Практическая работа «Получение бумаги из растительного сырья»

Пояснительная записка

Не существует достоверных тестов на одаренность,

кроме тех, которые проявляются в результате

активного участия хотя бы в самой маленькой

поисковой исследовательской работе.

А.Н. Колмогоров.

Творческая исследовательская деятельность учащихся рассматривается в педагогике как деятельность, направленная на создание качественно новых ценностей, важных для формирования их личности как общественного субъекта на основе самостоятельного приобретения субъективно новых знаний и умений, значимых для них на данном этапе развития.

Исследовательская деятельность учащихся обусловлена, прежде всего, познавательными мотивами и направлена на решение познавательных проблем, создание качественно новых ценностей, важных для формирования таких качеств личности, как самостоятельность, творческая активность и индивидуальность. Подобная деятельность не только свободна по выбору, внутренне мотивирована, но и предполагает осознание учащимися цели и подчинение этой цели других своих интересов. Многих подростков не устраивает роль пассивного слушателя на уроке, их привлекают новые формы изучения материала, при использовании которых востребованы их активность, деятельный характер мышления, тяга к самостоятельности, способность к творчеству. Главное отличие таких учащихся - креативность, т.е. творческое мышление, которое обладает тремя специфическими чертами: способностями к выявлению проблем, преодолению стереотипов и поиску решения в условиях неопределенности.

Умения видеть проблему, анализировать сложившуюся ситуацию, применять полученные знания в новых нестандартных ситуациях формируются в результате исследовательской деятельности. Организовать исследовательскую деятельность учащихся в полном объеме можно во внеурочное время

В нашей школе работа с одаренными детьми ведется в разных направлениях: профильные и элективные курсы, кружки, проектно-исследовательская деятельность, создано научное общество учащихся. Летом в 2012 году была организована профильная биолого-химическая смена как новое направление. По окончанию учебного года мы предложили детям стать участниками профильной биолого-химической смены. Желающих оказалось много, но участниками стали - учащиеся школы в возрасте от 11 до 15 лет, победители и призеры различных конкурсов, олимпиад, дистанционных викторин.

Вся работа смены была спланирована на 7 дней.

Целью нашей профильной смены было:

• развитие учебных умений практического, исследовательского характера и навыков экологического мониторинга.

Задачи:

• Организовать и провести работу, сочетающую развитие и воспитание с оздоровительным отдыхом учащихся;

• включить школьников в различные виды деятельности с учетом их возможностей и интересов;

• формировать умения выполнять исследования и эксперименты в природе;

В плане работы профильной смены были спланированы следующие виды

деятельности: познавательная, исследовательская, спортивно-оздоровительная, профилактическая, творческая и трудовая.

С первого дня профильной смены ребята проявили свои творческие способности: сами придумали название отряда, сочинили девиз и, работая в компьютерном классе, создали эмблему. Такие творческие способности ребята проявляли практически каждый день: сочиняли и проводили конкурсы, создавали экологические миниатюры, выбрали проект дизайна горки на пришкольном участке и реализовали его, по окончании смены дети поделились своими впечатлениями, написав статью в районную газету.

Познавательный вид деятельности включал в себя работу с источниками: дополнительной литературой и определителями пресноводной флоры и фауны в библиотеке, сайтами Интернет в компьютерном классе, просмотр научно-популярных фильмов по тематике выбранных исследований.

В смене участвовали заинтересованные дети, поэтому большую часть времени занимала исследовательская деятельность: исследование обитателей муравейника, исследование флоры и фауны бакчарского пруда и реки Галка, исследование органолептических показателей данных водоемов, химические исследования воды.

Учащиеся сравнивали результаты исследований, находили общие и отличительные черты между обитателями водоемов, составом воды и делали выводы об экологическом состоянии местных водоемов. Собранные в водоемах для исследования водоросли, в дальнейшем послужили материалом для изготовления бумаги в нашей лаборатории.

Трудовая деятельность заключалась в сборе природного материала, создание альпийской горки, посадка цветочной рассады, уход за цветником.

Не забывали мы и о спортивно-оздоровительной деятельности. Каждый день нашей смены начинался с утренней зарядки под зажигательную музыку. Учащиеся по очереди самостоятельно придумывали и проводили разминку. Ежедневные вылазки в природу также были связаны с большими пешеходными походами и физической нагрузкой. Поэтому, если завтраки дети есть не хотели, то обед ждали с нетерпеньем и, даже полдник, не дожидался своего часа.

Каждый вид деятельности: походы, работа с лабораторным оборудованием, поездка в эколого-биологический центр, посещение аквапарка сопровождался инструктажами по технике безопасности, так как главное для нас является не столько формирование знаний, сколько здоровье детей.

Окончание смены проходило в виде огонька «Признание при свечах», на котором дети высказали свои впечатления о смене, о совместно проведенных днях и мероприятиях. Все были очень довольны и высказали пожелания о дальнейшей совместной работе в течение учебного года и в следующее лето.

Практическая работа

«Получение бумаги из растительного сырья»

Мы делаем вещи,

Не гибнущие никогда.

Из рвани и тряпок - книги,

Живущие всегда.

Из песни бумажников XVI века

Цель: получение бумаги из растительного сырья

Задачи:

1. Образовательные:

• практически обучить учащихся основам исследовательской деятельности в лабораторных и полевых условиях;

• сформировать основы экологических знаний и понимания их взаимосвязи с основными естественно - научными и гуманитарными дисциплинами.

2. Развивающие:

• развивать познавательный интерес учащихся в области экологии и мотивации к исследованию проблем на основе химических знаний.

3. Воспитательные:

• совершенствовать нравственные основы культуры учащихся;

• воспитывать бережное отношение к природе родного края;

• вовлечь учащихся в значимую общественно-полезную работу.

Методы обучения:

• словесные (рассказ, объяснение, беседа);

• иллюстративные;

• частично-поисковый, проблемный (проблемная ситуация).

• метод анализа литературы по теме работы;

• метод эксперимента;

Формы: фронтальная, индивидуально - обособленная, групповая (динамические группы).

Тип занятия: комплексное применение знаний - ролевая игра.

Тип занятия по основной дидактической цели - занятие актуализации и совершенствования знаний и способов деятельности.

Тип занятия по способу проведения - практическая работа в форме ролевой игры.

Реактивы: 10%-ный раствор хлорной извести, 2%-ный раствор серной кислоты 50 мл, раствор аммиака (не следует заменять раствор аммиака раствором соды, так как аммиак не только нейтрализует кислоту, но ещё и меняет структуру растительных волокон, они приобретают мягкость, шелковистость).

Оборудование: ступка с пестиком - 3шт. сито (можно самодельное из марли, использовав пяльцы для вышивания с натянутой между ними тканью или марлей), листы бумаги А4 - 6 шт., утюг-1, пресс для биологических объектов (или кирпич) -1, сачок водный -1, кастрюля или большая жестяная банка-1,

Требования техники безопасности при выполнении работы:

• осторожно с кислотой

• осторожно с раствором аммиака и стеклянной посудой

• брать вещества аккуратно и в малой дозе

• не пробовать на вкус

• соблюдать тишину и порядок, не мешать друг другу

• нельзя самовольно сливать и смешивать реактивы

• по завершению работы привести рабочее место в порядок.

За объект изучения была взята тина из местной реки Галки, которая протекает по территории населённого пункта.

Ход работы

Мотивация.

На траве - лист бумаги, на нёмо кусочек хлеба, булочка с маком, книга «Золотой ключик» и несколько посторонних предметов (для маскировки).

Вопрос: «Что связывает все эти предметы?»

Ответ: Раньше грубые побеги камыша промывали, перетирали и делали из них пищевую муку и даже хлеб, а молодые сочные побеги употребляли в пищу в свежем виде. Созревшие плоды белой лилии содержат съедобные семена, напоминающие мак. Известный персонаж книги «Золотой ключик» - Дуремар - зарабатывал на жизнь тем, что продавал лечебных пиявок.

Чтобы помочь детям догадаться, какое отношение к водоему имеет бумага, можно задать вопрос: «Как использовали растительность водоемов в Древнем Египте?» Обычно они сразу вспомнят лодки и бумаги из папируса. Но сначала расскажем, как и из чего делается бумага. Один из учащихся, подготовившийся заранее, делает сообщение о истории возникновения бумаги.

Мы все в той или иной степени каждый день сталкиваемся с бумагой и изделиями из неё. Бумага сопутствует человеку на протяжении всей его жизни. Она напоминает о себе всякий раз, когда обращаешься к документам - паспорту, диплому, справке и т.д., когда берёшь в руки книгу, извлекаешь из почтового ящика газету или журнал. С бумагой связаны многие наши действия. Она нужна и для делового письма, и для творческой работы, и для бытовых надобностей. Без бумаги невозможно себе представить современный мир. Без нее не было бы газет, журналов, книг.

Но до ее изобретения, какие только материалы не пытался приспособить для письма человек в процессе своего длительного исторического культурного развития. Древнейшие люди рисовали пиктограммы (надписи - рисунки) на пальмовых листьях с помощью острой рыбьей косточки, вырезали эти рисунки на костях животных. Но что мы знаем о бумаге?

Древние китайцы писали свои иероглифы тушью (специальной жидкостью) с помощью кисточки на бамбуковых дощечках и шелковых свитках. Финикийцы тоже писали составом, похожим на тушь, на глиняных черепках. На сырой глине деревянной палочкой выдавливали клинышки жители Междуречья. А в древнем Новгороде в ходу была береста - берёзовая кора, на ней надписи делали с помощью заострённой палочки - «писала». В разных концах земли искали более удобный материал для письма.

Первым специально созданным для письма материалом стал папирус. Изготовление папируса возникло в древнем Египте примерно около 3,5 тысяч лет до нашей эры. Его готовили из одного тростникового растения, произрастающего в низовьях Нила. Это растение имеет прямой стебель высотой до 5 метров. Для приготовления материала для письма использовалась только нижняя часть стебля длиной около 60 сантиметров. Её освобождали от наружного зелёного слоя, а белую сердцевину разрезали ножом на тонкие узкие полоски и 2-3 дня выдерживали в свежей воде для набухания и удаления водорастворимых веществ. Размягчённые полоски прокатывали деревянной каталкой по доске, затем снова замачивали на сутки, прокатывали и опять погружали в воду. После этих операций полоски становились полупрозрачные и имели кремовый оттенок. После этого полоски стебля укладывали друг на друга, обезвоживали под прессом, после чего сушили под прессом и разглаживали гладким камнем. Этот материал так и называли папирус. Он не только является ближайшим предком бумаги, но и передал ей свое название. На многих языках бумага до сих пор называется папирусом: по-немецки - папир, по-французски - папье, по-английски - пэйпер.

Папирус не отличался прочностью: сделанный из него лист нельзя было складывать или перегибать. Поэтому из него стали делать длинные ленты, которые наматывали на палочку с ручкой. Получались свитки, на которых переписывали книги и документы. Читали свиток таким образом: левой рукой держали палочку за фигурный конец, а правой рукой разворачивали перед глазами текст. Кроме папируса стали использовать стебли некоторых пальм. Из них также делали свитки и небольшие листки. На них писали в Древней Индии и Тибете. Свитки складывали в специальные корзины. В производстве папируса египтяне достигли высокого совершенства.

Во 2 веке до нашей эры в Малой Азии в Пергамском царстве в городе Пергаме было организовано производство прекрасного материала для письма, но не из папируса, а из обработанных особым способом кож молодых животных - телят, ягнят, козлов. По имени города этот материал стал называться пергамент. В отличие от папируса пергамент был значительно прочнее, эластичнее, долговечнее, на нём было легче писать, причём с обоих сторон, а в случае необходимости текст можно было легко смыть и нанести новый. Но, несмотря на эти преимущества пергамента, изготовление его трудоёмко и он был дорогим материалом.

Так как папирус и пергамент были дорогими материалами, то для кратковременных записей и для обучения письму использовали церы - скреплённые вместе деревянные таблички, покрытые воском. Записи делали стилем - металлической палочкой, один конец которой был заострён, а другой расплющен так, чтобы можно им было загладить надпись.

Изготовление бумаги обычно связывают с именем китайца Цай Луня и относят к 105 году нашей эры. Однако бумагу начали производить в Китае ещё раньше.

Китайцы изготовляли бумагу так: размоченную кору тутового дерева (шелковицы) расщепляли на тонкие ленты и варили в растворе гашеной извести часа два. Полученную массу разбивали деревянными молотками. К ней добавляли клей и заливали водой. Самый ответственный момент изготовления бумажного листа - черпание бумажной массы тонким ситом (сеткой из шелковых нитей или тонких бамбуковых прутьев на деревянной раме), называемым "формой". Китайский писатель XVII века так описывал этот процесс: "Сито погружают в корыто с бумажным раствором; при вынимании слой волокнистой массы оказывается в сетке. Сделать этот слой тонким или толстым - дело рук человеческих. Если формой зачерпывать мелко, бумага получается тонкой; если же зачерпывать глубже, она становится толстой. Волокнистая масса плавает по сетке, а вода сбегает. Затем сито опрокидывают на гладкую доску. Поверх кладут другую доску и прессуют камнем и бревном, подобно тому, как это делается при выдавливании рисового вина. Удалив влагу, бумагу поднимают медной иглой, чтобы поместить для просушки на раскаленную каменную печь".

. В Китае производство бумаги настолько распространилось, что можно было увидеть на базаре писца-бумажника, который тут же черпает из ведра массу, выкладывает листы бумаги на доску и сушит на солнце. И часто писец кладет на спину клиента еще не просохший лист такой бумаги и пишет под его диктовку письмо. Заслуга Цай Луня состоит в том, что он обобщил и усовершенствовал уже известный в Китае способ изготовления бумаги и впервые открыл основной технологический принцип производства бумаги.

Согласно легенде император поручил Цай Луню найти материал для письма не хуже шелка, но гораздо дешевле. Поиски привели Цай Луня к осам. Тонкий, но прочный материал, из которого были сделаны осиные гнезда, больше всего походил на то, что он искал. Проведя сотни опытов, ученый пришел к выводу, что получить нечто подобное можно из коры тутового дерева, конопляного лыка, изорванных рыболовных сетей и ветхих тканей. Все это надо перетереть и проварить, смешав с жидкостью, похожей на слюну насекомых. Полученную массу нужно зачерпнуть ситом из шелковых нитей, закрепленных на бамбуковой рамке. Когда вся вода стечет, оставшийся влажный листок следует пропитать секретным составом. Остается только высушить и разгладить его между каменными плитами. И вот он - желанный материал, не впитывающий тушь, на котором не размываются контуры начертанного.

Рецепты изготовления бумажных листов хранились, как большая государственная тайна. В китайской летописи говорится: "Всякий высоко ценит деятельность Цай Луна: он изобрел производство бумаги, и слава его живет до сих пор..." В 610 году бумажный секрет был вывезен буддистскими монахами Донхо и Годзо в Кореюи Японию.

В Европу бумага попала не скоро. "Она пришла из Китая очень медленным путем, со средней скоростью, может быть, сто километров в сто лет, - пишет французский ученый Авенель. - В 650 году ее видели в Самарканде, в 800 году - в Багдаде, в 1100 году она дошла до Каира, затем она проходит по берегу Африки, переплывает через Средиземное море и долго не переходит Лангедока" (французской границы).

В Италии начали вырабатывать бумагу из тряпья в XI веке. В средние века итальянские бумажники считались искуснейшими мастерами. Итальянцы утверждали, что бумага изобретена ими, и даже рассказывали, при каких обстоятельствах. Будто один монах, незаслуженно обиженный настоятелем, пришел в келью и в ярости стал рвать на себе рубашку и грызть ее зубами, выплевывая жвачку. Придя в себя и увидев кашицу жеваной ткани, он схватил ее и бросил на кафельную печь. Через несколько месяцев, перед каким-то праздником, монах стал приводить в порядок свою келью. Сняв высохшую лепешку с печки, он заметил, что одна сторона ее получилась гладкой, похожей на пергамент. Он попробовал писать на ней чернилами. Попытка его увенчалась успехом.

В Россию бумага попала в первой половине XIV века, о чем свидетельствуют старинные документы. Ее привозили в Новгород рижские купцы. Это была главным образом итальянская бумага. Полагают, что русское слово бумага происходит от татарского слова "бумуг" - что значит хлопок. Впервые широкое ознакомление народа Руси с бумагой произошло в середине 13 века, когда хан Батый для сбора дани произвёл первую всенародную перепись населения Руси на бумаге, которая в то время употреблялась в завоёванном монголо-татарами Северном Китае, а также в Туркестане и Персии, с которыми они находились в торговых отношениях.

Бумага собственного производства появилась на Руси во второй половине XVI века в царствование Ивана Грозного. Начало массового бумажного производства в России было положено Петром I. Для обеспечения фабрик сырьем по царскому указу в армии и на флоте собирали отслужившие срок паруса, несмоленые канаты, веревки и тряпье. Гражданским людям предлагалось приносить остатки изношенных полотняных вещей в канцелярию полицмейстерских дел "за вознаграждение", с крестьян брали "тряпичный" налог. Развитию бумажного дела поспособствовал указ 1721 года об обязательном употреблении в официальном делопроизводстве отечественной бумаги.

В 1786 году в городе Орлеане некто Виоле напечатал книгу стихов на бумаге, сделанной из стеблей мальвы, папоротника и коры деревьев. Через четыре года в Лондоне вышла книжка Кужа, напечатанная на бумаге, сделанной из соломы. Но лишь только в середине XIX века стали вырабатывать на фабриках бумагу из древесины.

Сейчас бумага остаётся одним из самых распространённых канцелярских товаров. Бумага служит не только для письма и печати, она находит самое широкое применение везде.

Итог беседы: бумагу можно получить из любого растительного сырья, содержащего волокна.

Предлагаем ребятам пофантазировать, из чего же можно получить бумагу здесь, у водоема.

В лесу проще всего сделать бумагу из тины. Зеленые нитчатые водоросли - тину - каждый видел в прудах и реках. Во многих местах, в особенности в реках, тины настолько много, что весной после спада вод она повисает зелеными клочьями на ветвях прибрежных кустов. Эти клочья вне воды под действием солнечных лучей теряют свой зеленый хлорофилл и вместе с ним - жизнь, превращаясь в желто-бурые тряпки. Эти высохшие, обесцвеченные водоросли напоминают на ощупь бумагу. Тину можно собрать на берегу водоема или вытащить со дна граблями. Тянуть нужно медленно, чтобы водоросли не обрывались, и тогда удается много вытащить.

Затем, проводим практическую работу и получаем бумагу из тины.

Инструкция по получению бумаги.

1. Инструктаж по технике безопасности работы с нагревательными приборами, ножницами, растворами кислот, препаратами бытовой химии, водным раствором аммиака.

2. Работу проводить в вытяжном шкафу или на открытом воздухе.

3. Соберите тину, очистите ее от примесей, промойте хорошо в проточной воде, отожмите.

4. Подсушите комочки тины на солнце в течение 5 мин., расстелив его тонким слоем.

5. Затем нарежьте тину мелкими кусочками (по 5 мм²), сложите их в ступку, измельчите пестиком в течение 15 мин и немного смочите водой.

6. Полученную однородную массу выложите в кастрюльку и залейте 10%-ным раствором хлорной извести (или любым хлоротбеливающим препаратом бытовой химии, мы использовали «Белизну») для обесцвечивания. Тина должна быть вся покрыта жидкостью.

7. Поставьте кастрюлю на огонь (если работу вы делаете на берегу, то на огонь костра, если дома, то на огонь плиты). Как только смесь закипит, прилейте к ней 3-5 мл 2%-ного раствора серной кислоты, прокипятите еще 5-7 мин.

8. Охладите смесь, перенесите ее в сито и промойте водой (в воду необходимо налить несколько капель раствора аммиака для нейтрализации кислоты, содержащейся в растительной массе).

9. Затем сито с массой накройте листом бумаги. Слегка надавливая, отожмите обесцвеченную тину, аккуратно переверните сито и выньте вместе с листом бумаги.

10. Закройте тину сверху вторым листом бумаги и прогладьте горячим утюгом. Бумага готова, но лучше, если она еще пару часов полежит под прессом (под обычным кирпичом или под стопкой книг).

11. На полученной бумаге можно писать чернилами, тушью, карандашом или углем, рисовать красками Участники нашей профильной смены нарисовали гуашью на кусочке полученной бумаги эмблему нашей смены. Таким образом, тина - это отличный материал для изготовления бумаги. Кстати, в небольших масштабах, это ещё и полезно для водоёмов - незначительное извлечение тины не позволяет водорослям развиваться слишком сильно и подавлять продуктами.

«Рукотворная» бумага не похожа на бумагу машинной выделки, и с точки зрения технических стандартов она хуже: неравномерная по толщине, обычно менее гладкая, подчас слишком хрупкая - такая бумага отнюдь не всегда подойдет для печати. Но бумага ручного изготовления обладает одним неоспоримым достоинством, которое заставляет забыть все ее недостатки, - абсолютной эксклюзивностью.

Тину лучше всего заготавливать летом - чтобы было время легко и просто высушить и обесцветить её на солнце. Летом заготовьте побольше тины, а потом, в зимнее время, можно спокойно дома или в школе со всеми удобствами, заняться искусством бумагоделания.

Если кто-нибудь из вас пожелает иметь бумагу собственного изготовления с личным водяным знаком, то может легко ее изготовить. На дно ситечка прикрепите сделанный из тонкой проволоки какой-либо значок или начальные буквы своего имени и фамилии или, что значительно проще, вышейте их тонкими нитками. У вас получится бумага с "гербом" вашего бумажного производства.

чтобы в зимнее

Литература:

1. Созонова О.В.,. Шабаршин В.М, статья «Биолого-химический кружок в летнем лагере». Журнал «Химия в школе» 1998, № 2 с 73-74.

2. Львов С. Книга о книге. - М.: Просвещение, 1980, с 15, с. 96

3. Орлова Н. Д. Я познаю мир.- М.: Издательство АСТ, 2000. с. 97

4. Сквернюков П.Ф. Слово о бумаге. - М.: Московский рабочий, 1980 г. с 9-13, с 79 - 92, с 150 - 208.

5. Н. М. Верзилин. По следам Робинзона. «Народная асвета». Минск, 1982.

6. Источники интернет:

www.paperman.ru

www.7ya.ru

www.rus.1september.ru</<span>