Рециклирање хартија во училницата
Оваа лекција се фокусира на тоа како инженерите и другите го развиле и го подобриле производството на рециклирана хартија. Студентите работат во тимови за да рециклираат и произведуваат сопствена рециклирана хартија додека учат како се произведува рециклирана хартија во поголем обем во хартиени објекти. Студентски тимови ги проценуваат тековните процеси за создавање хартија и развиваат подобрувања во постапката.
- Дознајте за производството на рециклирана хартија.
- Дознајте за реинженеринг.
- Дознајте како инженерството може да помогне во решавањето на предизвиците на општеството.
- Дознајте за тимска работа и решавање на проблеми.
Возрасни нивоа: 8-18
Изградба на материјали (за секој тим)
Материјали за правење пулпи
- Блендер
- Вода
- мијалник
- Мали парчиња хартиени производи (учениците можат да се соберат и да донесат или постават корпа за отпадоци во училницата во училиште)
- Пластична канта
- Хартиени крпи
- Голем слив доволно голем за да содржи мешавина од пулпа и да се прилагоди на дизајнот на рамката за хартија на секој тим
- Факултативно: пченкарен скроб
Потребни материјали (тргување / табела на можности)
- Wireичана мрежа (најмалку две парчиња околу 10 x 25 см)
- жица
- Дрвени долови
- Спајалици
- Сукалка
- Крпи
- Дрвени табли
- Дрвени блокови
- Моливи
- Ткаенини парчиња
- Тема
- Восочна хартија
- Алуминиумска фолија
- Пластична фолија
- Сушени билки, лисја, цвеќиња, семиња, зачини
Материјали за тестирање
- Евтини
- Голем слив доволно голем за да содржи мешавина од пулпа и да се прилагоди на дизајнот на рамката за хартија на секој тим
материјали
- Евтини
- Голем слив доволно голем за да содржи мешавина од пулпа и да се прилагоди на дизајнот на рамката за хартија на секој тим
Процесот на
Забелешка: Мешавината од пулпа треба да се создаде неколку часа пред активноста. Користејќи пластична канта што содржи каша, секој тим треба да демонстрира како нивниот систем прави хартија потопувајќи го својот систем во садот за пулпа за да собере лесен премаз од каша. Следно, студентите ја отстрануваат водата од пулпата (притисокот е важен на почетокот, но хартијата може да се остави да се исуши еден ден надвор или да се забрза со фен за коса).
Откако ќе се исуши хартијата, тимовите треба да ја отстранат својата рециклирана хартија од нивните системи и да ги споделат резултатите со класата.
Дизајн предизвик
Вие сте тим инженери со оглед на предизвикот да создадете нов систем за создавање рециклирана хартија. Willе ги прегледате тековните процедури и за употреба во училница и за производствени капацитети и ќе дизајнирате и изградите подобрен систем.
Вие исто така може да вклучите систем за додавање на боја, текстура или дизајни на вашата хартија - или да излезете со дизајн што користи помалку вода, бара помалку простор или се суши побрзо. Може да додадете други состојки во смесата со пулпа што ви е дадена, вклучувајќи сушени билки, лисја, цвеќиња, семиња, конец или зачини што можат да додадат боја.
Критериуми
- Оставете хартијата да се исуши целосно пред да ја отстраните од системот.
Ограничувања
- Користете ги само дадените материјали.
- Екипите можат да тргуваат со неограничени материјали.
Неколку дена пред активноста, замолете ги учениците да соберат остатоци од хартија од дома или од училиште. Овие можат да вклучуваат обоени хартии, хартиени крпи, картон, стари честитки, пликови, итн. Хартијата не треба да била изложена на храна и треба да биде чиста. Предложете им на учениците да соберат и остатоци во боја што можат да ги користат одделно.
Направете ДДВ „пулпа“ за часот да се користи. Ова се постигнува на следниов начин:
- Учениците нека ја искинат целата собрана старо хартија на мали парчиња, а потоа киснат преку ноќ во сад со вода (користете двојно повеќе старо хартија отколку што очекувате да завршите во рециклирана хартија).
- Лажица пченкарен скроб ќе го забрза процесот на растворање, но не е потребен.
- Измешајте влажна хартија и вода (сооднос 2 дела вода со 1 дел хартија) во мешалка додека не достигне конзистенција на сос. Истурете пулпа во садот (видете список со материјали) и повторувајте додека садот не се наполни до половина.
- Пауза од часови во тимови од 2-4.
- Поделете го работниот лист за рециклирање хартија во училницата, како и неколку листови хартија за дизајнирање скици.
- Дискутирајте за темите во Делот за концепти на позадината. За да ја воведете лекцијата, размислете да разговарате за тоа колку хартија се користи во вашето училиште, дали вашата заедница учествува во програми за рециклирање и можеби исто така разгледајте ги интердисциплинарните опции за овој час за работа со наставник по уметност или уметник во вашата област.
- Учениците нека го погледнат видеото достапно на www.paperrecycles.org/school_recycling, што покажува еден начин за правење хартија во училницата. Видеото покажува и како се произведува рециклирана хартија во големи количини во фабриките. Дискутирајте на час за прикажаната постапка, забележувајќи дека екранот е добар метод за обликување на хартија и исто така отстранување на течности.
- Прегледајте го процесот на инженерско дизајнирање, предизвик за дизајн, критериуми, ограничувања и материјали.
- Обезбедете им на секој тим свои материјали.
- Објаснете дека учениците мора да развијат подобрен систем за претворање на пулпата во хартија во училницата. Тие треба да сметаат дека ќе треба да се отстрани целата влага од пулпата и да се остави да се исуши. Но, формата, бојата, дезените на нивната хартија може да бидат какви и да дизајнираат. На пример, некои студенти можеби ќе сакаат да направат чаши од хартија или да имаат кариран дезен вграден во нивниот производ.
- Најавете го времето што треба да го дизајнираат и изградат (се препорачува 1 час).
- Користете тајмер или он-лајн стоперка (одбројување одлика) за да се осигурате дека ќе бидете навреме. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Дајте им редовни „проверки на времето“ на студентите за да останат на задачата. Ако се борат, поставете прашања што побрзо ќе ги доведат до решение.
- Студентите се среќаваат и развиваат план за нивниот систем за правење хартија. Тие се согласуваат за материјалите што ќе им бидат потребни, го напишуваат / нацртаат својот план и го презентираат својот план на часот. Екипите можат да разменуваат неограничени материјали со други тимови за да го развијат својот идеален список со делови.
- Екипите ги градат своите дизајни.
- Забелешка: Мешавината од пулпа треба да се создаде неколку часа пред активноста. Користејќи пластична канта што содржи каша, секој тим треба да демонстрира како нивниот систем прави хартија потопувајќи го својот систем во садот за пулпа за да собере лесен премаз од каша. Следно, студентите ја отстрануваат водата од пулпата (притисокот е важен на почетокот, но хартијата може да се остави да се исуши еден ден надвор или да се забрза со фен за коса).
Откако ќе се исуши хартијата, тимовите треба да ја отстранат својата рециклирана хартија од нивните системи и да ги споделат резултатите со класата.
- Како час, дискутирајте ги прашањата за рефлексија на ученикот.
- За повеќе содржини на темата, видете во делот „Копање подлабоко“.
Рефлексија на студентите (тетратка за инженеринг)
- Колку беше сличен вашиот систем за рециклирање хартија со вашиот напишан дизајн?
- Ако откривте дека треба да направите промени за време на фазата на изградба, опишете зошто вашиот тим одлучи да направи ревизии.
- Дали додадовте материјали во смесата од пулпа? Ако е така, дали тие имаа ефект во трудот што го намеривте? Како?
- Дали мислите дека оваа вежба ќе ве охрабри да рециклирате материјали? Зошто?
- Кои други материјали мислите дека можат да се рециклираат?
- Дали мислите дека методите за рециклирање се променија во последните дваесет години? Кои технолошки иновации може да влијаат на тоа колку е ефикасно рециклирањето денес?
- Какво влијание мислите дека инженерството имало врз рециклирањето ширум светот?
Модификација на времето
Лекцијата може да се заврши во период од само 1 час за постари ученици. Сепак, за да им помогнете на студентите да се почувствуваат избрзани и да обезбедат успех на студентите (особено за помладите ученици), поделете ја лекцијата во два периоди, давајќи им на студентите повеќе време за бура на идеи, тест идеи и финализирање на нивниот дизајн. Спроведете тестирање и дебрифија во следниот час.
Историја на хартија
Наука и инженерство на хартија
Инженерите за хартија комбинираат обука за хемиски и физички науки и хемиски инженеринг како што се применуваат за обработка на пулпа и хартија. Тие ги применуваат математиката, хемијата и инженерството во индустријата за пулпа и хартија и често се фокусираат на напорите за рециклирање.
историја
Историјата на хартијата започна во антички Египет помеѓу 3,700 п.н.е. - 3,200 п.н.е. Тие користеле папирус за пишани записи, што било огромно подобрување во однос на пишувањето на плочи од глина. Зборот „хартија“ е изведен од „папирос“, антички грчки јазик за папирусот Cyperus. Кинезите самостојно развиле процес на правење хартија за време на династијата Хан, помеѓу 202 п.н.е. и 220 г. н.е., од каде потекнува модерната хартија. Илустрацијата десно покажува дел од кинескиот процес на правење хартија. Хартијата што се користи денес е првенствено направена од дрвена пулпа, процес кој е популарен повеќе од 200 години.
Рециклирање хартија
Рециклирање хартија е процес на враќање на отпадната хартија и прераснување во нови производи од хартија. Постојат три главни извори на хартија што може да се искористат за производство на рециклирана хартија. Овие вклучуваат: Мелница скршена (што вклучува остатоци од хартија и отсекување од производството на хартија), отпад пред потрошувачи (производи од хартија што беа фрлени сами пред да бидат користени од луѓе) и отпад по потрошувачите (користени хартиени материјали како на пр. списанија, весници, ѓубре во канцеларија, стари телефонски книги или директориуми). Важно е да се рециклираат овие материјали бидејќи може да се користат повторно и повторно!
Првиот чекор во рециклирање хартија е собирање на отпадна хартија. Следно, хартијата е распарчена и натопена во вода или специјални течности за да се распадне хартијата во влакна. Понекогаш се додаваат хемикалии за да се отстранат честичките од мастило од рециклирани списанија, весници и други печатени материјали. Следно, пулпата се чисти, често користејќи неколку методи, вклучувајќи топлина, хемикалија и движење. Пулпата се притиска и се отстрануваат течностите, а добиениот нов производ од хартија се суши за повторна употреба. Преку рециклирање, се создава нова хартија од хартија што инаку би била потрошена или фрлена во депонија.
Хартијата во средината на 1900 година беше скоро целосно изработена од нова пулпа од дрво. Потребни се околу 3 тони дрвја за да се направи еден тон хартија ако се користи нова дрвена пулпа. Процесот исто така користи голема количина вода. Во 2009 година, количината на хартија обновена за рециклирање во просек изнесуваше 325 фунти за секој маж, жена и дете во САД. Сепак, Соединетите држави рециклираат само околу една третина од својот отпад денес, што е двојно повеќе од она што беше пред една деценија. Во Европа, Австрија е на чело на Европската унија во нејзините напори за рециклирање, приближно 60% од нејзиниот отпад се рециклира.
- Ограничувања: Ограничувања со материјалот, времето, големината на тимот итн.
- Критериуми: Услови кои дизајнот мора да ги задоволува како неговата вкупна големина итн.
- Инженери: Пронаоѓачи и решавачи на проблеми на светот. Дваесет и пет главни специјалитети се препознаени во инженерството (види инфографик).
- Процес на инженерско дизајнирање: Процесните инженери користат за да решаваат проблеми.
- Инженерски навики на умот (EHM): Шест уникатни начини на кои размислуваат инженерите.
- Итерација: Тестот и редизајнот е една итерација. Повторете (повеќе повторувања).
- Мелница скрши хартија: оставена над хартија и отсекување од производството на хартија.
- Рециклирање хартија: Процес на враќање на отпадна хартија и нејзино преработка во нови производи од хартија.
- Хартија за пост-потрошувачки: Материјали како што се списанија, весници, канцелариско ѓубре, стари телефонски именици или именици.
- Хартија пред потрошувачка: Производи исфрлени пред да ги користат луѓето.
- Прототип: Работен модел на решението што треба да се тестира.
- Рециклирање: Процес на земање материјали подготвени за фрлање и нивно претворање (промена) во материјали за повеќекратна употреба.
Интернет конекции
Препорачано четиво
- Изработка на хартија: Историја и техника на антички занает (ISBN: 978- 0486236193)
- Уметност за правење хартија: Практичен прирачник (ISBN: 978-0282735081)
Активност за пишување
Напишете есеј или пасус за влијанието на рециклирањето хартија, метали или други материјали врз околината. Есејот може да заземе глобална или локална перспектива.
Усогласување со рамки на наставните програми
Белешка: Сите планови за лекции во оваа серија се усогласени со Национални стандарди за образование во наука кои беа произведени од Националниот совет за истражување и одобрени од Националната асоцијација на наставници по наука, и доколку е применливо, исто така, на Стандардите за меѓународна технолошка асоцијација за технолошка писменост или Националниот совет на наставници по математички принципи и стандарди за училишна математика.
Национални стандарди за образование во наука Одделение К-4 (возраст 4-9)
СТАНДАРД СОДРИНА А: Наука како истражување
Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат
- Способности неопходни за вршење на научни истражувања
- Разбирање за научни истражувања
СОДРИНА СТАНДАРД Б: физички науки
Како резултат на активностите, сите ученици треба да развијат разбирање за
- Карактеристики на предмети и материјали
СТАНДАРД СОДРИНА Е: Наука и технологија
Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат
- Способности на технолошки дизајн
СТАНДАРД СОДРИНА Ф: Наука во лични и социјални перспективи
Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за
- Видови ресурси
- Наука и технологија во локалните предизвици
СТАНДАРД СОДРИНА Г: Историја и природа на науката
Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за
- Науката како човечки потфат
Национални стандарди за образование во наука Одделение 5-8 (возраст од 10-14)
СТАНДАРД СОДРИНА А: Наука како истражување
Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат
- Способности неопходни за вршење на научни истражувања
СОДРИНА СТАНДАРД Б: физички науки
Како резултат на нивните активности, сите студенти треба да развијат разбирање за
- Својства и промени на својствата во материјата
СТАНДАРД СОДРИНА Е: Наука и технологија
Како резултат на активности во 5-8 одделение, сите ученици треба да се развиваат
- Способности на технолошки дизајн
- Разбирање за науката и технологијата
СТАНДАРД СОДРИНА Ф: Наука во лични и социјални перспективи
Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за
- Население, ресурси и околина
- Наука и технологија во општеството
СТАНДАРД СОДРИНА Г: Историја и природа на науката
Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за
- Науката како човечки потфат
- Природа на науката
- Историја на науката
Национални стандарди за образование во наука Одделение 9-12 (возраст од 14-18)
СТАНДАРД СОДРИНА А: Наука како истражување
Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат
- Способности неопходни за вршење на научни истражувања
- Разбирање за научни истражувања
СОДРИНА СТАНДАРД Б: физички науки
Како резултат на нивните активности, сите студенти треба да развијат разбирање за
- Структура и својства на материјата
СТАНДАРД СОДРИНА Е: Наука и технологија
Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат
- Способности на технолошки дизајн
- Разбирање за науката и технологијата
СТАНДАРД СОДРИНА Ф: Наука во лични и социјални перспективи
Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за
- Природни извори
- Квалитет на животната средина
- Природни и опасности предизвикани од луѓе
- Наука и технологија во локални, национални и глобални предизвици
Стандарди за технолошка писменост - сите векови
Технологија и општество
- Стандард 4: Студентите ќе развијат разбирање за културните, социјалните, економските и политичките ефекти на технологијата.
- Стандард 5: Студентите ќе развијат разбирање за ефектите на технологијата врз животната средина.
- Стандард 6: Студентите ќе развијат разбирање за улогата на општеството во развојот и употребата на технологијата.
- Стандард 7: Студентите ќе развијат разбирање за влијанието на технологијата врз историјата.
дизајн
- Стандард 8: Студентите ќе развијат разбирање за атрибутите на дизајнот.
- Стандард 9: Студентите ќе развијат разбирање за инженерскиот дизајн.
- Стандард 10: Студентите ќе развијат разбирање за улогата на смена на проблеми, истражување и развој, пронајдоци и иновации и експериментирање во решавање проблеми.
Способности за технолошки свет
- Стандард 11: Студентите ќе развијат способности за примена на процесот на дизајнирање.
- Стандард 13: Студентите ќе развијат способности за проценка на влијанието на производите и системите.
Дизајнираниот свет
- Стандард 19: Студентите ќе развијат разбирање за и ќе можат да изберат и да користат технологии на производство.
Инженерска тимска работа и планирање
Вие сте тим инженери со оглед на предизвикот да создадете нов систем за создавање рециклирана хартија. Кога инженерите ќе погледнат нов производ или систем и развијат подобрувања, процесот се нарекува „реинженеринг“. Имајте на ум дека екранот е многу ефикасен метод и за обликување на хартијата и за отстранување на влагата. Вие ги прегледувате тековните процедури и за употреба во училница и во производствени капацитети и го реинженерирате вашиот подобрен систем. Вие исто така може да вклучите систем за додавање на боја, текстура или дизајни на вашата хартија - или да излезете со дизајн што користи помалку вода, бара помалку простор или се суши побрзо. Може да додадете други состојки во смесата со пулпа што ви е дадена, вклучувајќи сушени билки, лисја, цвеќиња, семиња, конец или зачини што можат да додадат боја.
Фаза на планирање и дизајнирање
Во полето подолу (или посебно парче хартија) нацртајте дијаграм на вашиот планиран систем за рециклирана хартија и вклучете список на материјали што планирате да ги користите и во системот и додатоци на пулпата подолу.
|
Потребни материјали за градење:
|
Материјали што треба да се додадат во пулпа, доколку ги има:
|
Преглед во училницата
Презентирајте го вашиот план пред вашиот час, соберете повратни информации, одговорете на прашања и утврдете дали сакате да направите измени во вашиот оригинален план.
Фаза на градба
- Изградете ја вашата рамка или систем за правење хартија.
- Тестирајте ја рамката правејќи рециклирана хартија со пулпата обезбедена од вашиот наставник.
- Обавезно исушете ја вашата хартија пред да ја тргнете од која било рамка што ја создавате.
Одраз
- Колку беше сличен вашиот систем за рециклирање хартија со вашиот напишан дизајн?
- Ако откривте дека треба да направите промени за време на фазата на изградба, опишете зошто вашиот тим одлучи да направи ревизии.
- Дали додадовте материјали во смесата од пулпа? Ако е така, дали тие имаа ефект во трудот што го намеривте? Како?
- Дали мислите дека оваа вежба ќе ве охрабри да рециклирате материјали? Зошто?
- Кои други материјали мислите дека можат да се рециклираат?
- Дали мислите дека методите за рециклирање се променија во последните дваесет години? Кои технолошки иновации може да влијаат на тоа колку е ефикасно рециклирањето денес?
- Какво влијание мислите дека инженерството имало врз рециклирањето ширум светот?