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[013]化学教学渗透环保教育
2006-11-02

    摘要:把化学科教学内容分类和整合,再将环保教育带入理论教学和实验活动中,既培养学生化学实践能力,又增强环境意识,从而培育发展环保责任感和道德感。

关键词:教材整合,教学渗透,强化环保。

化学是一门实用性很强的应用科学,它与现代高科技,工农业生产和人们日常生活都有着广泛而密切的联系。人类所面临的环境问题都或多或少与化学有关。在开展环境教育方面,化学具有其他学科无法比拟的重要作用。把环境教育渗透到化学课堂教学之内,同时又结合在各类课外活动中,使化学教学与环保活动相辅相成,相得益彰。

一、教材处理。

  首先,在现行技工教材化学(第三版)一册中,把教材内容分为两大类,第一类与环境保护直接相关的内容,如重要的非金属及其化合物、电解质溶液一章中的“原电池电解”,重要的金属及其化合物,糖、蛋白质等。第二类是与环境保护内容间接相关的,如摩尔质量,物质结构,元素周期律以及电解质溶液的有关章节。教师在讲授第一类内容时,结合环境要素可深入讲解、教好教活。在讲授第二类内容时,教师宜作一些必要的补充和引申,使施教内容与环境保护有机结合起来,以扩大学生视野,善于从学习内容联想到环境问题上。

其次,内容整合,即从自然科学统一性和教育总体目标要求出发,把化学与其他学科交叉融合,使环境科学知识与化学知识技能紧密联系,形成一个相互综合开发,把能力培养融入知识技能的体系之中,使受教育者在多学科知识领域、科学知技能力和科学精神(包括科学价值准则和论理道德观)等方面受到全面的教育。

例如在诸论中补充讲授生态学基本概念和知识;在学习硫和氮之后,补充“大气污染”的内容,在重要的全属及其化合物中,补充“水污染”,“土地污染”等;在原电池、电解一节中,补充“新能源和无汞电池”;在有机化学中介绍“居室污染和人体健康”等。环保主题渗透于化学教学见下表:

教材内容与环境主题的相关对照表

教材内容

环境主题

绪言

生态学基本概念、知识

重要的金属、非金属及其化合物

大气污染、酸雨、温室效应、臭氧层空洞

电解质溶液

水体污染、新能源、无汞电池

烃及其衍生物

汽车尾气、居室污染与人体健康

糖、蛋质白、合成有机高分子化合物

白色垃圾污染

化学实验

有毒物质的安全处置

 

二、理论教学:

1、培养环保意识。环保已列入“基本国策”之一,意识是构成理解复杂的自然力量和现象的综合素质的开端。在环保教育过程中,学生对周围世界的意识将促进他们探求环境知识的愿望。发展学生的环境价值判断和形成环境伦理和道德。由此可见,学生的环境意识是环保素质的首要组成因素。因此对学生的环境意识的培养,应从我们周围的事物开始。一是培养具有环境忧患意识,领悟人与自然和谐相处的重大意义。使学生了解环境向题的前因后果和解决办法,让学生关注这些问题以达到培养学生的环境忧患意识的目的。如中国人均水资源只有世界人均资源的四分之一,我国434个城市中缺水达188个,年影响工业产值200多亿元。1987年统计显示,我国污水排放约416吨,其中45%来源于城市污水,55%来源于工业污水,每年排入海洋的污水和固体废物超过1000亿吨。针对这些问题让学生思考,现在浪费一滴水,将来就是一滴眼泪的道理等等。二是培养“可持续发展”意识,即持续生态,持续经济和持续社会三方面内容。主张人类应与自然和谐相处,主张建立在保护地球自然系统上的持续经济增长,做到发展与资源环境的承载力相协调。还要考虑代际间公平,从后代角度考虑当代人的行为,培养学生环境问题的价值观和态度,将有利于指导和规范学生的环境行为,是学生环境行为的先导和动力,是培养可持续发展意识的关键点。

2、化学教学。实施化学教学,渗透环保教育,应当做到适时、适当。如在学硫和氮的化合物后,介绍大气污染,特别是酸雨形成的原因,成分及其危害。并有意识地引导学生分析与大气污染相关的气候异常现象,如温室效应、臭氧层空洞等形成的原因、及其危害。启发学生想象并设计出减少酸雨形成方案及可行的具体措施。又如化学反应和原电池、电解教学中,针对目前大气污染和水体污染,主要是人们习惯于使用传统能源――石化能源所引起的。因此,我们要以能源和燃料为主题,对大气污染物的种类、产生原因、防治措施等方面的知识进行专题讲授。在防治措施方面特别强调,除了改善传统能源外,应适当大力发展清洁能源:如太阳能、氢燃料、无汞电池等。这样,既加强了知识之间的联系,又注重对学生科学创新和综合思维方式的训练和培养。

再如学习有机化合物有关知识时,联想防治“非典”期间,预防措施之一“居室通风”,适时巧妙地提出“居室污染与人体健康”这一环境主题,引导学生通过自主学习,了解居室污染的来源、类型、解决办法。在深化有关知识的同时,还激发他们的学习兴趣。还有油脂的腐败主要是在光照下被氧化或水解的结果,预防的办法是在阴凉避光、干燥的地方放置,也可以加入少量维生素E等等。

其次,编制课堂教学内容,也可注入环保知识,作为学生的练习。如以下诸例,

1)果汁是人们喜爱的饮料,由于此饮料中有二价铁离子,现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,若榨汁时加入维生素C,可有效防止这种现象发生,这说明维生素C具有(  )

A、氧化性   B、还原性  C、碱性   D、酸性

解析:二价铁离子在空气中易被氧化为三价铁离子,所以维生素C体现的是还原性,即正确答案为B

2)、在将新鲜牛奶制成酸奶的过程中,盛鲜奶的容器必经密封的主要原因是防止(   )

A、空气进容器    B、产生的乳酪分解

C、水分过度蒸发   D、灰尘掉入容器

解析:防止酸奶的氧化酸败,正确答案为A

3)、随着人们生活节奏的加快,方便的小包装食品被广泛接受,为了延长食品的保质期,防止食品受潮及富脂食品氧化变质,在包装中应放入的化学物质是(   )

解析:硅胶是干燥剂,硫酸亚铁有还原性,正确答案为硅胶、硫酸亚铁。

420世纪90年代,国际上提出了“预防污染”的根本手段,它的目标是研究和寻找充分利用的无毒害原材料,下列各项属于“绿色化学”的是(减少有毒物)

解析:根据绿色化学的理论,答案是杜绝污染源

5)若以铜、硝酸、硝酸银、水和空气为原料,有几种制硝酸铜的方法?从绿色化学角度出发,哪一种制取硝酸铜可行,并说明原因。

解析:有四种方法可制得硝酸铜,铜和硝酸反应(有一氧化氮或二氧化氮生成),铜和硝酸银发生置换反应(硝酸银的成本过大);铜 在高温下和空气中的氧气反应,生成氧化铜,氧化铜再与硝酸反应,综合反应式是:2CuO24HNO32CuNO322H2O,没有污染。

6)在下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是:①置换反应;②化合反应;③分解反应;④取代反应;⑤加成反应;⑥消去反应;⑦加聚反应;⑧缩聚反应,正确答案___?

解析:高效的绿色有机反应就是最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,如完全的加成反应:ABC,达到零排放,则正确答案应为②⑤⑦。

通过习题,引导学生动脑动手操作,以利于培养他们主动参与环境保护的积极性。

3、烹饪饮食的环保。民以食为天,学生天天接触食品,食品的环保与化学知识息息相关。在此注入环保理念,会导致学生收益匪浅。如食品添加剂因价格便宜被广泛应用于各种食品中,以满足食品的色、香、味,形的要求,但是,硫磺熏白的“精粉馒头”中看不中吃,福尔马林浸泡海鲜防腐危害人体健康,工业酒精勾兑“白酒”害人不浅,甲醛增白米粉以次充好,洗衣粉发泡油条……,可通过化学分析法的训练,提高学生的环境意识及自身防范能力。此外,还有黄曲霉素、34一苯并芘和亚硝胺是三大致癌物。最容易产生黄曲霉素的是花生、玉米、花生油、小麦、大麦、咸肉、火腿、香肠等,在加工、藏存运输和烹食环节不当时产生的。黄曲霉素具有耐热特点,在2800C时才发生裂解。苯并芘由含炭物质燃烧产生,存在于烟熏食品和烘烤制品,因此,在烹制菜肴过程中,启示和引导学生要挑选新鲜材质,保持原汁原味,尽量避免烟熏烘烤的烹制方法。亚硝胺存在于咸鱼、咸肉、虾曲、香肠中。经常食用富含维生素C和硝酸盐含量低的瓜类和豆类蔬菜,是很有益处的,因为维生素C可抑制亚硝胺的合成并能阻止硝酸盐还原成亚硝酸盐。人体合成亚硝胺的主要器官是胃,蛋白质分解成氨基酸微生物产生酶可以使氨基酸脱羧而形成多种胺,虽然人体胃内亚硝胺的合成率较高,但合成速度并不快,而且随着人体消化系统正常工作,有害物质会很快排出体外。因此人体本身也是一个环保器官。

三、实验教学。

1、化学实验。实验教学既是化学教学的重要组成部份,也是培养学生环境意识的重要环节。实验教学中,不单培养学生的观察能力,动手动力,分析解决问题的能力和创新能力。还要引导学生节约经费、减少污染、注意安全操作意识。如对二氧化硫漂白作用的实验,卤素性质实验等,通过改用透明塑料制作的微型滴管及井穴板做,即减少药品的消耗及废物的污染,现象也很明显。又如在铜和稀硝酸的反应中,利用注射器代替试管进行实验:取一支10毫升的注射器,拔出活塞,在针筒内装入0.04铜屑,推上活塞并吸入0.1毫升的稀硝酸,观察现象,等反应完毕后将注射器中液体缓慢排入废液缸中,无色气体针简内再吸入空气,可见到无色气体变成棕红色。改进后的装置是封闭体系,易于对比观察,效果明显,药品用量比以前少得多,同时能防止有毒气体二氧化氮的泄漏而污染空气。再如硫化氢的燃烧实验也可以用漏斗罩在火焰上方,使产生的二氧化硫气体经漏斗在作用下通过其连接的U型管(内装稀氨水),吸收液可作其他使用。

2、精打细算,增强忧患意识。在日常生产和生活,以及实验中,在制取或使用一些有毒物质时,让学生要尽量避免气体外逸或液体泄漏乱淌。对有害尾气要增加吸收或转化装置。要求学生,实验完毕后的废液,要在指定处倾倒或回收。要尽量节约药品和水,告诫他们多用一克药品多浪费一滴水,聚少成多,会给自然界就多了一份污染。同时,教育学生因人类不注意环境保护所带来的环境恶化的危害。如在全世界大气二氧化硫含量最高,空气污染最严重的10个城市中,我国占3个,我国每年因空气污染造成经济损失达68亿元。“酸雨”已遍布我国22个省、市、自治区等等。还可结合本地区环境恶化,更能激起学生共鸣。如三明是老重工业基地,有害气体形成的酸雨可以使工业机械锈蚀,使用寿命缩短;使河流、塘泊中沉积的某些重金属元素化合物渗入鱼、贝体中,这些有毒的重金属元素通过食物链而危害人体健康。穿城而过的沙溪河水体污染,据测,市民每多用一立分米的清水,就多排放0.70.8立分米的污水。再者固体生活垃圾在城郊堆放,一是有害物质挥发及化学反应,产生有毒气体,污染大气;二是与雨水地表水接触,有毒有害成份被浸蚀出来,从而使水体发生酸化、碱化、富营养化、危害生物和人体健康;三是占用大量土地,有毒有害物质渗入土壤,使土壤碱化、酸化、毒化、破坏土壤中微生物生存条件,影响动植物生长发育,许多有毒有害物质还经过植物进入人的食物链,危害人体健康;四是导致土壤中重金属富集,被植物吸收进入食物链,还能传播大量病原体引起疾病。由此激发学生加强环境保护的危机感和紧迫感。

3、正确处理身边废弃物。在实验室设定废酸槽及废碱槽,并定期进行无害化处理,使其中和后达到规定的PH值(69)后再排放。教给学生进行常见废液处理方法:①某些不能直接利用的有毒物质可用化学方法妥善处理。例如萃取后的苯和实验中残余的一氧化碳可以燃烧,溴苯可以碱解;酸液中的金属离子可以用铅、铁等轻金属还原。②某些废弃物可以变废为宝,例如,利用高锰酸钾制氧气的残留固体可用作氯酸钾分解制取氧气的催化剂,最终残余物还可以用于钾的焰色反应,或用作花、草、树木良好的化肥。通过实验室废弃物的处理,进一步启发引导学生结合所学知识,如何处理日后生产、日常生活废弃物等。

化学教学渗透环保教育,一举多得,一来增强教学与实践相结合,理论与实践相结合;二来提升环保意识,对今后从业多一份社会责任感;三来可获多学科知识,提高受教育者的综合素质。籍环保大社会,施化学课小课堂教学,对提高化学教学质量,无疑是一种促进作用。

 
稿件来源: 中国劳动力市场信息网监测中心
 
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