研究性学习开题报告及结题报告
课题名称：研究消除粉笔粉尘的方法 学生姓名：曹文欣 班级：高一(五)班
同组学生姓名：高晨 曹文欣 于蕊 贾澜 李顺英 高天 冯佳欣 张婷 指导教师姓名：蔡燃
报告完成日期：二零壹五年十二月二日
摘要：粉笔粉尘污染在学校中的污染应当引起重视，其对教师和学生的身体健康产生了严重影响，如何消除粉笔粉尘污染这个问题应该尽快引起各方面人员的重视。本文阐述研制吸尘黑板擦的原理和工作过程。 关键词：粉笔粉尘 严重污染 吸尘黑板擦 研制 一、课题的提出： 1 背景
粉笔教具是目前教学的必备工具，用它来传授知识，是最原始和最传统的主要教学方法之一，粉笔从其应用到现在已有几千年的历史，对人类的教育事业作出了不可磨灭的贡献，随着历史的进步和社会的发展，人类对粉笔教具的认识不断提高，即粉笔给人类教育事业带来进步和作出巨大贡献的同时，也给从事教育事业的教师及学生带来巨大的危害。
根据全国部分调研资料显示，随着社会进步和社会节奏的加快，教师职业病率呈逐年上升的趋势，职业病呈现多样化方向发展，其中粉尘引起的尘肺以及各种急慢性呼吸道疾病是中国目前职业病中最主要，危害最严重和最广泛的一种。中小学教师呼吸系统慢性病患病率较高，常见为慢性咽炎和声带疾病。由于粉尘中含有致癌物质，我国疾病预防中心资料显示，我国3800万名专职教师癌症发病率占到了全国癌症总发病率的20%，为普通群体的8倍强。
通过系统动力模型对教室粉尘的分布及危害作出研究后发现，在讲台3m的直径空间内，工作环境竞与炼钢炉前工人受粉尘危害的严重程度极为相似。
粉笔从其化学成分构成上来讲，主要成份为碳酸钙(石灰石)和硫酸钙(石膏)，少量的氧化钙以及其它少量的金属元素如铁、镉等。以粉笔的化学酸碱度来看属于弱碱性物质，从其物理性质即粉笔在书写和粉笔擦除过程中其主要化学成分，浓度、分散度、比重、形态、硬度、溶解度等来看，在整个教学过程中产生大量粉尘，长时间飘浮在空气中，严重污染室内空气，危害师生的身心健康，危害具有现代特征的现代教具如幻灯机、投影机、电脑以及实验室等重要设备，影响这些设备的性能，使用质量
和寿命。同时由于大量使用必然需要开采大量的石灰石、矿和石膏矿，这样会造成环境污染和生态的破坏。
粉尘对师生呼吸系统包括肺、上呼吸道的危害以及对其它器官和组织的危害包括对眼睛、皮肤、耳朵的危害，还容易诱发其它器官的疾病，如对肝、肾、骨、肾脏等组织损害明显。
粉笔粉尘具有较强的吸附能力，很多有害病菌都能吸附在微细粉尘上而被带入学生肺部，从而促成急性和慢性炎症的发生，从而引起学生群体集体感染呼吸道和其它流行病。学生在听课过程中，室内和细菌总数等卫生指标逐渐恶化，会与微细粉笔粉尘相互作用，加剧粉笔粉尘对师生健康的危害。 2 目的
我们之所以研究消除粉笔粉尘的方法，目的是可以减轻粉笔粉尘对教师、学生以及其他人的危害，使大家生活在一个健康的环境里。 二、课题研究的内容： 1 课题资料的收集过程
我们8个人一起讨论分工，于蕊和贾澜去采访了一些专家和化学老师对粉笔粉尘对人们的影响的看法，以及粉笔粉尘中的有害物质对人们的危害，并采纳了他们的意见与建议。剩下的组员一起查阅相关书籍和通过网络来了解粉笔粉尘对环境的污染和消除粉笔粉尘的一些方法，大家有的写论文，有的把图片和word文档存在文件夹里，有的打印了资料带来了相关的书籍，分工都很明确，大家也很团结。 2研究方法
粉笔粉尘主要是在用黑板擦消除粉笔字的过程中产生，我们主要在粉笔的生产工艺和黑板擦上着手研究消除粉笔粉尘的方法。 1、研究生产无尘粉笔 (1)目前：市面上原始粉笔
(2)改进：原始粉笔的改进型为无尘粉笔，是在原始粉笔中加入油脂或聚醇类物质作粘合剂，再加入比重较大的原料。
(3)好处：使粉笔的比重和体积都增大，不易飞散粉尘。 (4)弊端：在实际应用中并不明显，成本较大，难以推广。 2、研制吸尘黑板擦 (1)目前：普通布制黑板擦
(2)改进：制作出吸收粉笔粉尘的设备，由一条导管连接着黑板擦和一个小型圆形箱体。
(3)好处：其功能类似于吸尘器，在擦黑板的同时机器启动，使飞散的粉尘大部分不向外扩张，将粉尘吸进容器内，易于收集粉尘。 (4)弊端：刚接触的人使用时感觉不太灵活方便。
我们针对教室讲台前地方狭窄，老师、学生来往频繁和学生活泼好动等的特点，认为研制一种使用灵活、方便，又能消除粉笔粉尘功能的黑板擦，即在现有传统黑板擦的基础上做一定改进，加入吸尘的功能，解决粉尘向外飞扬的问题。我们着手于研究制作吸尘黑板擦来解决粉尘污染的问题。 三、对课题研究进行的理论、数据等方面的分析 1制作吸尘粉笔擦
吸尘粉笔擦的制作是由大家共同参与讨论及挑选材料完成的。吸尘粉笔擦是在注塑壳体的内侧，与壳体两边平行铸有两棱骨、四块限位挡板，壳体上端面开有通孔，注塑的板擦固定架的螺杆上端车有螺纹，板擦体镶嵌在固定架下端面凹槽内，固定架位于限位挡板中间，螺杆穿过壳体的通孔与镶有弹簧的上压盖以螺纹连接，毛刷安装在棱骨的凹槽内，收尘片安装在壳体无棱骨对应的一边上。防止了尘土的飞扬，把粉尘收集到一起。
吸尘粉笔擦由于制作成本低廉、使用方便、使用成本低，在学校中能够广泛推广。使用吸尘粉笔擦能够有效减少空气中的粉笔粉尘，净化教室内空气，有效率达到80%以上。
2 制作过程中遇到的问题
我们就“吸尘黑板擦”课题研究过程中遇到的几个问题请教蔡老师，并通过与老师讨论得到以下解答：
1.黑板擦的原理。 答：现在市场上已研制出这种黑板擦，但还未能投入使用。原理大致如下：在黑板擦内部装有一小吸尘器，使用时吸尘器将粉笔灰吸入,并存入内部专门收集粉笔灰的容器中，但要定期清理容器。
2.粉笔灰为什么会掉落,为什么有一部分会飞到空气中? 答:因为擦黑板过程中会产生风，而粉笔灰很轻，因此可以考虑在粉笔灰中加入一些密度较大的物质，使粉笔灰往下落，减少飘散到空气中。
3.吸尘器原理。 答：使吸尘器内部空气流速加快，内部气压小于外界大气压，外界大气压将粉笔灰压入吸尘器内。
4.摩擦生热会不会影响吸引? 答：一般情况下不会或影响不大。
5.粉笔灰会不会被磁化? 答：因为不是铁钴镍等磁性物质，粉笔灰内部像小磁针一样的东西不容易整齐排列，固不会被磁化。因此从电磁吸引方面考虑意义不大。 四、课题研究的最终结论及其他成果