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2025全国实验教学说课展示案例——以塑料为例探究垃圾回收利用

案例分享：以塑料为例探究垃圾回收利用

一、实验选题背景

《义务教育化学课程标准（2022年版）》强调：要创设真实问题情境，倡导“做中学”“用中学”“创中学”，开展项目式学习，重视跨学科实践活动，充分发挥必做实验和跨学科实践活动的教学功能及育人价值。

2024年世界地球日的主题定为“全球战塑”，目的是提升公众对环境保护的意识和认识。在这一背景下，我国奥运健儿在巴黎奥运会上所穿的“领奖服”采用了环保材料，其主要原料来源于PET塑料瓶。此外，生态环境部副部长在新闻发布会上展示了利用废弃塑料瓶制作的丝巾，以促进塑料的回收和再利用。塑料类垃圾的资源化利用，是一个与化学学科紧密相关的社会性科学议题。

“以塑料为例探究垃圾回收利用”属于《义务教育化学课程标准（2022年版）》中要求的10个跨学科实践活动，着重体现“化学与社会?跨学科实践”学习主题的大概念及核心知识，同时涉及“物质的性质与应用”“物质的化学变化”学习主题中的相关内容。以有机高分子材料在社会生活中的应用为主要研究对象，融合劳动、物理、数学等课程的相关内容，促进学生发展变化观、分类观等化学观念，进一步建构“化学与可持续发展”大概念。

二、实验教学目标

1.通过依据不同种类塑料的性质设计回收再利用的方法，理解物质组成、性质与应用的联系，建立变化观。

2.通过研究塑料垃圾的分类与回收利用，形成研究垃圾回收利用的思路和方法。

3.通过把PET制成PET纤维，综合应用多学科知识、采用合适的工具和方法解决真实问题，从实验到实践，培养创新精神与实践能力，培养系统思维，提升解决真实问题的能力。

三、实验创新点

首先，在实验内容上进行了创新。在目前已有的，有关垃圾回收利用的跨学科实践活动中，主要的实验是金属类垃圾的处理，以及厨余垃圾的无氧发酵。关于塑料类垃圾的回收利用很少涉及。

其次，这个实验巧妙的利用了PET塑料的热塑性，用棉花糖机、自制抽丝纺线机、玩具纺织机进行处理和加工，把PET塑料瓶制成了速干手帕，在实验器材上有创新性应用。

第三，在实践过程中，学生全程自主探究、实践，不断发现新的问题并予以解决。尤其是在“把PET塑料瓶制成PET纤维”的过程中，学生经历了从失败到改进、再失败、再改进，直至最终成功的循环过程。通过引导学生“做中学”“用中学”“创中学”，提升了他们解决实际问题的能力，并促进了核心素养的综合发展。

四、实验设计思路

基于PET塑料的主要性质和实际应用，把PET塑料瓶制成PET纤维，再进一步编织成速干手帕。

?五、实验器材

实验器材：家用棉花糖机、自制抽丝纺线机、玩具编织机等。

六、实验教学过程

本主题活动由两部分任务组成，任务一是研究塑料垃圾的分类与回收利用，任务二是用PET塑料瓶制作速干手帕。

在任务完成过程中，学生首先通过调查研究和展示汇报，对塑料的分类和塑料垃圾有了比较全面的了解。

随后，学生利用教材中“加热聚乙烯塑料片”的实验，认识塑料的热塑性。并进一步根据各种塑料的不同性质，设计了多种回收再利用方案。例如，PVC和PET等塑料展现出了热塑性，能够通过熔融等工艺流程被重新塑造成新的塑料产品。基于这样的认识，学生们计划开展一系列实践活动——“利用PET塑料瓶制作速干手帕”。

在正式开展系列实践活动前，学生们首先要解决的问题是：速干衣“速干”的原理是什么？

学生借助AI大模型高效查阅资料。他们发现速干衣之所以能迅速将汗水从皮肤表面导出至衣物外层，关键在于其材料的选择。特别是聚酯纤维，因其卓越的吸湿排汗特性而备受关注。

接下来，学生们面临的问题是：必须解决如何把PET塑料瓶制成PET纤维。

学生们利用PET的热塑性特点，通过热熔和拉丝技术成功制得PET纤维。在制作过程中，学生们首先将PET塑料瓶剪成小颗粒进行预处理。随后，学生们设计实验方案，并使用酒精灯进行加热熔化，再用牙刷进行拉丝操作。

然而方案1失败。原因在于：速干衣的PET纤维很细、很柔软。而我们制得的“纤维”太粗、太硬、太脆，达不到纺织的要求。

此时，学生们思考在日常生活中，是否曾遇到将颗粒状固体转化为细小纤维的情景？结合生活经验，他们想到了棉花糖的制作过程。棉花糖机的工作原理是“离心抛丝”，它通过加热使蔗糖熔化，随后利用离心力将熔化的蔗糖拉伸成细小的纤维状。受此启发，学生们尝试将PET颗粒放入棉花糖机的糖仓中进行实验。

但是，在尝试过程中，方案2也没有成功。通过资料查询，学生们了解到PET的熔点介于250°C至260°C之间。在实际操作中，经过5分钟预热，棉花糖机的加热仓温度仅能达到约200℃。学生们向劳技老师和物理老师寻求帮助，对棉花糖机进行了改装。通过计算，他们发现无需更换电热丝，仅需更换温度控制元件。改装后，加热仓的温度实测可达约300℃