化學與環(huán)境論文
在日復一日的學習、工作生活中,大家都寫過論文,肯定對各類論文都很熟悉吧,通過論文寫作可以培養(yǎng)我們獨立思考和創(chuàng)新的能力。還是對論文一籌莫展嗎?下面是小編為大家收集的化學與環(huán)境論文,僅供參考,大家一起來看看吧。
化學與環(huán)境論文1
1化學是中心科學
化學知識產生的歷史幾乎伴隨了人類歷史的整個過程,人類社會的每一次進步常常用化學成就作為標志。世界是由物質組成的,化學則是人類認識世界和改造世界的主要方法和手段之一,是研究物質的性質、組成、結構、變化和應用的科學。不同人群對化學的形象有不同的定論。在公眾層次上,一提起化學就想起環(huán)境污染;對在校大學新生一提化學,就想到瓶瓶罐罐;而對年輕化學家一提化學,就以為做高深的論文〔1〕。其實對化學形象的正確認識在于,化學是解開自然界奧妙的鑰匙,也是創(chuàng)造新生事物的科學。在當代所謂的八大朝陽科學(Sun-Rise-Sciences):環(huán)境科學、信息科學、生命科學、材料科學、能源科學、地球科學、空間科學和核科學中,化學是一門中心科學〔2〕,無論哪一門科學的誕生、發(fā)展和未來都離不開化學。通過化學,人們在分子和原子的層次上理解事物的本質,同樣在分子和原子的層次上合成新生事物,創(chuàng)造自然界原本不存在的物質。
2環(huán)境科學是綜合科學
環(huán)境科學中所指的環(huán)境(environmental)是以人類為主題的外部世界,即人類生存、繁衍所必需的相適應的物質條件的綜合體〔3〕。人類與環(huán)境構成了一對矛盾體系。環(huán)境科學主要研究這對矛盾體系,即環(huán)境在人類活動強烈干預下所發(fā)生的`變化和為了保護這個系統(tǒng)的穩(wěn)定性應采取的對策與措施。在宏觀上,環(huán)境科學研究人類與環(huán)境之間的相互作用、相互促進、相互制約的對立統(tǒng)一關系,揭示社會經濟發(fā)展和環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展的基本規(guī)律;在微觀上,環(huán)境科學研究環(huán)境中的物質,尤其是人類排放的污染物在有機體內遷移、轉化和累積的過程與運動規(guī)律,探索其對生命的影響及其作用機理等?梢,環(huán)境科學是一門綜合性很強的科學,不僅牽涉到自然科學與工程技術科學的許多部門,還涉及經濟學、社會學和法學等社會科學方面,要充分運用地學、生物學、化學、物理學、醫(yī)學、工程學、數學、計算科學和社會學、經濟學和法學等多種學科的知識〔4〕。環(huán)境科學的任務是揭示人類與環(huán)境矛盾體系的實質,研究二者的辯證關系,掌握其發(fā)展規(guī)律,調控二者之間物質、能量和信息交換過程,尋求解決矛盾的途徑和方法,謀求人類環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調和持續(xù)發(fā)展。
3環(huán)境科學中的化學
當今工業(yè)社會,人口劇增大量消耗和破壞自然資源,排放到環(huán)境中的工業(yè)“三廢”引起的環(huán)境惡化,直接構成對全人類生存的威脅。其實,自然環(huán)境可以通過大氣、水流的擴散、氧化以及微生物的分解作用,將污染物化為無害物。但是當進入環(huán)境中的污染物的量超過環(huán)境自凈能力時,就會直接或者間接有害于生物生長、發(fā)育和繁殖。
3.1臭氧層空洞的化學解釋
臭氧層存在于距地表16-40Km的大氣平流層中〔4〕。在自然狀態(tài)下,大氣平流層中的臭氧分子能夠吸收紫外線的能量,分解成為氧原子,并很快與大氣中的氧氣發(fā)生進一步的化學反應,生成新的臭氧分子,使臭氧層中的臭氧分子的量達到動態(tài)平衡。太陽發(fā)射出的短波(200~280nm)紫外線的能量足以斷開人與其他生物機體組織的化學鍵,從而傷害機體。由于太陽和地球之間存在臭氧層,這種紫外線全部被臭氧層吸收,臭氧層成為地球的天然屏障,使地球上的生命免遭強烈的紫外線傷害。臭氧的分子構型為V字形,含有離域π34鍵。雖然在紫外線的照射下,臭氧化學鍵斷裂成氧分子和自由態(tài)氧原子,同樣在紫外線的照射下自由態(tài)氧原子也能吸收能量和周圍的氧分子反應生成臭氧分子。這個化學平衡的左右移動過程,就是臭氧吸收紫外線的原因所在。然而,人類合成的氟利昂及排放的NOx,SOx等導致臭氧分解、消耗,給地球生命造成威脅。氟利昂化學性質穩(wěn)定,本身沒有毒,在強烈的紫外線照射下吸收能量,產生高活性原子態(tài)自由基。由于自由基帶有成單電子,穩(wěn)定性差,反應活性也大,能夠立即和周圍的臭氧分子反應生成氧氣分子和自由氧原子破壞臭氧層。
3.2環(huán)境監(jiān)測中的化學方法
為隨時了解現有的環(huán)境質量及其變化規(guī)律,環(huán)境部門隨時進行著監(jiān)督和監(jiān)測,即所謂的環(huán)境監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測是運用現代科學技術手段對代表環(huán)境污染和環(huán)境質量的各種因素的監(jiān)視、監(jiān)控和測定,對環(huán)境質量及其變化趨勢進行評價的過程。在環(huán)境監(jiān)測領域中化學發(fā)揮著重要作用。無論是水,空氣和土壤的監(jiān)測都離不開化學方法。
3.2.1水質監(jiān)測
現場測定水樣pH:電化學原理;加入酸堿保存水樣:沉淀反應中溶度積規(guī)則;加入氧化還原劑保存水樣:氧化還原原理;消解方法進行水樣前處理:酸堿在高溫下的氧化還原性水樣COD,BOD的測定:化學滴定法;水樣中金屬離子的測定:儀器分析方法中原子吸收或原子發(fā)射分光光度法;水樣中氟離子測定:電化學中離子選擇性電極法;總有機碳的測定(TOC):燃燒氧化-非色散紅外吸收法。
3.2.2大氣監(jiān)測
SO2的監(jiān)測:特定溶劑濃縮吸收-分光光度法;紫外熒光光度法;NOx的監(jiān)測:化學發(fā)光法;總烴和非甲烷烴:氣相色譜法;總懸浮顆粒物的組分測定:化學熔融法溶解顆粒物。
3.2.3土壤監(jiān)測
有機磷農藥的測定:特定溶劑提取、萃取、凈化-氣相色譜法;有機物測定:有機溶劑萃取-氣相色譜法;金屬離子的測定:消解、溶解-原子吸收分光光度法;有機氯農藥的測定:微波萃取-氣相色譜/質譜法。
4結語
無論是控制或防治環(huán)境污染和生態(tài)惡化,還是從改善環(huán)境質量、保護人體健康、促進國民經濟的持續(xù)發(fā)展等各個方面,化學都可以發(fā)揮重要作用。要作出環(huán)境污染的認知、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境毒理學機制到污染評價與防止對策,都離不開化學知識。在化學教育過程中把每一個知識點和身邊的環(huán)境問題相結合的方法,不僅引起學生的興趣,更使學生懂得每一個基礎課程在今后生活工作中的重要性。
化學與環(huán)境論文2
本文作者:段冰雪 單位:哈爾濱師范大學
在人類社會進入工業(yè)化大生產的時代后,各類化工工業(yè)迅速發(fā)展起來,雖然給經濟的增長和人們生活水平的提高帶來了很大裨益,但同時也嚴重污染著我們的生存環(huán)境。就目前來看,人類面臨的最嚴重的生態(tài)環(huán)境問題有溫室效應、酸雨、水污染題和臭氧層空洞等。這些問題不僅降低了自然環(huán)境的質量,還隱藏著一些自然災害的不穩(wěn)定因素。隨著自然環(huán)境和生態(tài)問題的日益嚴峻和突出,有關部門和機構的都在尋求一條更加和諧的發(fā)展模式,可持續(xù)發(fā)展的理念也就應運而生。根據這一基本理念的指導,人們逐漸的認識到目前廢物排放和治理的方法上還存在著諸多不足和缺陷,回收利用的方法已經不能滿足人們在生產過程中所要達到的保護環(huán)境的目的,更加科學合理的做法是要從化工生產的每一個環(huán)節(jié)入手,形成綠色化學的生產模式。
1綠色化學的概念
所謂綠色化學,就是要在化工生產的源頭上盡量可能的通過技術和工藝的改進,來達到減少污染甚至消除污染的一種新型化工行業(yè)的生產模式。不同與以往的保護生態(tài)的方法和做法的地方在于,傳統(tǒng)的化工生產是在按照正常的流程和工藝進行生產后,對其所產生的環(huán)境污染和廢物進行一定的`加工和處理,以盡可能減少對環(huán)境的危害和不利影響。但是綠色化學的核心內容在于從生產的過程中,即源頭上減免這種污染和危害,是通過對生產工藝的改進和技術的提高,來遏制生產過程中的污染現象的產生。所以,綠色化學絕不是簡單的生態(tài)保護環(huán)境的技術創(chuàng)新,而是一種觀念和理念的革新,綠色化學理念是人們思想認識觀念的一次巨大的改變和飛躍,也是在綜合了社會發(fā)展、生產建設、科學研究、生態(tài)保護等問題后,形成的最適合可持續(xù)發(fā)展理念的發(fā)展模式和方法,對人類社會的發(fā)展與自然環(huán)境的和諧相處有著非常重要的指導意義。
2綠色化學在化工行業(yè)運用的原理
通過上文對綠色化學的基本含義的解讀,我們可以發(fā)現綠色化學在化工行業(yè)中的應用可以有效的改善化工行業(yè)的環(huán)境污染問題,可以從原理上和方法上兩個方面對化工行業(yè)的發(fā)展予以指導,同時還可以為設計新的環(huán)境友好產品指出方向。實踐中上我們發(fā)現,通過使用無毒無害原料、原子經濟反應、溶(助)劑和催化劑等方法可以更好的實現化學工藝的清潔生產。通過加工,使用新的綠色化學品使其人身健康、社區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境無害化。下文中筆者將結合生產過程中的具體實例,談談綠色化學方法在化工行業(yè)中的應用,以最常見的石油和造紙化工業(yè)為例,簡單進行論述。
3綠色化學在石油化工行業(yè)的應用
在化工生產中經常會使用光氣和氫氰酸這些劇毒的化學物質,近年來隨著綠色化學技術的不斷開發(fā)和應用,許多有關化工生產中過去經常使用的這些劇毒物質正在或逐漸被其它一些無毒或低毒原料所替代。比如說用二氧化碳或碳酸二甲酯代替光氣合成異氰酸酯的新方法,還有日本旭化司開發(fā)了用異丁烯直接催化氧化制甲基丙烯酸的新工藝,德國公司則用毒性較小的丙醛和甲醛為原料首先制得甲基丙烯醛,再進一步氧化成甲基丙烯酸。這些新工藝都避免使用氫氛酸,使環(huán)保得到了極大的改善。綠色化學在石油化工行業(yè)的應用還表現為盡量采用可再生資源為原料,傳統(tǒng)生產己二酸、對苯二酚的原料路線是以煤或石油為基礎的。這些路線不僅工藝復雜、污染嚴重,而且利用的是一些不可再生的煤或石油為原料,所以無法滿足生產過程中的減免廢物污染的要求。綠色化學的方法則是用淀粉水解所得葡萄糖為原料通過酶催化可制得己二酸,這樣就更好的利用了可再生資源,避免了過度使用不可再生資源。另外,綠色化學在石油化工行業(yè)的應用還表現為使用的催化劑、溶劑盡量綠色化,從而制造出對環(huán)境和人體都友好的綠色化產品。例如環(huán)境友好柴油的配方要求低的含硫量(質量分數小于2.0x10-5)和低的芳烴含量,同時要求十六烷值不低于40。新的綠色汽油配方對蒸汽壓和芳烴、烯烴的含量限制提出了更高要求,并要求在汽油中加人一些甲基叔丁基醚、醇類等含氧化合物以取代鉛的氧化物來保持和提高汽油的辛烷值和其它性能。這無疑對煉油技術和油品的配制提出了更高的要求。
4綠色化學在造紙工業(yè)中的應用
造紙工業(yè)是我國環(huán)境污染最嚴重的產業(yè)之一,每年有毒有害廢水的排放量高達5×109t,不僅嚴重的污染了生活用水,還給污水處理帶來了很大的負擔,為解決制漿造紙工業(yè)的污染問題,必須發(fā)展新的無(少)污染制漿技術。新的技術包括機械法制漿技術和生化法制漿技術。生化法制漿得率高、能耗低、污染很少,有浸漬法制漿和酶法制漿兩種.浸漬法是將細菌直接接種于纖維原料中,細菌在生長繁殖的同時分泌產生大量的酶,在酶的催化作用下使纖維分散.該方法簡單,但需要大型發(fā)酵設備.酶法是在一定設備條件下培養(yǎng)某種細菌,使其產生大量的酶,經一定生物技術處理將酶濃縮后加到纖維原料中,通過酶解作用使纖維分散.兩種方法均有工業(yè)應用。無污染漂白的技術是用不含氯的物質如O2,H2O2,O3等作為漂白劑對紙漿在中高濃條件下進行漂白,以代替嚴重污染環(huán)境的低濃紙漿氯化漂白和次氯酸鹽漂白的方法。
綜上所述,上文中筆者對綠色化學的基本含義和在化工行業(yè)中的應用進行了論述,并輔以一定的實例來闡述其應用效果,雖然只舉出了兩個簡單的應用例子,但是不難看出綠色化學由于其符合生態(tài)環(huán)境保護的要求,必然在化學工業(yè)的應用會越來越廣泛,不僅涉及石油工業(yè)、造紙工業(yè),也涉及紡織工業(yè)、制革工業(yè)和農藥工業(yè)等。因此,可見綠色化學是化學家們的一項長期重要戰(zhàn)略任務,綠色化學的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點來重新審視和革新傳統(tǒng)化學,從而應用在化學工業(yè)中,使得對環(huán)境的治理從治標逐漸轉向治本,以上僅是筆者拙見,諸多不足,還望批評指正。
化學與環(huán)境論文3
人類社會在化學工業(yè)的帶動下取得了巨大的進步,同時環(huán)境污染問題也越來越嚴重,環(huán)境保護現在已經成為人們急需解決的問題。本文將討論中國如今的環(huán)境現狀以及化學對環(huán)境的影響。
隨著改革開放和經濟的快速發(fā)展,中國如今面臨的三大危機:資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞。但是最主要的還是環(huán)境污染問題,因為人口數量龐大,資源的使用擴大以及化學工業(yè)及相關產業(yè)的發(fā)展,人們在日常生活中和加工制造過程中向環(huán)境不斷地排放有害物質,導致人類賴以生存的環(huán)境質量下降,危害人們的健康和生存;環(huán)境污染同樣對生態(tài)系統(tǒng)有著直接的破壞和影響,如沙漠化、森林面積的減少,溫室效應、酸雨等;因此環(huán)境污染問題已對國家建設和人民的健康構成了嚴重的威脅和挑戰(zhàn),成為影響經濟、制約社會的重大問題。
環(huán)境污染主要包括水污染、重金屬污染、大氣污染、生態(tài)破壞。下文我們將從化學角度來分別討論這些問題。
一、水污染
1.水污染現狀
我國雖然地大物博,但人均水資源僅為世界平均水平的四分之一,而且水資源分布不平衡,更為嚴重的是我國大部分的河流、湖泊、海岸和地下水都受到不同程度的污染。我國七大水系中有70%存在嚴重的水質污染、有400座城市以上存在水源不足問題。例如:大遼河水系污染嚴重。監(jiān)測的50%的河段為超Ⅴ類水質。主要污染物為氨氮、汞、揮發(fā)酚、生化需氧量和高錳酸鹽。部分湖庫和水庫存在汞污染、砷污染,部分人喝著受過污染的地下水,這嚴重影響到人們的健康,因此可以說我國的水污染已經陷入危機狀態(tài)。
2.飲用被污染的水對人體健康有巨大的危害。
長期飲用被含有Hg的工業(yè)廢水污染的水或者吃含有甲基汞的魚、蝦和貝類會導致人們患有痙攣、麻痹、運動失調、語言和聽力發(fā)生障礙等癥狀,最后痛苦地死去。而孕婦還有可能生出發(fā)育不良、智力低下和畸形的兒童。還有一些化學物質,如砷 (As)、鉻(Cr)、苯胺等有致癌作用。
3.污染的三大主謀
。1)是來自造紙業(yè)、冶金工業(yè)、化學工業(yè)以及采礦業(yè)的工業(yè)廢水含有豐富的化學物質。這也是水體中化學需氧量和生物需氧量的主要來源。
。2)是農業(yè)廢水。氮肥和農藥的大量使用也是水污染的重要來源。由于大量使用低質化肥、氮肥、磷肥和鉀肥,而氨肥極易溶解而被沖人水體中造成污染。除此之外,殺蟲劑的大范圍使用,也造成水體的污染。
。3)是城市生活污水。近年來生活污水的總量在不斷增加。而我國城市污水的集中處理率低于20%。生活污水對當地水體化學需氧量和生物需氧量的影響也不盡相同。
二、重金屬污染
重金屬的污染也是一個很嚴重的問題。以汞、鎘、鉛為代表的重金屬無機污染物,一旦進入環(huán)境就很難分解,它們以各種化學形態(tài)或化學狀態(tài)存在。它們存留、積累在環(huán)境中,隨著河水大氣的流動進入大氣、水、土壤中從而引起了嚴重的環(huán)境污染。他們還有可能存在人們吃的食物里,對人們健康構成巨大的威脅。 三、大氣污染主要有酸雨、溫室效應、臭氧層空洞。
據統(tǒng)計,大氣污染已使我國600多座城市的大氣質量符合國家標準的不到1%。而且我國是全世界三大酸雨區(qū),我國的`酸雨面積已占國土資源的30%;還有我國二氧化碳的排放是世界第二,二氧化硫的排放已是世界第一。因此大氣污染應該引起人們的重視。
1.酸雨的形成及其危害
改革開放以來,隨著我國經濟的快速增長以及人民生活水平的提高,能源需求量猛增,特別是原煤的大量使用,但是不論工業(yè)還是居民的燃煤使用,其燃燒效率都不高。這也造成燃料在燃燒過程中產生過多的一氧化碳、 氯化氫 、二氧化硫 、氮氧化物及有機酸及懸浮固體物,據研究表明,我國大氣中87%的二氧化硫來自燒煤。另一方面,我國機動車的數量大幅度增長,機動車尾氣也含有很多有害化學物質,特別是鉛。當這些化學物質排放至大氣環(huán)境中,經光化學反應生成硫酸、硝酸等酸性物質使得雨水之pH值降低,最終形成酸雨。
酸雨的危害是多方面的。在健康方面,酸雨可使人們免疫功能下降,慢性咽炎、支氣管哮喘、眼部、呼吸道患病率增加。在生態(tài)系統(tǒng)方面,酸雨可使農作物大幅度減產和農作物的蛋白質含量降低,酸雨還能使森林和植物樹葉枯黃,病蟲害加重,最終造成樹木和植物的大面積死亡。
2.溫室效應的形成及其危害
由于我國人口數量的增加、工業(yè)發(fā)展和人類對森林亂砍亂伐,人們使用煤炭、石油、天然氣產生的二氧化碳已遠遠超過自然環(huán)境所能承受的能力,最終空氣中二氧化碳含量的增長從而使得氣溫升高。
溫室效應可導致全球變暖,從而使冰川融化,海平面升高,除此之外,還會使地球上的病害蟲增多。
3. 臭氧層空洞的形成及其危害
如今的社會,氟利昂被當作制冷劑、清洗劑、塑料、日用化學品、消防器材等物質廣泛使用。但是氟利昂能使臭氧層遭到破壞的。氟利昂具有穩(wěn)定的特點,它們在大氣中的平均壽命達幾百年,在強烈紫外線的作用下被分解,分解釋放出的氯原子會破壞臭氧分子。
臭氧層空洞的形成會使全球臭氧量減少從而使大氣吸收紫外線的能力減小,這會給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來巨大影響,引起人們的免疫機能衰退、皮膚癌,白內障等一系列疾病;同樣會使藻類惡性生長,破壞海洋食物鏈以及整個海洋生態(tài)。
對于化學品的污染控制以及保護環(huán)境,我們應該采取以下措施:
1.首先我們要轉變觀念和思路,樹立綠色低碳發(fā)展觀。政府部門要制定和健全環(huán)境立法,加強環(huán)境執(zhí)法力度。比如對環(huán)境保護造成嚴重污染的企業(yè),應依法給予追究,對人身由環(huán)境污染造成危害的應依據法律給予處罰和賠償。讓人們充分明白,發(fā)展綠色低碳經濟、促進可持續(xù)發(fā)展是人類社會未來發(fā)展的必然選擇。
2.加強科技創(chuàng)新,提倡低碳生活,建設生態(tài)環(huán)境。企業(yè)應加大節(jié)能減排和低碳技術的研發(fā),加快節(jié)能環(huán)保和裝備的推廣應用,推動技術創(chuàng)新和制度創(chuàng)新,發(fā)展低碳能源技術,推行能源高效利用、清潔能源開發(fā)、綠色GDP核算等研究,建立低碳經濟發(fā)展模式和低碳社會生活消費模式。
3.開展低碳技術,推行清潔生產,嚴格控制有害化學物質向環(huán)境中排放。全面推行清潔技術改造,通過改革工藝設備,盡可能把"三廢"消除在生產過程之中,采用無毒無害物質替代有害原材料、設計清潔工藝、生產清潔產品,在污染的源頭削減污染物和廢物回收利用。最大限度消除或削減有害物質的排放。對通過預防不能解決的污染物,應采取源控制措施進行安全處理處置,使污染物達到國家或地方規(guī)定的排放標準。
4.保護森林并大面積植樹造林,以保證生態(tài)系統(tǒng)達到動態(tài)平衡和凈化空氣的作用。
結語
化學的發(fā)展在不斷促進人類進步的同時也在客觀上污染環(huán)境,但是起決定性的是人為因素,最終要靠人們的認識不斷提升來解決這個問題,我們要用自己的智慧保護賴以生存的環(huán)境,一起創(chuàng)造美好家園。
化學與環(huán)境論文4
1化學熱力學在環(huán)境科學專業(yè)教學現狀
物理化學又稱為理論化學,包括化學熱力學、化學動力學和物質結構三大部分,國內主流的教材在內容選取上則只有化學熱力學和化學動力學兩大部分。物理化學是環(huán)境科學專業(yè)的一門重要基礎課,在人才培養(yǎng)方案中先修的課程包括無機及分析化學、大學物理、高等數學等,并為后續(xù)的環(huán)境化學、環(huán)境工程原理、大氣污染控制等課程提供支持。
但在環(huán)境科學專業(yè)教學中,由于現有各種版本的教材都主要是面向化學、化工專業(yè),涉及環(huán)境科學相關的內容較少。即便是有的教材具有少量的內容與環(huán)境科學內容相關,也主要集中在化學動力學部分,例如光化學反應中的自由基反應級數等有關內容,可見只有物理化學教材中有關內容貼近了環(huán)境科學,本專業(yè)才能進一步加深學生對專業(yè)的認識,并激發(fā)其學習的熱情;瘜W熱力學作為物理化學中的一大重要分支,在物理化學教學環(huán)節(jié)中也有相當有著較大的篇幅,但是眾多內容編排上基本沒有涉及環(huán)境科學相關內容,再加上其公式推導較多,以及多年擴招后學生相對能力有所下降,導致學生普遍反映物理化學難度較大,并且還對為什么學習物理化學尤其是化學熱力學部分產生了質疑。以上這些矛盾使得學生在學習過程中對化學熱力學部分存在畏難的情緒,學習的興趣不大。
2化學熱力學在環(huán)境科學專業(yè)教學對策
針對上述問題,最合適的解決方案是出版一部具有大量環(huán)境科學知識的物理化學教材,但是一部教材的出版是需要多年的教學經驗積攢以及豐富的環(huán)境科學背景和扎實的物理化學基礎,因此在沒有達到這些要求之前,需要找到合理的方案。這是一套組合方案,包括教師組織教案、學生課外閱讀兩個方面。
2.1準備環(huán)境科學背景的教案
有種觀點認為,教案是中小學教學環(huán)節(jié)中采用的,大學教學環(huán)節(jié)是不需要的,這種觀點是錯誤的。大學課堂教學環(huán)節(jié)中,也是需要依據教學大綱、教學計劃,以及不同教材的特點和學生專業(yè)實際能力的差異進行編寫教案,編寫中往往是依據課時或者教學課題為單位,內容上需要將核心教學目的、主要教學內容安排列出,并包含教學過程中的教學手段、師生兩方面的教學語言及組織。由此可見,編寫教案是為上課提供充足的準備工作,是教師科學構思課堂組織活動的基本措施。對教案相關內容的研究、編寫和運用,關系到最后的課堂教學是否成功、教學質量的高低。但是,高校教案的編寫又不可以與中小學教案雷同,因為這是大學教學本身的特點所決定的,最大的特點就是大學一次課的授課內容遠遠高于中小學,如果按照課本頁碼計算,有時候一節(jié)課平均相當于課本二三十頁。因此,在保證教案中的教學目標、教學內容要點、教學活動設計、教學效果反思這四個基本要素的基礎之上,文、理、工、藝、體等不同的課程不必強求統(tǒng)一的模式,不同的高校課程應該有自身的特色。積極吸收現代教學心理學的理論,強調教學過程中學生應該達到的認知目標、情感目標、行為目標。在教案中體現不同專業(yè)間學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)、實踐能力的提高,并結合授課教師自身的專業(yè)背景和教學風格,從而最終提高教學質量。
由于現有的諸多物理化學教材中缺乏環(huán)境科學背景方面的化學熱力學教學章節(jié),因此需要授課教師在備課時,廣泛搜集相關的資料。最好的辦法就是利用CNKI、萬方、維普等數據庫,在數據庫中以“環(huán)境”和“化學熱力學”,或者化學熱力學下某些章節(jié)的主要知識點作為關鍵詞進行搜索,查找已有的文獻資料,將文獻資料的內容仔細研讀,加入教案中,從而提高化學熱力學教學環(huán)節(jié)中的環(huán)境背景。例如,通過文獻搜索,發(fā)現環(huán)境三廢處理中廢渣采用了就熱力學穩(wěn)定性判斷。有關教案主要內容如下:某工廠生產鋇鹽,在生產流程中有硫化鋇殘渣,在進行環(huán)境影響評價時候,需要分析其化學熱力學穩(wěn)定性,從而便于進行下一步的處理。這其實就轉化為討論在常壓,25℃時候BaS的熱力學穩(wěn)定性,可通過ΔG是否小于零,判斷其自發(fā)性,已知BaS遇到潮濕空氣中的`水會形成易溶性的Ba(OH)2和劇毒的H2S,反應式如下:
ΔrGθm=ΔrHθm-TΔrSθm
=(65.76-298×94.84×10-3)kJmol-1=37.498kJmol-1
計算結果表明ΔG>0,即在常溫常壓的條件下,BaS不會自發(fā)分解產生H2S,因此廢渣是處于穩(wěn)定的狀態(tài),無需進一步處理。
通過這個例子,可見其化學熱力學知識很好的應用于實踐之中,讓學生可以牢固的掌握相應的方法,也體現了課程教案建設的重要性。
2.2提供課外閱讀材料
廣泛的課外閱讀材料可以為學生學習提供興趣,但是化學熱力學類專業(yè)性較強的書籍不可能與通俗易懂的科普類書籍一樣,這需要授課教師廣泛的學習,并找出與環(huán)境科學專業(yè)有關的化學熱力學類書籍。我們在實踐教學中發(fā)現,《溯源探幽:熵的世界》這本書籍通俗易懂的講解了化學熱力學有關的知識,并進一步的延伸到其他學科,而《環(huán)境多介質模型———逸度方法》則很好的將化學熱力學的基本概念運用于環(huán)境科學相關實踐中,是難得的一本適合的課外讀物。
隨著網絡技術的發(fā)展,以手機為代表的移動網絡日益走入教學環(huán)節(jié)。作所周知,單純文字、圖表、視頻這三種的傳遞信息是逐步增加的,且逐步容易被人們接收。近年來,大量傳統(tǒng)的電腦網絡課堂逐步轉移到手機載體的平臺,出現了大量的可以運用于手機平臺的在線課程,例如爾雅通識課、“高校邦”等,不僅提供傳統(tǒng)的網頁形式,還有APP、微信等平臺,這些課程可以作為廣泛的課外閱讀材料,通過給學生加以引導,讓其在課下擴充掌握化學熱力學、環(huán)境科學相關的材料,促進物理化學課程基礎知識的掌握。
3結論
通過授課教師積極準備教案,給學生積極提供課外閱讀材料,并充分利用現代化的手機移動網絡平臺的在線課程,可以為現階段環(huán)境科學專業(yè)的學生有效學習物理化學中化學熱力學部分的內容提供支持。
化學與環(huán)境論文5
摘要介紹化學除草劑的發(fā)展歷程、使用現狀和危害,并提出降低化學除草劑殘留危害的對策,以為化學除草劑的合理使用提供參考。
關鍵詞化學除草劑;發(fā)展進程;現狀;危害;對策
用化學除草劑有防治雜草具有效果好、工效高、成本低及簡便易行等特點,在“三農”經濟中發(fā)揮了積極作用,對農業(yè)穩(wěn)定、快速、健康發(fā)展貢獻巨大。但因在化學除草劑的使用和管理過程中存在極大的不規(guī)范,殘存在土壤、作物中的化學除草劑已成為改造生態(tài)環(huán)境的重要瓶頸,如何減緩生態(tài)危害、加強綜合治理對改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護具有很強的現實和發(fā)展意義。
1化學除草劑的發(fā)展進程
化學除草劑2,4-D在1942年被發(fā)現與應用,自此化學防治雜草技術開始應用于農田。但人們在1980年以前開發(fā)利用的化學除草劑品種少且結構單一,最早的有機除草劑為酚類化合物,與無機除草劑相比,其優(yōu)點是用量低,但對雜草的選擇性高。1975年Levitt開發(fā)出第1個高效品種綠磺隆,1976年磺酞脈類除草劑研究獲得成功[1]。1980年后為化學除草劑鼎盛期,每年開發(fā)新品種達18個以上,并向超微量、超高效方向發(fā)展,開發(fā)超高效、廣譜、低毒、高選擇性及低殘留的除草劑新品種,將防治雜草技術提升到全新水平。我國僅1999年就有45個稻田復配除草劑品種獲準登記,美國已經研制出的抗除草劑類型及品種有草甘膦、草銨膦咪唑啉酮類、稀禾啶、磺酰類等[2]。為減少對土壤和作物的殘留和傷害,20xx年12月31日起全球禁用的450種農藥中,有13類為除草劑,其中我國有14種屬于被禁范圍。
2使用現狀及危害
2.1使用現狀
農業(yè)部農推中心20xx年數據顯示,全國除草劑總需求量7萬t,選擇性強、安全高效的除草劑需求量增加[3]。我國市場廣泛應用節(jié)嗜磺隆、胺苯磺隆、氯磺隆、毗嗜磺隆、苯磺隆、玉嗜磺隆、煙啼磺隆、氯喀磺隆等[4],已成為實用型農業(yè)技術,在農藥產品所占比例最大。
2.2危害
除草劑殘留藥害已經成為目前最嚴重的問題,使得對水和土壤中除草劑殘留的測定成為該除草劑應用的前提[3]。受土壤pH值、溫度等因素影響,殘留物對敏感后茬輪種作物產生藥害,甚至發(fā)生在施用2~3年后[4]。芐嘧磺隆是全球范圍內大面積施用的內吸型、傳導型磺酰脲類除草劑,其極易對生態(tài)環(huán)境、糧食作物產量、食品安全和人類生存環(huán)境帶來潛在的危害[5-6]。部分除草劑在大面積推廣中產生藥害,尤其是隱性藥害對產量影響很大,造成除草不增產或者除草減產的不良后果[7]。由于栽培耕作制度變化、廣泛應用除草劑、除草劑混用、轉基因作物等問題,引起雜草群落變化,雜草抗藥性增強,致使常用除草劑藥效明顯下降,不同作物對除草劑的要求差異較大。如何解決對后茬作物毒害問題,成為除草劑應用中亟待解決的問題[8]。
3減少化學除草劑危害的對策
3.1加快政策法規(guī)建設,健全化學除草劑殘留處理制度
農業(yè)環(huán)境保護立法,目的是保護現有生物物種栽培,協(xié)調發(fā)展農業(yè)生態(tài)環(huán)境,有效實現農業(yè)和農村經濟可持續(xù)發(fā)展目標。目前,要從全球環(huán)境考慮農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境立法,將依然處于空白領域的土壤污染作為重要研究領域進行立法和修訂,促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
3.2加強標準體系制訂,為除草劑污染提供治理標準
積極對接國際環(huán)境質量標準,改行政手段為技術手段,總結先進生產經驗,采用最新科技成果,增加化學除草劑污染在治理標準體系中的比重,完善農業(yè)環(huán)境技術控制、標準控制體系,科學制訂我國農業(yè)生態(tài)環(huán)境質量標準。
3.3加強除草劑使用培訓,有效降低使用過程中的殘留
建立農民培訓長效機制,引導農民科學使用除草劑,樹立環(huán)保意識。廣泛開展農村環(huán)境調查研究,依據區(qū)域經濟選擇除草劑類型,做到科學合理施用,減少除草劑殘留量。
3.4加大資金投入力度,綜合治理除草劑殘留環(huán)境
政府要在保證糧食安全的基礎上,鼓勵發(fā)展綠色農業(yè),鼓勵生產、經營企業(yè)推行優(yōu)質、低毒、低殘留的'化學除草劑,并對從業(yè)者給予經濟補償,通過降低稅費等措施,達到有效減少未來農業(yè)生產中化學除草劑對環(huán)境的危害。
3.5加強政策引導,注重輿論宣傳建設
農業(yè)中農藥、化肥、化學除草劑等大量使用引發(fā)的食品安全和環(huán)境問題已經成為發(fā)達國家的非關稅壁壘。我國該堅持政策引導、輿論宣傳,調結構、轉方式,追求人與自然的和諧統(tǒng)一。加強政府與除草劑生產經銷企業(yè)間的合作,大力宣講有關環(huán)保知識,改變除草劑的亂用、濫用局面。
3.6加強技術創(chuàng)新,推進科技創(chuàng)新建設
加大科研攻關,鼓勵技術創(chuàng)新,研發(fā)新型降解和低毒、無毒、低殘留、無殘留的化學除草劑,利用助劑控制長殘留除草劑,利用解毒劑解除毒害
作用,利用活性炭吸附清除殘留,應用微生物修復篩選和構建高效菌株修復污染的土壤,從技術源頭上保護農村生態(tài)環(huán)境。
3.7加強政府監(jiān)督管理力度
增強環(huán)保法治意識,提高執(zhí)法人員素養(yǎng),加強對農業(yè)生態(tài)環(huán)境的執(zhí)法監(jiān)督。監(jiān)控除草劑生產企業(yè),在除草劑使用前進行生物技術測定,實行嚴格
的淘汰制,科學監(jiān)測使用過化學除草劑的土地,按“誰污染,誰治理,誰受罰”的原則承擔社會責任,將化學除草劑使用風險降至最低限度,引導農
業(yè)向環(huán)境友好型發(fā)展。
4參考文獻
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化學與環(huán)境論文6
《教育部普通高等學校本科教學工作水平評估方案》中,明確要求各高校將“實驗室開放時間長,開放范圍及覆蓋面廣,效果好”作為建設目標。開放式實驗教學模式,就是要把實驗資源向學生開放,讓學生成為實驗的主體。與傳統(tǒng)實驗教學模式相比,開放式實驗教學模式在培養(yǎng)學生的科學思維、創(chuàng)新意識和提高學生的綜合能力方面具有無法替代的優(yōu)越性。結合實驗教學呈現出的基礎性與創(chuàng)新性相結合、個性化與社會化相結合的新趨勢,以及國內各高校開放式實驗教學改革與實踐經驗,我們從“環(huán)境化學”的配套實驗入手,以建立開放的實驗教學體系為目標,開展了一系列實驗教學改革,初步建立了新的開放式的環(huán)境化學實驗教學體系,并取得了可喜的成績。
1開放實驗有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
無論是從教育規(guī)律出發(fā),還是從人的認知行為來看,技能是可以由教師傳授的,而創(chuàng)造性是無法教出來的,必須經由學生的自主行為進行創(chuàng)造性活動。創(chuàng)造一個寬松便利、能充分調動學習積極性、充分發(fā)揮個人潛能的開放實驗環(huán)境,對于加強學生的創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)有著十分積極的作用,而開放實驗就是一個行之有效的途徑。
多年以來,在我國高等教育體系下培養(yǎng)的學生,一方面在理論知識的掌握上居世界各國學生的前列,另一方面學生的實踐動手能力、綜合分析能力普遍較差。綜合分析造成這種情況的一個重要原因就是,在我國教學體制中,訓練學生實際操作能力的傳統(tǒng)實驗教學環(huán)節(jié)存在不少問題。首先,學生做實驗的主動性不夠。從實驗方法、內容、步驟到思考題,基本上都是由教師事先決定的,學生沒有太多的選擇和發(fā)揮機會,不能調動學生學習的主動性和積極性,更無法激發(fā)學生的創(chuàng)造性。其次,實驗內容存在“三多三少”的弊病:依附于理論教學的驗證性實驗多,有利于培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的研究性、設計性實驗少;孤立的單元性操作實驗多,綜合性實驗少;經典性實驗多,反映學科前沿的實驗少。實驗教學模式單一,多采用“抱著走”的教學方法。實驗講解面面俱到,教師的主導作用占盡優(yōu)勢,學生的主體地位卻無從體現。
在這種形勢下,國內眾多院校都從開放實驗(室)的必要性和必備條件進行思考,在開放方式、途徑以及相應的實驗室建設和管理等不同方面作了大量的有益探索,并形成了一個共識。
“開放實驗”應以素質教育為出發(fā)點,發(fā)揮實驗室的多重教育功能,以培養(yǎng)創(chuàng)新型復合型人才為目標。在此基礎上進行的開放模式的研究與實踐,主要有實驗內容的開放和實驗室的開放兩大類,其中大多采取開放實驗室形式,包括實驗時間以及實驗場所開放。采取開放形式的實驗課程類型主要集中在公共課程和基礎課程,尤其是基礎化學類實驗課程進行的時間最早也最多,也有少量專業(yè)課程開放研究的報道。環(huán)境及相關科學是一門新興的交叉學科,其研究對象和研究內容與人類自身的生存介質和生存狀況密切相關,然而,有關環(huán)境類專業(yè)的相關研究就顯得十分單薄,不能很好地實踐既定的培養(yǎng)目標。
2優(yōu)化實驗教學內容,探索開放式實驗教學模式
20xx年,我們以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質人才為目標,從教學基礎較好的“環(huán)境化學”課程入手,在教學方法與教學模式上進行了改革與探索。
2.1構建合理的實驗課程內容體系
課程內容由課程教學目標所決定,課程內容體系的構建是課程建設的重點和難點。環(huán)境化學作為一門新興學科,它是研究化學污染物及對人類、生態(tài)體系可能帶來影響的化學物質在自然環(huán)境中的化學變化規(guī)律的科學。從培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力這一視角出發(fā),我們按照基礎性原則、社會性原則統(tǒng)一協(xié)調構建環(huán)境化學實驗教學體系;A性原則指教學內容堅持基礎內容扎實,變革基礎知識的呈現方式,以活動的方式呈現認識、情感、行為等多種發(fā)展目標的基礎知識,不以現成結論方式呈現死的知識。社會性原則指教學內容與當前國內外環(huán)境保護相結合,教學內容要反映環(huán)境化學新動態(tài)、新機遇、新挑戰(zhàn)等,使環(huán)境化學與當代環(huán)境保護的脈搏同跳動,以新理論、新方法、新技術來擴充多樣的前沿信息。
傳統(tǒng)的實驗課程大多依附于理論課,同一學科中各門課程的實驗教學內容各自獨立,缺乏系統(tǒng)性,且經常發(fā)生實驗教學內容和方法相似或相同的低水平同層次重復現象,這樣不利于交叉學科、前沿學科內容的引入,更不利于學生分析和解決問題的綜合能力的提高等。鑒于此,我們首先將實驗內容從課程教學內容中剝離出來,把實驗內容加以匯總,淘汰與當前應用脫節(jié)的陳舊老化的實驗內容,更新和引入學科發(fā)展趨勢需要的實驗內容;其次,把實驗教學內容由簡單到復雜、由淺到深、由分散到系統(tǒng)地加以科學的重組,明確環(huán)境化學實驗教學內容的層次性,將實驗教學內容大概分為基礎性、綜合系統(tǒng)性、設計研究性3個基本層次。
基礎性實驗主要是對學生進行儀器設備的識別和操作,以及基本分析測試方法等基本技能的訓練;綜合系統(tǒng)性實驗把知識點緊密相關的實驗內容連貫起來,體現出內容的系統(tǒng)性,通過這類實驗培養(yǎng)學生多維的、動態(tài)的、連貫的和有機組合的系列化操作技能,使學生綜合地接受知識,提高實際運用的能力;設計研究性實驗是授之于“漁”的實驗教學新模式,與學生的個性化教育相結合,充分發(fā)揮學生的特長,以培養(yǎng)學生獨立思考、綜合運用知識能力和設計創(chuàng)新能力為目的,我們針對性地設計了“重金屬在土壤-植物體系中的遷移轉化”、“有機農藥在環(huán)境中的降解行為研究”、“土壤中重金屬的微生物生態(tài)效應研究”等題目,供學生選擇。
2.2創(chuàng)造一個開放的探究平臺
在實驗教學體系革新優(yōu)化的前提下,我們還著重進行開放式實驗教學模式的探索與實踐,開放實驗資源,讓學生成為教學的主體,打破實驗室的.局限,讓實驗活動走進現實環(huán)境,深入實際,切實體會環(huán)境問題與人類生活的息息相關,培養(yǎng)具有社會使命感的專門人才。
首先,對于綜合系統(tǒng)性實驗和設計研究性實驗,改變按照教師事先擬定的步驟,一步一步去模仿的做法。教師僅提出選題和要求,允許學生自由組合形成一個實驗合作群體,學生根據所學的理論和方法,自己去想、去做、去發(fā)現問題、去解決問題。這樣,使學生能自主選擇,充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,學生能夠親身體驗知識的力量、思維的奧秘和創(chuàng)造的神奇,從而逐步培養(yǎng)創(chuàng)新能力。此外,我們還改變原有的在固定時間里完成單一化實驗的教學模式,實行實驗室開放,拓寬實驗時間與空間。具體就是,不集中做實驗,只要求學生在一個規(guī)定時間跨度內必須完成某一實驗項目,學生可以根據自己的實際情況與實驗室預約,安排具體的實驗時間,給學生提供更多的獨立思維空間和不斷操作的摸索過程。
環(huán)境科學專門人才培養(yǎng)的目標,不僅應該著眼于寬厚的知識基礎,更應該強調學生社會使命感的培養(yǎng)。在實驗模式改革中,我們深深感到,有必要打破實驗室的局限性,深入實際環(huán)境現場,讓學生深刻地體會到自己作為未來的環(huán)境工作者所肩負的社會和歷史使命,因此,我們結合突出的環(huán)境問題來設計實驗項目,同時把多個知識點有機地結合起來。例如,在“水體富營養(yǎng)化評價”實驗中,我們改變以往由教師事先配制實驗用水體樣本的做法,將學生帶到真實的環(huán)境中,把題目布置給學生,學生結合所學的知識和技能,制定出嚴密可行的實驗方案,現場采集水樣,再帶回實驗室進行分析。與以往的做法相比,不僅鞏固復習了環(huán)境監(jiān)測實驗中有關水樣采集的原則與方法,對我們生活其中的具體環(huán)境進行了評價,還能在更深的層次上理解水體富營養(yǎng)化的成因及防治對策。
在“城市交通干道大氣氮氧化物日變化研究”實驗中,學生們帶著儀器設備走上城市交通干道,不僅采集到一手的現場實驗數據,而且對汽車尾氣對城市大氣環(huán)境的影響有了真切的感受。現場采集吸引了很多市民的眼球,面對著人們的好奇和提問,學生們也作了一回環(huán)保宣傳員。
3結束語
經過幾年的探索與實踐,環(huán)境化學實驗課程建設的實效已經凸顯,學生的學習興趣明顯提高,對于理解環(huán)境化學領域研究動態(tài)及前沿、掌握研究環(huán)境化學問題的基本方法和手段、提高實驗數據的科學分析能力以及實驗技能產生了顯著的促進作用。在所有參與教師的共同努力下,我院的環(huán)境化學課程(含實驗)獲20xx年度國家級精品課程建設項目。在構建環(huán)境化學實驗教學體系以及進行教學模式創(chuàng)新所進行的摸索及實踐過程中,在取得可喜成績的同時,我們對所出現的問題也保持著清醒的認識,并進行了認真的考慮。
在新的開放式教學體系中,實驗室開放相關的管理以及儀器設備的管理必須要跟上,需要制定并執(zhí)行好一系列規(guī)章制度,以確保實驗室開放教學的順利開展;實驗教師的教學和管理工作量大大增加,在核定工作量、加班補助、人員編制等方面,學校、院系等各級教學管理部門應予認可;實驗室開放大大提高實驗儀器設備使用率的同時,儀器設備損壞率、元器件和各種材料消耗率也相應增加,隨之而來的是實驗經費的增加,應設立實驗室開放的專項基金,以保證實驗室開放能長久高質量堅持下去;實驗的主體是學生,一些實驗題目由學生自己選擇,學生之間的可比性降低,評分的難度加大,必須不斷完善對學生學習能力的評價機制,建立起多元化的實驗教學評價與體系。
本文是根據我們在環(huán)境化學實驗教學過程中的經歷進行的一個小結,也是浙江大學實驗室建設與管理資助課題“環(huán)境類本科實驗教學開放模式研究”的一部分內容,期望為相同背景條件下課程的教學提供借鑒,同時更期望得到同行的指點與幫助。
化學與環(huán)境論文7
1環(huán)境化學及其教學內容
環(huán)境化學是在化學科學的傳統(tǒng)理論和方法基礎上發(fā)展起來的,以化學物質在環(huán)境中出現而引起的環(huán)境問題為研究對象,以解決環(huán)境問題為目標的新型學科。也即利用化學的原理和方法解決環(huán)境問題的一門學科。目前國內外教材較多,比較優(yōu)秀的教材有《環(huán)境化學》(戴樹桂主編)、《環(huán)境化學》(董德明等主編)、《環(huán)境化學》(王紅云等主編)、《EnvironmentalChemistry》(ManahanHE)、《ChemistryoftheEnvironment》(RonaldABailey)等。中國石油大學(華東)環(huán)境化學課程組經過多方比較,選擇南開大學戴樹桂主編的《環(huán)境化學》作為主要參考教材。該書共8章內容,第一章是緒論,主要包括環(huán)境化學和環(huán)境污染物,是概括性的介紹一下環(huán)境化學學科。第二、三、四、五章分別講解了主要污染物在大氣、水、土壤、生物四個不同介質中的存在形態(tài)、遷移轉化規(guī)律。第六章從污染物類型方面入手,介紹典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉歸與效應。第七章介紹了受污染環(huán)境的修復技術及原理,包括微生物修復技術、植物修復技術、化學氧化技術等。第八章是綠色化學的基本原理與應用,包括綠色化學的發(fā)展史、基本原理及應用,探討了未來的化學工業(yè)的發(fā)展方向[1]。根據我校學科設置情況、環(huán)境工程的培養(yǎng)方案安排(60學時),同時結合我校石油石化高校的特點。全部講解會難免出現淺嘗輒止的現象,為此環(huán)境化學課程組選擇第二、三、四、六、七作為主要講解內容,尤其是二、三、四章的內容,作為授課的重點。因為大氣、水體、土壤是當前主要污染物的受體,與人類最為密切的環(huán)境要素,其環(huán)境問題已經嚴重影響到了人類的健康存在;而第七章受污染環(huán)境的控制及修復技術將會在環(huán)境工程的.其他課程如水處理工程、大氣污染控制工程等課程中會詳細介紹,因而在本課程教學中只做簡單介紹。
2研討型教學法的引出及應用
環(huán)境化學是利用化學知識分析、研究不同介質中污染物的存在形態(tài)、化學特性、遷移轉化規(guī)律和效應及其控制原理的科學,其中有很多描述性及原理性的內容,如果單純課堂講解枯燥無味,很多學生認為只需死記硬背即可,故不認真聽講,也不愿意深入思考,更缺乏主動聯系實際的積極性。愛因斯坦曾說過“興趣是最好的老師”,如何激發(fā)學生的學習興趣、活躍課堂氣氛,成為提高教學質量的關鍵。為此,筆者在上課過程中由一貫的只由老師講解的“填鴨式”教學,引入了研討型的教學方法[2]。講課的基本思路是:以身邊發(fā)生的環(huán)境熱點問題為切入點,首先提出研討的主題(擬定小論文或者匯報題目);然后學生自由選題、分組,安排學生自己去查閱資料,分析問題形成的原因、涉及到的污染物的危害、遷移轉化規(guī)律以及有效控制手段等;最后課堂討論及講解[3-5]。下面分別依大氣環(huán)境化學和水環(huán)境化學章節(jié)的講解為例,如何具體的開展教學工作。
2.1大氣環(huán)境化學章節(jié)的講解
本章主要介紹大氣結構,大氣中的主要污染物及其遷移,光化學反應基礎,重要的大氣污染化學問題及其形成機制。按照教學大綱要求,本章需要12個學時,筆者在本章內容講解過程中分成兩個模塊:前6個學時側重理論講解,主要采用傳統(tǒng)的教學方式;后6個學時側重環(huán)境具體問題,在講具體問題時再結合前面講的理論內容,加深學生對理論內容的理解,主要采用研討的教學方式。理論講解主要介紹大氣的層結結構、大氣中的主要污染物、大氣運動規(guī)律及光化學反應基礎。采用教師在講臺上講解為主,并輔以板書和多媒體,學生聽課與做練習的傳統(tǒng)教學方式,這樣有利于學生快速把握課程的基礎內容和重點難點,有利于學生快速建立系統(tǒng)的知識結構。為了便于后續(xù)研討課的進行,在本章第二次上課時要安排研討題目,本章的主要研討題目有:霧霾與PM2.5、溫室氣體與溫室效應、臭氧空洞、酸雨、光化學煙霧、碳排放、全球氣候變化等。然后讓學生去選題、分組(大概5人一組),要求每組學生針對研討題目查閱相關主題涉及的還擊給你問題的產生原因、危害、防治措施及啟示,并形成匯報材料,要求每組匯報時間不超過5min,大家討論時間不低于15min,老師點評5min,這樣每個題目討論時間大概25min。從第四次課開始進行討論,完全互動討論5個學時,剩下最后1個學時主要是對本章內容進行歸納總結。在研討過程中不能浮于表面,要理論聯系實際,既要體現課程的基礎知識和基本原理,又要結合當前的學科的研究熱點及發(fā)展趨勢,同時也要結合學生自己的知識水平,切記好高騖遠。如“霧霾與PM2.5”這個專題。研討過程中既要涉及大氣顆粒物的來源與消除途徑、粒徑分布規(guī)律、化學組成,又要包涵PM2.5的來源、危害、產生機制及防治措施等等。
2.2水環(huán)境化學章節(jié)的講解
本章主要介紹天然水的基本特征,水中重要污染物存在形態(tài)及分布,污染物在水環(huán)境中的遷移轉化的基本原理以及水質模型。按照教學大綱要求,本章需要12個學時,同樣采用理論講解和研討型教學結合的方式。理論講解需要6個學時,主要介紹天然水的基本特征及污染物存在的形態(tài)、水中的主要污染物的遷移轉化過程,如溶解-沉淀、氧化還原、配合、分配、光解等。研討課時6個學時,本章的主要研討題目有:飲用水安全、水體富營養(yǎng)化、咔斯特溶洞、重金屬污染與水俁病、海上溢油、節(jié)水型校園建設等。本章第二次課就安排題目,從第四次課開始進行討論,安排方式和時間安排基本同“大氣環(huán)境化學部分”,完全互動討論5個學時,剩下最后1個學時主要是對本章內容進行歸納總結。上面依大氣環(huán)境化學和水環(huán)境化學兩章的內容為例,討論了如何將結合具體環(huán)境問題和基本理論內容開展研討型教學。除去通過上面具體的主題討論之外,還引導學生積極參與多項與環(huán)境化學相關的科技創(chuàng)新活動,主要包括國家大學生創(chuàng)新實驗計劃、南風窗雜志舉辦的“調研中國”、節(jié)能減排科技大賽等活動,把研討型教學引入到課堂外,進一步鍛煉學生學以致用的能力。
3結語
通過引入研討型教學方法,課堂教學氣氛十分活躍,學生感覺不到有枯燥感,有效地調動了學生的主觀能動性。不但完全掌握了環(huán)境化學的知識內容,而且鍛煉了學生分析問題及解決問題的能力,上臺演講的能力也得到了很大的提升。有些同學還通過組隊的過程,通過組隊、分工等方式,鍛煉了團隊協(xié)作能力。當然任何教學方式也有他一定的局限性,在材料準備過程中還存在組中個別隊員不積極準備,消極參與工作的現象,討論過程中也不積極參與進來。今后在積極推進研討型教學的同時,避免上述問題的發(fā)生,是進一步提高教學效果的關鍵。今后希望各位同仁,共同探討和完善環(huán)境化學教學改革,以進一步提高環(huán)境化學教學質量,培養(yǎng)合格的環(huán)境高等人才才是我們的最終目的。
作者:王永強王 婧 劉 芳 盧 磊 劉其友 孫 娟 單位:中國石油大學( 華東) 化學工程學院 中國石油工程建設有限公司華東設計分公司
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化學與環(huán)境論文8
摘要:伴隨著我國社會經濟發(fā)展,各種環(huán)境污染行為已經嚴重破壞了地球的生態(tài)環(huán)境,影響到了人們在地球上的健康生活。生態(tài)環(huán)境保護事業(yè)已經成為了全人類共同的呼聲。環(huán)境保護意識已經成為了現代人類文明素質的構成部分。對于環(huán)境教育來說,高中化學教學是一個十分合適的平臺。在高中化學教學中開展環(huán)境教育,有利于學生樹立正確的化學觀,熟知化學環(huán)境知識,從而提升學生的綜合環(huán)境素養(yǎng),F文章主要針對高中化學教學中融入環(huán)境教育的教學策略進行研究,以期能為高中化學教學中融入環(huán)境教育提供借鑒與參考。
關鍵詞:高中化學;環(huán)境教育;教學策略
環(huán)境教育是提升學生的社會責任感,改善學生環(huán)境素養(yǎng)的重要方式,是我國基礎教育的重要組成部分。高中階段是基礎教育的關鍵時期,高中化學是一門與生態(tài)環(huán)境有著密切關系的學科。在高中化學教學中融入環(huán)境教育能夠滿足當前我國環(huán)境教育的需求以及生態(tài)發(fā)展的需求。因此,針對高中化學教學中融入環(huán)境教育進行研究有著十分重大的實際意義。
1.高中化學教學融入環(huán)境教育的目標
在高中化學教學中融入環(huán)境教育是基本素質教育的重要組成部分,在高中化學教學中融入環(huán)境教育的目標主要表現在以下幾個方面:第一,培養(yǎng)學生的環(huán)境意識。當前生態(tài)環(huán)境中化學污染程度越來越嚴重,這是由于人們嚴重缺乏環(huán)境保護意識,缺乏環(huán)境保護教育而帶來的后果。而在高中化學中融入環(huán)境教育可以讓學生了解到環(huán)境與人之間的關系,明確高中化學對于環(huán)境保護的重要意義。第二,培養(yǎng)學生環(huán)境保護的責任感。在高中化學教學中融入環(huán)境教學旨在讓學生形成生態(tài)環(huán)境保護的責任感,生態(tài)環(huán)境保護人人有責。第三,在高中化學中融入環(huán)境教學可以讓學生在掌握環(huán)境保護理論知識的基礎上形成強烈環(huán)境保護意識,進而在日常生活中形成正確的環(huán)境保護習慣。
2.高中化學教學中融入環(huán)境教育的教學策略
2.1在化學教材中融入環(huán)境教育
在化學課堂中融入環(huán)境教育就是將環(huán)境保護知識融入化學課堂中,結合環(huán)境保護的相關知識來進行教學,讓環(huán)境教育與高中化學課堂結合起來。教師可以結合高中化學教材中不同的的知識點來進行環(huán)境保護教育。例如,在進行硫與硫的化合物知識點教學過程中,教師可以適當的融入酸雨危害、溫室效應、硫酸的用途及其污染、酸雨的酸堿度測定、大氣污染與防治等環(huán)節(jié)保護內容;在進行氮元素知識點的教學過程中,教師可以適當的融入N2O導致溫室效應的過程,NO2、NO光化學煙霧,汽車尾氣的`處理,磷元素與人體健康、無磷洗衣粉導致富營養(yǎng)化污染等內容;在進行烴類物質教學過程中,教師可以講述有機物的發(fā)展對社會經濟發(fā)展的貢獻以及導致的環(huán)境污染問題。甲烷所引起的溫室效應,多環(huán)芳烴的致癌作用,氟氯烴導致臭氧層破壞等[1]。在高中化學課堂中,教師在進行不同知識點的教學過程中可以有機的結合社會生活中所涉及的化學污染與化學環(huán)保知識,這樣一來不單單可以讓學生鞏固復習所需要掌握的知識點,同時還能夠更加清晰的掌握化學物質對人類影響的雙面性,增強了環(huán)境保護意識。
2.2在化學實驗中融入環(huán)境教育
在高中化學教學中實驗是不可忽視的重要部門,化學實驗擁有其他教學形式與教學內容無可比擬的優(yōu)勢。在開展化學實驗的過程中往往使用各種化學試劑,并且形成各種成分復雜的廢液或廢渣。因此,化學實驗也是高中化學教學中開展環(huán)境教育的重要平臺。首先,教師要對化學實驗進行規(guī)范化管理。在化學實驗過程中教師培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的實驗操作習慣,切忌在實驗完成后隨意丟棄實驗廢棄物。在開展化學實驗前做好裝置封閉性檢查,在制備毒氣的化學實驗中需要增加尾氣處理裝置。例如,在一氧化碳還原銅的化學實驗中,可以將尾氣中的一氧化碳進行點燃處理,不單單避免了氣體毒害,同時還形成了熱源。又例如,在進行氯氣制備的化學實驗中,只需要使用堿液將尾氣進行吸收處理就能夠避免化學實驗過程中毒氣的泄露。其次,教師要培養(yǎng)學生的實驗環(huán)境保護意識。讓學生能夠養(yǎng)成節(jié)約使用化學物品的習慣,指導學生對化學物品進行回收再利用[2]。很多學生在使用化學物品進行化學實驗的過程中都不考慮到物品的用量,往往存在著浪費的現象。因此,教師可以針對這一情況來進行環(huán)境教育,讓學生能夠樹立其定量的意識。例如,要制備1升的氯氣,大概需要4g二氧化錳,則需要使用天平來準確獲取用量,不能再出現浪費的情況。
2.3在化學課堂中融入環(huán)境教育
高中化學課堂是學生學習化學知識的重要平臺。因此,高中化學教師要在化學課堂中融入環(huán)境教育。例如,在硅酸鹽工業(yè)的知識點教學過程中,教師可以教授引導學生了解傳統(tǒng)的硅酸鹽工業(yè)生產的建筑材料所造成的環(huán)境污染。同時,現代社會中環(huán)境污染十分嚴重,水體污染、氣體污染、固體污染十分常見,因此教師可以在化學課堂教學中聯系實際生活來融入環(huán)境教育[3]。例如,在進行有機化學知識點的教授中,教師可以告知學生當前空調、冰箱所使用的拂綠烴類、護膚品、塑料制品都是生態(tài)環(huán)境污染的來源;甲醛是一種無色易溶的刺激性氣體,十分容易被人體呼吸道、消化道與皮膚所吸收,會對人體健康產生危害,甚至會導致組織蛋白壞死;水體污染作為一種常見的環(huán)境污染現象,導致水體產生污染的原因包括無機污染、有機污染等。大氣污染:在大氣污染中氮氧化合物、硫氧化合物是主要的污染來源,硫酸廠、硝酸廠所排出的廢氣是重要的污染來源。學生們日常接觸的環(huán)境保護與生活現象都包含著化學知識,高中化學教師要善于運用發(fā)現的眼睛來在高中化學課堂上融入環(huán)境教育,以增強學生的環(huán)境保護意識。
3.結束語
總的來說,高中化學是開展環(huán)境教育的重要載體之一,高中化學教師要在日常的化學教學過程中結合教學任務與教學目標來開展環(huán)境保護教育,根據化學教材、化學實驗與化學課堂來高效的開展環(huán)境教育,注重教學方法與教學模式的運用,將環(huán)境教育深入的融入在高中化學教學中。
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化學與環(huán)境論文9
[摘要]環(huán)境化學實驗課程是反映環(huán)境化學理論課程的重要實踐方式之一,有利于培養(yǎng)學生發(fā)散思維能力、創(chuàng)新能力和實踐操作應用能力。針對環(huán)境化學實驗教學中存在的普遍問題,本文探討了基于地方高等院校改革大背景下環(huán)境化學實驗課程體系的重新構建與改革,教學內容的優(yōu)化選擇,教學方式方法的建立等方面進行了改革與探索。
[關鍵詞]環(huán)境化學實驗;課程改革;教學內容;教學方法
1引言
環(huán)境化學是環(huán)境科學與工程學科體系的核心組成部分,是環(huán)境科學、環(huán)境工程專業(yè)的專業(yè)基礎課,它是在化學學科的傳統(tǒng)理論和方法的基礎上,重點研究在環(huán)境介質及各環(huán)境圈層中有害化學物質如有機污染物、重(準)金屬的存在形態(tài)、種類、濃度水平和遷移、轉化、降解等環(huán)境行為及其影響因素,環(huán)境效應及其控制的化學原理和方法的一門科學。環(huán)境化學實驗是環(huán)境化學理論課程的重要實踐環(huán)節(jié),其目的在與通過測定環(huán)境中污染物的濃度,了解污染物的環(huán)境化學規(guī)律。經濟的飛速發(fā)展使得我國的整體國力提高,但改革開發(fā)之后很長一段時間都是粗放型增長模式,使得我國大氣、水體、土壤等環(huán)境質量等日趨嚴重,在此背景下我國相繼出臺了大氣、水體和土壤污染防治的專項規(guī)劃,對環(huán)境質量的持續(xù)改善和污染物總量的控制提出了明確的要求,這必然會使得社會對環(huán)境專業(yè)類人才的需求增多,需要環(huán)境科學與工程類學科具備更高級的專業(yè)實踐能力和水平滿足環(huán)境質量分析和污染總量控制的研究,這對于環(huán)境科學專業(yè)人才培養(yǎng)方案的改革具有重要的借鑒作用。
同時由于環(huán)境化學學科的交叉性,其科學研究發(fā)展迅猛,這需要我們緊跟學科前沿,在教學上如教學內容、教學手段和組織形成等方面狠下功夫,不斷的進行變革和創(chuàng)新,創(chuàng)建與學科發(fā)展相結合、培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的環(huán)境化學實驗教學改革新模式。安慶師范大學環(huán)境科學專業(yè)始于20xx年,20xx年獲批國家級特色專業(yè),人才培養(yǎng)方案歷經改革與創(chuàng)新,但作為環(huán)境科學專業(yè)的必修基礎性課程,《環(huán)境化學》與《環(huán)境化學實驗》是在學生掌握良好的化學基礎知識和生物學基礎知識之后,在大二下學期同時開設的課程。我們一直在探索環(huán)境化學理論合成及其實驗課程的體系,歷經了實驗課程體系從無到有,實驗教學內容由淺到深,實驗教學人員從雜亂到統(tǒng)一,教學質量逐步上升,逐漸探索出適合地方本科師范型院校的環(huán)境化學實驗教學的發(fā)展道路,這些對高校環(huán)境科學與工程專業(yè)實驗教學體系的構建與創(chuàng)新,素質教育的深化改革,學生實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要的作用。
2傳統(tǒng)實驗的弊端與不足
在環(huán)境化學實驗教學中,當前的實驗教學中存在著一些問題與弊端。第一,實驗課程的內容體系過于陳舊,更新較慢,基本上沒有與前沿領域結合緊密的大型開放性實驗,大部分實驗都是傳統(tǒng)經典的驗證性實驗,如水中CODCr的測定,碘量法測定水中溶解氧等,這些實驗能使學生掌握基本的環(huán)境化學實驗操作原理與方法,但在這些實驗課程的教學中,大部分是以教師為主體,從實驗目的—實驗原理—實驗內容等逐一的講解清楚,學生只是被動的完成實驗步驟并撰寫實驗報告就算是完成整個實驗,這對學生的動手能力有一定的提高,但是不能提升學生的思考-分析-解決實驗的能力。其次,在實驗內容的設計上與普通分析化學實驗較為類似,這對學生認識和理解環(huán)境化學的概念,元素、化合物等物質在環(huán)境各圈層的遷移轉化與循環(huán)等等不能形成一個直觀、全面的印象,可能會導致實驗教學目的的偏差[1]。
再次,由于高校教學科研評價體制因素的影響,一些科研型教師參與實驗教學任務的積極性不高,實驗課程內容中的研究型、開放型和創(chuàng)新型課程幾乎為零,教學過程中存在的理論重、實踐輕,實驗教學低人一等的`意識依然存在,科研型教師沒有動力和興趣參與、改進和創(chuàng)新實驗教學內容、方式方法,導致高校的科研成果在本科實驗室教學中難以轉化成普遍性的實驗教學資源,這對學生獲取和學習教師的科研思維方法是十分不利的影響。針對在環(huán)境化學實驗教學中存在的不足與缺陷,筆者結合自己在實驗教學中的方式方法探討在環(huán)境化學實驗課程中如何進行改革和創(chuàng)新的幾點策略和體會。
3環(huán)境化學實驗課程的改革和創(chuàng)新
3.1實驗課程內容體系的優(yōu)化調整首先,把實驗課程科學系統(tǒng)的分門類別的引導,由淺至深、由單一到復雜、由基礎到綜合、由獨立到團隊綜合開展。要能夠做到從基礎性實驗—驗證性實驗—獨立掌握實驗操作—自身思考、設計并展開實驗的逐步深入過程,在這其中充分挖掘學生的學習潛力,使得學生學習的主動性和積極性充分提升,讓學生對綜合型、開放設計型、研究型實驗的態(tài)度向積極性轉變。其次,在實驗內容的設計上,盡可能的與當前時下的熱點進行對接,緊跟學科發(fā)展前沿與方向,將環(huán)境污染物的分析監(jiān)測、化學過程、環(huán)境化學行為以及環(huán)境修復緊密的聯系起來,與環(huán)境化學理論課程有機地結合,形成融合專業(yè)理論知識與實驗現象為一體的教學體系[2]。例如,依據大氣、水、土壤污染防治行動計劃,有意識的編排一些與大氣、水體、土壤相關的實驗課程,如以重金屬在水-氣-土中的生物地球化學循環(huán)為例,可以讓學生設計相應的實驗方案來研究重金屬種類、形態(tài)等等在環(huán)境各圈層的遷移轉化與歸趨效應。
再次,邀請一些具有較強科研能力的老師作為環(huán)境化學大型開放實驗的指導教師,依據教師的科研項目如國家自然科學基金、省部級科研項目等提出較小的實驗課題,讓學生通過文獻查閱—給出初步實驗方案—指導教師的修改和完善等步驟進一步掌握該課題的實驗原理,進而確定優(yōu)化實驗方案,給出實驗操作步驟與所需設備儀器試劑清單,并準備所需儀器、設備、玻璃器皿、試劑。3.2靈活安排實驗教學方法與教學模式實驗課知識內容如實驗原理、儀器的使用和實驗操作規(guī)程等的復雜性和繁瑣性使得傳統(tǒng)的板書式教學和填鴨式教學方式十分無趣,對學生學習和操作實驗的積極性不能充分調動,因此教師可花費一點時間將實驗流程和實驗步驟做成圖片、動畫等多媒體課件和教學錄像或趣味視頻,尤其是關鍵的實驗環(huán)節(jié)和實驗步驟,如此可以增強實驗課的趣味性[3]。例如在講授碘量法測定溶解氧含量的實驗時,利用多媒體課件將實驗原理進行形象講解,并用flash動畫緩慢逼真的展示滴定終點時由淡黃色-藍色-無色的顏色變化過程,不僅能使學生快速的掌握實驗操作要領,同時也會使學生對實驗原理及過程的理解加深,使學生操作實驗的積極性提高。
另外,應采用多樣化的考核方式全面地對學生的實驗成績進行考核,不能僅僅通過審閱實驗報告和實驗數據后給出實驗成績,還應結合考勤情況,實驗態(tài)度和回答問題等進行綜合評價。實驗成績的考核要體現公正公平性,要能夠全面綜合的反映學生的實驗操作技能和思考-分析-解決實驗問題的能力,同時應該對具有突出的實驗表現和出眾的創(chuàng)新實踐能力的學生給予一定分數的獎勵,并計入期末考試總成績中。3.3開放實驗室資源,拓寬學生的實驗時間與空間在時間和空間上靈活安排環(huán)境化學開放型實驗,不拘泥于課堂教學與集中式實驗教學,給予學生充分的時間和空間,讓他們以自己的課程安排和課外時間為基礎,與實驗室預約確定具體的實驗開放時間,這樣使學生有更多的時間和空間去獨立思考,獨立閱讀文獻,獨立完成實驗方案,不斷的摸索實驗并優(yōu)化發(fā)現實驗過程中的各種問題。為了更好使學生參與并完成實驗操作過程,對學生自愿組成的實驗小組團隊,確定每組學生一般在4~6人,如此的小組團隊合作和協(xié)同分配能力最高,允許各小組之間進行交流和資源共享,但必須保證每一小組的實驗任務都是本小組成員完成的,這樣有利于提高團隊操作實驗的能力,也保證了每一小組實驗成員能充分理解和掌握該實驗的原理、方法和操作規(guī)程步驟[3,4]。對一個相對完整的實驗項目,有時需要在不同的實驗室協(xié)調完成,這需要各位實驗指導教師之間相互協(xié)調和配合,最大限度調動各研究室人員積極性,充分發(fā)揮實驗室儀器尤其是一些大型儀器的使用效率。實驗過程中指導教師的研究生也可參與指導實驗項目,一方面能提高研究生的協(xié)調和動手能力,另一方面學生與學生之間的交流空間可能比教師與學生之間的交流更加快捷、更加靈活,可以更加迅速的解決實驗過程中可能出現的一些問題。同時鼓勵學生以理論課程和學科前沿研究為基礎,以教師的科研項目為依托,充分查閱相關環(huán)境化學類的專業(yè)期刊和文獻,積極主動參加校級、省級和國家級的大學生科技能力競賽如“大學生挑戰(zhàn)杯”,大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽,大學生節(jié)能減排大賽等,充分開放實驗室的各種資源,讓學生在課后之余自行設計一些感興趣的研究項目[5]。同時實驗室將定期向學生開放大型儀器的使用,讓學生充分了解并掌握大型儀器的原理、使用操作規(guī)程,這樣使學生在科研實踐中鍛煉了自己的創(chuàng)新能力,對培養(yǎng)學生獨立思考能力和發(fā)散創(chuàng)新思維具有重要的作用。
4結語
環(huán)境化學的實驗教學是一個系統(tǒng)的復雜的過程,經過近幾年的探索與實踐,我校環(huán)境化學實驗體系的已經初步建成,已初步形成在理論中進行實驗教學,以實驗課程完善消化理論課程。一方面注重驗證性實驗的實驗操作規(guī)程的建立,提高學生的基本實驗能力,另一方面通過師生的科研項目,設置一定比例的綜合性、開放性的實驗,鼓勵探究性學習,提高學生的學習興趣、動手操作能力和獨立分析科學問題的能力,有助于學生及時了解環(huán)境化學研究領域動態(tài)及前沿知識,對研究環(huán)境化學問題,這些為學生走上工作崗位或繼續(xù)深造提供了良好的機會。
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化學與環(huán)境論文10
一、網絡輔助教學需觀念的改變
科技的迅速發(fā)展,讓很多先進的技術都可以應用到教學的過程中來。網絡技術的發(fā)展為化學教學帶來新的的契機,但是要在化學教學的過程中使用好網絡就必須先進行觀念上的改變。
。ㄒ唬┙處熃巧霓D變
首先,需要教師自己能夠清楚的認識到使用各種網絡設備和資源輔助化學教學,必須轉變自身的角色,需要從原來的以教師為教學中心的知識“講解者”的角色轉變?yōu)閷W生學習的組織者、指導者和監(jiān)督者。例如:通過各種網絡設備可以用來監(jiān)控和指導學生進行學習,計算機網絡教室就提供了這樣的一個條件。在學生學習的過程中當學生遇到問題需要幫助時,可以通過電子舉手告知教師,然后教師可以通過教學監(jiān)控系統(tǒng)來遙控學生的鍵盤、鼠標,以實現對學生的手把手的幫助。同時,教師還可以將自己的講解過程或某一學生的操作過程播放到全體學生或特定部分學生的屏幕上,這樣不僅僅可以讓在化學學習中有困難的學生及時的得到幫助,同時還可以幫助學生體會到他人出錯的地方,以提高自己的注意力。這樣做可以減少學生范相同錯誤的可能性,并能夠給保證學生擁有旺盛的學習熱情。
。ǘ⿲W生地位的轉變
正所謂“師傅領進門,修行靠個人”,有了教師良好的引導,學生還必須自己努力才能夠取得理想的成就。所以教師應該通過網絡設備與資源來讓學生進行個別化學習、選擇性學習、合作化學習和競爭性學習,讓學生轉變?yōu)樽灾鲗W習與積極探索知識的主體地位。例如:在多媒體網絡環(huán)境下,教師可以根據各個學生的實際情況進行相應的指導,而學生也可以在網絡上根據自身實際的情況選取適合自己的化學知識和學習方式來進行學習。這樣做不僅僅可以讓成績好的學生進行超前學習和競爭性學習,發(fā)揮他們的積極性和主動性,鍛煉并提高他們的自學能力,同時還能夠讓基礎差的學生按自己的知識水平和能力層次來選取知識內容,進行選擇性學習和合作化的學習,從而養(yǎng)成他們良好的學習習慣,防止厭學情緒的出現。
。ㄈ┙虒W過程的改變
網絡資源在化學教學的應用中,對教學過程有著巨大的沖擊。因此教師必須對使用網絡設備與資源來輔助化學教學,可以讓教師在網絡環(huán)境下靈活的獲取各種資源來為教學服務,同時還為教師指導學生從網絡中獲取化學教學資源并以此來進行自主學習提供了可能,從而來改變傳統(tǒng)的口授、板書、演示的傳教模式,并改變學生的聽、記、背的傳統(tǒng)學習模式。例如:在上化學課時,教師可以使用多媒體教室中的各種多媒體設備來給學生播放自己創(chuàng)作的或下載的化學課件,以此來增加化學課課堂教學的容量。同時通過這些網絡資源還能夠在課堂上創(chuàng)設出恰當的教學情景,以此來激發(fā)出學生的學習興趣。利用網絡資源學生既可以觀看多媒體課件來學習化學知識,也可以操作分機來與教師和其他同學進行溝通、討論,從討論中去發(fā)現、理解知識,并構建出自己的的化學知識體系。這樣做不僅僅可以對學生學習化學的積極性和主動性進行充分的調動,讓學生可以有更多的時間和空間去自由的進行化學知識的探索,培養(yǎng)他們獨立獲取知識和創(chuàng)新思維的能力,同時還可以讓教師從繁重的、重復性的教學活動中解脫出來,讓教師可以有更多的`時間去學習新知識、研究先進的教法,并以此來提高教學效率。
。ㄋ模┙虒W需要打破空間與時間的限制
使用網絡資源來輔助化學教學,可以打破傳統(tǒng)教學模式上的時間和空間限制,讓化學的教學不再局限于課堂、書本、教室和實驗室,是化學教學可以在時間和空間上得到延伸和擴展。例如::在網絡環(huán)境下,教師可將自己的教案和課件發(fā)布在校園網或internet的中學教學網站上,供學生在課余時間上機查尋和使用,給學生的預習、復習提供了良好的課外學習環(huán)境,另外還可讓有條件的學生與教師聯網,鼓勵學生在家中通過上網來進行學習和作業(yè),來即時地向教師提問和請教,使教師的教學活動得到延展。另外,學生還可通過internet來訪問相應的中學化學教學網站,在網上接受其它化學教師的遠程教學,學生的學習不再受限于傳統(tǒng)教學的時間和空間,大大地提高了中學化學教學的效率。
二、利用網絡資源豐富教學資源
。ㄒ唬┩ㄟ^網絡資源豐富教材內容
化學是自然科學的重要組成部分,它側重于研究物質的組成、結構和性質的關系,以及物質轉化的規(guī)律和調控手段。今天,化學已發(fā)展成為材料科學、生命科學、環(huán)境科學和能源科學的重要的基礎學科,成為推進現代社會文明和科學技術進步的重要力量,并正在為解決人類面臨的一系列危機,如能源危機、環(huán)境危機和糧食危機等做出積極的貢獻。面對如此豐富的化學知識內容,如果單單靠教師運用教材有限的信息資源,學生所學的必定難以完整,而現在互聯網的日益普及,其應用的層面將日益擴大,其網絡中的文字、圖片、聲音以及視頻等不同形式的資料,都可以利用簡單的界面,通過網絡快速地查詢。適合中學化學教學的補充資料、更新資料可以很好地補充教材,加強教學效果。
。ǘ┩ㄟ^網絡資源及時更新教材內容
網絡上有各種各樣的信息,其中有很多都是最新的資料,因此在化學教學的過程中可以通過網絡進行資料補充。而這些對于會隨著時間而改變的教學內容,為教師和學生第一時間學習最新的知識有著十分重要的作用。同時由于網絡上各種內容的更新速度較快,教師可以從網絡上搜集各種信息來代替部分教材內容,這樣既可以達到教學效果,又可以聯系日常的社會生活。
。ㄈ┚W絡資源讓教學內容更生動
網絡上的資源豐富多彩,不僅有文字、圖片,同時還有很多動畫、視頻等多種資源。在日常的教學過程中教師可在化學的教學中適當地運用這些多媒體資源,以此來吸引學生的注意力,提高學生學習化學的積極性,讓學生更加具體感性地了解學習內容。
。ㄋ模├镁W絡資源幫助進行教學活動設計
教師在制定教學策略時需要明確目標導向,規(guī)劃完整的教學活動,選擇有效的手段,由于教學理論的不同,所設計出的運用網絡在中學化學教育中的教學策略與角色就不同。新課程倡導的主題式教學對傳統(tǒng)教學提出了挑戰(zhàn)。利用網絡資源進行課程內容的整合,是化學教師進行主題式教學活動設計的首選。例如,教師可以設計一個關于水資源的有效利用的主題,教師可以事先將這些有關的環(huán)境網絡資源整理成適合學生學習化學的資料,或利用網絡上的資料設計一些學生活動,讓學生分組或參考網絡上的資源展開學習活動,達到網絡合作學習效果。另外,教師也可以配合章節(jié)教學內容需要,設計可以應用網絡資源查詢的學習活動,例如環(huán)境保護這個主題,讓學生針對環(huán)境保護這個主題上網查詢資料,這樣可以激發(fā)學生的學習興趣,增加學習效果。
。ㄎ澹┩ㄟ^網絡資源促進學生自主探究學習活動
自主探究的化學學習是一種以學生為中心的化學教學結構模式,是學生自主利用媒體工具進行學習的方式。豐富的化學網絡資源,以及WWW瀏覽的交互功能、導航技術以及各種媒體信息的支持,為自主學習構建了友好的界面,網絡資源的作用包括:為學生彌補或補充了課堂集中教學的不足而進行的課外學習活動提供了與課堂教學同步的輔導材料;為學生根據自己提高的需要,制定目標、進行自主學習,為學生自選教材進度等提供了很好的多媒體教材
三、結語
網絡的發(fā)展為化學教學的改革提供了很多的機會;瘜W教師在對新的的教學方法進行研究的同時應該多注意網絡資源對化學教學所帶來的各種好處與壞處。從中找到切實可行的方法來利用網絡資源為化學教學服務。
化學與環(huán)境論文11
目 錄
1 摘要 ········································································································ 1 2
關鍵詞···································································································· 1 3
引言 ········································································································ 1 4
酸雨 ········································································································ 1 5
溫室效應及其控制對策 ···································································· 2 6
臭氧層空洞的形成及其控制對策 ··················································· 3 7
光化學煙霧及其控制對策 ································································ 4 8
結語 ········································································································ 6 9
參考文獻 ······························································································· 7
大氣污染
摘 要:由于人們對工業(yè)高度發(fā)達的負面影響預料不夠,預防不利,導致了全球性的三大危機:資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞。人類不斷的向環(huán)境排放污染物質。但由于大氣、水、土壤等的擴散、稀釋、氧化還原、生物降解等的作用。污染物質的濃度和毒性會自然降低,這種現象叫做環(huán)境自凈。如果排放的物質超過了環(huán)境的自凈能力,環(huán)境質量就會發(fā)生不良變化,危害人類健康和生存,這就發(fā)生了環(huán)境污染。
關鍵詞:環(huán)境污染;酸雨;溫室效應;臭氧層空洞;光化學污染
引 言:
環(huán)境污染會給生態(tài)系統(tǒng)造成直接的破壞和影響,如沙漠化、森林破壞、也會給生態(tài)系統(tǒng)和人類社會造成間接的危害,有時這種間接的環(huán)境效應的危害比當時造成的直接危害更大,也更難消除。例如,溫室效應、酸雨、和臭氧層破壞就是由大氣污染衍生出的環(huán)境效應。這 種由環(huán)境污染衍生的環(huán)境效應具有滯后性,往往在污染發(fā)生的當時不易被察覺或預料到,然而一旦發(fā)生就表示環(huán)境污染已經發(fā)展到相當嚴重的地步。當然,環(huán)境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人類環(huán)境的質量下降,影響人類的生活質量、身體健康和生產活動。例如城市的空氣污染造成空氣污濁,人們的發(fā)病率上升等等;水污染使水環(huán)境質量惡化,飲用水源的質量普遍下降,威脅人的身體健康,引起胎兒早產或畸形等等。嚴重的污染事件不僅帶來健康問題,也造成社會問題。隨著污染的加劇和人們環(huán)境意識的提高,由于污染引起 的人群糾紛和沖突逐年增加。
目前在全球范圍內都不同程度地出現了環(huán)境污染問題,具有全球影響的方面有大氣環(huán)境污染、海洋污染、城市環(huán)境問題等。
就大氣的環(huán)境問題而言,主要有酸雨、溫室效應、臭氧層空洞,光化學煙霧等。
一、酸雨
造成雨水酸化之污染物很多,其污染來源大致可分為兩類: 其一為自然物質,其二為人為物質。前者如:火山爆發(fā)噴出大量之硫化物及懸浮固體物,自然水域表面釋放之硫化氫,動植物分解產生有機酸,土壤微生物及海藻釋放之硫化氫、二甲基硫及氮化物等,都會使雨水之pH值降至5.0左右;后者則為工業(yè)化后,燃料之大量使用,燃燒過程中產生一氧化碳、氯化氫、二氧化硫、氮氧化物及有機酸及懸浮固體物,排放至大氣環(huán)境中,經光化學反應生成硫酸、硝酸等酸性物質使得雨水之pH值降低,形成酸雨。
由于酸雨為二次污染物且具有跨區(qū)污染的特性,以致影響層面相當廣,故局部空氣污染的改善,空氣品質標準的達成,對于酸雨的防制助益不大,必須削減SO2、NOx的總量方能遏止酸雨的危害。
二、溫室效應及其控制對策
溫室效應是由于大氣里溫室氣體(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的。 空氣中含有二氧化碳,而且在過去很長一段時期中,含量基本上保持恒定。這是由于大氣中的二氧化碳始終處于“邊增長、邊消耗”的動態(tài)平衡狀態(tài)。大氣中的二氧化碳有80%來自人和動、植物的呼吸,20%來自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。還有5%的二氧化碳通過植物光合作用,轉化為有機物質貯藏起來。這就是多年來二氧化碳占空氣成分0.03%(體積分數)始終保持不變的原因。
但是近幾十年來,由于人口急劇增加,工業(yè)迅猛發(fā)展,呼吸產生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產生的二氧化碳,遠遠超過了過去的水平。而另一方面,由于對森林亂砍亂伐,大量農田建成城市和工廠,破壞了植被,減少了將二氧化碳轉化為有機物的條件。再加上地表水域逐漸縮小,降水量大大降低,減少了吸收溶解二氧化碳的條件,破壞了二氧化碳生成與轉化的動態(tài)平衡,就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加?諝庵卸趸己康脑鲩L,就使地球氣溫發(fā)生了改變。
二氧化碳可以防止地表熱量輻射到太空中,具有調節(jié)地球氣溫的功能。如果沒有二氧化碳,地球的`年平均氣溫會比目前降低20 ℃。但是,二氧化碳含量過高,就會使地球仿佛捂在一口鍋里,溫度逐漸升高,就形成“溫室效應”。
現今最受人青睞的是瑞士兩位氣候專家對溫室效應成因作出新的解釋,認為造成溫室效應的主要原因并不是汽車和工廠所排放的二氧化碳,而是大氣層中增多的水蒸氣。它是于20xx年發(fā)表的。瑞典中部大學的KG·拉松和斯韋克·愛德華松說,根據他們提出的一種計算未來氣溫的新模式,地球確實像其他研究人
員所認為的那樣,正在進入一個逐漸變暖的時期,但這主要是因為地球軸心在向太陽傾斜,而使地球與太陽之間的距離在今后的一萬年里有所縮短。他們說,隨著氣溫的升高,地球大氣層中的水蒸氣逐漸增多。因此,造成溫室效應的罪魁禍首更主要的是增多的水蒸氣,而并不是汽車和工廠所排放的二氧化碳。
還有,英國科學家在最新一期《科學》雜志上發(fā)表的報告指出,他們在大氣層中發(fā)現一種學名為“五氟化硫三氟化碳”(化學分子式為SF5CF3)的稀有氣體。雖然這種氣體目前的濃度仍相當低,但是它穩(wěn)定熱的能力遠超過其他任何已知的溫室氣體,而且正在快速積累,長此以往,將會使“溫室效應”形勢更趨惡化。
三、臭氧層空洞的形成及其控制對策
大氣中的臭氧含量僅一億分之一,但在離地面20至30公里的平流層中,存在著臭氧層,其中臭氧的含量占這一高度空氣總量的十萬分之一。臭氧層的臭氧含量雖然極其微少,卻具有非常強烈的吸收紫外線的功能,可以吸收太陽光紫外線中對生物有害的部分(UV-B)。由于臭氧層有效地擋住了來自太陽紫外線的侵襲,才使得人類和地球上各種生命能夠存在、繁衍和發(fā)展。
1985年,英國科學家觀測到南極上空出現臭氧層空洞,并證實其同氟利昂(CFCs)分解產生的氯原子有直接關系。這一消息震驚了全世界。到“1994年,南極上空的臭氧層破壞面積已達2400萬平方公里,北半球上空的臭氧層比以往任何時候都薄,歐洲和北美上空的臭氧層平均減少了10%-15%,西伯利亞上空甚至減少了35%。科學家警告說,地球上臭氧層被破壞的程度遠比一般人想象的要嚴重得多。
氟利昂等消耗臭氧物質是臭氧層破壞的元兇,氟利昂是本世紀20年代合成的,其化學性質穩(wěn)定,不具有可燃性和毒性,被當作制冷劑、發(fā)泡劑和清洗劑,廣泛用于家用電器、泡沫塑料、日用化學品、汽車、消防器材等領域。80年代后期,氟利昂的生產達到了高峰,產量達到了144萬噸。在對氟利昂實行控制之前,全世界向大氣中排放的氟利昂已達到了20xx萬噸。由于它們在大氣中的平均壽命達數百年,所以排放的大部分仍留在大氣層中,其中大部分仍然停留在對流層,一小部分升入平流層。在對流層相當穩(wěn)定的氟利昂,在上升進入平流層后,在一定的氣象條件下,會在強烈紫外線的作用下被分解,分解釋放出的氯原子同臭氧會發(fā)生連鎖反應,不斷破壞臭氧分子?茖W家估計一個氯原子可以破壞數萬
化學與環(huán)境論文12
一、數字化學習。
南國農先生將數字化學習的定義為:在現代信息技術環(huán)境中,利用多媒體資源和網上資源開展的學習活動。與傳統(tǒng)的學習和學習環(huán)境不同的是,在數字化學習中,學習者可以利用多媒體設備、多種媒體資源進行學習,學習的方式也發(fā)生了變化,不再局限于傳統(tǒng)的課本,學習地點也不再局限于教室。數字化學習環(huán)境中開展學習的課堂大部分是虛擬環(huán)境,學習者成為學習的主體。
數字化學習環(huán)境是指學習者可以隨時隨地通過終端設備進行訪問學習,信息顯示具有多媒體化和數字化、信息處理具有智能化、學習環(huán)境虛擬化、多終端兼容等特征的學習環(huán)境。我校數字化學習平臺已通過Moodle平臺成功搭建,學習者可以通過此平臺進行數字化學習。
二、翻轉課堂。
“翻轉課堂”,即傳統(tǒng)課堂結構的翻轉,是指把“學生白天在教室聽講,晚上回家做作業(yè)”的教學結構翻轉過來,構建“學生白天在教室完成知識吸收與掌握的內化過程,晚上回家學習新知識”的教學結構,形成讓學生在課堂上完成知識吸收與掌握的內化過程、在課堂外完成知識學習的新型課堂教學結構。
三、數字化學習環(huán)境下的醫(yī)學高校翻轉課堂初探。
作為醫(yī)學高校,我校實踐課程與理論課程并重,課程繁雜,課堂內容難度大,不易理解,課業(yè)繁重,課堂結構急需改革;诖,根據翻轉課堂的理論以及系統(tǒng)化教學設計理論,筆者對醫(yī)學院校課堂結構的設計提供了如下思路:
1、課前設計。
。1)設計學習主題。
將預設計課程按“知識塊”分成若干個學習主題,每個學習主題可以由一個或多個課時完成,以便教師開發(fā)課程視頻。例如解剖學骨學模塊中可以分為骨的形態(tài)、骨的構造、骨的理化特性等。此外,利用“最近發(fā)展區(qū)”的理論設計課前針對性練習測試,幫助學生利用原有知識完成學習新知識。
(2)制作教學視頻。
在翻轉課堂中,知識的傳授一般由教師提供的教學視頻以及網絡的相關學習資源來完成。教學視頻可以由任課教師親自錄制或者使用網絡上優(yōu)秀的教學資源。組織資源,收集學習資源,準備適當的學習材料,制作學習視頻和探究式案例。
、俑鶕虒W內容(尤其是課程的難點重點內容),構建完整的學習體系。
、谝阅K設計學習視頻,視頻中增加導讀環(huán)節(jié),通過導讀內容和單元知識測試,向學習者提出問題,引導學習者自主思考。
在醫(yī)學課程中,我首先將每次課的課程重點內容置于PPT之中,然后通過話筒講解相應的知識點,同時進行圖片或者模型演示,這樣屏幕捕捉軟件可以錄制演示文稿的播放和講解,會記錄下演示的每一個步驟,同時每一個點都會有同步錄制老師的音頻講解。之后是將視頻上傳到數字化學習平臺上,學生只需要注冊學習賬號密碼即可以自行觀看并進行該課程的學習。
。3)課前針對性學習。
觀看完數字化學習平臺中的相關教學視頻后,學生可以完成學習平臺里相關知識點的測試,如果測試過程中有困惑的話,可以反復觀看視頻,進行深度的強化。
2、課堂活動設計。
在前期學生自學之后,可進入接下來的學習活動。
。1)確定問題。
教師需要根據課程內容和學生通過學習平臺的學習之后提出的.問題進行歸納,總結有價值的問題,確定教學策略,如“講授”、“自學”、“討論”、“探究”等。如遇見學生普遍不明白的問題,可進行針對性的講授。在具體教學中,也可以根據所選問題對學生進行分組,小組人數可以根據具體教學條件而定。
。2)協(xié)作學習。
如果問題比較單一,可以采用頭腦風暴法、知識競答方式組織教學;如果問題復雜,可以將問題分成若干子問題,并要求不同小組負責不同的子問題,然后,采用拼圖學習法完成學習任務,最后,各小組進行組間的協(xié)作式、探究式的學習討論,形成最終的答案。
在教學活動過程中,通過“探究式案例”,組織學生以小組協(xié)作形式進行討論并實施,考察學生的課前視頻學習情況、綜合應用能力、團結協(xié)作及創(chuàng)新力。在探究式實驗的設計中,此環(huán)節(jié)主要結合不同專業(yè)將會使用到的具體應用系統(tǒng)進行設計,設計思路是通過項目的形式體現專業(yè)特色、實現基本功能、內容循序漸進、考察課程基本知識點的學習掌握情況。以“探究式案例”、“探究式實驗”和“課程視頻”為任務活動中心,在強烈的自主學習動力和探究問題動機的驅動下,通過對學習資源的積極主動應用,以協(xié)作學習形式,進行自主探究的學習,并在完成既定任務的同時,引導學生體會學習實踐的過程。根據課程內容和實施環(huán)節(jié),設計體現專業(yè)特點的項目任務,引導學生完成項目,達到培養(yǎng)學生解決實踐問題的能力。
。3)學習評價。
在學生學習活動結束之后,進行學生成果的交流,學生可以將學習成果上傳到數字化學習平臺的數據庫中,進行成果的分享,也可以通過課堂匯報、交流學習體驗、小組比賽和辯論會等形式進行評價。其中教師要對學生學習情況進行及時、有效的反饋,真正做到過程性評價和總結性評價、個人評價和小組間評價、組內評價的有效結合。教師評價的內容包括問題的難易度、獨立學習過程中學生的表現、小組學習中的個人表現、學習進度、小組學習計劃安排、成果展示情況等。評價要側重對學生掌握知識和技能的情況的考核,同時,強調考核學生在完成實驗過程中形成的實驗記錄、原始數據、活動記錄、交流情況、學習體會等內容。
四、課程結構改革目標。
借助信息化網絡環(huán)境下的數字化學習平臺,構建翻轉式教學課堂,實現學生之間互動、協(xié)作學習;教師在學生的學習過程中真正的以學生為主導地位,而自己則扮演“啟發(fā)者”角色的“引導關系”;教師之間可以動態(tài)交流教學經驗并及時獲取學生反饋的教學環(huán)境。最終實現以提升學生綜合能力為核心,將理論知識、臨床實踐、人文素養(yǎng)、科學精神的教育與培養(yǎng)融為一體,形成統(tǒng)一整合的教學體系。
參考文獻:
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化學與環(huán)境論文13
21世紀是科技創(chuàng)新高速發(fā)展的歷史時期。眾所周知,科學實驗在科技發(fā)展中有著極其重要的作用,而科技的發(fā)展又離不開科技人才的培養(yǎng),所以實驗教學在培養(yǎng)現代科技人才中有著十分重要的地位。在高等教育階段,實驗教學不僅能夠培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力和獨立操作能力,更重要的是能夠培養(yǎng)其獨立思考的能力、分析解決實際問題的能力以及綜合應用創(chuàng)新的能力。高等教育如何適應社會的要求,改進和完善實驗教學,培養(yǎng)出既有扎扎實實的基礎理論,又能在科研和生產中有較強的開發(fā)能力的專門人才,以促進我國科技水平的提高,是一個迫切需要解決的問題。
三年來,我們在環(huán)境化學的實驗教學中,大膽改革原有的教學模式,將基礎性實驗內容與設計性實驗相結合,開展“開放式”環(huán)境化學實驗教學,收到了較好的效果。實踐證明,這樣做既有利于學生掌握研究原理,又使學生熟悉研究方法,掌握技術技能,提高創(chuàng)新能力。本文就我們在“開放式”環(huán)境化學實驗教學改革中的認識和積累的經驗做一下介紹。
一、“開放式”環(huán)境化學實驗教學的必要性
環(huán)境化學是在化學科學的傳統(tǒng)理論和方法基礎上發(fā)展起來的研究有害化學物質在環(huán)境介質(大氣、水體、土壤、生物)中的存在、化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法的科學,它是環(huán)境科學專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。環(huán)境化學實驗是理論教學的重要組成部分。學生通過環(huán)境化學實驗來驗證理論,加深理解;通過實驗來提高觀察問題、發(fā)現問題、分析和解決問題的能力。因此,環(huán)境化學實驗是培養(yǎng)學生科學探索精神和創(chuàng)新能力的重要途徑。
(一)傳統(tǒng)環(huán)境化學實驗教學弊端分析
現代教育學理論強調,教學過程中應遵循傳授知識與培養(yǎng)能力相統(tǒng)一、教師主導作用應和學生學習主動性相結合的原則。原有的環(huán)境化學實驗教學模式只是完成教學計劃規(guī)定學時的實驗內容,存在下列缺點與不足:
(1)實驗學時少,內容陳舊。教學計劃內環(huán)境化學實驗的學時只有16學時,每個實驗內容為四學時,因此按照教學計劃,僅能安排四個實驗內容。另外,在規(guī)定的實驗內容中,沒有綜合設計性的實驗內容。在這樣短的時間內和有限的實驗內容中,學生的動手實驗能力根本得不到充分的鍛煉,更無從談起對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外,傳統(tǒng)的實驗內容來自于教學參考書,不能反映環(huán)境化學最新發(fā)展,也沒有聯系身邊的環(huán)境問題。實驗內容和實踐脫節(jié)使學生很少有解決實際問題的機會,缺乏實際鍛煉。久而久之,學生對生活中的實際問題漠不關心。盡管學習了許多高深的理論,卻沒有能力對身邊的簡單現象和實踐中的問題作出解釋,結果學生純粹為考試、就職而學習理論,學了一些死理論,這不僅是實驗教學的悲哀,也是整個環(huán)境化學教學的悲哀。
(2)實驗教學的主體—學生對實驗內容沒有選擇權。在傳統(tǒng)環(huán)境化學實驗教學中,實驗內容由教師統(tǒng)一規(guī)定。所有學生都進行一樣內容、一樣要求的實驗,實驗課結束后,實驗室統(tǒng)一關門。實驗能力強的學生沒有機會做一些深入的探索性的實驗,有特殊愛好的學生不能做一些他們自己感興趣而規(guī)定的實驗內容中所沒有的實驗。這種無視學生能力差異和個性發(fā)展的實驗教學,使學生在實驗教學中的主體地位根本無法體現。學生做實驗的積極性自然調動不起來。
(3)實驗教學方法僵化。在傳統(tǒng)的環(huán)境化學實驗教學中,實驗內容、所需儀器、設備材料以及實驗過程都是由教師規(guī)定的。實驗前教師通常準備好實驗器材、調試好儀器設備,一般還對實驗步驟進行詳細講解,甚至進行操作示范。實驗講義也把實驗原理、步驟甚至某些實驗現象都寫得一清二楚,使學生失去了獨立思考、獨立設計、進一步探索的空間。這種教學方式無疑束縛了學生的想象和思維,窒息了學生的創(chuàng)造力。由于實驗中沒有失敗的體驗和成功的.喜悅,學生自然無法領會環(huán)境化學實驗的真諦。這種機械的教學方法沒有擺脫理論課的教學模式,完全失去了實驗教學的生機,使實驗教學根本未能發(fā)揮它應有的作用。
(4)實驗室儀器設備的利用率不高。實驗教學是高等學校實驗室的基本工作任務,是實驗室建設與管理的出發(fā)點與歸宿。環(huán)境化學實驗室集中了一批高級的進口的儀器設備。但是,在傳統(tǒng)環(huán)境化學實驗教學中,學生僅能在固定的實驗課中使用這些投資巨大的實驗儀器設備,實驗課結束后學生便無權使用。在教學計劃規(guī)定的四個基礎性實驗教學內容中,學生可能還接觸不到某些高級的儀器設備。因此,實驗設備的利用率不高,無形中造成了隱性的資源浪費。
(二)“開放式”環(huán)境化學實驗教學的內涵
“開放式”實驗教學是針對傳統(tǒng)實驗教學封閉性的弊端而提出的,它已經成為當前高校實驗教學改革的必然選擇。它不光指實驗室的“開放”,還指實驗教學內容的“開放”、實驗教學方法的“開放”,實驗教學評價的“開放”等不可缺少的內涵。所以實行“開放式”實驗教學,首先一定要充分深刻理解它的內涵。
(1)實驗時間開放“開放式”環(huán)境化學實驗教學首先意味著實驗時間的開放。實驗時間開放又包括兩層含義:第一,學生進入實驗室的時間開放;第二,學生做實驗的時間時數開放,也就是每項實驗在時間長短上沒有限制,每個學生可以根據自己的實際情況進行實驗。
(2)實驗內容開放從實驗內容和學科發(fā)展的關系分析,“開放式”實驗教學的教學內容應具有與時俱進的特點。“開放式”實驗教學應及時根據現代科技發(fā)展的新知識、新技術和新的實驗方法而發(fā)展,以先進的實驗內容吸引、激發(fā)學生的求知欲。其教學內容應具有很強的實踐性,與社會生產實踐密切聯系。教師要經常參與來自社會的實踐課題,并使其及時轉化為實驗內容,從而使學生也參與到實踐課題中來。這樣,既充實了實驗內容,又鍛煉了學生的實踐能力,使課堂理論與實踐密切結合。
(3)實驗教學評價開放對學生實驗能力的評價,不能只重視實驗的結果,更要重視實驗的過程,特別是實驗過程中學生所表現的獨立分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新意識等等。對學生的環(huán)境化學實驗考核要全面考核學生的實驗能力,包括:學生的動手能力、思維能力、創(chuàng)造能力、設計能力、查閱資料的能力、提出問題的能力等等,在開放實驗中有獨特見解和創(chuàng)新的應給予較高的評價。這樣不僅使我們對學生的評價公開公正,并且使學生的創(chuàng)造性得到極大的發(fā)揮。
二、“開放式”環(huán)境化學實驗教學的實踐
針對以前教學模式存在的問題,我們對環(huán)境化學實驗教學從內容層次上、教學模式上、教學方式上進行創(chuàng)新改革,具體的做法如下:
(1)從實驗內容層次上將環(huán)境化學實驗劃分為基礎性實驗和設計性實驗兩類。在計劃的16學時內,完成環(huán)境化學基礎性實驗的教學。
(2)從教學模式上,實驗教學采取“雙主”模式。通過實驗教學手段的創(chuàng)新,引發(fā)實驗教學改革,使教師的角色從傳統(tǒng)的信息提供者變?yōu)閷W生求知過程中的合作者與引導者,即由教師變?yōu)閷。為實現以上目的,在“教”與“學”中找到最佳的結合點,根據教學內容與目標,創(chuàng)設一個既能起到老師導學作用,又能實現個別化交互與協(xié)作學習的教學環(huán)境,提出的新型教學模式為雙主模式,它既可發(fā)揮教師的主導作用,又充分體現了學生的認知主體作用。
(3)在教學方式上采取計劃內實驗和開放實驗兩部分;A性實驗在學校規(guī)定的上課時間內完成;“開放式”環(huán)境化學實驗在第七學期安排四周時間進行。我們在環(huán)境01級的開放實驗教學中,教師擬定了若干題目,學生每5-6人為一組。學生自由選題后,即進行文獻查閱的工作。學生在進入實驗室進行開放實驗之前,每組同學需要先提交開題的一個綜述報告,然后由教師統(tǒng)一組織同題目的同學在一起,進行開題研討。指導教師參加開題報告的討論,對方案進行指導之后學生便可以進入實驗室,開始實驗。經過這樣的過程,既鍛煉了學生的文獻收集與檢索、綜述的能力,同時也加強了學生的自學能力、獨立思考問題的能力。開放實驗的實驗室工作結束后,學生即進入開放實驗論文的撰寫及答辯階段。答辯是根據題目按小組進行的。每個組派一個同學自述5分鐘,答辯10分鐘。開放實驗的成績考核要考慮到學生的出勤、實驗表現以及論文和答辯情況。另外,為了加強學生對開放實驗的重視,我們把開放實驗的成績納入到環(huán)境化學期末考試的成績中,占環(huán)境化學總評成績的15%。
三、進一步的改進措施
通過兩年來的開放式環(huán)境化學實驗教學改革,我們積累了寶貴的經驗,同時也發(fā)現了一些問題,促使我們對今后教學應加強的方面進行了深思。
(1)實驗內容的靈活與更新。實驗教學內容活、教學方法活也是“開放式”環(huán)境化學實驗教學的必備條件之一!伴_放式”環(huán)境化學實驗教學的教學內容是和環(huán)境化學、社會等外部環(huán)境緊密聯系的,要與時俱進、不斷推陳出新。這就要求指導開放實驗的教師應加強學習,關注學科前沿,才能把最新的內容呈現給學生。既然教學內容來自社會實踐、來自學生生活,形式多樣,這就必然要求教學方法也必須靈活多樣,才能達到預期的教學目標?梢耘e辦實驗講座,向學生介紹學科的最新動態(tài)、實驗的最新成果,系統(tǒng)介紹實驗知識、實驗方法和手段。這樣一來,既可激發(fā)學生實驗的積極性,又可使學生掌握基本的實驗知識和技能。
(2)加強對學生的實驗考核。“開放式”環(huán)境化學實驗教學中要促使學生主動到實驗室來,就必須制定嚴格的實驗考核制度。根據科學合理的考核標準對學生的實驗情況進行全面嚴格的管理。學生必須要有真本領才能通過。實驗考核的成績必須與升留級和學位的獲得相掛鉤。“開放式”環(huán)境化學實驗教學不但要加強實驗課程結束后的實驗能力的考核,也要加強學生平時每次實驗的考核—從實驗預習準備、出勤情況、實驗過程到實驗結果、實驗報告等方面進行全面評價。
(3)實驗設備盡可能現代化、多樣化!伴_放式”環(huán)境化學實驗教學的內容固然要新,要與時俱進,實驗設備也必須同時更新。先進的實驗設備也是“開放式”環(huán)境化學實驗教學的必要條件之一。在“開放式”環(huán)境化學實驗教學中,實驗設備越豐富多樣,學生選擇的空間就越大,綜合性實驗、設計性實驗的開展受設備的限制就越少,學生的實驗方案也就越容易實現。所以,“開放式”環(huán)境化學實驗教學的實驗儀器設備在力求現代化的同時,還必須盡可能多樣化,這樣才能使“開放式”環(huán)境化學實驗教學真正達到其應有的教學效果。
(4)實驗教學管理手段開放!伴_放式”環(huán)境化學實驗教學要真正做到開放,還必須改變傳統(tǒng)的實驗一定操作的觀念,善于在實驗教學中運用現代教育技術手段如幻燈、錄像、CAI計算機軟件、網絡等輔助實驗教學手段。這樣既可以提高效率,又可以節(jié)省人力。另外,“開放式”環(huán)境化學實驗教學的管理手段也要現代化。用計算機進行實驗教學管理,能夠極大地提高管理效率,方便師生。將開放時間、可選擇的實驗項目、實驗室擁有的儀器設備、儀器的操作說明、儀器結構圖、電器線路圖等信息公布在教學網絡上,學生可以隨時隨地方便查閱,節(jié)約了師生的時間,管理靈活而科學。
化學與環(huán)境論文14
1生活中的“綠色化學”
綠色化學就是將一切的資源和能源的充分利用,采用無公害、無毒的原料,在無害無毒的條件環(huán)境下進行反應,從而減少向環(huán)境排放廢物污染,使“零排放”得到充分的實現。其實在我們看來看似平常的事物中很多都是與綠色化學有關的,只是由于我們的不在意而給忽略了。
1.1“亞硝酸鹽”我們人體內的亞硝酸鹽一般都來源于長時間煮沸或是反復煮沸的水;在魚肉類食物中有時候對其進行加工處理的時候,能夠分解出胺類的化合物這是由于魚肉類中含有豐富的蛋白質和脂肪;有時候為了食品的外觀顯得好看,一些不法商販就會使用發(fā)色劑等食品添加劑。
1.2“甲醛”很多時候,在我們的室內家居中都存在著甲醛,多來源于裝修布料、粘合劑、以及復合木材中的酮醛樹脂,而常用的衣物整理劑中也會含有甲醛,如果穿上含甲醛的服裝,會使人們因為衣物和皮膚之間的接觸而對皮膚產生強烈的刺激從而引起皮膚炎等。
1.3水果的“催生劑”也許很多人都會注意到現在市場上出現不少的奇形怪狀的水果,雖然水果看起來好看漂亮,但是吃起來要么無味,要么酸澀。其實是因為有些商販為了搶占市場的利潤,采用催熟劑、膨大劑等一些化學激素,將尚未成熟的水果進行加工后將其提前上市。
2綠色化學研究的主要內容和原則
隨著綠色化學的廣泛應用,在進行綠色化學研究的同時,應該遵循其相關的原則,這樣才能使綠色化學在進行環(huán)境保護的時候得到最大有效地發(fā)揮?偟膩碚f,綠色化學研究的原則主要有:原子經濟性,盡可能的使合成直收率得到有效地提高;廢物和環(huán)境污染的預防;設計使用高效安全無毒或低毒的化學品;助劑以及安全溶劑的使用;使能源經濟性得到提高;盡量使可再生原料的得到廣泛使用;盡量減少和避免衍生物的生成。
3綠色化學與環(huán)境污染
3.1綠色化學的重要性
伴隨著社會經濟的發(fā)展,工業(yè)也在加快的發(fā)展,與此同時,在工業(yè)給我們帶來的經濟效益時,同樣也帶來了很多的環(huán)境污染問題,土壤、大氣和水等都在不同程度上受到了化學工業(yè)有關有毒氣體所帶來的環(huán)境污染。據不完全統(tǒng)計,全球的二氧化碳氣體、各種有害氣體污染每年都是呈上升狀態(tài),使大氣污染變得更加的嚴重;而也正是由于大量的使用各種塑料產品或原材料導致白色污染越來越厲害;大量的農藥與化肥的使用也使得農田呈現貧瘠化。正是由于這些大量的環(huán)境污染存在,使人們在治理污染的同時也付出了相當慘痛的代價。雖然人們在治理污染的力度逐步在加大,但是,比如氣候變暖、臭氧層受到破壞、重金屬及農藥在環(huán)境介質中的互相傳遞等等污染是在短時間內無法得到徹底解決的。因此,要想在享受工業(yè)所帶來的.經濟效益的同時能夠實現社會環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展就必須加快綠色化學的實施,嚴格遵循綠色化學的相關理念,盡最大努力做好綠色化學的一切工作。
3.2環(huán)境污染與綠色化學的相關問題
綠色化學的主張是通過化學轉換來獲得新的物質,而在其過程中要充分的利用每一個原子,其最大的特點就在于一開始就采用實現預防污染的科學手段,因此在整個過程和結束都能夠實現零污染和“零排放”,F今的環(huán)境污染主要是水污染和空氣污染,而造成空氣污染的主要成分是氮的氧化物,而二氧化碳主要是由生活、生產中的石油、煤炭等燃料進行燃燒而產生的,還有一些事來自于使用硝酸或是生產硝酸的工廠排放出來的廢氣。當二氧化碳與碳氫化物共同生存與空氣中的時候,經過紫外線的照射,會發(fā)生一些化學反應,從而產生一種特有的光化學煙霧,這些光化學煙霧多發(fā)生在一些大城市中,尤其是陽光強烈的夏秋兩個季節(jié)。因此,怎樣才能將環(huán)境污染進行有效的控制和降低阻止已經成了現今人們越來越關心的問題。綠色化學的主要目標就是不產生不處理廢物,不使用有害有毒的物質,采用化學的方法和技術,從根本上、從源頭上消滅對人類身體健康、生態(tài)環(huán)境有害的催化劑、產物等,是人類追求完美、綠色環(huán)境的一種至高表現。
3.3綠色化學在環(huán)境保護中的研究成果
隨著人們對綠色化學研究的重視,綠色化學也在逐步的發(fā)展,綠色化學在環(huán)境保護中的研究成果也是碩果累累。
(1)能源清潔。對于我國目前來說,在能源中仍然處于主要的重要地位的還是歸屬于煤炭。一直以來,有關部門和相關部門在處理煤炭污染的同時也在大力推廣洗煤技術以及煤炭液化技術。與此同時,作為新的清潔能源的核能、太陽能也已經受到人們普遍的使用,這樣在一定的程度上大量有效地降低了環(huán)境污染中的能源污染。
(2)二氧化碳的有效吸收,F在,全球的溫室效應越來越嚴重,而造成溫室效應的主要來源還得屬二氧化碳,而其的主要來源之一是燃燒。在常溫下,二氧化碳是一種無味無色的氣體,其的密度與空氣相比略大于空氣,在水中得到溶化并且能夠生成碳酸,而燃燒煤炭所釋放出來的二氧化碳在短期內是無法得到徹底的解決,因此怎樣才能有效的吸收二氧化碳已經是人們面對的嚴峻問題之一。正因為綠色化學研究的推動,現今已經研究出膜分離技術、碳酸鉀加熱化學吸附法、乙醇物理吸附法等相關方法對二氧化碳進行有效地吸收。
(3)環(huán)境友好的產品開發(fā)和化學反應,F在,越來越多的人開始注重環(huán)境保護,對于環(huán)境保護的要求也是逐漸的提高,除了要求能夠對現今存在的污染源得到有效的控制之外,還一直在努力的研制出新的能源,期望能夠創(chuàng)造一個有利于人類健康生存的環(huán)境。以前,在化學工藝中,有些原料是有害的,對于環(huán)境的污染和人類的健康都存在著很大的威脅,F在,伴隨著科學技術的加快發(fā)展,人們把酶作為催化劑,以生物作為原材料,從而消除一些原料對人類身體健康和環(huán)境污染。
4綠色化學的發(fā)展方向
4.1開發(fā)利用一切的綠色能源傳統(tǒng)的燃料燃燒只有低于40%的化學能能夠被轉化成為有用能,而其余的能量則因為種種原因而不可避免的消耗了。縱觀全球來說,水利發(fā)電是目前已獲得商業(yè)應用的可再生能源,其發(fā)電量占全球的發(fā)電量約有18%,但是這僅僅只是全球的水能資源10%的開發(fā)利用。因此,對資源、能源等一切可再生能源和太陽能的開發(fā)利用是尤為重要,大幅度的減少和降低環(huán)境的污染氣體等。
4.2大量可再生材料的重復使用可再生材料的大量重復使用,可以通過對材料的降解和生物質的充分利用以及對人類生活中眾多廢棄物的資源再利用,通過化學對生物質的特有結構進行充分的發(fā)揮衍生出各種各樣具有不同功能甚至是具有特殊功能的精細化學品。針對目前我國的國情來說,在化學工業(yè)中引領和開展綠色革命是進行環(huán)境保護的重要課題之一。
4.3實現農藥化學的綠色化農藥化學即是生物學與有機化學進行交叉而形成的研究分支學科,農藥在全球化中化學污染處于主導地位,而農藥污染也是環(huán)境污染全球化的主要因素之一,因此,對于將農藥綠色化已經成為了當今時代的要求和必走之路。在現在和未來的社會中,化學農藥仍然是植物保護的重要因素,總的來說,選擇高效的能與環(huán)境友好相處的化學農藥是其主要的方向。
5綠色化學的可持續(xù)性發(fā)展
隨著工業(yè)化進程的不斷加快,因為人口不斷的增加,工業(yè)污染物以及生活廢棄物的不斷增加使得我國目前正在面臨著日益家中的生態(tài)環(huán)境危機和資源短缺問題。由此可見,如何解決環(huán)境問題與可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾,已經是一個重要課題。不斷的通過走綠色化學的途徑,從科學性研究出發(fā),發(fā)展綠色化學技術,強化公眾對環(huán)境的保護觀念,樹立起可持續(xù)發(fā)展的意識,使能源得到最大限度的節(jié)約,全面提高化學反應整個過程中的資源利用,不斷推進低污染、低排放、低耗能的低碳經濟發(fā)展形式,從而創(chuàng)造一個情節(jié)美好的生活居住環(huán)境。
6結論
對于環(huán)境污染,從根本上來說就得從源頭抓起,要實現“零排放”,要采取標本兼治的一切方法,將綠色化學與環(huán)境污染相聯系,利用化學原理消除污染源頭,綠色化學也是化工發(fā)展和化學發(fā)展的新階段,對實現經濟和工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要性。
化學與環(huán)境論文15
化學是一門研究物質的組成、結構、性質、以及變化規(guī)律的自然科學,對人類有重大意義,跟生活也有很大關系。隨著生產力的發(fā)展,科學技術的進步,化學與人們生活越來越密切,衣、食、住、行、用,化學無所不在。可就在化學給人類生活提供方便的同時也造成了環(huán)境污染,汽車尾氣排放,造成大氣污染,酸雨在警告我們,臭氧層空洞威脅著我們,環(huán)保成了化學給人們生活帶來的一項重大問題。環(huán)境問題主要包括大氣污染、水污染、生態(tài)破壞等問題。所以建立綠色化學, 減少環(huán)境污染成為了當今社會的一大主題。 大氣污染主要是指大氣的化學性污染。大氣中化學性污染物的種類很多,對人體危害嚴重的多達幾十種。我國的大氣污染屬于煤炭型污染,主要的污染物是煙塵和二氧化硫,此外,還有氮氧化物和一氧化碳等。這些污染物主要通過呼吸道進入人體內,不經過肝臟的解毒作用,直接由血液運輸到全身。
大氣中化學性污染物的濃度較低時對人體主要產生慢性毒害作用;有的多環(huán)芳烴類和含鉛的化合物等具有致癌作用;大氣污染還包括大氣的生物性污染和大氣的放射性污染。大氣的生物性污染物主要有病原菌、霉菌孢子和花粉。病原菌能使人患肺結核等傳染病,霉菌孢子和花粉能使一些人產生過敏反應。大氣的放射性污染物,主要來自原子能工業(yè)的放射性廢棄物和醫(yī)用X射線源等,這些污染物容易使人患皮膚癌和白血病等。所以,大氣的化學性污染對人體健康的危害很大。
河流、湖泊等水體被污染后,對人體健康會造成嚴重的危害,這主要表現在以下三個方面。第一,飲用污染的水和食用污水中的生物,能使人中毒,甚至死亡。第二,被人畜糞便和生活垃圾污染了的水體,能夠引起病毒性肝炎、細菌性痢疾等傳染病,以及血吸蟲病等寄生蟲疾病。第三,一些具有致癌作用的化學物質,如砷 (As)、鉻(Cr)、苯胺等污染水體后,可以在水體中的懸浮物、底泥和水生生物體內蓄積。長期飲用這樣的污水,容易誘發(fā)癌癥。
固體廢棄物是指人類在生產和生活中丟棄的固體物質,如采礦業(yè)的廢石,工業(yè)的廢渣,廢棄的塑料制品,以及生活垃圾。應當認識到,固體廢棄物只是在某一過程或某一方面沒有使用價值,實際上往往可以作為另一生產過程的原料被利用,往往含有多種對人體健康有害的物質,如果不及時加以利用,長期堆放,越積越多,就會污染生態(tài)環(huán)境,對人體健康造成危害。
環(huán)境污染往往具有使人或哺乳動物致癌、致突變和致畸的作用,一般需要經過比較長的時間才顯露出來,有些危害甚至影響到后代。
人類正面臨有史以來最嚴重的環(huán)境危機,由于人口急劇的增加,資源的消耗日益擴大,人均耕地、淡水和礦產等資源占有量逐漸減少,人口與資源的矛盾越來越尖銳;環(huán)保問題就成為經濟與社會發(fā)展的重要問題之一。作為國民經濟支柱產業(yè)之一的化學工業(yè)及相關產業(yè),在為創(chuàng)造人類的'物質文明作出重要貢獻的同時,在生產活動中不斷排放出大量有毒物質,化學工業(yè)也為環(huán)境和人類的健康帶來一定的危害。發(fā)達國家對環(huán)境的治理,已開始從治標,即從末端治理污染轉向治本,即開發(fā)清潔工業(yè)技術,消減污染源頭,生產環(huán)境友好產品!熬G色技術”已成為21世紀化工技術與化學研究的熱點和重要科技前沿。
建立綠色化學 減少環(huán)境污染,倡綠色化學是刻不容緩。建立綠色化學的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點出發(fā),重新審視和改革傳統(tǒng)化學,從而使我們對環(huán)境的治理可以從治標轉向治本。為此,工業(yè)、農業(yè)、日常生活等采用無毒、無害并可循環(huán)使用的物料,化學反應的綠色化,是從“本”治理環(huán)境污染的重要途徑。
綠色化學為化學的發(fā)展注入了新的活力,在21世紀化學必將大有可為。
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