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课题名称：研究消除粉笔粉尘的方法
学生姓名：曹文欣
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：二零一五年十二月二日
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。
课题的提出：
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。
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。
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。
课题研究的内容：
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。
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。
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。
对课题研究进行的理论、数据等方面的分析
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。
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：
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。
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。
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。
摩擦生热会不会影响吸引? 答：一般情况下不会或影响不大。
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。
课题研究的最终结论及其他成果
基本设想：
①了解基于粉尘污染日益严重,粉尘污染越来越受到人们的关注,我们进行粉笔灰扩散与粉尘污染的研究有关研究,并对粉尘污染的危害和治理讨论.
②粉尘污染; 粉笔灰扩
③散粉尘来源;环境保护
④分析如何防御粉笔灰的危害
⑤ 现在有许多有关产品大量涌出但价格很贵有少许缺陷我们想在这方面有些突破
活动步骤 阶段 主要任务 阶段目标
总体构思 新型黑板擦的设计
设计图纸、采购原料 设计图纸、准备实验制作材料
设计报告
作品展示与推广 成果展示及推广应用
组员分配
于蕊 贾澜：采访专家 采购原料 实验制作 总结结论
高晨 曹文欣：设计报告 PPT制作 汇报成果
结论：吸尘粉笔擦有良好的使用前景，应该尽快推广生产使用。
这次的课题我学到了很多东西。在这个小集体中感受到了每一个人的友情，配合的十分默契。这是我第一次自主行动的事,但其收获却很大。让我觉得同学之间的团结是非常重要的。在这次研究课题当中,我们常遇到一些麻烦的事.这些问题让我不知从那里入手,还有写道理我们根本听都没有听过.在困难面前我曾想放弃,但在同伴的鼓励下,我坚持下来了,顺利的完成这个课题。谢谢大家的配合与支持! 曹文欣
通过了这次研究性学习，我与大家的友谊更加深厚了，我们互相团结，共同讨论，很融洽。这次的课题我学到了很多东西。比如粉笔灰对人体的危害，如何防治粉笔灰对人类的危害，团队的集体精神。坚持不懈的努力才能做好事情等等。 高晨
我之所以能够成功的完成这次研究性学习，离不开大家的支持，谢谢同学们，谢谢我们的指导老师，蔡老师! 贾澜
我懂得了坚持不懈，团结一致就能做好一件事情，这次研究性学习给我的启发很大，我将以团结友爱，坚持不懈的精神做好以后的每一件事情! 于蕊
参考文献 百度百科《粉笔》
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