Học sinh làm, kiểm tra và đánh giá các màng và gel có thể phân hủy sinh học. Họ sử dụng kiến thức của mình để thiết kế các thiết bị giải phóng thuốc nhuộm một cách có kiểm soát khi chúng phân hủy.
Bằng cách kết hợp các tài liệu hàng ngày vào các bài học khoa học, chương trình Mô-đun Thế giới Vật liệu (MWM) tại Đại học Northwestern đã tìm ra giải pháp giúp sinh viên hứng thú với việc học khoa học đồng thời giúp giáo viên đáp ứng các tiêu chuẩn giáo dục quốc gia và tiểu bang.
Các mô-đun dễ tổ chức và chạy không tốn kém. Chúng có thể được kết hợp vào bất kỳ lớp khoa học nào vì phạm vi rộng của các môn học được đề cập trong các phần Dự án Hoạt động và Thiết kế. Mỗi mô-đun là một đơn vị khoa học bổ sung, mất 1-3 tuần thời gian trên lớp (khoảng 10 giờ) để hoàn thành.
MWM sẽ mang đến cho sinh viên cơ hội để hiểu thế giới xung quanh theo cách mà họ chưa từng trải qua trước đây. Các học phần thúc đẩy nhận thức về vai trò của khoa học và công nghệ trong xã hội và hướng dẫn sinh viên kiểm soát tốt hơn công việc của họ.
Xem nhanh mô-đun
Hoạt động 1: So sánh vật liệu đóng gói
Học sinh khám phá ra rằng vật liệu đóng gói phân hủy sinh học có thể có hiệu quả như vật liệu đóng gói không phân hủy sinh học trong việc bảo vệ trứng không bị vỡ.
Hoạt động 2: Săn
tìm các vật có thể phân huỷ sinh học Bằng cách tìm kiếm các vật thể phân huỷ sinh học phổ biến, học sinh hiểu được cách sử dụng các vật liệu có thể phân huỷ sinh học. Họ đưa ra kết luận về sự sẵn có của các vật liệu phân hủy sinh học hiện nay và trong tương lai.
Hoạt động 3: Xử lý vật liệu có thể phân hủy sinh học và so sánh tính chất cơ học của chúng
Học sinh xử lý gelatin, một vật liệu phân hủy sinh học, thành gel và thành hai màng có mật độ khác nhau. Họ khám phá ra những vật liệu này khác nhau như thế nào về độ bền và khả năng nén.
Hoạt động 4: Đo
tốc độ phân hủy của vật liệu phân hủy sinh học Điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy của vật liệu phân hủy sinh học. Học sinh kiểm tra ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến tốc độ phân hủy của gel, màng và các vật liệu khác mà họ đã làm việc với Hoạt động trước.
Hoạt động 5: Nghiên cứu vật liệu phân huỷ
sinh học Học sinh nghiên cứu và viết một báo cáo chính thức về vật liệu phân huỷ sinh học mà họ lựa chọn. Báo cáo bao gồm cách vật liệu được phát triển, cách nó phân huỷ và cách sử dụng. Từ những phát hiện của họ, học sinh sẽ hiểu được mối liên hệ chặt chẽ giữa khoa học, công nghệ và xã hội.
Dự án thiết kế 1: Thiết kế thiết bị phân phối thuốc
Sinh viên sử dụng những gì họ đã học về quá trình xử lý và phân hủy vật liệu phân hủy sinh học để phát triển một mô hình thiết bị phân phối thuốc mà họ tham gia trong một cuộc thi. Học sinh sử dụng gelatin để làm thiết bị, và một loại thuốc nhuộm được sử dụng thay cho thuốc. Trong cuộc thi, các thiết bị của học sinh sẽ được thử nghiệm trong một dung dịch axit ấm, mô phỏng các điều kiện trong dạ dày của con người.
Dự án thiết kế 2: Thiết kế một sản phẩm mới có thể phân hủy sinh học
Dựa trên những gì họ đã học về các đặc tính của gelatin, sinh viên sẽ đề xuất cách gelatin có thể được sử dụng để tạo ra một sản phẩm mới hoặc cải tiến một sản phẩm hiện có. Họ sẽ làm, thử nghiệm và đánh giá các mẫu gelatin để xác định xem sản phẩm họ đề xuất có khả thi hay không.
Hoạt động mở rộng Hoạt động 1: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử đối với polime
Bằng cách quan sát chuyển động của một viên bi qua ba loại chất lỏng, học sinh suy ra ảnh hưởng của khối lượng phân tử đến độ nhớt. Sau đó, họ áp dụng những gì đã học để giải thích cách một polyme lỏng có thể biến đổi thành chất rắn.
Hoạt động mở rộng 2: So sánh
độ bền của màng gelatin Học sinh tìm hiểu độ bền cơ học của màng có liên quan như thế nào đến nồng độ của polyme được sử dụng để tạo màng. Họ tạo ra các nồng độ khác nhau của màng gelatin và kiểm tra độ bền đứt của chúng bằng thiết bị bi trên vòng.
Kết nối với chương trình giảng dạy của bạn
Các Mô-đun Thế giới Vật liệu được thiết kế để dễ dàng kết hợp vào bất kỳ phòng thí nghiệm khoa học hoặc bài giảng khoa học cấp trung học cơ sở hoặc trung học phổ thông nào. Biểu đồ dưới đây liệt kê các chủ đề được đề cập trong các phần Dự án Hoạt động và Thiết kế của mô-đun này.
|
Vật lý & Khoa học Vật lý
Địa chất & Khoa học Trái đất
Nghệ thuật ngôn ngữ
|
Hóa học
toán học
|
Sinh học và Khoa học Đời sống
Giáo dục kỹ thuật
|
Đoạn ghi hình
| Sharon McCoy nói về Mô-đun Vật liệu Phân hủy Sinh học |
Trạng thái An toàn dữ liệu – vật liệu
Bảng An toàn Dữ liệu Vật liệu (MSDS) có thông tin có giá trị liên quan đến các chất được sử dụng trong bộ MWM này.
- Túi, Kích thước Quart
- Đậu phộng phân hủy sinh học
- Đậu phộng không phân hủy sinh học