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我由一份报告了解到:“环境问题是由于人类不合理地开发和利用自然源所造成的。触目惊心的环境问题主要有大气污染、水质污染、噪声污染、食品污染、不适当开发利用自然资源这五大类。”一个个铁一样的事实告诉我们,它们像恶魔般无情地吞噬人类生命。威胁生态平衡,危害人体健康,制约经济和社会的可持续发展,让人类陷入了困境。对此我的看法是:“只要我们——人类有时刻不忘保护环境的意识,有依法治理环境的意识,地球村将成为美好的乐园。”未来的天空一定是碧蓝的,水是清澈的,绿树成荫,鲜花遍地,人类可以尽情享受大自然赋予我们的幸福。
一
人类在改造自然、创造物质财富的进程中,特别是20世纪,随着有机化学工业的发展,石油、天然气生产的急剧增长,使化工污染越来越突出,环境问题日趋严重。不可否认,化学科学的研究成果和化学知识的应用为推动人类的进步作出了巨大贡献,化学及其制品已经渗透到人类生活、生产和国民经济的各个领域。但是,随着化学品的大量生产和广泛应用,给人类本来绿色平和的生态环境带来了黑色的污水,黄色的烟尘,五颜六色的废渣和看不见的无色毒物。
环境污染威胁人们健康,给人类赖以生存的自然环境的可持续发展带来了巨大威胁,如何保护我们赖以生存的自然环境,已成为世界各国共同关注和思考的问题。上世纪80年代全面地开展了对各主要元素,尤其是生命必需元素的生物地球化学循环和各主要元素之间的相互作用,人类活动对这些循环产生的干扰和影响,以及对这些循环有重大影响的种种因素的研究;重视化学品安全性评价;开展了全球变化研究,涉及臭氧层破坏、温室效应等全球性环境问题;同时扩大了污染控制化学的研究范围。
环境污染,通常是指由工业废气、废水、废渣、汽车排气引起的大气污染、水质污染、食品污染和土壤污染,以及噪声、恶臭、垃圾和地面下沉等问题。在农村,则主要是指森林植被的破坏造成生态系统平衡失调,以及由化肥、农药特别是剧毒高残留农药的施用过量和使用不当造成的大气及水源、作物果实污染、土壤盐渍化等问题。
大气污染,是指煤烟粉尘污染、二氧化硫污染和光化学烟雾污染等。如烧1吨煤,一般就有6公斤烟粒升入空中。这种飘浮空中的烟粒与燃烧煤放出的二氧化硫气体混合水质污染,便可形成煤粉尘烟雾。
水污染,主要是指厂矿污水及有害有毒物质污染,城市粪便、垃圾污染、内河航船污染物污染,等等。进入20世纪70年代以来,情况尤为严重。据报道,西方国家由于大量排放污水,造成境内河流水色“五彩缤纷”,“要什么颜色就有什么颜色”。
对于我国在环保方面的发展动向、世界各国的环境保护情况,每个月我都利用网络、报纸,查找一些最新的不同的专题和板块“环保资讯”告诉大家;并定期制作一些宣传板宣传环保知识和生活中的环保常识。提高了大家的环保意识,号召同学们从不同方面关爱自己的家园,从身边的小事做起,为周围的环境奉献自己的一份力量。
二
随着国家对环境污染问题的重视和公众环境保护意识的提高,跨世纪的环境化学任重道远。无论是控制或防治环境污染和生态恶化,还是改善环境质量、保护人体健康、促进国民经济的持续发展等各个方面,环境化学都可以发挥重要作用。在环境监测,大气复合污染的化学机制、污染评价与防止对策,水体中复合污染及土壤多介质污染机制研究,有毒化学品生态效应及危险性评价,内分泌干扰物质的筛选,污染控制原理,环境修复技术等诸多领域,环境分析化学,大气、水体和土壤环境化学,污染生态化学,污染控制化学等分支学科都面临挑战和良好的发展机遇。
一项普查资料表明:我国工业污水的排放量每年可达75亿吨。由于大部分污水未加处理就排放,致使许多城市和地区的饮水水源受到了不同程度的污染。我国南方一个城市,由于数以百计的工业废水排污口每天排放几十万吨含有酚、氰化物、铬、砷、汞、镉、有机磷等废水,已使河水早就无法饮用。
在农村,由于大量化肥和农药的使用,大气、土壤污染也十分严重,特别是剧毒高残留农药的长期过量施用,已使不少作物不但品质显著下降,而且在毒性方面也都达到足以危害人畜的地步。据报道,我国华北某省的一个城市每天要排放出65万吨工业废水和生活污水。这些污水所含毒物严重超标,有的超过农田灌溉水质标准几十以至上百倍。由于一些地区用这些废水灌溉农田,导致土壤大面积被污染。最近有关部门在普查中发现:污灌区土壤中重金属含量普遍高于清灌区,其中汞高出3~4倍,镉高4~5倍。此种情况,如不及时采取措施,长此下去,终有一天会造成“土壤中毒”,导致土地无法耕种。此外,城市的噪声、垃圾、秽物、恶臭等更使环境污染在一些地区达到了十分严重的地步。
世界银行的报告说,污染已经严重威胁中国人的身心健康和智力发展。另外,中国的水污染也相当严重。如果把污染给中国国民经济造成的损失折合成美元计算,水污染给中国造成的损失每年至少在50亿美元以上。大气污染和水污染加在一起,每年造成的损失就高达600亿美元。这个数字接近1995年中国国内生产总值的8%。
1992年联合国环发大会提出了可持续发展的概念,将环境保护变成世界范围的统一行动。人类对生产的概念要重新诠释,即提倡清洁生产。环境治理要由原来的末端治理转向生产的全过程控制,最终实现零排放。绿色化学、绿色技术是国际前沿,世界各国都极为重视,我国也已加入绿色化学的研究行列。发展绿色化学与技术,消灭和减少环境污染,这是国家社会、经济持续发展的必由之路。
参考文献;
公众环境保护意识水平的高低,直接关系到我国环境保护事业的成败,而提高公众环境意识,培养公民环境道德,最主要的途径就是有效开展环境教育。目前,我国农业面积较大,农村人口仍占多数,环境保护意识还不太强,农村环境污染比较严重,环境化学教育是非常好的方式和措施,可以让学生学到化学知识的同时,自然地接受环境教育,有利于保护农村环境。
一、充分利用化学教学平台进行环境教育
氮气在空气中性质稳定,而随着现代工业的发展,汽车数量的猛增,很多空气中的氮气高温下被氧化生成一氧化氮,再氧化成二氧化氮,是有毒气体,是形成酸雨的一个主要因素;含硫矿物冶炼、原煤燃烧产生的大量二氧化硫,有强烈刺激性气味,是形成酸雨的主要元凶,它使农作物歉收,树木凋零,土壤酸化,毁坏建筑;甲烷又叫沼气,它可以通过农村中的垃圾,猪、牛家禽粪便等在沼气池中发酵制得,一方面把农村垃圾处理掉了,另一方面得到了洁净燃料,节省了很多柴草,树林、绿色植物砍伐量减少;全球气候变暖,二氧化碳大量增多是主要原因,二氧化碳与水在叶绿素上进行光合作用不但消耗了二氧化碳,生成绿色植物,而且产生大量的氧气,教育学生要多栽树、种草,少砍伐,尤其是荒滩、公路两旁,城市中,人口密度大的地方;金属铜、铁等在国民经济、工农业生产、人们生活中有着重要作用,但在金属冶炼产生的废水中含有大量的重金属离子,如果不加以处理,任其排放到农田,农作物吸收,再进入人体,会导致水俣病,骨痛病等。结合化学演示实验、学生实验和化学习题对学生进行环境保护的教育。例如在铜与浓硫酸反应制取二氧化硫气体时,通常是把铜片放入浓硫酸中进行加热,产生的气体做完实验后,还会继续生成,搞得教室里气味很难闻,学生身心受到影响,后改为在一个带导管的胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝,在试管里加入浓硫酸,盖好胶塞,使铜丝与浓硫酸接触,加热产生二氧化硫,做完实验后,向上拉铜丝,终止反应,不再产生二氧化硫气体,教室里的空气几乎没有受到影响;氯气是有毒气体,学生在做氯气制取和性质实验时,由于是分组实验,数量较多,一定会有很多的多余氯气,教育学生一定要用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,否则整个实验室将难以容人;家用小汽车和公共汽车消耗燃料之比约为1:5,它们排放含污染物的尾气量之比也约为1:5,如果家用小汽车平均乘坐2人,公共汽车平均载客50人,让学生从能源消耗和环境保护可以组织学生通过参观考察和社会调查,如参观造纸厂、水泥厂、化工厂,陶瓷工业基地,调查周边的水环境,硫酸磷肥厂旁边雨水PH的测定等,写出调查报告,使学生了解周围环境污染原因及对策,在进行环境保护教育的同时,也增强和提高了学生的社会实践能力和分析、解决实际问题的能力。还可出专栏,办展览和小报,写小论文,聘请环保部门的专家来校作讲座等多种形式增强学生的环保意识。
二、在农村中、小学,师范高职,大学师范专业开设环境教育课程
目前,中学教材中,分别在化学、生物、地理等学科中包含有环境教育的内容,但比较分散,相互缺少联系。据报道,美国、日本、西欧等很多先进发达国家在小学、中学里增设了环境污染和环境保护的内容和课程,教育学生从小就要注意环境保护、生物多样性、生态平衡等。我们应在农村小学、农村中学开设环境教育选修课。我国较多人口仍在农村,如果环境教育不面向占在校学生多数的农村学校,是没有道理的,环境知识普及到他们才是真正的科学普及。师范专业学生是未来的人民教师,很多要到农村学校工作,在校时开设环境保护课程,纳入考试科目范围,有利于提高他们的环境保护意识,更有利于提高全民的环境保护意识。
三、在环境教育中注意下列几个观点
环境与人类的关系是对立统一的关系,人们如果不注意保护环境求得生态平衡,最终必将受到环境的无情惩罚,如非洲的撤哈那沙漠,近年来我国出现的非典,禽流感都是人为造成的恶果,使学生知道,既要金山银山,更要绿水青山。一种化学物质既有为人类谋利的一面,也有危害人类的一面。如DDT是一种非常有效的杀虫剂,曾用它来控制蚊子,使流行在热带国家的疟疾得以大大减少,保护了生活在热带国家人们的生活健康,DDT的发明者获得了诺贝尔生理学和医学奖。然而现在全世界都在禁用DDT,因为DDT对环境污染太大了。首先,DDT在杀死害虫的时候,很多益虫也被杀死,其次,DDT在自然界很稳定,它难以被分解成无害物质,再次,当鸟类吃了被DDT污染的昆虫之后,DDT会在鸟类身上聚集,最终使鸟所下的蛋的质量显著下降,使胚胎不能存活,影响鸟类的繁殖。据专家考证,在遥远南极的企鹅身上,DDT的含量都非常高。同样,DDT通过食物链也会在我们人体内聚集,危害人类健康。学习现代新的成就,同时要注意它的发展趋势,例如,现在农村电冰箱、空调越来越多,给生活带来了很多舒适、方便,但它们的制冷剂氟利昂同大气高层中的臭氧发生反应,而使臭氧的浓度降低,以致有可能使大气高层中臭氧层,不能再作为对太阳有害射线的保护层,建议使用无氟电冰箱、空调。结合化学教育,使学生认识环境污染与环境科学的关系,认识到环境问题是可以解决的。如按照江西省政府统一部署,自2008年8月开始,江西省按照分批建设、统一协调的原则,在全省84个县(市)建设85座城镇污水处理厂(丰城市2个)。由于此前已在各设区市建成15座污水处理厂,目前,江西省已建成100座污水处理厂,近期又在全省启动十个工业区污水处理示范工程建设,污水处理能力得到极大提升,整个江西的城市、乡村水质大大提高。
关键词:环境化学;教学
随着技术和经济的发展,人类利用和改造自然的能力大大加强,同时也使资源的使用和废弃物排放量显著增多,这使自然环境的组成和结构受到了大规模的影响,从而破坏了人与自然的和谐关系,造成了全球性的环境污染和和生态破坏,对人类自身赖以生存的环境产生了很大影响。对自然环境产生破坏的结果称之为环境效应,根据环境效应的不同,可分为环境物理效应、环境化学效应和环境生物效应,其中环境化学效应在环境效应中影响量最大。环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制原理和方法的科学,因此环境化学是环境科学的核心组成部分,也是化学科学一个新的重要分支,目前该课程已成为高等学校化学化工、环境工程等专业的一门重要专业课。
一、列举典型案例
采用典型案例,充实教材教学内容,也是改进专业教学的有效方法之一。环境化学教材和一般教材一样,围绕本学科运用系统的理论知识进行分述。构成环境的三大要素―――大气、水、土壤三方面分别讲述化学污染物在这三种环境中形成、迁移、转化和归趋过程中的化学行为和生态效应,专业理论内容较多,实际事例比较少。为了丰富教学内容,增强教学效果,在教学过程中,笔者根据教学内容,把世界上发生的重大环境污染事件作为案例进行详细剖析,使学生对这些事件从感性认识上升到理性认识,对所学的专业知识有更深刻的理解。如学气中污染物的迁移部分时,要求学生掌握大气温度层结、辐射逆温、大气稳定度、气象条件和地理地势对大气中污染物迁移的影响。笔者用1930年比利时马斯河谷工业区马斯河谷烟雾事件、1984年12月3日美国联合碳化公司在印度博帕尔市发生的印度博帕尔事件、1986年4月26日发生在乌克兰切尔诺贝利的核泄漏事件、1948年10月26日发生在美国宾夕法尼亚州多诺拉城的烟雾事件等案例结合专业理论进行详细分析,使学生能够把大气条件对大气中污染物扩散及对环境造成影响的知识有机地联系起来,充分理解影响大气污染物扩散的因素。又如在学气中污染物的转化部分时,要求学生掌握大气中污染物产生的原因、发生光化学反应的机理及对环境造成的影响,笔者用1943年夏季发生在美国西海岸洛杉矶市的光化学烟雾事件、1952年以来发生的伦敦烟雾事件对光化学烟雾、硫酸型烟雾产生的机理及对环境造成污染的后果进行详细分析,使学生对大气中污染物的产生、转化及对环境的影响有更深刻的理解。再如在学习水环境中污染物存在形态和分布对环境的影响时,用1968年发生在日本的米糠油事件分析了有机污染物对水环境造成的影响和1953―1956年在日本熊本县水俣镇发生的水俣病事件,分析了无机重金属元素对水环境造成的影响和对人类造成的严重伤害,使学生进一步加深了对水体中有机污染物、无机污染物对对于人类生存具有极其重要意义的水资源造成的影响的认识。通过把这些世界上著名的污染事件与本课程中的相关专业理论联系起来,大大提高了学生对学习本课程意义的认识和他们的学习兴趣。
二、灵活选用教学方式
(一)多媒体教学
在不增加课时的前提下,使用多媒体教学比传统的板书教学效率能有较大提高,环境污染的实景图片引入课堂,能带来更大的震撼。污染传输动画能生动再现沙尘暴的起源、迁移和衰弱,生动而直观。然而,单纯的多媒体教学不利于剖析化学变化机理和探索生物转化路径,常常是ppt放完后,学生依然一知半解。为此,在教学中应选择板书+电子教案的模式,通过多媒体放映环境污染的景象,通过粉笔细说污染的成因和形成机制,这样的教学模式能达到充分调动学生的感性认识和理性认识的目的,突出了重点,深化了难点。
(二)教学组织形式
一般的教学模式都是教师讲授,学生记笔记、做作业,但这种方式已经不适于现代教育对培养学生创新能力和实践能力的要求,因此,在环境化学的教学中,应改变传统讲授式的模式,探索有效的教学方法与技巧,提高学生的学习能力。
1.采用教学案例法
采用典型案例,充实教材教学内容。在教学过程中,根据教学内容,把世界上发生的一些重大环境污染事件作为案例进行详细剖析,比如在讲授大气污染化学时,首先介绍洛杉矶光化学烟雾、中国酸雨分布等背景材料,然后布置学生在学习结束后思考和讨论如何从环境化学的角度解决相关污染问题,通过这种方式,可以让学生对环境问题有深入、透彻的认识。
2.采用专题讲座和专家讲学的形式
目前的教学形式主要讲授环境污染化学的基础理论知识,较少涉及到环境化学的研究前沿内容和实际的应用研究,因此,毕业生在应用环境化学基本知识分析解决实际环境问题的能力较弱。为此,在环境化学课堂安排有关环境化学应用的专题讲座十分必要,特别是邀请该领域的专家进行讲学,能让学生及时了解国内外环境化学及相关领域研究的最新动态,激发学生学习、探索环境问题的兴趣。
3.学生主讲,课堂讨论
在课堂教学过程中,增设学生主讲,课堂讨论的形式,提供一些难度较小的主题,要求学生查阅文献,制作PPT或撰写读书报告,并在课堂上进行交流讨论,学生科分组进行,各自分工。这样的形式能充分调动学生的积极性,锻炼学生分析问题和表述问题的能力,并且提高了学生查阅和综合文献的能力,一举多得。
三、时刻不忘素质教育
在我们的实验教学中,绝大多数情况下都会产生一些有毒有害的气体或污染物,学生在做实验过程中时刻要意识到这一点。在做实验过程中应将常规实验改为微型实验,提醒学生不要浪费化学药剂,不要随意在实验室倾倒有毒物质,以免做环保实验的同时又对环境造成危害。让学生把所做实验产生的污水收集起来,根据废水的性质进行处理后再送污水处理站。如“活性炭对苯酚吸附性能的测试”,要求学生尽可能准确量取废水,否则多取的废水就会对环境造成一定的危害,吸附完苯酚的活性炭要用专用仪器盛装,残留的苯酚溶液要排入学校专用的化学废物收集桶。尽可能将废弃物回收、利用、化害为利、变废为宝,也包括对暂时不能利用的废弃物进行无害化处理,使学生养成保护环境的良好习惯。
参考文献:
【关键词】中学化学 环境化学 渗透
化学正面临人类可持续发展要求的巨大挑战。21世纪是化学学科飞速发展的世纪,同时化学学科与其他学科相互渗透也将越来越深入。人类的生活和生产活动不断地改变着这些环境条件,甚至引起对环境的污染,发展到21世纪多方面的全球环境问题,无不与化学科学密切相关。重视环境保护,治理环境污染,实现社会、经济的可持续发展,已成为大家的共识,环境问题已成为世界性热点,社会各界对环境保护的呼声日趋高涨。所以,如何阐明这些危害人类的环境问题的化学机理并为解决这些问题提供科学依据,已成为化学科学工作者的一个重要职责。环境科学与化学学科交叉形成的环境化学在这方面负有特殊的使命。
我是多年的中学化学教师,下面谈谈在中学化学教学中渗透环境化学教育的内容以及一些体会。
(一) 酸雨
教学"硫及其化合物"时,列举一些事例如80年代以来我国南方重庆、贵阳等工业城市大面积的"酸雨"以及1994年重庆市连续的"四潮黑雨"事件;2005年全国二氧化硫排放量比2000年增加了27%。并趁热打铁与学生共同分析酸雨的危害、形成,启发学生的抽象思维,并积极探究防止酸雨形成的方法。
中学化学中 "电离平衡"一章,主要介绍弱酸弱碱的电离平衡,盐类水解,这几种体系pH值的计算。通过本章教学使学生掌握不同溶液pH值的计算。这时我们可以结合实际给学生提出雨水pH值如何计算?酸雨的pH值又是多少呢?我们现在经常说酸雨(广义讲pH
在中学化学教学中,以人们关注的环境问题为例,不仅激发了同学们的学习积极性,加深了对概念的理解,变死记为活用,而且认识到人们对自然界的认识是在不断完善的。
(二)温室效应
化学平衡是化学反应在一定条件下所能达到的最大限度,是一个动态平衡,条件改变平衡就会遭到破坏。自然界也存在许多平衡。环境污染正是由于人为因素破坏了这些平衡而造成的。例如,自然界中碳循环就是一个化学平衡,空气的成分是相对固定的,人类动植物的呼吸,燃烧等消耗氧气,生成二氧化碳,而植物的光合作用又吸收二氧化碳放出氧气,如果环境条件改变或者由于资源不合理利用,就会打破这种平衡。例如,由于能源消耗量增加,大气中CO2含量不断提高,可能会加速有机物质分解和空气中CO2浓度提高,产生温室效应。因此,维持地球碳循环平衡是保护人类生存环境的一个重要环节。接着向学生渗透温室效应的危害以及如何防治,让学生充分意识到环保的重要性。
(三)水土污染
元素在生物体内的分布也有一定规律。其中以轻元素为最丰富,常量元素几乎没有重金属在内,相反金属浓度较大时将引起生物的毒害作用。金属元素对环境的污染,通常是采矿业、金属冶炼、电镀、化工等工业所产生的"三废"经过种种途径而进入空气、水源和土壤的。如Cd是水迁移性元素,除硫化镉外,其他镉的化合物均能溶于水。水生生物对镉有很强的富集能力,其富集是水体中重金属迁移转化的一种形式,通过食物链的作用可对人类造成严重威胁。众所周知的日本水俣病是食用含有甲基汞的鱼造成的,。这是由于水体中汞的生物迁移,通过食物链逐级富集,是一种危害人体健康与威胁人类安全的生物地球化学迁移。还有日本著名的痛痛病就是由于长期食用含镉量高的稻米所引起的中毒。废旧电池中含有很多重金属元素,渗出液对水土造成很大的污染,现在对其处理方式主要采取填埋,焚烧等,但这些方法都不利于环保,这时让学生积极思考探究讨论寻找解决污染的方法,并充分意识到不能随便乱仍废旧电池。
在有机化学教学中介绍有机氯农药危害,使学生认识到化学农药所带来的隐患,在化肥教学中介绍使用化肥的利和弊等等,让同学们充分认识到合理使用农药化肥的重要性,并积极宣传,做到恰到好处既使农作物的产量提高,又把对水土的污染降到最低。
实践证明,在中学化学教学中渗透环境化学教育,不仅可以提高学生的学习积极性,加深对有关知识的理解,而且可使学生在潜移默化中受到环境化学教育,增强环境保护的意识;更重要的是,使学生从中体会到化学不只是带来污染的,而治理消除污染必须靠化学,认识到学习化学的重要性。由此可见,在中学化学教学中渗透环境化学教育是非常必要的,同时也是可行的。
参考文献
1.(1)观测图绘制。该图的绘制主要针对城市环境中某些特定参数,例如化学元素种类,在该图中应当有相关的标示,且每种元素的检测值应当与分布地理位置进行对应。这继承了传统地球化学观测图的绘制方法。
(2)化学系统分布图绘制。该图需要针对区域进行,通过特定的观测手段与数据统计,将区域内地球化学的相关参数以空间分布形式展现出来。
(3)化学系统关系图绘制。有了化学系统的数据分布,要想获得更多的信息,还需要将这些信息有条理的建立联系。例如水文观测与地球环境化学转移,运用模拟迁移对地球化学的运动规律进行分析。景观地球学则更有利于展示地球化学的系统概览,对于化学转移的过程有更加直观的理解,相关化学控制因素也更加突出。这样的关系图能够有效的模拟真实环境系统的各项化学行为,并且在加入评价体系后,人类主观的参与可以将该图作为环境规划的主要参考内容。
(4)预测图绘制。更接近实际的地理图,通过分布图和关系图的分析,在预测图上针对区域进行环境污染的分析,预测污染的过程和涉及范围,在联系实际情况规划污染治理策略,是主要的环境治理参考图。
2.城市环境地球化学中人为因素人类生产生活活动向自然环境中释放了多种有害元素,这些元素一是生产活动释放,例如化肥农药的使用,向自然环境中释放了打破原有平衡的元素,还改变了土壤的主要结构,破坏了土壤化学平衡,相应的土壤受到污染还会将这些有害元素通过循环作用释放到更大的环境中;二是生活废物的排放,这些有害废物不经处理直接进入环境中,例如生活废水和垃圾,因为食物变质产生的有害元素因此进入土壤或者水环境,城市垃圾的主要处理方法填埋等几种处理方法又将这些有害元素富集起来,加重了城市水环境和土壤环境的污染。
二、城市环境地球化学治理工程学
城市环境出现了严重污染,就需要人为进行治理和帮助环境进行自我恢复,地球环境治理工程学的相关技术和原理就发挥着至关重要的作用。治理学是工程学新生分支学科,对环境发展有着至关重要的作用,从其根本目标和基本科学思想来看,有着巨大的环境经济效益,应当受到国家相关部门和社会各界的关注。地球环境治理工程学也可以称作是地球化学改造应用科学,利用地球自然资源和基础化学特性,尽量降低人类对自然环境的干扰,按照原有化学环境进行人为的平衡。地球环境治理工程学与人类生存的环境有着至关重要的作用,从地球环境化学基本原理入手,研究地球上各大生态体系及生态体系之间的关系,更关注了交互关系的研究,将污染原理、规律和环境效应直观的表达出来,所以地球环境治理工程学应当用做与环境发展,合理治理和修复以破坏的城市生态坏境。
一、高中化学理论下大气污染:温室效应、酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、铅污染。
1、CO2与温室效应:(此知识已在初中化学学习)
我们知道燃烧矿物燃料燃烧后,产生CO2、CH4、CFCl3、N2O…,允许阳光进入地面,对红外线有强烈吸收作用,使大气温度上升。它的危害将非常深远:近百年地球气候年均升温0.6℃;夏季降水量将减少,台风频繁发生;森林减少,荒漠扩大,昆虫北移;预计到2100年全球气温上升3.5℃;两极冰山融化,海平面上升15-95cm;中纬度气候带北移150-550km。
2、SO2与硫酸酸雾:(此知识在高一化学氧族元素)
SO2来自含S的煤石油的燃烧,H2SO4厂,矿物煅烧:2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4。在SO2、NO2和水作用下形成酸雨,它将使祖国土壤、江河湖泊酸化,导致鱼类不能繁育,腐蚀建筑和古迹,影响人体健康,使农作物枯死。而且酸雨可以漂移,造成大范围公害。有季节性,夏季pH高。我国酸雨属硫酸型。
3、NOx与光化学烟雾(此知识在高二化学氮族元素)
氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物----光化学烟雾,在这种复杂的光化学反应过程中,主要生成光化学氧化剂(主要是O3)及其他多种复杂的化合物,统称光化学烟雾。CxHy化物、NO2在日光下:NO2NO+O、O+O2O3、O3+CxHyRCHO、RCHO+NO2+NOCH3(CO)OONO2(PAN)、PAN+O3+RCHO光化学烟雾(强氧化剂)。
1943年,美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件,此后,在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究,直到1958年才发现,这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的,这些汽车每天消耗约1600t汽油,向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物,这些气体受阳光作用,酿成了危害人类的光化学烟雾事件。目前,由于我国内地汽车油耗量高,污染控制水平低,已造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道的NOx和CO严重超过国家标准,汽车污染已成为主要的空气污染物;一些城市臭氧浓度严重超标,已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。
4、气臭氧层及其破坏(此知识在高一化学氧族元素)
大气臭氧层分布于平流层,是地球的天然屏障,可以吸收99%的紫外线。氟里昂即氯氟烃,包括F-11(CFCl3)F-12(CF2Cl2)哈龙1301(CF3Br)等。当氟里昂进入同温层受紫外线照射并与O3反应:CF2Cl2CF2Cl·+Cl·、Cl·+O3ClO·+O2、ClO·+OCl·+O2。每一Cl·(氯自由基)消耗10万O3。O3减少10%,紫外线辐射增加19-22%,皮肤癌增加15-25%。危害角膜、免疫系统。
5、铅污染
自1923年美国实际使用四乙基铅作为汽油的抗爆性能(即汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧能力,用辛烷值表示)起,到70年代初,世界各国大都采用含铅汽油。在当时的技术水平和历史条件下,汽油加铅对改造汽油性能起到了重要作用。但是,四乙基铅是一种无色油状、易溶于汽油的剧毒物质。使用含铅汽油的车辆,所排放的废气中铅主要是以氧化铝形式存在,它损害人的造血机能,使肠胃中毒,严重时可使神经中枢中毒,还能损害心脏和肾脏功能。它对孕妇和婴儿的影响尤为重要,血铅含量过高影响儿童的身体发育和智力;儿童血铅含量每公斤体重增加10微克,智商水平下降2-4个智商数,而铅在人体中蓄积,不易排出,衰期为12年,一旦婴儿体内血铅增高,将产生长期的危害。铅不仅使人体健康遭到严重损害,也可使汽车净化装置中的催化剂“中毒”而失去净化效果,使机动车辆排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。据分析,城市中80%的空气污染物源于含铅汽油,全世界有17亿人的健康因此受到威胁。
二、高中化学理论下水污染:水体富营养化与赤潮与海洋污染、重金属污染。
水污染的种类有:1.无机污染物、2.有机污染物、3.水体富营养化、4.水体热污染、5.赤潮与海洋污染等。其中水体富营养化与赤潮与海洋污染是高中化学经常接触的。(此知识在高二化学氮族元素)
1、水体富营养化与赤潮与海洋污染
赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名,它并不一定都是红色,实际上是许多赤潮的统称。
由于城市工业废水和生活污水大量排入海中,使营养物质在水体中副集,造成海域富营养化。此时,水域中氮、磷等营养盐类;铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加,促进赤潮生物的大量繁殖。赤潮检测的结果表明,赤潮发生海域的水体均已遭到严重污染,富营养化。氮磷等营养盐物质大大超标。据研究表明,工业废水中含有某些金属可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的铁螯合剂和小于2mg/dm3的锰螯合剂,可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻达到最高增殖率,相反,在没有铁、锰元素的海水中,即使在最适合的温度、盐度、PH和基本的营养条件下也不会增加种群的密度。
2、重金属污染。
1)水俣病事件:1953~1956年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体,使水俣湾和不知火海的鱼中毒,人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布:水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283,其中60人死亡。2)痛痛病事件:1955~1972年日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体,两岸居民利用河水灌溉农田,使稻米和饮用水含镉而中毒,1963年至1979年3月共有患者130人,其中死亡81人。
三、高中化学理论下土壤污染:无机污染物、有机污染物
无机污染物:Hg、Cd、Pb、Cr、As、F、Cl、P、S等;有机污染物:酚、氰、农药等。(此知识在高二化学氮族元素)
染污的土壤,影响作物的生长如Mn、Cu和磷酸影响植物对Fe的吸收;无机砷影响水稻的生长;磷肥中的三氯乙醛影响小麦的生长等。影响人体的健康,土壤污染可以进而造成大气污染、水污染,吸入人体或通过饮水和食物链进入人体,影响健康。
关键词 双语环境 趣味性 教学过程
维吾尔族是一个拥有悠久传统文化历史的民族,有自己的语言文字、和风俗习惯。新疆民族教育与双语教育当中的“民汉兼通”作为构建新疆和谐语言文化社会的战略性教育目标,已成为新疆维吾尔自治区民族政策的重要组成部分和各民族共同努力的理想的教育趋向。
狭义的新疆双语教育指的是少数民族学校中使用汉语教授数学、物理、化学、历史、地理等学科内容的教育。这是将维吾尔族学生第二语言汉语的学习和使用有机地结合起来,学以致用、边学边用,通过学习汉语促进数、理、化知识技能的掌握,同时又在用汉语学习数、理、化的过程中深化汉语知识技能,使二者相互促进。在这里,汉语由原来仅作为单一的一门语言课教学内容,逐步过渡为维吾尔族学生掌握其他学科知识的语言工具,这本身对汉语教学的水平提出了更高要求。然而,由于每个学生对语言的敏感程度、汉语的掌握程度不同,学习积极性不同,也就很直观地表现在各个基础学科的学习上。
1 存在的问题
在笔者的教学过程中,发现有这样的问题存在:第一,汉语基础薄弱者居多。笔者所教授的两个班级总共有94名学生,他们中大部分来自周围偏远农村,汉语水平相对较差,只能用简单的词汇相互交流,对一些专业词汇理解上存在很大问题,有的几乎完全听不懂。这就要求任课教师在教学过程中,能够有针对性地去解决问题,尤其是寻找一些学生比较容易理解的生活范例来进行形象类比,帮助他们理解消化。例如在进行《化学键》一节的教学时,学生对于共价键定义里面的“共用电子对”就很难理解,微观的东西肉眼看不见手摸不着,不知道从何处开始理解。这时候需要教师在进行讲解的时候尽量注意方法,建议首先从汉字字面意思开始解释,然后再赋予化学涵义,以便于学生学习。并在教学中尽量用生活中直观的事物来进行类比:“共用电子对”好比两个学生共用的“课桌”是两个人共同的财产一样,是属于两个原子共同拥有的。
第二,学习内容相对枯燥无味时(化学概念、定律、原理等),学生没兴趣,厌学情绪较重。众所周知,化学是一门研究物质的性质、组成、结构、变化的科学。虽然以一定的实验科学作为研究基础,但更多的是概念、规律和理论。而这些在学生的眼睛里就只是一排又一排的汉字,每个字都认识,连在一起就不太明白了。在教学过程中难免枯燥讲述,趣味性不高,学生看不懂,会比较厌烦。在《原电池》这一节内容的学习过程中,很多学生的注意力一直放在自己手机的电池上,想要去探索电池是如何工作的,却很厌烦去学习原电池的本质以及工作原理,笔者在课堂上讲的东西他们也不是很理解,课本上的汉字也不太理解,所以一直弄不明白,也就一直钻牛角尖出不来。后来,又从手机电池开始讲起,讲到了电池的材质,在使用电池过程中的化学变化,让他们自己来相互联系,再在身边发现其他相似的工作原理(蓄电池),再进一步来讲述原电池这一主干知识,他们很容易就接受了。
第三,忽视化学学科重要性。对于化学课,很多学生认为上课听过就过去了,下课之后不复习巩固,作业不认真完成。这一方面是由于学生对课本上汉语有或多或少的排斥,没有自己母语的习惯与便利,另一方面也体现了学生对化学的忽视,未能体验其重要性。笔者刚接手这两个班的时候,学生就是这样子的。而笔者用了最原始的方法,每天上完课布置下去作业,在晚自习时间会跟班辅导(晚自习时间是由学生自己安排的),并要求学生优先完成化学作业,他们看不懂不理解的可以随时提问,无论是关于语言还是学科内容,甚至还包括了政史地的内容。这样虽然花费时间,要求任课教师不仅学科知识,而且见多识广,需要花费更多的时间去满足学生的各种求知欲,但是收效甚好,学生慢慢会养成习惯,不再是一下课就将化学抛之脑后,不再畏难而退,对其他学科的学习也有所帮助。
2 建议
首先,在双语环境下教学,我们这些学科教师应该有很明确的意识,我们首先是一名语言教师,其次才是专业课教师。要先让学生理解我们的语言,然后再去发现语言表述下的学科意义。
其次,提高教师专业技能。我们经常会对学生说,学习是一个把课本从薄学到厚,再从厚压到薄的过程,教书也是一样的。作为教师,我们要能够从薄学到厚,更要能从厚教到薄。双语环境的学生,汉语水平不高,这就要求教师能够应用简单易懂的词汇来讲解陈述,表达那些难懂的概念原理,尤其是生硬拗口的原理、反应过程等。但在这个过程中,我们还需要保有基本的专业素养,用最简单易懂的文字表达最专业的精神,不误导学生学习具有歧义的学科知识。
再次,在教学过程中应该注重细节问题。例如板书,在《化学键》一节有一个教学目标是要求学生能够应用电子式表达简单的化学反应过程。这个知识点在汉语班教学的时候教师只需要讲解一下书写步骤,然后举例给学生练习就可以了,但在双语班却不能仅仅如此。要在讲解的过程中把步骤简单明了、条理清楚地板书在黑板上,让学生按照步骤分步完成,才能有好的效果。还有就是关于课堂提问,尽量提问一些他们比较感兴趣的东西,或者是以比较感兴趣的方式来提问,学生回答之后要给予点评、鼓励,才能激发学生的学习兴趣。
最后,要为学生而教。要能够深入了解学生的实际情况,依照事实制定适合学生的教学目标以及教学方法,而不是一味地遵循课标要求。学生才是教学的主体,脱离了学生这个主体,一切的教学活动都是没用的。同样一个课时的内容,对双语环境的学生来说可能有些吃力,所以教师要更加切合实际地处理教材,尽量针对学生实际情况做最适合他们的教学设计。
3 后记
作为教育工作者,我们是履行教育教学职责的专业人员,承担教书育人、培养社会建设者、提高民族素质的使命。化学是与人类现代生活息息相关的学科,没有化学创造的物质文明,就没有人类的现代生活。作为化学教师,我们要在日常的教学过程中,以身作则,根据我们面对学生的学情以及实际教学条件,运用自己的知识、经验和才能,进行科学创造,设计适合学生的教育教学方案和方法,形成自己的教育教学风格和特色!
参考文献
[1] 王斌华.双语教育与双语教学[M].上海教育出版社,2003.
关键词: 化学教学 环境污染 环境保护
随着世界能源会议的召开,环境保护这一话题受到越来越多人的关注。环境是人类生存和发展的基本前提,环境为我们生存和发展提供了必要的资源和条件。然而,在人类社会工业化不断发展,科学技术不断革新的同时,生态环境遭受极大的破坏,科学技术的迅猛发展,在给人类社会带来福音的同时,人类赖以生存的地球也遭受重大的破坏。由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够、预防不利,导致温室效应、大气臭氧层破坏、酸雨污染日趋严重、有毒化学物质扩散、人炸、土壤侵蚀、森林锐减、陆地沙漠化扩大、水资源污染和短缺、生物多样性锐减十大全球性环境问题产生。环境问题对人类生存和发展提出了严峻的挑战,因此,贯彻环境保护的重要性日益凸显,化学课因其独特的课程特点,在对学生环保意识的培养中起着重要作用。
一、在化学教学中渗透环保教育的重要性
《新课程标准》确定了化学课程改革的重点:以提高学生的科学素养为主旨;重视科学技术与社会的相互联系;了解化学制品对人类健康的影响,懂得运用化学知识和方法治理环境污染,合理地开发和利用化学资源;增强学生对自然和社会的责任感;使学生在面临与化学有关的社会问题的挑战时,能做出更理智、更科学的决策。我国属于发展中国家,自改革开放以来,工业化程度逐渐提高,在带来巨大的经济效益的同时,也带来新的环境污染。环境污染加重了水土流失和土地沙漠化,造成了严重的后果,如黄河断流、北京的沙尘暴等。所以,在化学教学中加强环保知识的宣传教育,是每一位化学教师义不容辞的职责,将环保意识植根于学生的脑海中,使学生养成保护环境从我做起、从日常生活中做起的习惯,是贯彻人与自然和谐发展方针的必由之路。
二、在理论教学中渗透环保教育
教学的首要任务自然是传授知识,但是在教学过程中,教师完全可以根据知识特点将其与环保的知识和问题相结合,将环保教育融入理论教学中,使学生在学习化学知识的同时自然地接受环保教育,提高环保意识。例如,在讲到煤和石油的有关内容时,我们很容易联系到环境被污染和生态被破坏的例子。国内的,我们可以介绍某某矿区塌陷,某某矿山变秃山,可以介绍“金水河变黑水河”、“梅溪河变臭水沟”的现实。国外的,我们可以介绍“日本四日市哮喘事件”、“英国伦敦烟雾事件”、“美国洛杉矶光化学烟雾事件”等。在讲到有关的化工生产时,我们可以介绍我国的江河湖泊被污染的现状,可以介绍“日本水俣事件”、美国联合碳化物公司的“异氰酸甲酯事件”,甚至可以把全球气候变暖、南极上空越来越大的臭氧洞形成的原因介绍给学生,从而使学生了解环境保护的重要性,增强他们的环保意识。当然,在适当的时候,我们可以将国际国内在环境保护方面成功的范例,如:废渣山变花园、废塑料变汽油、废渣变建筑材料、垃圾变能源变肥料和废水的综合利用等介绍给学生,从而激发他们参与环境保护的欲望,增强他们搞好环境保护的信心,使学生认识到,所谓“废品”,实际上是摆错了位置放错了地点的巨大的物质财富。进行环境保护不仅具有巨大的社会效益,而且有一定的经济效益。在人类的生产、生活中,注意保护环境,就是保护人类自身,不注意保护环境,必将给人类带来灾难。在化学教学过程中,我们适当地融入一些环保方面的例子,不仅可以增强学生的环保意识,而且对提高学生学习化学的兴趣、学好化学有非常积极的作用,使智育与德育融为一体。
三、在实验教学中充分贯彻环保理念
化学是一门以实验为基础的学科,中学实验室的污染源多,国家提出居民区大气中的有毒物质有21种,中学化学实验室里就有14种。因此,要提高全民的环保意识,首先就要从学生做起,从课堂做起。在实验教学中,教师要以身作则,规范实验操作。无论是演示实验还是学生实验,教师都要言行一致,做到实验操作规范,药用量适当,废液、废物不乱倾倒。如在药品的取用和称量、液体的量取和转移、过滤等基本操作中,准确熟练的动作可避免药品的洒落、挥发造成污染;药品取用少量,废液、废气经过化学处理再排放,可把污染降到最小。如硫在氧气中燃烧时,硫粉取少量,并事先在氧气瓶中装适量NaOH溶液,这样能把污染降到最小,有利于师生健康,从而树立环保意识。随着素质教育的整体推进,化学实验从内容到形式都在发生较大的变化,呈现出一些新的特点。如化学实验的微型化、化学实验的清洁化,特别是绿色化学理念的提出,体现化学科学、技术和社会的相互联系与相互作用,是社会对化学科学发展的新要求,对保护人类赖以生存的环境具有重要意义。
四、结合第二课堂教学增强学生的环保意识
为了潜移默化地提高学生的环保意识,我们可以有意识地利用放假时间,开展第二课堂,组织一些有关环境保护方面的化学课外活动,引导学生关心和热爱环境保护工作。例如,可以通过知识讲座、板报、知识竞赛、演讲等,在学生中宣传环境保护知识;通过社会调查、走访、参观等活动,让学生了解进行环境保护的重要性;可以利用电影、录像等现代化手段,向学生介绍气候变暖、沙尘暴、酸雨、大气臭氧空洞等形成的原因及其对人类的危害,让学生产生搞好环境保护的责任感。另外,可以通过一些与环保有关的小实验,如:“从定影液的废液中回收银”、“加氯消毒法处理污水”、“水中铬、汞的检测”等,让学生了解一些检测和治理环境污染物的方法,使他们意识到自己有责任、有义务,同时也有能力参与环保。有条件的话,还可以组织学生对当地自然保护区、生态保护区、水土保护区和环境污染区等进行实地考查,使他们认识到人与气温、气候、空气、水土流失、森林砍伐及环境保护等都存在密切关系。通过现场对比,丰富学生环境方面的知识,将现场的现象与已授的化学知识向联系,展开问答。例如,酸雨是如何形成的、造成大气污染的主要物质是什么、防治途径如何等,以提高学生的学习兴趣。为了使环保教育更结合生产实际,可以到现场去教学,可以带领学生到一些工厂去参观(如化肥厂、农药厂、造纸厂、五金厂等),去看一看,了解工厂在处理工业“三废”方面做了哪些具体的工作,用什么样的设备转化“三废”,还可以指出尚有哪些不足之处,让学生开动脑筋,设想对尾气的处理和废液的转化利用,如何变废为宝。通过实地参观,既丰富学生的环保知识,又增强学生的环保意识,从而形成保护环境的社会责任感。
五、结合现有法律法规的宣传加深学生对环保意义的认识
组织学生参加环保法律法规的宣传,利用3月12日植树节、5月31日世界无烟日、6月5日世界环境日等纪念日,取得当地环保、水保、森保等部门的支持,让学生在宣传中了解我国有关这方面的规定和常识,以提高学生在环境管理、环境文化方面的认识。
总之,化学是一门实践性和应用性很强的科学,化学知识广泛深刻地渗透进个人和社会生活的各个方面,化学物质、化学现象、化学变化无时不在、无处不在。因此,在化学教学中,适时联系实际,渗透环保意识,树立保护环境、人人有责的观念,激励学生勤奋学习,刻苦钻研,用先进的科学知识指导工业生产,优化产业结构,变废为宝,保护环境,这样才能营造美好的生活环境,人类才有一个充满生机的地球。
参考文献:
[1]周正民.环境化学导论[M].郑州:河南科技出版社,1994.1.
[2]徐春放.化学教育,1999(2):321.
关键词:环境化学;教学改革;PBL教学;多媒体教学;实验教学
中图分类号:G642 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)05-0124-02
随着社会经济的高速发展,人类在追求自身利益的同时,破坏了我们赖以生存的环境,从而导致了环境问题的发生,到20世纪30年代,环境污染问题比较明显的暴露出来,到60年代,出现了震惊世界的公害事件,在全球范围内引起广泛关注。在这种背景下环境科学迅猛的发展起来,以环境问题作为主要研究目的环境化学是环境科学的核心组成部分,已经成为高等院校环境科学、环境工程、水文水资源等专业的一门专业主干课程。环境化学主要研究有害物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。它既是环境科学的核心组成部分,也是化学学科的一个新的重要分支[1]。环境化学把化学的基本理论与方法用于研究开放性的环境体系,而我们生存的环境是复杂的,不同环境间又相互依存和相互联系,因此,环境化学的学习,不但要有系统、巩固的化学理论基础,而且还要求广泛地掌握自然科学的其它学科。在环境化学课程教学过程中,如何讲授好这门课程,提高学生的学习主动性,增强学习应用效果,最大限度发挥该课程的作用,关键在于教学方法的改进。我们针对本课程教学改革进行了大量的探索和实践,对于提高学生对环境化学的学习有重要的意义。
一、教材作为授课基本内容的框架,合理更新教学内容
在教学过程中,教材是教师教和学生学的辅助工具,优秀的教材可以系统地提供本领域的科学原理和结论。胡英院士指出,作为一本教材,希望学生学了以后,能知道一类知识在框架中的位置,以便今后深入考察和钻研;更希望学生通过典型章节的学习,体会字里行间蕴藏着的科学方法[2]。自20世纪70年代形成环境化学学科以来,随着人们对环境问题的日益关注和环境保护事业的迅速发展,我国环境化学的研究工作有了很大进展,在这个过程中一些学者编写了一些优秀教材,对环境问题的原理机制等进行了详细的阐述。为了使学生建立起一个比较完整的环境化学知识框架,在教学过程中,教师应以教材作为讲授内容的基本框架,对教材中的基本概念、原理等知识进行讲解,使学生理解掌握基本概念和原理等,以便今后深入研究。
在社会快速发展的过程中,环境化学所涉及的知识与待研究的问题不断增加,日新月异,一些新理论、方法以及新出现的环境问题没有及时补充到教材中去,而且对于目前环境领域面临着的一些急需解决的问题也少有反映,因此环境化学的教学内容必须在教材的基础上及时更新和补充,尽可能多地引用新出现的一些典型环境案例,充实教材教学内容,这是改进环境化学课程教学的有效方法之一。根据教学内容,把一些新出现的看得见、听得到的素材,贯穿到教材中作为案例进行剖析,使学生对这些事件从感性认识上升到理性认识,对环境化学的理解更加深刻,学习热情也大增。如在讲解大气环境化学这章内容时,除了讲解一些普遍的大气污染事件(光化学烟雾,温室效应,酸雨等)外,还将最近几年来地球上出现的异常天气穿来,比如2008年中国南方的大范围雨雪天气以及2012年出现的极端寒冷天气,会令学生对极端气候事件发生的原因进行更多的思考,从而明白应对气候变化是摆在全人类面前严峻的现实问题。环境化学课程教学不可能面面俱到,重要的是帮助学生理清思路,学会自主学习、总结和发展,对培养学生认识问题,分析问题和解决问题的能力非常关键。
二、将PBL教学模式引入课堂授课中
在环境化学以往的教学过程中,传统的教学模式是以填鸭式的“教师讲,学生学”为主,教师的讲解替代了学生的主体活动,使学生的思维能力、学习技巧、创新能力得不到有效的培养和锻炼。另外环境化学课程是建立在基础化学的理论之上,内容比较抽象,因此极易使学生产生畏难情绪,失去学习的兴趣。因此,为了使学生由被动地接受变为积极主动地学习,引入“以问题为基础”(Problem-based Learning,简称PBL)的课程教学模式。20世纪60年代,以问题为基础的学习法作为一种新的教学模式由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学医学院首先创立,目前已成为国际上较流行的一种教学方法[3]。PBL的教学理念主张在课堂教学之前,先把所要讲授的题目给学生,提出问题,让学生思考,在内容学习之后,要求学生用刚刚学过的知识解释问题发生的原因和过程,并提出解决问题的建议[4]。在PBL模式学习中,包含三个环节:提出问题、分析问题、解决问题。因此问题的提出是学习的核心内容,教师根据所要学习的相关内容,巧妙的设计出生动形象的问题,将有关教学内容转化为面向全体学生的系列问题。教师在授课前几天,将问题告诉学生,让学生在课下围绕这些问题,收集资料,分析、思考、解决问题,在课堂上分小组进行讨论,分析解决这些问题。教师则根据学生的讨论情况,有针对性地给予指导,在教师指点下,学生进一步达到学习目的,最后由教师进行详细讲解。例如,学气环境化学中的光化学烟雾事件时,为了区别光化学烟雾及硫酸型烟雾,让学生清楚的掌握它们反应机理、特点及形成条件。可以提出下列问题让学生思考:它们主要发生的时间及环境条件?引起这些污染事件的罪魁祸首是什么?让同学们课后查阅相关资料进行分析,之后在课堂上进行讨论,最后由老师点评讲解。通过将这些问题与光化学烟雾、硫酸型烟雾形成机理结合起来思考,就可以使学生充分理解二者之间的区别,从而掌握光化学烟雾及硫酸型烟雾的定义、产生原因及机制,这可大大提高学生学习的主动性和兴趣。
三、充分发挥多媒体教学的优势
环境化学所研究的环境本身是一个多因素的开放性体系,变量多,影响因素复杂,许多化学原理和方法不易直接运用,而且环境化学内容广泛、知识抽象,传统的黑板加粉笔的讲授法很难取得理想的教学效果。目前多媒体教学已经成为大学课堂的主流,多媒体教学利用文字、图片,视频等向学生传递信息,在环境化学授课过程中,采用多媒体使环境污染情形通过图片视频等呈现出来,让学生犹如身临其境,可以达到模拟情景教学的目的。情境教学要求教学要建立在有感染力的真实事件或事实问题的基础上,强调以学生为中心,让学生感受和体验到现实世界的真实问题,进而完成对所学知识的意义建构,从而达到对该知识所反映事物的性质、规律及与其他事物之间联系的深刻理解的目的[5]。通过多媒体授课使学生非常直观的感受到现实的环境问题,避免了学生花费大量时间到实际环境中去亲身感受,又可以达到类似的情景教学的目的。当然,对于一些以计算和公式推导为主的章节,可以采用粉笔加黑板跟多媒体相结合的教学方式,这种方式更有助于学生对前后内容衔接的理解,更容易记忆。
四、加强实验教学
实验教学是培养学生实践能力和创新精神的重要手段,目前,我国高校教学存在的普遍现象是重理论,轻实验教学,其结果是直接影响着学生的实际动手能力,使理论不能跟实际相结合。环境化学是一门理论性和实验性都很强的课程,实验教学在授课过程中有着不可替代的作用。在以往的实验教学过程中,缺乏对学生真正的实验技能和创新能力的培养,致使学生对实验的全局设计思路缺乏考虑,影响了学生对实验的兴趣。因此,在环境化学实验内容的安排中,避免一些简单的重复操作性实验,增加综合性、设计性和研究性质的实验内容是教学改革的客观要求。学生在教师的指导下,根据给定的实验目的,自己设计实验方案,确定实验方法、选择实验器材,自己进行操作并对实验结果进行分析处理。通过这样的实验,可以使对学生的知识、能力、素质形成综合的培养。
五、结语
总之,为了培养出21世纪高素质的人才,在环境化学教学的实践过程中,对传统教学方法作了一些有益的改革与探索,采用先进的教学理念,加强实验教学环节的落实,充分发挥学生的主体作用,不仅增强了学生的基本理论知识和实验能力的培养,同时大幅提高了学生的学习兴趣,取得了良好的教学效果。
参考文献:
\[1\]戴树桂.环境化学\[M\].北京:高等教育出版社,2006.
\[2\]张军丽,汤积德.高校环境化学教学方法改革探讨\[J\].天中学刊,2011,26(2):89-90.
\[3\]杨淑萍,刘月兰,洪燕君.PBL教学模式在生态学教学中的应用\[M\].牡丹江教育学院学报,2010:122,120-121.