Районная научно - практическая конференция школьников
«Первые шаги в науку»
Направление: естественно-научное
Секция: общая физика
Название работы: «Использование цифровой лаборатории
«Архимед» в исследовании санитарно-
гигиенического состояния школьного
помещения»
Автор работы: Безруков Артем
Место выполнения работы:
с. Гофицкое, МКОУ СОШ №6,
8А класс.
Научный руководитель:
, учитель физики
МКОУ СОШ №6
Светлоград, 2012
Оглавление
I. Введение 3
II. Основная часть 5
III. Заключение 11
IV. Библиографический список 12
I. Введение
Для ребенка 6-17 лет основной средой жизнедеятельности является школа, где дети проводят до 70% времени бодрствования. Поэтому вполне естественно, что кроме задачи усвоения ребенком определенной суммы знаний, умений и навыков, которые ставит перед собой школа, она должна создать условия учебной деятельности, раскрывающих резервы организма, способствующих росту, развитию и сохранению здоровья. От качества среды учебных помещений во многом зависит самочувствие ученика, его работоспособность, состояние здоровья.
Состояние здоровья детей в России сегодня вызывает обоснованную тревогу. 30-35% детей, поступающих в школу уже имеют хронические заболевания; за годы обучения в школе в 5 раз возрастает число детей с нарушением психического здоровья, в 3 раза – с заболеванием органов желудочно-кишечного тракта. К окончанию школы около 85% детей страдают различными хроническими заболеваниями. Ученые доказали тесную взаимосвязь между появлением у детей, так называемых, «школьных» болезней и гигиенических условий в школе. Поэтому главный вопрос при организации учебно – воспитательного процесса в школе - вопрос здоровьесбережения.
Здоровье зависит от микроклимата в классе. Микроклимат - физическое состояние воздушной среды, характеризующееся величиной атмосферного давления, температурой, влажностью, освещенностью. В школах миллионы детей и подростков проводят значительную часть своего времени, и их развитие происходит при непрерывном воздействии факторов этой среды.
Целью моей работы является изучение санитарно-гигиенического состояния школьного помещения.
Актуальность моей исследовательской работы состоит в том, что знание вопросов санитарных правил и норм необходимо для каждого ученика и педагога, так как несоблюдение требований школьной гигиены может повлечь нарушение нормального развития детского организма и вызвать различные заболевания.
Задачи:
-сделать измерения, расчеты, провести эксперимент, поработать со справочной литературой, сравнить полученные результаты с нормами СанПиНа;
-выявить факторы, положительно и отрицательно влияющие на здоровье моё и одноклассников
-через исследовательскую деятельность сделать вывод - соответствует ли нормам СанПиНа классная комната: её размеры (вместимость), температурный режим, освещенность, влажность.
Гипотеза. Если в классной комнате все будет соответствовать санитарным нормам, то учащиеся меньше будут болеть и сохранят своё здоровье и конечно, будут лучше учиться.
Приемы и методы: исследование, эксперимент, сравнение, наблюдение, анализ.
Исследование проводилось зимой (в январе), когда на микроклимат класса особенно влияют погодные условия.
II. Основная часть
В качестве объекта исследования я выбрал , где проводится большинство уроков, а также столовую, коридор и спортивный зал.
Выбор необходимого оборудования. Для проведения эксперимента по определению санитарно-гигиенического состояния школьного помещения необходимы приборы для измерения температуры, влажности, давления, освещенности, размеров помещения. Конечно, это оборудование имеется в кабинете физики. Но в нашей школе есть и цифровая лаборатория «Архимед». Это оборудование для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ, проектной и исследовательской деятельности.
Ведь современную жизнь уже довольно сложно представить без использования информационных технологий. И в учебном процессе без компьютера не обойтись. Лаборатория состоит из:
- мощного, мобильного и простого в использовании карманного персонального компьютера Palm ; измерительного интерфейса TriLink; 22-х цифровых датчиков.
КПК и TriLink имеют функцию синхронизации с настольным ПК, далее данные можно просматривать на персональном компьютере, а затем производить дальнейшую обработку результатов.
В цифровой лаборатории главную роль играет Tri Link, который обладает беспроводной связью Bluetooth. Tri Link предназначен для измерений «на ходу» - будь то класс, улица или лес. На ладони помещается целый измерительный комплекс, позволяющий записывать и анализировать экспериментальные данные, отображать их в виде графиков, экспортировать в электронные таблицы. Tri Link в состоянии записывать и хранить данные от восьми датчиков одновременно.
Карманный персональный компьютер Palm – представляет собой миниатюрный компьютер с возможностью беспроводного соединения и автономным питанием. Он оснащён программой MultiLab. При помощи этой программы можно:
- собирать данные и отображать их в ходе эксперимента выбирать различные способы отображения данных – в виде графиков, таблиц, табло измерительных приборов обрабатывать и анализировать данные с помощью Мастера анализа импортировать/экспортировать данные текстового формата вести Журнал экспериментов просматривать видеозаписи предварительно записанных экспериментов
Данные в программу MultiLab поступают из измерительного интерфейса TriLink посредством беспроводной связи Bluetoth.
Определение размеров классной комнаты.
На организм человека влияет много факторов внешней среды, и одним из определяющих, является размеры помещения.
Размеры класса обусловлены рядом педагогических и гигиенических требований. Ширина класса более 6 м неблагоприятно сказывается на освещенности парт третьего ряда естественным светом. При длине класса более 8 м затрудняется для учащихся, сидящим на последних партах, четкое восприятие речи учителя и ясное различение написанного на доске. Скопление углекислого газа, аммиака, летучих жирных кислот происходит в верхних слоях воздуха помещений. При высоте помещений в 3,0 м наиболее загрязненный слой воздуха не достигает зоны, в которой находится человек во время обычной работы.
Для проведения данного эксперимента мне потребовался датчик расстояния из цифровой лаборатории. Конечно же, им пользоваться удобнее, чем измерительной лентой. Датчик основан на принципе работы звукового локатора. Внутри прибора установлены ультразвуковой излучатель и микрофон. Направив датчик на потолок и стены, я измерил высоту, длину и ширину класса.
Длина = 8,0214 м
Ширина = 6,0208 м
Высота = 3,1004 м
Площадь классного помещения = 48,35 м2
Объем классного помещения = 149,9 м3.
Т. к. в моем классе учатся всего 15 человек, то на 1 ученика приходится площадь
3,2 м2 и объём 9,9 м3 .
Нормы СанПиНа: площадь на 1 учащегося составляет 1,25 – 1.5 м2, кубатура на 1 учащегося – 4 м3. Вывод: квадратура и кубатура на 1 учащегося соответствует нормам.
Воздушно-тепловой режим.
Условия воздушной среды оказывают существенное влияние на заболеваемость, работоспособность и самочувствие. В закрытых помещениях во время пребывания детей меняется химический состав и физические свойства воздуха: нарастает количество углекислого газа, водяных паров, уменьшается содержание кислорода, повышается температура воздуха. Влияние влажности на организм человека неразрывно связано с температурой воздуха. Большая влажность воздуха усиливает неблагоприятное воздействие как высоких, так и низких температур.
При температуре воздуха выше 25 °С большая влажность способствует перегреванию организма вследствие затруднения отдачи тепла путем испарения воды с поверхности кожи. Даже при отсутствии видимого потоотделения (при 15—20°С) человек теряет через кожу около 0,4—0,6 л воды в сутки и с выдыхаемым воздухом — 0,3—0,4 л. В результате перегревания наблюдаются ухудшение самочувствия, ощущение тяжести и духоты, понижается работоспособность и т. д.
Значительная влажность в сочетании с низкой температурой воздуха способствует охлаждению организма. Это объясняется тем, что теплоемкость водяных паров больше теплоемкости воздуха, поэтому на нагревание холодного сырого воздуха расходуется больше тепла. В результате выпадение влаги из воздуха кожа и ткани одежды увлажняются и становятся более теплопроводными (теплопроводность воды в 25 раз больше теплопроводности воздуха). Небольшая влажность в Сибири и на горных вершинах помогает легче переносить низкую температуру воздуха. В Сочи даже при
сравнительно небольшом морозе бывает холоднее из-за высокой влажности воздуха. Колебания температуры в сухом климате переносятся легче, чем в сыром.
Продолжительное пребывание людей в сырых, плохо отапливаемых помещениях понижает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, а также к ревматизму, туберкулезу и заболеваниям почек.
Таким образом, сырой воздух вреден для организма как при высокой, так и при низкой температуре.
Для определения температуры и влажности воздуха были задействованы датчики температуры и влажности из цифровой лаборатории «Архимед», с помощью которых проводились замеры в кабинете №15 (классной комнате) на протяжении всего учебного дня с 8.20 до 14.20, т. к. в этом помещении проводится большая часть учебных занятий. Датчик температуры – это простой и надёжный датчик предназначен для измерения температуры в диапазоне от -25 ºС до +110 ºС. Подключается кабелем непосредственно к Tri Link’у. Датчик влажности – предназначен для измерения относительной влажности воздуха в диапазоне 0 – 100%.
Для эксперимента выбраны необходимые условия замеров: частота (через 20 минут), количество замеров (18).
В ходе эксперимента в закрытом помещении установлено повышение температуры воздуха с 18.024 ºС до 20.546 ºС, а также повышение влажности воздуха с 40.111% до 45.021%.
Нормы СанПиНа: температура воздуха – 18 ºС – 21 ºС;
влажность воздуха – 40-60 %.
Температура воздуха в школьных помещениях должна быть дифференцирована в зависимости от их назначения: максимальна - в классных комнатах, ниже - в коридорах, самая низкая - в спортзале.
Аналогичным способом я измерил температуру и влажность воздуха в спортзале, столовой и коридоре (единовременные замеры)
Помещение | Измерение температуры | Измерение влажности | ||
Допустимые параметры, ºС | Результаты измерений, ºС | Допустимые параметры, % | Результаты измерений, % | |
Коридор | 15-20 | 16,1245 | 40-60 | 42,1544 |
Столовая | 15-17 | 16,9844 | 58,4266 | |
Спортивный зал | 14-17 | 16,0124 | 40,4613 |
Вывод: температура и влажность воздуха в исследуемых помещениях соответствует нормам.
Световой режим
Среди факторов внешней среды, влияющих на организм, свет занимает одно из первых мест. Свет оказывает влияние не только на орган зрения, но и на весь организм в целом.
Многочисленными исследованиями воздействия естественного света на организм человека установлено, что свет влияет на разнообразные физиологические процессы в организме, способствует росту, активизирует процессы обмена веществ, повышает газообмен. Огромно значение света в профилактике зрительного утомления и наиболее распространённых расстройств зрения, в частности близорукости, так как именно в детском возрасте формируется рефракция глаза, влияющая на уровень зрительных функций и зрительную работоспособность. Поэтому в помещениях для детей и подростков должны быть созданы оптимальные условия освещения. Неблагоприятные условия освещения вызывают ухудшение общего самочувствия, понижение физической и умственной работоспособности. Ещё в 1870 году убедительно доказал, что развитие близорукости школьников является следствием систематического напряжения органа зрения при недостаточной освещённости.
Особое гигиеническое значение имеет бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей, входящих в состав спектра солнечного света. Под воздействием ультрафиолетовых лучей задерживается развитие бактерий, а при достаточно длительном воздействии бактерии погибают. Это является важным гигиеническим фактором, способствующим оздоровлению внешней среды.
Особенно велика роль лучистой энергии солнца в формировании растущего организма. Активизируя процессы обмена, она способствует правильному росту и развитию. Ультрафиолетовые лучи, переводя провитамин D, находящийся в коже ребёнка, из недеятельного состояния в деятельное, обеспечивают нормальное костеообразование. Свет оказывает и психологическое воздействие; обилие света создаёт эмоционально-приподнятое, радостное настроение.
Несмотря на то, что оконное стекло в значительной степени задерживает биологически наиболее активные лучи солнечного спектра, тонизирующее и бактерицидное действие солнечных лучей, проникающих в помещения, достаточно велико.
В развитии близорукости существенную роль играет недостаточная освещенность. Доказано, что все зрительные функции (острота зрения, устойчивость видения) резко снижаются при плохой освещенности и повышаются с ее возрастанием. Поэтому необходимо создать максимально благоприятные условия для работы глаза.
Должно быть боковое левое освещение.
На протяжении учебного года естественное освещение является недостаточным. Недостаток света восполняется искусственным освещением, к которому предъявляются следующие гигиенические требования: оно должно быть достаточным по силе, равномерным. Оптимальный световой режим подразумевает рациональное смешанное освещение - сочетание естественного и искусственного освещения. До сих пор бытует мнение, что смешанное освещение оказывает негативное влияние на глаза, но специальные исследования этого не подтверждают. Вреднее выполнять работу при недостаточном естественном освещении. Поэтому нужно включать искусственное освещение, не дожидаясь пока совсем стемнеет.
Для оценки уровня освещенности в классной комнате я использовал датчик освещенности, с помощью которого делал замеры на протяжении учебного дня. Освещенность в классе практически постоянна и составила 306,2467 люкс.
Для убедительности результатов проведенного эксперимента я воспользовался простым, эффективным методом оценки освещенности помещения: поставив книгу с мелким шрифтом на расстояние 50 см, я смог прочитать текст. В таком случае освещенность принято считать нормальной.
Нормы СанПиНа: освещенность в учебных кабинетах должна составлять не менее 300 люкс.
Вывод: световой режим в классной комнате соответствует норме.
III. Заключение
Фундамент здоровья человека закладывается в детском возрасте, в период обучения в школе. Поэтому проведение мероприятий, направленных на сохранение здоровья школьников является важным делом.
В ходе данного исследования мною был проведен анализ санитарно-гигиенического состояния школьного помещения с помощью цифровой лаборатории «Архимед». При проведении исследования я убедился, что цифровая лаборатория обладает большим преимуществом по сравнению с традиционным оборудованием:
· Автоматический сбор данных на протяжении всего эксперимента позволяет сэкономить время на записи
· Результаты эксперимента – наглядны: данные отображаются в виде графика, таблицы, аналогового табло и в цифровом виде
· Программа позволяет вести журнал эксперимента
· Лаборатория обладают мобильностью, что позволяет проводить исследования в «полевых условиях»
· Обладают портативностью
· Удобная обработка результатов
· При наличии веб-камеры можно создать видеозапись эксперимента.
На основании результатов данного исследования можно сделать вывод, что санитарно-гигиеническое состояние школьного помещения (площадь и кубатура помещения на одного учащегося, температурный и световой режим, влажность воздуха) соответствует санитарно-гигиеническим нормам.
Мною исследованы лишь некоторые гигиенические параметры и требования к школьным помещениям. Для поддержания должного воздушно – теплового и светового режима необходимо:
- осуществлять проветривание во время перемен (даже зимой); «сквозное» проветривание, удалив детей из класса
- озеленять классы, с целью очистки воздуха от микробов и пыли
- необходимо чаще проводить влажную уборку, следить за чистотой стен
- своевременно проводить чистку осветительной арматуры светильников
- для максимального использования дневного света следует:
- не расставлять на подоконниках цветы,
- очистку и мытье стекол производить 2 раза в год (осенью и весной)
Самое драгоценное у человека – здоровье и только здоровый человек способен быть настоящим творцом собственной судьбы и судьбы своей страны.
IV. Библиографический список
1.. Материалы санитарно-эпидемиологических правил и нормативов «Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях»
2. Н «Гигиена детей и подростков» Москва, «Медицина» 1980 год
3. «Санитарные правила и нормы в организации деятельности образовательных учреждений» Волгоград: Учитель,2006г.
4. Цифровая лаборатория «Архимед». Методические материалы к цифровой лаборатории по физике.
5. Интернет-ресурсы: *****
http://pedsovet. org
