روز پلیمر (بسپار): تجربه ای برای دانشآموزان دوره دبیرستان
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار / ایران پلیمر ما دسته‌ای از تجربه‌ها و آزمایش‌های عملی را برای آموزش دانشآموزان در مقطع پیش از دانشگاه طراحی کرده‌ایم تا مفاهیم اساسی برساخت (سنتز) و بسپارش بسپارها را به آن‌ها آموزش دهیم. این آزمایش‌ها به صورت سالیانه و در طول یک رویداد یک روزه برای دانشآموزان دبیرستانی برگزار می‌شود تا آن‌ها را از تلاش‌هایی که در راستای توسعه مداوم آموزش بسپار در دانشگاه‌ها انجام می‌شود، آگاه کند. هدف از آزمایشِ بسپارش بسپارهای پیشرفته، معرفی ایده کلی بسپارش است. روش‌هایی مانند بسپارش حلقه‌گشا طی این آزمایش‌ها توضیح و نمایش داده می‌شوند. آزمایش ریشالی¬شدن بسپارهای دسته‌ای این ایده را به بسپارهای دسته‌ای در کاربرد سامانه‌های دارورسانی بسط می‌دهد. دانشآموزان با مفهوم خودگردایش آشنا می‌شوند و ریشال‌ها را برای دربرگیری β-carotene در آب با نانوبسپارش رسوبی آنی آماده می‌کنند.
از منظر شناسایی مواد، خواص فیزیکی گسترده بسپارها بررسی می‌شود. آزمایش کره‌های شاد – غمگین نمایشی تعاملی از دمای انتقال شیشه‌ای را نشان می‌دهد و آزمایش تورم/ شارش بسپار خواص جذابی از بسپارهای شبکه‌ای شده و گوریده را بررسی می‌کند. بررسی‌های انجام شده بازخورد مثبتی را از جانب دانشجویانی نشان می‌دهد که در حال یادگیری مفاهیم بسپاری هستند. به صورت کلی، اصول ساده‌ای که با استفاده از این آزمایش‌ها آموزش داده می‌شوند به راحتی قابل به‌کارگیری در آزمایشگاه‌های یک برنامه درسی مدرن هستند که طی آن دانش عمومی منتقل شده و سطح علاقه نسبت به علوم و مهندسی بسپار ارتقا می‌یابد.
مقدمه
گستردگی زیاد، مرتبط بودن و تاثیر بسپارها تقریبا تمام جنبه‌های زندگی مدرن را پوشش داده است؛ از محصولات تجاری مانند تایر خودروها و پوشک بچه تا مواد بسیار تخصصی در صنعت انرژی، پزشکی و الکترونیک. با این حال به لحاظ آموزش عمومی، آشنایی با این مواد بسپاری با چنین گستره‌ای از کاربردها می‌تواند سبب ایجاد یک گسستگی میان کاربرد عملی و درک عمیق‌تر ارتباط ساختار/ خواص آن‌ها شود. برای نمونه دانشآموزان دبیرستانی درک می‌کنند که بسپارهای رایجی مانند بندهای لاستیکی خاصیت ارتجاعی دارند در حالی که لیوان‌های پلاستیکی این گونه نیستند، اما ممکن است ندانند که این خواص مربوط به تفاوتی است که در ساختار شیمیایی مولکول‌ها وجود دارد. Burmeister و Eliks یک برنامه آموزشی مدرن را توسعه داده‌اند که در آن از روش‌های آزمون برای مشتریان (آزمون محصولات و مقایسه آن‌ها در تطابق با استانداردها توسط مشتریان) استفاده شده است و به صورت برابر بر دو مسئله شیمی بسپارها و آثار اجتماعی آن‌ها تمرکز دارند. نزدیک به 100 دانش‌آموز دبیرستانی شرکت‌کننده در این آزمون موظف شدند که میان منافع اقتصادی و دغدغه‌های زیست‌محیطی در خصوص سه ماده پلی‌وینیل‌کلرید، پلی‌اتیلن‌ترفتالات و نشاسته‌های گرمانرم مقایسه‌ای انجام دهند. نظرخواهی در قالب پرسشنامه‌ای که بلافاصله پس از این آزمون از دانشآموزان انجام شد، نشان می‌دهد که عمده آن‌ها درک متفاوتی از پلاستیک‌ها و توسعه پایدار پیدا کردند و اهمیت ملاحظات شیمیایی در فرایند بسپارها را همراه با الزامات اجتماعی آن‌ها در نظر می‌گیرند. کمیته انجمن شیمی امریکا در حوزه آموزش حرفه‌ای، اخیرا راهنمای سال 2015 را برای برنامه آموزشی مقطع کارشناسی آماده کرده است که شامل آماده‌سازی و شناسایی مواد بسپاری می‌شود. به صورت خاص، پیاده‌سازی شیوه بررسی با پرسش‌وجو و پرسش‌هایی با انتهای باز در یک محیط آزمایشگاهی بسیار مورد تشویق بوده است. همچنین در راستای هدف الهام بخشیدن به دانشآموزان جوان برای دنبال کردن مسیر شغلی خود در علم، فناوری، مهندسی و ریاضیات در دانشگاه سه معیار اصلی توسط Graham و همکارانش پیشنهاد شده‌است: 1) تجربه زودهنگام در انجام پروژه‌های پژوهشی؛ 2) یادگیری فعال در طول آموزش؛ 3) مشارکت در انجمن‌های آموزش علم، فناوری، مهندسی و ریاضیات. برنامه‌های شیمی‌محور با در نظر گرفتن معیار سوم به صورت گسترده در موسسات آموزش عالی ارائه شده‌اند. این برنامه‌ها برای آموزش اصول بسپارها در موسسات آموزش عالی عموما شامل آزمایش‌های عملی نیز می‌شوند که گستره‌ای از آزمایش‌های تک‌هفته‌ای تا برنامه‌های چندهفته‌ای را در بر می‌گیرد. برنامه سالیانه «کاوش علم، فناوری، مهندسی و ریاضیات» در دانشگاه مینه سوتا در نظر دارد دانشآموزان دبیرستانی را در یک برنامه یک هفته‌ای تابستانی که هر روز از آن موضوع متفاوتی را شامل می‌شود، با محیط دانشگاه آشنا کند. این یک فرصت بی‌نظیر است که می‌تواند رابط میان برنامه‌های مستقل و چندهفته‌ای باشد. در روزهایی که رویدادی تحت عنوان روز بسپار تحت نظارت مرکز پژوهش علوم و مهندسی مواد از بنیاد ملی علوم برنامه‌ریزی شده است، جنبه‌های غنی علوم و مهندسی بسپار در سطح مناسب سن افراد ارائه می‌شود. در یک رویداد یک روزه دانشآموزان دبیرستانی در آزمایش‌های مکمل و عملی که توسط دانشجویان تحصیلات تکمیلی و پژوهشگران دوره فوق‌دکتری انجام می‌شود، شرکت می‌کنند. برنامه صبح، دانشآموزان را با مفاهیم بسپار و چگونگی توسعه آن‌ها آشنا می‌کند، در حالی که آزمایش‌های بعدازظهر شامل درک و ارزیابی خواص مواد مختلف بسپاری است. در اینجا ما اهداف یادگیری، مواد، روال‌ها و برونداد چهار آزمایش را در روز بسپار توصیف می‌کنیم: برساخت بسپارهای پیشرفته، ریشالی شدن بسپارهای دسته‌ای، کره‌های شاد-غمگین و شارش/ تورم بسپارها. این آزمایش‌های تعاملی کاربردهای گوناگونی را از بسپارها با تاکید بر اجزای آموزشی برساخت و شناسایی آن‌ها نشان می‌دهد. آزمایش‌های دیگری نیز (شامل کشش میله‌های اپوکسی، خواص مکانیکی، اسفنج‌های پلی‌یورتان و Silly Goop) در قسمت اطلاعات تکمیلی توضیح داده شده‌اند. در انتهای روزِ بسپار، از دانشآموزان خواسته می‌شود که عملکرد معلم و هم چنین میزان به خاطر ماندن مفاهیم در حافظه کوتاه مدت خود را ارزیابی کنند. در نهایت در این نوشتار، با بحث مختصری پیرامون اثربخشی این برنامه با استفاده از این سنجه‌ها و همچنین چشم‌اندازی از آموزش بسپار در دهه‌های آینده، نتیجه‌گیری را انجام دادیم.
مترجم: مهندس بیتا کاظمی‌نژاد
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را که در شماره 204 ماهنامه بسپار در نیمه مهر منتشر شده است، بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق فیدیبو قابل دسترسی است.
