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谭健:中学化学新课程体系下的环境教育实施初探

作者:谭健    |    发布日期:2012年08月11日
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摘要:新的课程标准对环境教育提出了明确的要求,本文即从抓住课堂教学这一主阵地,结合化学实验及课外活动对环境教育的实施方法作了初步的探讨。

关键词:环境教育 课堂教学 实验 课外活动 实施

在国家教育部最新颁布的《基础教育课程改革纲要(试行)》中,明确提出新课程的培养目标应体现时代要求。要使学生具有初步的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识。而化学是一门与环境紧密联系的学科,是对学生进行环境教育的主要阵地之一。本文试图就环境教育的实施问题进行初步的探讨。

一、课堂教学是环境教育的主阵地

环境化学是一门边缘性的学科,它与化学学科关系重大。中学化学教材中潜在环境教育的因素很多,如何利用有限的课堂教学时间来给学生进行环境教育呢?化学教学是一个整体,各年级教学的内容,是这个整体的组成部分。因此,对各年级的环境保护教育,必须用系统方法去解决。教育系统方法的最显著特点是整体性、综合性、最优化。故在进行化学科的环境保护教育时,把初中和高中各年级视为一个统一的整体筹划,综合出环境教育的特点和年级教材的特点,找出它们最优的结合点,把它科学地、巧妙地渗透到各章节的教学之中,合理地运用教材的版面,对中学生进行环境教育。

初中化学中突出“空气”和“水”作为主要知识点进行环境教育,初中的学生刚刚接触化学,因此,此部分的教学手段和方式应以生动、活泼的形象教育为主,其教育过程可以突出以下内容:

通过图示展示出自然界中空气与水的循环:

(1)让同学们了解污染清洁空气的原因是什么?它是由于人类的活动,特别是近代科学技术的突飞猛进,工业的蓬勃兴起,生产力的高度发展,而没有重视环保问题,使各种废气昼夜不停地排放到空气中,因而大气中增加了许多前所未有的物质。例如发电厂、钢铁厂、炼油厂、农药化肥北工厂以及汽车、火车、飞机、船舶等交通工具,以及千家万户的家庭取暖、做饭燃烧的煤等产生的废气烟尘,从而使空气中含有了大量的氮氧化物、硫氧化物、成份复杂的飘尘粒子和各种挥发性物质,如氯化、氟化氢、氧化氢、苯胺类等有害物质,这些种类繁多的化学物质大量排放到空气中,改变了大气原来固有的化学组成,从而造成大气污染。

(2)自然界的水通过蒸发、凝结、降水、渗透和径流等作用,不断进行着循环。随着地球上人口的剧增与工农业生产的迅速发展,人类正在干预水的正常循环过程。例如:森林的砍伐、草原的开垦,使植被遭到破坏,造成降水减少,水土流失增加,甚至造成沙漠化。随着现代工业和农牧业的发展,特别是化肥工业的突飞猛进,有越来越多的有机物排放到水中,这些有机物易使水“营养化”,使水中的藻类和水生植物大量繁殖,从而过分消耗水中的溶解氧,造成水中缺氧,使水中鱼类等因缺氧死亡;同时,水的营养化还导致了“赤潮”的发生。1

由于初中生对这些污染物没有理性的认识,因此这些教学可以通过适当的图片、影视材料及动画展示给学生,让学生形成感性认识。

对于高中的学生,其教学手段不同于初中学生,教学上应结合他们的认知特点,开展抽象性的教学,启发学生的思维,引起学生兴趣。例如:在讲述酸雨的形成时,应讲明这是由SO2的污染引起的,是煤炭燃烧时排出的主要污染物。其化学方程式大概可表示如下:SO2H2OH2SO32H2SO3O22H2SO4,如果通过练习,则更能让学生进一步看到酸雨的严重性,练习题如下:

某城市每年用煤约300万吨,其中含硫量按1%计,每年排放二氧化硫多少吨?(一般80%的硫氧化成SO2)。若此二氧化硫全部转化为硫酸,可得多少吨硫酸?以上硫酸若以20%集中在城区.城区降雨量375×108立方米/年,那么雨水中硫酸的摩尔浓度是多少?假设体积不变,其酸雨的pH值是多少?(答案pH=31)

此题既让学生练习了化学方程式计算,摩尔浓度计算,学生又能真正了解到酸雨的危害性。

在中学教材中还有很多知识点可以跟环保教育紧密结合。如:硝酸、盐类水解、硬水软化、炼铁炼钢、石油炼制和煤的综合利用等等。只要我们在日常教育中注意把知识性教育与环保教育共寓一体之中,学生的环保意识就会点点积累,逐步深化。

二、结合化学实验开展环境教育

化学实验是化学课程中的一个重要组成部分,也是学生特别感兴趣的环节。这样,结合化学实验开展环境教育就是一种好的选择。在化学实验教学中,我们可以设计一些实验,改进实验条件,深入环保教育,让学生在设计实验中,充分考虑到环保问题。

如:①用CO还原CuO时,过量的CO应以点燃的方式及时除去。

②制取Cl2时,通常以排饱和食盐水法收集而不用排气集气法。若用排气法收集时,应设计一个用NaOH吸收尾气的装置。

③制取氯化氢时,用水吸收多余的氧化氢气体。

④结合硫在空气中燃烧产生SO2的实验,让学生切实体会到SO2的危害性,并尽量减少SO2产生。

⑤合成硫酸时,过量的SO2应以氨水吸收。

⑥合成硝酸时,过量的NONO2应以NaOH吸收。

⑦制取硝基苯等挥发性较强的有毒物质时,应安装一个冷凝管回流有毒气体。

如:让学生设计:某工厂废水中含有一定量的Al3+Fe2+Cu2+Au3+等四种离子,除电解法外,写出一个分别回收金属铜和金等四种离子的方案,写出每一步的目的及有关离子方程式。学生设计的过程就是防治污染问题的过程,更是认识到变废为宝,化害为利,开展综合利用重要意义的过程。

三、在课外活动中强化环保教育

教育的功能是通过信息传递实现的。化学科的环境保护教育,可以使用教育信息方法。在教育信息传递中,对重要问题不能只用一种传递方式,也不能只采用一种训练形式。因此环境保护教育仅靠课堂讲授是不够的,还要充分利用课外活动,联系实际,联系社会,强化环保教育。

把环保实验安排在课外活动中进行,既可补充课堂教学上因时间限制而造成的时间不足,又可使学生加深认识,充分理解污染物对环境的危害。

实验一:几种气体在水中的溶解性对产生酸性环境的作用。

实验用品:广口瓶、单孔塞、玻璃导管、胶管、集气瓶冰槽嵌玻璃屋筒、镊子、pH试纸、蜡烛燃烧匙、碳酸钙、盐酸(6moll)、铜片、浓硝酸、硫磺。

实验需用时间:20-30分钟

(1)二氧化碳气对产生酸性环境的作用

①在广口瓶中小心放入几块碳酸钙,再注入1520毫升6mdl盐酸,立即塞紧瓶盖,反应生成的二氧化碳气,用排水集气的方法收集于集气瓶中,待二氧化碳完全充满后,取出集气瓶,然后注入10毫升蒸馏水。振荡,用pH试纸检验集气瓶内的溶液的酸碱性。

②二氧化碳气的制备,也可以通过蜡烛在一个用表玻璃不完会封闭的集气瓶内燃烧,直至火焰熄灭而得到,取出蜡烛,注入10毫升蒸馏水,再用pH试纸检验内溶液的酸碱性。

(2)二氧化氮对产生酸性环境的作用

选取一个集气瓶作为反应的容器,里面放入几块铜片,然后加入约20毫升的浓硝酸,立即用一个瓶口向下的集气瓶倒扣于作为反应容器的集气瓶上。待大量棕红色气体充满上面的集气瓶时,取下上面的集气瓶并注入10毫升蒸馏水,振荡,直到瓶内颜色消失为止,用pH试纸检验瓶内溶液的酸碱性。

(3)二氧化硫对产生酸性环境的作用

在燃烧匙内放入少量硫磺,点燃后把燃烧匙置于集气瓶中。为了减少SO2的逸散,在瓶口处放置一块表玻璃并尽可能盖严些。待硫磺停止燃烧时,取出燃烧匙,注入10毫升蒸馏水,振荡,直至没有白雾时为止。用pH试纸检验内溶液的酸碱性。

(4)比较上述三组实验的结果

问题与讨论:上述的几种气体,在我们周围的环境中,是很容易找到的。象煤在燃烧时放出二氧化碳,有时伴随有二氧化硫产生;而汽车排出的尾气中就含NO2

实验二:空气污染物——CO

实验用品:圆底烧瓶双孔塞,分液漏斗、玻璃导管、胶管、集气瓶冰槽、酒精灯、石棉网、铁架台、表玻璃、浓硫酸,中酸石灰水。

实验时间:10-20分钟

实验步骤:一氧化碳是一种无色、无嗅的有毒气体,因此本实验应在通风橱中进行。

(1)在烧瓶中注入30毫升浓H2SO4,用塞子塞好瓶口,在酒精灯上预热浓H2SO4,然后撤去热源。

(2)从分液漏斗中逐加甲酸(HCOOH),用排水集气法收集生成的CO,收集气体。

(3)在一个储有CO的集气瓶中,放进一只活的小白鼠,盖上玻片,观察小白鼠在瓶内的活动情况。

(4)点燃CO观察燃烧时火焰的颜色,同时在火焰上方罩一个干冷的烧杯,之后在烧杯中注入少量澄清石灰水,振荡瓶内液体,将会看到有白色沉淀生成。

问题与讨论:

①本实验涉及到的化学反应。

CO是一种危险的有毒气体,CO能跟血液中的血红素化合而生成一种很稳定的化合物,以至在体内无法加以分解,从而抑制了血液载送氧气的功能,造成人体缺氧而失去知觉,甚至死亡。

③探讨产生CO的途径。2

在新的课程体系下,只要我们充分利用教材的潜在因素有机结合环境保护教育,充分利用多种形式进行教育,联系实际,联系社会,就可以提高青少年的环境保护意识,为改善和提高我国的环境水平打下基础。

 

[参考文献]

[1]       姜淦萍.呻吟中诞生了希望——环境化学的故事[M.上海科学普及出版社,1996.6

[2]       周帼雄. 化学教学中如何开展环境教育[J.山东教育学院学报.2001.2