活动动态

教师科技教育实践活动报告 | 垃圾是放错了位置的资源

枯枝落叶的资源化应用探究
本文发布于:2021-06-02 来源:

北京市石景山区石景山学校    毛秀丽

活动背景

一 学校简况

北京市石景山区石景山学校是一所普通的九年制完全中学,学生以小区内和周边小区的居民子弟、外地务工人员随迁子女为主,学生开展课外活动的场所和条件都比较缺乏,学校科技教师力量比较薄弱。

二 活动背景

2020年5月1日开始,新版《北京市生活垃圾管理条例》正式实施,垃圾分类成为了居民生活的一部分。学校利用各种途径积极宣垃圾分类,并安排班主任指导学生进行垃圾分类。教师希望能通过在学生中开展垃圾分类科学调查体验活动,帮助学生认识垃圾分类的重要性,并带动家长自觉进行垃圾分类。

《中小学综合实践活动课程指导纲要》推荐的综合实践活动主题(3-6年级)有“生活垃圾的研究”、“秸秆和落叶的有效处理”等考察探究活动,学校给了课时,但没有活动指导方案或教材,教师尝试将青少年体验活动的活动方案引入综合实践课堂,在教师所教班级内进行。

 

活动前准备

一 活动方案

1.活动目的:通过问题讨论,资料查询等方式,认识垃圾分类,减量的重要性,生活中能主动实施垃圾分类;通过对枯枝落叶有哪些用途的实验探究,体会科学知识的价值,产生学习科学知识的欲望,提高分析、解决问题的能力。

2.活动时间:2020年10月14到12月16日

3.活动对象:六年级三班学生

4.内容形式: 本次科学调查体验活动形式分为问题思考、科学调查和科学实验三种,具体如下:

(1)问题思考:

  • 循环是什么?日常生活中有哪些循环利用的例子?
  • 资源是什么?如何理解“垃圾是放错了位置的资源”这句话?
  • 垃圾处理的常用方法有哪些?各方法的优缺点是什么?
  • 哪些行为习惯有利于垃圾减量?枯枝落叶除了作为厨余垃圾处理,还有没有其他用途?

(2)科学调查:

  • 身边带有循环利用标识的塑料制品。
  • 小区的垃圾分类实施情况。

(3) 科学实验:

  • 落叶能否用于做造纸原料?
  • 枯枝落叶能否用于做制作木炭的原料?

 

二 活动目标

青少年科学调查体验活动的目的是激发青少年科学兴趣,培养其科学探究能力和实践能力。活动的安排依据科学探究的思维模式(提出猜想、实验验证)和解决问题的思维过程(发现问题,分析原因,解决问题)开展。

通过问题思考,激发兴趣,引导学生发现问题、分析问题,提出猜想。通过调查和实验活动,帮助学生获取证据,验证猜想。

教师设计三个课时,通过精心设计的问题和活动,引导学生体验科学探究的思维方式,产生学习科学知识的兴趣。

三 活动准备

场地资源:化学实验室和教室。

两个科学实验与化学关系密切,化学实验室可提供所需用品和完成实验的场地。


学生动手实验

 

活动实施

第一阶段:思考问题,转变观念

主要采用课堂小组讨论、交流的方式进行。用时三课时。

第一课时讨论思考 “循环是什么?日常生活中有哪些循环利用的例子”和“资源是什么?如何理解“垃圾是放错了位置的资源”。对学生普及“循环”和“资源”的概念,使学生认识到“垃圾是放错了位置的资源”。

学生课堂上讨论热烈,举例说出了厨余垃圾、塑料、废纸、非金属等的多种用途。

第二课时思考 “垃圾处理的常用方法有哪些?各方法的优缺点是什么?”。普及各种垃圾处理方法的原理,引导学生分析各原理的局限性,引导学生认识到垃圾分类和减量的重要性。

教师给学生提供了卫生填埋方法、露天焚烧法、垃圾焚烧发电、堆肥法、废旧电池处理工艺流程等多种垃圾处理方法的资料,学生通过资料阅读了获取信息,分析局限性。

通过阅读和讨论,学生知道填埋法只适合易腐烂的物质,焚烧法只适合易燃物质,必须将易腐物质与不易腐物质分开。填埋法需要大量的土地资源,焚烧法会产生有害气体,因此垃圾必须减量。堆肥法、垃圾焚烧发电不仅处理了垃圾,还得到了资源,废旧电池集中处理避免了污染。


学生动手实验

第三课时思考 “哪些行为习惯有利于垃圾减量?枯枝落叶除了作为厨余垃圾处理,还有没有其他用途?”引导学生运用前面学到的将垃圾资源化的思维,来分析对枯枝落叶的利用,提出猜想,为后续实验探究做好铺垫。

通过“垃圾分类的主要目的是处理垃圾还是寻找资源”这个问题的讨论,学生达成了垃圾分类既有处理垃圾也有寻找资源的目的的共识。

在垃圾资源化思维的引导下,学生对枯枝树叶的用途提出了很多设想,比如做燃料、做木炭、堆肥、做工艺品、造纸等。下图中的板书是教师依据学生的讨论记录下来的。

通过对“这些用途能不能用来处理大量的枯枝落叶呢?”进行讨论,学生最后选出了堆肥、做木炭、燃烧发电、造纸四种枯枝落叶资源化的可行性方案。四个方案中,学生对做木炭和造纸两个用途不太确定,因此这两个问题成为了后续探究实验的内容。


学生讨论记录

第二阶段:科学调查、寻找证据

知道什么是“循环经济”之后,学生进行了“我们身边带有循环利用标识的塑料制品”的调查。

考虑安全和疫情问题,学生主要调查了自己家里的塑料制品的标识并将调查结果上传到网上。通过调查,学生知道了我们的社会真的在实施循环经济。

知道了垃圾分类的重要性之后,学生各自调查了自己居住小区的垃圾分类实施情况,找出各小区实施过程中的优点和问题,并在课堂上进行了交流。

第三阶段:科学实验、验证猜想

实验1

落叶能用于造纸吗?

为了完成实验,小组学生进行分工和合作。学生选择了再生纸的造纸方法,实验结果没有得到想象中的纸。

学生分析了实验结果的可能性:叶子用量太少;浸泡时间不够;纤维含量太低实验方法不对等。最后通过咨询生物老师,学习到落叶纤维含量较低,不太合适用于造纸。

通过实验,学生有了更好的分工合作意识,体验了实验分析的方法。

实验2

落叶和枯枝能制取木炭吗?

这个实验采用的木材干馏的方法,实验有一定的危险性,因此第一次实验是教师演示的。学生观察、记录了实验过程,按老师给出的格式写出了实验报告。

看到落叶和枯枝确实变成了木炭,学生都很兴奋,同时也很好奇实验过程中产生的其他物质到底是什么?为什么落叶可以变成木炭。

第一次实验后教师提出了“如果企业要利用枯枝落叶造木炭,还需要考虑哪些问题?”引导学生思考。学生从成本和产率两个角度进行了讨论,经过讨论达成共识:枯枝落叶作为垃圾处理时也需要人工收集和运输,因此原料成本和人工成本、运输成本都不会太高,主要考虑产率的问题,即多少落叶能制多少木炭。

学生就落叶和枯枝分开进行实验研究,结果发现干燥的落叶的产碳率为37.5%,干燥的枯枝的产碳比为30%。落叶的产碳率高于枯枝,得出实验结论枯枝、落叶原料成本低,适合用于制造木炭。

通过这个实验,学生观察到了物质的转化,对化学知识产生了兴趣,学习到可以通过化学变化将垃圾转变成我们需要的资源。

 

收获体会

随着活动的开展,学生在课堂上的专注度有了显著提高,讨论问题时态度真诚,思维发散,对分配给自己的任务非常认真负责,学生开始对综合实践课充满兴趣,不仅体现了教师的教学能力,也体现了青少年科学调查体验等科学实践活动的吸引力。

 

文章主题词:
(作者:毛秀丽)
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