Рециклажа папира у учионици

Ова лекција се фокусира на то како су инжењери и други развили и побољшали производњу рециклираног папира. Студенти у тимовима раде на рециклажи и производњи сопственог рециклираног папира, док уче како се рециклирани папир у већој мери производи у папирним погонима. Студентски тимови процењују тренутне процесе стварања папира и развијају побољшања у процедури.

  • Сазнајте више о производњи рециклираног папира.
  • Сазнајте више о поновном инжењерингу.
  • Научите како инжењеринг може помоћи у решавању друштвених изазова.
  • Сазнајте о тимском раду и решавању проблема.

Старосни нивои: 8-18

Материјали за израду (за сваки тим)

Материјали за производњу целулозе

  • Блендер
  • вода
  • Лавабо
  • Мали комадићи производа од папира (ученици могу да се окупе и донесу или поставе канту за смеће у учионици у школи)
  • Пластична канта
  • Папирни убруси
  • Велики слив довољно велик да садржи смешу целулозе и да одговара дизајну папирног оквира сваког тима
  • Опционално: кукурузни скроб

Потребни материјали (трговање / табела могућности)

  • Жичана мрежа (најмање два комада око 10 к 25 цм)
  • Жица
  • Дрвени клинови
  • Спајалице
  • Оклагија
  • Пешкири
  • Дрвене плоче
  • Дрвени блокови
  • Оловке
  • Комади тканине
  • Навој
  • Воштана хартија
  • Алуминијумска фолија
  • Пластична фолија
  • Сушено биље, лишће, цвеће, семе, зачини

Материјали за испитивање

  • Каша
  • Велики слив довољно велик да садржи смешу целулозе и да одговара дизајну папирног оквира сваког тима

Materijali

  • Каша
  • Велики слив довољно велик да садржи смешу целулозе и да одговара дизајну папирног оквира сваког тима

Процес

Напомена: Смеша целулозе треба да се створи неколико сати пре активности. Користећи пластичну канту у којој се налази целулоза, сваки тим би требало да демонстрира како њихов систем прави папир умакањем свог система у кафу са целулозом како би сакупио лагани слој пулпе. Даље, студенти уклањају воду из каше (притисак је важан у почетку, али папир се може оставити да се суши напољу један дан или се може убрзати феном).

Након што се папир осуши, тимови би требали уклонити свој рециклирани папир из својих система и поделити резултате са разредом.

ВанВоорхис

Дизајн изазов

Ви сте инжењерски тим који има изазов да створи нови систем за стварање рециклираног папира. Прегледаћете тренутне процедуре како за употребу у учионици тако и за производне погоне и дизајнирати и изградити побољшани систем.

Такође можете уградити систем за додавање боје, текстуре или дизајна на свој папир - или смислити дизајн који користи мање воде, захтева мање простора или се брже суши. Смеши целулозе коју добијате можете додати друге састојке, укључујући сушено биље, лишће, цвеће, семе, нит или зачине који могу додати боју.

kriterijumi

  • Оставите папир да се потпуно осуши пре него што га уклоните из система.

Ограничења

  • Користите само достављене материјале.
  • Тимови могу трговати неограниченим материјалом.

Неколико дана пре активности, замолите ученике да сакупе остатке папира од куће или школе. То могу укључивати папир у боји, папирне убрусе, картон, старе честитке, коверте итд. Папир није смео бити изложен храни, већ би требао бити чист. Предложите ученицима да сакупе и неколико остатака у боји које могу да користе засебно.

Направите посуду од „целулозе“ за класу која ће се користити. То се постиже на следећи начин:

  • Нека студенти поцепају сав прикупљени отпадни папир на ситне комаде, а затим га потопите преко ноћи у посуду с водом (употријебите двоструко више отпадног папира него што очекујете да ће завршити у рециклираном папиру).
  • Кашика кукурузног скроба ће убрзати процес растварања, али није потребна.
  • Млежите мокри папир и воду (однос 2 дела воде према 1 делу папира) у блендеру док не постигне конзистенцију соса. Сипајте пулпу у посуду (погледајте списак материјала) и понављајте док се посуда не напуни до пола.
  1. Поделите класу на тимове од 2-4.
  2. Поделите радни лист за рециклажу папира у учионици, као и неке листове папира за скицирање дизајна.
  3. Разговарајте о темама у одељку Позадински концепти. Да бисте увели лекцију, размислите о томе колико се папира користи у вашој школи, да ли ваша заједница учествује у програмима рециклаже, а можда и о интердисциплинарним опцијама за ову лекцију у раду са наставником ликовне културе или уметником у вашем подручју.
  4. Нека ученици погледају видео доступан на ввв.паперрецицлес.орг/сцхоол_рецицлинг који показује један од начина израде папира у учионици. Видео такође приказује како се рециклирани папир у великим количинама производи у фабрикама. Разговарајте на часу о приказаном поступку, напомињући да је параван добра метода за обликовање папира и уклањање течности.
  5. Прегледајте поступак инжењерског дизајна, изазов за дизајн, критеријуме, ограничења и материјале.
  6. Обезбедите сваки тим својим материјалима.
  7. Објасните да ученици у учионици морају развити побољшани систем за претварање целулозе у папир. Требали би узети у обзир да ће целулози бити потребно уклонити сву влагу и оставити је да се осуши. Али, облик, боја, обрасци њиховог папира могу бити оно што дизајнирају. На пример, неки ученици ће можда желети да направе чаше од папира или да у свој резултујући производ уграде карирани узорак.
  8. Најавите колико им је времена потребно за дизајн и израду (препоручује се 1 сат).
  9. Користите тајмер или он-лине штоперицу (функција одбројавања) како бисте били сигурни да држите време. (ввв.онлине-стопватцх.цом/фулл-сцреен-стопватцх). Дајте ученицима редовне „временске провере“ како би остали на задатку. Ако се муче, поставите питања која ће их брже довести до решења.
  10. Студенти се састају и развијају план за свој систем израде папира. Договарају се о материјалима који ће им требати, напишу / нацртају свој план и презентују свој план предавању. Тимови могу трговати неограниченим материјалима са другим тимовима како би развили своју листу идеалних делова.
  11. Тимови граде своје дизајне.
  12. Напомена: Смеша целулозе треба да се створи неколико сати пре активности. Користећи пластичну канту у којој се налази целулоза, сваки тим би требало да демонстрира како њихов систем прави папир умакањем свог система у кафу са целулозом како би сакупио лагани слој пулпе. Даље, студенти уклањају воду из каше (притисак је важан у почетку, али папир се може оставити да се суши напољу један дан или се може убрзати феном).

Након што се папир осуши, тимови би требали уклонити свој рециклирани папир из својих система и поделити резултате са разредом.

  1. Као час, разговарајте о питањима за размишљање ученика.
  2. За више садржаја о теми, погледајте одељак „Дубље копање“.

Рефлексија ученика (инжењерска свеска)

  1. Колико је ваш систем за рециклажу папира био сличан вашем писаном дизајну?
  2. Ако сте утврдили да требате извршити промене током фазе изградње, опишите зашто је ваш тим одлучио да изврши ревизије.
  3. Да ли сте додали материјале у смешу пулпе? Ако јесте, да ли су они имали ефекат у новинама које сте намеравали? Како?
  4. Да ли мислите да ће вас ова вежба подстаћи да рециклирате материјале? Зашто?
  5. Који други материјали мислите да би се могли рециклирати?
  6. Да ли мислите да су се методе рециклирања промениле током последњих двадесет година? Које су технолошке иновације могле утицати на ефикасност рециклирања данас?
  7. Шта мислите какав је утицај инжењеринг имао на рециклажу широм света?

Модификација времена

Лекција се може изводити за само 1 час за старије ученике. Међутим, да бисте ученицима помогли да се осећају пожуривано и да би им осигурали успех (посебно за млађе ученике), поделите наставу на два периода дајући ученицима више времена за мозгање, тестирање идеја и дораду њиховог дизајна. Спроведите тестирање и извештавање у наредном периоду наставе.

Историја папира   

Наука и инжењерство папира

Инжењери папира комбинују обуку из хемијских и физичких наука и хемијског инжењерства у примени на прераду целулозе и папира. Примењују математику, хемију и инжењеринг у индустрији целулозе и папира и често се фокусирају на напоре рециклирања.

историја

Историја папира започела је у старом Египту између 3,700 пне - 3,200 пне. Користили су папирус за писане записе, што је био огроман напредак у односу на писање на глиненим плочама. Реч „папир“ изведена је из „папирос“, старогрчки за папирус Циперус. Кинези су независно развили поступак израде папира током династије Хан, између 202 године пре нове ере и 220 године нове ере, одакле потиче савремени папир. Илустрација десно приказује неке од кинеских процеса израде папира. Данас коришћени папир првенствено је направљен од дрвене целулозе, процеса који је популаран више од 200 година.

Рециклажа папира

Алла.О-бигстоцк.цом

Рециклирање папира је поступак поврата отпадног папира и његове прераде у нове производе од папира. Три су главна извора папира од којих се може направити рециклирани папир. Ту спадају: Милл брокен (што укључује остатке папира и обрезивање од производње папира), отпад пред потрошачима (производи од папира који су сами бачени прије него што су их људи користили) и отпад након конзумирања (кориштени папирни материјали часописи, новине, канцеларијско смеће, стари телефонски именици или директоријуми). Важно је рециклирати ове материјале јер се могу поново и поново користити!

Први корак у рециклажи папира је сакупљање отпадног папира. Затим се папир уситни и натопи водом или посебним течностима да би се папир разградио на влакна. Понекад се додају хемикалије за уклањање честица мастила из рециклираних часописа, новина и других штампаних материјала. Затим се пулпа чисти, често користећи неколико метода, укључујући топлоту, хемикалије и кретање. Целулоза се притисне и течности уклоне, а настали нови папирни производ осуши за поновну употребу. Рециклирањем се ствара нови папир од папира који би иначе био потрошен или бачен на депонију.

Средином 1900-их папир је готово у потпуности направљен од нове дрвене каше. Потребно је око 3 тоне дрвећа да би се направила једна тона папира ако се користи нова дрвна целулоза. У процесу се такође користи велика количина воде. У 2009. години, количина папира прикупљеног за рециклажу у просеку је износила 325 фунти за сваког мушкарца, жену и дете у Сједињеним Државама. Међутим, Сједињене Државе данас рециклирају тек приближно трећину свог отпада, што је дупло више у односу на оно што је било пре деценију. У Европи је Аустрија на челу Европске уније у њеним напорима за рециклажу, с приближно 60% свог отпада који се рециклира.

  • Ограничења: Ограничења у погледу материјала, времена, величине тима итд.
  • Критеријуми: Услови које дизајн мора да задовољи као његова укупна величина итд.
  • Инжењери: проналазачи и решавачи проблема света. У инжењерству је признато двадесет пет главних специјалности (погледајте инфографику).
  • Процес инжењерског пројектовања: Процесни инжењери користе за решавање проблема. 
  • Инжењерске навике ума (ЕХМ): Шест јединствених начина на које инжењери размишљају.
  • Итерација: Тестирање и редизајн су једна итерација. Поновите (више понављања).
  • Поломљен папир: Остатак папира и обрезивање од производње папира. 
  • Рециклирање папира: Процес опоравка старог папира и његовог прераде у нове производе од папира.
  • Папир након куповине: Материјали као што су часописи, новине, канцеларијско смеће, стари телефонски именици или именици. 
  • Пре-потрошачки папир: Производи избачени пре него што су их људи користили. 
  • Прототип: Радни модел решења за тестирање.
  • Рециклирање: Процес узимања материјала спремних за бацање и претварање (промена) у материјале за вишекратну употребу.

Интернет Цоннецтионс

Рецоммендед Реадинг

  • Израда папира: Историја и техника древног заната (ИСБН: 978- 0486236193)
  • Уметност израде папира: практични приручник (ИСБН: 978-0282735081)

Писање активности

Напишите есеј или одломак о утицају рециклаже папира, метала или других материјала на животну средину. Есеј може имати глобалну или локалну перспективу.

Усклађивање са оквирним програмима

Напомена: Сви планови лекција у овој серији усклађени су са Национални стандарди научног образовања које је произвело Национално истраживачко веће, а подржало их је Национално удружење наставника науке, а по потреби и стандарди Међународне асоцијације технолошког образовања за технолошку писменост или Национално веће наставника математике „Принципи и стандарди за школску математику“.

Национални стандарди научног образовања Разреди К-4 (узраст 4-9 година)

САДРЖАЈ СТАНДАРД А: Наука као упит

Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају

  • Способности неопходне за научно испитивање 
  • Разумевање научног испитивања 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Б: Физичке науке

Као резултат активности, сви ученици треба да развију разумевање

  • Особине предмета и материјала 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Е: Наука и технологија 

Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају

  • Способности технолошког дизајна 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Ф: Наука у личној и социјалној перспективи

Као резултат активности, сви ученици треба да развију разумевање

  • Врсте ресурса 
  • Наука и технологија у локалним изазовима 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Г: Историја и природа науке

Као резултат активности, сви ученици треба да развију разумевање

  • Наука као људски подухват 

Национални стандарди научног образовања Разреди 5-8 (узраст 10-14 година)

САДРЖАЈ СТАНДАРД А: Наука као упит

Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају

  • Способности неопходне за научно испитивање 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Б: Физичке науке

Као резултат својих активности, сви ученици треба да развију разумевање

  • Особине и промене својстава у материји 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Е: Наука и технологија

Као резултат активности у 5-8 разредима, сви ученици би требало да се развијају

  • Способности технолошког дизајна 
  • Разумевање науке и технологије 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Ф: Наука у личној и социјалној перспективи

Као резултат активности, сви ученици треба да развију разумевање

  • Становништво, ресурси и окружење 
  • Наука и технологија у друштву 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Г: Историја и природа науке

Као резултат активности, сви ученици треба да развију разумевање

  • Наука као људски подухват 
  • Природа науке 
  • Историја науке 

Национални стандарди научног образовања Разреди 9-12 (узраст 14-18 година)

САДРЖАЈ СТАНДАРД А: Наука као упит

Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају

  • Способности неопходне за научно испитивање 
  • Разумевање научног испитивања 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Б: Физичке науке 

Као резултат својих активности, сви ученици би требало да развију разумевање

  • Структура и својства материје 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Е: Наука и технологија

Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају

  • Способности технолошког дизајна 
  • Разумевање науке и технологије 

САДРЖАЈ СТАНДАРД Ф: Наука у личној и социјалној перспективи

Као резултат активности, сви ученици треба да развију разумевање

  • Природни ресурси 
  • Квалитет животне средине 
  • Природне и од човека изазване опасности 
  • Наука и технологија у локалним, националним и глобалним изазовима 

Стандарди за технолошку писменост - сва доба

Технологија и друштво

  • Стандард 4: Студенти ће развити разумевање културних, социјалних, економских и политичких ефеката технологије.
  • Стандард 5: Студенти ће развити разумевање ефеката технологије на животну средину.
  • Стандард 6: Студенти ће развити разумевање улоге друштва у развоју и употреби технологије.
  • Стандард 7: Студенти ће развити разумевање утицаја технологије на историју.

Дизајн

  • Стандард 8: Студенти ће развити разумевање својстава дизајна.
  • Стандард 9: Студенти ће развити разумевање инжењерског дизајна.
  • Стандард 10: Студенти ће развити разумевање улоге решавања проблема, истраживања и развоја, проналаска и иновација и експериментисања у решавању проблема.

Способности за технолошки свет

  • Стандард 11: Студенти ће развити способности за примену процеса дизајнирања.
  • Стандард 13: Студенти ће развити способности за процену утицаја производа и система.

Дизајнирани свет

  • Стандард 19: Студенти ће развити разумевање и моћи ће да бирају и користе производне технологије.

Инжењерски тимски рад и планирање

Ви сте инжењерски тим који има изазов да створи нови систем за стварање рециклираног папира. Када инжењери поново погледају производ или систем и развију побољшања, процес се назива „ре-инжењеринг“. Имајте на уму да је параван врло ефикасна метода за обликовање папира и уклањање влаге. Прегледате тренутне поступке како за употребу у учионици, тако и у производним погонима и поново осмислите свој побољшани систем. Такође можете уградити систем за додавање боје, текстуре или дизајна на свој папир - или смислити дизајн који користи мање воде, захтева мање простора или се брже суши. Смеши целулозе коју добијате можете додати друге састојке, укључујући сушено биље, лишће, цвеће, семе, нит или зачине који могу додати боју.

 

Фаза планирања и дизајна

У доњем пољу (или засебном парчету папира) нацртајте дијаграм вашег планираног система рециклираног папира и укључите листу материјала које планирате да користите у систему и као додатак доњој целулози.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материјали потребни за изградњу:

 

 

 

 

 

Материјали који се додају у целулозу, ако их има:

 

 

 

 

 

Преглед учионице

Представите свој план предавању, прикупите повратне информације, одговорите на питања и утврдите да ли желите да измените свој првобитни план.

 

Станислав-Попов-бигстоцк.цом

Фаза изградње

  1. Направите свој оквир или систем за израду папира.
  2. Тестирајте оквир тако што ћете од рециклираног папира добити целулозу коју је обезбедио ваш наставник.
  3. Обавезно добро осушите папир пре него што га извадите из било ког оквира који направите.

 

Рефлексија

  1. Колико је ваш систем за рециклажу папира био сличан вашем писаном дизајну?

 

 

 

 

 

 

 

  1. Ако сте утврдили да требате извршити промене током фазе изградње, опишите зашто је ваш тим одлучио да изврши ревизије.

 

 

 

 

 

 

 

  1. Да ли сте додали материјале у смешу пулпе? Ако јесте, да ли су они имали ефекат у новинама које сте намеравали? Како?

 

 

 

 

 

 

 

  1. Да ли мислите да ће вас ова вежба подстаћи да рециклирате материјале? Зашто?

 

 

 

 

 

 

 

  1. Који други материјали мислите да би се могли рециклирати?

 

 

 

 

 

 

 

  1. Да ли мислите да су се методе рециклирања промениле током последњих двадесет година? Које су технолошке иновације могле утицати на ефикасност рециклирања данас?

 

 

 

 

 

 

 

  1. Шта мислите какав је утицај инжењеринг имао на рециклажу широм света?

 

 

 

 

Учитавање студентских потврда о завршеном студију