曹豐錦

(重慶市永川區(qū)教育科學(xué)研究所 重慶 402160)

1 保護(hù)“綠水青山”的社會和物理責(zé)任

“綠水青山”是每個公民的追求．高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)在核心素養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”中指出：在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)、認(rèn)識科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成保護(hù)環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感[1]．因此物理教師在教學(xué)過程中，應(yīng)滲透影響“綠水青山”的物理學(xué)原理，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)知識來認(rèn)識人與自然的關(guān)系，讓學(xué)生意識到保護(hù)“綠水青山”的重要性、嚴(yán)峻性和迫切性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)．

2 影響“綠水青山”的物理學(xué)原理

2.1 影響“綠水青山”的能量耗散原理

(1)物理知識：能量守恒定律、熱力學(xué)第二定律、熵

高中物理教材“能源和可持續(xù)發(fā)展”一節(jié)指出自然界的能量雖然是守恒的，但根據(jù)熱力學(xué)第二定律，其他能量轉(zhuǎn)化成周圍環(huán)境的內(nèi)能后，無法再將內(nèi)能收集以重新利用，即能量耗散，也即能量在數(shù)量上雖未減少，但可利用的品質(zhì)降低了，會使熵增加．在熵增加的過程中要產(chǎn)生廢氣、廢水和廢渣，當(dāng)大自然無法完全消除這些有害物質(zhì)時，環(huán)境就會惡化，霧霾等污染就會長期停留在城市上空及周圍．如1952年12月，英國倫敦發(fā)生了震驚世界的煙霧事件：一場持續(xù)5天的煙霧奪走了4 000多人的生命[2]．在能源使用過程中還會產(chǎn)生溫室效應(yīng)和熱島效應(yīng)，這些效應(yīng)會使森林、濕地和凍土受到破壞，導(dǎo)致生物物種滅絕，將使“綠水青山”遭到破壞．

(2)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)

目前，空氣污染物中約71%來自交通[3]，因此在教學(xué)中應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的“綠色”意識，讓學(xué)生用所學(xué)物理知識解釋并普及和宣傳“綠色”理念，如向公眾普及凈化煤灰和廢氣的靜電除塵原理，倡導(dǎo)全社會大力發(fā)展“綠色”汽車比如電動汽車等，提倡綠色出行如步行、騎自行車、乘坐公交車等．同時，教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)做好示范作用，注意回收實(shí)驗(yàn)中的廢舊物，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生習(xí)慣．還可讓學(xué)生進(jìn)行課題研究“生活中的垃圾處理調(diào)查及建議”，通過課題與實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的“綠水青山”意識．

2.2 影響“綠水青山”的放射性原理

(1)物理知識：衰變、裂變、聚變、半衰期

現(xiàn)代人的家居裝飾材料中不同程度地存在著放射性物質(zhì)．放射性物質(zhì)中的元素衰變時會放出α，β和γ射線，α射線具有很強(qiáng)的電離作用，最容易造成動植物細(xì)胞的損傷；γ射線波長短，頻率高，能量大，穿透力強(qiáng)，對動植物的破壞性也強(qiáng)．大氣、土壤和水源一旦受到放射性污染就會對環(huán)境產(chǎn)生破壞作用，從而破壞綠水青山．

某些國家進(jìn)行核試驗(yàn)時，排入大氣中的放射性物質(zhì)會飄散到地球上空，然后降落到本國及相鄰國家與地區(qū)地表．核試驗(yàn)中的裂變武器所用放射性物質(zhì)大多是重核，半衰期很長，衰變需上百年甚至上萬年，對全世界“綠水青山”的破壞是永久性的．比如1945年美國在日本的廣島和長崎投放的兩顆原子彈，除讓成千上萬人飽受放射性疾病的折磨甚至死亡外，還讓兩地草木森林大面積枯萎．

(2)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)

物理教師應(yīng)讓學(xué)生了解《中華人民共和國放射性污染防治法》并向身邊人員宣傳，對公眾普及放射性的有關(guān)物理知識，如了解有效輻射劑量的概念：放射性輻射傳遞給吸收輻射物體的能量稱為輻射量，單位是希沃特(Sv)，0.1 Sv以上的輻射劑量便可以致癌[4]．鼓勵學(xué)生對市場裝飾材料的有效輻射劑量進(jìn)行調(diào)查和檢測，對放射性廢物的處理情況進(jìn)行跟蹤了解，將調(diào)查結(jié)果送與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門參考．在國際上，反對國與國之間進(jìn)行核競賽，呼吁擁核國家永遠(yuǎn)不使用核武器，追求與向往人類的永久和平，讓“綠水青山”地球成為人類的樂園．

2.3 影響“綠水青山”的電磁學(xué)原理

(1)物理知識：電磁場、電磁波、電場力、電阻率、共振、電磁屏蔽

由麥克斯韋的電磁場理論可知，周期性變化的電磁場互相交替產(chǎn)生，向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波，而電磁波向周圍空間發(fā)射便產(chǎn)生電磁輻射．電磁污染即電子電氣設(shè)備在工作過程中產(chǎn)生電磁輻射時，電磁場的強(qiáng)度達(dá)到一定量后造成環(huán)境的污染現(xiàn)象．發(fā)射塔、高壓線、變壓器、發(fā)電廠、微波爐、電視廣播發(fā)射機(jī)等人為電磁污染源的電磁場，能讓生物分子中正負(fù)電荷受電場力作用分離而往復(fù)運(yùn)動甚至共振，從而產(chǎn)生熱效應(yīng)影響生物體機(jī)能；還可以改變?nèi)撕蛣游矬w內(nèi)電阻率，影響健康甚至導(dǎo)致動物物種滅絕，最終破壞“綠水青山”．

(2)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)

引導(dǎo)學(xué)生將電磁學(xué)知識利用在生活中：比如學(xué)校計(jì)算機(jī)房經(jīng)常通風(fēng)對降低電磁輻射的幫助，又比如推薦兒童使用兒童蚊帳等屏蔽電磁輻射，或倡導(dǎo)在居民小區(qū)變壓器附近增設(shè)電磁屏蔽裝置，使電磁輻射被盡可能屏蔽而降低電磁污染程度．同時培養(yǎng)學(xué)生主人翁責(zé)任感，向本地相關(guān)部門合理建議：科學(xué)布局具有強(qiáng)電磁輻射的工廠，使電磁污染源分散和遠(yuǎn)離居民生活區(qū)，或更新強(qiáng)電磁污染電氣設(shè)備，在強(qiáng)電磁場區(qū)域增加電磁輻射吸性材料或裝置等．

2.4 影響“綠水青山”的光學(xué)與聲學(xué)原理

(1)物理知識：鏡面反射、機(jī)械振動、機(jī)械波、衍射

由光學(xué)知識可知，光照射到平整的表面會產(chǎn)生鏡面反射．城市高樓大廈的玻璃、磚墻、大理石和各種裝飾材料等容易發(fā)生鏡面反射從而形成光污染．建筑物玻璃的反射光匯聚在一起形成強(qiáng)光，除影響人的視覺外，還容易讓所在城市溫度升高，甚至引發(fā)火災(zāi)，讓綠水青山遭到破壞，影響生態(tài)環(huán)境．

城市除光污染外，還普遍存在噪聲污染．由機(jī)械振動知識可知，聲源的振動在介質(zhì)中傳播形成聲波，由于聲波的波長較長，容易發(fā)生衍射，所以傳播范圍較遠(yuǎn)，更因很多城市的噪聲是聲源無規(guī)則振動形成，它的音波波形不規(guī)則，聽起來感到更刺耳，對周圍環(huán)境及人產(chǎn)生不利影響而形成噪聲污染．高分貝的噪聲不但影響人與動物的聽力，還能引起人和動物病變甚至死亡，同理能讓植物生長緩慢或停止，重者會導(dǎo)致植物死亡．

(2)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)培養(yǎng)

教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生觀察和分析環(huán)境問題，讓學(xué)生在社會調(diào)查中獲得真知，用所學(xué)的物理知識去解決污染問題．指導(dǎo)學(xué)生共同出謀劃策為家鄉(xiāng)“綠水青山”建言，比如建議政府合理布置城市路邊照明光源、加強(qiáng)對光污染的管理、科學(xué)規(guī)劃建筑墻面裝飾材料、限制使用反射系數(shù)較大的裝飾材料等，又比如對建筑噪聲、工業(yè)噪聲等的控制和管理．同時學(xué)生聯(lián)合帶頭動手，在小區(qū)周圍栽樹種花，綠色植物不但可以改善和調(diào)節(jié)建筑物鏡面反射所帶來的光污染，還可吸收聲波降低噪聲分貝等等．

3 總結(jié)

“綠水青山”除涉及物理知識外，還涉及化學(xué)、生物、地理等學(xué)科知識，這就需要所有學(xué)科教師共同努力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)，讓 “綠水青山”與人類永相伴，使我們的山更青、水更綠、生活更美好．