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当光辐射增至一定量时,就会对环境及人体健康产生不良影响,这就是光污染。在家里,雪白的墙面、过于光亮的釉面墙砖、磨光的大理石、白亮的日光灯、墙上装饰的明晃晃的镜面、闪烁的电视屏幕,甚至翻阅杂志时反光的铜版纸,都是被忽视的光污染;办公室里的电脑屏幕,夜班时通宵不灭的灯光,酒吧里旋转的彩光灯也是光污染;白天大街上熠熠闪光的大楼玻璃幕墙,夜晚闪烁的霓虹灯、商场招牌、灯光广告,以及它们所营造的人工白昼,都是光污染。
2001年,美国一份调查报告显示:全球约有2/3的人生活在光污染中。而且,人为光造成的污染逐年增加。美国得克萨斯大学健康科学中心内分泌学家拉塞尔・雷特博士甚至说:“灯光是一种。滥用灯光,就是危害健康。”
“光”影响睡眠、视力和性发育
当你被玻璃幕墙反射的光刺得睁不开眼时,你还可以本能地抬手遮眼或逃避光芒,但有些光污染及其危害,或许你毫无意识。近年来因光污染引发的纠纷逐年增多,它对健康的影响不得不引起我们的重视。
导致白内障。
据调查研究表明,两岁前夜晚开灯睡觉的孩子,近视率约为55%;而熄灯睡觉的孩子,近视率仅10%左右。光污染导致的恶劣视觉环境被认为是近视高发的重要因素。更有研究表明,长时间在白色光亮污染环境下工作和生活,白内障的发病率高达45%。北京协和医院眼科主任医师李莹告诉记者,若长时间处于强光或彩光环境,眼睛晶体功能将受影响,损伤后就可能导致白内障。因此,遇到强光时一定要避免肉眼直视。
导致心烦、焦虑、无法睡眠。
家住上海市中心南京西路的李女士被附近高楼大厦通宵闪烁的霓虹灯搅得不得不找睡眠专家。“开始是睡不沉,接着是无法入睡,后来甚至一到晚上就害怕、心烦、焦虑。”睡眠专家、上海中医失眠症医疗协作中心副主任施明表示,人睡觉时眼睛虽是闭着的,但亮光依然会穿过眼皮,影响睡眠。据他临床统计,约有5%~6%的失眠因噪音、光线等环境因素引起,其中光线约占10%。“一旦失眠,人体得不到充分休息,又将引发更深层面的健康问题。”
影响激素分泌,甚至导致儿童性早熟。
拉塞尔・雷特博士发现,夜间照在视网膜上的灯光,会减少褪黑激素生成,而这种激素正是调节昼夜节律的重要物质。光掠夺了黑夜,打乱了激素分泌节律,可能导致正常周期失衡。北京协和医院内分泌科教授伍学焱表示,如果儿童受到过多的光线照射,褪黑激素的分泌将减少,从而导致性早熟或生殖器过度发育。其他激素的分泌也有生理节律,如雄激素早上七八点时达到最高点,灯光会对此产生影响。光污染还会影响人的心情。这又会间接影响激素分泌。
让人变得抑郁。
美国俄亥俄州立大学的兰迪・纳尔逊教授1月21日在美国神经科科学年会上表示:夜间过多接触光线可能导致抑郁。中国环境科学研究院环境污染与健康研究室副教授聂静也表示,光污染会导致头昏心烦、情绪低落、身体乏力等类似神经衰弱的症状。
对于夜间工作或长期有夜生活的人来说,受光污染的伤害更大。2001年美国《国家癌症研究所学报》刊登的研究显示:女性上夜班时间越长,患乳腺癌的几率越大。聂静也告诉记者,长期受歌舞厅中的彩光照射,其紫外线会诱发流鼻血、牙齿脱落、白内障,甚至导致白血病和其他癌变。彩色光源不仅对眼睛不利,而且干扰大脑中枢神经,让人出现恶心、呕吐、失眠、注意力不集中、低下等症状。
尽量少在墙上装镜子
专家建议,以下几种方法可以消除光污染的危害:
室内灯光很讲究。
应尽量避免五颜六色的旋转彩灯。从颜色上讲,客厅、书房、厨房中,起主要照明作用的大灯最好选择冷色调,也就是可以发出白光的灯;而卧室、卫生间、阳台宜采用发黄光的暖色光源。局部照明时,应用遮光性好的台灯,以阻挡这类光源所含的较多红外线辐射。尽量少在墙上装镜子、玻璃等饰品。不管办公室还是家里,尽量用白炽灯而不是日光灯,后者的紫外线和蓝光会对皮肤及视网膜造成伤害。
装修宜用亚光砖。
办公室和家中的地面,如果用抛光砖,光反射系数会升至90%,造成光污染,如用亚光砖则不会。如果已经使用了抛光砖,就不要用度数过大的灯直射地面,应尽量开小灯。家中书房和儿童房,应尽量用木地板代替瓷砖。不管是居室还是办公场所,墙面涂料最好以米黄、浅蓝等浅色为主,过于刺眼的白色反光强烈,最好不用。
选用遮光效果好的窗帘。
1.作业设置的层次性
应试教育的观念应该摒弃,但扎扎实实的基础知识练习不能丢弃,有关物理知识和技能的形成,还是需要一定的练习作保障。为了使学生乐于做题并做有所得,我在设置课后的即时性作业时,改变以往硬性规定、呆板单一的做法,将作业分为“必做作业”和“自主作业”两个层次。“必做作业”一般为基础题,主要用于基础知识和基本技能的训练,一般每个同学都基本能够完成,所以要求每个同学必须完成。“自主作业”则是课堂相关知识的拓展延伸题或创新题,每个同学可视自己的学习基础量力而为,自主选择是否完成或者完成多少。例如:学完《声的利用》后,除布置同步练习册上的“必做作业”外,还布置了三道“自主作业”让学生自由选做:①结合学习内容自编一道与声现象有关的题目,题型不限。②写一则有关声现象的异想天开小设想。③学生与学生之间的互相出题(可以从其他参考书上找题),互相检查批改。学生可根据自己的喜好选做其中的一题。这样,既给学生选择的余地,又给学生提供了实践的空间。实践证明,学生对“自主作业”非常感兴趣,乐此不疲。其中个别学生编出的题目水平较高,更多的学生写出的《噪声红绿灯》、《噪声吸尘器》、《声能电池》、《治病一测知》等小设想充满了创新火花。为了保护学生的学习热情,我将其中几篇推荐到《物理教学探讨》、《少年电世界》等杂志和《深圳商报》上发表了,学生看到自己的劳动变成了铅字成果,其喜悦之情不言而喻。学生完成这类作业时,可以根据自己的实际有所选择,不再感到单调枯燥,从而满足了不同层次学生发展的需求。这样的作业不仅延伸了课堂训练目标,激发了学生探索欲望,扩大了视野,更重要的是做作业不再成为负担,而是一种乐趣了。
2.作业设置的多样性
为了开阔学生的视野,拓宽学生的知识面,增强学生的各种能力,我还遵循自主性、扩展性、开放性的原则,作为课后即时性作业的补充,设置了长期性作业,这种作业不要求当天完成,可以让他们周末和家长一起完成,也可以给他们一周、一个月甚至一学期的时间去完成。长期性作业包括以下几种类型:
①观察查阅题
如学完《杠杆》后,我让学生回家观察家里哪些物品利用了杠杆原理,学生很快找出筷子、扫帚、抽水马桶、水龙头、垃圾桶、剪刀、指甲刀、开瓶等很多物品。又如学完《光现象》后,我布置了“寻找有趣的光现象”的作业,学生一口气从网上找到了“单面反光镜”、“天空的颜色”、“绿色的太阳”、“红色的月亮”、“海市蜃楼的成因”等资料。此外,学生在学习其它章节时,还收集到助听器的有关资料、汽车中的光学知识、自行车上的力学知识等。新课程将学生的学习向生活、社会等广阔时空进行开放,使学生作业的天地更为广阔。
②动手实践型
现在不少学生动手能力很差,一些简单的常用工具不会使用,要弄断一根铁丝,不会用钳子,拧紧一个螺丝,不知道向哪个方向拧,甚至闹出连接导线,塑料皮没剥就连在一起的笑话。现代人要适应飞速发展的社会,要增强生存能力,必须学会动脑动手。新课程每一章都有大量的动手实验和动手探究的素材,这些内容不可能都放到课堂上完成,于是就成了长期性题的一个组成部分。每学完一部分内容,就布置一些相关内容的小实验和小制作给学生去实践,同时也鼓励他们自己根据的兴趣做别的小实验和小制作。例如:小孔成像、切不断的光线、神奇储钱罐、蒸汽风车、走马灯等。动手实践题还包括办物理小报、物理小实验、自己制作电器使用常识手册、自己制作物理应用知识的幻灯片或网页、举办物理知识(如“安全用电”)图片展等。这些别开生面作业激发着学生积极的情感、态度和价值观,每次作业都成为学生成长的一个生长点和履历,学生在生成问题、解决问题的探索中成长,在知识的与能力的不断互动中成长。
③研究性学习型
注重科学技术与社会的关系,是世界科学教育的一个大趋势。在学完新课后,我都让学生自主选择“最愿意探究的问题”,小组合作,走出校门,走进社会,带着介绍信到环保局、社区、街道等地方访问、调查、拍照,带着问题上网查阅资料、收集数据,写出调查报告。结果,光污染调查组的同学弄懂了人工白昼、彩光对人产生污染的原理;家庭污染调查组的同学写出了《家庭现代科技产品的潜在污染调查》;水污染调查组的同学写了《从洗车中思考节水》的调查报告;交通情况调查组的同学写出了《深圳市中学生遵守交通规则情况调查》;纸张调查组的同学写出了《草稿纸的浪费现象与思考》和《旧课本回收利用的可行性探讨》,这些作业在参加区、市、省青少年创新活动中都获得了奖项。还有很多学生写出了不少奇思妙想和创新设计方案。这些作业打破了学科间的界限,立足于“生活处处皆学问”的大课堂观念,具有鲜明的价值追求和理想愿望,这种作业成为了学生的一种生活过程和生活方式。这种作业记载着同学们开展探究活动、体验幸福和快乐的足迹,是新课程下的物理特色作业。
④超前预习型
1用丰富的课程资源养学生的学习兴趣
1.1用榜样的力量培养学生的学习兴趣
依据学生喜欢崇拜偶像的心理特点,笔者在教学中投其所好.根据教学内容的需要,给他们讲述比较熟悉的科学家故事,把他们变成学生热爱的偶像.如牛顿是举世公认的伟大科学家,介绍牛顿的生平及其科学研究历程,从而消除了科学研究的神秘感,拉近了科学家与学生的距离,激励他们把对科学家的崇拜转化为刻苦学习的动力从而激发他们的学习兴趣.
1.2用物理学史培养学生的学习兴趣
物理学史是研究物理学发展的科学,它是物理科学体系中重要的组成部分.在物理课堂教学过程中,众多物理学史料都是很丰富的教育素材,它能将知识的传授与兴趣的培养有机地结合.例如;“牛顿由苹果落地联想到万有引力”引入重力; “阿基米德在盆中洗澡顿悟浮体规律” 引入浮力;富兰克林冒生命危险做“风筝实验”引入摩擦起电; 帕斯卡“木桶实验”引入液体的压强;瓦特“壶盖的故事”引入蒸汽机和热机,这些科学家的故事对学生有特殊感染力,同时可以让学生进行换位思考,假如是你:“你会想到什么?”这样就在物理现象与学生学习兴趣之间连通一根思维的导线,对培养学生的学习兴趣、学困生的激励都有重要意义.
2创设问题情景培养学生的学习兴趣
2.1利用演示实验创设问题情景
物理学是一门以实验为基础的科学.通过做一些奇特、新颖、有趣的演示实验,往往能顺应学生好奇、好动、好玩、好胜的心理特点,刺激学生的感官,激发学生的学习兴趣.例如讲《热传递》时,演示“开水煮活鱼而鱼不死”;讲述《大气压强》时可以做“瓶吞鸡蛋”、“覆杯实验”,这些实验现象使学生迷惑不解,“鱼为什么会煮不死”,“瓶口小,鸡蛋怎么会进去呢?水为什么不会流出来呢?”就会在学生头脑中形成认知冲突,从而产生强烈的学习兴趣和求知欲望.
2.2利用多媒体创设问题情景
现代多媒体教育技术集文字、图像、声音、动画于一体,具有新颖性、趣味性、科学性,能使学生转入乐学、易学 ,变“要我学”为“我要学”.如在讲《光沿直线传播》用动画演示日全食、日环食的形成过程,让学生更加直观地观察、思考,达到还原完整的物理情景;如讲《声现象》时,采用多媒体放出各种各样的声音,一下子把学生吸引住了,他们都纷纷聆听,然后自主思索:声音是怎样发出的?为什么每个人的音色不一样?自然而然地想知道为什么?这样不用教师讲,他们就自主地互相去阅读、探索答案,从而获得新知识,激发学生的学习兴趣.
3运用简洁、幽默生动的教学语言培养学生的学习兴趣
教学既是一门科学,又是一门艺术.物理教学语言尽量做到生动、形象、幽默、准确、清晰、简洁、有趣.在培养学生兴趣的教学中,简洁、幽默的语言能起到“催化剂”的作用.当学生疲倦时,幽默的语言可以使学生精神振奋,消除身心疲劳、减轻压力.例如,讲解照相机成像原理时,笔者给学生讲了一个照相的笑话:某君照相时头顶地、脚朝天,问他为何如此照相,答曰:照相机只能成倒立的像.学生听后发出阵阵笑声,牢牢地印在脑海中.恰当的比喻,和引入一些成语、古诗词、谚语,使教学语言更加形象 生动,往往会起到“添加剂”的作用.如讲力的合成、电阻的串联的关系时可以类比两张5元钱换一张10元钱;学习了光的折射以后,可以让学生解释唐诗“大漠孤烟直,长河落日圆”;还可将所学内容引导学生共同编成便于诵读、易于上口、简洁生动的口语或韵句.如平面镜成像特点可归纳为“等大、等距、垂直、虚像”;又如在凸透镜成像中,当成实像时,像和物的移动方向一致,像距和像的大小变化也一致,我们就可概括为“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;虚像同侧正,实像异侧倒;物远像变小,像随物儿跑.”这样学生既好记忆又好理解,让他们想忘记都难.这样更能使枯燥的物理知识变得更加通俗、易懂、有趣.
当前,我国的基础教育已进入到全面推进素质教育的新阶段,素质教育,是以全面提高人的基本素质为根本目的,以尊重人的主体性和主动精神,注重开发人的智慧潜能,注重形成人的健全个性为根本特征的教育,然而,现行教育中仍存在种种问题:教育理念滞后、固有的知识本位、学科本位问题没有得到根本的转变;课程结构单一,学科体系相对封闭;学生死记硬背、题海训练的状况普遍存在;课程评价过于强调学生成绩和甄别、选拔的功能;课程管理过多地强调统一等等,2009年11月新任教育部长袁贵仁关注到网民对教育的“五大期盼”中排在第一位的是“减少学生的作业负担,实现素质教育问题”。
生态原本是生物学的概念,教育生态学就是研究教育与周围的生态环境(包括自然的、社会的、规范的、生理的、心理的)之间相互作用的规律和机理的科学,教育的生态环境是以“教育为中心,对教育的产生和发展起着制约和调控作用的N维空间和多元的环境系统,”正是由于教育生态系统中的各个因素之间的相互影响和相互作用,促进了教育生态系统的平衡和发展,“生态的教育强调人与环境的和谐,关注人的生命和学习,是教育发展和进步的体现”,全面推进素质教育特别需要良好的教育生态环境,教育要以人为本,实现人的自由、全面、和谐的发展,教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点。
2 活动性课程资源的开发和利用能营造良好的教育生态
课程资源一般指实现课程目标的一切因素,按照课程资源的功能特点,可分为素材性课程资源和条件性课程资源,活动性课程资源既是条件性课程资源,同时也是素材性课程资源,按照空间分布的特点,可分为校内课程资源和校外课程资源,“活动性”主要指学生亲身经历和参与的体验性和实践性活动,如课堂的探究活动、测量活动、交流活动、游戏活动;课外的研究性学习、调查访问、参观学习、物理小制作、物理小报和墙报、利用网络收集资料等等,这些活动既与物理学科密切相关,又与其他学科互相渗透,夸美纽斯在论述科学教育法时指出:“一切事物都应该尽量地放到学生的各种感官跟前,通过视、听、嗅、触摸等感官知觉的方法,可以使知识一经获得,便永远得以记住”,活动性课程资源是教育生态系统中的刚性需求,是学生健康发展和可持续发展的必要条件。
就目前的教育现状来看,虽然素质教育说得“轰轰烈烈”,但“应试教育”还是踏踏实实,“应试教育是非生态的,是掠夺性的教育,它掠夺了学生自由发展的时间和空间,破坏了学生健康成长的生态环境”,因此,改变应试教育的现状刻不容缓,教育生态系统是一个开放式的系统,教育生态能有效地促进学校教育返璞归真,将时间和空间更多地留给学生,尊重学生的个性,满足学生的内心需要,活动性课程资源的开发和利用可以营造良好的教育生态,可以让学生跳出狭小的教育环境,学生不仅在课堂和校内进行学习与活动,还可以拓展到家庭、社区和其他多个领域中,教育生态还是物理新课程改革的助推器,“注重全体学生的发展,改变学科本位的观念;从生活走向物理,从物理走向社会;注重科学探究,提倡学习方式多样化;注意学科渗透,关心科技发展;构建新的评价体系,”这是物理新课程标准倡导的基本理念,活动性课程资源的开发和利用与现行的新课程理念和教育生态的构建完全吻合。
3 做活动性课程资源开发的研究者和实践者
教育生态中包涵了人的因素、物质因素和精神因素,在自然环境、社会环境、规范环境、心理环境的综合影响下,多种因素同时并存并相互制约,不同程度地作用于教学,人的因素主要指教师和学生,教师和学生是主体因素也是特殊因素,教师是教育教学的研究者,同时也是课程资源的建设者和开发者,教师不仅决定课程资源的鉴别、开发、积累和利用,是素材性课程资源的重要载体,而且教师自身就是课程实施的首要的基本条件性资源,教师的素质状况决定了课程资源的识别范围、开发与利用的程度以及发挥效益的水平,学生也是重要的课程资源,学生的经验、体验、感受、创意、见解、问题、困惑等都是重要的素材性课程资源,具有很强的动态生成性,因此,教师和学生是课程资源开发的研究共同体和实践共同体。
3.1从学生的生活经历和体验中开发和利用活动性课程资源
生活是教育生态的源泉,物理与生活息息相关,学生的生活经历和体验是重要的课程资源,如何有效开发和利用这个重要的资源需要教师智慧的引导和师生的共同努力,例如:生活中大多数人每天都会照镜子,围绕选镜子,师生共同开发了一些活动性资源:①体验牙科医生为什么要先把小平面镜在酒精灯上烧一下再放人人的口中观察牙齿的背面,分组活动时先用嘴巴直接对着小平面镜哈气,水蒸气遇到冷的镜面液化形成小水滴而使镜面模糊,看不清自己的脸;接着将镜面在酒精灯火焰上方晃几下,再对着小镜子哈气,小镜子没有模糊,能看清自己的脸,表明遇冷放热是该实验中液化的必要条件,②用激光小电筒直接对着墙上的某个目标照射,再用一个不透明物体挡住光路,光不能照到目标上,然后利用一个小平面镜来改变光路使激光可以照到指定的目标上,这个活动作为光的反射的新课引入较好,③演示镜面反射和漫反射时可以做演示实验或分组实验:将多张清晰的2010年上海世博会图片投影在盖住平面镜的白布上,正当学生欣赏图片时,忽然拉开白布,露出镜子,一下子什么也看不见了,学生顿时惊讶地叫起来,通过观察和体验知道了什么是镜面反射和漫反射,还可以在比较暗的环境下做镜面反射和漫反射实验:把小镜子放在白纸上,当手电筒正对着小平面镜和白纸照时,人从侧面看到白纸比较亮而小镜子比较暗,因为白纸发生了漫反射,而小镜子发生了镜面反射,④用两块平面镜两次改变光路来体会潜望镜原理:学生两只手中各拿着一块平面镜,调整两块平面镜的位置,从下面这块平面镜中看到前方被挡住的目标,⑤用学生最喜欢的游戏形式来体现平面镜的成像特点:先观察平面镜中自己的像,然后每两个同学一组做镜面游戏,反映出对平面镜成像特点的各种猜想;接着用探究实验来验证自己的猜想是否正确,类似于这样的活动资源我们开发了很多,课堂和课外尽量让学生多活动、多参与、多交流,充分挖掘学生的生活素材,不断唤醒学生的自信意识和快乐情感,将生活、物理、社会紧密联系起来。
3.2从自主学习和探究实验中开发和利用活动性课程资源
自主学习和探究学习是教育生态的真谛,自主学习的核心是要发挥学生学习的主动性、积极性,充分体现学生的认知主体作用,科学探究是新课程理念之一,探究学习关注的是学生体验科学探究的过程,使学生学会运用一定的思维程序去探索科学知识,并应用一些物理问题的研究方法,培养探究学习所需的多种能力。
例如:在对温度计的测温原理进行猜测后,引导学生自主学习与探究,同学们用一个个墨水瓶或眼药水瓶和细管子自制了简易温度计模型,在瓶的盖子上用剪刀钻个小孔,使
细管子刚好紧紧得插在里面,在瓶里灌满有颜色的水,再把插好管子的盖子盖上,制成了温度计模型,把温度计模型放在热水里,看到管中液面上升;再把它拿出来,看到管中液面下降;再把温度计与该实验对比,同学们交流后总结得出温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的。
再譬如:探究冰、烛蜡的熔化和凝固特点实验,通常用“水浴法”先做熔化实验,停止加热后自然冷却再做凝固实验,这个实验时间比较长,实验效果往往不尽如人意,我们对该活动进行了资源的二度开发,让学生先做凝固实验再做熔化实验:在小烧杯中倒入冰盐水,用冰盐水做冷却剂;小试管中倒入适量的自来水,加一个不密闭的盖子,盖子上插一根量程合适的温度计,把小试管放入烧杯中,每隔30秒观察一次状态并做好温度记录,不太长的时间内就能完成凝固的探究活动;接下来在把小试管从冰盐水中取出来放在自然环境中做熔化实验,根据实验收集的数据描绘图象,分析归纳得出熔化和凝固特点。
探究活动的课程资源需要进一步开发和利用,并力求创新,我们把课堂内的探究活动分为三种不同的探究形式:一是教师的演示性探究活动,如:“探究通电直导线周围的磁场”;二是学生的分组探究活动,如:“探究凸透镜的成像规律”;三是演示和分组相结合的探究活动,如:“探究电热与哪些因素有关”等,为了进一步培养学生的创新意识和实践能力,我们将课堂探究与课外探究相结合;简单的探究活动与拓展性探究活动相结合,许多同学还在家里和课外兴趣小组中开展多项探究活动,如探究“纸飞机怎样才能飞的更远”;“研究鸡蛋的浮与沉”;自制“水编钟”探究音调的高低与杯中盛水多少是否有关;“用近视眼镜和老花镜来探究透镜对光的会聚和发散作用”;“探究皮球的反弹高度与哪些因素有关”;调制“鸡尾酒”来研究对比液体密度的大小;“探究水果电池的电压大小与哪些因素有关”等等。
3.3从参观调查和课外小制作等综合实践活动中开发和利用活动性课程资源
生态系统论认为,任何一个系统只有是开放的,与外界的环境有物质、能量、信息的交流,系统才是有活力,才能不断发展,综合实践活动是教育生态的根本,以调查研究、技术实践为主要形式的学科性综合实践活动打破了单一学科相对独立的框框,改变了学科本位思想,使学科之间相互渗透,有利于培养学生的综合素质,让学生有更多的时间和空间进行自主性教育、自主性管理、自主性学习、自主性锻炼、自主性创新和自主性发展。
例如:我们组织学生参观江苏科技馆、南京市青少年科技中心、南京市明文化村阳山碑材等,同学们积极参与科技馆内的各项活动;在阳山碑材附近采集与碑石材料相同的小石块,回校后自主研究碑石的密度,同学们还以小组为单位走向社会开展多项调查研究,如:噪声污染、水污染、光污染调查;调查本地市场上电器插件的安全性能等,活动之前教师对如何开展调查、如何设计问卷、如何撰写调查报告等方面进行了必要的指导,同学们不满足于课堂上所学知识,上网或去图书馆查询资料,他们走出课堂,走向社会,录制各种声音、拍摄相关照片和采集被污染的水样等,调查中采访了部分市民,发放调查问卷,了解各种污染对人的工作、学习和生活所产生的影响,同学们积极撰写文章或调查报告,制作课件交流展示,许多同学针对我校地处交通要道,过往的车辆产生的交通噪声是影响学校正常教学的主要噪声来源,提出了许多好的建议,不少同学还提出要给上级主管部门写信,请求建起透明板墙来阻挡噪声的传播。
在技术实践方面,同学们人人动手,积极参与,完成了一大批小制作作品,有各种小乐器,如长笛、古琴、二胡和打击乐器等声乐作品;制作了针孔相机、万花筒、魔箱、潜望镜等光学作品;设计制作了由简单机械组成的机械模型、简单的电路模型等等,许多小组在制作过程中发现问题或产生新的想法和创意,进行调整和修改,在设计的功能和工艺水平方面不断改进和提高,如制作了可伸缩长短、可旋转360度角的潜望镜;制作了富有创意的“防盗钱包”……,很多学生在技术实践活动中,灵活应用电子元件替代传统零件,不少学生用蜂鸣器代替电路中的电铃;用发光二极管代替普通小灯泡,制作的电路模型非常美观且效果很好。
关键词:高中;新课改;化学教学
新课标改革下的化学教学是建立在信息科学、能源科学、生命科学、材料科学基础之上,并加以衍生。而绿色化学的提出和应用将在一定条件下贯彻到化学教材。显而易见,绿色化学相关基础知识的导入已是大势所趋,其相关思想和概念也会逐渐以一定的形式呈现在化学课堂上。绿色化学本质在于有效处理或回收生产生活中的原料,使其本身具有的高危害性能大大缩水后,再加以二次处理掉。
一、引入绿色意识
1.绿色意识的提出
化学一直以来都是高中理科学习的重中之重。化学在给人类带来利益的同时,也带来了一些毁灭性的环境、生活方式、健康影响。化学知识的应用以及相关产品的生产在一定程度上都与人类生活紧密相连,同时也把握着国家及社会发展的命脉。但由于过度的开发、资源缺乏以及生产技术不合格等多方面因素的发生,使得全球环境污染越来越严重,这将在一定程度上损害到人类自身生命财产的安全。根据最新环境数据显示,全球目前关注的十大问题都或多或少和化学有关。其实,早在1990年初,美国就已颁布条例来执行环境污染预防及防范工作,其最有效的措施即是避免有害或有毒物质的产生与排放,通过在提升生产工艺、减少消耗能源和加大材料使用率层面着手,全面实行全国范围内的节能减排工作。此方案的颁布曾引起了全球学术界的一致拥护,也将“绿色化学”这一概念引入人类生产生活舞台,从而促使化学界为人类生存环境的保护和发展承担一定的责任,也使得各个领域的发展以“绿色化学”为基础。
2.展开绿色化学本质研究
自从绿色化学提出到发展以来,绿色化学已经流行于全球化学研究中,受到了相当高的重视。绿色化学从本质上来讲是具有低污染或无污染性、高效性的,其整个设计及研究的进行都不会给环境造成影响,并且从经济和技术的角度上来看也在化学生产中具有可行性和实效性的。化学学习一直以来都是人类生活所必需接触的,也是常识。所以绿色观念的导入必定对人类整个社会发展起到积极的作用。绿色化学主要具有“5R”规则,从使得其从根本上杜绝污染发生。而“5R”规则主要为:一是重新利用,即对于一些在化学反应进行过程中实际不发生反应或不参与的物质可以进行重复使用,这一类物质主要指载体、催化剂。这类媒介物质的重复使用将在很大程度上使得生产成本降低,同时也不会造成环境问题。二是减少用量,即在实验正常开展的过程中,减少一定试剂或溶液的用量,而不造成实验结果或现象观察的影响,这不仅起到节约资源,还有降低污染的作用。三是循环再生,即为了节约能源和资源、降低污染,从而对废弃物进行循环再生,这就要化学生产工艺技术应创新化和改革化。四是杜绝危险试剂的使用,即从根本上杜绝一些无法回收利用且有害物质的使用。五是重复应用,即将化学反应过程中为参加的原料或产生的副代物进行回收利用。这五大规则共同的特性在于都能通过一定的方式将绿色理念融入化学生产中,从根本上实现零污染,从而构建“原子性”经济模式,尽量做到每个原子或分子在化学生产中全面有效化。
二、绿色教学理念的合理应用
1.化学核心剖析
教师在进行化学备课准备时,应在熟识教材内容的同时,归纳总结,提纲挈领,用点、线、面的形式构建出化学知识体系,从而有计划地进行绿色意识的培养和引入。新课改体制下的化学教材,已经吸纳了多方面的有关环境保护的内容,如,温室效应、“三废”排放、酸雨、大气污染、重金属中毒、光污染以及白色塑料污染等,使教师在进行化学知识的教学中,也能更加与人类生活联系,从而体现出绿色化学未来前景的广泛性和必然性。
2.联系化工应该突出环保理念
在高中化学教学过程中,教师应着重绿色意识的培养,最大程度地做到其理念融入化学学习中,并发挥着巨大的影响作用。这就需求教师在保证化学正常进行的同时,尽可能地根据某一目标产物或反应物的特性来寻求更加有效或适用的替代物,从而凸显出绿色工艺在化工实践中的优势所在。比如,教师在介绍氯气物理和化学性质时,对比发现双氧水也具有相同的漂白功效。用双氧水来替代氯气便能在一定程度上遏制含氯物质的产生,从而形成“环境友好型”化学。除此以外,根据绿色意识全新化,我们也能在其他方面得以很好地体现绿色化学的魅力所在。
(1)最小化实验进展。在满足一定化学实验内容的同时,教师最好实现化学实验开展的最小化。这就需要教师重新进行探索研究,从而设计出新的实验内容,尽可能地降低试剂或溶液的使用量。比如,教师可以采用小型仪器设备进行实验。最小化实验应将实验用量控制在常规用量基础上的十分之一,甚至高达千分之一,从而大范围地降低实验过程中水资源的浪费以及空气污染,使得环境得以改善。同时,最小化实验不仅具有降低污染、节约资源、简单易行等优势,也指引了化学学科向绿色环保方面发展。比如,教师在进行氯气性质实验检验操作时,通过将实验环境置于稀硫酸和漂白液下,在一定程度上就能减少氯气的产生,从而使得实验现象更加明显的同时,环境也未受到大范围污染。
(2)规范操作。化学实验在一定程度上具有严格的操作步骤与注意事项。对于试剂的称取以及产物的处理都有一定的限制与标准,学生在进行实验操作时要严格在教师的指导下进行,不可随心所欲,马虎为之。一旦出现事故,将会给生存环境和师生生命安全造成危险,那时就不单单是能源或试剂浪费的问题了。例如,学生在开展化学实验时,必须按照“三废”处理标准来处理化学反应的产物,达到高标准排放目标。同时,教师加强学生进行规范化操作,也能在一定程度上培养和锻炼学生绿色意识和安全意识。
(3)试剂无害无毒或者低毒低害。化学实验的开展不仅仅是为了学生得以具体、生动、形象的观察实验现象,从而更深入地了解实验原理,而是更注重于学生获取基础知识以及进行科学研究能力和兴趣的培养。教师在设计实验反应或步骤时,尽量采用污染较少或无污染的催化剂和试剂。比如,可以用FeCl3取代稀硝酸洗涤银镜反应过后的试管,利用直馏汽油取代苯做相关萃取实验。
(4)处理严格化。根据“三废”形式多样化,教师在对实验操作中产生的“三废”进行方法多样化处理,以确保其处理结果符合实验室规定标准。教师在开展化学实验时,应以身作则地引领学生根据不同的方式进行废渣和废液的处理,从而具有一定规划性地将溶液回收到不同的收集器内,再根据试剂自身独有的性质来进行不同程度的处理,如燃烧、分解、回收、中和、循环利用、吸收等方式,尽量选择最优化方案。
(5)现代化技术全真模拟实验。有些实验操作中所存在有害成分的物质多,或易爆、易燃,不仅会给环境带来一定的污染,也会危害到师生的生命安全及身体健康。
然而,在这类实验与化学绿色意识相悖的情形下,教师就应采用现代化技术进行全真化模拟。教师通过科技进行化学工艺流程、实验设备、实验原理方面上的仿真,使得学生生动形象地感受实验的本质与目的,从而加强学生掌握和理解化学基础知识的能力,同时也在一定程度上降低了处理“三废”污染物的成本。
三、加强绿色理念在实践方面的延伸程度
1.教师在绿色化学教学中,不应只限于教材内容上的学习和巩固,应更加看重实践过程中绿色意识的应用,从而通过自身学习来自主运用所学知识进行生活现象问题的解答
学生要在一定程度上实现这一目的,这就需要自身通过社会实践,从而走出教材、走近实际、发现生活。对于教师而言,教师可以采用研究性教学方式提升学生的自主创新能力。普遍的研究性学习都是学生在教师的指导下,让学生从实验现象中发现问题、分析问题,从而得出结论。实际上,化学课本包含一大部分的化学课题,如资源开发、可持续化、工农业等方面都与化学研究息息相关。这就集中体现在资源及能源在应用、循环、优化过程中的治理方面。另一方面,学生在进行研究性学习时,应始终参与“提出问题―分析问题―解决问题”整个过程中,这样才能以实验操作者和决定者的角色进行合理的设计与构建,从而完成好奇、疑虑、推断、惊喜一系列情绪的波动,体会到自身进行抽象、分析、概括、综合、运用、解决过程的复杂情感,使得学生不仅感受到化学实验兴趣所在,还得到了实验操作能力的加强。同时,研究性学习主要着手于实际的参与和合作,在建立师生良好关系的同时,使得学生动手能力及技能得以提高,从而培养了学生的团队合作素养。
2.进行绿色化学实践,树立正确的绿化意识
教师可以通过邀请相关学术性质的专家来进行绿化知识的讲解和宣传,从而以化学期刊或化学竞赛的形式来加强学生的绿色意识。与此同时,学生自主研究身边相关的污染现象,如造纸废水、生活垃圾等方面,根据其来源、性质和结果来探讨合理的处理方案,从而加深学生对相关理念知识学习的印象,使得学生学习兴趣得以激发,并锻炼学生一定的实际操作能力,进一步深化绿化理念在高中化学中的应用。
3.绿化意识教学评估及展望。
(1)绿化意识教学评估。①培养学生学习绿色化学的积极性。绿化教学可以在一定程度上引发学生的学习热情。例如,教师在传授酸雨相关理论时,可以与发电厂联系起来;在讲水泥相关知识时,就会联想到水泥性能等方面问题。②提高学生自身学习水平。绿化意识教学的基础在于学生态度的端正化,也在于学生动手能力的实践化。学生应提高自身知识水平,而不仅仅满足于课本内容。③加强学生自主创新能力以及写作训练。绿化意识教学偏重于相关化学理论知识的总结和实际应用。这就要求教师在教学过程中,应积极鼓舞学生进行小论文、调查报告及心得的撰写,从而在一定程度上训练学生专业论文的阐述能力。④构建学生绿化意识。学生经过绿化意识培养,可以在了解污染引起一系列不利现象发生的基础上,感受到进行环境保护的急切性。随着学生环保意识的加强,学生就会自主地加入到环保实践中,以身作则。
(2)绿化意识教学展望。绿色化学逐渐发展起来,必定有其魅力所在。它不仅仅是门学科知识,更具有自身研究价值、指导价值和战略价值。然而,化学教学一直以来都是基础教育的重要部分,也是学生综合素质培养的体现。尽管绿色化学无法替代基础教学,但其在基本技能、基本知识以及人类发展中占据着主导地位。这就要求教师具有较高的教育水平。首先,教师应从根本上转变教学观念,不再只注重于升学率的高低,而应加强学生的综合素质。同时,教师也应加深自身对实践知识的认知能力,从而时刻关注本领域阶段新技术和新理论的出现,做到跨领域教学。
绿色化学将是全球化学未来发展的趋势所在,也将成为我们人类与自然和平统一、协调发展的保障。然而,新课改下的中学教学以人为本,着重于学生综合素质的锻炼与培养。特别是对于化学新形势下绿色意识的渗入,使学生必须端正自身的学习态度,从而加强其自身绿化意识的培养。这对于学生来讲,成为一名合格的新时代的新秀,将对中国经济可持续发展起到至关重要的作用。
参考文献: