发布时间:2024-01-31 15:25:34
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[中图分类号]G427 [文献标识码]A [文章编号]1006-5962(2013)07(a)-0050-01
地理研究性学习是学生在老师指导下,从自然或社会环境中选择研究课题,以科学研究的方式获取知识、应用知识、解决问题的一种以自主研究性学习为中心的社会实践活动。
如何将课堂教学和研究性学习有机结合,更好的促进学生发展呢?
下面结合“城市化过程中的问题及其解决途径”一课的教学实例,谈一谈关于地理研究性学习与课堂学习有机结合的尝试。
1.课题选择
(1)提出问题。研究性学习是以课题为学习对象,以课题的研究为学习过程的一种学习方式,所以研究性学习的前提首先是问题的提出。在课堂教学过程中开展研究性学习其目的并非让学生去追求研究成果,而是让学生在探究过程中更好的理解应用知识,同时培养他们质疑、求异、批判和创造的思维品质,得到积极的情绪和情感的主观体验,形成尊重事实、坚持真理以及勇于探索,不断进取的科学精神。所以研究的课题一定是学生关注的,感兴趣的,是他们自己提出的。通过课堂基础知识学习,同学们提出了以下问题:
1.当前,我们所居住的城市在城市化过程中主要存在哪些问题?其中最突出的是什么问题?
2.城市的大气污染、水污染、固体垃圾污染、噪声污染等污染,对我们的日常生活,产生了哪些有害影响?
3.我们居住的城市在交通拥挤、居住条件差、就业困难和失业方面的问题严重吗?
4.除以课本中提到的,还有哪些城市问题应值得我们高度的重视呢?
5.城市化过程中,为什么会产生那么多的问题呢?
6.解决城市化问题,保护和改善城市环境,应该采取哪些有力的措施呢?
7.既然城市化会给我们带来这么多的问题,为什么城市化作为现代化的标志正在我国东部许多城市积极的推进呢?
(2)问题评价
学生提出的问题大致可以分为三类:1-4这四个问题主要解决“是什么”的问题,5、7这两个问题主要解决“为什么”的问题,问题6主要解决“怎么办”的问题。通过教师的引导,使学生了解问题是有层次和结构的,不同层次的问题需要运用不同的方法才能解决。解决“是什么”的问题,主要通过资料的收集、整理和概括的途径,可以作为研究性学习的作业布置给学生,并组织他们分头完成,解决“为什么”的问题,主要依靠比较、分析和验证等更高级的研究途径和手段;解决“怎么办”的问题,是在解决“是什么”和“为什么”问题的基础上的进一步的探究。一般来说,研究性课题是这个层面上的问题经过大脑思维的提炼与转化的结果,因而解决这类问题的过程,对于培养学生创新精神和实践能力方面的作用十分突出。
(3)课题确定
探究的课题需要符合可行性、安全性、兴趣性等要求。学生通过查阅资料结合自己的兴趣确立了“城市热污染”、“城市绿地”、“住宅小区服务设施”、“城市水资源利用”、“城市光污染”等几个研究方向,而课本中“城市环境质量下降问题”的内容仅涉及到大气污染、水污染、噪声污染和固体废弃物污染的知识。从兴趣出发的探究更能够激发学习兴趣,激励学生主动地建构知识,拓宽思路,发展能力。
2.课题设计
学生制定课题研究的行动计划,对课题研究的整体构想进行具体安排,绘制出实现研究目标的具体、明确、科学可行的实施蓝图。学生可以从不同的角度、方面对同一问题进行思考、探究,并制定出切实可行的研究计划和方法。例如,同学们根据所选择课题的特点设计出实地调查、人物专访(专业人士、当事人)、走访专业部门、问卷调查、查阅资料等一系列的研究方法,这些方法是课堂教学所无法实施的。
3.课题实施
这一阶段,同学们走出校门,围绕所选择的课题,采用多种方法,对相关材料的进行收集和整理工作。如:“城市热污染调查小组”的同学,为了摸清唐山市热污染的现状,首先走访了唐山市气象台,获得了唐山市20多年来的气温观测资料,经过分析整理得出唐山市年平均气温、夏季平均气温、高温天数,都有逐年增加的趋势。但是,这种现象是完全由热污染负责还是与全球气候变暖有关呢?他们查阅了大量专业材料,综合分析得出;唐山气温升高与全球变暖的大趋势有一定的相关性,但不是最主要原因,城市居民在生产、生活中排放出来的废热也就是热污染才是城市气候变暖的主要罪魁祸首。那么热污染的来源何在呢?同学们查阅有关资料并走访了唐山市环保局,确定了工业生产过程、汽车尾气、空调散热等几个方面,然后有针对性的对唐山钢铁公司、交警指挥中心车辆管理处、唐山市的各大家电商场和居民小区,实施了实地考察,并通过问卷调查、实地测量等各种方式掌握了大量翔实可靠的资料。热污染有何危害呢?同学们通过邀请专家讲座,查阅资料,走访医院等方式,了解到热污染对水体、气候、人体健康、地球环境等几方面造成的影响,从而深刻认识到热污染是一种不可忽视的环境问题。那么如何解决热污染问题呢?同学们上网查阅了大量国内外相关资料,积极思考,提出了许多具有创造性的解决方法。
例1城市高架道路的部分路段,两侧设有高约3m的透明板墙.安装这些板墙的目的是().
A.保护车辆行驶安全
B.减弱车辆噪声污染
C.增加高架道路美观
D.阻止车辆废气外泄
(2006年江苏省淮安市中考题)
解析:安装透明板墙的目的是为了减弱车辆噪声对周围环境的影响.减弱噪声的途径有三种:一是在声源处;二是在传播过程中;三是在人耳处.本题是在传播过程中减弱噪声,正确选项为B.
点评:噪声的主要来源是动力机械,最好的控制方法是从声源处着手,如选用弱振动、低噪声的工艺流程,用压力代替冲击等.当噪声的源头无法改变时,可以采取措施,如吸声、隔声、隔振、振、消声等.
二、热污染
例2仔细阅读下文,按要求回答问题.
气候与热污染
夏季的海边,海风轻拂,昼夜温差小,气候宜人.而夏季的沙漠,白天最高气温可达60℃,夜晚能降到10℃.这是因为水的比热容比沙石的大,上升相同的温度,水要比沙石吸收更多的热量.因而,在同样受热的情况下,水的温度变化要比沙石小得多,能起到很好的调节气温的作用.
气温不仅受自然环境的影响,还受人造环境的影响.城市的工业、交通和生活,每天都消耗大量燃料.燃料燃烧产生的内能,只有一部分做了有用功,大部分散失在周围空间,成为环境热源.电力、冶金、石油、化工、造纸等行业的工厂,通过冷却水和烟囱向环境散热,造成工业热污染;汽车、空调、电冰箱等现代化家庭设备工作时,都向环境散发热量;城市里过多人口散发的热量也很可观.大城市散发的热量可以达到所接收的太阳能的 ,从而使城市的温度升高,这就是常说的热岛效应.
(1)请在文中关于海边昼夜温差小的原因的句子下面画上横线.
(2)从文中找出两个造成热岛效应的原因:
①___________________________________________________;
②___________________________________________________.
(3)如何减少环境的热污染,请你提出一条合理化建议.
(2005年福建省福州市课改实验区中考题)
解析: (1)海边昼夜温差小的原因是水的比热容比沙石的大.
(2)造成热岛效应的原因很多,其中包括以下两个:①燃料燃烧产生的内能,只有一部分做了有用功,大部分散失在周围空间,成为环境热源;②电力、冶金、石油、化工、造纸等行业的工厂,通过冷却水和烟囱向环境散热,造成工业热污染.
(3)减少环境的热污染可以通过提高能源的利用率、合理开发利用新型环保能源、改善生态环境、减小人口密度等途径来实现.
点评:热污染在小范围内会形成热岛效应,在大范围内会形成温室效应.温室效应的加剧,会造成干旱和气候异常,使农业减产.另外也会造成极地冰川融化,使低洼岛国和沿海城市受到严重威胁.所以,要抵制热污染,就应发展循环经济,自觉保护我们的家园.
三、光污染
例3阅读下列材料,回答问题.
光污染
光污染是指因光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响.最常见的光污染是眩光.都市中的宾馆、饭店、写字楼等地方,常用玻璃、铝合金材料装饰其外墙.这些材料能强烈地反射太阳光,使人宛如生活在镜子世界中.另外,夜晚迎面驶来的汽车的灯光,电焊、熔炉发出的强光,专用仪器设备产生的红外线、紫外线等,均会造成严重的光污染.
光污染的危害是:①导致人的视力下降,白内障发病率增高;② “人工白昼污染”会使人的生物节律受到破坏,产生失眠、神经衰弱等各种不适症,致使人精神不振;③现代舞厅中的“彩光”污染会使人眼花缭乱,出现头昏、头疼、精神紧张等症状.如果人体长期受到紫外线的照射,还会诱发白血病.
(1)以下几种常见的职业中,不易受到光污染危害的是().
A.炼钢工人 B.纺织工人
C.出租车司机 D.电焊工人
(2)下列四个娱乐场所中,易受到光污染危害的是().
A.现代舞厅B.电影院
C.剧场D.音乐厅
(3)请你就如何有效地预防光污染,提出两条合理化建议.
(2004年江苏省淮安市中考题)
解析: (1)B; (2)A; (3)预防光污染的方法有:a.加强城市的规划与管理,合理使用玻璃幕墙等强反光装饰材料,减少光污染源;
b.进入有红外线、紫外线的场所,采取安全防护措施.
点评:光污染主要通过视觉危害人类,由于人们不够重视以及技术手段、管理手段的落后,防护措施的缺乏,使其大有泛滥之势.因此,我们应重视光污染,努力改善视觉环境.
四、电池污染
例4我国是电池生产和使用大国,每年电池的产量达140亿只以上,占世界总产量的三分之一. 目前,我国对废电池的管理基本上处于空白,每年报废的上百亿只废电池大部分随意丢弃,对生态环境和公众健康构成了潜在的威胁.
请你就“防止废电池对环境的危害”问题提出一个课题研究的初步设想:
(1)主要想解决什么具体问题?
(2)简要说明你如何进行这项课题研究.
(2003年宁夏回族自治区中考题)
解析: (1)提出与主题相关的要解决的问题或课题.如,“废电池产生污染的原因”、“电池的结构及组成”、“我国废电池处理的现状”、“社区废电池的回收情况调查”、“废电池的回收与利用”等.
(2)结合课题制定相关的研究方案,如,实验方案、调查方案、访谈计划等,并简要说明实施办法.
点评:废电池中含有许多重金属,如汞、镉、铅、镍等,乱扔乱放会对人类健康构成威胁.因此,我们要加强宣传教育,建立回收体系,开发电池处理厂,实现“从摇篮到坟墓”的全过程管理.
五、电磁污染
例5电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时,也带来了电磁污染.以下通信设备,长期使用会对人体健康产生不良影响的是().
(2006年江苏省淮安市中考题)
造成热污染的原因首先是地表被无机化,越来越多的地表被建筑物、混凝土和柏油所覆盖,绿地和水域的面积减少,使蒸发作用减弱,大气得不到冷却。随着街道路面柏油和水泥覆盖面积的扩大,雨水大部分从下水道排走,地面水分蒸发的散热作用日益丧失。
环境科学中环境保护是其中重要的一项研究工作,遥感技术和GIS系统也在环境保护中得到了广泛应用,不论是采集信息数据、监测环境动态变化还是环境管理方面都发挥了相应的作用,并且地理信息系统的建立对于控制环境问题具有突出贡献。
一、遥感技术在环境科学中的应用
遥感技术是借助于传感器设备对地面电磁波信息进行探测收集,并对其进行数据处理来完成对资源和环境监测的一种综合技术,遥感技术在环境科学中的应用也是不断拓展,其应用的领域也是越来越多。
(一)在水土保持研究中遥感技术的应用
水土保持是环境保护和监测中的重点,遥感技术在其中的应用主要体现在两个方面上:一是在土壤侵蚀方面,通过建立三维模型能够对同一地区在不断时间段的目标变化进行观测,利用遥感技术能够对某一区域在一段时间内土壤侵蚀的变化和程度进行较为精确的计算,并可将数据整理成土壤侵蚀强度分布图和透视图等以供环境科学工作人员来进行查看和处理,对于水土流失较为严重的地区可以实现动态实时监测;二是在植被覆盖和分布方面,通过利用航空影响能够对地面植被等级和种类进行判断,航空影像的分辨率较高可以完成对局部区域内植被分布和覆盖较为精准的观测,同时结合卫星图像能够对较广区域内的植被分布和覆盖进行分类和信息采集。
(二)城市环境监测规划中遥感技术的应用
在城市环境规划和监测中遥感技术主要应用在两个方面上,一方面是对城市结构进行规划。利用遥感技术能够清楚对城市中的各种建筑结构类型进行区分和判断,从而对城市结构进行规划分类,优化城市结构规划。例如对城市中的道路、居民区进行观测时可以通过遥感影像中颜色和形状的不同来进行判断,像是道路多呈现为带状或是环状或线状,从影像上可以清楚对城市中的交通分布进行辨别。另一方面是对城市热污染的监测上。随着城市建设不断扩大,城市人口和交通流动的增多,使得城市形成了与周围农村和山林不同的独特气候,也就是常说的城市热效应,而这种效应在一定程度上也是一种热污染。而通过遥感技术能够对城市的红外热感分布数据进行收集,对城市不同区域的温度分布进行区分,从而实现对城市热污染的实时监测,从而有针对性地处理相应的热污染。
二、GIS技术在环境科学中的应用
GIS全称为地理信息系统,是通过对空间数据进行收集处理和分析的一种信息系统,由于其对数据处理分析的表现非常出色,在环境科学和地理研究中都得到了广泛应用,尤其是在环境规划、监测和应急预警等方面。
(一)GIS在环境规划中的应用
在环境规划中应用GIS主要是通过将GIS系统中的空间分析技术和已经获取的数据结合起来进行应用,从而为环境规划提供更为精确的规划依据。环境规划不仅要靠规划专家的经验,而且还要依靠丰富的地理环境数据来作为支持。现代GIS系统在水污染控制、环境保护区规划和城市规划等领域中都起到了非常重要的作用,利用其基本的数据库来为决策者提供实时的环境空间信息,利用GIS的数据处理功能能够对各种基础数据进行转换处理,并可将数据通过可视化图表直接显示出来,为环境规划人员提供便利。同时与遥感技术联合还能够完成对城市热效应的全面监测和规划,更深入地分析城市热效应数据,建立相应的城市热效应规划模型,从而为城市未来规划提供模型支持。
(二)GIS在环境监测中的应用
在环境监测中GIS系统主要是通过与遥感技术、GPS技术等进行联合应用,利用遥感技术获取的相应数据信息来建立相应的监测模型,从而完成对某区域内环境的动态监测和分析。基于GIS和遥感技术建立起来的环境监测系统具有使用方便、人机交互友好、数据可视化强等优点,在现代环境监测中得到了广泛应用,能够完成对水域污染、固体废弃物分布和噪声等环境监测工作,尤其是在水质监测方面,依靠遥感技术等其他技术获取的水域地理信息数据建立相应的监测系统能够完成对当地水质的自动监测任务,其监测结构主要见图1。从图1中可以看出基于GIS系统的水质监测系统主要有三个大部分组成,分别是信息数据采集、信息数据传输和信息数据处理这三个部分,三个分工明确、职能清楚,从而能够较为快速地完成对水质的监测工作。
(三)GIS在环境应急预警中的应用
随着GIS系统的不断完善,其能够完成的监测任务也是越来越多,其中应急预警是GIS系统应用较为突出的一种,能够对某区域内重大环境污染事故进行应急预警,快速正确地对事故位置、属性进行判断,并可提供污染扩散的模拟过程,模拟污染在未来一段时间内的发展趋势,从而提供相应的应急处理方案,这样能够让环境控制人员在短时间内及时对环境污染事故进行紧急处理,将环境污染控制在一定范围之内。而现实中的诸多事实也证明了GIS系统在环境应急预警中的重要作用,其与遥感技术的联合应用也使得预警系统的效用不断增强。
三、遥感技术和GIS技术的未来趋势
随着科学技术的不断发展,遥感技术和GIS系统都在不断发展完善当中,遥感技术中对信息数据获取的精确度和数据可靠性在不断增强,而其信息处理模型的建立也是未来遥感技术发展的重点。而GIS系统借助于网络信息技术也在不断实现网络管理和网络实时分布等功能,同时GIS系统和遥感技术的一体化也将成为今后两种技术发展的目标,从现在很多应用中就可以窥见遥感技术与GIS系统之间的紧密联系,而之后遥感与GIS一体化也将不断增强测绘技术在环境科学中的应用作用,使得遥感技术和GIS系统在环境科学中的应用不再局限于浅层提供数据和分析数据,而是向着更深层次发展,并且随着GIS和遥感技术水平的不断提升,一体化的不断加深,两者在我国环境保护监测中发挥的作用也将越来越重要。
结语:
随着生活方式的改变,人们生活和工作于室内的时间越来越长,室内环境空气质量成为工作和生活环境中的重要组成部分。建筑装饰材料的种类、数量越来越多,更新换代越来越快,新型材料不断被应用于室内装修,由此引发的室内环境污染问题日趋严重,已成为国内外研究的热点。
一、室内主要污染源
1 居室中的甲醛气体
它来自于装饰材料的各种人造板,粘合剂,油漆,涂料,塑料贴面,壁纸等。事实上很多装修过的民居和公共场所,甲醛是超标的。甲醛具有较长的挥发期,能导致多种不良建筑综合症的发生。
2 放射性及氡气
放射性主要来源于天然放射性核素。天然放射性核素有铀系、钍系等。氡气是放射性元素的衰变产物,也具有放射性。建筑装饰材料中放射性多来自于石材、陶瓷以及建筑物的围护结构材料。其中花岗石中放射性较多。放射性核素通过呼吸道或食物等途径为人体所摄取并积累在体内。放射性对人体的损伤是由于人体接受其电离辐射能量所引起的。据资料,氡气是导致肺癌的的第二大杀手,还可能导致血癌。
3 光污染及热污染
光污染是由于外墙热反射玻璃幕墙的位置或方向设计不合理造成的,热污染除由热反射玻璃引起的外,还可能由于夏季使用空调而造成局部热岛效应引起。另外,装饰材料废弃物,如:废渣难以重新利用和不能很快降解,也造成对环境的污染。
二、现阶段室内污染治理的常用方法
1 空气清新剂:效果明显,异味立即消失,且价格便宜。但它只是用一种气味遮盖另一种气味,有害物质并未消失。
2 消毒剂:杀死病菌、细菌,价格便宜。但其功效单一,仅对细菌、病毒有效,且不能持久,气味重,会造成二次污染。
3 活性炭:有效吸附空气中的灰尘、异味,但它只是吸附,不能分解。
4 苯、甲醛捕捉剂:有效去除苯、甲醛污染。但仅针对苯或甲醛,且持续时间短。
5 光触媒:纳米技术,去除各种污染。此技术处在探索及市场验证阶段。它的主要成分为纳米级的二氧化钛。二氧化钛是一种安全无毒的产品,可用作食品添加剂。它利用空气中的水和氧气,在光照条件下生成有强还原性或氧化性的负氧离子等,与空气中的有害物质反应生成水和二氧化碳,同时起到防霉、除臭的效果。光触媒的功效可以代替甲醛、苯捕捉剂、消毒剂、空气清新剂;光触媒只起催化作用,类似植物的光合作用,功效持久,本身无毒,无二次污染,安全有效。
三、室内环境污染的防治
1 从源头抓起,预防为主
1)尽量采用符合国家环保标准和污染少的装修材料及高科技的绿色环保型装修材料;
2)应保证建筑物具有合理的室内空间、采光、通风、良好的外部环境绿地、水和空气,预防室内空气污染的产生。
2 治理室内空气污染,降低危害
1)通风换气:新建和装修的房间应尽量延长入住时间。刚装修完7 d~14 d,室内污染物浓度高,其他治理方法的作用都不大,最好的办法就是开窗通风,交流室内外空气,这是降低室内环境污染最常用、最有效、最经济的方法。
2)吸附法:如采用活性炭、灰泥、硅藻等物质,对室内空气中的有害气体进行吸附以降低其含量。但是吸附法不能降解有害物质,而且只要吸附达到饱和就需要更换吸附材料,处理成本较高。
3)选用适当的室内空气净化设施:根据居室、厨房、卫生间不同的污染特点,选用具有不同功能的空气净化装置,如非平衡等离子体空气净化器、排油烟机、臭氧消毒器、家电厂家研制开发的具有空气过滤功能和净化功能的健康空调等,以降低室内空气污染。
4)化学降解法:目前应用较多的光触媒、空气触媒净化技术,是利用催化氧化法,即在有催化剂的条件下对空气中的有害气体、细菌体进行氧化分解,将有毒有害的污染物转化成无毒无害产物并杀灭细菌。“触媒”技术工艺简单、成本低、对室内重度污染的治理见效快。
5)植物生态技术:在居室内放置一些抗污染的花草,以及从桉树、茶树、檀香树等提取的植物精油,都能起到“空气净化器”的作用。实际中,常青藤能吸收90%的苯;吊兰能“吞食”室内96%的一氧化碳、86%的甲醛和氮氧化物;天南星的苞叶能吸收80%的苯、50%的三氯乙烯;仙人球、芦荟、铁树、虎尾兰、万年青、雏菊都具有空气净化功能;茉莉、丁香、金银花、牵牛花分泌出来的杀菌素能够杀死空气中的一些细菌,并抑制结核、痢疾病原体和伤寒病菌的生长;植物精油对空气中的致病微生物,如流感病毒、金黄色葡萄球菌、结核杆菌、溶血性链球菌等能起杀灭作用。但以下这些植物不宜放在居室中:兰花、月季、百合、郁金香、黄杜鹃等。6)遮盖法:在建筑装饰过程中,尽可能地封闭地面、墙体的缝隙,能降低污染物的析出量,减少对人体的危害。
3 加强检测,确保健康
1)来源于建筑装饰材料中的苯、甲醛、氡等有害物不是短时间就可以挥发掉的;2)越来越多的现代化办公设备和家电进驻室内,由此产生的空气污染、噪声污染、电磁波及静电干扰、紫外线辐射等给人们的身体健康带来不可忽视的影响。新建、新装修、长期居住的房间都可以委托专业环保机构进行室内有害物质的检测,针对检测结果请专家提出合理的处理方案,防止室内污染对人体的危害。
室内环境质量的要求不断提高,绿色建筑和环保建材的需求日益增加,对我国不断发展的建筑材料和装修装饰材料工业带来严峻挑战,为此我国应吸收借鉴国外的先进经验和生产技术水平,结合国情、环境特征和经济技术条件,进一步深入开展室内污染等各项研究开发工作。
参考文献:
[1]王菲凤.现代装饰材料所致空气污染及防治对策[J].福建师范大学学报(自然科学版),2000,16(3).