Добри практики STEM Научна грамотност

Примерен STEM урок – Как да почистим нефтен разлив

Ученически експеримент

Този STEM урок ще помогне на учениците да се запознаят с екологичните проблеми, които нефтените разливи причиняват на планетата. Освен това, те ще имат възможността да се превърнат в екологични инженери, които да “почистят океаните” от нефтен разлив. 

Урокът може да използвате както в 5-ти клас, при изучаването на видове смеси и тяхното разделение, така и в уроци за екологичните проблеми с по-големи ученици. Адаптирайте идеята в зависимост от нуждите и желанията на класа!

Резюме на дейността 

Работейки в групи, учениците ще експериментират с три метода за почистване на нефтен разлив (масло от водно тяло). Провеждайки дейността, те не само ще научат какъв е ефектът от подобна екологична катастрофа, но и ще задълбочат знанията си за различните видове смеси и тяхното разделяне. 

Връзка на урока със STEM 

През юни 2020 Русия обявява извънредно положение заради изтичането на 20 000 тона дизел на територията на Красноярския регион. Това е реален проблем, до който учениците могат да се докоснат и изживеят. Нефтените разливи в морето обикновено са много по-вредни от тези на сушата, тъй като могат да се разпространят на стотици километри на тънък нефтен пласт, покриващ морето или океана. Това може да убие хиляди морски птици, бозайници, миди и други организми. Последствията от една такава катастрофа могат да бъдат необратими.

Нашите ученици ще влязат в ролята на специалисти, които трябва да разрешат проблемната ситуация, използвайки своите знания. Това може да запали интереса им и да ги насочи към професионално развитие в сферата на екологичното инженерство или опазването на околната среда. 

Цели на урока 

С помощта на тази STEM дейност учениците ще научат:

  • Какви са различните видове смеси и как може да бъдат разделени;
  • Какви са последствията от нефтен разлив и как еколози и инженери се справят с едно такова бедствие;
  • Как протича експерименталният процес;

Време за работа

За провеждане на STEM дейността ще са ни необходими два учебни часа – около 90 минути. Примерно разпределение на времето:

25 минути – Въведение в темата – какво представлява нефтеният разлив и какви са последствията от него. Разясняване идеята на експеримента и стъпките за успешното му протичане.

40 минути – Учениците експериментират. Отделят по 10 минути на всеки един от методите за извличане на олиото от водата и по 3 минути за описване на резултатите.

25 минути – Анализиране и презентиране на експеримента. Дискусия за обсъждане на процеса и извеждане на изводи.

Предварителна подготовка

Осигуряване на следните материали за протичането на експеримента:

  • 4 тави, които да напълним с вода;
  • По един комплект за всяка група от следните материали: една таблетка препарат за съдомиялна машина, шепа памук, гъба за миене на чинии и лъжица;
  • 500мл. олио или моторно масло;
  • 4 измервателни чаши (може да използвате тези, които идват с перилните препарати)
  • Вестници, с които да покрием чиновете;
  • По желание пера, с които да илюстрираме какво се случва с птиците, които кацат на повърхността на вода, в която е изтекло нефт.

Принтиране на pdf файла, в който съдържа информация нефтените разливи и методите за отстраняване, инструкции, за провеждане на занятието и работни листи, в които учениците да записват резултатите от експеримента.

Провеждане на урока 

Изредените стъпки следват експерименталния процес на STEM.

Въведение в темата – наблюдение, проучване и прогнозиране:

Отделяме 20 минути, в които с учениците да обсъдим какво представлява разливът на нефт и каква е целта на този експеримент.

Във файла Нефтен разлив в морета и океани.pdf има примерен текст, с който да започнем. За допълнителна информация може да погледнем статията: „Големите петролни разливи могат да навредят на околната среда в 5 зони

След въвеждане в темата, обясняваме какво ни предстои и даваме инструкции за провеждане на експеримента. 

Инструкциите за провеждане на експеримента също са описани в пдф файла. 

Инструкции:

Всяка група има пред себе си една тава пълна с вода, която представлява океаните и моретата. За съжаление водният басейн е замърсен с нефт – за това ще добавите олио или машинно масло в тавата. Имате още торбичка с три вида материали – препарат за съдомиялна машина и лъжица, гъба за миене на чинии и памук, мерителни чашки. 

В следващите 40 минути ще изпробвате трите варианта за почистване на разлив на нефт във водата. В тавата с вода с мерителната чашка ще изсипете 150 мл. олио. След това ще имате по 10 минути, в които трябва да изчистите олиото, с  всеки от трите метода – с гъба, с препарат за съдомиялна и памук. Тези три метода са съобразени с реалните начини, по които службите се справят с нефтен разлив. В препарата за съдомиялни има вещества, наречени дисперсанти, които разграждат олиото и така спомагат за по-лесното извличане от водата. ГА, гъбата прилича на материал, който е създаден специално за почистване не нефтени разливи.

След приключване на 10-те минути за всеки метод, ще имате 3-4 минути, в които да запишете наблюденията си. Колко олио сте почистили, дали е било лесно и ефикасно. Работете в екип, разпределете роли на всеки един член от екипа. Записвайте през цялото време, а през 3-4 минути между методите изведете основни изводи, които след това ще ви помогнат да представите експеримента пред класа. 

(Ако имате и пера, може да пуснете някои от перата във водата с олиото и да предизвикате учениците да почистят олиото от перата. Това ще симулира реална ситуация, в която птици кацат на нефтен разлив и след това не могат да използват крилете си.)

Крайната цел е да почистите целия нефтен разлив в рамките на зададеното време. 

Когато учениците вече са чули иструкциите, разделяме класа на 4 групи (разбира се, адаптираме спрямо големината на класа). Хубаво е да предвидим 5 минути, в които всяка група да обсъди какво е разбрала от текста и от инструкциите, които сме прочели. Важно е да направим проверка на разбирането – нека децата да повторят инструкцията и да зададат въпросите си. 

Преди да започнем с експеримента, нека да чуем поне две хипотези за това как ще протече експериментът – кой от трите метода ще бъде най-ефективен според учениците? Какво ще се случи по време на експеримента? Ще успеят ли да изчистят цялото олио от водата?

Експериментална част – експериментиране и анализиране:

Сега даваме време на учениците да работят по групи, като обикаляме и им помагаме, когато има нужда. Задаваме провокативни въпроси и напомняме на учениците, че трябва да презентират накрая, затова е добре да записват по време на целия процес – 

  • до какви изводи са стигнали;
  • какво количество от олиото са почистили;
  • кое ги е озадачило и е забавило.

Според наблюденията им, какви са предимствата и недостатъците на всеки един от трите варианта. 

Презентиране:

В заключителната част даваме възможност на всяка една група да сподели наблюденията си. 

Провеждаме дискусия с учениците за целия процес и за новото знание, което са придобили. Ето примерни въпроси: 

  • Успяхте ли да почистите цялото количество нефт от водата?
  • Кой от методите е най-ефективен?
  • Кое ви направи впечатление?
  • Как мислите, че се справят в реална ситуация?
  • Кое е първото нещо, което трябва да направите, ако сте в  реална ситуация на изтичане на нефт?

Може да обсъдим с учениците последния нефтен разлив в Русия и какво те биха предприели в тази реална ситуация. Има ли начини, по които да предотвратим, или поне да намалим разливите на нефт?

STEM представлява интегриране на различни предметни знания в практично насочена дейност. Именно затова ви насърчаваме да бъдете креативни и да направите този проект по начин, който пасва на вас самите.

Това е примерен STEM урок, към който може добавите и интегрирате знания и от други области. Например учениците може да пресметнат какъв процент олио са почистили от водата или да обсъдят какви химични реакции протичат при смесването на олио и вода.   

Не забравяйте да споделите как сте адаптирали този проект в коментарите. 

Ако имате нужда от повече информация за създаването на STEM проект прочетете статията ни “Как да създадем STEM проект – 4-те етапа на провеждане на експеримент”.

 

Източници:

http://scienceafterschool.blogspot.com/2012/07/oil-spill-connecting-stem-activities-to.html

http://www.conference-burgas.com/maevolumes/vol8/BOOK%204/B4_22.pdf

https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/EnvEng_p025/environmental-engineering/cleaning-up-oil-spills?from=ParentsGirlScoutshttp#procedure

https://stem.northeastern.edu/programs/ayp/fieldtrips/activities/oilspill/

https://www.moew.government.bg/bg/centurut-za-prevenciya-ot-nefteni-razlivi-vuv-varna-e-napulno-oborudvan/

http://scienceafterschool.blogspot.com/2012/07/oil-spill-connecting-stem-activities-to.html

https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/EnvEng_p025/environmental-engineering/cleaning-up-oil-spills?from=ParentsGirlScoutshttp#background