跨学科项目学习案例
案例（一）
小数学家眼中的“雾霾”项目调查
（一）项目背景
入秋以来，持续的雾霾天气给市民的生活和出行造成了很大影响，对人们的身体健康造成了极大伤害，很多重染污地区的中小学甚至都已经停课，这并不是上天额外赐予孩子们的假期，而是自然对我们所有人的警告和惩罚。不要等到失去后才懂得珍惜。对于蓝天、绿水这些我们习以为常的美好，我们若不好好珍惜，它们也许真的会离我们而去。那么到底是什么原因造成了空气污染呢？老百姓对此有什么反应呢？怎样做才能让雾霾消失，阳光普照呢？为此，我校数学兴趣小组的同学在老师的带领下，对苏州市区以及周边农村出现雾霾这一天气现象进行了专门的项目调查。
（二）项目流程
首先，针对雾霾现象，兴趣小组的同学们在老师的指导下，设计制作了一组“小数学家眼中的‘雾霾’”活动单（附后），尽可能发动学校的同学参与到此项目调查中来，为“美丽苏州”贡献自己的绵薄之力；此外，教师组织有条件的同学发动亲戚朋友收集雾霾的各类资料及现场图片；同时组织学生深入工矿企业及农村，随机对1 500多名不同年龄阶段、不同职业的市民进行问卷调查，并整理生成数据，为后续的合理化建议提供有力的佐证。
（三）项目调查结果
1.雾霾天气的成因
（1）工矿企业制造出的二次污染；
（2）大气压低，空气不流通是主要因素，由于空气不流通，空气中的微小颗粒聚集，悬浮在空气中；
（3）地面灰尘大，空气温度低，地面的人员和车流将灰尘搅动起来；
（4）近年来城市的汽车越来越多，排放的汽车尾气也是重要的污染源；
（5）焚烧秸秆、燃放烟花爆竹等活动，使污染颗粒物的排放量增加。
2.雾霾天气的危害
（1）对呼吸系统有严重影响。
霾的组成成分十分复杂，包括数百种大气颗粒物质。其中有害健康的主要是直径小于2.5微米的气溶胶粒子，它能直接进入并粘附在人体呼吸道和肺泡中。尤其是亚微米粒子会分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎和急性支气管炎等病症。对于患有支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系统疾病的患者，雾霾天气可使其疾病急性发作或病情急性加重。
（2）影响交通安全。
出现雾霾天气时，能见度低，空气质量差，容易引起交通阻塞，发生交通事故。
（3）雾霾天气还可导致近地层紫外线减弱，使空气中传染性病菌的活性增强，传染病增多。
（4）雾霾天日照减少，儿童接受的紫外线照射不足，体内维生素D生成不足，对钙的吸收大大减少，严重的会引起佝偻病，导致儿童生长缓慢。
（5）影响心理健康。低气压下的雾霾天气光线较弱，容易让人精神懒散、情绪低落，遇到不顺心的事情时甚至容易失控。
3.问卷调查及数据生成
（1）您对雾霾天气是否关心？
A.关心（93.2%） B.不关心（3%） C.没想过（3.8%）
（2）您是否知道雾霾对人体的危害？
A.非常清楚（14.3%） B.有所了解（63.5%）
C.不太清楚（22.2%）
（3）PM2.5的标准中文名是？
A.总悬浮颗粒物（21.3%） B.细颗粒物（35.5%）
C.可入肺颗粒物（39.1%） D.粉尘（4.1%）
（4）您是否对本次雾霾天气采取了防御措施？
A.未采取（9%） B.已采取（72.3%） C.打算采取（18.7%）
（5）雾霾天气对您有何影响？
A.影响出行（16.7%） B.影响健康（56.8%）
C.影响心情（26.5%）
（6）在雾霾天，您会选择什么交通工具出行？
A.步行（17.1%） B.自行车（5.3%）
C.私家车（23.9%） D.公交车（53.7%）
（7）您认为出现严重雾霾天气的原因是什么？
A.人为因素（75.1%） B.大气系统不稳（3.7%）
C.氮氧化物增多（21.2%）
（8）针对近年来雾霾天气的频繁出现，您持什么态度或看法？
A.对污染严重的企业要限期整改（65.4%）
B.出台雾霾天气汽车限行方案（25.9%）
C.减少燃放烟花爆竹（8.7%）
（9）针对雾霾产生的原因，您认为政府可以采取哪些措施进行治理？（多选）
A.车辆限行（30.4%） B.整改重点排污企业（88.5%）
C.全范围洒水降尘（73.9%）
D.燃煤锅炉房、电厂将配备脱硫设施（74.9%）
（10）您觉得政府针对现在的空气污染问题应该采取什么措施？（多选）
A.制定相关政策，颁布和完善环保方面的法律法规（65.5%）
B.加大监管力度和执法力度（69.8%）
C.协调各职能部门，避免权责混乱（87.1%）
D.加大公众参与、监督力度（92.7%）
E.加大宣传力度，提高全民环保意识（93.9%）
4.项目调查总结
我们对项目调查的结果进行了整理，从中不难看出，多数人还是关心并基本了解雾霾天气的，很多人已经开始真正采取防护措施，但也有一小部分人认为危害不大、戴口罩不方便，疏于防护，这充分说明这部分人并未真正了解雾霾给身体健康带来的危害（建议在社区、街道、村庄等人群聚集区进行一些雾霾危害的宣传）。近六成的人认为雾霾天气对自己的健康影响最大，其次是影响心情。而出行时，更多人愿意选择公交车、步行等绿色出行方式。
对于雾霾天气的成因，大多数人认为是人为因素造成的，主要还是工厂污染严重，特别是各类化工厂、发电厂等重污染企业。很多人认为政府应加大干预力度，加强对企业的管理，综合治理工矿企业排放的污染物；出台雾霾天汽车限行方案，切实减少汽车尾气排放中的污染物，或者从源头抓起，提高汽车发动机排放的生产标准（逐步限行国二标准的汽车，推广国六标准的汽车等）；在全市所有工地全面采取湿法作业、清洗覆盖等措施，坚决杜绝黄土裸露和尘土飞扬等问题；市区内禁止燃放烟花爆竹；大范围实施公共自行车服务系统建设，鼓励大家绿色出行；家庭生活污染物的分类治理……
这些不是任何个人或者任何一家企业单独可以做好的，这是一个国家共同的责任，需要全体公民共同努力，承担起公民的职责，从自身做起，从点点滴滴做起，关注环境，保护环境，提高环保意识，为保卫蓝天做出一份贡献。
附：
小数学家眼中的“雾霾”活动单
雾霾在大城市已经是一个常见现象了，它是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述。我国很多地区现在已经将它作为灾害性天气现象进行预警预报。
活动一：雾霾的时空特征
通过亲眼观察、查阅工具书或报刊、上网检索等途径，了解雾霾发生的时间及空间，完成下面的调查报告。
表5-2 关于雾霾的时空调查表
根据调查结果，你认为雾霾天气的出现跟什么有关？和小组的同学讨论一下，并把小组的想法写在下面与大家一起分享。(https://www.daowen.com)
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通常情况下，雾霾天气出现在高污染、人口密集的地区，雾霾高发期主要集中在秋冬季节，最严重的一般是在11月、12月，特别是寒冷的冬季。当然雾霾的出现也不完全受季节限制，有时在春季、夏季也会出现。
活动二：雾霾成分我清楚
公开资料显示，雾和霾的区别其实是很大的。
雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的，雾会降低空气透明度，使能见度降低。而霾则是由空气中的灰尘、二氧化硫、氮氧化物及细颗粒物（PM2.5）等粒子与雾气结合组成的，它也能使大气浑浊，造成视觉障碍。
作为雾霾主要组成的“三剑客”——二氧化硫、氮氧化物以及细颗粒物，前两者为气态污染物，最后一项细颗粒物则是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的。
根据国际缩写惯例，取particulate matter（颗粒物）的首写字母，缩写为PM，PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒，也称为可入肺颗粒物。科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，就代表空气污染越严重。在这儿有一个全新的计量单位叫“微米”，微米是一个比毫米还要小得多的长度单位（1毫米＝1 000微米）。1微米到底有多长呢？让我们一起来探究一下吧！
（1）一根成年男性头发丝的直径大约是80微米，2.5微米约是这根头发丝的
（2）你能想办法测量出一张A4纸的厚度吗？A4纸的厚度大约是2.5微米的________倍。
活动三：雾霾危害大家知
把你们的调查结果写在下面：
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雾霾中含有各种对人体有害的细小颗粒、有毒物质，PM2.5更成为各种病毒和细菌的载体，为各种呼吸道传染病的传播推波助澜，让这些有害物质直接通过呼吸系统进入人的支气管，到达肺部，造成呼吸道、脑血管、鼻腔等方面的疾病，甚至改变肺功能及人体的免疫结构等。
除了对人体的危害，雾霾天气出现时的空气质量差，能见度低，很容易引发交通事故，对人类的交通安全造成不良影响。
活动四：雾霾成因我探究
雾霾到底是怎么形成的呢？各小组“八仙过海”，各显神通，自行收集资料。
表5-3 雾霾形成原因调查表
根据你调查的雾霾成因，我们可以为雾霾治理做哪些力所能及的事情？和小组的同学交流一下，并把你们达成的共识与大家分享吧！
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根据现有资料，汽车排放的尾气是大城市的首要污染物，是PM2.5的重要组成部分。
下面就让我们一起来了解一下吧！
以恒定速度行驶、中等排量2.0升的小汽车为例，它每分钟大约可以排放3 000升尾气。
（1）这辆小汽车每小时可以排放__________升尾气；
（2）假设苏州市区路面正常有400万辆汽车（包括过境车辆）在行驶的，每小时可以排放__________升尾气，合__________立方米（注：1 000升＝1立方米）；
（3）市区有近500万人口，平均每人每天会受到__________升汽车尾气的危害。
同学们，这还仅仅是苏州市区的汽车尾气排放量，放眼全国，每天汽车尾气的排放量是不是大得惊人呀？
想一想，你所在的城市有没有出现雾霾现象？空气质量怎么样呢？请大家调查一下所在城市汽车尾气排放的情况。
表5-4 _______市（区）机动车尾气排放情况调查表
活动五：雾霾治理我检索
据公开资料显示，雾霾天气自古有之，刀耕火种、火山喷发都可能导致出现雾霾天气，只是当人类进入工业化时代后，能源消耗迅猛、人口高度聚集、生态环境破坏，雾霾天气才真正威胁到人类的健康及生存。形成雾霾有三个要素：①有生成颗粒性扬尘的自然环境，如我国的黄土高原，其土壤质地最易生成颗粒性扬尘微粒；②人类生产生活造成的扬尘；③前两种要素聚集在一定空间范围内，加上空气流动缓慢，最易形成雾霾。
针对这三个要素，可以采取的措施包括植树造林搞绿化、工业排放要达标、工地砂土要覆盖、少要燃煤多用电、天气干燥要洒水……除了这些措施，治理雾霾的重点还要放在治理汽车尾气排放上。
同学们，你还想到了哪些方法治理雾霾？小组内的同学讨论一下，把你们的金点子记录下来吧！
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活动六：我为防霾支支招
雾霾天气对人类（特别是儿童和老人）的伤害非常大，我们要积极采取措施主动应对雾霾，有效减少雾霾对身体的伤害。
（1）戴口罩，少出门
雾霾天气尽量减少外出，如果有要事必须出门，佩戴口罩是最主要的防护措施。任何口罩都有一定的防护作用，但建议选择防护性好的口罩。佩戴时必须完全罩住鼻、口及下巴，保证口罩与面部紧密贴合，密闭性越好，防护效果越佳。
（2）关门窗，净空气
雾霾天不宜开窗通风，最好等雾霾散了以后再开窗透气至少15分钟以上；从外面回家时，要及时脱掉外衣，用温水洗脸、洗手、洗口鼻，减少污染；如果条件允许，可以购买对PM2.5有净化效果的空气净化器，让室内的空气保持洁净。
（3）补充维生素D
雾霾天气出现的时候日照时间少，紫外线照射不够，人体内部的维生素D生成不足，人很可能会精神懒散、情绪低落、嗜睡等，这个时候就需要有意识地补充适量的维生素D。
（4）宜清淡，多喝水
在雾霾天，要多选择清淡易消化且富含维生素的食物，多喝水，多吃新鲜蔬菜和水果，尽可能少吃刺激性酸辣食物，这样不仅可以补充维生素和无机盐，还有润肺除燥、祛痰止咳、健脾补肾的作用。
（5）眼干涩，滴“泪液”
雾霾天气容易导致眼睛出现不适，如刺痛、发胀、有异物感，可到药店购买人工泪液滴入眼内，缓解不适。
（6）少劳累，多锻炼
要注意平时的个人生活习惯，合理调节个人生活节奏，避免过度劳累，要适度休息，注意经常锻炼身体，增强机体免疫力，强化应对雾霾天气的能力，但是要避免在雾霾天气外出锻炼。
除了以上这些措施，你还有哪些“防霾”妙招？把你的想法写下来与同学们交流交流！
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（本文已发表于2019年7月12日《小学生数学报》五年级版《名师大讲坛》）