研究性學習開題報告及結題報告

課題名稱：研究消除粉筆粉塵的方法

學生姓名：曹文欣 班級：高一(五)班

同組學生姓名：高晨 曹文欣 於蕊 賈瀾 李順英 高天 馮佳欣 張婷

指導教師姓名：蔡燃

報告完成日期：二零壹五年十二月二日

摘要：粉筆粉塵污染在學校中的污染應當引起重視，其對教師和學生的身體健康產生了嚴重影響，如何消除粉筆粉塵污染這個問題應該儘快引起各方面人員的重視。本文闡述研製吸塵黑板擦的原理和工作過程。

關鍵詞：粉筆粉塵 嚴重污染 吸塵黑板擦 研製

一、課題的提出：

1 背景

粉筆教具是目前教學的必備工具，用它來傳授知識，是最原始和最傳統的主要教學方法之一，粉筆從其應用到現在已有幾千年的歷史，對人類的教育事業作出了不可磨滅的貢獻，隨着歷史的進步和社會的發展，人類對粉筆教具的認識不斷提高，即粉筆給人類教育事業帶來進步和作出巨大貢獻的同時，也給從事教育事業的教師及學生帶來巨大的危害。

根據全國部分調研資料顯示，隨着社會進步和社會節奏的加快，教師職業病率呈逐年上升的趨勢，職業病呈現多樣化方向發展，其中粉塵引起的塵肺以及各種急慢性呼吸道疾病是中國目前職業病中最主要，危害最嚴重和最廣泛的一種。中國小教師呼吸系統慢性病患病率較高，常見為慢性咽炎和聲帶疾病。由於粉塵中含有致癌物質，我國疾病預防中心資料顯示，我國3800萬名專職教師癌症發病率佔到了全國癌症總髮病率的20%，為普通羣體的8倍強。

通過系統動力模型對教室粉塵的分佈及危害作出研究後發現，在講台3m的直徑空間內，工作環境競與鍊鋼爐前工人受粉塵危害的嚴重程度極為相似。

粉筆從其化學成分構成上來講，主要成份為碳酸鈣(石灰石)和硫酸鈣(石膏)，少量的氧化鈣以及其它少量的金屬元素如鐵、鎘等。以粉筆的化學酸鹼度來看屬於弱鹼性物質，從其物理性質即粉筆在書寫和粉筆擦除過程中其主要化學成分，濃度、分散度、比重、形態、硬度、溶解度等來看，在整個教學過程中產生大量粉塵，長時間飄浮在空氣中，嚴重污染室內空氣，危害師生的身心健康，危害具有現代特徵的現代教具如幻燈機、投影機、電腦以及實驗室等重要設備，影響這些設備的性能，使用質量和壽命。同時由於大量使用必然需要開採大量的石灰石、礦和石膏礦，這樣會造成環境污染和生態的破壞。

粉塵對師生呼吸系統包括肺、上呼吸道的危害以及對其它器官和組織的危害包括對眼睛、皮膚、耳朵的危害，還容易誘發其它器官的疾病，如對肝、腎、骨、腎臟等組織損害明顯。

粉筆粉塵具有較強的吸附能力，很多有害病菌都能吸附在微細粉塵上而被帶入學生肺部，從而促成急性和慢性炎症的發生，從而引起學生羣體集體感染呼吸道和其它流行病。學生在聽課過程中，室內和細菌總數等衞生指標逐漸惡化，會與微細粉筆粉塵相互作用，加劇粉筆粉塵對師生健康的危害。

2 目的

我們之所以研究消除粉筆粉塵的方法，目的是可以減輕粉筆粉塵對教師、學生以及其他人的危害，使大家生活在一個健康的環境裏。

二、課題研究的內容：

1 課題資料的收集過程

我們8個人一起討論分工，於蕊和賈瀾去採訪了一些專家和化學老師對粉筆粉塵對人們的影響的看法，以及粉筆粉塵中的有害物質對人們的危害，並採納了他們的意見與建議。剩下的組員一起查閲相關書籍和通過網絡來了解粉筆粉塵對環境的污染和消除粉筆粉塵的一些方法，大家有的寫論文，有的把圖片和word文檔存在文件夾裏，有的打印了資料帶來了相關的書籍，分工都很明確，大家也很團結。

2研究方法

粉筆粉塵主要是在用黑板擦消除粉筆字的過程中產生，我們主要在粉筆的生產工藝和黑板擦上着手研究消除粉筆粉塵的方法。

1、研究生產無塵粉筆

(1)目前：市面上原始粉筆

(2)改進：原始粉筆的改進型為無塵粉筆，是在原始粉筆中加入油脂或聚醇類物質作粘合劑，再加入比重較大的原料。

(3)好處：使粉筆的比重和體積都增大，不易飛散粉塵。

(4)弊端：在實際應用中並不明顯，成本較大，難以推廣。

2、研製吸塵黑板擦

(1)目前：普通布制黑板擦

(2)改進：製作出吸收粉筆粉塵的設備，由一條導管連接着黑板擦和一個小型圓形箱體。

(3)好處：其功能類似於吸塵器，在擦黑板的同時機器啟動，使飛散的粉塵大部分不向外擴張，將粉塵吸進容器內，易於收集粉塵。

(4)弊端：剛接觸的人使用時感覺不太靈活方便。

我們針對教室講台前地方狹窄，老師、學生來往頻繁和學生活潑好動等的特點，認為研製一種使用靈活、方便，又能消除粉筆粉塵功能的黑板擦，即在現有傳統黑板擦的基礎上做一定改進，加入吸塵的功能，解決粉塵向外飛揚的問題。我們着手於研究製作吸塵黑板擦來解決粉塵污染的問題。

三、對課題研究進行的理論、數據等方面的分析

1製作吸塵粉筆擦

吸塵粉筆擦的製作是由大家共同參與討論及挑選材料完成的。吸塵粉筆擦是在注塑殼體的內側，與殼體兩邊平行鑄有兩稜骨、四塊限位擋板，殼體上端面開有通孔，注塑的板擦固定架的螺桿上端車有螺紋，板擦體鑲嵌在固定架下端面凹槽內，固定架位於限位擋板中間，螺桿穿過殼體的通孔與鑲有彈簧的上壓蓋以螺紋連接，毛刷安裝在稜骨的凹槽內，收塵片安裝在殼體無稜骨對應的一邊上。防止了塵土的飛揚，把粉塵收集到一起。

吸塵粉筆擦由於製作成本低廉、使用方便、使用成本低，在學校中能夠廣泛推廣。使用吸塵粉筆擦能夠有效減少空氣中的粉筆粉塵，淨化教室內空氣，有效率達到80%以上。

2 製作過程中遇到的問題

我們就“吸塵黑板擦”課題研究過程中遇到的幾個問題請教蔡老師，並通過與老師討論得到以下解答：

1.黑板擦的原理。 答：現在市場上已研製出這種黑板擦，但還未能投入使用。原理大致如下：在黑板擦內部裝有一小吸塵器，使用時吸塵器將粉筆灰吸入,並存入內部專門收集粉筆灰的容器中，但要定期清理容器。

2.粉筆灰為什麼會掉落,為什麼有一部分會飛到空氣中? 答:因為擦黑板過程中會產生風，而粉筆灰很輕，因此可以考慮在粉筆灰中加入一些密度較大的物質，使粉筆灰往下落，減少飄散到空氣中。

3.吸塵器原理。 答：使吸塵器內部空氣流速加快，內部氣壓小於外界大氣壓，外界大氣壓將粉筆灰壓入吸塵器內。

4.摩擦生熱會不會影響吸引? 答：一般情況下不會或影響不大。

5.粉筆灰會不會被磁化? 答：因為不是鐵鈷鎳等磁性物質，粉筆灰內部像小磁針一樣的東西不容易整齊排列，固不會被磁化。因此從電磁吸引方面考慮意義不大。

四、課題研究的最終結論及其他成果

1基本設想：

①瞭解基於粉塵污染日益嚴重,粉塵污染越來越受到人們的關注,我們進行粉筆灰擴散與粉塵污染的研究有關研究,並對粉塵污染的危害和治理討論.

②粉塵污染; 粉筆灰擴

③散粉塵來源;環境保護

④分析如何防禦粉筆灰的危害

⑤ 現在有許多有關產品大量湧出但價格很貴有少許缺陷我們想在這方面有些突破

2活動步驟 階段 主要任務 階段目標

1、 蒐集信息資料 查閲資料、採訪專家

2、 總體構思 新型黑板擦的設計

3、 設計圖紙、採購原料 設計圖紙、準備實驗製作材料

4、 實驗製作 資料蒐集、元件採購 實驗製作

5、設計報告

6、 作品展示與推廣 成果展示及推廣應用

組員分配

高天 馮佳欣 張婷 李順英：查找資料 蒐集信息

於蕊 賈瀾：採訪專家 採購原料 實驗製作 總結結論

高晨 曹文欣：設計報告 ppt製作 彙報成果

結論：吸塵粉筆擦有良好的使用前景，應該儘快推廣生產使用。

六、感悟

這次的課題我學到了很多東西。在這個小集體中感受到了每一個人的友情，配合的十分默契。這是我第一次自主行動的事,但其收穫卻很大。讓我覺得同學之間的團結是非常重要的。在這次研究課題當中,我們常遇到一些麻煩的事.這些問題讓我不知從那裏入手,還有寫道理我們根本聽都沒有聽過.在困難面前我曾想放棄,但在同伴的鼓勵下,我堅持下來了,順利的完成這個課題。謝謝大家的配合與支持!————曹文欣

通過了這次研究性學習，我與大家的友誼更加深厚了，我們互相團結，共同討論，很融洽。這次的課題我學到了很多東西。比如粉筆灰對人體的危害，如何防治粉筆灰對人類的危害，團隊的集體精神。堅持不懈的努力才能做好事情等等。————高晨

我之所以能夠成功的完成這次研究性學習，離不開大家的支持，謝謝同學們，謝謝我們的指導老師，蔡老師!————賈瀾

我懂得了堅持不懈，團結一致就能做好一件事情，這次研究性學習給我的啟發很大，我將以團結友愛，堅持不懈的精神做好以後的每一件事情!————於蕊

七、參考文獻 百度百科《粉筆》