初中科学教学中渗透环境教育的策略

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   摘  要:社会在发展,时代在进步,我们越来越明显地感受到科技给我们生活带来的方便,但是我们却不得不关注,它给我们带来的伤害——环境问题。科学与环境之间的关系十分密切。科学教师要充分利用本学科的优势对学生进行环境教育,使学生在学习科学知识的同时,也潜在地受到环境保护的教育。本文以翔实的例子从四个方面阐述如何实施环境教育:在课堂教学中渗透环境教育;结合科学实验开展环境教育;在课外活动中深化环境教育;结合测试题对学生强化环境教育。
   关键词:科学教学  渗透  环境教育
  当前,我国中小学教育中的环境保护教育引起了人们的关注,如何在中学科学教学中开展环境教育,这是一个值得探讨的问题。我在教学的过程中,运用系统论、信息论、控制论的方法,对教学内容进行分析,选择不同的教学方式,对学生开展了环境教育。实践证明,只要我们通过多种渠道、多种手段地在中学生的学习领域中渗透环境保护教育,培养中学生的环境意识,就可以顺利地在中学生中建立起爱护环境、保护环境的观念,培养起从我做起、从身边做起的行为,树立起减少污染、造福人类的远大志向。
  一、在课堂教学中渗透环境教育
  科学教学是一个整体,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。所以我在进行科学的环境保护教育时,把初中和高中各年级视为一个统一的整体来筹划,综合出环境保护教育的特点和各年级教材的特点,找出它们的最佳结合点。环境化学是一门边缘性的学科,它与科学关系重大。中学科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?我的做法是把它科学地、巧妙地渗透到各章节的教学中,合理地运用教材的版面,对中学生进行环境教育。
  初中科学中突出“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科学,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,让学生体会到保护环境的重要性。
  (1)让同学们了解空气污染的原因是什么?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、农药厂、化肥厂,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(如氯化氢、氟化氢、苯胺类等),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,人类正在干预着水的正常循环过程。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、氣候恶化,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,这些有机物使水“富营养化”,引起藻类等水生植物过度繁殖,从而过分消耗了水中的溶解氧,造成水中缺氧,使水中鱼类等因缺氧而死亡。
  例如:在讲述酸雨的形成时,应讲明这主要是由SO2的污染引起的,它是煤炭燃烧时排出的主要污染物。其化学方程式可表示如下:SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4 。如果通过练习,则更能让学生进一步看到酸雨危害的严重性,练习题如下:某城市每年用煤约400万吨,其中含硫量按1%计,每年排放二氧化硫多少吨?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30%集中在城区,城区降雨量为3.65×108米3/年,那么雨水中硫酸的质量分数是多少? (告诉学生若用pH试纸测定此雨水,其pH为2.1)。此题既让学生练习了化学方程式计算、质量分数计算,又让学生真正了解到酸雨的成因。通过图片让学生意识到酸雨危害的严重性。
  又如,在讲溶解氧的作用和富营养化污染的后果时,可进行如下练习:
  生产、生活中的废物、污水未经处理就直接排放,是造成水体富营养化、河水被污染的重要原因.下图是长江中游某水质监测站在2007年8月的某天DO(溶解氧)的实测数据,
  下表为不同温度下DO(溶解氧)饱和值表:
  仔细观察实测数据和上表,回答问题:
  (1)在凌晨零点时,河水中的DO(溶解氧)仅为该温度下的DO饱和值的75%~80%;但在午后,DO出现过饱和,如在15时,DO饱和度可高达110%,造成上述现象的主要原因_____________________________。
  (2)河水里的微生物使有机物(化学式以C6H10O5为代表)与溶解在水中的氧气作用而转化为CO2和H2O的过程中所需的O2的量叫做BOD(生化需氧量),BOD是衡量水体质量的一个指标。当天该水质监测站测得河水中所含有机物的质量折合成C6H10O5为0.010g/L,通过计算回答:①该河段水体的BOD(生化需氧量)为_______mg/L;②该河段适合鱼类生存吗(设水温为25℃)?___________理由是:____________________.
  在中学教材中还有很多知识点可以跟环保教育紧密结合在一起。如:污水净化、土壤污染、噪声污染、炼铁炼钢、天气预报、生物种类的多样性等等。只要我们在日常教学中注意把知识教育与环保教育融为一体,学生的环保意识就会在不知不觉中加强。
  二、结合科学实验开展环境教育
  大家都知道兴趣是最好的老师。根据本学科的特点,实验又是学生最感兴趣的事。对教学内容则采取让学生实践为主的模式。这样,结合科学实验开展环境教育就是一种好的选择。在科学实验教学中,我们可以设计一些实验,改进实验条件,深入环保教育,让学生在实验设计过程中,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“白磷的燃烧”时,同学们设计出了如下的“可控全封闭式无毒无害实验装置”,
  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。
  科学实验是科学课中学生最感兴趣的一个环节。我们应充分利用实验手段加强学生环保意识,让学生从自我动手中构思、设计环保装置,从接受环保教育阶段,上升到动手保护环境的自觉境界。比如在讲“用CO还原CuO”时,同学们设计出了如下的“可控全封闭式无毒无害实验装置”,并指出了该实验的危险点和实验步骤:
  实验的危险点:①一氧化碳有剧毒,危害师生健康
   ②一氧化碳具有可燃性,易发生爆炸
  實验步骤:①装置连接后检查气密性。
  ②装药品并固定③通入纯净的CO→加热→停止加热→停止通入CO④实验结束后,整理器材
  学生在教师的启发下会想到一氧化碳和氢气不一样,因为一氧化碳有剧毒,尾气必须处理:
  通入纯净的CO→加热→停止加热→停止通入CO→尾气处理
  当讲到尾气处理时,还可以进一步启发设疑,如何处理剩余的一氧化碳?在教师的启发下,学生经过思考会想到几种处理一氧化碳的方法。比如常见方法:(1)将一氧化碳收集起来:(2)利用一氧化碳具有可燃性,将尾气点燃。(如图1和图2所示。)
  然后对装置图2进行提问:该装置中出现两个酒精灯,能否用一个酒精灯,并且也不用图1所示的装置将多余的尾气进行处理?此问题充分发挥学生的创造性思维可以让学生积极发言,教师和学生共同探讨分析,最后得到最佳方案,即将尾气导管出口指向给氧化铜粉末加热的酒精灯火焰。(见图3)。利用该酒精灯进行点燃尾气,这样既充分节约能源, 同时又避免污染大气。
  使学生自觉地参与到教学活动中来,成为教学活动的真正主体。这样学生学得轻松,又获得了探究的快乐,同时形成对环境保护的兴趣和爱好。又如可让学生设计:某工厂废水中含有一定量的Al3+、Fe2+、Cu2+、Ag+、Cl-等五种离子,写出一个分别回收金属铜和银等二种金属离子的方案,写出每一步的目的及有关化学方程式。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、在课外活动中深化环境教育
  “陶其心必然陶其行”。环保教育不是封闭的教育,必须要走出课堂,走向社会,在课外活动与现实生活中获取资料、分析问题、提出方案,并在实践活动中应用和检验,强化意识。
  1、开展环保专题讲座。
  如,警惕废旧电池中的“敌人”——重金属
  先介绍废旧电池的危害:主要集中在其中所含的少量的重金属上,如铅、汞、镉等。这些有毒物质通过各种途径进入人体内,长期积蓄难以排除,损害神经系统、造血功能和骨骼,甚至可以致癌。铅:神经系统(神经衰弱、手足麻木)、消化系统(消化不良、腹部绞痛)、血液中毒和其他的病变。汞:精神状态改变是汞中毒的一大症状。脉搏加快,肌肉颤动,口腔和消化系统病变。镉、锰:主要危害神经系统。一节1号有汞电池烂在地里,能使1平方米的土地完全失去农业利用价值;一粒纽扣电池可以使600吨水(相当于一个人一生的饮水量)无法饮用。对自然环境威胁最大的五种物质,电池里就包含了汞、镉、铅三种。
  再让学生讨论废旧电池污染环境的途径:这些电池的组成物质在使用的过程中,被封存在电池壳内部,并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损和腐蚀,使得内部的重金属和酸碱等泄露出来,进入土壤或水源,就会通过各种途径进入人的食物链。
  通过讲座,学生认识到不可以用旧报纸、旧杂志来包裹芝麻糖、早点等食品;废电池不能到处乱仍,必须分类回收,尽管目前废电池处理的企业还较少,不远的将来必然会越来越多,即使目前无法全部及时处理,也要分类存放、妥善保管。
  2、进行社会调查
  如调查雾霾是什么?会造成什么伤害?雾霾从哪儿来?
  如对某一区域的环境状况进行调查、让学生直接接触社会,获得等一手资料。并把资料进行整理,写成科学小论文 ,增强争当环境小卫士的责任感。这样,既增长了学生的知识,又强化了学生的环保意识,还提高了学生的写作水平。
  雾霾包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、有机物、矿尘、无机碳、其他金属元素。它们可以碰撞、组合、反应,一起向你攻击:影响呼吸系统,造成肺癌;影响心血管系统、降低心脏供血能力,甚至引发心梗,以及各种过早死亡。
  雾霾严重的地区,很多人不抽烟也得肺癌,甚至婴幼儿也得了肺炎。因为没有流行病学调查,医生只能诊断为不明原因肺炎。过去30年,中国肺癌死亡率飙升了465%,前卫生部长陈竺指出,中国每年因大气污染过早死亡50万人测试中的PM2.5中有15种致癌物,其中世界上最强的致癌物,苯并a芘它是国家标准值的14倍。2013年1月,重雾霾期间的时候,我们整个国家有27个城市都出现了急诊人数的爆发性增长。世卫组织说,雾霾中的颗粒物被列为人类一级致癌物。
  雾霾的来源1近年来,许多城市天空愈加浑浊,霾日天数逐年上升的原因就在于,汽车排放尾气中的化合物,燃料燃烧释放的大量粉尘,工业生产中排放的废物,建材等行业制造的各种颗粒状物质,都成为了大气颗粒物大家庭的新成员。几乎全部的来源都和人类生产生活有关。
  此外,我们还可以利用每年一度的“6月5日世界环境日”、“3月12日”植树节等为契机,开展一系列的宣传教育活动,如:在全校举行环境保护知识图片展览。参与实际的环境保护活动,在全校掀起“保护环境,由我做起”的环保潮流。让学生自己设计一些活动内容,充分调动他们学习的积极性、主动性,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,联系社会,联系实际,强化环保教育。   四、结合测试题对学生强化环境教育
  反馈是控制的基本过程,也是教学中常用的一种具体控制方法。在环境保护教育中,测试就是反馈的方法之一。环境保护的试题,在近几年的中考中均有体现。例如2013年的中考题:
  1.如图是一个太阳能黑光灯灭虫装置,上方的薄膜太阳能电池组将太阳能转化成电能,为诱虫的黑光灯及高压金属触杀网供电。
  (1)长期使用农药会使害虫产生抗药性,这是____________的结果,而用黑光灯诱杀害虫,对虫害的防治更具有可持续性,并减少對环境的污染。
  (2) 已知黑光灯的功率为30W,若每晚工作时间为10小时,则每晚消耗多少电能?
  (3)含镉(Cd)化合物是生产薄膜太阳能电池的重要原料,所以生产过程中会产生大量含镉的固体废弃物,长期露天堆放会造成土壤污染。溶解在土壤中的镉会被植物吸收,并通过____________进入人体,对人体造成多种危害。
  (4)为保护环境,对含镉固体废弃物必须及时处理。下面是处理过程中某一重要反应:CdSO4+Na2S==CdS↓+Na2SO4 ,通过该反应把可溶性的CdS04转化为不溶性的CdS,以减轻对土壤的污染。该反应的基本类型是____________。
  又如(2014嘉兴)2.按照“五水共治、治污先行”的原则,我市许多河道内放置了水生植物生长的平台——绿色生态浮岛(如图所示)。绿色生态浮岛具有净化水体、改善河道生态的作用。请回答下列有关问题:
  (1)生态浮岛上的植物对水体净化的原理主要是能够吸收水中的
  元素,从而抑制水中藻类等浮游植物的生长。
  (2)为了达到理想的治污效果,浮岛植物的选择很重要。你认为选择浮岛植物应该考虑哪些因素?
  ①适合水中生长,具有发达的根系
  ②具有较强的抗污、抗病能力
  ③容易培植,生长较快
  从中考题的趋向不难看出,已给老师和学生在环境保护方面提出了新的要求,即掌握一定的环境化学的基础知识,不断地理解、巩固、深化,并能解决一些实际问题。在尚未设立环境化学这门学科前,要求中学生应用中学科学基础知识,探讨解决环保问题的思路、方法,这是完全可以做到的,也是培养学生思维能力的重要途径。为此,教师可以设计一些饶有趣味,又具有思维性的题目,既能启发学生思维,又能解决环境教育问题。
  我觉得环境问题不能只“治”而当要“防”。那么,应该怎样防?我觉得这得依靠教育的力量,得从从娃娃抓起!因为,当今小学生就是未来社会的主人,随着社会的发展,他们将是生态环境遭受破坏的最大受害者,又是生态环境改善的最大受益者,生态环境的好坏,直接影响他们未来的生存空间。总之,只要我们认真运用系统论、信息论、控制论的方法去进行科学的环境教育,充分利用教材的潜在因素有机结合环境教育,充分利用多种形式进行环境教育,就一定能提高学生的环境保护意识。只要我们能够运用辩证唯物主义的观点进行启发,使学生明白任何事物的影响都是相互的,人类对环境的不良影响又必然会作用于人类自身,就一定能让学生明白我们不仅要利用环境,更要保护环境,使学生首先能从我做起,从身边的小事做起。只要我们不断地联系社会、联系实际,让学生多接触生活、实地考察,了解目前的环境污染状况及所带来的危害,让学生理解环境保护不仅是功在当代,更是利在千秋,经常性的熏陶,学生必然会树立起保护好环境的远大志向,为改善和提高我国的环境水平去拼搏,去奋斗。
  参考文献:
  [1]《教学月刊(中学理科版)》2008年第3期
  [2]《中学化学教学参考》2009年第4期
  [3]舒展苞《浅谈初中科学学科中的环境教育》,《环境教育》2000年第3期
  [5]马桂新 《欧洲环境教育的特点和发展趋势》,《环境教育》2001年第6期
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