplatňovat vědomosti atp. Zadané otázky by měl učitel pokládat žákovy srozumitelně, stručně a měly by vést žáka k pochopení učiva. Ústní zkouška by měla probíhat v optimistické a humánní pedagogické atmosféře, v níž by žák neměl pociťovat strach či úzkost. Prostřednictvím
26
ústního zkoušení není však možné ověřit veškeré vědomosti žáků či ověřit znalosti všech žáků z téže učební látky. (Mojžíšek, 1975; Friedmann, Pecina, 2013) Písemné zkoušení Písemné zkoušení není oproti ústnímu zkoušení tolik zatíženo subjektivním přístupem učitele. Touto metodou je možné vyzkoušet za krátký čas velký počet žáků ze stejné látky. Pro žáky je písemné zkoušení náročnější, protože se nemohou opírat o učitelovu pomoc. Prostřednictvím písemného zkoušení je zjišťován rovněž stupeň osvojení učiva, úroveň myšlení, výstižnost vyjadřování, schopnost uplatňovat vědomosti atp. Písemné zkoušení může být krátké (5 až 15 minut) nebo dlouhé (celá hodina). Tato metoda rovněž neumožňuje učitelovi podat úplnou informaci o všech žákových vědomostech. (Mojžíšek, 1975; Friedmann, Pecina 2013) Didaktické testy Didaktické testy jsou považovány za nástroje, které slouží k systematickému zjišťování výsledků vzdělávací činnosti podle určitých předem stanovených pravidel. Didaktickým testem se zjišťuje zejména úroveň vědomostí a dovedností u většího počtu žáků. Sestavení didaktického testu je celkem náročné na čas. Výběr otázek pro didaktický test je založen na obsahové analýze učiva. Didaktické testy lze rozdělit na testy standardizované a nestandardizované. Standardizované didaktické testy jsou připravovány a ověřovány specializovanými institucemi a nestandardizované didaktické testy jsou připravovány zpravidla učitelem, který se snaží vybírat vhodné otázky na základě svých znalostí a zkušeností. (Mojžíšek, 1975; Friedmann, Pecina, 2013)
4.2 Faktory ovlivňující volbu vyučovací metody Každý učitel rozhoduje o volbě vyučovací metody sám, avšak samotný výběr nesmí být nahodilý. Je tak velmi důležité, aby měl dostatečný přehled o všech vyučovacích metodách. Jednotlivé vyučovací metody májí svůj význam a funkci. Každý učitel by tak měl při volbě výukových metod respektovat určitá kritéria, kterými by se měl řídit, aby byl schopen si vybrat tu nejvhodnější vyučovací metodu. (Maňák, Švec, 2003)
27
Mezi základní kritéria volby vyučovací metody patří (Drahovzal a kol., 1997, s. 91):
cíl výchovně-vzdělávací práce školy,
specifičnost daného učebního předmětu,
konkrétní obsah učiva v rámci daného tématu,
výchovně-vzdělávací cíl dané vyučovací jednotky,
pedagogicko-psychologické podmínky výuky v konkrétní třídě,
materiální vybavení učebního kabinetu a školy,
osobnost vyučujícího,
časové možnosti, jež má učitel k dispozici,
situační podmíněnost v daný okamžik.
V rámci vyučovacího procesu dochází k souběžnému uplatňování různých vyučovacích metod, které se vzájemně propojují a doplňují. Nelze je od sebe jednoznačně oddělit. V průběhu vyučovací hodiny mohou být vyučovací metody učitelem rovněž změněny a vystřídány.
28
5 Vyučovací hodina Vyučovací hodina tvoří ve výchovně vzdělávacím procesu ve škole základní jednotku neboli základní organizační formu vyučování. (Šimoník, 2003) „Vyučovací hodina je organizační forma, při níž učitele v přesně vymezeném čase a na speciálně určeném místě navozuje a řídí kolektivní poznávací činnost žáků, přihlíží přitom pokud možno k zvláštnostem každého z nich a využívá takových způsobů, prostředků a metod práce, které vytvářejí příznivé podmínky pro to, aby všichni žáci zvládly základy probíraného učiva přímo v průběhu vyučovacího procesu.„ (Šimoník, 2003, s. 68) Vyučovací hodina trvá ve škole zpravidla 45 minut. Jednotlivé vyučovací hodiny bývají zpravidla sestavovány do rozvrhu hodin, který bývá vytvořen především podle učebního plánu a počtu tříd daných ročníků. (Šimoník, 2003)
5.1 Struktura vyučovací hodiny Ve vyučovací hodině je možné rozlišovat určité etapy, jejichž posloupnost tvoří tzv. strukturu vyučovací hodiny. V hodině základního typu (smíšené) je možné rozlišovat tyto následující etapy (Šimoník, 2003, s. 69):
zahájení vyučovací hodin, sdělení cíle hodiny, organizační pokyny,
kontrola domácího úkolu,
opakovaní učiva probraného v předcházejících hodinách,
motivace k novému učivu,
expozice nového učiva,
procvičování a upevňování nového učiva,
pokyny k domácí přípravě žáků,
shrnutí, zhodnocení a zakončení hodiny.
V rámci vyučovací hodiny se mohou být jednotlivé etapy seřazeny různým způsobem a ne každá etapa se musí nacházet v určité vyučovací hodině. Vyučovací hodiny mohou tak obsahovat všechny etapy nebo pouze některé z nich. (Šimoník, 2003)
29
5.2 Typy vyučovacích hodin Na základě etap, které vyučovací hodina obsahuje, lze rozlišovat vyučovací hodiny na (Šimoník, 2003, s. 69):
hodiny základního typu (obsahují všechny etapy),
hodiny osvojování nových vědomostí,
hodiny používání vědomostí a dovedností při řešení praktických úkolů,
hodiny procvičovací a opakovací,
hodiny kontroly a hodnocení.
Hodiny opakovací a procvičovací Hodiny opakování a procvičování mohou mít různou strukturu. Struktura těchto hodin je závislá na jednotlivých etapách, které v nich budou obsaženy. Průběh každé opakovací hodiny je také do značné míry ovlivněn výukové metodami, které učitel v těchto hodinách uplatňuje. (viz kapitola 4.1). Příklad struktury opakovací a procvičovací hodiny (Mojžíšek, 1984, s. 158):
úvodní část hodiny,
sdělení cíle hodiny,
opakování a procvičování,
dílčí kontrola v průběhu cvičení a závěrečná kontrola před koncem cvičení,
závěr hodiny,
ukončení hodiny.
Opakovací a procvičovací hodiny bývají zařazeny do rozvrhu hodin v různých etapách školního roku (tj. na začátku školního roku, v pololetí, na konci školního roku apod.) a v různých etapách probírání obsahových celků (tj. po probrání učiva, tematických celků apod.). (Mojžíšek, 1984) Opakovací hodiny nemají jen fixační funkci. Jde jim také o vytvoření zobecněného pohledu na určitou problematiku, zdůraznění podstaty a o spojení jednotlivých okruhů učiva v souvislou znalost. Při realizaci opakovacích hodin je důležitá také atmosféra ve třídě. Žáci by měli mít pocit, že se jedná o vážnou práci, takže není vhodné, aby se pracovní atmosféra vyznačovala familiárností, liberálností apod. Na druhou stranu je však potřeba se vyvarovat pracovní atmosféře, která by u žáků vyvolávala pocit strachu a stresu.
30
V rámci opakovací hodiny by se měl učitel zaměřit na opakování základního učiva neboli tzv. jádra učiva. Velmi důležitou složkou opakovacích hodin tvoří kontrola vědomostí., která by měla být okamžitá a její součástí musí být i aktivní korekce případných chybných výkonů. Opakovací a procvičovací hodiny patří neodmyslitelně do systému vyučovacích hodin. (Mojžíšek, 1984)
31
6 Příprava učitele na vyučování Příprava učitele na vyučování je jednou z nejdůležitějších činností učitele. Touto činností učitel blíže specifikuje výchovně vzdělávací záměry, které následně plní při realizaci výuky funkci tzv. scénáře. Každý učitel musí stanovit výchovně vzdělávací cíle, kterých má být prostřednictvím vyučování dosaženo a to s ohledem na prostředky, vyučovací metody, organizační formy výuky a učební pomůcky, které budou použity k plnění těchto cílů. (Švec, Šimoník, 1996; Ouroda, 2000) Příprava učitele na vyučování se zpravidla člení na dlouhodobou přípravu a aktuální přípravu na vyučování.
6.1 Dlouhodobá příprava Do dlouhodobé přípravy lze zařadit časový tematický plán a tematický plán. Časově tematický plán je rámcový plán, který vypracovává učitel pro předmět a ročník a jeho součástí jsou i časové údaje o termínech, v nichž dojde k probrání jednotlivých témat. Časově tematický plán je vytvářen učitelem tak, aby koordinoval obsah učebních osnov s ročním plánem školy a rozvrhoval učivo pro celý školní rok. Tematický plán si rovněž vypracovává učitel a je založen na principu didaktické analýzy učiva. Učitel tematický plán rozpracovává podrobněji. Pro jednotlivé tematické celky stanovuje učitel rámcové výukové cíle a ty následně rozpracovává podle témat. U jednotlivých témat učitel stanovuje cíle, rámcově vymezuje učivo a plánuje metodický postup. Správně vypracovaný tematický plán počítá u každého tematického celku také s časovou dotací na opakování a procvičování učiva. (Švec, Šimoník, 1996; Ouroda, 2000) Na základě dlouhodobé přípravy na vyučování se vypracovává aktuální přípravu na vyučovací hodinu.
6.2 Aktuální příprava na hodinu Příprava na vyučovací hodinu vychází z tematického plánu. Učitel si při tomto plánování promýšlí a připravuje svůj vlastní postup výuky. Písemná příprava může mít řadů modifikací a to proto, že neexistuje žádný závazný předpis, který by říkal, jak by měla taková příprava vypadat. Každý učitel si tak může vypracovat takovou přípravu, která mu bude co nejlépe vyhovovat. (Švec, Šimoník, 1996; Ouroda, 2000)
32
7 Průzkum Tento průzkum slouží k podpoření praktické části této bakalářské práce. Cílem tohoto průzkumu je zjistit, jaké výukové materiály se používají v předmětu Technologie na Střední odborné škole technické a Středním odborném učilišti Znojmo, jak jsou s nimi jednotliví respondenti spokojeni a jaké výukové metody jsou uplatňovány učiteli na této škole v rámci předmětu Technologie. Průzkum rovněž také zjišťoval názory žáků a učitelů na danou problematiku.
7.1 Respondenti Průzkum byl zaměřen na učitele, kteří vyučují předmět Technologie na zvolené škole a na žáky, kteří se vzdělávají v učebním oboru Obráběč kovů, v jehož rámci je vyučován již zmíněný předmět Technologie. Průzkumu se zúčastnili učitelé a žáci ze Střední školy technické a Středního odborného učiliště Znojmo. V rámci prováděného průzkumu bylo osloveno celkem 29 respondentů, z nichž byli 2 učitelé a 27 žáků, kteří byly požádáni o vyplnění dotazníku (viz příloha č. 3 a č. 4). Podařilo se získat celkem 29 vyplněných dotazníků, tedy návratnost dotazníků byla 100%. Dotazníkové šetření proběhlo anonymně. Tento stav je uveden v tabulce č. 1. Tabulka č. 1 - počet respondentů (zdroj: vlastní) Škola
Počet žáků Počet učitelů
Střední odborná škola technická 27
2
Celkem 29
a Střední odborné učiliště Znojmo
7.2 Metody průzkumu Průzkum byl proveden kvantitativní metodou dotazování, prostřednictvím písemného dotazníku. V rámci použité metody byly vytvořeny dva typy dotazníků.
33
Dotazník č. 1 (viz příloha č. 3) byl určen pro učitele, kteří vyučují na Střední odborné škole technické a Středním odborném učilišti Znojmo předmět Technologie v rámci oboru Obráběč kovů. Dotazník se skládal ze dvou částí. V první části byli respondenti seznámeni s jeho účelem a druhá část byla již věnována jednotlivým otázkám. Dotazník obsahoval celkem 11 otázek, z nichž byly 2 otázky s otevřenou odpovědí a 9 otázek s uzavřenou odpovědí. Dotazník č. 2 (viz příloha č. 4) byl určen pro žáky, kteří jsou vzděláváni v oboru Obráběč kovů na Střední odborné škole technické a Středním odborném učilišti Znojmo. Dotazník se skládal ze dvou částí. V první části byli respondenti seznámeni s jeho účelem a druhá část byla již věnována jednotlivým otázkám. Dotazník obsahoval celkem 11 otázek, z nichž byly 3 otázky s otevřenou odpovědí a 8 otázek s uzavřenou odpovědí. Autor práce se snažil formulovat oba dotazníky tak, aby respondenti neměli problém na dané otázky odpovědět.
Počet otázek byl stanoven tak, aby jejich množství neodrazovalo
od vyplnění dotazníku.
7.3 Výsledky průzkumu 7.3.1 Průzkum mezi učiteli předmětu Technologie Otázka č. 1 - Jaké je Vaše pohlaví? Z výsledků vyplývá, že respondenti, kteří vyučují předmět Technologie na dané střední škole, jsou odlišného pohlaví. Jeden respondent je zástupce mužského pohlaví a jeden respondent zástupce ženského pohlaví. Otázka č. 2 - Jaká je délka Vaší pedagogické praxe? Z výsledků vyplývá, že se oba respondenti pohybují v oblasti školství přes dvacet let. Lze tak říci, že se jedná o velmi zkušené učitele. Jeden respondent disponuje třicetiletou pedagogickou praxi a druhý respondent disponuje dvacetiletou pedagogickou praxi. Otázka č. 3 - Jaké učební texty používáte při výuce předmětu Technologie? Oslovení respondenti uvedli ve své odpovědi více zdrojů. Jeden respondent odpověděl, že používá učebnici Strojírenská technologie od autora J. Řasy a kol., která se skládá z více dílů, dále vlastní vypracované učební texty a vlastní poznámky. Druhý respondent pouze uvedl, že používá vlastní vypracované učební texty a vlastní poznámky.
34
Z odpovědí respondentů – učitelů je zřejmé, že při výuce předmětu Technologie využívají hlavně jimi vytvořené učební texty, případně vlastních poznámek k výukové problematice. Otázka č. 4 - Vámi uváděné učební texty Vám při vyučování vyhovují? Respondenti měli možnost výběru ze čtyř možností a to: Ano, Spíše ano, Spíše ne a Ne. Na zadanou otázku odpověděli oba respondenti shodně, tj. zvolili možnost Spíše ano. Z toho vyplývá, že oběma respondentům jimi používané výukové materiály relativně vyhovují, avšak nejsou s nimi zcela spokojeni. Otázka č. 5 - Co považujete za největší výhodu na Vámi používaných učebních textech? Respondenti měli možnost výběru ze čtyř možností a to: Velký počet obrázků; Srozumitelnost, stručnost, přehlednost; Kontrolní otázky a úkoly a možnost Jiná, uveďte prosím. Oslovení respondenti odpověděli na tuto otázku rozdílně. Jeden z respondentů spatřuje největší výhodu ve velkém počtu obrázků, které obsahují jeho učební texty. Druhý respondent spatřuje největší výhodu ve srozumitelnosti, stručnosti či přehlednosti jeho vytvořeného učebního textu. Otázka č. 6 - Co považujete za největší nevýhodu na Vámi používaných učebních textech? Respondenti měli možnost výběru ze čtyř možností a to: Malý počet obrázků; Nesrozumitelnost, obsáhlost, nepřehlednost; Absence kontrolních otázek a možnosti Jiná, uveďte prosím. Oba oslovení respondenti shodně odpověděli na tuto otázku. Jako největší nevýhodu v jimi používaných učebních textech spatřují absenci kontrolních otázek a úkolů. Otázka č. 7 - Realizujete v předmětu Technologie po každém tematickém celku opakovací hodinu? Respondenti měli možnost výběru ze čtyř možností a to: Ano, Spíše ano, Spíše ne a Ne. Oba respondenti odpověděli na tuto otázku odlišně. Jeden z respondentů zvolil možnost Ano, z čehož vyplývá, že realizuje vždy opakovací hodinu po probraném tematickém celku a druhý respondent zvolil možnost Spíše ano, z čehož vyplývá, že realizuje rovněž opakovacího hodinu, avšak ne úplně po každém probraném tematickém celku.
35
Otázka č. 8 - Jakou
diagnostickou
metodu
používáte
nejčastěji
k ověření
vědomostí Vašich žáků? Respondenti měli možnost výběru ze čtyř možností a to: Ústní zkoušení, Písemné zkoušení, Didaktický test a odpověď Jiná, uveďte prosím. Na tuto otázku odpověděli oslovení respondenti stejně a to tak, že nejčastěji využívají jako diagnostikou metodu didaktický test. Lze tak usoudit, že učitelé využívají nejčastěji didaktický test, protože prostřednictvím něhož je možné ověřit veškeré vědomosti všech žáků z téže učební látky v krátkém čase. Otázka č. 9 - Jaká diagnostická metoda k ověření vědomostí žáků Vám nejvíce vyhovuje? Respondenti měli možnost výběru opět ze čtyř možností a to: Ústní zkoušení, Písemné zkoušení, Didaktický test a odpověď Jiná, uveďte prosím. Oslovení respondenti odpověděli na tuto otázku rovněž stejně. Oběma respondentům vyhovuje především ústní zkoušení. Lze se domnívat, že ústní zkoušení vyhovuje osloveným proto, že při něm vzniká osobní kontakt mezi učitelem a žákem, což umožňuje učiteli okamžitě reagovat na případné nepřesné či špatné odpovědi, přičemž je schopen se přesvědčit zda žák udělal chybu náhodou nebo zda se zásadně neorientuje v dané problematice. V případě potřeby může učitel daného žáka povzbudit, případně mu poradit či nasměrovat k jinému tématu, což u jiných diagnostických metod nelze. Otázka
č. 10 - Jakou
výukovou
metodu
používáte
nejčastěji
v předmětu
Technologie? Respondenti měli možnost výběru z pěti možností a to: Výklad; Přednáška; Práce s učebním textem; Předvádění a pozorování předmětů, činností a jevů a odpověď Jiná, uveďte prosím. Z výsledků vyplývá, že oslovení respondenti nejčastěji používají v předmětu Technologie výklad. Otázka č. 11 - Jakou výukovou metodu používáte nejraději v předmětu Technologie? Respondenti měli možnost výběru z pěti možností a to: Výklad; Přednáška, Práce s učebním textem; Předvádění a pozorování předmětů, činností a jevů a odpověď Jiná, uveďte prosím. Na danou otázku odpověděli oba respondenti shodně. Z výsledků vyplývá, že oba používají nejraději při výuce předmětu Technologie výukovou metodu Předvádění a pozorování předmětů, činností a jevů.
36
7.3.2 Průzkum mezi žáky Otázka č. 1 - Jaké je Vaše pohlaví? Z tabulky č. 2 jasně vyplývá, že všichni oslovení respondenti jsou mužského pohlaví. Tabulka č. 2 – Pohlaví respondentů (zdroj: vlastní) Pohlaví
Celkem respondentů
Muž
27
Žena
0
Otázka č. 2 - Kolik je Vám let? Na základě odpovědí respondentů bylo zjištěno, že nejvíce respondentů je ve věku 16 let (devět respondentů) a druhou největší skupinu tvoří respondenti ve věku 18 let (sedm respondentů). Mezi oslovenými respondenty se však našel i respondent, kterému je 25 let. Tento jev je neobvyklý, protože je obecně předpokládáno, že studenti tříletých učebních oborů se budou nacházet ve věku od 15 do 18 let. Je velmi pravděpodobné, že tento respondent již má úspěšně ukončené studium jednoho či více učebních oborů, které studoval v předchozích letech. V tabulce č. 3 je uveden věk všech respondentů. Tabulka č. 3 – Věk respondentů (zdroj: vlastní) Věk
Počet respondentů
Věk
Počet respondentů
1 ročníku
3. ročníku
15
2
15
0
16
9
16
0
17
2
17
5
18
1
18
7
19
0
19
0
20
0
20
0
21
0
21
0
22
0
22
0
23
0
23
0
24
0
24
0
25
1
25
0
37
Otázka č. 3 - Ve kterém ročníku se nyní nacházíte? Průzkumu se zúčastnili žáci 1. a 3. ročníku oboru Obráběč kovů. Žáků 1. ročníku se zúčastnilo nejvíce a to celkem 15. Žáci druhého ročníku byli v termínu, ve kterém proběhl průzkum na praxi v jednotlivých podnicích, které spolupracují s danou školou. Jednotlivé počty žáků v daných ročnících jsou uvedeny v tabulce č. 4. Tabulka č. 4 – Zastoupení ročníků (zdroj: vlastní) Ročník
Počet respondentů
1.
15
2.
0
3.
12 Otázka č. 4 - Jaké učební texty máte k dispozici při výuce předmětu Technologie?
Z odpovědí respondentů je patrné, že žáci jednotlivých ročníků používají různé učební texty. Respondenti 1. ročníku ve svých odpovědích uváděli nejčastěji učebnici pro předmět Technologie, avšak žádný z respondentů neuvedl její název nebo jejího autora. Učebnici uvedlo celkem sedm respondentů, učební texty vytvořené učitelem uvedli čtyři respondenti a vlastní poznámky uvedli rovněž čtyři respondenti. Respondenti 3. ročníku byli ve svých odpovědích relativně konzistentní, protože deset respondentů z dvanácti uvedlo učební texty poskytnuté učitelem. Další dva respondenti uvedli vlastní poznámky.
Z výše
uvedeného je patrné, že i vlastní poznámky jsou poskytované vědomosti od učitele. Je velmi nepravděpodobné, že by v rámci 1. ročníku měli k dispozici někteří žáci jiné učební texty než ostatní žáci. Lze se tak domnívat, že žáci 1. ročníku mají k dispozici pravděpodobně učebnici a vlastní poznámky v sešitě, které čerpají z učitelem vytvořených učebních textů. Otázka č. 5 - Vámi uváděný učební text Vám při vzdělávání vyhovuje? Z tabulky č. 5 vyplývá, že jednotlivé ročníky jsou odlišně spokojeni s jejich učebními texty. Respondenty 1. ročníku lze rozdělit na dvě skupiny, z níž má každá odlišný názor. První skupina (devět respondentů) je relativně spokojena s učebními texty, avšak ne úplně bez výhrad a druhá skupina (šest respondentů) není příliš spokojena s těmito texty. Z odpovědí žáků 3. ročníku vyplývá, že téměř všichni žáci jsou relativně spokojeni s jejich učebními texty, avšak ne všichni zcela bez výhrad.
38
Pouze jeden respondent tohoto ročníku není příliš spokojen s danými učebními texty. Jednotlivé odpovědi respondentů jsou uvedeny v tabulce č. 5. Tabulka č. 5 - Spokojenost respondentů s používanými učebními texty (zdroj: vlastní) Počet respondentů
Počet respondentů
1. ročník
3. ročník
Ano
2
5
Spíše ano
7
6
Spíše ne
4
1
Ne
2
0
Otázka č. 6 - Co považujete za největší výhodu na Vámi používaném učebním textu? Na tuto otázku odpovídali respondenti z 1. ročníku a 3. ročníku různě. V rámci prvního ročníku spatřuje sedm respondentů největší výhodu ve srozumitelnosti, stručnosti či přehlednosti, pět respondentů ve velkém počtu obrázků a tři respondenti uvedli jinou odpověď, ve které všichni tři uvádějí, že dané učební texty nemají žádnou výhodu. V rámci 3. ročníku spatřuje jedenáct respondentů největší výhodu rovněž ve srozumitelnosti, stručnosti či přehlednosti a pouze jeden respondent uvedl jako největší výhodu velký počet obrázků. Tento stav je uveden v tabulce č. 6. Tabulka č. 6 - Největší výhoda používaného učebního textu při výuce (zdroj: vlastní) Počet respondentů
Počet respondentů
1. ročník
3. ročník
Velký počet obrázků
5
1
Srozumitelnost, stručnost,
7
11
Kontrolní otázky a úlohy
0
0
Jiná, uveďte prosím …
3
0
přehlednost
39
Otázka č. 7 - Co považujete za největší nevýhodu na Vámi používaném učebním textu? Na tuto otázku odpovídali respondenti z 1. ročníku a 3. ročníku opět různě. V rámci prvního ročníku spatřuje šest respondentů největší nevýhodu v nesrozumitelnosti, obsáhlosti či nepřehlednosti, pět respondentů v absenci kontrolních otázek a úkolů, tři respondenti v malém počtu obrázků a jeden respondent uvedl jinou odpověď, v níž uvedl, že dané učební texty nemají žádnou nevýhodu. V rámci 3. ročníku spatřuje pět respondentů největší nevýhodu v absenci kontrolních otázek a úkolů, čtyři respondenti v malém počtu obrázků a 3 respondenti uvedli jinou odpověď, v níž uvedli, že dané učební texty nemají žádnou nevýhodu. Tento stav je uveden v tabulce č. 7. Tabulka č. 7 – Největší nevýhoda učebního textu používaného při výuce (zdroj: vlastní) Počet respondentů
Počet respondentů
1. ročník
3. ročník
Malý počet obrázků
3
4
Nesrozumitelnost, obsáhlost, nepřehlednost
6
0
Absence kontrolních otázek a úkolů
5
5
Jiná, uveďte prosím …
1
3
Otázka č. 8 - Je realizována Vaším učitelem v předmětu Technologie po každém tematickém celku opakovací hodina? Z tabulky č. 8 je patrné, že učitelé vyučující předmět Technologie realizují opakovací hodiny po tematických celcích. Tento názor vyjadřuje ve svých odpovědích celkem 22 respondentů z obou oslovených ročníků, avšak většina z těchto respondentů je toho názoru, že není prováděna úplně po každém tematickém celku. Pouze pět respondentů z obou ročníků je toho názoru, že opakovací hodina není prakticky téměř nikdy realizována danými učiteli předmětu Technologie.
40
Tabulka č. 8 - Realizace opakovací hodiny po každém tematickém celku (zdroj: vlastní) Počet respondentů
Počet respondentů
1. ročník
3. ročník
Ano
3
3
Spíše ano
10
6
Spíše ne
0
2
Ne
2
1
Otázka č. 9 - Jakou diagnostickou metodu k ověření Vašich vědomostí nejčastěji používá Váš učitel v rámci předmětu Technologie? Respondenti 1. ročníku se ve svých odpovědích značně rozcházejí. Osm respondentů ve svých odpovědích uvedlo, že daný učitel nejvíce používá k ověření vědomostí nejčastěji metodu ústního zkoušení a sedm respondentů uvedlo, že je to metoda písemného zkoušení. Respondenti 3. ročníku se ve svých odpovědích téměř shodují. Jedenáct z nich uvedlo ve svých odpovědích metodu ústního zkoušení a pouze jeden respondent uvedl metodu písemného zkoušení. Tento stav je uveden v tabulce č. 9. Tabulka č. 9 – Nejčastěji používaná diagnostická metoda (zdroj: vlastní) Počet respondentů
Počet respondentů
1. ročník
3. ročník
Ústní zkoušení
8
11
Písemné zkoušení
7
1
Didaktický test
0
0
Jiná, uveďte prosím…
0
0
Otázka č. 10 - Jaká diagnostická metoda k ověření Vašich znalostí Vám nejvíce vyhovuje? Respondenti 1. ročníku se ve svých odpovědích značně rozcházejí. Sedm respondentů ve své odpovědi uvedli, že jim vyhovuje především metoda Ústního zkoušení, šesti respondentům vyhovuje zejména písemné zkoušení a pouze jednomu respondentovi vyhovuje nejvíce metoda didaktického testu. Respondenti 3. ročníku ve svých odpovědích uvedli nejčastěji metodu ústního zkoušení. Celkem uvedlo tuto metodu devět respondentů.
41
Dva respondenti uvedli metodu písemného zkoušení a jeden respondent uvedl metodu didaktického testu. Tento stav je uveden v tabulce č. 10. Tabulka č. 10 – Nejvíce vyhovující diagnostická metoda (zdroj: vlastní) Počet respondentů
Počet respondentů
1. ročník
3. ročník
Ústní zkoušení
7
2
Písemné zkoušení
6
9
Didaktický test
1
1
Jiná, uveďte prosím…
0
0
Otázka č. 11 - Jaká výuková metoda v předmětu Technologie Vám nejvíce vyhovuje? Z odpovědí na danou otázku vyplývá, že téměř všem respondentům jak z 1. ročníku, tak z 3. ročníku nejvíce vyhovuje metoda výkladu. V 1. ročníku nejvíce vyhovuje metoda výkladu deseti respondentům. Tři respondenti uvedli metodu předvádění a pozorování předmětů, činností a jevů a jeden respondent uvedl jinou odpověď, ve které uvedl, že mu žádná výuková metoda nejvíc nevyhovuje. Ve 3. ročníku nejvíce vyhovuje metoda výkladu rovněž deseti respondentům a dalším dvěma respondentům vyhovuje zejména metoda předvádění a pozorování předmětu, činností a jevů. Tento stav je uveden v tabulce č. 11. Tabulka č. 11 – Nejvíce vyhovující výuková metoda (zdroj: vlastní) Počet respondentů
Počet respondentů
1. ročník
3. ročník
Výklad
10
10
Přednáška
0
0
Práce s učebním textem
1
0
Předvádění a pozorování předmětů, činností a
3
2
1
0
jevů Jiná, uveďte prosím …
42
7.4 Analýza výsledků průzkumu Průzkumem bylo zjištěno, že učitelé na vybrané škole používají při výuce předmětu Technologie více než jeden druh výukových materiálů, což naznačuje, že není v současnosti na trhu univerzální výukový materiál, který by v sobě zahrnoval všechny potřebné informace a který by mohl být učiteli využíván přímo ve výuce daného předmětu. Při výuce oba učitelé používají učební texty, které si sami vytvořili a vlastní poznámky. S danými výukovými materiály jsou oba respondenti - učitelé relativně spokojeni, avšak i přesto v nich spatřují určité nevýhody. Průzkumem bylo také zjištěno, že žáci nemají při vzdělávání k dispozici z jejich pohledu vhodnou učebnici a tak převážně čerpají informace z učebních textů, které vytvořil příslušný učitel. Překvapujícím zjištěním bylo, že žáci 1. a 3. ročníku mají k dispozici různé výukové materiály, se kterými jsou také různě spokojeni. Žáci 1. ročníku uvedli, že při výuce předmětu Technologie využívají vlastní poznámky, které čerpají z textu vytvořeného učitelem a učebnici. Žáci však učebnici konktrétně neoznačili. Již z toho je patrné, že žáci mají pravděpodobně k dispozici učebnici, ale těžko lze odhadnout, zda ji používají. S učebními materiály je relativně spokojena pouze přibližně polovina žáků 1. ročníku. Žáci 3. ročníku využívají při výuce především učební texty, které jim poskytl učitel a vlastní poznámky. Ani jeden žák neuvedl, že při výuce používá učebnici. S uváděnými podklady jsou téměř všichni žáci 3. ročníku relativně spokojeni. Oba ročníky však v daných podkladech vidí určité výhody a nevýhody, z čehož lze usoudit, že je v jimi uváděných podkladech prostor ke zlepšení či k případné inovaci. Z výsledků průzkumu vyplývá, že učitelé používají při výuce předmětu nejčastěji výukovou metodu výkladu a nejraději používají výukovou metodu pozorování předmětů, činností a jevů. Téměř všem žáků vyhovuje při výuce daného předmětu výuková metoda výkladu. Z toho lze usoudit, že s výukovou metodou, kterou učitelé zpravidla předávají informace žákům, jsou spokojeni jak učitelé, tak i žáci. Bohužel tomu není tak při ověřování vědomostí žáků. Oslovení učitelé nejčastěji používají k ověřování vědomostí žáků diagnostikou metodu didaktický test, avšak žákům obou ročníku vyhovuje především diagnostická metoda ústního zkoušení a písemného zkoušení. Lze se důvodně domnívat, že je tomu tak proto, že didaktickým testem mohou oslovení učitelé objektivně, spolehlivě a systematicky zjišťovat výsledky výuky všech žáků ve třídě, tj. podávat učiteli úplnou informaci o všech žákových vědomostech z dané problematiky a to při minimální časové
43
náročnosti. Hodnocení žáků tak rovněž není ovlivněno ani subjektivním vztahem učitele a žáka nebo nerovnými podmínkami při zkoušení (různá obtížnost otázek, různá doba zkoušení apod.).
44
8 Vlastní příprava na vyučování 8.1 Příprava tematického plánu Tematický plán se zabývá pouze výsečí učiva, respektive vybraným tematickým celkem. Dokončovací metody obrábění a tváření. Tematický plán není převzat z vybrané školy, ale je vytvořen pro potřeby bakalářské práce. Vychází ovšem z ŠVP vybrané střední školy. V naznačeném tematickém plánu (viz tabulka č. 12) je jedna vyučovací hodina stanovena na 45 minut. Předmět: Technologie Ročník: 3. Tematický celek: Dokončovací metody obrábění a tváření Cíl tematického celku: Vzdělávací cíl:
žák bude umět používat odborné názvosloví,
žák bude umět vysvětlit význam dokončovacích metod obrábění a tváření,
žák bude se umět orientovat v jednotlivých dokončovacích metodách obrábění a tváření,
žák bude umět vysvětlit podstatu jednotlivých dokončovacích metod obrábění a tváření,
žák bude se umět orientovat v řezných (pracovních) podmínkách a ve způsobech jednotlivých dokončovacích metod obrábění a tváření,
žák bude umět rozlišovat jednotlivé nástroje a stroje pro jednotlivé dokončovací metody obrábění a tváření,
žák bude umět zhodnotit jednotlivé dokončovací metody obrábění a tváření,
žák
se bude umět
orientovat
v dosahovaných parametrech jednotlivých
dokončovacích metod obrábění a tváření,
žák bude umět navrhnout vhodnou dokončovací metodu obrábění a tváření pro konkrétní strojní součást.
Výchovný cíl:
žák bude chápat nutnost dodržování hygienických zásad,
žák bude chápat nutnost dodržování bezpečnosti a ochrany zdraví při práci (dále jen „BOZP“),
žák bude chápat nutnost udržování pořádku na pracovišti.
45
Tabulka č. 12 – Výseč tematického plánu (zdroj: vlastní) Dokončovací metody obrábění a tváření
Tematický celek
3.
Téma
3.1 BOZP, Honování
10 vyuč. h. 1
(charakteristika, princip, řezné podmínky, způsoby, nástroje, stroje, použití, zhodnocení, dosahované parametry) Vyučovací metoda Téma
výklad, předvádění a pozorování, práce s textem 3.2 Lapování
1
(charakteristika, princip, řezné podmínky, způsoby, nástroje, stroje, použití, zhodnocení, dosahované parametry) Vyučovací metoda Téma
výklad, předvádění a pozorování, práce s textem 3.3 Superfinišování
1
(charakteristika, princip, řezné podmínky, nástroje, stroje, použití, zhodnocení, dosahované parametry) Vyučovací metoda Téma
výklad, práce s obrazem, práce s textem 3.4 Leštění
1
(charakteristika, princip, pracovní podmínky, nástroje, stroje, použití, zhodnocení, dosahované parametry) Vyučovací metoda Téma
výklad, práce s obrazem, práce s textem 3.5 Omílání
1
(charakteristika, princip, pracovní podmínky, nástroje, stroje, použití, zhodnocení, dosahované parametry) Vyučovací metoda Téma
výklad, práce s obrazem, práce s textem 3.6 Válečkování
2
(charakteristika, princip, pracovní podmínky, způsoby, nástroje, stroje, použití, zhodnocení, dosahované parametry) Vyučovací metoda
výklad, předvádění a pozorování, práce s obrazem, práce s textem, diskuze
46
Téma
3.7 Vyhlazování, Kalibrování
1
(charakteristika, princip, pracovní podmínky, nástroje, stroje, použití, zhodnocení, dosahované parametry) Vyučovací metoda
výklad, předvádění a pozorování, práce s obrazem, práce s textem
Téma
3.8 Otryskávání
1
(charakteristika, princip, pracovní podmínky, nástroje, stroje, použití, zhodnocení, dosahované parametry) Vyučovací metoda Téma Vyučovací metoda
výklad, práce s obrazem, práce s textem 3.9 Opakování tematického celku výklad, opakovací rozhovor, didaktický test
47
1
8.2 Metodická příprava Technologie: 3. ročník, obor Obráběč kovů Téma: Opakování tematického celku dokončovací metody obrábění a tváření Cíle: vzdělávací cíl – upevnit vědomosti žáků z probraného tematického celku, – ověřit vědomosti žáků (didaktický test, viz kapitola 8.4). výchovný cíl – vést žáky k upevňování jejich vědomostí, vést žáky k dodržování BOZP. Forma výuky: Vyučovací hodina – hromadná výuka. Metody výuky: Výklad, opakovací rozhovor, didaktický test. Příprava: Zajistit učební pomůcky a provést kontrolu správné funkčnosti didaktické techniky. Pomůcky: Dataprojektor, Počítač, Učební text „Dokončovací metody obrábění a tváření“ (viz kapitola 8.3.1). Tabulka č. 13 - Struktura hodiny s časovým plánem (zdroj: vlastní)
Čas
Fáze hodiny
Činnost žáků
Činnost
Poznámky
učitele 0 – 4 Úvodní část hodiny: min.
Žáci sedí v
Pozdraví
pozdrav žáků a
lavici, pozdraví
žáky;
učitele navzájem;
učitele;
kontroluje
kontrola absence
pomáhají učiteli
přítomnost
žáků; zápis do třídní
při kontrole
žáků; sdělí cíl
knihy; sdělení cíle
školní docházky. vyučovací
hodiny.
hodiny.
4 – 19 Hlavní část hodiny:
Sledují a
Rámcově
Žáci budou mít
min
Shrnutí obsahu
poslouchají
shrne
před sebou položen
tematického celku.
učitele; nahlížejí
tematický
učební text (viz kap.
do učebního
celek za
8.3.1).
textu.
pomocí výkladu.
48
19 – 29 Hlavní část hodiny: min.
Poslouchají
Čte vybrané
Ústní opakování –
otázky učitele a
otázky žákům k ústnímu opakování
opakovací rozhovor.
odpovídají na
a vyzývá je
budou učitelem
ně.
k odpovědi.
vybrány dle jeho
Jednotlivé otázky
vlastního uvážení z učebního textu (viz kapitola 8.3.1); otázky se nebudou shodovat s testovými otázkami, ale budou na ně navazovat; v případě správné odpovědi bude žák pochválen; v případě špatné odpovědi bude žák vyzván k doplnění vědomostí 29 – 39 Hlavní část hodiny: min
Vypracovávají
Aktivně
Žáci budou mít
Ověření vědomostí -
odpovědi na
sleduje žáky
na lavici položené
didaktický test (viz
testové otázky.
při
pouze psací potřeby
vypracová-
a test v papírové
vání testu.
podobě.
kap. 8.4).
39 – 45 Závěrečná část
Žáci poslouchají
Čte
min.
hodiny:
testové otázky
jednotlivé
Vyhodnocení
a odpovídají
testové
didaktického testu,
na ně,
otázky a
zhodnocení hodiny,
Rozloučí se
vyzývá žáky
ukončení hodiny.
pozdravem s uči
k odpovědi;
telem.
Zhodnotí hodinu; Rozloučí se pozdravem se žáky.
49
8.3 Obsahová příprava Obsahová příprava učitele je tvořena učebním textem v podkapitole 8.3.1. Učební text je sestaven autorem podle obsahu tematického celku Dokončovací metody obrábění a tváření. Text je účelně doplněn kontrolními otázkami a úkoly pro opakování v rámci výuky nebo samostudia žáků. Učební text žáci obdrží na začátku výuky tematického celku v tištěné formě. Pro tvorbu učebního textu byla použita odborná literatura, kterou autor bakalářské práce uvádí v seznamu použitých pramenů.
8.3.1 Učební text
Dokončovací metody obrábění a tváření Dokončovací metody obrábění a tváření jsou technologie, jejichž účel spočívá ve zvýšení jakosti obrobené plochy povrchu obrobku, zvýšení rozměrů a tvarů obrobku, zlepšení fyzikálních a mechanických vlastností a vzhledu povrchu součásti. Tyto dokončovací metody se používají především jako poslední operace při obrábění součástí, u kterých je požadována taková kvalita povrchu, kterou nelze běžnými metodami obrábění dosáhnout. Požadované kvality povrchu lze dosáhnout buďto pomocí úběru třísky malých průřezů (dokončovací metody obrábění) nebo prostřednictvím plastické deformace povrchové vrstvy materiálu součásti (dokončovací metody tváření). (Řasa, Gabriel, 2000) Dokončovací metody obrábění
honování,
leštění,
lapování,
omílání.
superfinišování,
Tyto metody se používají především k opracování součástí, u kterých je požadována především vysoká přesnost rozměrů a tvarů a jakost povrchu. Dokončovací metody tváření
válečkování,
kalibrování,
vyhlazování,
otryskávání.
Tyto metody se využívají k především opracování součástí, u kterých je kladen důraz na zlepšení fyzikálních a mechanických vlastností a jakosti povrchu.
50
Dokončovací metody obrábění Honování Honování je dokončovací metodou obrábění, která se používá k obrábění vnitřních válcových ploch (tj. válců kompresorů, válců motorů, hydraulických a pneumatických zařízení apod.) a k obrábění vnějších válcových ploch (tj. pístů a čepů apod.). Jedná se v podstatě o broušení malou rychlostí. Honováním je zvyšována jakost obráběného povrchu řezným účinkem jemného brusiva, které je vázáno v honovacích kamenech upevněných v honovací hlavě, při aplikování řezných kapalin. Honovat lze v současné době jak průchozí válcové díry, tak i neprůchozí válcové díry. V případě použití speciálního přídavného zařízení lze honovat i kuželové díry. (Němec a kol., 1982; Kocman, Prokop, 2001) Honovat lze prakticky všechny materiály tj. nekalené a kalené oceli, neželezné kovy (bronz, mosaz), litinu, slinuté karbidy, sklo a další materiály. (Řasa, Gabriel, 2000) Princip metody U vnitřního honování dochází k vybrušování díry za pomocí honovacích kamenů umístěných v honovací hlavě, které jsou přitlačovány k obráběné ploše pod tlakem 0,4 až 1,4 MPa. Honovací hlava v díře vykonává složený pohyb – otáčivý a přímočarý ve směru osy (obr. 1). Honovací kameny při práci konají vratný šroubovitý pohyb, při kterém dochází k překrývání drah brousících zrn a na obráběné ploše se objevují křížové stopy svírající úhel 2α (obr. 2). Úhel α se pohybuje v rozmezí od 20 – 55°. Čím je úhel α větší tím je výsledná drsnost povrchu nižší. Při vykonávání vratného pohybu dochází k přeběhům honovací hlavy přes okraje obrobku o 1/3 její délky a to z důvodu dosažení správného geometrického tvaru. Při vnitřním honování je obrobek upevněn nehybně na stole a nevykonává žádný pohyb. Proces honování musí vždy probíhat za vydatného přívodu řezné kapaliny, jenž bývá nejčastěji tvořena směsi petroleje a syntetického oleje. Úkolem řezné kapaliny je chladit a odvádět třísky z místa řezu. (Řasa, Gabriel, 2000; Němec a kol., 1982; Outrata, 1964) U vnějšího honování je honovací hlava spolu s kameny upevněna na stole, kde koná jen přibližující pohyb do záběru a obrobek koná jak točivý, tak přímočarý pohyb ve směru osy. (Přikryl a kol., 1967)
51
Obr. 1 Princip honování
Obr. 2 Křížové stopy po honování
Zdroj: Němec a kol., 1982
Zdroj. Outrata, 1964
Řezné podmínky honování „Výsledek práce ovlivňují řezná rychlost (její axiální a obvodová rychlost), úhel křížení stop po honování a měrný tlak honovacích kamenů na obráběnou plochu.“ (Řasa, Gabriel, 2000, s. 169) Řezné podmínky pro honování se pohybují v těchto mezích: obvodová rychlost (25 – 80 m.min-1), rychlost přímočarého vratného pohybu (4 – 22 m. min-1), úhel α (20 – 55°) a měrný tlak (0,4 – 1,4 MPa). Přídavek na honování se pohybuje v rozmezí 0,02 – 0,25 mm. (Řasa, Gabriel, 2000; Kocman, Prokop, 2001) Velikost obvodové rychlosti se vždy odvíjí od druhu honovaného materiálu a posuvová rychlost bývá vůči obvodové asi dvakrát menší. (Němec a kol., 1982) Způsoby honování Z pohledu dosahované přesnosti lze honování rozdělit na jednostupňové honování (u této metody se k hrubování i dokončování používá pouze jeden nástroj) a dvoustupňové honování (u této metody dochází k hrubování a dokončování za pomocí dvou různých nástrojů). (Řasa, Gabriel, 2000) Nástroje Honovací nástroj tvoří honovací hlava, která bývá po obvodu osazena po svém obvodě třemi až dvanácti radiálně stavitelnými honovacími (brusnými) kameny, které mají tvar
52
kvádru. Honovací kameny se v průběhu obrábění postupně přestavují (rozpínají) v honovací hlavě podle požadované velikosti přídavku prostřednictvím rozpínacího kužele, ovládací tyče a objímky s ozubením (obr. 3). Ovládací tyč může být ovládána mechanicky nebo hydraulicky. Honovací kameny se uchycují do tělesa hlavy lepením nebo pomocí přítlačných pružin. K výrobě honovacích kamenů se používají především syntetický korund (pro ocel), karbid křemíku (pro litinu), syntetický diamant (pro slinutý karbid), grafit a kubický nitrid bóru. (Řasa, Gabriel, 2000; Kocman, Prokop 2001; Němec a kol., 1982)
Obr. 3 Honovací hlava
Obr. 4 Svislý jednovřetenový honovací stroj
Zdroj: Němec a kol., 1982
Zdroj: Mádl, 2000
Stroje Honovací stroje se vyrábějí v mnoha rozměrech, provedeních a v různých stupních automatizace pracovního cyklu. Dle polohy vřeten se honovací stroje rozlišují na vodorovné a svislé a dle počtu vřeten na jednovřetenové a vícevřetenové. Ve strojírenských provozech jsou nejvíce používané svislé jednovřetenové honovací stroje (obr. 4). (Kocman, Prokop, 2001) Zhodnoceni a dosahované parametry Honováním lze dosáhnout vysoké přesnosti geometrického tvaru a jakosti povrchu, dále jím lze odstranit kuželovitost, nekruhovitost, soudkovitost a vlnitost obráběného povrchu. Při honování dochází ke vzniku malého množství tepla, které například oproti broušení nemá vliv na strukturu povrchové vrstvy obráběného materiálu. Honováním nelze změnit polohu osy obráběné díry, byla-li v předchozí operaci umístěna nepřesně.
53
Dosahovaná přesnost rozměrů se u tohoto způsobu obrábění pohybuje v rozmezí IT 8 – IT 3 a jakost povrchu v rozmezí Ra = 1,6 – 0,05 µm. (Řasa, Gabriel, 2000; Outrata, 1963) Kontrolní otázky a úkoly: 1. Charakterizujte honování. 2. Uveďte typické součásti, které se obrábějí honováním. 3. Jaké plochy a materiály lze honováním obrábět? 4. Vysvětlete princip honování. 5. Jaké znáte způsoby honování a v čem se jednotlivé způsoby odlišují? 6. Jaké nástroje a stroje se používají k honování? 7. V čem spočívají výhody a nevýhody honování? 8. Jaké rozměrové přesnosti a jakosti povrchu lze honováním dosáhnout?
Lapování Lapování je dokončovací metoda obrábění, která se používá k obrábění rovinných ploch (tj. funkčních ploch měřidel, ventilových sedel, těsnících ploch armatur apod.), vnějších a vnitřních válcových ploch (tj. pístů, válců, funkčních ploch kluzných a valivých ložisek apod.). Jedná se o specifický druh broušení, při němž dochází k úběru materiálu pohybem zrn volného brusiva, které je kapalinou dopravováno mezi lapovací nástroj a obrobek. Lapování lze rozdělit na ruční a strojní. (Řasa, Gabriel, 2000; Němec a kol., 1982) Lapováním lze obrábět jak měkké, tak i tvrdé materiály tj. nekalenou a kalenou ocel, slitiny neželezných kovů (slitiny hliníku, slitiny mědi), slinuté karbidy, těžkoobrobitelné materiály a další. (Řasa, Gabriel, 2000) Princip metody V kapalině rozptýlená zrna volného brusiva jsou dopravovány mezi lapovací nástroj a obrobek. Řezný pohyb zrn brusiva vyvolává lapovací nástroj, který pod malým tlakem koná nepravidelný pohyb vůči lapované ploše, při němž zrna volného brusiva neustále mění svoji dráhu a svými řeznými hranami odstraňují stopy po předchozím obrábění. (Přikryl a kol., 1967; Dillinger, 2007)
54
1 – lapovací nástroj 2 – brusivo 3 – lapovací prostředí 4 – obrobek
Obr. 5 Princip lapování Zdroj: Němec a kol., 1982)
Řezné podmínky Určujícími parametry lapovacího procesu jsou typ plochy a lapovaný materiál, měrný tlak, rychlost pracovního pohybu, druh brusiva, velikost přídavku. (Řasa, Gabriel, 2000; Kocman, Prokop, 2001) Řezné podmínky pro lapování se pohybují v těchto mezích: měrný tlak (0,01 – 0,15 MPa), rychlost pracovního pohybu (7 – 60 m.min-1) a přídavek, který se pohybuje v rozmezí 1 – 60 µm. (Kocman, Prokop, 2001) Způsoby lapování Lapování lze rozdělit z pohledu pohonu nástroje na lapování ruční a strojní. Ruční lapování je charakteristické tím, že lapovací nástroj se drží v ruce. Při ručním lapování se vykonávají veškeré pohyby ručně, obrobek se nepohybuje a lapovací směs je dopravována mezi obrobek a lapovací nástroj za pomocí štětce nebo olejničky. Strojní lapování je charakteristické tím, že pohyb nástroje a obrobku a přívod lapovací směsi mezi nástroj a obrobek je prováděn prostřednictvím čerpadla. (Řasa, Gabriel, 2000) Nástroje U lapování se nástroj skládá ze dvou částí, kterými jsou lapovací nástroj a lapovací směs. Lapovací nástroj má negativní tvar lapovaných ploch. Tvar lapovacího nástroje bývá zpravidla určován tvarem lapované plochy. Při ručním lapování se používají lapovací desky (rovinné plochy), lapovací pouzdra (vnější válcové plochy), lapovací trny (vnitřní válcové plochy). Při strojním lapování se používají lapovací kotouče či brousící kotouče s keramickou vazbou (rovinné a válcové plochy), (obr. 6). V lapovacích nástrojích bývají
55
vytvořeny drážky, které zajišťují rovnoměrné rozdělení lapovacího prostředku po celé ploše nástroje. Lapovací nástroje bývají vyrobeny nejčastěji z mědi, litiny, oceli (kalené či nekalené), olova a plastů. Lapovací nástroj musí být vždy měkčí než obráběný materiál. (Mádl, 2000; Kocman, Prokop, 2001; Ptáček, 1963)
a – drážkovaný povrch b – povrch se šikmými rýhami c – povrch se soustřednými rýhami
Obr. 6 Lapovací kotouče – tři různé druhy povrchů Zdroj: Řasa, Gabriel, 2000
Lapovací směs bývá zpravidla tvořena řeznou kapalinou a zrny volného brusiva, přičemž kapalina bývá nejčastěji tvořena vodou, olejem, petrolejem, vazelínou, kyselinou apod. Zrna volného brusiva se vyrábějí ze syntetického korundu (pro ocel), z karbidu křemíku (pro litinu, sklo apod.) či z karbidu a nitridu bóru (pro slinuté karbidy a jiné velmi tvrdé materiály). K dosažení stejnoměrné jakosti je nutné, aby zrna brusiva měla stejnou velikost. (Dillinger, 2007; Mádl, 2000; Ptáček, 1963) Stroje Lapovací stroje lze rozdělit na stroje univerzální a na stroje speciální. Univerzální stroje se rozdělují na vertikální, horizontální a bezhroté, které slouží k lapování rovinných a válcových ploch součástí (tj. pístních čepů a válečků, plochých destiček apod.). (Řasa, Gabriel, 2000; Přikryl a kol., 1967) Vertikální stroje (obr. 7) jsou ve strojírenských provozech nejpoužívanější. Tyto stroje umožňují obrábět současně dvě protilehlé rovnoběžné plochy dílů (tj. části zubového čerpadla apod.). Díly se ukládají mezi dva lapovací kotouče. Horní kotouč je výkyvný a vyvozuje tlak na lapované součásti. Spodní kotouč koná otáčivý pohyb. Mezi oběma kotouči je uložen kruhový unášeč, do kterého se vkládají jednotlivé díly. Oba kotouče se
56
pohybují jedním směrem, avšak rozdílnou rychlostí. Kruhový unášeč koná navíc ještě kmitavý pohyb. (Outrata, 1964; Přikryl a kol., 1967)
Obr. 7 Schéma svislého lapovacího stroje Zdroj: Němec a kol., 1982
Speciální stroje slouží k lapování určitých druhů součástí (tj. čepů klikových hřídelů, boků zubů ozubených kol apod.). V současnosti lze lapovat na strojích s poloautomatickým či automatickým pracovním cyklem. (Přikryl a kol., 1967; Řasa, Gabriel, 2000) Zhodnocení a dosahované parametry Lapováním lze dosáhnout nejlepší rozměrové přesnosti při minimální drsnosti obrobeného povrchu ze všech metod obrábění. Na druhou stranu je lapování v porovnání s ostatními dokončovacími metodami málo produktivní, časově náročné a nejnákladnější na jednotku plochy. Dosahovaná rozměrová přesnost se pohybuje v rozmezí IT 6 – IT 1, tvarová přesnost v rozmezí 0,1 – 0,03 µm a drsnost povrchu Ra = 0,4 – 0,005 µm. (Kocman, Prokop, 2001; Řasa, Gabriel, 2000) Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaké plochy a materiály lze obrábět lapováním? 2. Uveďte typické součásti, které se obrábějí lapováním. 3. Vysvětlete princip lapování. 4. Jaké znáte způsoby lapování a v čem se od sebe jednotlivé způsoby odlišují? 5. Jaké nástroje se používají k lapování? 6. Z jakých materiálů se vyrábí lapovací nástroje a z čeho se skládá lapovací směs? 7. Jaké stroje se používají k lapování, vysvětlete funkci vertikálního lapovacího stroje. 8. V čem spočívají výhody a nevýhody lapování? 9. Jakých parametrů lze lapováním dosáhnout?
57
Superfinišování Superfinišování je vysoce produktivní dokončovací metoda, která se nejčastěji používá k obrábění vnějších a vnitřních ploch (tj. ventilů, vaček, čepů klikových hřídelů, hřídelů turbín, valivých tělísek ložisek apod.). Jedná se o zvláštní druh broušení, u něhož dochází k odřezávání vrcholků nerovností za pomocí jemnozrnných brousících kamenů upnutých v superfinišovací hlavě, která je při nízkých rychlostech a malých tlacích přitlačována k obráběné ploše a to při kombinaci kmitavého, otáčivého a přímočarého posuvného pohybu. (Kocman, Prokop, 2001; Řasa, Gabriel, 2000) Superfinišováním lze obrábět téměř všechny druhy materiálů, např. litiny, kalené i nekalené oceli, neželezné kovy a jejich slitiny, slinuté karbidy, sklo, plasty apod. (Řasa, Gabriel, 2000) Princip superfinišování Jemnozrnné brousící kameny uchycené v superfinišovací hlavě, která je pod malým tlakem (do 0,4 MPa)
přitlačována
k obráběné
ploše,
koná
kmitavý
přímočarý
pohyb
(až 3000 dvojzdvihů za minutu) a posuvný pohyb ve směru osy obrobku. Obrobek se otáčí rychlostí až 80 m.min-1. Při superfinišování je mezi styčné plochy brousících kamenů a obrobku přiváděna kapalina, která vytváří film, jehož tloušťku lze regulovat tlakem brousících kamenů. Účelem kapaliny je mazat a čistit povrch obráběného materiálu. Kapalina bývá tvořena petrolejem či směsí petroleje s 15 % minerálního oleje. (Němec a kol., 1982; Kocman, Prokop, 2001)
Obr. 8 Superfinišování Zdroj: http://sst.opava.cz/pernikar/nove_www/nekonvencni_soubory/superfinisovani1.htm
58
Na začátku superfinišovacího procesu, kdy jsou vrcholky nerovností největší, působí velký měrný tlak, kterým se vytlačí přivedený kapalinový film a tím dojde k přímému styku brousících kamenů s vrcholky nerovností. Postupným odřezáváním vrcholků nerovností se styčná plocha mezi brusnými kameny a obrobkem zvětšuje a tlak snižuje. Při dosažení vysoké jakosti povrchu obrobku brusné kameny již nedokáží vytlačit kapalinový film a tak k dalšímu úběru materiálu již nedochází. Superfinišovaní je tím ukončeno. (Němec a kol., 1982; Přikryl a ko., 1967)
Obr. 9 Postup při superfinišování Zdroj: Němec a kol., 1982
Řezné podmínky Průběh superfinišování ovlivňuje především rychlost obrobku, rychlost kmitavého pohybu, měrný tlak mezi nástrojem a obrobkem a přídavek na obrábění. (Řasa, Gabriel, 2000) Řezné podmínky pro superfinišování se pohybují v těchto mezích: obvodová rychlost obrobku (10 – 80 m.min-1), rychlost kmitavého pohybu (2 – 15 m.min-1), tlak (0,1 – 0,4 MPa) a přídavek se pohybuje v rozmezí 2 – 12 µm. (http://ust.fme.vutbr.cz/obrabeni/ opory-save/Dokoncovaci_a_nekonvencni_metody_obrabeni/TI_TO-3.cast.pdf) Nástroje Nástroj pro superfinišování je tvořen superfinišovací hlavou (držákem) a jedním až čtyřmi brousícími kameny. Brousící kameny jsou upevňovány v superfinišovacích hlavách mechanicky, nebo se lepí na ocelové podložky. Brousící kameny mají nejčastěji tvar válce, hranolu nebo misky. Brousící zrna se vyrábějí ze syntetického korundu (pro ocel), karbidu křemíku (pro litinu, slitiny neželezných kovů), kubického nitridu bóru (pro nástrojové a rychlořezné oceli) a z diamantového prášku (pro slinuté karbidy). (Řasa, Gabriel, 2000; Mádl, 2000; Kocman, Prokop, 2001)
59
„Kmitavý pohyb nástroje je vyvozován mechanicky (výstředníkem), pneumaticky, hydraulicky nebo elektromagneticky.“ (Řasa, Gabriel, 2000, s. 181) Stroje Stroje pro superfinišování lze rozdělit na přídavná zařízení, univerzální stroje a speciální poloautomaty a automaty. Poslední dva typy strojů se vyrábějí jako jednovřetenové a vícevřetenové. (Kocman, Prokop, 2001; Řasa, Gabriel, 2000) Přídavná zařízení mají samostatný nezávislý pohon, který vykonává přímočarý kmitavý pohyb nástroje. Tyto zařízení se upínají na suporty hrotových soustruhu, hrotové brusku či vyvrtávačky a používají se v kusové výrobě. Univerzální stroje se používají pro malosériovou výrobu. Speciální poloautomaty a automaty se používají pro sériovou výrobu.(Kocman, Prokop, 2001; Řasa, Gabriel, 2000) Zhodnocení a dosahované parametry Superfinišováním lze výrazně zlepšit kvalitu obrobeného povrchu, dále jím lze odstranit zvlnění kruhového průřezu válcové plochy a tím rapidně zlepšit kruhovitost. Další nespornou výhodou je i to, že je časově nenáročné (proces superfinišování trvá cca 20 – 60 sekund). Superfinišováním na druhou stranu nelze korigovat odchylky od válcovitosti a rovněž jím nelze odstranit makroskopické nerovnosti způsobené po předchozím způsobu obrábění. Superfinišováním lze snížit drsnost povrchu na Ra = 0,15 až 0,025 µm. (Řasa, Gabriel, 2000; Dillinger, 2007) Kontrolní otázky a úkoly: 1. Charakterizujte superfinišování. 2. Jaké plochy a materiály lze superfinišováním obrábět? 3. Uveďte typické součásti, které se obrábějí superfinišováním. 4. Vysvětlete princip superfinišování. 5. Jaké nástroje se používají k superfinišování? 6. Jaké materiály se používají k výrobě superfinišovacích nástrojů? 7. Uveďte stroje, které se používají k superfinišování. 8. V čem spočívají výhody a nevýhody superfinišování? 9. Jakých parametrů lze superfinišováním dosáhnout?
60
Leštění Leštění je dokončovací metoda obrábění, která se používá k odstraňování drobných nerovností (stop) po předchozím obrábění, nečistot, vrstviček oxidů a jiných chemických sloučenin. Leštit lze vnější a vnitřní rotační, tvarové a rovinné plochy (tj. dutiny forem, lopatky turbín, lisovací nástroje, ozubená kola, ruční nářadí, nádobí apod.). Leštění lze rozdělit na ruční a strojní. (Mádl, 2000; Řasa, Gabriel, 2000) Leštit lze různé předměty z různých materiálů, kterými jsou nástrojové, konstrukční a korozivzdorné oceli, dále také slitiny neželezných kovů (slitiny mědi, hliníkové slitiny) a mnohé další. (Řasa, Gabriel, 2000) Princip leštění K odstraňování drobných nerovností dochází mechanickým účinkem zrn, která jsou pevně upevněna na leštícím nástroji nebo volně přiváděna mezi leštící nástroj a obrobek. V případě dolešťování dochází k odstraňování vrcholků nerovností bez použití brusiva pouze přítlakem nástroje. (Řasa, Gabriel, 2000; Mádl, 2000)
Obr. 10 Princip leštění Zdroj: http://me.emu.edu.tr/me364/ME364_abrasive_finishing.pdf Pracovní podmínky Pracovní podmínky leštění se liší v závislosti na použitém nástroji. U leštění kotouči patří mezi parametry ovlivňující proces leštění zejména obvodová rychlost kotouče (18 – 40 m.s-1), tlak součásti na kotouč, druh a zrnitost použitého brusiva, materiál kotouče a jeho vlastnosti, druh a množství chladící (mazací) kapaliny. (Řasa, Gabriel, 2000)
61
U leštění kartáči patří mezi parametry ovlivňující proces leštění zejména druh použitého stroje, charakter práce, výchozí a požadovaná jakost povrchu, materiál obráběné součásti a druh kartáče. Obvodová rychlost kartáče se pohybuje v rozsahu 10 – 60 m.s-1. (Řasa, Gabriel, 2000) U leštění pásy patří mezi parametry ovlivňující proces leštění zejména obvodová rychlost (11 – 40 m.s-1), šířka pásu (50 – 25 mm), materiál a rozměr obrobku a tlak mezi pásem a povrchem obrobku (0,05 – 0,075 MPa). (Řasa, Gabriel, 2000) Nástroje Nástroj používaný k mechanickému leštění je tvořen leštícím nástrojem a leštícím prostředkem. Tvar leštícího nástroje se vyrábí v závislosti na tvaru upravované plochy. Leštící nástroje se rozdělují na leštící kotouče, kartáče a pásy. Leštící kotouče jsou vyráběny nejčastěji ze skládaných tkanin, plsti, gumy, bavlny, papíru, kovu apod. Leštící kartáče se skládají ze dvou částí a to ze středu kotouče a vláken, která jsou na střed kotouče pevně uchycena. Střed kotouče bývá vyráběn z kovu, dřeva či plastu. Vlákna bývají vyráběna z bavlněné příze, žíní, nylonu, silonu, ocelového drátu apod. Leštící pásy jsou nejčastěji zhotoveny z bavlněné tkaniny, silonu, kapronu, gumy apod. (Řasa, Gabriel, 2000)
Obr. 11 Leštící nástroje – a) leštící kotouč; b) leštící kartáč; c) leštící pás Zdroj (a): www.naradionline.czzbozielektricke-naradilestickysady-na-lesteni-nerezuhadrovy-lestici-kotoucpevny-na-nerez-150x15mm-stredni-ii.-postup.html Zdroj (b): www.nwd.czcsshopdlestici-kartace-drevene-jadro2130 Zdroj (c): www.naradi-km.czkatalogflex-lestici-pas-nekonecny-760-x-40-mm-k600__FL326917
62
Leštící prostředek je tvořen zrny tvrdých brusných materiálů, které jsou na leštící nástroj pevně přilepena nebo se volně pohybují mezi nástrojem a obrobkem. Zrna se vyrábějí zpravidla z karbidu křemíku, oxidu chromitého, oxidu železitého, vídeňského vápna apod. Leštící prostředky ve formě volných zrn či speciálních past se nanášejí na leštící nástroje. (Řasa, Gabriel, 2000; Mádl, 2000) Stroje Mechanické leštění je možné rozdělit na ruční a strojní. U ručního leštění se nejčastěji obrobek drží v ruce a leštící nástroj je upnut v elektrické či pneumatické brusce. Strojní leštění se provádí na strojích, kterými jsou univerzální leštičky
(stojanové
vrtačky,
bezhroté
brusky),
speciální
jednoúčelové
leštičky
s poloautomatickým či automatickým pracovním cyklem a leštící linky. (Řasa, Gabriel, 2000) Zhodnocení a dosahované parametry Leštěním lze dosáhnout vysoce lesklého povrchu a relativně vysoké jakosti povrchu obrobku, avšak při menších nárocích na rozměrovou a tvarovou přesnost. Leštění se často používá jako přechozí operace pro další povrchové úpravy kovů (niklování, chromování, nátěry apod.). Leštěním lze dosáhnout jakosti povrchu v rozmezí Ra= 0,4 – 0,1 µm. (Němec a kol., 1982; Řasa, Gabriel, 2000) Kontrolní otázky a úkoly: 1. Uveďte účel leštění. 2. Jaké plochy a materiály lze opracovávat leštěním? 3. Uveďte typické součásti, které se opracovávají leštěním. 4. Vysvětlete princip leštění. 5. Vyjmenujte nástroje, které se používají k leštění. 6. Z jakých materiálů se vyrábějí jednotlivé leštící nástroje? 7. Jaké stroje se používají k leštění? 8. V čem spočívají výhody a nevýhody leštění?
63
Omílání Omílání je speciální druh leštění, který se používá k úpravě povrchů velkého množství menších nebo tvarově složitých obrobků u kterých nejsou kladeny žádné nároky na přesnost (tj. dekorativní prvky, turbínové lopatky tryskových motorů, kulové čepy, šnekové převody, nábytkové kování, šperky apod.) nebo tam, kde by byl jiný způsob leštění drahý a pracný. U omílání se obrobky spolu s leštícím prostředkem dostávají do vzájemného pohybu v prostoru omílacího zařízení prostřednictvím otáčení nebo vibrací. K úběru materiálu dochází za pomocí tření a nárazů abrazivních částic leštícího prostředku na povrchu obrobku. Omíláním lze nejen leštit, vyhlazovat povrch, zaoblovat hrany, odstraňovat otřepy, odstraňovat rez a okuje, ale i mořit, odmašťovat a čistit. (Řasa, Gabriel, 2000; Mádl, 2000; http://www.mmspektrum.com/clanek/omilani-jakouniverzalni-metoda-pro-upravu-povrchu.html) Omíláním je možné opracovávat veškeré železné i neželezné kovy, plasty, pryž, drahé kameny atd. (http://www.omilani.cz/omilaci-stroje.aspx) Princip omílání Obrobky se vloží do pracovního prostoru omílacího zařízení (bubnu). Pohybem bubnu dochází k jejich vzájemnému tření a nárazům, a tím dochází k úběru materiálu z povrchu obrobku za pomocí abrazivních částic leštícího prostředku. (Řasa, Gabriel, 2000; Mádl, 2000) Pracovní podmínky Průběh omílání (tj. rychlost a abrazivní účinek) ovlivňuje především tvar a pohyb bubnu; pohyb, tvar a materiál abrazivních částic; tvar, velikost a materiál obrobků a doba omílacího procesu. (Mádl, 2000) U omílání s otáčivým bubnem se pohybuje obvodová rychlost bubnu od 0.5 do 2 m.s-1. Buben je možné naplnit obrobky a leštícími prostředky z 50 až 80 %. Optimálních pracovních podmínek lze dosáhnout tak, že obvodová rychlost bubnu se bude pohybovat kolem 55 až 60 m.min-1 a při jeho naplnění z 60 až 65 %. (Mádl, 2000; Řasa, Gabriel, 2000) U omílání s vibračním bubnem probíhá pracovní proces postupně ve 2 až 4 bubnech, ve kterých je různá zrnitost abrazivních částic. (Řasa, Gabriel, 2000) 64
Jakost povrchu závisí na době omílacího procesu. Proces omílání trvá zpravidla 1 až 6 hodin. (Řasa, Gabriel, 2000; Mádl, 2000) Nástroje U omílání je nástroj tvořen leštícím prostředkem, který je tvořen abrazivním materiálem a aktivní kapalinou. Abrazivní materiál (tělíska) se vyrábí z různých materiálů v mnoha provedeních. K výrobě abrazivního materiálu se běžně používá karbid křemíku, syntetický korund, keramika, porcelán, plast, dřevěné piliny, odřezky kůže nebo je abrazivní materiál tvořen malými ocelovými kuličkami a válečkami, které dokáží mimo jiné i zpevnit povrchové vrstvy obrobku. Abrazivní tělíska (obr. 12) bývají vyráběna nejčastěji ve velikostech od 3 do 40 mm, přičemž mývají tvar kuličky, válce, trojúhelníku, elipsy, kuželu, hvězdy atp. (Řasa, Gabriel, 2000; http://www.omilani.cz/Documents/katalog-kameny kompoundy.pdf)
Obr. 12 Různé druhy omílacích tělísek Zdroj: http://www.ferilex.eu/predpovrchove-upravy.html
„Jako aktivní kapalina se používá chlorid sodný, nitrid sodný apod.“ (Řasa, Gabriel, 2000, s. 194) Stroje Pro omílání se používají stroje rotační nebo vibrační. Stroje k omílání jsou tvořeny zpravidla bubnem a pohonem. Na obr. 13 je vibrační omílací stroj a na obr. 14 je rotační omílací stroj. Bubny se vyrábějí nejčastěji v rozměrech od 1 do 10 metrů a v průměrech od 0,5 do 3 metrů. Podle tvaru se bubny se rozdělují na válcové, kuželové, šestihranné, osmihranné a jiné. Buben se vyrábí z oceli a jeho vnitřní stěny bývají obloženy plastem, gumou či dřevem. (Mádl, 2000; Řasa, Gabriel, 2000)
65
Obr. 13 Vibrační omílací stroj
Obr. 14 Rotační omílací stroj
Zdroj: http://www.omilani.cz/omilaci-stroje/omilaci-stroje-stroje-na-omilani.aspx
Zhodnocení a dosahované parametry Technologie omílání je velmi produktivní metodou úpravy povrchů. Mezi výhody omílání patří vysoká produktivita spojená s nízkými náklady na opracování. Na druhou stranu však omíláním nelze zlepšit rozměrovou přesnost ani geometrický tvar obrobku, nýbrž pouze jakost povrchu. Omíláním lze dosáhnout jakosti povrchu Ra = 0,4 až 0,1 µm. (Řasa, Gabriel, 2000)
Kontrolní otázky a úkoly. 1. V čem se liší omílání od leštění? 2. Jaké operace lze omíláním provádět? 3. Vyjmenujte typické součásti, které se opracovávají omíláním. 4. Vysvětlete princip omílání. 5. Uveďte optimální naplnění a obvodovou rychlost otáčivých bubnů pro omílání. 6. Jaké nástroje a stroje se používají pro omílání? 7. V čem spočívají výhody a nevýhody omílání?
66
Dokončovací metody tváření Válečkování Válečkování je dokončovací metoda tváření, kterou lze opracovávat téměř všechny tvary a rozměry, avšak nejčastěji se používá k opracovávání vnitřních a vnějších rotačních ploch (tj. hydraulických válců a pístu, čepů, hřídelí, části torzních tyčí apod.), rovinných a čelních ploch (tj. vodících ploch obráběcích strojů, dělících rovin skříňových součástí apod.). Válečkování je založeno plastické deformaci, tj. nedochází u něj k úběru materiálu ve formě třísek. U této metody je plastická deformace způsobena přitlačováním tvářecího elementu (váleček, kulička, kotouč apod.) na obrobenou plochu. V důsledku plastické deformace dochází nejen ke zvýšení jakosti povrchu, ale i ke změně metalurgické struktury a zpevnění povrchu a vzniku tlakových zbytkových napětí, které zlepšují funkčnost součásti. (Vajskebr, Špeta, 1984; Řasa, Gabriel, 2000) Válečkováním je možné opracovávat tvárné materiály, jejichž pevnost nepřekračuje hodnotu 1250 MPa a jejichž tažnost činí alespoň 8 % (tj. oceli, hliníkové slitiny, slitiny mědi a některé druhy litin). (Kocman, Prokop, 2001; Řasa, Gabriel, 2000) Princip válečkování Na povrch obrobené součásti se vyvine tlak pomocí tvářecího elementu, který v místě styku nástroje a opracovávaného materiálu vyvolá plastickou deformaci. V průběhu válečkovacího procesu, tedy v době kdy je materiál přetvářen, dochází k postupnému snižování vrcholků nerovností po předchozím obrábění, k jejich přemisťování do prohlubní nerovností a k jejich následnému vyplňování. Obr. 15 Schéma průběhu napětí, geometrických a objemových změn při válečkování
Zdroj:http://www.uh.cz/szesgsm/files/sblizovani/pdf/modul-valeckovani-pro-tisk.pdf
67
Pracovní podmínky „Pracovní podmínky se volí podle požadované jakosti opracované plochy, přesnosti rozměrů a tvaru, tvrdosti povrchové vrstvy a hloubky zpevnění.“ (Řasa, Gabriel, 2000, s. 200) Podmínky ovlivňující proces válečkování tvoří především: tvářecí síla (500 – 5000 N), pracovní posuv nástroje (0.2 – 1 mm), obvodová rychlost (10 – 120 m.min-1), výchozí drsnost (Ra = 0,4 – 3,2 µm), počet přejezdů (2 – 40), přídavek na opracování (0,2 – 0,8 µm) a mazání a chlazení. (Řasa, Gabriel, 2000; Mádl, 2000; Kocman, Prokop, 2001) Jako mazací a chladicí kapaliny se nejčastěji používají minerální emulze, směsi oleje s petrolejem či rostlinné oleje. (Řasa, Gabriel, 2000) Způsoby válečkování Z hlediska časového průběhu velikosti tvářecí síly se válečkování rozděluje na válečkování statické a dynamické U statického válečkování dochází k plastické deformaci povrchu za pomoci otáčejícího se válečku upevněného v držáku, který je v průběhu válečkování neustále ve styku s opracovávanou plochou obrobku. Tvářecí síly nemají u tohoto způsobu válečkování dynamický účinek tj. velikost tvářecí síly je po celou dobu tváření konstantní nebo se pozvolna mění. (Vajskebr, Špeta, 1984)
Obr. 16 Nástroj pro statické válečkování vnějších válcových ploch Zdroj: http://albaprecision.cz/cz/portal/produkty/baublies/technicke-podklady/
U dynamického válečkování dochází k plastické deformaci povrchu působením časově omezeného silového impulsu válečku, který pod určitou frekvencí působí na tvářený povrch obrobku. Nástroj (obr. 17) tak není v neustálém kontaktu s povrchem obrobku.
68
Kinetická energie válečku se získává z vnějšího zdroje, kterým bývá nejčastěji rotující trn, kroužek s vačkovými plochami či magnetický rezonátor. Dynamickým válečkováním se dosahuje vyššího zpevnění, avšak na úkor horší drsností povrchu, která dosahuje Ra = 0,8 až 0,2 µm. (Vajskebr, Špeta, 1984; Mádl, 2000; Kocman, Prokop, 2001)
Obr. 17 Nástroj pro dynamické válečkování vnitřních válcových ploch Zdroj: http://yamasaltd.en.ecplaza.net/internal-roller-burnishing-tool--147071-1135080.html
Nástroje K válečkování se používají nástroje, které bývají tvořeny jedním či několika tvářecími elementy a držáku s upínací stopkou. Tvářecí elementy se vyrábějí v různých rozměrech a geometrických tvarech. Z pohledu konstrukce lze tvářecí elementy rozdělit na dvě základní skupiny, přičemž první skupinu tvoří válečky, kuličky, kladky či kotouče, které jsou neseny středovým čepem, jenž přenáší působící zatížení (obr. 18) a druhou skupinu tvoří válečky, kuželíky, soudečky či kuličky, které se odvalují po vodící dráze nástroje (v kleci), (obr. 19). (Vajskebr, Špeta, 1984)
Obr. 18 Tvářecí prvky nesené středovým čepem Zdroj: Vajskebr, Špeta, 1984
Obr. 19 Tvářecí elementy odvalující se po vodící dráze Zdroj: Vajskebr, Špeta, 1984
69
Držáky tvářecích elementů slouží k uchycení tvářecích elementů. Konstrukce držáků se vyrábí v mnoha provedeních, avšak mezi základní provedení patří především držáky, v nichž jsou tvářecí elementy uchyceny pevně na hřídeli (obr. 16), na kterých se pouze volně otáčejí, držáky v nichž jsou tvářecí elementy přitlačovány k válečkované ploše pružinou (obr. 20), a držáky, které se skládají z trnu s upínací stopkou (tělesa nástroje) a klece, v níž jsou umístěny tvářecí elementy. První dva typy držáků se používají pouze pro statické válečkování a třetí typ držáků je možné použít jak pro statické, tak dynamické válečkování. Při statickém válečkování koná trn (těleso nástroje) společně s tvářecími elementy planetový pohyb (obr. 21) a při dynamickém válečkování koná trn (těleso nástroje) pouze otáčivý pohyb (obr. 22). (Řasa, Gabriel, 2000; Vajskebr, Špeta, 1984) 1 – držák nástroje 2 - pružina 3 – tvářecí těleso 4 – obrobek
Obr. 20 Schéma odpruženého nástroje pro statické válečkování rovinných ploch Zdroj: Řasa, Gabriel, 2000
1 – obrobek 2 – těleso nástroje (trn) 3 – klec 4 – tvářecí tělíska Obr. 21 Staticky pracující nástroj
Obr. 22 Dynamicky pracující nástroj
Zdroj: Řasa, Gabriel, 2000
Zdroj: Řasa, Gabriel, 2000
Stroje Válečkování lze v podstatě aplikovat na běžných obráběcích strojí tj. na vrtačce, hoblovce, hrotovém soustruhu, karuselu, CNC obráběcím centru atp. (Řasa, Gabriel, 2000)
70
Zhodnocení a dosahované parametry Technologie válečkování je dokončovací metoda tváření, která má řadu předností před dokončovacími třískovými metodami obrábění. Válečkováním lze u opracovávané součásti zvýšit odolnost proti únavovým lomům, únosnost, odolnost proti korozi (až 2,5 krát) a odolnost proti otěru (1,5 až 6 krát). Na druhou stranu se však válečkováním sníží tažnost a vrubová houževnatost. Zlepšení mechanických vlastností lze u strojní součásti získat při poměrně nízkých výrobních nákladech, které jsou dány především vysokou hospodárností a spolehlivostí válečkovacího procesu, krátkými časy tváření a nízkými investičními náklady. Válečkováním lze dosáhnout rozměrové přesnosti v rozmezí IT8 až IT6 a jakosti povrchu Ra = 1,6 až 0,1 µm. (Řasa, Gabriel, 2000; Vajskebr, Špeta, 1984; http://www.mmspektrum.com/clanek/hladky-povrch-s-dvojitymefektem.html) Kontrolní otázky a úkoly: 1. Charakterizujte válečkování. 2. Vyjmenujte typické součásti, u kterých se válečkování používá. 3. Jaké materiály lze válečkováním opracovávat? 4. Vysvětlete princip válečkování. 5. Vyjmenujte způsoby válečkování a uveďte jaký mezi nimi rozdíl. 6. Charakterizujte jednotlivé nástroje používané k válečkování. 7. Jaké stroje se používají k válečkování? 8. V čem spočívají výhody a nevýhody válečkování? 9. Jakých parametrů lze válečkováním dosáhnout?
Vyhlazování Technologie vyhlazování je obdobou technologie válečkování, ovšem u této metody nedochází k odvalování nástroje po opracovávaném povrchu, ale ke kluznému tření mezi nástrojem a opracovávaným povrchem. Vyhlazováním se zejména snižuje drsnost povrchu a zvyšuje jeho pevnost a tvrdost. Touto technologií se nejčastěji opracovávají vnější, vnitřní nebo čelní plochy rotačních součástí, které se vyrábějí z tepelně zpracovaných ocelí. (Kocman, Prokop, 2001; Mádl, 2000)
71
Princip vyhlazování Princip metody spočívá ve vyvolání plastické deformace prostřednictvím tvářecího elementu připevněného v nástroji, který je konstantní silou přitlačován na předem obrobenou plochu po které se neodvaluje, ale smýká, čímž dochází ke kluznému tření mezi nástrojem a obrobkem (obr. 23). (Mádl, 2000; Kocman, Prokop, 2001; http://ust.fme.vutbr.cz/obrabeni/opory-save/Dokoncovaci_a_nekonvencni_metody_obrabe ni/TI_TO-3.cast.pdf)
Obr. 23 Vyhlazování Zdroj: http://albaprecision.cz/cz/portal/produkty/baublies/diamantove-nastroje/diamantovy-nastroj-provnejsi-obrabeni/
Pracovní podmínky Průběh a výsledný efekt vyhlazování je ovlivněn zejména rychlostí pohybu (40 – 100 m.min-1), posuvem (0,02 – 01 mm.ot-1), přítlačnou silou (80 – 1000 N), počtem přejezdů (1 – 5), materiálem a tvarem tvářecího elementu a rovněž i chlazením a mazáním. Jako chladící a mazací kapalina se používá zpravidla emulze nebo olej. (Mádl, 2000) Nástroje Nástroj je tvořen tvářecím elementem a držákem (obr. 24, 25). Tvářecí element je opatřen kuželovou špičkou, která má definovaný poloměr zaoblení. Tvářecí elementy se vyrábí z různých materiálů, například ze slinutého karbidu, kubického nitridu bóru či syntetického diamantu. Za pomocí diamantu lze vyhlazovat tepelně zpracované oceli až do tvrdosti 65 HRC.
Držáky tvářecích elementů se vyrábějí z konstrukčních ocelí. (Mádl, 2000;
http://ust.fme.vutbr.cz/obrabeni/opory save/Dokoncovaci_a_nekonvencni_metody_obrabe ni/TI_TO-3.cast.pdf)
72
Obr. 24 Schéma nástroje pro vyhlazování vnějších válcových ploch
Obr. 25 Schéma nástroje pro vyhlazování vnitřních válcových ploch
Zdroj:http://www.baublies.de/de/dpw_a_p_w.html
Zdroj:http://www.baublies.de/de/dpw_spezial.htm
Stroje Vyhlazování lze provádět na hrotových soustruzích, karuselech či na CNC obráběcích centrech. Zhodnocení a dosahované parametry Technologie vyhlazování se používá stejně jako válečkování především ke zvyšování jakosti povrchu a k jeho zpevňování. Oproti válečkování lze vyhlazováním opracovávat mnohem tvrdší materiály a to díky materiálu, ze kterého je vyroben tvářecí element. Vyhlazování dodává součásti také vysoký lesk, což lze zařadit rovněž mezi výhody této technologie. Na rozdíl od válečkování, však není tato technologie vhodná ke zpřesňování rozměrů a tvarů. Vyhlazováním lze dosáhnout drsnosti povrchu Ra = 0,4 – 0,1 µm při hloubce zpevnění až 0,5 mm. (Mádl, 2000) Kontrolní otázky a úkoly: 1. Jaký je rozdíl mezi válečkováním a vyhlazováním? 2. Jaké plochy a materiály lze vyhlazováním opracovávat? 3. Vysvětlete princip vyhlazování. 4. Jaké nástroje a stroje se k vyhlazování používají? 5. V čem spočívají výhody a nevýhody vyhlazování? 6. Jakých parametrů lze vyhlazováním dosáhnout?
Kalibrování Kalibrování je dokončovací metodou tváření, kterou se zvyšuje rozměrová a tvarová přesnost, zmenšuje drsnost obrobené plochy a zpevňuje povrchová vrstva materiálu prostřednictvím plastické deformace. Kalibrováním se používá k dokončování vnitřních válcových ploch (tj. hydraulických válců, trubek apod.). (Němec a kol., 1982; Mádl, 2000) 73
Princip kalibrování Princip kalibrování spočívá v plastické deformaci, která je vyvolána přímočarým pohybem nástroje, jehož rozměr je o pár tisícin milimetrů větší než požadovaný rozměr díry (obr. 26). (Němec a kol., 1982)
Obr. 26 Princip kalibrování Zdroj: Němec a kol., 1982
Pracovní podmínky Podmínky ovlivňující proces kalibrování tvoří zejména rychlost pohybu (5 – 80 m.min-1), výchozí drsnost povrchu (Ra = 0,4 – 6,3 µm), přídavek na opracování (0,002 – 0,04 mm), mazání a tuhosti soustavy SNOP (stroj, nástroj, obrobek, přípravek). (Mádl, 2000) Nástroje Mezi nástroje používané ke kalibrování patří speciální trn, kulička či hladící zuby protahovacích či protlačovacích nástrojů. (Mádl, 2000) Stroje Kalibrování je možné provádět na jakémkoliv lisu. (Němec a kol., 1982) Zhodnocení a dosahované parametry Touto metodou lze dosáhnout rozměrové přesnosti v rozmezí IT 7 – IT4, drsnosti povrchu Ra = 0,4 – 0,005 µm a zpevnění povrchové vrstvy do hloubky až 0,2 mm. (Mádl, 2000) Kontrolní otázky a úkoly: 1. Uveďte účel kalibrování. 2. Vysvětlete princip kalibrování. 3. Jaké nástroje a stroje se používají při kalibrování? 4. Jakých parametrů lze kalibrováním dosáhnout? 74
Otryskávání Otryskávání (dynamické kuličkování) je dokončovací metoda tváření, u které je obrobená plocha součásti otryskávaná malými kulovitými nástroji při vysoké rychlosti. Touto metodou se zpravidla zpevňuje povrch obrobené plochy. Kromě zpevnění obrobené plochy se sníží drsnost povrchu a zvýší únavová pevnost a trvanlivost součásti. Otryskávání se zpravidla používá k opracování součástí nepravidelného geometrického tvaru, např. lopatek turbín, vačkových hřídelů, klikových hřídelů, ozubených kol, pružin apod. (Němec a kol., 1982; Přikryl a kol., 1967) Princip otryskávání U otryskávání dochází k plastické deformaci za pomoci velkého množství kulovitých tvářecích elementů (nástrojů), které jsou mechanicky nebo pneumaticky vrhány vysokou rychlostí na předem obrobenou plochu součásti pod úhlem 50° – 80°. Při dopadu kulovitých nástrojů na povrch součásti dochází k jeho přetvoření, přičemž se odstraní stopy po předchozím obrábění a vyrovnají mikronerovností povrchu. (Mádl, 2000; Němec a kol, 1982)
Obr. 27 Princip otryskávání Zdroj: http://www.metalimprovement.net.cn/documents/czech-lit/Shot%20Peening.pdf
Pracovní podmínky Volba parametrů závisí u této metody na mnoha podmínkách, které tvoří především znalost aplikace součásti, geometrie součásti, předchozí výrobní metoda, vlastnosti tvářecího elementu (rozměr, hmotnost, materiál), výchozí drsnost a zpevnění, pracovní prostředí, provozní
podmínky
atd.
(http://www.metalimprovement.net.cn/documents/czech-
lit/Shot%20Peening.pdf; http://ust.fme.vutbr.cz/obrabeni/opory-save/ Dokoncovaci_a_nekonvencni_metody_obrabeni/TI_TO-3.cast.pdf) 75
Výsledný efekt otryskávání je ovlivněn zejména dvěma parametry a to rychlostí tvářecích elementů (60 – 150 m.s-1) a úhlem pod kterým tvářecí elementy dopadají na obrobenou plochu (50° – 80°). (Mádl, 2000; http://ust.fme.vutbr.cz/obrabeni/oporysave/Dokoncovaci_a_nekonvencni_metody_obrabeni/TI_TO-3.cast.pdf) Nástroje Nástroj ke kuličkování je tvořen velkým počtem tvářecích elementů, které samostatně dopadají na obrobenou plochu součásti. Tvářecí element má tvar kuličky a vyrábí se z různých materiálů, od kterých se následně tato technologie dělí do dvou hlavních skupin. V případě, že jsou kuličky vyrobeny z oceli nebo bílé litiny, tak lze tuto metodu označit jako brokování (kuličkování). Pokud jsou ovšem kuličky vyrobeny ze skla či keramiky, tak se tato metoda označuje jako balotinování. (Mádl, 2000; Němec a kol., 1982) K brokování se používají kuličky o průměru 0,3 až 2 mm a bývají vyrobeny nejčastěji z měkkých, kalených či korozivzdorných ocelí. K balotinování se používají kuličky menších
průměrů
tj.
0,03
až
0,8
mm.
(http://ust.fme.vutbr.cz/obrabeni/opory-
save/Dokoncovaci_a_nekonvencni_metody_obrabeni/TI_TO-3.cast.pdf) Stroje Stroje používané k otryskávání lze rozdělit dle principu činnosti na tryskací zařízení s metacími koly, které vrhají tvářecí elementy mechanicky za pomocí metacích kol a na pneumatická tryskací zařízení, která tryskají tvářecí elementy za pomocí stlačeného vzduchu. (http://www.1tousenska.cz/vyroba.php) Tryskací zařízení s metacími koly jsou určena především k vrhání ocelových a litinových tvářecích elementů. Naproti tomu pneumatická tryskací zařízení jsou určena zpravidla k tryskání skleněných či keramických tvářecích elementů. (http://www.1tousenska.cz/vyro ba.php)
76
Obr. 28 Schématické znázornění tryskacích zařízení Zdroj: http://www.spolmont.cz/technologie/technologie-tryskani_cz.html
Zhodnocení a dosahované parametry Otryskáváním lze běžně dosáhnout drsnosti povrchu Ra = 1,6 – 0,8 µm. Vzhledem k ostatním dokončovacím metodám tváření je sice výsledná drsnost povrchu vyšší, avšak na druhou stranu je tato nevýhoda vyvážena vysokou hloubkou zpevnění (až 0,5 mm), vysokou únavovou pevností a vyšší životností. Nejvýrazněji se projevuje pozitivní vliv této metody u vinutých pružin nebo ozubených kol. Díky této metodě dochází u těchto dílů ke zvýšení životnosti až o 1000 %. Další výhoda této technologie spočívá v tom, že dokáže opracovat geometricky složité součásti či obtížně přístupná místa, které by nebylo možné jinou technologií opracovat. (http://ust.fme.vutbr.cz/obraben i/opory-save/Dokoncovaci_a_nekonvencni_metody_obrabeni/TI_TO-3.cast.pdf; http://www.techpark.sk/technika9102014/Prvni_tousenska_povrchove_upravy_tryskani_ca sopis_Technika.html) Kontrolní otázky a úkoly: 1. Charakterizujte otryskávání a uveďte jeho účel. 2. Vyjmenujte typické součásti, které se opracovávají otryskáváním. 3. Vysvětlete princip otryskávání. 4. Které parametry ovlivňují výsledný efekt otryskávání? 5. Jaké nástroje a stroje se používají při otryskávaní? 6. V čem spočívají výhody a nevýhody otryskávání? 77
8.4 Didaktický test Didaktický test byl sestaven a strukturován autorem bakalářské práce tak, aby stejnoměrně pokrýval učivo zvoleného tematického celku Dokončovací metody obrábění a tváření. Jedná se o nestandardizovaný test, který je zaměřen na zjišťování úrovně získaných kognitivních poznatků žáků z výše uvedeného tematického celku, jde tedy o výstupní test. Jednotlivé testové otázky jsou koncipovány jako otázky s uzavřenou odpovědí, přičemž u každé testové otázky je možnost si vybrat ze čtyř odpovědí, z nichž je vždy pouze jedna správně. Vyhodnocení testu se bude provádět na základě předem připravené klasifikační tabulky. Žáci budou mít didaktický test k dispozici v tištěné formě a bude pro všechny žáky stejný. Při vyplňování testu budou mít žáci k dispozici pouze psací potřeby. Na vyplnění didaktického testu budou mít žáci 10 minut. 1. Dokončovací metody obrábění a tváření jsou: a) technologie, jejichž účel spočívá ve zvýšení jakosti obrobené plochy povrchu obrobku, zvýšení rozměrů a tvarů obrobku, zlepšení fyzikálních a mechanických vlastností a vzhledu povrchu součásti; b) technologie, jejichž účel spočívá pouze ve zvýšení jakosti obrobené plochy povrchu obrobku a zvýšení rozměrů a tvarů obrobku; c) technologie, jejichž účel spočívá pouze ve zlepšení fyzikálních a mechanických vlastností a vzhledu povrchu součásti; d) technologie, jejichž účel spočívá především v odstraňování velkých přídavků na obrábění; 2. Honování lze charakterizovat jako: a) broušení velkou rychlostí; b) specifické broušení, u kterého dochází k úběru materiálu pohybem zrn volného brusiva c) zvláštní typ broušení, u kterého dochází k odstraňování makroskopických vrcholků nerovností; d) broušení malou rychlostí; 3. Podstata lapování spočívá: a) v úběru materiálu prostřednictvím abrazivních částic leštícího prostředku; b) v úběru materiálu lapovacích kamenů uchycených v lapovací hlavě; c) v úběru materiálu prostřednictvím jemného brusiva rozptýleného v kapalině; d) v úběru materiálu mnohabřitým nástrojem, který má přesně definovaný tvar; 4. Při superfinišování koná nástroj: a) otáčivý a přímočarý pohyb ve směru osy; b) kmitavý přímočarý pohyb a posuvný pohyb ve směru osy obrobku; c) nepravidelný pohyb po obráběné ploše; d) přímočarý pohyb a posuvný pohyb ve směru osy obrobku; 78
5. Leštěním lze dosáhnout: a) vysoké rozměrové přesnosti a tvaru; b) vysoce lesklého povrchu a vysoké rozměrové přesnosti; c) vysoce lesklého povrchu při nižší jakosti povrchu; d) vysoce lesklého povrchu a vysoké jakosti povrchu; 6. Optimálních pracovních podmínek u omílání s rotačním bubnem lze dosáhnout při: a) obvodové rychlosti bubnu cca 60 m.min-1 a při jeho naplnění z cca 60%; b) obvodové rychlosti bubnu cca 30 m.min-1 a při jeho naplnění z cca 65%; c) obvodové rychlosti bubnu cca 90 m.min-1 a při jeho naplnění z cca 55%; d) obvodové rychlosti bubnu cca 120 m.min-1 a při jeho naplnění z cca 75%; 7. Válečkování lze rozdělit na: b) statické válečkování (nástroj není neustále ve styku s obráběnou plochou) a dynamické válečkování (nástroj je neustále ve styku s obráběnou plochou) c) ruční a strojní a) statické válečkování (nástroj je neustále ve styku s obráběnou plochou) a dynamické válečkování (nástroj není neustále ve styku s obráběnou plochou); d) mechanické a anodomechanické 8. Vyhlazování se nepoužívá zpravidla: a) ke zlepšení jakosti plochy obrobku; b) ke zpřesnění rozměrové přesnosti a tvarů; c) ke zpevnění povrchu obrobku; d) k opracování tepelně zpracovaných ocelí; 9. Kalibrování lze provádět na: a) libovolné vrtačce; b) hrotovém soustruhu; c) frézce; d) libovolném lisu; 10. Jaké nástroje se používají při otryskávání (brokování, balotinování)? a) kuželíky; b) válečky; c) kuličky; d) skořápky ořechů;
79
Hodnocení testu: Stupeň hodnocení
Počet špatných odpovědí
Vyhodnocení (%)
Výborný
0-1
100 - 90
Chvalitebný
2-3
80 - 70
Dobrý
4-5
60 - 50
Dostatečný
6
40
Nedostatečný
7 a více
39 - méně
Správné odpovědi: 1 a, 2 d, 3c, 4 b, 5 d, 6 a, 7 c, 8 b, 9 d, 10 c
8.5 Vyhodnocení návrhu přípravy na vyučování Prostřednictvím průzkumu bylo zjištěno, že v rámci výuky předmětu Technologie na Střední odborné škole technické a Středním odborném učilišti Znojmo, dochází k realizaci opakovacích hodin, avšak ty nejsou oslovenými učiteli realizovány po každém probraném tematickém celku. Z výsledků vyplynulo taktéž, že učitelé jsou relativně spokojeni s jejich používanými učebními texty, avšak oba spatřují největší nevýhodu v absenci kontrolních otázek a úkolů. Podobného názoru jsou i samotní žáci. Mimo to, mnozí žáci spatřují největší nevýhodu v malém počtu obrázků či v nesrozumitelnosti, obsáhlosti a nepřehlednosti příslušných učebních materiálů. Z provedeného průzkumu se lze domnívat, že učitelé poskytují žákům své vlastní učební texty pouze do určité míry a současně žáci čerpají z poznámek, které si zapisují při výkladu učitele do sešitu. V této souvislosti byla jako pomůcka vytvořena obsahová příprava učitele, kterou tvoří učební text zahrnující technologie vyučované ve zkoumaném tematickém celku. Návrh přípravy učitele na vyučování zahrnuje vedle obsahové přípravy také přípravu metodickou. Metodická příprava je procesním návrhem pro realizaci opakovací hodiny. Obsahová příprava by měla být přínosem nejen pro učitele, ale i žáky. Umožňuje nejen důkladně upevnit a procvičit vědomosti žáků z celého tematického celku, ale může být využita žáky i v rámci jednotlivých hodin, ve kterých jsou jednotlivá témata vyučována. Každá kapitola navrhovaného učebního textu je doplněna kontrolními otázkami a úkoly, které mohou pomoci žákům nejen při opakování, ale i při samostudiu. Přínosem navrhované vyučovací hodiny je také možnost její realizace na jiných středních školách, kde je vyučován tematický celek Dokončovací metody obrábění a tváření. 80
Závěr Výukové metody a vlastní přípravu na vyučování lze považovat za důležitý prostředek, který pomáhá všem učitelům při jejich pedagogické činnosti. Každá výuková metoda má své místo ve vyučovacím procesu, avšak ne každá vyučovací metoda je vhodná pro výuku odborných předmětů technického charakteru. Každý učitel si musí umět zvolit takové výukové metody, které budou vyhovovat nejen jemu, ale i žákům. Rovněž je potřeba zmínit i to, že v rámci vyučovacího procesu mají rovněž nezastupitelnou úlohu výukové metody, které se využívají k upevňování a procvičování učiva. Opakování učiva tvoří nezbytnou součást vyučovacího procesu a nelze ho proto podceňovat. Nelze se spoléhat pouze na zprostředkování nových poznatků, protože ani kvalitní prožitek při podání nového učiva nepostačí k tomu, aby si žáci důkladně osvojili potřebné vědomosti a dovednosti. Mezi nezbytné činnosti každého učitele patří také příprava na vyučování. Při přípravě a plánování vyučování učitel musí vycházet z kurikulárních dokumentů (RVP, ŠVP). Až na základě získaných informací z těchto dokumentů je schopen učitel vyhotovit tematický plán a vlastní přípravu na vyučování. Při vyhotovování přípravy na vyučování si musí každý učitel rovněž důkladně promyslet také to, jaké výukové metody použije v jednotlivých vyučovacích hodinách k dosažení stanovených výchovně-vzdělávacích cílů. Bakalářská práce byla ve svém obsahu zaměřena na problematiku výuky tematického celku Dokončovací metody obrábění a tváření na vybrané střední škole. Cílem bakalářské práce bylo vypracovat návrh metodické a obsahové přípravy na opakovací hodinu vybraného tematického celku. Tato práce byla rozdělena na dvě části. Teoretická část byla rozdělena na šest kapitol. V rámci první kapitoly byla představena vybraná střední škola a charakterizován učební obor Obráběč kovů. V druhé kapitole nás práce seznamuje s kurikulárními dokumenty, podle kterých se uskutečňuje vzdělávání na jednotlivých středních školách. V rámci této kapitoly byly také charakterizovány další pedagogické dokumenty tj. učební plán a učební osnovy, které musí učitel znát, aby byl schopen se připravit adekvátním způsobem na vyučování. Ve třetí kapitole byl vymezen pojem odborný předmět a bylo uvedeno rozdělení odborných předmětů v rámci učebního oboru Obráběč kovů. Poté byl charakterizován v návaznosti na výše zmíněné kurikulární dokumenty předmět Technologie, v jehož rámci se vyučuje tematický celek Dokončovací metody obrábění 81
a tváření. Ve čtvrté kapitole se práce věnovala členění a charakteristice výukových metod, které jsou svým charakterem vhodné pro výuku vybraného tematického celku a faktorům, které mají velký vliv na výběr té nejvhodnější vyučovací metody. V šesté, tedy v poslední kapitole teoretické části se práce zabývala přípravou učitele na vyučování. V této kapitole byl objasněn pojem příprava učitele na vyučování a charakterizovány jednotlivé typy příprav na vyučování. V praktické části, tedy v kapitole sedm byl proveden průzkum. Průzkum byl zaměřen na analýzu učebních materiálů a vyučovacích metod, které jsou využívány učiteli v předmětu Technologie na Střední odborné škole a Středním odborném učilišti Znojmo. V závěru této kapitoly byly analyzovány výsledky provedeného průzkumu. Průzkumem bylo zjištěno, že učitelé na vybrané škole používají při výuce předmětu Technologie více než jeden druh výukových materiálů, což naznačuje, že není v současnosti na trhu univerzální výukový materiál. Současně bylo průzkumem zjištěno, že žáci nemají při vzdělávání k dispozici z jejich pohledu vhodnou učebnici a tak čerpají informace z učebních textů, které vytvořil příslušný učitel a z vlastních poznámek, které si zapisují při výkladu učitele do sešitu. V kapitole osm byl vytvořen v kontextu s výsledky průzkumu návrh metodické a obsahové přípravy na opakovací hodinu. V rámci této kapitoly byl také vytvořen návrh tematického plánu pro vybraný tematický celek a bylo provedeno vyhodnocení vytvořené přípravy. Vytvořenou obsahovou přípravu je možné využít nejen ve fázi opakování a procvičování celého tematického celku, ale i jako učební text, který mohou využít žáci i v rámci jednotlivých hodin, ve kterých jsou jednotlivá témata vyučována nebo při samostudiu. Vypracovaná metodická a obsahová příprava na opakovací hodinu může být využita nejen na Střední odborné škole a Středním odborném učilišti Znojmo, ale i na dalších středních školách, které realizují přípravu žáků oboru Obráběč kovů a Mechanik seřizovač nebo u jiných oborů, v jejichž vzdělávacích programech je zakomponována oblast dokončovacích metod obrábění a tváření.
82
9 Seznam použitých pramenů Literatura: 1. DILLINGER, Josef. Moderní strojírenství pro školu i praxi. Vyd. 1. Praha: EuropaSobotáles, 2007, 608 s. ISBN 978-80-86706-19-1. 2. DRAHOVZAL, Jan, Rudolf KOHOUTEK a Oldřich KILIÁN. Didaktika odborných předmětů. Brno: Paido, 1997, 156 s. ISBN 80-85931-35-4. 3. FRIEDMANN, Zdeněk a Pavel PECINA. Didaktika odborných předmětů technického charakteru. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2013, 88 s. ISBN 978-80-210-6300-6. 4. KALHOUS, Zdeněk a Otto OBST. Školní didaktika. 1. vyd. Olomouc: Vydavatelství Univerzity Palackého, 1998, 178 s. ISBN 80-7067-920-4. 5. KALHOUS, Zdeněk a Otto OBST. Školní didaktika. Vyd. 2. Praha: Portál, 2009, 447s. ISBN 978-80-7367-571-4. 6. KOCMAN, Karel a Jaroslav PROKOP. Technologie obrábění. Brno: CERM, 2001, 270 s. ISBN 80-214-1996-2. 7. MAŇÁK, Josef. Nárys didaktiky. 3. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2003, 104 s. ISBN 80-210-3123-9. 8. MAŇÁK, Josef a Vlastimil ŠVEC. Výukové metody. Brno: Paido, 2003, 219 s. ISBN 80-7315-039-5. 9. MÁDL, Jan. Technologie obrábění. Vyd. 1. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2000, 81 s. ISBN 80-01-02091-6. 10. MOJŽÍŠEK, Lubomír. Vyučovací metody. 1. vyd. Praha: SPN, 1975, 324 s. 11. MOJŽÍŠEK, Lubomír. Vyučovací hodina. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984, 236 s. 12. NĚMEC, Dobroslav, Jan ODEHNAL a Jaroslav HNILICA. Strojírenská technologie. 2., opravené vyd. Praha: SNTL, 1982, 318 s. 13. OURODA, Stanislav. Oborová didaktika. Vyd. 1. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2000, 117 s. ISBN 80-7157-477-5. 14. OUTRATA, Jiří. Honování. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1963, 86 s. 15. OUTRATA, Jiří. Technologie pro brusiče pro 2. a 3. ročník: učební text pro 2. a 3. roč. odborných učilišť a učňovských škol - učební obor 0443 - brusič kovů. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1964, 335 s. 83
16. PRŮCHA, Jan, Eliška WALTEROVÁ a Jiří MAREŠ. Pedagogický slovník. 1. vyd. Praha: Portál, 1995, 292 s. ISBN 80-7178-029-4. 17. PŘIKRYL, Zdeněk, Karel SKŘIVAN a Miloslav BARTUŠKA. Technologie obrábění: vysokoškolská učebnice pro fakulty strojního inženýrství--. 1. vyd. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1967, 444 s. 18. PTÁČEK, Milan. Lapování. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1963, 105 s. 19. ŘASA, Jaroslav a Vladimír GABRIEL. Strojírenská technologie 3. 1. vyd. Praha: Scientia, 2000, 256 s. ISBN 80-7183-207-3. 20. SKALKOVÁ, Jarmila. Obecná didaktika: vyučovací proces, učivo a jeho výběr, metody, organizační formy vyučování. 2., rozš. a aktualiz. vyd., [V nakl. Grada] vyd. 1. Praha: Grada, 2007, 322 s. ISBN 978-80-247-1821-7. 21. ŠIMONÍK, Oldřich. Úvod do školní didaktiky. Brno: MSD, 2003, 91 s. ISBN 8086633-04-7. 22. ŠVEC, Vlastimil, Oldřich ŠIMONÍK a Hana FILOVÁ. Praktikum didaktických dovedností. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 1996, 90 s. ISBN 80-210-1365-6. 23. VAJSKEBR, Jiří a Zdeněk ŠPETA. Dokončování a zpevňování povrchu strojních součástí válečkováním. 1. vyd. Praha: SNTL, 1984, 181 s. 24. ZORMANOVÁ, Lucie. Výukové metody v pedagogice: tradiční a inovativní metody, transmisivní a konstruktivistické pojetí výuky, klasifikace výukových metod. Vyd. 1. Praha: Grada, 2012, 155 s. ISBN 978-80-247-4100-0.
Elektronické zdroje: 1. Hladký povrch s dvojitým efektem. In: MM průmyslové spektrum [online], 2007 [cit. 2014-11-04]. Dostupné z: http://www.mmspektrum.com/clanek/hladkypovrch-s-dvojitym-efektem.html 2. HOŠTIČKA, Jan. Struktura ŠVP ZV [online]. 2006 [cit. 2014-10-25]. Dostupné z: http://clanky.rvp.cz/clanek/o/z/614/STRUKTURA-SVP-ZV---TVORBAUCEBNICH-OSNOV.html 3. HUMÁR, A. Technologie I, Technologie obrábění – 3. část: Studijní opory pro magisterskou formu studia [online], 2005 [cit. 2014-11-08]. Dostupné z: http://ust.fme.vutbr.cz/obrabeni/oporysave/Dokoncovaci_a_nekonvencni_metody_obrabeni/TI_TO-3.cast.pdf 84
4. Národní program rozvoje vzdělávání v České republice [online]. Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy, 2001 [cit. 2014-10-30]. Dostupné z: http://aplikace.msmt.cz/pdf/bilakniha.pdf 5. Obráběč kovů. Informační systém o uplatnění absolventů škol. [online]. [cit. 2014-1025]. Dostupné z: http://www.infoabsolvent.cz/Obory/KartaOboru/2356H01 6. Omílací stroje, stroje na omílání, broušení, odjehlování. In: Flídr s.r.o. [online]. [cit. 2014-12-16]. Dostupné z: http://www.omilani.cz/omilaci-stroje.aspx 7. Omílaní jako univerzální metoda pro úpravu povrchů. MM průmyslové spektrum [online], 2002 [cit. 2014-12-16]. Dostupné z: http://www.mmspektrum.com/clanek/omilani-jako-univerzalni-metoda-pro-upravupovrchu.html 8. Rámcový vzdělávací program pro obor vzdělávání 23-56-H/01 Obráběč kovů [online]. Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy, 2008 [cit. 2014-10-20]. Dostupné z: http://zpd.nuov.cz/RVP/H/RVP%202356H01%20Obrabec%20kovu.pdf 9. Řízené kuličkování. In: Metal Improvement Company, LLC [online]. [cit. 2015-01-03]. Dostupné z: http://www.metalimprovement.net.cn/documents/czechlit/Shot%20Peening.pdf 10. Školní vzdělávací program pro obor 23-56-H/01 Obráběč kovů [online]. Střední odborná škola technická a Střední odborné učiliště, Znojmo, 2010 [cit. 2014-10-20]. Dostupné z: http://new.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2012/12/svp-Obrabeckovu.pdf 11. Technologie tryskání jako konečná úprava povrchů. In: TechPark, o. z. [online], 2008 [cit. 2015-01-08]. Dostupné z: http://www.techpark.sk/technika9102014/Prvni_tousenska_povrchove_upravy_tryskani _casopis_Technika.html 12. Tryskací zařízení. In: 1. Toušenská s.r.o. [online]. [cit. 2015-01-06]. Dostupné z: http://www.1tousenska.cz/vyroba.php 13. Výroba technologických prostředků. In: Flídr s.r.o. [online]. [cit. 2014-12-16]. Dostupné z: http://www.omilani.cz/Documents/katalog-kameny-kompoundy.pdf 14. Výroční zpráva [online]. Střední odborná škola technická a Střední odborné učiliště, Znojmo, 2014 [cit. 2014-10-20]. Dostupné z: http://www.souuhelna.cz/wpcontent/uploads/2014/11/Vyrocni_zprava_2013_2014.pdf
85
10 Seznam obrázků a tabulek Tabulky: Tabulka č. 1 – Počet respondentů Tabulka č. 2 – Pohlaví respondentů Tabulka č. 3 – Věk respondentů Tabulka č. 4 – Zastoupení ročníků Tabulka č. 5 – Spokojenost s používanými učebními texty Tabulka č. 6 – Největší výhoda učebního textu používaného při výuce Tabulka č. 7 – Největší nevýhoda učebního textu používaného při výuce Tabulka č. 8 – Realizace opakovací hodiny po každém tematickém celku Tabulka č. 9 – Nejčastěji učitelem používaná diagnostická metoda Tabulka č. 10 – Nejvíce vyhovující diagnostická metoda Tabulka č. 11 – Nejvíce vyhovující výuková metoda Tabulka č. 12 – Výseč tematického celku Tabulka č. 13 – Struktura vyučovací hodiny s časovým plánem
Obrázky: Obrázek č. 1 – Princip honování Obrázek č. 2 – Křížové stopy po honování Obrázek č. 3 – Honovací hlava Obrázek č. 4 – Svislý jednovřetenový stroj Obrázek č. 5 – Princip lapování Obrázek č. 6 – Lapovací kotouče Obrázek č. 7 – Schéma svislého lapovacího stroje Obrázek č. 8 – Superfinišování Obrázek č. 9 – Postup při superfinišování Obrázek č. 10 – Princip leštění Obrázek č. 11 – Leštící nástroje Obrázek č. 12 – Různé druhy omílacích tělísek Obrázek č. 13 – Vibrační omílací stroj Obrázek č. 14 – Rotační omílací stroj
86
Obrázek č. 15 – Schéma
průběhu
napětí,
geometrických
a
objemových
změn
při válečkování Obrázek č. 16 – Nástroj pro statické válečkování vnějších ploch Obrázek č. 17 – Nástroj pro dynamické válečkování vnitřních válcových ploch Obrázek č. 18 – Tvářecí elementy nesené středovým čepem Obrázek č. 19 – Tvářecí elementy odvalující se po vodící dráze Obrázek č. 20 – Schéma odpruženého nástroje pro statické válečkování rovinných ploch Obrázek č. 21 – Staticky pracující nástroj Obrázek č. 22 – Dynamicky pracující nástroj Obrázek č. 23 - Vyhlazování Obrázek č. 24 – Schéma nástroje pro vyhlazování vnějších válcových ploch Obrázek č. 25 – Schéma nástroje pro vyhlazování vnitřních válcových ploch Obrázek č. 26 – Princip kalibrování Obrázek č. 27 – Princip otryskávání Obrázek č. 28 – Schématické znázornění tryskacích zařízení
87
11 Seznam příloh Příloha č. 1: Učební plán Střední odborné školy technické a Středního odborného učiliště Znojmo Příloha č. 2: Učební osnova pro předmět Technologie, 3. ročník Příloha č. 3: Dotazník č. 1 určený učitelům předmětu Technologie Příloha č. 4: Dotazník č. 2 určený žákům oboru Obráběč kovů
88
12 Přílohy Příloha č. 1 – Učební plán Střední odborné školy technické a Středního odborného učiliště Znojmo (zdroj: http://new.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2012/12/svpObrabec-kovu.pdf)
89
Příloha
č.
2
–
Učební
osnova
pro
předmět
Technologie,
3.
ročník (zdroj:
http://new.souuhelna.cz/wp-content/uploads/2012/12/svp-Obrabeckovu.pdf
90
91
92
Příloha č. 3 – Dotazník č. 1 určený učitelům předmětu Technologie (zdroj: vlastní)
Dotazník Vážený pane, Vážená paní, jsem studentem Pedagogické fakulty Masarykovy Univerzity. Obracím se na Vás s žádostí o vyplnění dotazníku, který bude sloužit jako průzkumné šetření k mé bakalářské práci. Dotazník je zcela anonymní. Bakalářská práce se zabývá problematikou výuky tematického celku Dokončovací metody obrábění a tváření. Předem děkuji za Vaši ochotu a čas věnovaný vyplnění dotazníku. Luděk Stix _________________________________________________________________________ Při vyplňování dotazníku vyznačte prosím vždy pouze jednu odpověď. 1. Jaké je Vaše pohlaví? muž - žena 2. Jaká je délka Vaší pedagogické praxe? 3. Jaké učební texty používáte při výuce předmětu Technologie? Uveďte prosím konkrétně… (např. název a autor učebnice, Vámi vytvořené učební texty, vlastní poznámky apod.) 4. Vámi uváděný učební text Vám při vyučování vyhovuje? ano - spíše ano - spíše ne - ne 5. Co považujete za největší výhodu na Vámi používaném učebním textu? a) velký počet obrázků d) jiná, uveďte prosím b) srozumitelnost, stručnost, přehlednost ………………………… c) kontrolní otázky a úlohy 6. Co považujete naopak za nevýhodu na Vámi používaném učebním textu? a) malý počet obrázků d) jiná, uveďte prosím b) nízká srozumitelnost, stručnost, přehlednost ………………………… c) absence kontrolních otázek a úkolů 7. Realizujete v předmětu Technologie po každém tematickém celku opakovací hodinu? ano - spíše ano - spíše ne - ne
93
8. Jakou diagnostickou metodu používáte nejčastěji k ověření vědomostí Vašich žáků? a) ústní zkoušení d) jiné, uveďte prosím b) písemné zkoušení c) didaktický test ………………………… 9. Jaká diagnostická metoda k ověření vědomostí žáků Vám nejvíce vyhovuje? a) ústní zkoušení d) jiné, uveďte prosím b) písemné zkoušení c) didaktický test ………………………… 10. Jakou výukovou metodu používáte nejčastěji v předmětu Technologie? a) výklad e) jiná, uveďte prosím b) přednáška c) práce s učebním textem …………………………. d) předvádění a pozorování předmětů, činností a jevů . 11. Jakou výukovou metodu používáte nejraději v předmětu Technologie? a) výklad e) jiná, uveďte prosím b) přednáška c) práce s učebním textem …………………………. d) předvádění a pozorování předmětů, činností a jevů .
94
Příloha č. 4 - Dotazník č. 2 určený žákům oboru Obráběč kovů (zdroj: vlastní)
Dotazník Vážení žáci/žákyně, jsem studentem Pedagogické fakulty Masarykovy Univerzity. Obracím se na Vás s žádostí o vyplnění dotazníku, který bude sloužit jako průzkumné šetření k mé bakalářské práci. Dotazník je zcela anonymní. Bakalářská práce se zabývá problematikou výuky tematického celku Dokončovací metody obrábění a tváření. Předem děkuji za Vaši ochotu a čas věnovaný vyplnění dotazníku. Luděk Stix _________________________________________________________________________ Při vyplňování dotazníku vyznačte prosím vždy pouze jednu odpověď. 1. Jaké je Vaše pohlaví? muž - žena 2. Kolik je Vám let? 3. V jakém oboru se vzděláváte a ve kterém ročníku se nyní nacházíte? 4. Jaké učební texty máte k dispozici při výuce předmětu Technologie? Uveďte prosím konkrétně… (např. název a autor učebnice, učební texty poskytnuté učitelem, vlastní poznámky apod.) 5. Vámi uváděný učební text Vám při vzdělávání vyhovuje? ano - spíše ano - spíše ne - ne 6. Co považujete za největší výhodu na Vámi používaném učebním textu? a) velký počet obrázků d) jiná, uveďte prosím b) srozumitelnost, stručnost, přehlednost textu …………………………… c) kontrolní otázky a úkoly 7. Co považujete naopak za největší nevýhodu na Vámi používaném učebním textu? a) malý počet obrázků d) jiná, uveďte prosím b) nesrozumitelnost, obsáhlost, nepřehlednost textu ………………………….. c) absence kontrolních otázek a úkolů 8. Je realizována Vaším učitelem v předmětu Technologie po každém tematickém celku opakovací hodina? ano - spíše ano - spíše ne - ne 95
9. Jakou diagnostickou metodu k ověření Vašich vědomostí nejčastěji používá Váš učitel v rámci předmětu Technologie? a) ústní zkoušení d) jiná, uveďte prosím b) písemné zkoušení c) didaktický test …………………………. 10. Jaká diagnostická metoda k ověření Vašich znalostí Vám nejvíce vyhovuje? a) ústní zkoušení d) jiné, uveďte prosím b) písemné zkoušení c) didaktický test …………………………. 11. Jaká výuková metoda v předmětu Technologie Vám nejvíce vyhovuje? a) výklad e) jiná, uveďte prosím b) přednáška c) práce s učebním textem …………………………. d) předvádění a pozorování předmětů, činností a jevů
96
