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【关键词】自来水厂;废水;回收利用
废水是自来水厂生产过程中的主要排放物,因为有大量絮凝沉淀和泥水的存在,所以,自来水厂每天排放的废水量是相当之大。如今,在自来水的生产过程中,大量水资源的流失已经引起了我国政府和公民的广泛关注,为了更好的解决这一问题,许多自来水厂开始寻求突破,制定了许多措施以此将废水重新回收利用,虽然这一途径在一定程度上起到了相当不错的效果,但由于废水含有较多杂质,回收起来也实属不易,因此,多数自来水厂急需更加完善的处理方案。
1自来水厂生产废水处理试运行中问题
在自来水日常废水排水量比重较高的一部分是沉淀池或澄清池的排泥水和滤池的反冲洗废水,这些高达3%~7%,如果能找到合适的处理方法,回收利用这一部分废水,将会节省大量水资源,这样不仅有利于大量发展成熟的自来水厂获得更多利润,而且有利于促进刚刚起步的自来水厂更好的发展。当前,我国许多资金较为雄厚、发展较为成熟的自来水厂已经非常重视废水的处理,但废水中复杂的成分严重影响了这一工作的正常进行,例如,经过加工自来水排放出的废水,不可避免的会含有一定的药物成分,如果这部分废水在处理过程中净化的不够干净而重新回到生产中,不可避免的将会产生许多危害。除此之外,废水中还含有许多细菌、病毒、金属离子等成分,这些严重影响着废水的重新回收利用。
2回用废水的方法
现阶段,回收废水较为常见的两种方法是直接回用和处理后会用,以下对其一一做出解释:(1)所谓直接回收利用就是并不是针对所有的废水来说,其主要包括滤池中反冲洗的废水和沉淀池中的上清液,这部分废水的成分并不复杂,可以直接将其集起来,然后再特定装置中进行加工,将其处理为原水絮凝前,然后直接回收。这种做法成本低廉,效益较好,是许多自来水厂处理这些特定废水的首选,但由于这种方法对废水的处理不够彻底,所以在处理过程中,要时时检测水质,以防引起后续连环问题。(2)所谓处理后回收利用就较为容易理解了,其即是先通过各种手段,将废水中的各项杂质恢复到正常水平,然后重新投入使用。由于这种处理方法的难易程度直接与废水的成分有关,所以在处理之前一方面要做好资金估算,另一方面还要将能用水量与原水量相比,一旦费用较高,收入低于支出或是能用水量低于原水量,这种方法就没有进行的必要了。
3试运行中回用废水的水质问题、处理的方法及工艺方法的运行要求
3.1回用废水的水质问题
微量元素广泛存在于人们的饮用水中,在一定界限下,它对人们的健康有利无害,一旦超出者异界线,将严重威胁到人们的身体健康,因此在回收废水中,一定要做好微量元素的检测工作,发现超标现象就,及时想办法解决。在现实生活中不乏饮用水中毒的现象,出现这一问题很大程度上与各种成分的超标有关。对于铁锰等微量元素,我国通用的指标是其含量不能超过0.3mg/L和0.lmg/L,由于其异味较大,即使还不能导致人们中毒就已经可以让人难以忍受。通常来说,地下水中的铁锰含量较高,经过处理之后很容易就能降到标准范围一下,但如果经处理的废水中这些微量元素的含量高于规定的标准含量,那一旦与饮用水混合,仍会影响到人们的用水安全。由于废水中经常会含有一些细菌、病毒等病原体,如贾第虫和隐袍子虫等,如果处理不彻底,经过自来水厂的其它生产环节混入饮用水中,然后在经过一定的潜伏期后将会大量繁殖,这样以来,一旦与人体接触,将会影响到人们的身体健康。在进行废水的净化过程中,必须要将其经历混凝沉淀和过滤能过程,这样将会有效去除贾第虫和隐袍子虫等等病原体,最后再加入些许氯化钾,必然能达到事半功倍的效果。现代社会,随着科技的迅速发展,膜技术和臭氧处理等技术广泛应用于废水的处理中,这样一来,相较于技术落后的传统废水处理方法来说,效率有了质的飞跃,而且随着技术的进一步提高,处理费用不断降低,但即使这样,为了以防万一,人们在用水特备是对饮用水来说,要尽量将其煮沸使用。
3.2处理水质的方法
现阶段,废水的处理方法各种各样,从大的方面可以划分为两种,即物理方法和化学方法。物理方法主要指的就是沉淀、过滤与吸附等。相对来说,化学方法就显得各式各样,如处理废水中的铁离子,可以用氯接触氧化过滤法、高锰酸钾氧化法和生物氧化除锰等多种化学方法。对于一些较为浑浊、成分较为复杂的废水来说,就需要综合运用物理和化学方法进行处理。特别地,用氯接触氧化过滤法处理二价铁离子使,要充分考虑温度的影响,在处理时做到氯和铁:锰的重量比例分别约为1:1.6和1:0.76,为此,在实验过程中要不断测量各种成分的含量,然后经过添加或移除等方法使其满足上述比例。
3.3工艺方法的运行要求
为了更高效的处理废水,在开始处理之前,一定要对废水的水质有着充分的了解,然后综合考虑经济效益、实用性、处理效果等多方面因素选择最为合适的处理方法,一切本着经处理后的废水,在各种成分低于各项指标的基础上,处理费用越低越好。
4结语
总而言之,自来水厂应本着节约用水的思想,将可以回收利用的废水及时回收利用,在废水的处理过程中,依照废水的水质选择出最为合适的处理方案,及时规避一些常见问题。本文是笔者在拥有一定依据上所述,希望对我国自来水厂产处理废水有所增益,不当之处,望广大读者予以指正。
参考文献:
[1]周华,陈卫,孙敏等.长江水源水厂低温低浊期排泥水直接回用试验研究[J].水处理技术,2010,3(06):93~96.
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(责编 石少菊)
家电下乡消费升级 推动变频空调市场普及
关键词:STEM;项目学习;化学实验;图像比色法
文章编号:1005C6629(2016)11C0043C05 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
1 基于项目的STEM学习概述
STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科的简称。它将四门学科内容组合成为有机整体,强调多学科的交叉融合,以培养学生在掌握知识和技能的同时,能够将其迁移应用到解决实际问题的能力和创新精神。STEM最核心的特征是跨学科性,此外还包括趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性和技术增强性等特征。
STEM有两种最基本的课程模式:相关课程模式和广域课程模式[1],前者在课程形式上依然属于分科教育,但在各学科内容编排上注重相互之间的联系;后者是通过活动项目将各学科整合为有组织的课程结构。基于项目的STEM学习是STEM和基于项目的学习(Project-based learning:PBL)模式相结合的产物,是进行跨学科整合的一种基本取向[2]。PBL利用学生自主探究的过程来获得与现实生活有关联并且能付诸应用的学习结果[3],基本要素为内容、活动、情境和结果[4,5]。因此,基于项目的STEM学习可以理解为以PBL的基本要素为框架整合STEM内容的学习模式,是利用科学、数学知识和技术手段,通过工程设计活动解决工程问题的学习过程,其基本要素如表1所示。
2 基于化学实验的STEM项目开发
2.1项目的开发过程
化学实验是科学探究活动的主要载体,基于项目的学习具有基于问题和基于探究的属性,因此将化学实验结合工程设计转化为基于项目的STEM学习是可行的。对于化学分科课程的教师来说,开发STEM项目更具操作性,开发过程如图1所示。
本文选取高中化学教科书《实验化学》(人教版)中比色法这一内容。经查阅文献发现,基于手机摄像头的图像比色法在健康诊断与环境、医药、食品检测等领域有广泛应用[6]。在分析了图像比色法中蕴含的跨学科知识和技术后,最终开发了“设计检测Co2+浓度的技术方案”这一项目。
2.2 项目的实验设计
该项目活动的技术核心为图像比色法这一融合了信息技术的实验方法,该方法较为新兴,原理与目视比色法相同,即物质显色的实质是对不同波长光的选择性吸收,显出的颜色是它所吸收光的互补色,溶液颜色的深浅取决于吸光物质浓度的高低[7]。但图像比色法以手机等拍照设备作为图像采集器,以计算机代替人眼,将颜色深浅转化为RGB分量值,从而将色溶质的浓度与RGB分量值之间建立关联,能够更精确地检测有色溶质溶液的浓度,且所需的器材便利、步骤简单,具体步骤如图2所示。
实验涵盖了化学、物理、数学知识和信息技术,结合工程设计后转化为“设计检测Co2+浓度的技术方案”的STEM项目也必然涵盖这些跨学科知识,体现了STEM的跨学科性,如表2所示。
3 活动的实施过程设计
STEM项目的实施主要是通过工程设计过程和探究学习的5E教学模型的整合来实现的,如ITEEA开发的基于设计的工程设计EbDTM项目、波士顿科学博物馆创立的工程是基础EiE项目、世界在运动AWIM项目[8]。工程设计过程包括“识别问题和制约因素”、“调查研究”、“形成概念”、“分析观点”、“建立模型”、“测试和优化”、“沟通和反思”七个步骤。其中,“识别问题和制约因素”是指明晰问题和任务,知道制约因素和标准,比如时间、资源、经费、预期任务成品的特征;“调查研究”是指了解与主题相关的信息,如已有的解决方案,以防止做重复劳动;“形成概念”是指运用头脑风暴想出多种解决方案,并识别每个方案的风险和利益;“分析观点”是指依据数学、科学和技术原理和项目的标准以及限制筛选和精细化出前一步骤的方案;“建立模型”是指学生在分析观点的基础上建立一个工作模型或原型;“测试和优化”是指测试模型是否满足要求,根据测试结果优化现有的设计;“沟通和反思”是指进行人际互动、口头、视觉、书面方式的沟通,既适应于团队工作环境,又用于对方案和产品的开发过程记录和解释[9]。
本项目的活动实施过程兼顾了工程设计和探究学习两大实践系统,结合化学实验的特性,以“问题聚焦和明确”、“思考和探究”、“解释和方案确立”、“构建和实验”、“测试和优化”、“沟通和评价”六个过程构成。“问题聚焦和明确”包含了“识别问题和制约因素”的工程内涵,且强调从社会、环境、生活等问题聚焦到化学问题,将化学问题明确为具有制约因素和评估标准的工程问题;“思考和探究”的目的与“调查研究”相一致,同时强调学生在教师的引导下进行思考和实验探究学习;“解释和方案确立”包含“形成概念”和“分析观点”的过程,同时强调对新方案原理性知识的解释;“构建和实验”是“建立模型”中的一种工作模型,是STEM项目中的化学实验主体部分;“测试和优化”与工程设计标准过程相同;“沟通和评价”融合了“沟通和反思”与科学探究中的“反思与评价”环节。
3.1 问题聚焦和明确:观看图文资料引发工程问题
[教师]演示有关工厂排放含Co2+废水、大量Co2+对生命体健康造成危害、Co2+废水处理方法的图文资料,提出问题:要确定Co2+处理达标与否需要环境检测工程师做些什么?
[学生]检测处理前后的废水中Co2+的浓度。
[教师]某厂排放的含钴污水只有Co2+有颜色,浓度范围不超过0.1M。那么,如果你是一位环境监测工程师,如何设计一个检测工业废水中重金属离子Co2+浓度的技术方案?制约因素是什么?什么样的技术方案是好的?发放可用材料的清单:LED灯泡、液晶屏、拍照手机、白色A4纸、白色纸板、7mL离心管、25mL容量瓶、10mL量筒、烧杯、分析天平、药匙、玻璃棒、蒸馏水、CoCl2・6H2O固体。
[学生]交流讨论,归纳:制约因素是含钴污水只有Co2+有颜色,浓度范围不超过0.1M。
评估标准:要求检测的相对误差不超过10%,且误差越小越好;需要自己设计和组装装置,装置要满足简易、便宜的要求;制作方案文本,并进行方案设计的汇报。
设计意图:强调STEM学习中的工程思想,创设工程问题情境,帮助学生识别工程问题;通过提问促使学生对制约因素和评估标准进行交流讨论,进一步明确任务。
3.2 思考和探究:学习比色法和比色分析的化学史
[教师]发给每组学生3种不同浓度的CoCl2溶液,提出问题:通过观察现象能够得出什么结论?
[学生]不同浓度的有色溶液,颜色深浅与溶液的浓度有关,颜色越深,浓度越高。
[教师]告诉学生3种CoCl2溶液中颜色最浅和最深的溶液的浓度,提出问题:如何知道待测溶液的大致浓度?
[学生]思考得出:大致浓度是另两种溶液浓度的平均值。
[教师]讲解比色法的原理:物质显色的实质就是对不同波长光的选择性吸收,显出的颜色是它所吸收光的互补色,CoCl2溶液显粉红色就是因为它选择性吸收青色光。溶液颜色的深浅决定于溶液吸收光的量的多少,即取决于吸光物质浓度的高低[10]。CoCl2溶液的浓度越高,对青色光的吸收就越多,透过的红色光越强,颜色就越深,在一定浓度范围内,其颜色深浅与浓度成正比。讲述目视比色法的操作步骤和误差的计算方法。提出问题:误差大小的范围是多少,如何进一步确定待测溶液浓度?引导并辅助学生进行实验探究。
[学生]进行实验活动:配制中间浓度的溶液,再次对比待测溶液的颜色,通过颜色的不断渐进,最终确定待测溶液浓度。
[教师]告诉学生待测溶液的实际浓度,组织学生交流实验结果。
[学生]交流各自测得的浓度和误差,得出目视比色法受到人眼识别颜色能力限制和半定量分析的特点。
[教师]进一步讲述比色分析发展的化学史,提出问题:目视比色法、分光光度法的特点和利弊分别是什么?
[学生]比较目视比色法、分光光度法的特点和利弊。
设计意图:进行STEM项目中科学知识的教学,通过问题串刺激学生思考和探究,发现目视比色的实验方法,引导学生基于实验证据了解比色法的原理和优缺点,进而传授比色法和比色分析发展的化学史的知识,引导学生从各方面综合考虑使用不同方法和仪器检测有色物质的利弊,为工程设计过程中方案的确立做铺垫。
3.3 解释和方案确立:学习图像的数字化,“发明”并采纳图像比色法
[教师]讲解:由于不同人识别颜色的能力不同,故刚才同学们测得待测溶液的浓度不尽相同,但计算机能够高精度地识别颜色,是通过图像的数字化处理实现的,它是指将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程[11]。对于彩色图像,量化步骤能够获得RGB三原色的分量值[12]。
提出问题:如何让计算机代替我们的眼睛读出且量化有色溶液的颜色深浅?
[学生]理解计算机识别颜色的原理:图像的数字化。结合目视比色法和图像数字化技术,“发明”图像比色法。
[教师]总结性地讲述图像比色法的原理和步骤(图2所示)。引导学生再次综合比较各浓度检测方法,确立问题解决方案。
[学生]图像比色法综合了目视比色法和分光光度法的优点,故采纳图像比色法作为项目问题的解决方案。
设计意图:继续讲解STEM项目中的跨学科知识:图像的数字化,引导学生进行方法和技术的联用,从而“发明”图像比色法;引导学生学习STEM项目中工程设计原则,结合评估标准综合对比各个方法的利弊,使得学生关注到图像比色法的应用。
3.4 构建和实验:构建图像比色法的检测装置并进行实验
[教师]确定了图像比色法作为解决方案后,就要构建图像比色法的检测装置进行实验。提出问题:根据Co2+浓度范围不超过0.1M的制约因素,如何配制一定浓度梯度的标准溶液?浓度范围应如何?
[学生]交流讨论:用容量瓶配制一定浓度的标准溶液,再通过稀释的方法配制其他浓度的标准溶液。浓度范围可以是0M到0.1M之间。
[教师]提出问题:影响图像比色法可靠性的重要条件是什么?
[学生]交流讨论:图像清晰与否、颜色是否失真、RGB分量值提取时注意图像范围的选取等。
[教师]讲述:重要条件之一是获取样品溶液颜色的真实信息,照片图像颜色能真实地体现溶液颜色。因此,在构建图像比色法检测Co2+浓度的装置时,要注意选择白光作为光源,且光源均匀稳定;所有溶液样品的前景和背景都应是白色;拍摄的像素不能过低;手机摄像头或相机摄像头应与桌面垂直,高度与样品高度一致,置于中央的样品前方至少30cm处[13]。其次,用专业的生物图像处理软件ImageJ提取RGB分量值,使用矩形选框工具,点击菜单栏中的Analyze・Histogram,即可读出矩形选框中的灰度值和RGB分量值。应采用移动矩形选框的方式读取各溶液样品中心区域的RGB分量值。
[学生]按小组合作构建装置、配制溶液、进行图像比色法的实验。
设计意图:强调STEM项目中的技术学习,讲述使用图像比色法的操作注意事项和ImageJ软件的操作要领,为学生自主构建和实验提供必要的脚手架支持。
3.5 测试和优化:测试检测方案的检测误差,采用控制变量法优化解决方案
[教师]提出问题:如何测试基于图像比色法所构建的装置能够准确地检测Co2+浓度?
[学生]交流讨论:用某已知浓度的CoCl2溶液作为待测样品,与空白样品、标准样品一起进行图像采集,进行实验确定检测误差。
[教师]提出问题:如果对检测结果不满意,如何优化解决方案?
[学生]交流讨论:采用控制变量法,可以优化的条件包括光源的选择、RGB分量值的选择、加显色剂与否等。
[教师]请根据测试结果进一步优化解决方案,最后设计出条件明确的检测Co2+浓度的技术方案,制作方案文本。
设计意图:引导学生进一步学习STEM项目中的工程设计原则,以测试结果为导向优化目前的解决方案,以呈现方案结果为导向体验工程思想解决问题的过程。
3.6 沟通和评价:展示方案设计成果,多角度评价活动表现
[教师]要求学生汇报技术方案的设计、测试和优化过程,展示技术方案文本,同时鼓励学生交流方案设计构成中所遇到的挫折,引导学生进行合作态度、计划安排、结果表达、方案制作、跨学科知识和工程设计原理掌握方面的自评和互评。
[学生]各小组汇报技术方案的设计、测试和优化过程,展示最终的技术方案,并用数据、图表展示方案的检测误差、成本大小等预期结果,最后进行自我评价,其他学生对其技术方案的设计过程、小组分工合作和计划安排、方案制作等方面提出质疑、意见或积极评价,小组成员对这些评价进行反思和沟通。
[教师]总结各小组在方案设计过程中的表现和技术方案的合理性,巩固本STEM项目中涉及的跨学科知识,强调工程设计需要识别问题和制约因素、调查研究、形成概念、分析观点、建立模型、测试和优化、沟通和反思的过程。
设计意图:促进学生的合作意识,体会STEM项目学习的跨学科性。
4 结语
“设计检测Co2+浓度的技术方案”项目基于图像比色法,涵盖了化学定量实验技能和定量思想、信息的数字化技术及Excel软件操作、函数模型的建立、工程设计思想,融合性高,思维性强,切实地指向了信息时代背景下中学生STEM素养的培养。
参考文献:
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[2][3][10] Robert M. Capraro.王雪华译.基于项目的STEM学习[M].上海:上海科技教育出版社,2015:5~7,89,49~54.
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[5]刘景福.基于项目的学习模式(PBL)研究[D].南昌:江西师范大学硕士学位论文,2002:15~26.
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[9]王玲玲.基于STEM的小学科学课程设计研究[D].上海:华东师范大学硕士学位论文,2015:40~59.
一、为培养高中学生的环保意识,化学教师要制定好环境保护教育教学目标
在教学中有意识的渗透环境保护教育,让学生在学习中建立起爱护环境、保护环境的观念。
(1)让学生了解化学对社会发展的作用,从化学的视角去认识传统的化学工业给环境带来的污染和危害,并威胁着人类的生存。理解绿色化学的重要性,学会充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料,生产出有利于环境保护的产品,会运用化学原理消除污染。
(2)充分利用教材、网络和社区资源,参加社会实践,开展研究性学习活动,让学生亲身感受环境污染带来的危害,认识环境保护的重要性和紧迫感。
(3)让学生树立“环境保护、人人有责”的环保意识,在日常生活中养成良好的环境行为习惯,培养学生珍惜生命、爱护环境、关爱他人的人生价值观,增强学生对自然和社会的责任感。
二、在课外活动中进行环保教育
课堂教学固然是进行环保教育的重要一环。但课外活动形式多种多样,丰富多彩,所以还应在课外活动中进行环保教育。可以组织学生通过参观考察和社会调查(如参观造纸厂、水泥厂、化工厂,调查周边的水环境等),使学生了解周围环境污染原因及对策,在进行环境保护教育的同时,也增强和提高了学生的社会实践能力和分析、解决实际问题的能力。还可出专栏,办展览和小报,聘请环保部门的专家来校作讲座等多种形式、多种途径扩大环保教育的影响,增强学生的环保意识。通过以上活动,使学生进一步了解环境与发展的关系,认识到环境保护是我国的一项基本国策,进一步了解国家和地方的环保法规和政策,认识到破坏环境是一种不道德行为,是一种违法行为。
三、化学是一门以实验为基础的科学
化学实验教学不仅要培养学生的操作能力,也要重视对学生的环保教育。有些化学实验会产生有害气体、有害废水等有害物质,对教室、实验室等造成污染,甚至影响到师生健康。因此,教师在教学时对每一个会对环境造成污染的实验,都要强调注意事项,讲解如何避免污染,让学生认识到每一个与环境有关的实验,都是一个很好的教材。环境保护无小事,环境保护从身边做起。
(1)做硫在氧气中燃烧的实验,要预先在集气瓶中装少量水或稀的氢氧化钠溶液,目的是吸收产生的二氧化硫,硫粉的用量要尽量的少,只要不影响到实验现象即可,若实验后还有硫没有燃烧完,要及时熄灭,不能让其持续燃烧,防止二氧化硫逸散到教室中造成污染。
(2)做一氧化碳还氧化铜的实验,为防止一氧化碳对空气的污染,尾气不能直接排放,要用气球收集或直接点燃,并引导学生讨论是否还有更科学的处理方法?(用导管把尾气引到氧化铜下方点燃,既可防止污染,又可节约能源)
(3)在做酸、碱与指示剂作用、酸、碱、盐之间的反应时,把其中的许多反应改成微型实验,改在点滴版上做,不仅节约了药品,同时也减少了废液的产生。对实验后的废液,要求统一倒在指定的地方,集中处理后再排放。
四、开展社区环保调研学习活动,培养学生参与意识
教师在教学中应充分运用社区资源,有效地开展与爱护环境、保护环境有关的社会实践活动,培养学生环保参与意识,争当环保小卫士。
(1)对学生进行环保教育要注意从学生熟悉的身边现象入手,积极开展与环境有关的社区调查活动,引导他们发现环境问题、展开探究、获取解决环境问题的知识和经验。让学生密切联系现实和社会生活,促进学生与生活的联系,增强学生对自然、社会的责任感。如:组织学生参观本地企业如造纸厂、合成氨厂的生产和废水处理性况;组织学生调查本地水域中水葫芦狂长的?羁觯蛔橹?学生调查当的环境污染情况,提出治理的初步意见;组织学生调查常见食品添加剂种类,讨论食品添加剂的作用和可能产生的不良影响。通过以上活动,可以提高了学生的环保意识,增强学生用所学化学知识解决环境污染的能力。
党的十报告,从建设社会主义文化强国出发,提出“必须更加自觉地把全面协调可持续发展作为深入贯彻落实科学发展观的基本要求,全面落实政治建设、经济建设、文化建设、社会建设、生态文明建设五位一体的总布局”,并将生态文明建设纳入国家发展的总体布局。人是社会文明的创造者,只有加强生态文明意识教育,使公民具有环保意识,才能将环保建设和经济建设有机结合,进而更好地进行社会文明建设。
二、为何通过高中地理培养学生环保意识
(一)地理学科可提供大量环境知识。地理,是研究地球表面地理环境中的各种自然现象、人文现象及其之间关系的学科,可分为自然地理和人文地理两个方面。因此,地理中包含很多环境知识。在联合国教科文组织要求的中学环境教育大纲中,超过一半标题与地理知识相关,例如:人口、资源、环境等,它们都直接或间接涉入地理知识当中。所以在高中地理教育过程中,我们要正确培养学生的人口观、资源观与环境观,并树立学生的环境保护意识。
(二)地理教育与环境保护密不可分。通过地理课堂的教育内容,学生可以很快了解到我国不同地区的不同环境问题,并且可以认识到整个地球及全人类现在所面临的环境问题。例如,通过对黄土高原的学习,学生可以很快了解到黄土高原的水土流失问题,让他们逐渐认识到毁林开荒对环境带来的危害;通过大气层及南北极的学习,使学生了解到全球变暖对地球的影响,并使他们认识到化石燃料的燃烧对地球的巨大影响。
(三)正确的高中地理教育可使学生形成环保意识。在地理教学过程中,教师应该不断向学生阐述人与环境、人与自然的关系,并通过各种案例使学生深切认识到人类离不开自然环境,使他们发自内心地形成环保意识,并树立科学的世界观和价值观,积极投入环保行动之中。例如,教师可通过雾霾现象告诫学生节约能源,减少废气排放。
三、挖掘地理教材,培养环保意识
在高中地理教学过程中,教师可以地理教材为依据,综合各种实际问题,深度挖掘教材中的环境教育知识,可以从如下三方面入手。
(一)智能教育方面。在高中地理教材中,有大量篇幅讲解社会、经济和生态可持续发展及资源的可持续利用。在这些篇幅讲解的过程中,教师应该全面为学生阐述不同环境问题的出现的原因、现状及解决方案等,使学生在心中形成一种了解问题的全面思维,并培养学生善于解决问题的能力,通过多种问题的总结,全面揭示人与环境互动过程中的经验与教学,并逐步引导学生形成环保意识。
(二)道德教育方面。高中地理教材中讲述过能源问题,我们知道人类正在使用的大部分资源是不可再生资源,并同时认识到环境的自净能力是有限的,对自然资源的掠夺性开采和自然环境的任意破坏都会直接或间接的影响我们的子孙后代,甚至会危害整个人类社会,破坏整个地球。因此,在高中地理教学中,教师可以采用道德教育的方法,明确学生责任和义务,使学生树立一种“保护环境者光荣,破坏环境者可耻”的道德荣辱观,通过正确的荣辱观约束学生保护环境,逐渐培养学生环保意识。
(三)行为教育方面。教师可通过高中地理教学,将学生培养成为自然的优秀管理者。教师在教学过程中,应该要求学生从小事做起,节约人类共同的资源,收集废弃电池等具有污染性的垃圾进行统一处理,爱护身边的花草树木,爱护自身的生活环境,以身作则,积极主动地投入环保的宣传和实践活动中,通过对学生自身行为的控制,培养学生环保意识。
四、改进教学方法,培养环保意识
(一)重视开放性教学,培养学生环保意识。所谓开放性教学,就是指利用一些不局限于课本的开放性教学材料对学生进行环境保护的教育。在这一过程中,学生是学习主体,在教师德指导下,学生要通过对相关资料的搜集和阅读,亲自调查并研究所面临的问题,并得出相应答案。这一过程中,学生所得的结论各有不同,教师应该根据科学原理,引导学生,并共同讨论不同结论的合理性。目前,我们面对的环境问题多种多样,每一个环境问题的解决方法也并不唯一,这时允许学生结论的差异化,只要结论合理即可。这种开放性教学可以使学生真正参与其中,并设身处地地思考问题,可很好地培养学生的环保意识。
(二)设计争议性话题,并通过讨论提高学生环保意识。每个事物都有其多面性,它们对人类的发展可能有益,也可能具有潜在危害。同样,环境问题往往存在多面性,它的作用受到多种环境的影响与制约,因此同一个环境问题在不同地区、不同时期可以表现出不同存在形式,不同阶层的人对其也会有不同看法。所以,在教学过程中,教师可通过设置争议性话题的方式,让学生进行讨论、研究,使他们通过内部矛盾的冲突,深入理解环境问题,由此提高学生自身环保意识。
(三)充分利用实践活动,强化学生环保意识。环境意识的形成,既离不开教师的理论教导,更离不开学生自身的实践活动,因此在培养学生的环保意识过程中,要充分利用实践活动,并注意如下几点。
1.将地理知识与周围环境紧密关联。例如,在学习了“地球的大气层”一课后,教师可以要求学生根据自身生活经验分析影响当地环境问题的原因都有哪些,不同原因都会导致怎样的自然环境变化,会对人类生活造成怎样的影响。通过这种方式,使学生了解到人类应尽量认清自然规律,按客观规律做事,趋利避害,实现人类社会的可持续发展。
2.结合参观访问,深化学生感触。例如,在学习完工业的“三废”之后,教师可组织学生到工业区进行考察,参观不同企业的废气、废水处理设备,了解不同企业的废物处理方法,在参观中学习相应环保技能知识,提高环保意识。
3.结合政府相关政策,激发学生环保动机,如退耕还林、工厂远迁等相应政策。总之,通过正确的高中地理教学,可以培养出具环保意识的优秀高中生,因此,教师应该用长远的眼光和多种不同教学手段,培养学生成为具有全面环保意识的高素质人才。
作者:丁成功 单位:青龙满族自治县木头凳高级中学
参考文献:
[1]唐以剑.化学地理与环境保护———化学地理发展的一些动向[J].环境与可持续发展,1978(3).