Всички очакваме с нетърпение първите пролетни дни, а с тях и неизменната еуфория около приготвянето и подаряването на мартеници. Те могат да бъдат направени от най-различни материали, много от които навярно сте използвали неведнъж в класната стая.

Но опитвали ли сте да направите мартеници от мляко?

Още не сте и нямате търпение да разберете как е възможно това? Продължавайте да четете, този първомартенски STEM проект е точно за вас!

Същност на проекта

Учениците изследват една любима на всички българи традиция и откриват начин да намалят екологичния ѝ отпечатък върху природата, като заменят част от неразграмите вещества, използвани за производството на мартеници, с биоразградими еквиваленти.  С помощта на оцет и прясно мляко децата създават казеинова пластмаса, която след това моделират в различни форми и използват за направата на мартеници. Изследват физичните свойства на прясната извара и наблюдават тяхната промяна след изсъхването ѝ. Пресмятат какви количества прясно мляко ще бъдат необходими за изработването на по-голям брой мартеници.

Цели по предметно знание

В работата по този STEM проект са заложени следните основни учебни цели:

  • назоваване и описване на български народни обичаи и традиции;
  • дефиниране на понятието пластмаса и даване на примери за предмети, направени от пластмаса;
  • създаване на дизайн на мартеница;
  • измерване на масата на телата;
  • сравняване на свойствата на казеиновата пластмаса преди и след изсъхването й.

Цели по ключови умения

Работата по този проект спомага за:

  • развиване на творческото мислене на учениците чрез използване на нестандартен начин за изработване на познати от бита предмети;
  • развиване на предприемаческата компетентност посредством откриване на алтернативни пътища за постигане на желан резултат;
  • създаване на условия за работа в екип по време на творческия процес.

Времетраене

Работата по проекта може да бъде извършена за 2 учебни часа, проведени в два отделни дни. Препоръчително е между двата часа да предвидите поне 48 часа, за да могат изработените фигурки да изсъхнат добре.

Необходими материали

За този STEM проект учениците ще имат нужда следните материали:

  • мляко (1 чаша за всяка група);
  • бял оцет;
  • мерителна чаша;
  • електронна везна;
  • цедка;
  • по избор: термос;
  • стъклена, порцеланова или пластмасова чаша с вместимост около 200 - 250 мл;
  • кухненска хартия;
  • дъска и ножче за пластелин;
  • супена лъжица;
  • клечки за зъби;
  • лабораторни ръкавици;
  • по избор: брокат, малки силиконови формички, хранителни оцветители, маркери или флумастери;
  • бяла и червена прежда;
  • ножица;
  • фурна с котлон или микровълнова фурна;
  • съд за затопляне на млякото;
  • работен лист за създаване на казеинови мартеници.

Теоретична постановка

В периода от началото на 1900 г. до около 1945 г. млякото се използва за направата на много различни пластмасови орнаменти, включително копчета, декоративни катарами, мъниста,  бижута, писалки, подложките за ръчни огледала и много други дребни предмети. Млечната пластмаса (обикновено наричана казеинова пластмаса) е била използвана дори за направата на бижута за кралица Мери от Англия! 

Как обаче се случва тази млечно-пластмасова трансформация? Когато към горещо мляко се добави бял оцет, в сместа започват да се образуват малки бели парчета. Това е така, защото добавянето на киселина към млякото променя неговото pH и кара молекулите на казеина да се пренареждат в дълга верига, подсирвайки млякото. Получените бели парченца в ежедневието наричаме извара. След внимателно изцеждане и допълнително подсушаване, изварата придобива консистенция, удобна за оформяне и декориране.

Думата пластмаса идва от старогръцки и означава именно “гъвкав, лесен за оформяне“. Има най-различни видове пластмаси от естествен и синтетичен произход. Всички те си приличат по това, че са съставени от молекули, които се повтарят отново и отново във верига, наречена полимер. Полимерите могат да бъдат вериги от един тип молекула или вериги от различни видове молекули, свързани помежду си в правилен модел. Млякото съдържа много молекули от протеин, наречен казеин. Когато млякото се нагрее и се добави киселина, например оцет, молекулите на казеина образуват казеинов полимер, или още казеинова пластмаса.

Подготовка

За този STEM проект ще ви бъде необходим котлон или микровълнова печка, на която да загреете прясното мляко. Ако не разполагате с такива във вашето училище, можете да загреете млякото предварително и да го съхранявате в термос.

Ангажиращо въведение

  • Проучете какво знаят вашите ученици за традициите и обичаите, свързани с първи март. Какво символизират мартениците и с какви материали се изработват? Кои от тях са изработени от естествени материали и кои - от синтетични?
  • На база получените отговори за използваните материали, дискутирайте възможните нежелани последици за околната среда, вследствие на поставянето на мартениците върху клоните на дърветата или под камъни, както повелява традицията. Какви биологични материали е най-добре да използваме, за да избегнем това?
  • Представете на учениците специалния материал, от който ще бъдат изработени техните мартеници, а именно - от прясно мляко. Вероятно в отговор ще получите множество въпроси, както и цяла класна стая недоумяващи, изумени или скептични погледи. Насърчете децата да направят предположение как това може да се осъществи.

Изпълнение

  • Разделете учениците в групи по трима. Всеки екип трябва да разполага с дъска и ножче за пластелин, чифт лабораторни ръкавици, 5-6 къса кухненска хартия, супена лъжица и термоустойчива чаша;
  • Загрейте млякото млякото на котлона до около 70-80 градуса, като внимавате да не завира (като алтернатива можете да затоплите млякото предварително и да го съхранявате в термос). През това време дайте на учениците бутилка бял оцет и възложете на всяка група да постави в чашата си по 4 супени лъжици от него;
  • След това сипете в чашите с оцета горещото мляко. Учениците трябва да разбъркват с лъжицата и да наблюдават как се променя течността. Попитайте ги какви структури се образуваха. Установените промени трябва да се запишат в работните листове;
  • Получената извара трябва да бъде отцедена с помощта на цедка, след което се поставя върху късовете кухненска хартия, за да може допълнително да бъде подсушена. В зависимост от използваното мляко, от една чаша може да се получи различно количество извара. От 200 грама пълномаслено краве мляко обикновено се получават около 50-60 грама извара. Попитайте класа каква е консистенцията на полученото вещество (ако е добре отцедена, изварата е мека и гъвкава, лесна за моделиране). Учениците трябва да запишат в работните си листове наблюдаваните физични свойства;
  • Полученото количество извара се измерва и получената маса се записва в работния лист, заедно с количеството на използваното за направата му прясно мляко;
  • Един ученик от всяка група поставя лабораторни ръкавици и омесва добре получената извара. По желание част от нея може да бъде оцветена чрез добавяне на сладкарска боя, брокат или други декоративни частици. Формичките могат да бъдат оцветени и с маркер или флумастери, след като изсъхнат;
  • С така получената казеинова пластмаса, учениците могат да започнат да моделират мъниста, копчета или други фигурки, които да използват за изработването на мартениците. С помощта на клечки за зъби могат да се оформят отвори за нанизване на шнур;
  • Готовите фигурки се оставят да съхнат в продължение на минимум 48 часа. Имайте предвид, че колкото са по-дебели фигурите, толкова по-дълго време ще съхнат, затова е най-добре да инструктирате децата да изработят детайли не по дебели от 0,5 см;
  • Когато направените форми изсъхнат добре, учениците от всяка група трябва да измерят общото им тегло и да запишат стойността в работния лист. Попитайте какво е количеството на загубената вода;
  • Сравнете свойствата на казеиновата пластмаса преди и след изсъхването й. Наблюдават ли се промени? Установените разлики се записват в работните листове;
  • От бялата и червената прежда се се правят шнурчета, на които след това се нанизват изработените казеинови фигурки;
  • На база получените резултати от измерванията и получения брой мартеници, учениците трябва да изчислят какво количество прясно мляко ще бъде необходимо за изработването на определен брой мартеници.

Заключителна част

  • Всяка от работните групи представя изработените казеинови мартенички;
  • Дискутирайте какви са ползите и недостатъците от използването на прясно мляко за направата на пластмасови компоненти за мартеници.

Идеи за надграждане 

  • Изследвайте как количеството на използвания оцет влияе върху добива на казеинова пластмаса. За да разберете това, може да повторите тази дейност, като освен тестването на 4 ч.л. бял оцет с 1 чаша горещо мляко, тествате и резултата при 1 чаена лъжичка, 2 чаени лъжички или 8 чаени лъжички бял оцет с 1 чаша горещо мляко;
  • Можете също да изследвате дали всички видове прясно мляко дават едно и също количество извара при еднакви други условия:
    • проведете експеримент с мляко от различни животински видове (козе, овче, краве или биволско мляко);
    • тествайте мляко от един и същ животински вид, но с различна масленост;
  • Освен оцета има много други киселини, които използваме в кухнята (например лимонов сок, портокалов сок и доматен сок). Кои от тези киселини действат по-добре за получаването на казеиновата пластмаса?
  • Вие сте използвали горещо мляко в тази дейност, но използването на по-горещо или по-студено мляко също може да повлияе на реакцията на казеинова пластмаса. Направете експеримент, за да проучите как температурата на млякото влияе на количеството казеинова пластмаса можете да произведете.

За какво да внимаваме

  • Внимавайте суроватката, която изхвърляте в мивката, да бъде добре прецедена. В противен случай може да се получи запушване на канала.
  • Работете внимателно с горещото мляко. По възможност използвайте керамични чаши за експеримента, за да избегнете риска от изгаряне.

В този интересен STEM проект учениците използват биоразградима казеинова пластмаса, която сами изработват от прясно мляко. Дейността е лесна за изпълнение и изключително ангажираща поради естеството на използваните материали. В процеса на екипна работа децата развиват своето творческо мислене, екологично самосъзнание и предприемаческа компетентност.

Убедихме ли ви да опитате нашето мартенско предизвикателство?

За статията са използвани следните ресурси, които са допълнени с личния опит на автора: