环境与化学论文【如何为化学专业学生上好环境化学课】

环境与化学论文【如何为化学专业学生上好环境化学课】 摘要 针对化学专业学生的学科知识结构的特点,对环境化学课程的教学方法进行了探讨,使学生既能掌握环境化学的基本理论,又具有运用所学知识解决环境问题的能力。 关键词环境化学 化学专业 化学知识 环境问题 化学专业的学生在知识结构上一般具备两大特点:(1)具有比较扎实的化学理论和实验基础,(2)环境保护的意识相对较差。本文将从这两方面入手,结合笔者近年的教学经验和体会,对环境化学课程的教学方法进行探讨。 一、充分利用其化学基础知识 化学专业的学生基础课程主要包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等,根据具体专业不同还会有油田化学、高分子化学、催化化学等,因此,化学专业的学生一般化学基础较好,而环境化学的理论基础就是化学,因此,大部分的化学专业学生在理解环境化学的反应机理等基础知识上困难较小,如果单纯的讲授污染物在环境中迁移转化的基本理论和一般规律,学生接受起来会比较枯燥。我们可以充分利用其化学基础知识,引导学生自己动手去解决生活或实验中具体的环境问题,可以使学生思路更清晰、理解更透彻,更准确地掌握化学理论和方法在处理实际环境问题时的应用。 1.利用化学知识解决生活中的环境问题 20世纪40年代之后,随着全球工业和汽车业的迅猛发展,光化学烟雾污染在世界各地不断出现,如美国洛杉矶、日本东京、大阪、英国伦敦等大城市。我国近几年汽车销售量和保有量迅速增加,北京、南宁、兰州、广州等地均发生过光化学烟雾现象。由于具有较大的危害性,光化学烟雾的预防和控制已经成为人们研究的热点问题。光化学烟雾产生的主要原因在于:汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物,在阳光的作用下发生化学反应,生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等二次污染物。因此,控制好汽车尾气排放中的碳氢化合物和氮氧化物成为解决这一难题的关键,目前比较成熟的技术就是给汽车增加三元催化装置,通过催化剂的作用促进一次污染物转变为无害的二氧化碳和水。而化学专业的学生都具备催化化学的基础,尤其是与石油炼制相关的专业,催化原理和催化剂制备技术都非常熟悉,因此,可以设置相应的课后作业,让学生改进现有的汽车三元催化装置,提高催化效果和使用寿命,其中技术路线成熟的方案可以进入实验室进行实验,如果得到较好的实验结果则可以申请专利或发表文章,还可以参加相关的创业竞赛,充分调动起学生学习知识、运用知识的积极性。 2.利用化学知识解决实验中的环境问题 化学专业的学生除了必修化学理论课之外,还会参加较多的化学实验,例如,无机化学实验、有机化学实验、物理化学实验等。这些实验往往用到很多有毒有害物质,也会产生多种污染物,适时的将环境化学的理念引入到实验当中,可以取得较好的效果。 二、重点培养其环境保护意识 当今社会环境保护的呼声越发高涨,学生们虽能感知到这种热度,但往往对环境保护的概念和行为的认识比较肤浅,不甚明了。因此,有必要重点加强其感性认知,培养其环境保护意识,具体可以从以下从三个方面入手: 1.结合热点问题引出环境化学现象 在讲解大气环境化学时,可以将近年来地球上的异常天气出现的频率、范围及影响穿插进来,如xx年飓风引发的洪水肆虐南亚,xx年初,中国南方各省市遭遇50年不遇的雪灾。众多极端气候的出现,源自于全球变暖,而温室效应则是全球变暖的主要原因,进而降解温室效应的具体原理。还可以结合xx年底哥本哈根峰会的主要议题,探讨温室效应的防治方法。在讲解污染物在水体中的迁移转化行为时,可以结合松花江硝基苯污染事件进行分析,例如硝基苯在水中的扩散稀释速度与分布,硝基苯在底泥和水体之间的分配情况,硝基苯的生物富集效应以及政府采取的活性炭吸附的原理等等。另外,还可以启发学生自己寻找相关的热点问题,找出现象背后的环境化学原理。 2.介绍化学院老师在环境领域取得的成绩 由于本科生在学习过程中接触科研课题的机会较少,将实际科研课题融入到教学内容中,可以使学生了解我校该领域的研究成果,激发他们的听课兴趣,增强他们对学校的自豪感,从而取得了良好的教学效果。在教学过程中,讲到大气中污染物转化时,介绍环境学科相关老师从事的炼化企业有机废气的治理技术;讲到水中有机污染物的迁移转化时,介绍相关老师从事的高浓度有机废水的治理及回用技术、循环冷却水应用过程中的生物控制技术;在讲到受污染环境的修复时,介绍相关老师从事的石油污染土壤的生物修复技术等。另外,很多化学专业的老师,也从事与环保有关的研究,并取得很多成果,这样可以拉近化学与环境保护之间的距离,让有意向的同学可以投身环保事业。 3.参观实习 在教学实践方面,强化第二课堂的教学,安排学生到学校附近的污水提升泵站和高家台自来水厂参观,有条件时可以安排学生到市区的城市污水处理厂、垃圾填埋场等单位参观。另外,可以结合化学专业暑假进行的炼油厂生产实习,安排学生在进行正常的炼油工艺实习之外到相关的炼厂污水处理厂参观实习,这样既巩固了学生对环境化学知识及相关环境问题的理解,提高了学习兴趣,又培养了学生的环境意识。 三、结语 作为未来我国化学化工行业的主干力量,化学专业学生的环保意识和知识水平将直接关系到我国未来相关领域的环保水平。我们应针对化学专业的学生在知识结构上的特点,不断探索相应的教学方法,激发学生的学习兴趣,使学生既能掌握环境化学的基本理论,又具有运用所学知识解决环境问题的能力。 _: 1戴树桂.环境化学(第二版)M.北京:高等教育出版社,xx. 2崔世海等.环