“小纸杯，大学问”科技探究活动方案

2024-01-24刘芬

中国科技教育 2023年12期

刘芬

活动背景

一次性纸杯因方便、卫生得到大家青睐，每年纸杯的销售量巨大，达上百亿只，但大多数纸杯使用过后便被丢弃。那么，一次性纸杯和一次性塑料杯哪种更好、选购使用时应注意什么、使用后该怎么妥善处理等问题引发了学生思考，在教师的带领下开展了系列主题探究活动。

活动目标

知识目标

知道一次性纸杯和塑料杯的特点，比如制造能耗、价格和销量区别、回收情况等；知道纸杯的国际标准，并能用简单的实验进行初步检测；了解纸杯的种类，知道不同纸杯的使用范围和注意事项。

能力目标

能上网查询纸杯制造、回收处理的相关资料，培养收集信息、处理信息的能力；通过实验检测纸杯是否符合标准，获得初步判断纸杯质量的能力，掌握选购符合标准纸杯的技巧；能利用一次性纸杯DIY创意作品，提升废物资源化的意识；学会制订活动计划，提升统筹组织能力；通过制订实验方案、准备器材、体验操作、分析原理等环节，提高科学探究意识和动手实践能力。

情感态度目标

开展变废为宝活动，体验纸杯的再创作过程，培养学生良好的废物利用和环保意识；通过各种实践活动获得丰富的经验和积极的情感体验，增强健康生活的意识；激发探索欲望，提高主体参与意识和团队合作精神；体验创作和成功的乐趣，增强学生的自信心和环保意识。

活动过程

活动 1.现状调查，查找成因

组织学生到超市、店铺、网上购物平台调研纸杯和塑料杯的销量、规格和价格等基本情况，并对数据进行比较分析，发现一次性纸杯的销售量远大于一次性塑料杯。在某网上购物平台，虽然一次性纸杯单价比一次性塑料杯高，但销售量排名前十的一次性杯子中，有8 种是纸杯，只有2 种是塑料杯（排名分别为第6 和第10）。然后，学生带着“纸杯和塑料杯哪种更好”的疑问，采访当地生态环境专家、卫生健康专家，结合网上查阅到的资料，从能耗、使用差异、回收等方面进行分析，发现纸杯的全生命周期对环境的影响更大。

基于此，学生提出疑问：为什么大家会优先购买使用纸杯？并设计问卷调查市民使用一次性杯子的频率、场合等问题。调查结果表明，被调查者普遍认为纸杯比塑料杯更卫生、隔热效果更好。随后，教师组织学生对不同品牌的一次性纸杯和一次性塑料杯的隔热效果进行验证，证实了纸杯装热饮时，确实具有不易变形和较强的隔热功能等优点。

设计意图通过走访专家、实地调研、查找资料和实验验证获得数据，对数据进行对比分析，得出结论，并找到现状存在的影响因素，培养学生分析问题、得出结论的能力。

活动 2.调查、了解纸杯种类

在前期实地调查纸杯销量和价格活动中，学生发现，日常生活中人们除了使用纸杯盛放饮料等液体外，还会用纸杯盛放固体和液体的混合物（比如酸辣粉、牛杂、冰激凌等）。盛放不同物质的纸杯在外观上有较大差异，比如盛放酸辣粉、鱼丸的纸杯（也称纸碗）尺寸较大。那么，纸杯有哪些种类，不同种类的纸杯能否混用？带着这个问题，教师组织学生前往超市、美食店、展厅等场合实地调研统计纸杯的种类。结果表明：纸杯主要分为热饮纸杯、冷饮纸杯和冰激凌杯3 种。随后，学生通过采访专家、网上查找资料、细读产品说明进行比较等方法，了解到不同种类纸杯的制造材料不同，因而对所装物品的温度有不同要求。

设计意图组织学生通过调研、采访等方式，了解纸杯的种类，为日常选购纸杯提供参考，提高了学生的数据收集、整理和分析能力。

活动 3. 实验验证纸杯达标情况

研究中有学生提出疑问：从不同商店选购的纸杯质量一样吗？什么样的纸杯是符合标准的？带着这些疑问，学生查阅资料了解纸杯的质量标准，并通过实验验证不同场所选购纸杯的质量达标情况。学生从北滘商业广场、北滘某凉茶店试饮点、北滘某市场早餐店、陈村顺联广场、某杂货铺5 个场所购买一次性纸杯，开展4 个验证实验：①用直尺测量纸杯图案离杯口和杯底的距离，判断是否符合国家标准；②将5 个标有编号的纸杯剪碎，放入对应编号的小烧杯，用滴管吸取医用酒精，分别滴入放有纸杯碎片的小烧杯，直至碎片被酒精浸没，观察烧杯中酒精颜色变化；③在水槽中装入80% 的水，将带有编号的5 个纸杯样品放入水中浸泡，静置10 min 后捞出，用手指戳破纸杯样品的外壁，观察材质；④将5 个干燥的纸杯放在纸巾上，往纸杯中倒入水，使水面离杯口约6 mm，静置半小时后，观察并记录纸巾上的水渍情况。结果发现，从正规超市购买的纸杯比在村落小店铺、小市场购买的达标率更高。

设计意图组织学生到大型超市、村居店铺、早餐店等收集纸杯，通过实验检验纸杯质量达标情况，为日常选购纸杯提供参考，具有现实意义。

活动 4. 劣质纸杯潜在危害，避雷不踩坑选优质纸杯

日常生活中，选购纸杯怎么避免踩坑，如果购买了不达标的纸杯，能否继续使用呢？带着这些疑问，学生通过查找资料、访谈卫生与健康专家，发现部分商家为节约成本，可能会回收废弃纸制品作为原材料制造纸杯，为使纸杯外形美观，可能会违规添加荧光物质、使用不达标油墨等，长期使用以上方式制造的劣质纸杯，会影响使用者的身体健康。为有效“避雷”，教师带领学生从望、闻、问、捏4 个角度提出选购纸杯的技巧，增强学生的健康意识。

设计意图通过走访，了解劣质纸杯的相关情况及潜在危害，提高学生的健康意识。

活动 5.纸杯使用范围

质量达标纸杯是否適合盛放所有类型的液体呢？教师组织学生从大型超市购买3 种符合质量标准的纸杯，用于检测装不同温度的水、酒精和可乐的适用性。经过24 h、4 次观察发现：3 种纸杯盛放酒精均会出现渗漏，其中1 种纸杯长时间盛放可乐后，部分位置出现破损，有液体溢出；盛放不同温度水的纸杯表面均完好无损。可见，纸杯应避免盛放酒、酒精饮品和汽水饮品。查阅资料还发现，醋酸会将纸杯内聚乙烯膜中的一些化学物质浸出，因此纸杯也应避免盛放醋和醋酸类饮品。

设计意图通过简单实验，探究纸杯适合装哪些液体，紧贴生活所需，着重培养学生主动思考解决问题的能力，同时培养学生的观察能力和分析能力。

活动 6. 纸杯处理现状调查与环保处理途径

在纸杯质量达标情况和使用范围检测实验中，学生均对“当选购到不达标的纸杯或使用后的纸杯该怎么处理”这个问题充满好奇。于是，教师带领学生调查了废弃纸杯回收处理情况。

通过网上查阅资料和采访专家发现，由于一次性纸杯制作中所需的薄膜大部分为聚乙烯，再生造纸时薄膜被切成小碎片，同纸浆混在一起，互不相溶，又不易分离，不能再生造纸；同时，废弃的纸杯还存在分布散、难储存的特点，导致回收是一次性纸杯面临的关键问题。当前，热饮纸杯和涂蜡纸杯的回收现狀为：①热饮纸杯内外侧使用的塑料膜很难被分离，或者分离成本较高；②涂蜡纸杯使用新涂料技术，可完全降解和回收，不需要特殊处理，能有效减少浪费。

基于以上原因，绝大多数纸杯使用后，会被填埋或焚烧，只有少数商家会把废弃纸杯移交给回收公司处理。针对这种现状，学生从提高环保意识、设置纸杯回收箱、原料环保且可回收3 个维度提出了提高纸杯回收率的策略。

提高环保意识

通过张贴回收标语，播放纸杯回收宣传广告，加强短视频、公众号等新媒体平台的宣传，提高商家和民众收集、回收一次性纸杯的意识。

设置纸杯回收箱

在大型超市、美食街、小区设置一次性纸杯、纸碗、纸桶回收箱，减轻纸杯收集和其他垃圾分类的工作量。

原料环保且可回收

无论是涂蜡材料还是薄膜材料，以绿色设计理念为创新研究的出发点，通过新技术，使用安全环保且可回收的原料，降低生产和回收利用的难度。

接下来，学生着手收集不达标的纸杯或使用过的纸杯，分组设计并制作创意纸杯作品，变废为宝，提升学生参与兴趣和废物资源化利用的意识。

设计意图学生主动调查一次性废弃纸杯的常见处理方式，了解采用相关处理方式的原因，提高环保意识，发挥主人翁精神，提出建议并落实到行动中。

活动展示

活动的最后阶段，学生通过撰写研究报告，制作纸杯生产流程图、纸杯处理流程图、对环境影响的手抄报、纸杯回收箱和纸杯创意作品等，进班、进社区宣讲，深化少用一次性物品的理念，推广正确选购和使用纸杯的方法，分享废纸杯资源化利用的技巧，推广项目成果。

可行性分析