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化学与生活论文——绿色化学(推荐5篇)

2022-12-08 21:50:14

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第一篇:化学与环境论文

摘要伴随着我国社会经济发展,各种环境污染行为已经严重破坏了地球的生态环境,影响到了人们在地球上的健康生活。生态环境保护事业已经成为了全人类共同的呼声。环境保护意识已经成为了现代人类文明素质的构成部分。对于环境教育来说,高中化学教学是一个十分合适的平台。在高中化学教学中开展环境教育,有利于学生树立正确的化学观,熟知化学环境知识,从而提升学生的综合环境素养。现文章主要针对高中化学教学中融入环境教育的教学策略进行研究,以期能为高中化学教学中融入环境教育提供借鉴与参考。

关键词:高中化学;环境教育;教学策略

环境教育是提升学生的社会责任感,改善学生环境素养的重要方式,是我国基础教育的重要组成部分。高中阶段是基础教育的关键时期,高中化学是一门与生态环境有着密切关系的学科。在高中化学教学中融入环境教育能够满足当前我国环境教育的需求以及生态发展的需求。因此,针对高中化学教学中融入环境教育进行研究有着十分重大的实际意义。

1.高中化学教学融入环境教育的目标

在高中化学教学中融入环境教育是基本素质教育的重要组成部分,在高中化学教学中融入环境教育的目标主要表现在以下几个方面:第一,培养学生的环境意识。当前生态环境中化学污染程度越来越严重,这是由于人们严重缺乏环境保护意识,缺乏环境保护教育而带来的后果。而在高中化学中融入环境教育可以让学生了解到环境与人之间的关系,明确高中化学对于环境保护的重要意义。第二,培养学生环境保护的责任感。在高中化学教学中融入环境教学旨在让学生形成生态环境保护的责任感,生态环境保护人人有责。第三,在高中化学中融入环境教学可以让学生在掌握环境保护理论知识的基础上形成强烈环境保护意识,进而在日常生活中形成正确的环境保护习惯。

2.高中化学教学中融入环境教育的教学策略

2.1在化学教材中融入环境教育

在化学课堂中融入环境教育就是将环境保护知识融入化学课堂中,结合环境保护的相关知识来进行教学,让环境教育与高中化学课堂结合起来。教师可以结合高中化学教材中不同的的知识点来进行环境保护教育。例如,在进行硫与硫的化合物知识点教学过程中,教师可以适当的融入酸雨危害、温室效应、硫酸的用途及其污染、酸雨的酸碱度测定、大气污染与防治等环节保护内容;在进行氮元素知识点的教学过程中,教师可以适当的融入N2O导致温室效应的过程,NO2、NO光化学烟雾,汽车尾气的处理,磷元素与人体健康、无磷洗衣粉导致富营养化污染等内容;在进行烃类物质教学过程中,教师可以讲述有机物的发展对社会经济发展的贡献以及导致的环境污染问题。甲烷所引起的温室效应,多环芳烃的致癌作用,氟氯烃导致臭氧层破坏等[1]。在高中化学课堂中,教师在进行不同知识点的教学过程中可以有机的结合社会生活中所涉及的化学污染与化学环保知识,这样一来不单单可以让学生巩固复习所需要掌握的知识点,同时还能够更加清晰的掌握化学物质对人类影响的双面性,增强了环境保护意识。

2.2在化学实验中融入环境教育

在高中化学教学中实验是不可忽视的重要部门,化学实验拥有其他教学形式与教学内容无可比拟的优势。在开展化学实验的过程中往往使用各种化学试剂,并且形成各种成分复杂的废液或废渣。因此,化学实验也是高中化学教学中开展环境教育的重要平台。首先,教师要对化学实验进行规范化管理。在化学实验过程中教师培养学生养成良好的实验操作习惯,切忌在实验完成后随意丢弃实验废弃物。在开展化学实验前做好装置封闭性检查,在制备毒气的化学实验中需要增加尾气处理装置。例如,在一氧化碳还原铜的化学实验中,可以将尾气中的一氧化碳进行点燃处理,不单单避免了气体毒害,同时还形成了热源。又例如,在进行氯气制备的化学实验中,只需要使用碱液将尾气进行吸收处理就能够避免化学实验过程中毒气的泄露。其次,教师要培养学生的实验环境保护意识。让学生能够养成节约使用化学物品的习惯,指导学生对化学物品进行回收再利用[2]。很多学生在使用化学物品进行化学实验的过程中都不考虑到物品的用量,往往存在着浪费的现象。因此,教师可以针对这一情况来进行环境教育,让学生能够树立其定量的意识。例如,要制备1升的氯气,大概需要4g二氧化锰,则需要使用天平来准确获取用量,不能再出现浪费的情况。

2.3在化学课堂中融入环境教育

高中化学课堂是学生学习化学知识的重要平台。因此,高中化学教师要在化学课堂中融入环境教育。例如,在硅酸盐工业的知识点教学过程中,教师可以教授引导学生了解传统的硅酸盐工业生产的建筑材料所造成的环境污染。同时,现代社会中环境污染十分严重,水体污染、气体污染、固体污染十分常见,因此教师可以在化学课堂教学中联系实际生活来融入环境教育[3]。例如,在进行有机化学知识点的教授中,教师可以告知学生当前空调、冰箱所使用的拂绿烃类、护肤品、塑料制品都是生态环境污染的来源;甲醛是一种无色易溶的刺激性气体,十分容易被人体呼吸道、消化道与皮肤所吸收,会对人体健康产生危害,甚至会导致组织蛋白坏死;水体污染作为一种常见的环境污染现象,导致水体产生污染的原因包括无机污染、有机污染等。大气污染:在大气污染中氮氧化合物、硫氧化合物是主要的污染来源,硫酸厂、硝酸厂所排出的废气是重要的污染来源。学生们日常接触的环境保护与生活现象都包含着化学知识,高中化学教师要善于运用发现的眼睛来在高中化学课堂上融入环境教育,以增强学生的环境保护意识。

3.结束语

总的来说,高中化学是开展环境教育的重要载体之一,高中化学教师要在日常的化学教学过程中结合教学任务与教学目标来开展环境保护教育,根据化学教材、化学实验与化学课堂来高效的开展环境教育,注重教学方法与教学模式的运用,将环境教育深入的融入在高中化学教学中。

参考文献:

[1]吴婕.基于SPSS的高中化学教学中渗透环境教育研究[J].畜牧与饲料科学,2013,(03):23-25.

[2]张悦.浅析高中化学教学中实施环境教育的策略[J].数理化学习,2013,(05):51.

[3]蒋娟.高中化学教学中渗透环境教育的实践探索[J].文理导航(中旬),2015,(09):49.

第二篇:绿色化学论文

摘要:为了实现化学实验的绿色化, 需要从不同方向入手, 例如师生绿色化学意识的培养、实验室的管理方式、实验内容以及实验废弃物的处理等。本文中笔者就针对当前高校无机化学实验的绿色化问题展开了一系列探讨, 以备参考。

关键词:无机化学实验; 绿色化; 研究;

随着环境问题的日益严重, 人们的环保意识逐渐提高, 在高校化学教学工作当中, 无机化学实验的绿色化已经发展为一项重要的课题。

1、关于绿色化学的简要介绍

在教育工作中的绿色化学意思就是在制造与应用实验室化学品的过程中以环保意识保证相关原料的有效利用, 尽可能地减少危险及有害化学品的应用, 同时防止有害废弃物的产生。本着绿色化学的观念进行高校化学实验的创新和改革目前已经成为高校化学教育工作者所遵循的共同目标之一。

在实施绿色化学的过程中需要将很多问题予以有效解决, 例如如何进一步控制实验污染物的产生、如何进行化学实验设计以促进资源的节约和降低对环境造成的影响、如何将绿色化实验教学理念更好的融入到高校化学实验教学当中等。

2、实现高校无机化学实验绿色化的有效途径

2.1、培养绿色化学意识

教师在组织学生参与化学实验的过程中, 应将绿色化学理念贯穿于整个教学活动当中, 传授绿色化学知识, 渗透绿色化学理念。

在着手实验操作之前, 教师应引导学生本着绿色化原则进行实验方案设计、实验准备、实验仪器的清洗以及废物的绿色化处理等。积极鼓励学生发挥自身对于绿色化学的主观能动性, 结合项目教学法开展综合性和设计性实验, 使每一名学生都能够参与到各环节的实验操作中, 培养和加深绿色化学意识。

2.2、本着绿色化学理念完成实验准备工作

为了提高课堂实验的时效性, 需要做好实验的准备工作。尤其是物质性质鉴别试管实验需要用到的化学药品, 若是准备工作中缺乏绿色化学意识, 没有做好试剂等的少量化、精细化准备, 必将会导致相关材料的浪费, 同时也会加重对环境的污染。所以一定要将绿色化学理念融入到实验准备工作中, 从源头方面控制污染程度。

2.3、本着绿色理念进行实验室的管理工作

以进一步加强对高校实验室的管理工作为目的, 各高校应制定专项管理制度, 并将绿色实验室的理念融入其中, 分别对实验仪器、实验药品及实验试剂等的管理制定相应的管理标准, 同时以管理制度的形式促进教师对于绿色化学实验的基本思想和基本知识技能的掌握, 并自觉地运用这些知识技能实现化学实验的绿色化。

2.4、本着绿色理念进行实验教学内容的革新

应针对实验教学内容进行整合, 在保证学生实验技巧的基础上适当的删减和削弱污染及毒性较大的实验内容, 或者是将其利用其它同等作用的元素代替。

为了促进药品及实际的循环使用还可以合理安排具有一定关联性的联合实验, 通过这种方式实现化学试剂及药品的优化配置, 降低污染物及有毒产物的形成, 逐步实现无机化学实验的绿色化改革。

2.5、发展微型化实验

该实验方法主张环保理念, 实验中只需要少量的试剂及药品, 并将其置于微型化容器中发生反应, 因此比较适合实验操作复杂、污染及毒性较大的化学实验当中。高校无机化学实验当中多数内容都涉及到元素的反应性质, 化学试剂用量较大, 种类较多, 因此实验产生的废弃物质也比较多。

应用微型实验不但利于实验成本的控制, 还可以通过试剂及药品用量的控制而减少实验废弃物, 降低污染, 同时还促进了学生绿色化学实验意识的形成。

2.6、实验废弃物的绿色处理

高校无机化学实验的废弃物中只有少数固体废物及废气, 多数都是具有强腐蚀性以及毒性的液体物质, 若是将其随意处理会对排放管道及自然环境造成很大的损害, 因此应实施废弃物的绿色处理。

首先, 应做好分类回收, 虽然高校无机物理化学实验所形成的废弃物具有一定的复杂性, 可实际上这些废弃物都属于我们所熟知的种类, 我们可以将其进行归类搜集并将其放置于各自的回收容器当中, 贴好标记进行集中处理。这里一定要注意将废液容器放置于通风且不易刮碰的位置, 实施阶段性检查, 防止遗漏处理。

其次, 应注意区别处理。废液在回收处理之前需要判断其具体性质, 掌握化学废液的简单处理办法。可以将碱性废液与酸性废液进行中和, 保证中和后废液的p H值在7左右, 排放后进行反复冲洗。如果是具有毒性的金属盐类废液, 应根据废液成分选择相对应的沉淀法, 将所得沉淀物质予以安全保管, 集中送到对应的危险品处置点进行处理。针对实验产生的有机废弃物, 如果可以进行循环利用则应进行简单处理, 若没有再利用价值则进行集中统一焚烧。针对一些具有挥发性的废液, 例如四氯化碳及氯仿等, 为了防止挥发作用, 应在容器口的部分覆盖一层水。如果废弃物没有循环利用价值, 同时又不可进行焚烧处理, 例如戊醇等则应通过吸附法降低戊醇浓度, 达到相应标准后再将其排放。

再次, 循环利用。高校无机化学实验所产生的废弃物中, 一部分经过处理即可成为其他实验的材料, 例如在实验中产生的乙醇废液, 可以通过蒸馏处理而提高乙醇净度, 用于酒精灯的燃料。再例如, 高校化学实验中应用较多的铬酸洗液, 如果该材料失去效用后可以将其浓缩冷却处理, 然后加入高锰酸钾反应形成二氧化锰, 沉淀后即可进行循环利用。

2.7、化学实验教学与多媒体技术教学相结合

随着科学技术的不断发展, 多媒体技术被广泛应用于各行业领域的发展过程当中, 并取得了显着的效果, 高校的无机化学实验教学也可以与多媒体教学技术相结合。以往的无机化学实验中需要学生对一些比较稀有珍贵的药品及毒性较大的试剂等进行实际操作, 由于学生实验技术不成熟, 难免会造成资源浪费的问题, 甚至会受到药品毒性作用的影响而对其身体健康造成威胁。将实验教学与多媒体技术相结合即可完成实验教学的“零排放”、“零污染”。

例如, 在进行主族金属和非金属元素的性质实验活动过程中, 需要应用多种试剂, 操作程序复杂, 而且要接触汞盐、砷化合物等剧毒药品, 实验操作的危险性较大, 实验所需时间较长, 实验产生废弃物的处理难度较大。在这种情况下, 应用多媒体的辅助教学功能就可以将这一实验的过程制成教学课件播放给学生, 将实验操作中的每一个环节都详细的展现出来, 具体包括操作步骤、所用药品及反应原理等, 以此避免学生受到有毒药品的影响, 降低污染问题, 实现实验绿色化, 同时还可以通过直观、生动的表现形式加强学生对相关知识的掌握程度, 熟悉元素及化合物的化学性质, 除此之外还可以进一步激发学生对于化学实验教学的兴趣, 促进教学效果的提高。所以, 将多媒体技术应用于高校无机化学实验的绿色发展模式中具有很大的可取性。

除了多媒体技术之外, 还可以应用超声波技术、微波技术等现代科学技术, 如微波消化、微波灼烧、超声催化等运用这些技术不但能减少环境污染、节约能源, 同时也可以帮助学生拓展知识获取范围, 摄取更多的化学知识。这些技术的引入对增强化学实验的绿色化有十分重要的作用, 因而是实现无机化学实验绿色化的一个重要途径, 具有广阔的发展前景。

3、结语

综上所述, 随着我国社会生产与人们生活水平的提高, 对环境造成的压力也随之逐步增大。高校无机化学实验的绿色化发展对环境污染的问题的缓解具有很大的意义。因此, 高校教师与学生应共同努力, 全面发展绿色化学实验模式, 在保证教学质量的同时降低对环境造成的污染, 为健康生活环境的构建贡献一份力量。

参考文献

[1]李永娟, 周红艳, 虎玉森.高等学校无机化学实验课程的绿色化建设与实践[J].黑龙江教育 (高教研究与评估) , 20xx, (10) :34~36.

[2]陈容, 刘春.高校无机化学实验绿色化探析[J].广东化工, 20xx, 43 (04) :134+142.

[3]陈田.关于无机化学实验绿色化教学的探讨[J].实验室科学, 20xx, 17 (06) :114~116.

[4]徐飞, 李生英, 汪淼, 许世红, 何丽君, 赵国虎.无机化学实验绿色化设计与探索[J].甘肃高师学报, 20xx (02) .

[5]陈冬粉.绿色化学在大学无机化学实验教学中的应用[J].西部皮革, 20xx (12) .

[6]金华峰.无机化学实验教学改革实践与思考[J].安康师专学报, 20xx年03期.

[7]祖培文.无机化学实验中几个常见问题的解释[J].山西教育, 1997年06期.

[8]杨延梅.提倡绿色化学实验, 推动实验教学改革[J].高校实验室工作研究, 20xx (02) .

[9]周云, 唐亚文, 陆天虹.无机化学实验绿色化的探讨[J].南京晓庄学院学报, 20xx (04) .

[10]马红霞, 王一菲, 程琼, 陈洁, 曾延波.无机及分析化学实验绿色化的改革实践[J].成功 (教育) , 20xx (10) .

第三篇:绿色化学论文

渗透绿色化学教育理念是新时期对中职化学教育的提出重要要求,中职化学教师应当结合绿色化学的新要求、新思想、新概念,在中职化学教学的整个过程中有效贯穿绿色化学理念。

一、绿色化学概述

绿色化学的核心理念是通过化学的技术和方法将对人体的健康或环境有害的原料、产物、副产物、溶剂或试剂的生产和应用进行消除或者减少。“原子经济型”是绿色化学的核心,拒用、再生、回收、重复使用、减量是其主要体现,在对资源进行充分利用的同时实现对污染的防治。不使用有害、有毒物质,不生产废物是绿色化学的目标。与环境保护不同,绿色化学强调化学污染的主动防治,将污染从源头上切断。可见,绿色化学对环境的保护是更高层次的。人类生存环境的保护和促进社会可持续发展都是发展绿色化学的重要目的,坚持可持续发展,将绿色化学引入化学教育是中职化学教师的重要教学任务。要将绿色化学理念体现于基础知识与基础技能的传授培养中、教学内容中、教学过程中,教师就应当将绿色化学思想贯穿于化学教学的整个过程中。实现学生对绿色化学的了解,树立绿色化学意识、践行绿色化学理念,进而共同为环境保护做出贡献。[1]

二、绿色化学在中职化学教育中的渗透

1.在课堂教学中体现绿色化学教育

中职化学教师应当根据教学大纲实际内容,在化学课堂中引入与教学内容相关的环境知识,使学生建立对环境与健康的正确认识,将绿色化学教育理念和思想融入课堂教学。在课堂教学中体现绿色化学教育不仅能达到拓展课堂教学内容的目的,还能调动学生学习的主观能动性,同时能对学生的`绿色化学思想进行有效的培养。中职化学教师可以将环境污染、人类健康和教学内容进行有机连接,让绿色化学的理念深刻地植根于学生的思想中,使得绿色化理念在生活和学习中得以有效传播。[2]

2.在实验教学中实现绿色化学教育

化学具有较强的实验性,化学教学中的实验教学所占比重较大。中职化学教师应当从化学实验教学的特点出发,在化学实验课堂中贯穿绿色化学的原则和理念。首先,化学教师应当在不降低实验效果的前提下,合理降低对验证性、检验性实验的实验试剂用量。其次,在必要时教师应当组织学生在通风橱中开展相关实验,避免实验产生的危害气体的不良影响。同时还应注重采取措施吸收那些具有危害的气体,这样不仅能再利用和回收实验产物,避免因此造成的环境污染,还能对学生绿色化学意识进行强化。最后,当化学实验的污染、危害较大时,或者实验成本较高时,教师应当利用多媒体通过播放化学实验录像等方式达到教学目的,对绿色化学的要求进行践行。

3.拓展第二课堂

第二课堂能够对学生的知识面进行有效拓展,中职化学教师应当在丰富第二课堂互动的过程中,使学生的绿色化学意识得到培养和强化。实践中教师可以采取多项措施,可结合环保纪念日开展相应的宣传和讲座,比如可在世界节水日,组织学生进行节水知识宣传;可在世界地球日开展相应的自然资源知识讲座;在世界环境日,举办切合主题的环境保护主题活动等。此外,教师还可带领学生对污水处理厂、制药厂进行参观,让学生对工厂处理废渣、废水、废气的情况有所了解。在这样的学习实践中,学生形成的绿色化学意识会更加深刻,让绿色化学理念深刻植入学生的内心。[3]在中职化学教育中有效渗透绿色化学,就要有效地培养学生的绿色化学意识,并使其在学生未来的生活和工作中得到有效落实。本文对绿色化学进行了简单的介绍,探讨分析了绿色化学在中职化学教育中的渗透策略。但本文仍存在一定局限,希望广大中职化学教师能够加强对绿色化学的重视,并使其在化学教学中得到有效渗透。

第四篇:绿色化学论文

绿色化学(GreenChe而stry)又称环境无害化学(Envi-ronmentallyBenignChemis卿)、环境友好化学(Environmental-lyFriendlvChemist叮)、清洁化学(CleanChe而s娜)等。它是从源头上防止污染产生或把化学过程对环境的负面影响降低到最低程度的化学。在化学实验教学中,以绿色化学的理念和原则指导实验教学工作,使实验室的“三废”排放降低到最低程度并能得到妥善处理,实验室的安全性和环境质量得到提升,师生的绿色化学和环保意识得到强化,这也是贯彻绿色化学理念的重要途径。中学化学教学中有大量演示实验,但教科书中提供的部分演示实验,从实验装置的使用到药品的用量,都存在有待改进的因素。如果能够合理利用其中“待改”因素,不仅能够进一步激发学生学习化学的兴趣,而且对于培养学生创新能力、树立环保观念都有独特的功效。有意识、有计划地按照绿色化学的要求进行实验教学,是强化学生绿色化学意识的有效方法。具体有以下三种途径。

一、要尽且减少试剂的用量

在化学实验教学中,应具有绿色化学的思想,尽可能地降低实验药品浓度,预防或减少环境污染。常见的一些可改进的实验项目(表略)

二、要注意尾气的处理和减少废气排放

化学实验教学在培养学生良好实验习惯的同时,也要培养学生不随意丢弃实验残留物,不随意排放实验尾气,不随意倾倒实验废液。正确处理实验“三废”,避免将学校实验室变成污染源,让学生在动手实验的同时养成环境保护意识和社会责任感。例如,硫黄在氧气中的燃烧,剩余气体混合物不能直接排到空气中,应加人适量碱溶液,反应掉二氧化硫,避免其对环境和人的危害。作酸碱盐学生实验时,实验室应准备专门盛放废酸液和废碱液的废液缸,实验后将酸性废液和碱性废液反应,调到pH中性左右再排放。含有重金属离子的废液不能直接倒人下水道,例如硫酸铜废液,应尽量将铜提取出来再处理,一方面避免铜离子污染水和土壤,另一方面还能有效利用,节约资源。

三、可通过变废为宝、循环利用等途径减少资源浪费

中学化学中有大量的试剂可以回收利用,例如,在中学化学实验中四氯化碳是一种重要的有机溶剂,萃取实验中经常用到。以CCI。为代表的氯代烃作为一类耐生物降解的有机化合物,是饮用水源中备受关注的污染物。CC14萃取碘水的实验中,使用过的CC14可用“镁粉再生法”回收,进行再生利用,具有一定的经济价值。具体方法如下:萃取后的CC14因溶解了碘而呈红色,加人镁粉后,发生反应Mg+12二MgIZ,充分搅拌,直至CC14红色褪尽,过滤就得到无色透明的CC14。利用连续实验的方法,不仅可充分利用化学资源,减少浪费和污染,而且也是学生进行研究性学习选题的重要领域。比如做过浓硫酸与铜反应的性质实验之后,利用废液进行504’一的检验和cu,‘的性质实验。可进行连续实验和回收利用的地方很多,(表略)

四、可采用微型化实验控制试剂用量,实施绿色化学教育

微型化学实验作为绿色化学的一项方法和技术,已在国内外日益得到重视和推广。其优点是减少试剂用量,降低实验费用;降低实验室排废量,减少实验室污染;缩短实验时间且安全可靠。例如,氯气性质的微型实验可按如下方案进行。实验装置如附图所示。五条滤纸条(宽约1。m,长不超过试管直径)上分别滴有:(1)品红试液;(2)石蕊试液;(3)淀粉一Kl试液;(4)N气S溶液:(5)KBr溶液;(6)高锰酸钾晶体;(7)吸有浓(图略)盐酸的胶头滴管。实验步骤:实验时只需挤几滴浓盐酸即可发生变化。(l)褪色;(2)先变红后褪色;(3)变蓝;(4)出现淡黄色固体;(5)变为橙红色。改进后的优点:装置简单、现象明显、所需药品少、无污染。就常规化学实验而言,质量取0.19一19、溶液取2mL一smL是属于常量法;在微型化学实验中,性质实验的药品、试剂用量仅需要常规实验用量的10%一30%左右。从以上两组实验可以看出:微型实验与常规实验一样,能得出相同的实验结果,但它们的药品用量是常规实验的1乃一l乃。既节省了药品的用量,也减少了对环境的污染。由此可见,微型化学实验不是常规实验的简单微缩,它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行的改革和发展,是绿色化学思想在化学实验教学中的具体体现。

第五篇:化学与环境论文

摘要:环境化学实验课程是反映环境化学理论课程的重要实践方式之一,有利于培养学生发散思维能力、创新能力和实践操作应用能力。针对环境化学实验教学中存在的普遍问题,本文探讨了基于地方高等院校改革大背景下环境化学实验课程体系的重新构建与改革,教学内容的优化选择,教学方式方法的建立等方面进行了改革与探索。

关键词:环境化学实验;课程改革;教学内容;教学方法

1、引言

环境化学是环境科学与工程学科体系的核心组成部分,是环境科学、环境工程专业的专业基础课,它是在化学学科的传统理论和方法的基础上,重点研究在环境介质及各环境圈层中有害化学物质如有机污染物、重(准)金属的存在形态、种类、浓度水平和迁移、转化、降解等环境行为及其影响因素,环境效应及其控制的化学原理和方法的一门科学。环境化学实验是环境化学理论课程的重要实践环节,其目的在与通过测定环境中污染物的浓度,了解污染物的环境化学规律。经济的飞速发展使得我国的整体国力提高,但改革开发之后很长一段时间都是粗放型增长模式,使得我国大气、水体、土壤等环境质量等日趋严重,在此背景下我国相继出台了大气、水体和土壤污染防治的专项规划,对环境质量的持续改善和污染物总量的控制提出了明确的要求,这必然会使得社会对环境专业类人才的需求增多,需要环境科学与工程类学科具备更高级的专业实践能力和水平满足环境质量分析和污染总量控制的研究,这对于环境科学专业人才培养方案的改革具有重要的借鉴作用。

同时由于环境化学学科的交叉性,其科学研究发展迅猛,这需要我们紧跟学科前沿,在教学上如教学内容、教学手段和组织形成等方面狠下功夫,不断的进行变革和创新,创建与学科发展相结合、培养创新创业人才的环境化学实验教学改革新模式。安庆师范大学环境科学专业始于2002年,2006年获批国家级特色专业,人才培养方案历经改革与创新,但作为环境科学专业的必修基础性课程,《环境化学》与《环境化学实验》是在学生掌握良好的化学基础知识和生物学基础知识之后,在大二下学期同时开设的课程。我们一直在探索环境化学理论合成及其实验课程的体系,历经了实验课程体系从无到有,实验教学内容由浅到深,实验教学人员从杂乱到统一,教学质量逐步上升,逐渐探索出适合地方本科师范型院校的环境化学实验教学的发展道路,这些对高校环境科学与工程专业实验教学体系的构建与创新,素质教育的深化改革,学生实践和创新能力的培养具有重要的作用。

2、传统实验的弊端与不足

在环境化学实验教学中,当前的实验教学中存在着一些问题与弊端。第一,实验课程的内容体系过于陈旧,更新较慢,基本上没有与前沿领域结合紧密的大型开放性实验,大部分实验都是传统经典的验证性实验,如水中CODCr的测定,碘量法测定水中溶解氧等,这些实验能使学生掌握基本的环境化学实验操作原理与方法,但在这些实验课程的教学中,大部分是以教师为主体,从实验目的―实验原理―实验内容等逐一的讲解清楚,学生只是被动的完成实验步骤并撰写实验报告就算是完成整个实验,这对学生的动手能力有一定的提高,但是不能提升学生的思考-分析-解决实验的能力。其次,在实验内容的设计上与普通分析化学实验较为类似,这对学生认识和理解环境化学的概念,元素、化合物等物质在环境各圈层的迁移转化与循环等等不能形成一个直观、全面的印象,可能会导致实验教学目的的偏差。

再次,由于高校教学科研评价体制因素的影响,一些科研型教师参与实验教学任务的积极性不高,实验课程内容中的研究型、开放型和创新型课程几乎为零,教学过程中存在的理论重、实践轻,实验教学低人一等的意识依然存在,科研型教师没有动力和兴趣参与、改进和创新实验教学内容、方式方法,导致高校的科研成果在本科实验室教学中难以转化成普遍性的实验教学资源,这对学生获取和学习教师的科研思维方法是十分不利的影响。针对在环境化学实验教学中存在的不足与缺陷,笔者结合自己在实验教学中的方式方法探讨在环境化学实验课程中如何进行改革和创新的几点策略和体会。

3、环境化学实验课程的改革和创新

3.1实验课程内容体系的优化调整

首先,把实验课程科学系统的分门类别的引导,由浅至深、由单一到复杂、由基础到综合、由独立到团队综合开展。要能够做到从基础性实验―验证性实验―独立掌握实验操作―自身思考、设计并展开实验的逐步深入过程,在这其中充分挖掘学生的学习潜力,使得学生学习的主动性和积极性充分提升,让学生对综合型、开放设计型、研究型实验的态度向积极性转变。其次,在实验内容的设计上,尽可能的与当前时下的热点进行对接,紧跟学科发展前沿与方向,将环境污染物的分析监测、化学过程、环境化学行为以及环境修复紧密的联系起来,与环境化学理论课程有机地结合,形成融合专业理论知识与实验现象为一体的教学体系[2]。

例如,依据大气、水、土壤污染防治行动计划,有意识的编排一些与大气、水体、土壤相关的实验课程,如以重金属在水-气-土中的生物地球化学循环为例,可以让学生设计相应的实验方案来研究重金属种类、形态等等在环境各圈层的迁移转化与归趋效应。

再次,邀请一些具有较强科研能力的老师作为环境化学大型开放实验的指导教师,依据教师的科研项目如国家自然科学基金、省部级科研项目等提出较小的实验课题,让学生通过文献查阅―给出初步实验方案―指导教师的修改和完善等步骤进一步掌握该课题的实验原理,进而确定优化实验方案,给出实验操作步骤与所需设备仪器试剂清单,并准备所需仪器、设备、玻璃器皿、试剂。

3.2灵活安排实验教学方法与教学模式

实验课知识内容如实验原理、仪器的使用和实验操作规程等的复杂性和繁琐性使得传统的板书式教学和填鸭式教学方式十分无趣,对学生学习和操作实验的积极性不能充分调动,因此教师可花费一点时间将实验流程和实验步骤做成图片、动画等多媒体课件和教学录像或趣味视频,尤其是关键的实验环节和实验步骤,如此可以增强实验课的趣味性。例如在讲授碘量法测定溶解氧含量的实验时,利用多媒体课件将实验原理进行形象讲解,并用flash动画缓慢逼真的展示滴定终点时由淡黄色-蓝色-无色的颜色变化过程,不仅能使学生快速的掌握实验操作要领,同时也会使学生对实验原理及过程的理解加深,使学生操作实验的积极性提高。

另外,应采用多样化的考核方式全面地对学生的实验成绩进行考核,不能仅仅通过审阅实验报告和实验数据后给出实验成绩,还应结合考勤情况,实验态度和回答问题等进行综合评价。实验成绩的考核要体现公正公平性,要能够全面综合的反映学生的实验操作技能和思考-分析-解决实验问题的能力,同时应该对具有突出的实验表现和出众的创新实践能力的学生给予一定分数的奖励,并计入期末考试总成绩中。

3.3开放实验室资源,拓宽学生的实验时间与空间

在时间和空间上灵活安排环境化学开放型实验,不拘泥于课堂教学与集中式实验教学,给予学生充分的时间和空间,让他们以自己的课程安排和课外时间为基础,与实验室预约确定具体的实验开放时间,这样使学生有更多的时间和空间去独立思考,独立阅读文献,独立完成实验方案,不断的摸索实验并优化发现实验过程中的各种问题。为了更好使学生参与并完成实验操作过程,对学生自愿组成的实验小组团队,确定每组学生一般在4~6人,如此的小组团队合作和协同分配能力最高,允许各小组之间进行交流和资源共享,但必须保证每一小组的实验任务都是本小组成员完成的,这样有利于提高团队操作实验的能力,也保证了每一小组实验成员能充分理解和掌握该实验的原理、方法和操作规程步骤。

对一个相对完整的实验项目,有时需要在不同的实验室协调完成,这需要各位实验指导教师之间相互协调和配合,最大限度调动各研究室人员积极性,充分发挥实验室仪器尤其是一些大型仪器的使用效率。实验过程中指导教师的研究生也可参与指导实验项目,一方面能提高研究生的协调和动手能力,另一方面学生与学生之间的交流空间可能比教师与学生之间的交流更加快捷、更加灵活,可以更加迅速的解决实验过程中可能出现的一些问题。同时鼓励学生以理论课程和学科前沿研究为基础,以教师的科研项目为依托,充分查阅相关环境化学类的专业期刊和文献,积极主动参加校级、省级和国家级的大学生科技能力竞赛如“大学生挑战杯”,大学生创新创业竞赛,大学生节能减排大赛等,充分开放实验室的各种资源,让学生在课后之余自行设计一些感兴趣的研究项目。同时实验室将定期向学生开放大型仪器的使用,让学生充分了解并掌握大型仪器的原理、使用操作规程,这样使学生在科研实践中锻炼了自己的创新能力,对培养学生独立思考能力和发散创新思维具有重要的作用。

4、结语

环境化学的实验教学是一个系统的复杂的过程,经过近几年的探索与实践,我校环境化学实验体系的已经初步建成,已初步形成在理论中进行实验教学,以实验课程完善消化理论课程。一方面注重验证性实验的实验操作规程的建立,提高学生的基本实验能力,另一方面通过师生的科研项目,设置一定比例的综合性、开放性的实验,鼓励探究性学习,提高学生的学习兴趣、动手操作能力和独立分析科学问题的能力,有助于学生及时了解环境化学研究领域动态及前沿知识,对研究环境化学问题,这些为学生走上工作岗位或继续深造提供了良好的机会。

参考文献

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