新工科化学教学中融入环保教育实践
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摘要：随着当前社会经济的快速发展，我国所面临的环境问题也日渐凸显，在当前高校新工科化学教学的基础上合理地渗入环保理念，是现阶段素质教育改革发展的必然要求。新工科化学学科特点明确了现阶段化学教学过程中应注重培养学生的学科素养和环保意识。在化学课堂中的理论教学工作、课堂实验训练和课外实践活动中引入一定的环保教育内容，可以促进我国大学生环保意识的养成和加强，也利于学生形成环境保护的社会责任感。本文通过对高校新工科化学教学融入环保教育进行实践思考，以期提升大学生的环保意识。
关键词：新工科；化学教学；环境污染；环境保护
2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式。新工科专业的教学离不开化学学科的参与，国内外绝大多数的新工科专业均要求学生必修专业基础课程———工程化学或者综合化学。这是因为化学同人类生存环境和生产生活有着密切联系，做好环境保护以及资源能源的开发利用是人类生存发展的可持续性战略目标，是实现人类全面发展的基本要求。对于处于化学教育一线教学工作的高校教师而言，推进新工科化学教学工作，无论针对化学专业还是非化学专业的学生，在实施教学引导的基础上都要适当地融入环保教育，始终将环保意识贯穿化学教学工作的方方面面，进一步培养大学生的环保意识，引导学生树立正确的道德行为观念，形成良好的环保行为习惯［1］。高校新工科化学教学工作应当成为现阶段实现环保教育的基础载体，针对当前学科特点要求，在化学教学工作之中深化环保教育工作推进，将可持续发展道路的基础思想始终贯彻落实到学科教育基础中，这种教育工作将会潜移默化地对学生发展产生深远影响，而环保意识的不断深入，必然会对当前社会发展产生积极的推动作用［2］。
一、新工科化学教育与环境保护教育
（一）新工科化学教育融入环境保护的重要性和必然性
人类生存发展的基础环境本身是一个庞大的生态体系，当前随着工农业生产的快速发展，大量化学污染物已经逐渐渗透到人类生态环境中，对现阶段全球生态环境产生了非常恶劣的影响，严重制约了人类社会发展。人们在充分享受现代文明发展的同时，也承受了人口增长压力、资源能源匮乏、环境恶化以及生态危机等风险，也感受到生态环境危害对于人类生产造成的直接影响。如大气污染、臭氧层破坏、温室效应、沿海赤潮等问题，不仅对国民经济产生了直接冲击，也对人民身心健康造成了直接影响，严重制约了人类的生存发展和社会进步［3-5］。良好的生态环境是现阶段推动社会经济稳定发展的基础保障，要想加快可持续发展落实，就必须充分做到合理化的资源开发，有效利用各类资源。另外要做好环境保护支持，不能进入先污染后治理、再污染再治理的逻辑圈，治理速度赶不上污染的速度。人类社会的发展，科技水平的提高，不能基于化学污染为基础，应当在环保的基础上施行。化学作为一门基础自然学科，与环境有着密切关系。与其他学科相比，新工科化学之中所蕴含的环保基础内容相对较多。环境污染和环境保护都蕴含了较多的化学因素，多种污染物质的成分、特点、形成过程，污染物本身对人类生产和环境危害以及如何防治等等都需要具备一定的化学知识［6］。在高校工科化学的教学中渗透相关的环保理念，实施生态环境危机教育，就是要在化学教学中解放学生思想，以科学发展观为基础，推动大学生综合素质提高。
在高校工科化学教学工作推进的基础上，要充分注重环保知识的融合，不能认为学生已经在初高中阶段学习了化学的基础理论和环保的相关概念，就不需要再进行深入学习，这是教学上的一个误区。由于初高中阶段学生负担较重，在实际的教学工作中，教师对于结合教材知识实施环保知识内容讲解重视度不高。由于当前升学过程中面临多重压力问题，多数教师只注重课程知识内容，对于环保内容的介绍不重视，认为考试之中这些知识内容的展现较少，也不会主动培养学生的环保意识。进入高校后，大学教学更加灵活多样，学生学习主动性和自由性也较高。在大力加快素质教育改革的基础上，高校应当将培养学生环保意识作为现阶段化学教学工作的一项主要的任务。化学知识的学习，可以让学生充分了解化学的基本理论，掌握化学基础知识，需要在实践教学中渗透环保意识，继而潜移默化地引导学生真正落实环境保护行动。新工科化学教学还要激发学生创新思维的培养，提升学生分析问题解决问题的能力［7-10］。高校新工科化学课程与其他专业课程之间的区别较大，有时需要多种实验手段才能推进完成，但是受到当前实践课程的限制，很多教师单纯按照既定的教学任务完成教学实验，以多媒体教学为基础，通过展示或者演示等方式对实验过程进行讲解，要求学生通过对多媒体教学课程内容讲述记忆［11］。很多学生在这样的教学环境中，对教学实验学习产生了抵触心理。很多教师对于化学实验缺乏重视，是受到传统教学方式的影响，在实施实验教学的过程中，不以学生为课堂教学主体，只让学生严格按照教材内实验步骤进行机械操作，学生不仅缺乏创新探索能力，也会逐渐丧失化学实验学习兴趣。在一些化学实验课程实施过程中，还有部分教师以小组合作的方式开展教学，这种方式不仅让很多学生对试验设备的使用技巧缺乏全面了解，还会降低学生的学习积极性。
二、新工科化学教学中融入环保教育的途径
（一）在化学理论教学中渗入环保教育
新工科化学教材种类繁多，但需要学生掌握的主要内容都相差不大。化学教材中涉及的环保教育因素相对较多，这就要求教师要科学、合理地将教材内容与实际环保知识相融合，适当地开展环保教育，要将生活中的化学知识和环保知识作为案例进行引导，加深学生对于环保的认识，继而有效地拓宽学生的视野。例如在讲授金属材料的腐蚀和防护时，教师可以引入轮船涂装等内容来讲述电化学腐蚀和化学腐蚀的危害，可以通过钢筋混凝土的锈蚀，建筑结构物的腐蚀破坏现象，让学生加深对化学理论的认识；在讲授原子核外电子排布内容时，可以与天体的自转和公转做对比，重点讲授电子运动状态和描述形式；在进行氧族元素的教育教学过程中，教师讲解酸雨的形成和危害时，需要强调大气中的二氧化硫以及碳氧化物等酸性的污染物质是形成酸雨的主要化学因素；在“温室效应”的讲解过程中，可以通过查阅文献和从网上截取的典型的视频在课堂上与学生进行交流，学生可以直接了解“温室效应”产生的原因以及危害；在讲解污染物的迁移和转化行为时，通过布置课程专题小论文的形式，将这些典型的重金属和有机污染物进行分类，班级成员分小组进行选题独立完成每个选题的任务，通过查阅大量文献和资料，归纳和总结，做成PPT在班级中进行展示、讨论，还可以撰写课程小论文。通过一系列学习，学生对于每种污染物都有了更加深入的了解，视野更加开阔［12］。化学教学工作中，因为不同化学元素在不同的状态下所呈现的反应也不同，为了加强学生对化学中环境保护的认识，教师还要从对水污染、化学污染等多方面多角度出发，结合当前人们生产生活实际，将面临的污染问题作为教学的主要内容进行详细分析，让学生在掌握化学知识的基础上，加深环保内容的认识。
（二）在化学实验教学中体现环保教育
化学实验课程教学是面向学生实施环保教育的主要手段，不仅可以让学生切身体会到言语难以呈现的化学实验现象，也能让学生的感性认识不断增强，可以有效培养学生的观察能力、语言表达能力和分析解决问题的能力。通过理论联系实际，帮助学生进一步巩固化学理论知识，加强化学知识与环保意识的渗透，帮助学生养成良好的行为习惯，逐渐培养学生保护环境的社会责任。许多化学实验可能需要使用多种化学试剂，有的甚至会产生一定污染物，这对实验室环境会有影响。在化学实验过程中，要尽量减少有害药品的使用，减少实验产物对环境的污染［13-14］，例如在进行铜与浓硫酸、浓硝酸反应时，铜片与浓酸的反应不易控制，极易造成NO2气体，但若改用铜丝，只要观察到现象，就可随时抽出结束反应，这样就可减少药品用量。在实验教学过程中，教师要做到言行一致，时刻作为表率，要求学生做到规范实验操作，提升实验教学质量。在新工科课程改革的基础上，教师要转变传统的教学方式，结合实际教学内容有效创新当前的教学方式，建立起以学生为核心、以环保为理念的化学课程教学环境，注重学生实践动手能力培养、环保意识培养和社会责任培养。如果将某些专业课的教室设到实验室或实践现场会获得最佳的教学效果。例如环境监测这门课主要讲解污染物监测方法、监测仪器等，如果教室直接设到实验室，讲课中教师就可以直接将仪器展示给学生，一些实验过程可以直接演示给学生，学生在直观感受中可以更好地接收知识。在实验教学过程中，教师还应当结合教学实际情况，深入分析学生个体学习能力，采用生活化的实验教学方式，让学生从生活角度思考分析，有效地开展化学实验学习，提高学习积极性，加强化学知识的综合运用能力。教师还要做到因材施教、教学相长，注重提升学生的学习积极性，在教学过程中认真分析每位学生的实际学习水平和学习能力，尊重学生的个体差异，针对不同学生不同学习阶段制订不同的教学方式，以实验教学为基础，充分激发学生的思考能力和动手能力。最后，还要充分结合教学实际，制定严格的实验室管理制度，安排专业人员综合管理，综合提升化学实验教学质量。
（三）在课外实践活动中培养环保意识
课堂教学是对学生进行环境保护理论教育的主阵地，课外实践活动可以作为课堂教育的第二教室。实践是工科教学中十分重要的环节，能够使学生对所学知识融会贯通，培养学生综合分析问题和解决工程实际问题的能力［15］。教师可以组织开展丰富多彩的环保知识宣传教育活动，寓环保知识于实际活动之中。比如可以组织学生到当地污水处理厂参观，了解当地污水和其他污染物的处理方法，了解生产经营中可能会导致的环境污染，安排学生做环境保护调查，调研当地的河流污染情况等，以此提高学生的环境保护意识。可以将国内外环境科学的现状联系在一起，不定期开展专门讲座，帮助学生拓宽视野。国内有许多高校，尤其理工科院校，“校企合作”已经成为学生工程能力培养的重要模式［8］。教师可以利用课外业余时间带学生到生产现场参观、学习，直接接触环保设施和流程，激发学生的感性认识。实践环节的开设使学生对环保设计的方法和步骤有更全面的了解和掌握，锻炼和培养了学生的实践技能和工程素质。此外，还应鼓励学生建立环保性质的社会公益组织，积极组织他们参与公益性的社区实践活动，让学生由课堂进入社会，参与实践，成为文明宣传工作者，宣传保护环境的理念，倡导和谐共享的生态环境。通过各种形式扩大环保知识宣传教育的影响力，营造良好的环保知识宣传气氛，增强学生的环境保护意识，形成良好的环境保护行为习惯。教师要用自己的言行举止为学生做表率，从多种形式向学生进行教育熏陶，培养学生良好的环保意识和习惯。教师要在教学过程中不断更新自己的知识体系，及时关注国际以及国家其他学科的一些重大事件，需要关注国家针对环境问题制定的一些的政策、法律和法规，关注地方制定的地方性的法律法规，行业产业标准，不断积累素材。在教学过程中积极引导学生，把环保知识自然而然地融入课堂教学中，使化学课堂更加生动活泼。学校要加强现代信息科学技术的应用研究和学习，使用先进的多媒体课件，灵活应用各种教学方法，生动授课，让学生乐于接受，使教学效果事半功倍。
三、结语
在新的历史时期，随着新工科课程改革的不断深入，教学方式也有了新突破。素质教育的发展要求之一，是学生实践动手能力的充分培养。在诸多实际教学过程中，一些教学管理人员只注重课本理论知识的讲授，对实践动手能力的重视不够，教学环保理念最终也无法有效渗透。在当前化学环保实践教学基础上，教师应着重分析化学环保知识教学、环保理念渗透中存在的问题，在化学教学中加强环保理念的融入，引导学生环保意识的形成和责任感的养成。新工科背景下化学教学质量的提升，还需要转变落后的教学观念，优化理论和实验教学方式，从教学实际出发，从人们的生产生活出发，从学生实际出发，因材施教，进一步提高大学生的综合素质。
作者:陈怀成 陈守军 方宝雪 单位:临沂大学土木工程与建筑学院
