计算机与环境保护

一、背景资料
资料来源：广州市信息技术教育课程――信息技术（高中）
课本第21页：研究性课题一——信息技术对社会发展的影响
通过对本章的学习，我们已经初步了解了信息以及信息技术的一些基本概念，知道了信息技术对社会发展的巨大影响。但是，事物都具有两重性，有所得必有所失。信息技术的飞速发展对社会有没有负面的影响？请就下面的材料或者你收集到的资料，就信息技术对社会发展的影响、信息技术与环境保护、信息技术与可持续发展等问题谈谈你个人的看法。
材料一：
近年来，广州的一些电脑城、电器商场有许多价格便宜的旧计算机出售。这些大都是发达国家淘汰下来的电子垃圾，通过各种渠道进入我们国家，随着计算机技术的飞速发展，计算机设备更新换代的速度也日新月异，如何处理这些日益增多的电子垃圾？它对我们的环境会造成怎样的影响？
材料二：
据2002年11月27日的《广州日报》综合报道，隶属于美国化学协会的《环境科学与科技》杂志公布了一个这样的公式：
1.68千克燃料 多种化学物质 31.98千克水＝2克微芯片
文章向读者提出了这样一个疑问：“高科技带来的效率是不是免费的午餐？”
在人们的习惯思维里，高科技行业一直被视为“干净、节能”，是取代往昔烟雾腾腾的工厂的理想方向。事实上，高科技产品的生产车间总是一尘不染，类似微芯片之类的产品体积那么小，却能发挥那么重要的作用。然而，微小的体积并不代表其耗费的生产原料少。一名参与相关课题研究的教授指出：“高科技并不是免费的，生产微芯片所耗费的自然资源与其微小的体积存在巨大的反差。”
近年来，关于高科技生产行业工人容易患上癌症等报道相继见诸报端，如果人们从一开始就知道，生产用在我们的移动电话、手提计算机、掌上计算机的微芯片需要耗费惊人的能量，人们还会接受这些产品吗？
补充材料1：废弃计算机污染全球环境
据国外一个关注计算机废弃物问题的组织的报告指出，每个显示器的显像管内含有4～8镑有害物质，电路板中也含有大量的铅，这种物质会破坏人的神经、血液系统以及肾脏；计算机的电池和开关含有铬化物和水银，铬化物会透过皮肤，经细胞渗透，少量便会造成严重过敏，更可能引致哮喘、破坏DNA；水银则会破坏脑部神经。此外，计算机元器件中还含有砷、汞和其它多种有害物质。
如果将废旧计算机丢弃到荒野或垃圾堆填区域，这些重金属就会对地下水引起严重污染。而这些污染会通过不同的途径影响人类，人们饮用地下水或食用受污染的动植物，甚至直接吸入汽化的重金属后，这些重金属积聚在人体之内，假以时日便会使人中毒。可见，废旧计算机严重污染了地球的生态环境。　
由于计算机垃圾已被列为有毒废料，所以不可以草率埋掉或者烧掉。由于涉及大量有毒废料，旧计算机的处理和回收就成为一项极为复杂的高成本行当，也成为一道世界性的难题。
电子垃圾已被认为是世界上增长最快的垃圾，衍生出极其严峻的环保浩劫。近年来，如何处理报废计算机成为众多发达国家的环保噩梦，一些国家甚至不顾道义，将文明社会的有毒垃圾千方百计出口到发展中国家，我国就是受害国之一。
而现在，一种全新的应用处理有可能改变一切。最近，日本私立大叶大学环境工程系公布研究成果指出，可以将废计算机外壳与内部塑料材质进行还原，液体可以分馏成为20％到25%的汽油与6%到10%的柴油与燃料油等，固体可作为沥青材料或成为活性炭原料，活性炭原料可以应用在电子工业、口罩等。
大叶大学环工系主任吴照雄指出，日本每年超过80万部的废计算机处理起来是个大问题，而每一部计算机就有3公斤的ABS塑料材质，而以ABS塑料材质还原的石油，纯度比其它如PVC等塑料材质更高，还原率也更多。通过高温、裂解汽化、冷却凝缩等程序后，就可以产生液体的粗裂解油与瓦斯、炭渣，而粗裂解油可以再分馏成为燃料油、柴油与汽油，这项研发计划花了约三年，超过500万元经费，希望未来量产能够降低成本。
大叶大学表示，这项研发有助于废弃物质再利用，而且能减轻焚化炉负担、减少二次公害与生态环境的破坏，加上石油总有枯竭的一天，如果未来能够用这项技朮量产石油，就可以解决石油危机或短缺问题。
因此，进行废信息物品的回收，可延长有用物品的生命周期，使资源得到最有效的运用，为社会许一个美好的绿色蓝图。
补充材料2： 美国 IT 业的环保问题
IT业宣称在为人类造福的同时，也不同程度地带来了一系列环保问题:电脑芯片的制作过程要使用上百种化学药剂，其中不乏对人体健康的有害物，耗用水量巨大，并对水源和空气造成污染。
影响健康的职业
1998年8月号的《华尔街》杂志一篇文章，揭露了美国国家半导体公司设在苏格兰格林挪克工厂的状况，据该厂芯片流水线上工作的身着兔服的工人反映，他们的鼻腔经常出血，用于更衣的清洁室内经常弥漫着令人作呕的化学气味，他们中有多人患上癌症和不孕症。迄今已经有七十多名女工对国家半导体公司起诉。IBM及其化工用品供应商曾遭到一系列诉讼，有上百名工人及家属控告IBM的多家芯片装配厂内所用的化学品对他们的身体造成痼疾。芯片工人常穿的“兔服”在设计时总是千方百计地设法阻止头皮屑和毛发落到芯片上，而对人体健康保护则无所顾及。
硅芯片厂商们使用的化学剂有500到1000种，像砷可以使芯片具有更好的信号传送性能，却是公认的致癌物，还有乙二醇乙醚，曾在美国一些大的芯片厂内滥用并导致40％的工人患有不育症，如今已不常用了。还有更多的新的化学物被用于IT制造业，其研究报告尚未出来，它们对工人的健康有多大威胁谁也说不清楚。
无形扩散的污染
IT厂房内的化学物不仅威胁着工人的健康，而且还不断地扩散到环境中。1981年，硅谷Fairchild半导体工厂的地下储液舱发生溶剂泄漏并渗进饮用水中。后来硅谷建立起18个储液站，如今已增至29个，其中有80％供应高科技业。
硅芯片生产耗水量很高。Intel设在新墨西哥州Rio Rancho市的芯片厂日用水量达400万加仑，用过的废水直接排放到该市水处理站或下水道中，它们用过的水很多被认为是清洁可用的，但是否真如有人担心的那样：会破坏水中微生物并祸及人类，就不得而知了。据美官方一份报告披露，位于华盛顿州Puyallup地区的半导体厂Matsushita在1994年时被指控向Puyallup河排放了过量污染水，被课以37500美元的罚金。
据Recycling Today杂志介绍，美国每年废弃的电脑大约有150万台，给环境带来沉重负担，同时亦是一种资源浪费。该杂志呼吁用户们要给旧电脑以第二次生命，并提出了各种方案：(1)将旧电脑作为家庭网的服务器使用，或无偿捐给中小学和穷人家庭。(2)旧物新用。据悉，施乐和HP公司有意推出旧墨盒的“以旧换新”业务。美国用户可以将过时的软盘寄往Floppies for kiddies机构，它可以让5英寸软盘重新获得使用。(3)购买电脑前须考虑“绿色”功能。节电意味着可减少排放到空气中的SO2、NO2、CO2等化学污染物。(4)IT业常鼓吹“无纸办公”，但真实情形如何呢?据EPA(美国环保署) 1998年统计，1997年比上一年的用纸量反而增多420万吨。其实，无论家庭或办公室都不难找出节省用纸的可行办法：比如不打印无用页(如打印作业每页都有的封页)、打印纸背面也可用，把用过的打印纸放在循环箱而不是废纸篓或者将文档通过网络发送过去而不必打印出来。能否冷静看待IT业?
用于清理有毒废液的费用是昂贵的。为此，IBM等一些大公司已在寻找一种从开始就减少废物排放的生产工艺；一些厂商也在设法使用循环类化学溶剂，比如用硝化甘油去替代某些有毒化学剂，并有专门的系统监控环境清洁度。过去，一些IT工厂常用于清洗电路板的化学物CFS(chloro fluoro carbon)，由于会破坏臭氧层，在1995年后多数已改用脂肪酸盐水了。
高科技业对于资源的损耗也相当惊人。如今，美国境内的900家工厂的芯片年产量为2200亿片，据美国半导体工业协会统计，1999年全球芯片销售额是1494亿美元，估计2001年时会增长40％，为此，美国厂商打算在境外开设上百家新厂。
美国政府对IT业的态度可谓“宠爱有余，严厉不足”。1999年8月一份报告中称IT业使美国经济发展巨大，达到30％的年增率，高技术为美国带来的是摇钱树、高就业、国家的强盛和荣耀。赞美还来不及，怎么会指责?据硅谷一家媒体透露，菲尼克斯城为了吸引日本半导体公司Sumitomo Sitix投资建厂，提供了减税80％并投资550万美元建立水过滤系统；虽然这个沙漠之城多年来饱尝水资源贫乏的困苦，却依然渴盼Sumitomo，这位每天会夺去他们240万加仑饮用水的“救世主”。无论是一个城市，还是一个州，甚至一个国家，与环保问题相比，显然更喜欢选择经济发展。
二、学习目的
正如材料中所指出的“事物都具有两重性，有所得必有所失”。信息技术的飞速发展对社会的发展既有积极的促进作用，但也存在着负面的影响。而这些，是不少学生在学习的过程中所忽略的。其中，计算机与环境保护，两者更是关系密切。一但处理不当，轻则影响人类身体健康，严重则会危害整个社会环境。因此，本主题就是要求学生在学习信息技术的同时，也要考虑和研究与环境保护息息相关的两个问题：
1.计算机对我们的环境会造成怎样的影响？
2.在计算机普及应用中怎样做好环境保护工作？
三、教学指引
对于这一主题内容，我们可根据高中信息技术课的学习内容及课时安排，还有高中学生的认知与学习能力，分阶段地布置学生进行学习。
第一阶段：认识与讨论
学习方式：阅读材料，并提出问题进行讨论
学习时间：1课时（安排在《信息技术》第二章学习完成后进行）
学习对象: 全体学生
准备工作：（由任教老师完成）
制作一个本主题网站，结构应包括四个基本模块：
1.资料介绍，主要是包括上述背景材料中包括的内容。
2.问卷调查，用于调查学生对计算机与环境保护的认识水平
3.留言板或论坛，给学生对计算机与环境保护问题进行畅所欲言的场所。
4.文章发布：用于第二阶段，让学生上传、发布学习总结、论文及研究成果。
步骤安排：
1.阅读材料：时间安排约为10分钟。
2.思考讨论：时间安排约为20分钟。
3.问题调查：“计算机与环境保护”（10分钟）
①你家里有计算机吗？
A.有　　B.没有
②你家里有淘汰的计算机吗？
A.有　　B.没有
③你如何处理要淘汰的计算机？
A.送给别人　B.丢弃到垃圾站　C.卖给旧货收买者
④你知道计算机哪些人类容易接触的部件会对人体有害吗？
　A.显示器　B.键盘　C.电源　D.机箱　E.鼠标
⑤在阅读材料之前，你知道废弃的电脑怎样污染环境吗？
　A.知道　　B.模糊　C.不知道
⑥在阅读材料之前，你知道电脑芯片的制作过程会导致用水量巨大，并对水源和空气造成污染吗？
　A.知道　　B.模糊　C.不知道
⑦现在，社会呼吸“绿色”，IT业也提倡“绿色电脑”，你认为以下标准中哪些是符合“绿色”概念的：
A.节约能源，耗电量是普通电脑的五分之一到二十分之一。
B.低污染，用无污染材料代替有害材料，减少或根除对环境有害物质的排放量。同时采用新材料，降低打印的噪声和电脑的电离辐射等。
C.可回收，采用可回收材料，使电脑本身的材料、包装材料、镭射打印机的色匣以及大量的纸张可以回收或易于销毁。
D.符合人体工学，主机、显示器、键盘等造型设计更加符合人类的生活习惯，更加舒适、美观，降低人们由于长期在屏幕前工作所造成的视力、手腕伤害和下肢酸痛等，提高工作效率。
⑧通过阅读资料2，假如你是一个城市或区域或国家的负责人，你如何对待经济发展与环保的关系：
A.先发展经济，再考虑环保
B.先考虑环保，再发展经济
C.在发展经济同时兼顾环保
D.实际情况实际处理
◆本阶段内容的处理方式：
建议在计算机室中进行，以浏览网页方式进行阅读，运用网站常见的问卷调查系统进行问卷调查，以便于能及时把调查结果反馈给学生。至于讨论部分，可采取多种形式：
形式1：学生进行分组讨论，再把讨论的结果输入到网站的留言板上或选出代表发言；
形式2：全班学生通过论坛方式进行讨论，然后再由老师进行归纳；
（如没有相应的网络环境，可采取印发材料给学生阅读及填写的方法）。
第二阶段：进行研究性学习
学习方式：与高中研究性课程结合，以“计算机与环境保护”为主题进行研究性学习
学习时间：研究性课程开展期间
学习对象：原则上是部分学生，有条件可适用于全体学生
使用工具：互联网搜索引擎、电子邮件、第一阶段所建立的主题网站
研究指引：
人类文明的发展似乎有着不可抗拒的力量，人类的生存环境面临着社会发展与环境保护之间的一种矛盾，计算机对于人们的社会生活与环境利弊同在，指导老师应引导学生从充分认识计算机与环境保护的关系入手，寻求在不牺牲人类生存环境的前提下，创造、使用和发展计算机的方法。并可引导学生从以下三个方面去进行分析、研究：
1.计算机促进了环境保护；
2.计算机对环境的负面影响；
3.计算机与环境保护
研究安排：
1.资料搜集阶段（对象：全体学生）
在这一阶段，教师可结合普及互联网应用（如搜索引擎的使用）教学的信息技术课来进行。在课堂上布置学生分组进行工作（教师可根据各班学生的人数及能力来进行具体地分组分工）：
①根据上述三个方面，分组运用搜索引擎进行资料搜集。在搜集过程中，要求学生能用电子邮件的方式把所搜集的资料发到本人及本组成员的电子邮箱中。
要求学生信息技术的学习水平要求：
科学运用搜索引擎进行资料搜集，熟练掌握电子邮件的收发方法。
②要求每个小组以POWERPOINT为组织工具，把搜集到的信息进行整理、汇聚。这一步骤的目的是培养学生整理、加工信息的能力，并且让没有学习过POWERPOINT的学生通过这一过程能掌握这一软件的使用，而学习过的学生则可以加以巩固，并学以致用。而在整理信息的同时，自然加深学生对环保的认识。
要求学生信息技术的学习水平要求：
能熟练运用电子幻灯片软件POWERPOINT进行资料编辑。
③每个小组把整理后的资料（POWERPOINT文件）以小组为单位上传到主题网站中。
2.归纳、分析、成果发布阶段（对象：部分学生）
本阶段主要是让部分选择了“计算机与环境保护”为研究课题的学生在研究性课程开展的时间进行。并要求这部分学生用网站的方式把自己的研究成果进行整理、加工，并最终发布。从而使让学生既能掌握网站制作方法，学以致用，又能提出自己对这一环保问题的意见与见解。
要求学生信息技术的学习水平要求：
能熟练运用网站制作软件FRONTPAGE制作网站。
第三阶段：制作宣传资料
学习方式：以“计算机与环境保护”为主题制作FLASH或PHOTOSHOP作品。
学习时间：高一上学期及高二下学期（结合FLASH及PHOTOSHOP教学）
学习对象: 全体学生
目的安排：
前面的阅读讨论或研究性学习，都只是让学生在理论上了解到环境保护的重要性和计算机对其的影响。而在高中阶段的信息技术课教学，我们可结合动画制作软件FLASH与图象处理软件PHOTOSHOP的学习，让学生通过欣赏、制作以环保为主题的作品等方式来达到直观、生动地认识环保重要性的目的。并可充分发挥及培养学生的想象力、创造性和动手能力。处理安排如下：
1.欣赏及评析以环保为主题的作品；
通过对作品的欣赏及评析，使学生直观、生动地加深对环保的认识，并激发起学习制作环保宣传作品的兴趣。
2.作品制作教学
在整个教学过程中（包括FLASH及PHOTOSHOP），渗透环保题材。对应每一个新知识，均可结合环保题材来制作范例。可以是美丽的风景图片，也可以是揭露破坏环境行为的图片。甚至可以是环保宣传标语的设计或关于环保的故事动画。
3.学生完成作品制作
在学习完毕后，要求每个学生完成一个环保题材的作品。并可以班为单位作品汇兑制作成成果展示网站，让同学们一起的评比、打分。充分地把作品评价与环保宣传结合起来，一举两得。