Świętokrzyskie Centrum Doskonalenia Nauczycieli
w Kielcach

1. Motywowanie uczniów do poznawania przyrody w sposób aktywny, twórczy, dociekliwy i wytrwały.
2. Rozwijanie u uczniów samodzielności w dochodzeniu do wiedzy.
3. Doskonalenie umiejętności rozwiązywania praktycznych problemów, wyciągania wniosków oraz dostrzegania związków przyczynowo-skutkowych zachodzących między działalnością człowieka, a stanem środowiska.
4. Rozwijanie umiejętności współdziałania w zespole oraz skutecznej komunikacji.
5. Nabywanie przez uczniów wiedzy w sposób atrakcyjny i bardziej trwały.
6. Podkreślenie powiązania między różnymi dziedzinami nauki: naukami przyrodniczymi, matematyką, technologią, inżynierią, sztuką. 
7. Propagowanie proekologicznych postaw.
8. Podniesienie efektów oraz jakości kształcenia.

Projekt skierowany był do uczniów, którzy wykazują zainteresowania naukami przyrodniczymi, matematyką, a także ekologią. W czasie projektu uczniowie poszerzali wiadomości o tworzywach sztucznych (polimerach) w sposób angażujący ich w działanie, doświadczanie, aby w końcowym etapie osiągnąć planowany efekt. Uczestnicy projektu zgłębili wiedzę na temat

budowy materii, budowy cząsteczek związków organicznych, poznali właściwości, zastosowania oraz otrzymywanie polimerów. Zbadali ich wpływ na środowisko przyrodnicze, porównali czas rozkładu tworzyw sztucznych ze związkami pochodzenia naturalnego. Przekonali się, jak ważna jest segregacja śmieci, ochrona środowiska oraz recykling. Odpowiedzieli na pytania, czy stosowanie tworzyw sztucznych posiada więcej zalet czy wad oraz czy słowo polimer musi kojarzyć nam się ze sztucznym, nieprzyjaznym dla naszego środowiska i zdrowia materiałem. Uczniowie dowiedzieli się, że oprócz polimerów syntetycznych, które są podstawowym budulcem tworzyw sztucznych, wyróżniamy także polimery naturalne, będące budulcem organizmów żywych np.: białka, cukry złożone. W czasie zajęć wykonali tworzywa sztuczne pochodzenia naturalnego – „plastik z mleka” oraz „skrobiowy bioplastik”. W końcowym etapie, z zachowaniem proporcji, zaprojektowali i zbudowali przestrzenny model cząsteczek biorących udział w polimeryzacji oraz wykonali biżuterię z plastiku powstałego z mleka.

Podczas pierwszego spotkania uczniowie dowiedzieli się na czym polega projekt STEAM oraz wybrali wyzwanie projektowe do realizacji – tworzywa sztuczne (polimery) i ich wpływ na środowisko. Wspólnie ustalili, jak ma wyglądać prototyp – czyli plastik wyprodukowany z mleka, plastik wyprodukowany ze skrobi oraz przestrzenny model cząsteczek biorących udział w polimeryzacji i jakie materiały będą potrzebne do jego wykonania.

Korzystając z udostępnionych linków do stron, filmów i symulacji w Internecie zgłębili wiedzę na temat budowy materii. Przeprowadzili doświadczenie pokazujące zjawisko dyfuzji, które potwierdza, że cząstki budujące materię są w ciągłym ruchu. W poznawaniu budowy cząsteczek bardzo pomocne były modele kulkowe oraz symulacje online, dzięki którym uczniowie tworzyli i obserwowali modele różnych cząsteczek.

Kolejnym krokiem była obserwacja przedmiotów znajdujących się w naszym otoczeniu. Okazało się, że większość z nich wykonana jest z tworzyw sztucznych, które zbudowane są z bardzo dużych cząsteczek zwanych polimerami. Uczniowie przystąpili do badania ich właściwości. W tym celu wykorzystali plastikową butelkę, foliową torebkę, styropian. Sprawdzili ich rozpuszczalność w wodzie i innych rozpuszczalnikach, zbadali ich gęstość względem wody, odporność na działanie odczynników chemicznych oraz obserwowali palność. Na podstawie obserwacji wyciągnęli wnioski, że tworzywa sztuczne mają niewielką gęstość, co sprawia, że wyroby z nich wykonane są bardzo lekkie. Ponadto są odporne na działanie różnych czynników, odznaczają się dużą wytrzymałością i trwałością. Takie właściwości sprawiają, że znajdują one szereg zastosowań w wielu dziedzinach, są nieodłącznym elementem naszego życia. Jednak po przeanalizowaniu planszy obrazującej czas rozkładu różnych materiałów okazało się, że mimo wielu zalet, niestety stanowią zagrożenie dla naszego środowiska ze względu na bardzo długi czas rozkładu, w porównaniu ze związkami pochodzenia naturalnego.

Dlatego, jeśli tylko jest to możliwe, wprowadza się tworzywa, które ulegają rozkładowi pod wpływem mikroorganizmów (grzybów i bakterii). Uczniowie dowiedzieli się, że oprócz polimerów syntetycznych wyróżniamy także polimery naturalne (biopolimery), czyli związki występujących powszechnie w przyrodzie takie jak skrobia, celuloza, białko. Zbadali właściwości takich polimerów na przykładzie białek. W tym celu wykorzystali Wirtualne Laboratorium Empiriusz. Było to ogromne przeżycie, a przeprowadzone doświadczenie pracą badawczą połączoną ze wspaniałą zabawą.

W toku projektu uczniowie wykonali również tworzywa pochodzenia naturalnego – „plastik z mleka” oraz „skrobiowy bioplastik”. Wykorzystali je do zrobienia plakietek i innych elementów ozdobnych. Poza stosowaniem tworzyw pochodzenia naturalnego ważne jest też segregowanie odpadów, a następnie przetworzenie i ponowne wykorzystanie zużytych odpadów z tworzyw sztucznych, tak aby nie zalegały w naszym środowisku, czyli recykling. W celu utrwalenia wiedzy na temat biodegradacji, prawidłowej segregacji odpadów oraz wykorzystania surowców wtórnych posłużyli się grami edukacyjnymi, a aplikacja Recycle Academy, pozwoliła im na odczytywanie symboli materiałów do recyklingu i pozyskiwanie informacji gdzie wyrzucać odpady. Następnie uczniowie przystąpili do wykonania modelu cząsteczek biorących udział w polimeryzacji. W tym celu korzystając z symulacji online utworzyli wizualizację cząsteczki, która bierze udział w polimeryzacji. Dzięki zastosowaniu proporcji wyliczyli w skali rozmiary cząstek celem wykonywania rysunków pomocniczych. Model cząsteczki utworzyli z kulek styropianowych, które pomalowali i połączyli za pomocą drucików, stanowiących wiązania między atomami. Tak powstała cząsteczka monomeru – etylenu. Uczniowie utworzyli 3 takie modele, aby pokazać jak zachodzi polimeryzacja, czyli łączenie tych cząsteczek.

Po zakończonej pracy dokonali ewaluacji całościowej, wykorzystując aplikację Mentimeter, odpowiedzieli na pytania podsumowujące projekt. Efekty swojej pracy zaprezentowali publicznie: przed nauczycielami i uczniami szkoły oraz podczas konferencji zorganizowanej przez ŚCDN podsumowującej projekty „STEAM-owa Szkoła 2022–2023” i „STEAM-owe zajęcia w edukacji wczesnoszkolnej”, która odbyła się w auli Uniwersytetu Jana Kochanowskiego w Kielcach.

Celem projektu było zwiększenie zaangażowania uczniów w nabywanie wiadomości i umiejętności chemicznych i matematycznych. Główne założenie dotyczyło rozbudzenia w nich kreatywności, aktywności twórczej, pewności siebie oraz współpracy w grupie. Cel został osiągnięty. Zajęcia były dla uczniów ciekawe i angażujące. Z zainteresowaniem wykonywali doświadczenia chemiczne i odkrywali właściwości związków chemicznych. Uczestnicy projektu zgodnie współpracowali i angażowali się, aby uzyskać końcowy efekt. Wykazali się ogromną pomysłowością i kreatywnością

Podczas realizacji projektu uczniowie:

• poznali budowę polimerów oraz ich właściwości, zastosowania i sposoby otrzymywania,
• przebadali wpływ polimerów na środowisko przyrodnicze,
• poznali sposoby ochrony środowiska, § poznali polimery naturalne oraz sposoby ich wytwarzania,
• wykonali własne tworzywa pochodzenia naturalnego: plakietki z imionami, biżuterię, ozdoby do pokoju,
• wykonali model cząsteczki biorącej udział w polimeryzacji, jako pomocy dydaktycznej do pracowni chemicznej. Zwieńczeniem projektu była prezentacja efektów pracy przed szkolną publicznością: uczniami i nauczycielami oraz podczas konferencji podsumowującej STEAM-owe projekty ŚCDN. Nauczycielki również mocno zaangażowały się w realizację projektu, a podczas jego trwania: § nabyły umiejętność projektowania zajęć STEAM, § poznały nowe narzędzia i aplikacje niezbędne podczas realizacji projektu. Wykonany prototyp przestrzennego modelu cząsteczek monomerów, biorących udział w reakcji polimeryzacji będzie doskonałym środkiem dydaktycznym w nauczaniu chemii.

Świętokrzyskie Centrum Doskonalenia Nauczycieli w Kielcach