新工科化學教學中融入環保教育實踐
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摘要：隨著當前社會經濟的快速發展，我國所面臨的環境問題也日漸凸顯，在當前高校新工科化學教學的基礎上合理地滲入環保理念，是現階段素質教育改革發展的必然要求。新工科化學學科特點明確了現階段化學教學過程中應注重培養學生的學科素養和環保意識。在化學課堂中的理論教學工作、課堂實驗訓練和課外實踐活動中引入一定的環保教育內容，可以促進我國大學生環保意識的養成和加強，也利于學生形成環境保護的社會責任感。本文通過對高校新工科化學教學融入環保教育進行實踐思考，以期提升大學生的環保意識。
關鍵詞：新工科；化學教學；環境污染；環境保護
2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式。新工科專業的教學離不開化學學科的參與，國內外絕大多數的新工科專業均要求學生必修專業基礎課程———工程化學或者綜合化學。這是因為化學同人類生存環境和生產生活有著密切聯系，做好環境保護以及資源能源的開發利用是人類生存發展的可持續性戰略目標，是實現人類全面發展的基本要求。對于處于化學教育一線教學工作的高校教師而言，推進新工科化學教學工作，無論針對化學專業還是非化學專業的學生，在實施教學引導的基礎上都要適當地融入環保教育，始終將環保意識貫穿化學教學工作的方方面面，進一步培養大學生的環保意識，引導學生樹立正確的道德行為觀念，形成良好的環保行為習慣［1］。高校新工科化學教學工作應當成為現階段實現環保教育的基礎載體，針對當前學科特點要求，在化學教學工作之中深化環保教育工作推進，將可持續發展道路的基礎思想始終貫徹落實到學科教育基礎中，這種教育工作將會潛移默化地對學生發展產生深遠影響，而環保意識的不斷深入，必然會對當前社會發展產生積極的推動作用［2］。
一、新工科化學教育與環境保護教育
（一）新工科化學教育融入環境保護的重要性和必然性
人類生存發展的基礎環境本身是一個龐大的生態體系，當前隨著工農業生產的快速發展，大量化學污染物已經逐漸滲透到人類生態環境中，對現階段全球生態環境產生了非常惡劣的影響，嚴重制約了人類社會發展。人們在充分享受現代文明發展的同時，也承受了人口增長壓力、資源能源匱乏、環境惡化以及生態危機等風險，也感受到生態環境危害對于人類生產造成的直接影響。如大氣污染、臭氧層破壞、溫室效應、沿海赤潮等問題，不僅對國民經濟產生了直接沖擊，也對人民身心健康造成了直接影響，嚴重制約了人類的生存發展和社會進步［3-5］。良好的生態環境是現階段推動社會經濟穩定發展的基礎保障，要想加快可持續發展落實，就必須充分做到合理化的資源開發，有效利用各類資源。另外要做好環境保護支持，不能進入先污染后治理、再污染再治理的邏輯圈，治理速度趕不上污染的速度。人類社會的發展，科技水平的提高，不能基于化學污染為基礎，應當在環保的基礎上施行。化學作為一門基礎自然學科，與環境有著密切關系。與其他學科相比，新工科化學之中所蘊含的環?；A內容相對較多。環境污染和環境保護都蘊含了較多的化學因素，多種污染物質的成分、特點、形成過程，污染物本身對人類生產和環境危害以及如何防治等等都需要具備一定的化學知識［6］。在高校工科化學的教學中滲透相關的環保理念，實施生態環境危機教育，就是要在化學教學中解放學生思想，以科學發展觀為基礎，推動大學生綜合素質提高。
在高校工科化學教學工作推進的基礎上，要充分注重環保知識的融合，不能認為學生已經在初高中階段學習了化學的基礎理論和環保的相關概念，就不需要再進行深入學習，這是教學上的一個誤區。由于初高中階段學生負擔較重，在實際的教學工作中，教師對于結合教材知識實施環保知識內容講解重視度不高。由于當前升學過程中面臨多重壓力問題，多數教師只注重課程知識內容，對于環保內容的介紹不重視，認為考試之中這些知識內容的展現較少，也不會主動培養學生的環保意識。進入高校后，大學教學更加靈活多樣，學生學習主動性和自由性也較高。在大力加快素質教育改革的基礎上，高校應當將培養學生環保意識作為現階段化學教學工作的一項主要的任務。化學知識的學習，可以讓學生充分了解化學的基本理論，掌握化學基礎知識，需要在實踐教學中滲透環保意識，繼而潛移默化地引導學生真正落實環境保護行動。新工科化學教學還要激發學生創新思維的培養，提升學生分析問題解決問題的能力［7-10］。高校新工科化學課程與其他專業課程之間的區別較大，有時需要多種實驗手段才能推進完成，但是受到當前實踐課程的限制，很多教師單純按照既定的教學任務完成教學實驗，以多媒體教學為基礎，通過展示或者演示等方式對實驗過程進行講解，要求學生通過對多媒體教學課程內容講述記憶［11］。很多學生在這樣的教學環境中，對教學實驗學習產生了抵觸心理。很多教師對于化學實驗缺乏重視，是受到傳統教學方式的影響，在實施實驗教學的過程中，不以學生為課堂教學主體，只讓學生嚴格按照教材內實驗步驟進行機械操作，學生不僅缺乏創新探索能力，也會逐漸喪失化學實驗學習興趣。在一些化學實驗課程實施過程中，還有部分教師以小組合作的方式開展教學，這種方式不僅讓很多學生對試驗設備的使用技巧缺乏全面了解，還會降低學生的學習積極性。
二、新工科化學教學中融入環保教育的途徑
（一）在化學理論教學中滲入環保教育
新工科化學教材種類繁多，但需要學生掌握的主要內容都相差不大。化學教材中涉及的環保教育因素相對較多，這就要求教師要科學、合理地將教材內容與實際環保知識相融合，適當地開展環保教育，要將生活中的化學知識和環保知識作為案例進行引導，加深學生對于環保的認識，繼而有效地拓寬學生的視野。例如在講授金屬材料的腐蝕和防護時，教師可以引入輪船涂裝等內容來講述電化學腐蝕和化學腐蝕的危害，可以通過鋼筋混凝土的銹蝕，建筑結構物的腐蝕破壞現象，讓學生加深對化學理論的認識；在講授原子核外電子排布內容時，可以與天體的自轉和公轉做對比，重點講授電子運動狀態和描述形式；在進行氧族元素的教育教學過程中，教師講解酸雨的形成和危害時，需要強調大氣中的二氧化硫以及碳氧化物等酸性的污染物質是形成酸雨的主要化學因素；在“溫室效應”的講解過程中，可以通過查閱文獻和從網上截取的典型的視頻在課堂上與學生進行交流，學生可以直接了解“溫室效應”產生的原因以及危害；在講解污染物的遷移和轉化行為時，通過布置課程專題小論文的形式，將這些典型的重金屬和有機污染物進行分類，班級成員分小組進行選題獨立完成每個選題的任務，通過查閱大量文獻和資料，歸納和總結，做成PPT在班級中進行展示、討論，還可以撰寫課程小論文。通過一系列學習，學生對于每種污染物都有了更加深入的了解，視野更加開闊［12］?；瘜W教學工作中，因為不同化學元素在不同的狀態下所呈現的反應也不同，為了加強學生對化學中環境保護的認識，教師還要從對水污染、化學污染等多方面多角度出發，結合當前人們生產生活實際，將面臨的污染問題作為教學的主要內容進行詳細分析，讓學生在掌握化學知識的基礎上，加深環保內容的認識。
（二）在化學實驗教學中體現環保教育
化學實驗課程教學是面向學生實施環保教育的主要手段，不僅可以讓學生切身體會到言語難以呈現的化學實驗現象，也能讓學生的感性認識不斷增強，可以有效培養學生的觀察能力、語言表達能力和分析解決問題的能力。通過理論聯系實際，幫助學生進一步鞏固化學理論知識，加強化學知識與環保意識的滲透，幫助學生養成良好的行為習慣，逐漸培養學生保護環境的社會責任。許多化學實驗可能需要使用多種化學試劑，有的甚至會產生一定污染物，這對實驗室環境會有影響。在化學實驗過程中，要盡量減少有害藥品的使用，減少實驗產物對環境的污染［13-14］，例如在進行銅與濃硫酸、濃硝酸反應時，銅片與濃酸的反應不易控制，極易造成NO2氣體，但若改用銅絲，只要觀察到現象，就可隨時抽出結束反應，這樣就可減少藥品用量。在實驗教學過程中，教師要做到言行一致，時刻作為表率，要求學生做到規范實驗操作，提升實驗教學質量。在新工科課程改革的基礎上，教師要轉變傳統的教學方式，結合實際教學內容有效創新當前的教學方式，建立起以學生為核心、以環保為理念的化學課程教學環境，注重學生實踐動手能力培養、環保意識培養和社會責任培養。如果將某些專業課的教室設到實驗室或實踐現場會獲得最佳的教學效果。例如環境監測這門課主要講解污染物監測方法、監測儀器等，如果教室直接設到實驗室，講課中教師就可以直接將儀器展示給學生，一些實驗過程可以直接演示給學生，學生在直觀感受中可以更好地接收知識。在實驗教學過程中，教師還應當結合教學實際情況，深入分析學生個體學習能力，采用生活化的實驗教學方式，讓學生從生活角度思考分析，有效地開展化學實驗學習，提高學習積極性，加強化學知識的綜合運用能力。教師還要做到因材施教、教學相長，注重提升學生的學習積極性，在教學過程中認真分析每位學生的實際學習水平和學習能力，尊重學生的個體差異，針對不同學生不同學習階段制訂不同的教學方式，以實驗教學為基礎，充分激發學生的思考能力和動手能力。最后，還要充分結合教學實際，制定嚴格的實驗室管理制度，安排專業人員綜合管理，綜合提升化學實驗教學質量。
（三）在課外實踐活動中培養環保意識
課堂教學是對學生進行環境保護理論教育的主陣地，課外實踐活動可以作為課堂教育的第二教室。實踐是工科教學中十分重要的環節，能夠使學生對所學知識融會貫通，培養學生綜合分析問題和解決工程實際問題的能力［15］。教師可以組織開展豐富多彩的環保知識宣傳教育活動，寓環保知識于實際活動之中。比如可以組織學生到當地污水處理廠參觀，了解當地污水和其他污染物的處理方法，了解生產經營中可能會導致的環境污染，安排學生做環境保護調查，調研當地的河流污染情況等，以此提高學生的環境保護意識?？梢詫鴥韧猸h境科學的現狀聯系在一起，不定期開展專門講座，幫助學生拓寬視野。國內有許多高校，尤其理工科院校，“校企合作”已經成為學生工程能力培養的重要模式［8］。教師可以利用課外業余時間帶學生到生產現場參觀、學習，直接接觸環保設施和流程，激發學生的感性認識。實踐環節的開設使學生對環保設計的方法和步驟有更全面的了解和掌握，鍛煉和培養了學生的實踐技能和工程素質。此外，還應鼓勵學生建立環保性質的社會公益組織，積極組織他們參與公益性的社區實踐活動，讓學生由課堂進入社會，參與實踐，成為文明宣傳工作者，宣傳保護環境的理念，倡導和諧共享的生態環境。通過各種形式擴大環保知識宣傳教育的影響力，營造良好的環保知識宣傳氣氛，增強學生的環境保護意識，形成良好的環境保護行為習慣。教師要用自己的言行舉止為學生做表率，從多種形式向學生進行教育熏陶，培養學生良好的環保意識和習慣。教師要在教學過程中不斷更新自己的知識體系，及時關注國際以及國家其他學科的一些重大事件，需要關注國家針對環境問題制定的一些的政策、法律和法規，關注地方制定的地方性的法律法規，行業產業標準，不斷積累素材。在教學過程中積極引導學生，把環保知識自然而然地融入課堂教學中，使化學課堂更加生動活潑。學校要加強現代信息科學技術的應用研究和學習，使用先進的多媒體課件，靈活應用各種教學方法，生動授課，讓學生樂于接受，使教學效果事半功倍。
三、結語
在新的歷史時期，隨著新工科課程改革的不斷深入，教學方式也有了新突破。素質教育的發展要求之一，是學生實踐動手能力的充分培養。在諸多實際教學過程中，一些教學管理人員只注重課本理論知識的講授，對實踐動手能力的重視不夠，教學環保理念最終也無法有效滲透。在當前化學環保實踐教學基礎上，教師應著重分析化學環保知識教學、環保理念滲透中存在的問題，在化學教學中加強環保理念的融入，引導學生環保意識的形成和責任感的養成。新工科背景下化學教學質量的提升，還需要轉變落后的教學觀念，優化理論和實驗教學方式，從教學實際出發，從人們的生產生活出發，從學生實際出發，因材施教，進一步提高大學生的綜合素質。
作者:陳懷成 陳守軍 方寶雪 單位:臨沂大學土木工程與建筑學院
