發布時間:2024-01-10 14:54:32
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的碳中和基本概念樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
【關I詞】:風景園林;低碳風景園林營造;低碳經濟;低碳生態環境
引言
隨著經濟的快速發展,人們的生活水平也得到了極大的提高,但物質生活豐富的今天,環境污染卻越來越嚴重,所以,在這種情況下,很多環境保護者提出了“低碳”生活,強調它對于環境的重要性,就在這時,風景園林建設者也提出了把低碳與園林建設相結合,低碳風景園林建設就成為了人們大力推廣的城市建設項目。
1、低碳風景園林營造的產生背景
低碳風景園林營造這一概念,最初是針對全球氣候不斷變化導致的各方面問題,以及傳統的化石能源(如煤炭、石油等)日趨短缺的問題提出的。1750 年人類進入工業社會以來,就開始在城市中大量興建生產工業、加工制造業和交通建設等企業,這些大中型企業在運營過程中會大量使用煤炭、石油等一次性傳統化石能源,然后會產生并排出許多類似于二氧化碳等造成溫室效應的有毒氣體,這些有毒氣體會導致顯著的全球氣候變化,如近幾年一直出現的全球變暖、全球變冷等極端變化。全球的環境事件和許多極端氣候,威脅了全球人類的正常生存和發展,產生了惡劣的影響。與此同時,人們仍在不斷攫取這些資源,能源消耗不斷增長,世界對于能源供應的可持續性也引起了人們的廣泛關注。就我國而言,改革開放以來,我國就加快了進行現代化的步伐,城市化和工業化大步向前推進,一些相關的高耗能行業也得到了進一步推動,能源需求快速增長,由此導致了能源的高速攫取和高增長態勢。同時,由于小康社會的全面普及,經濟和社會不斷進步和發展,人們的生活品質逐步提升,生活質量的要求也要進一步提升,人們越發重視環境保護,對于生態文明有著強烈的渴求,在堅持可持續發展的理念前提下,提高城市中風景園林建設的生態效益逐漸被提上日程,受到重視。
2、低碳風景園林營造的主要功能特點
2.1低能耗
為保證風景園林的高效性建造,應該提倡使用低能耗產品,解決能源的高度消耗這個問題。風景園林的建造過程過于復雜,在生產、建造中和建造后的運行和拆除過程中會過多地消耗能量。為保證低能耗的目標應該采取相關措施進行建造,例如短距離選擇建筑材料,減少交通運輸過程中的碳排放,選擇低碳建筑材料,減少對鋼筋水泥的使用量,這樣可以降低總體的能源消耗。還可以使用一些再生性能源或是采用太陽能發電,選擇一些容易種植、壽命長的植物。不要過于的強調景觀效果,過度使用裝飾性材料,盡量不使用玻璃幕墻。
2.2提升能源效率
傳統的園林營造和使用通常使用大量的木材,尤其以一些古樹和大樹為最,使用一些諸如水泥、玻璃等新型建筑材料,這些對于后期的維護會產生大量的能源資源浪費,更新時一般會對舊材料進行丟棄。低碳風景園林更加倡導材料的循環利用和可持續利用,更加強調通過對原有材料的重構、創新設計進行再次利用,這些都會無形中減少碳的排放,提高了能源資源的使用效率。
2.3增強風景園林的碳匯功能,改善生態環境質量
碳匯功能是大自然自身所獨有的,能夠通過自身的調節與工作,將二氧化碳等大氣中所含的溫室氣體進行加工、吸收、分解,最后將產物匯聚到它們的根部或土壤中,以此來改善生態環境質量。碳匯是減炭的方法之一,而且是成本最低的一種方法,據測算,1 hm 2 草坪每年都會發揮很大的作用,它們每年大約都能吸收870 kg 碳當量,林木對于碳匯的作用也是功不可沒,林木每生長 1 m 3 ,就能夠吸收約 1.83 t 的二氧化碳碳當量;1 hm 2 闊葉林每年大約能吸收 360 t 碳當量;1 hm 2 針葉林每年大約吸收 930 kg 碳當量。由此可見,形成高效節能、環境友好的建設目標,更好地推進生態文明社會的建設,必須要保護生態環境、植樹造林、退耕還林、保護濕地、集約利用土地、提高城市綠化率,在某種意義上來說,這些措施實際上是在固碳減碳。因此,低碳風景園林營造提倡充分利用綠色植物的碳匯功能,有效改善城市生態環境質量。
3、低碳風景園林營造的要則
3.1減少風景園林中的碳足跡
人類活動中會釋放出一定量的溫室氣體,人們吃早餐、開車、采暖等等活動都會留下碳足跡。在進行風景園林的建造過程中,總設計師要對于“碳足跡”這個概念有一定的了解,要充分理解風景園林營建過程中的碳足跡,這有助于園林設計師認真思考低碳風景園林的設計和營造。每一個建造項目都應該進行碳排放的估計,嚴格進行限制。在建筑的施工前、中、后都應測量碳足跡,保證建筑符合要求也滿足低碳生產的要求,確保該項目對生態環境產生積極的影響。而在初始建造時會大量地使用一些機械化設備進行操作,這些大型機械會造成碳排放量過度,因此,設計師要對此提出相應的應對措施,降低風景園林項目施工過程中的碳排放,減少工程作業對土壤和植物的危害,保護生態環境。
3.2選擇碳友好的園林材料
園林設計師影響碳排放量的最直接方法就是選擇碳友好的材料,其衡量標準是著重考慮材料的碳成本,園林材料的地方性也應作為碳友好材料的選擇條件之一。
3.3保證園林的使用期限
風景園林的使用期限一般是 20~30 年,但是在高速化的城市建造下,風景園林的使用壽命更是大幅度縮減。為了保證園林的使用期限,在進行建造時要盡可能地考慮多方面的因素進行建造,保證園林的美觀性以及實用性,保證后期不被過多地修改和移除。風景園林的設計風格最好是采取經典式,不會過時的美,減少后期的碳排放量。
結語
隨著資源的不斷使用消耗,可利用資源的不斷減少,以低碳為主旨的建筑設計理念將成為社會生態建造的必然選擇。本文通過對低碳風景園林營造特點的分析和對其建造要則的探討,指出在現代風景園林建造過程中低碳理念的重要性。希望在建筑行業盡快形成低耗、節能、低污染的新局面,營造良好的生態新風尚,建造資源可持續性發展利用的社會。
【參考文獻】:
所謂有序思維,是指思考和解決問題時按照一定的程式,包括特定的順序、線索、條理、步驟和規律來展開的一種思維方法。它以過程的有序性為特點,跟邏輯思維既有聯系又有區別:邏輯思維是借助于概念、判斷、推理反映現實的一種思維方式,有其特殊的序――即邏輯或規律;有序思維不一定是邏輯思維,它通常是相對于無序思維而言訴,其對立面是無序的思維。
1高中化學教學中實施有序思維教學的意義
培養學生的思維能力是高中化學教學的重要任務之一。合理的、科學的、優化的思維程序能夠加速解決問題的思維進度,提高思維活動的實際效益;有利于優化學生的思維品質,快速發展學生的思維能力。無序思維不利于問題的解決,效率很低,更不利于邏輯思維能力的養成。
2有序思維在高中化學教學中的運用
化學中的有序思維首先表現為化學的學科思維,如物質分類思維;結構決定性質,性質決定用途的思想;由特殊到一般再到特殊的思維;對稱思維;守恒思想等等。運用這些思想可以解決很多化學問題。從具體的認知操作角度看,有序思維教學主要從以下幾方面開展:
2.1分析有序性
例1:現有Fe、Cu組成的合金,其中Fe、Cu的總物質的量為a mol, Cu的物質的量分數為x;研成粉末后,全部投入含有b mol HNO3稀溶液中,微熱使其充分反應,且硝酸的還原產物只有NO,用微粒的符號填寫下列空白:溶液中金屬陽離子和殘留固體成分的可能組合有:
分析:我們可以根據還原性順序Fe>Cu>Fe2+>Fe3+,再按硝酸的用量從少到多的順序,按照這樣的合理的分析思考順序,得出以下結論:
2.2推理有序性
同分異構體知識是有機化學中的基礎知識之一,它的綜合性強,既是高考的熱點,同時也是困擾學生學習的難點。學生在書寫同分異構體的過程中,常常不是多寫就是少寫。所以,掌握同分異構體的書寫規律是非常必要的,有序思維方法特別適用于書寫同分異構體。書寫同分異構體的一般順序是:(1)官能團的類別異構:是指由于官能團的不同而引起的同分異構現象;(2)碳鏈異構:是指由于碳原子的排列順序不同而引起的同分異構現象;(3)官能團在碳鏈上的位置異構:是指由于官能團取代的位置不同而引起的同分異構現象。按照這樣的思維順序思考,同時考慮碳鏈的對稱性和等效性,就能很好的解決同分異構體的書寫問題。
例2:寫出化學式為C5H10O的有機物的可能結構簡式。
最后將各有機物按碳四價原理補足氫原子即可。
2.3計算有序性
化學計算過程,實質上是對化學問題的數學處理過程,即對物質的組成、結構、性質和變化規律中的量進行處理和確定的過程。它以基本概念、基本理論、元素化合物知識及溶液組成知識為基礎,以物質的量為中心,以化學式、化學方程式、有關化學量及其運算方程作為確定有關量的特殊工具,理解和運用化學概念、化學原理,進行分析、綜合、對比、判斷、推理的思維過程。化學計算題一直被學生認為是難題,甚至有學生放棄計算題。對于有些計算題,如果能有序地思考,能使分析的結果清晰、明了、簡捷,使解題的思路順暢;能從題給信息的各個方面入手,考慮到各種可能情況,使解答完整準確。
例3:鎂條在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂。將燃燒后的產物溶解在60mL濃度為2.0mol?L-1的鹽酸中,再用20mL 0.5mol?L-1 NaOH溶液中和多余的鹽酸,然后在此溶液中加過量的堿,把氨全部蒸出來,用稀HCl吸收,稀HCl增重0.17g,求鎂帶的質量。
分析:從題中敘述可看出至少涉及十個反應,條件多,反應關系多,但是如果用路線圖的方式可以簡單的描述如下:
然后根據最終溶液只是NH4Cl、NaCl、MgCl2溶液,再利用離子的電荷守恒求解如下:
2×n(Mg2+)+n(NH4+)+n(Na+)=n(Cl-)
[2×n(Mg2+)+ +0.5×20×10-3]mol=2×60×10-3mol
n(Mg2+)=0.05mol
3高中化學培養有序思維的途徑和方法
3.1加強基礎知識教學是營造有序思維的前提
知識是思維的前提,在高中化學教學中,要以理論為指導,以反應規律為線索,加強推理教學,增強化學知識的條理性、規律性。同時,教師要注意滲透有關的學科思想,注意引導學生進行歸納總結,督促學生復習和理解重點知識,記憶有關結論,強化鞏固所學的知識,并按類型精選有關習題進行有目的訓練,使所學的知識由“無序”到“有序”,由“知”到“通”,由“知”到“用”,由“會(用)”到“活(用)”,做到觸類旁通。
3.2精心設計問題,激發思維有序性
思源于疑,沒有問題就無以思維。思維總是從解決問題開始的。因此在化學教學中,教師要通過提出有針對性的問題,創設新異的教學情境,給學生創造思維的良好環境,讓學生經過思考、分析、比較來加深對知識的理解。設置問題時要抓住教材的重點、難點和關鍵,問題的內容應潛伏著教材內容的內在聯系和符合知識積累的邏輯順序,一環扣一環,由淺入深,由簡單到復雜,叩開學生思維的大門,使學生感到新穎,造成連續的、有序思索,形成持久的內驅力,引起學生思想上的共鳴,活躍課堂氣氛,有效地調動每個學生的思維積極性,這樣可收到預想不到的效果。
3.3通過適當練習,加強有序思維能力
學生學習了思維方法并不等于真正掌握了思維方法。要能夠靈活運用,還必須經過適量的練習。在有計劃、分層次的練習中反復運用已學過的思維方法,強化它們在頭腦中印象,學生的思維能力就能逐步得到提高。在課堂練習中,學生可以得到及時的反饋和指導,而且學生之間你一言我一語的補充回答能有效地激發思維,從而給學生留下較為深刻的印象。
通過多年的教學實踐,我認識到在教學過程中不僅要注重教學內容的傳授,更要注重學生思維能力的訓練,有序思維是一種重要的思維方法,有利于學生思維能力的形成和發展。學生養成有序思維習慣后,掌握知識將更系統,表達更有條理;分析和推理能力、直覺思維能力等都會增強,獨立思考能力和自主學習能力也會得到提升。
參考文獻:
[1]陳志遠.有序思維規律與高三化學教學[J].化學教學,2007(11):25-26.
[2]陳建榮.有序思維與解答化學開放性試題[J].中學理科,2004(12):11-12.
1設計思想分析
本案例以改變學生的學習方式為出發點,在建構主義教學觀、奧蘇貝爾的意義學習理論和主體教育觀的指導下,以實驗和網絡為交互平臺,創設真實的情景,把“”的知識“包裝”起來,激發學生的求知欲望,引導學生自主、合作、探究學習,落實三維目標。在預設中,突出變廢為寶、組裝微型實驗儀器,把“觀察與思考”轉化為“活動與探究”,并設計開放性的思考題,引領學生進入一個充滿活力的生成式課堂。
2 教材分析
新課程,新標準。《課程標準》和浙江省《學科教學指導意見》對本節課提出了三維目標,即了解硝酸的性質,形成氮及其化合物相互轉化的知識網絡;知道硝酸對社會生產的積極作用和對環境的影響;通過對硝酸性質的實驗探究,讓學生體驗實驗探究的過程和樂趣。體現了知識與技能是載體,過程與方法是核心,情感態度和價值觀是結果的關系。
初中《科學》中明確指出,硝酸是一種強酸,且從物質分類的角度介紹了酸的通性。本節課主要通過實驗探究的方式,從氧化還原反應和物質的特性角度去認識和理解硝酸的強氧化性、不穩定性,進而以工業制硝酸為背景,引出不同價態的氮元素之間的轉化,這樣做是對初中內容的深化和完善。不僅能鞏固《化學1》中離子反應、氧化還原反應、物質的量等概念,也為《化學2》形成元素概念和元素周期律提供感性材料。體現了新教材對知識的“螺旋上升”的編排特色。
3學情分析
在學習本節課前,學生已經認識到硝酸是一種強酸,具有酸的通性,知道從物質的屬性、氧化還原反應和物質特性三大角度走進物質,能用已學的基本概念分析、解決問題,已基本具備用實驗的方法進行自主、合作、探究學習的能力。
在學習過程中,學生可能遇到的問題和困難有:(1)認為活潑金屬與硝酸反應,還原產物為氫氣;(2)對銅和稀硝酸反應起時觀察到的紅棕色氣體,誤以為還原產物是二氧化氮等。學生遇到問題時,可能會自主思考,或合作探究;可以查詢資料、進行理論推導或實驗探究;也可進行類比學習、對比學習、歸納學習等。
4教學目標
4.1知識與技能
(1)了解硝酸的物理性質和用途;
(2)認識硝酸的化學性質;
(3)知道硝酸的工業制法,形成氮及其化合物相互轉化的知識網絡。
4.2過程與方法
(1)通過自主、合作、探究學習硝酸的性質,讓學生經歷發現問題、提出假說、實驗驗證、解決問題的科學探究歷程。
(2)通過網絡搜索、網絡探究學習,培養學生搜集、處理信息的能力和根據提供的信息結合所學的知識分析、解決問題的能力。
(3)改進銅和濃硝酸的實驗,感悟實驗就在我們身邊與實驗改進的方向和方法。
4.3情感態度和價值觀
(1)通過硝酸化學性質的探究,感悟科學精神的核心是質疑、崇實、探索和求真, 養成主動參與、積極探究、勇于創新、勤于動手的態度。
(2)通過硝酸的用途、工業制法和學以致用,關注化學的運用和科技的發展,樹立責任感和使命感。
5教學重難點
重點:硝酸的化學性質。
難點:用探究的方式,認識硝酸的強氧化性和不穩定性。
6 教學策略與手段
本課采用自主、合作、探究式學習模式。應用了對教學資源的先行組織者策略、對硝酸氧化性的小組合作探究性學習策略、對學習過程和結論的多元評價策略等。采用多媒體技術的教學手段進行信息情景設計、網上搜尋和播放實驗錄像;采用組裝微型實驗裝置進行實驗教學。
7課前準備
(1)學生復習酸的通性和離子反應、氧化還原反應、物質的量等基本概念以及濃硫酸的性質。
(2)教師深入了解教情、學情,有的放矢地做好多維的、彈性的預設。
(3)教學場所是有多媒體的電腦教室。
(4)教學用具的設計和準備如下:
[隨堂實驗]:2支內放有銅絲的一次性針筒、10 mol?L-1的濃硝酸和1.0 mol?L-1的稀硝酸(分別放在從醫院回收附有膠塞密封的小藥瓶,如青霉素瓶)、裝有氫氧化鈉溶液的小燒杯,2個膠塞。
[演示實驗]:1瓶濃硝酸、1瓶濃鹽酸、1瓶紫色石蕊試液、1瓶久置的硝酸、1支試管。
8教學過程
8.1情景導入,從生活走進化學
[學生] 以“硝酸的用途”為關鍵詞,網絡搜索。
互相交流結果,了解硝酸的用途。
[教師導課] 硝酸與我們的生活、生產息息相關,讓我們探究硝酸的性質。
設計意圖:網絡資源是信息容量很大,信息速度也很快,它包容了生活、生產和新科技的所有信息。網絡把學生的生活時空大大地拓展,從更廣闊的生活時空走進化學,激發學生的求知欲。
8.2自主學習,激活元認知
[自主活動一] 實驗桌上有一瓶濃硝酸。請通過觀察、查閱資料(主要是網絡和課本)或簡單實驗找出硝酸的物理性質。(過程和結果略)
[自主活動二] 請同學們回憶、整理已學過的硝酸的化學性質,并用一種代表物寫出離子方程式。
[已有知識]
(1)使指示劑變色:硝酸能使紫色石蕊試液變紅。
(2)與活潑金屬反應放出氫氣。
(3)與堿發生中和反應:H++OH-=H2O
(4)與堿性氧化物反應:2H++CuO=Cu2++H2O
(5)與某些鹽反應:2H++CO32-=H2O+CO2
[板書]一、物理性質:無色、揮發性的液體
二、化學性質: 1. 酸的通性
設計意圖:基于學生已有的知識水平、能力發展水平和潛能,確信他們完全能勝任這部分內容的學習,故把學習的主動權還給學生,培養學生自主學習的能力和習慣。
8.3合作探究,構建新知識
[教師演示] 往盛有濃硝酸的試管中滴入紫色石蕊試液,振蕩。
[學生]觀察現象:溶液顏色先變紅后褪色。
產生困惑,形成認知沖突。
聯想推理:
學生甲: 假設1. 與次氯酸類似,濃硝酸具有強氧化性;
學生乙:假設2. 與二氧化硫類似,濃硝酸與石蕊形成不穩定的無色物質。等……
設計實驗方案,互評:
假設1方案:
學生甲:銅與硝酸反應;
學生乙:碳與硝酸反應;
學生丙:硫酸亞鐵與硝酸反應……
假設2方案:把褪色的溶液加熱,觀察是否恢復紅色。
[教師演示] 在試管口套上氣球,把褪色的溶液加熱。
[學生] 觀察現象:溶液沒變紅而是變黃。
產生困惑,再一次形成認知沖突。
[教師出示] 一瓶久置的硝酸。
[學生]觀察、比較、推測原因。
進行結果分享、互評。(教師適時作出評價)
[播放] 硝酸受熱分解的實驗錄像:
[學生] 描述現象,書寫化學方程式。
判斷:假設2失真。
困惑:硝酸真的具有強氧化性嗎?
[板書]2.不穩定性(具體略)
[教師層啟] 大家儼然是小科學家了,硝酸是否具有強氧化性呢?大家設計的共同出發點是取還原性弱的物質與硝酸反應。大家思維開放、活躍、有創意,但課堂上準備的藥品和儀器是有限的(展示隨堂實驗的藥品和儀器)。我們先制定一個可行的實驗步驟吧。
[師生合作] 步驟:(1)把內放有銅絲的一次性針筒直接插入小藥瓶的膠塞,吸取0.5 mL濃硝酸(或稀硝酸),拔出后立即將針尖插入膠塞,以防漏液。觀察并記錄現象。
(2)拿去膠塞,再往針筒里吸蒸餾水至2.5 mL(注意與前者反應劇烈程度的比較),插上膠塞,觀察并記錄現象。
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(3)把針筒倒立,拿去膠塞,往針筒里吸入適量空氣,觀察并記錄現象。
(4)最后,往針筒里吸入2.5 mL的氫氧化鈉溶液,將針尖插入膠塞。
[生生合作] 兩人一組,同時進行濃、稀硝酸的對比實驗并記錄現象。
[學生甲] 銅與稀硝酸反應,觀察到的也是紅棕色氣體,其還原產物也是NO2。
[教師] 學生甲事實求實的治學態度值得發揚。為什么學生甲的實驗現象與其他同學不一樣?
[學生] 討論,交流。
一致認為:在實驗前未把針筒的活塞壓緊,筒內尚留有空氣。
[學生甲] 那還有更好的裝置嗎?
(在此,學生可能會提出一些自己的關于裝置改進方面的見解,這又是一次課堂生成的好機會,教師可根據具體情況靈活處理,如可把它處理為課后作業)
設計意圖:化學實驗不僅對學生有很大的誘惑力,而且現象直觀、真切、說服力強。在教學中,筆者回收了醫院里的一次性針筒和帶膠塞密封的小藥瓶,變廢為寶,積極進行實驗改進,把銅和硝酸的反應“觀察與思考”改為“活動和探究”,讓學生在親身體驗中獲得了新知識。由于針筒和小藥瓶密封性能好,本實驗幾乎實現了零污染,是環保教育的好素材。
[問題解決] 硝酸是一種氧化性很強的酸,幾乎能與所有的金屬(金、鉑除外)反應,為什么可用鋁制容器或鐵制容器儲存和運輸?
[學生] 查閱課本,得出答案。歸納金屬與硝酸反應的規律:
⑴ 幾乎能與金、鉑外的所有金屬反應, 一般情況下:與濃硝酸反應的產物為NO2;與稀硝酸反應的產物為NO。
⑵ 氧化性:濃硝酸>稀硝酸。
⑶ 常溫下,濃硝酸使鐵、鋁等金屬鈍化。
[板書]2. 強氧化性
(1)與不活潑金屬的反應(略)
[學生] 網絡搜索關鍵詞:碳與濃硝酸反應
觀看網絡動畫: 碳和濃硝酸反應
[生生合作] 觀察現象,書寫化學方程式。
[板書](2)與非金屬單質的反應(略)
[學生] 書寫假設1的方案3―硫酸亞鐵與硝酸反應的化學方程式。
[板書](3)與還原性化合物的反應(略)
[學生]在教師的引導下,進行三大強酸的性質和用途的比較。
交流、匯總。
設計意圖:利用比較性組織者把新知識通過已有知識的橋梁作用,同化到原有的認知結構中,從而形成有意義的新知識。
[教師]順勢指出硝酸是一種重要的化工原料,工業上是如何制備硝酸?請思考課本中的問題解決,總結硝酸的工業制備原理,知道硝酸的工業制備流程。
[學生] 思考、討論、交流、補充。
[板書] 三、硝酸的工業制備(略)
設計意圖:用先行組織者策略整和課程資源,實踐“用教材教”,突破傳統元素化合物教學的物質中心模式,從學生已有的知識和生活經驗出發,把“”的知識置于真實的情景中“包裝”起來,激發學生的探究欲望,讓學生自主、一層層揭開“包裝”,經歷獲取真知的過程,體驗科學探究的艱辛和成功后的喜悅。真正實現學生自主、合作、探究式學習。
探究學習是一種需要較長時間的學習方式。為了突出重點,突破難點,筆者采用了實驗錄像、動畫實驗和隨堂實驗相結合的方式,提高了課堂效率。
8.4合作總結,促進學后反思
[教師啟迪] 硝酸的性質主要有哪些?我們是通過什么方法獲知的?今后,我們將如何更全面地學習物質的性質?
[生生合作] 從方法和知識上對課堂進行梳理:
(1)硝酸的物理性質:看一看、聞一聞、查一查、試一試
(2)硝酸的化學性質
1)從物質的屬性角度
2)從氧化還原反應角度
3)從物質特性角度
(3)硝酸的工業制備
1)制備原理
2)制備流程
設計意圖: 反思使人進步。探究式學習后,不失時機地引導學生學后反思,不僅能及時地落實知識點和學習方法,也能培養學生良好的學習習慣。
8.5學以致用,從化學走向生活
[學生] 閱讀資料,解釋現象,交流看法。
2005年12月14日下午1點左右,一輛運載著48 t濃硝酸的槽罐車在途經浙江省寧波市江北北環西路莊橋段時,突然發生泄漏,不斷有黃色的煙霧冒出來,空氣中彌漫著一股刺鼻的氣味,馬路旁靠近黃煙的植物已經出現腐蝕現象,葉子被熏得枯黃。而距事發地點不遠處就是村莊。接警后,市消防、公安、環保、安監等部門啟動了化學危險品緊急處置預案。50余名消防隊員迅速趕到了現場。
(1)記者看到的黃色煙霧,是煙還是霧?
(2)觀察硝酸的顏色,為什么"煙霧"是黃色的?
(3)馬路邊上的植物出現腐蝕現象,葉子被熏得枯黃。推測硝酸具有什么性質?
(4)假如你是消防隊員,將啟用什么緊急處理方案?
9板書結構設計
參考資料:
[1]盧建筠主編.《高中新課程教學策略》.2004,5.
關鍵詞:化學課堂;實效性;有效教學;實踐探索
一、問題的提出
隨著新一輪課改的不斷深入,教師的教學觀念和方式都已經發生了變化,自主學習、合作學習、探究性學習等現代教學方式已廣泛運用于中小學的課堂教學,課堂教學逐漸活了起來。然而,用心觀察仍可發現,某些所謂的“新課堂”仍明顯帶有師生劇本化的表演痕跡,不少冠以“活動式”“研究性”等新型名稱的課堂教學在本質上仍沿用了傳統的“填鴨式”教學方式。教學缺乏有效性是新一輪課改必須直面的一個問題。因此,對化學課堂教學中存在的有效性缺失問題進行診斷并提出創新策略,具有十分重要的現實意義。
二、解讀有效教學
目前,對有效教學的界定,學術界尚未形成共識。有專家認為,有效教學是教師在完成一段時間的教學之后,學生獲得了具體的進步或發展。也有專家認為,有效教學是指教師遵循教學活動的客觀規律,以盡可能少的投入取得盡可能多的教學效果,為滿足社會和個人的教育價值需要而組織實施的活動。
不管專家如何定義有效教學,有一點可以肯定,即教學的有效性總是指向兩個維度:第一,教學的質量如何;第二,教學的效率怎樣。根據專家的觀點和新課程理念,我們對有效教學的解讀是:一是以學生的進步和發展為指標;二是以教師教學方法的優化和學生學習方式的轉變為條件,促進學生有效學習;三是關注教學效率,要求教師有時間和效益的觀念;四是以教師不斷反思自己的教學行為和關注自身的發展為基礎,采取有效的教學策略。
三、化學課堂教學存在的問題
關于課堂教學有效性的問題已有許多研究。葉瀾教授認為“課堂教學缺少生命和活力”;宋秋前教授根據多年來課堂教學研究經歷,認為現代課堂教學問題主要表現為有效性缺失、創造性缺失、主體性缺失、情感性缺失四個方面。在這里,筆者通過多層面的調查和觀察,認為當前高中化學課堂教學中主要存在以下幾方面的問題。
1.課堂設計僵化
通過對化學教師備課本的檢查,發現絕大多數教師在備課時只寫上這樣幾欄:教學目標、教學重點、難點,教學過程最多加上實驗準備。這一現象反映了當前教師還是以知識為本位進行教學設計。備課時,一般教師只注意思考一節課的教學設計,忽視整個教學單元或者教學長段的整體研究和規劃。即使是一節課的教學設計,教師經常是注意思考教學內容的重點與難點,忽視對學生多方面發展和需要的研究。總而言之,教師在教學設計時往往只注意局部而忽視了整體。
2.課堂提問死板
近年來,隨著教學理論研究的不斷深入和廣大教師專業素質的提高,課堂提問的質量和效果有了顯著的改進。但是,必須看到,目前化學課堂教學提問還存在這樣或那樣的缺陷,有些問題還相當嚴重。很多教師在提問中重結論、輕過程,只追求正確答案,漠視學生的求異思維,提問模式單一,而且缺乏恰當的總結和鼓勵性的評價。
3.課堂探究濫用
在實際教學中,有些教師濫用探究教學法,誤認為一切知識都應通過探究的方式獲得。其實課堂上教師首先要使學生在相對較短的時間內掌握較多的知識,而探究式學習受計劃性差、過程較長、耗時較多的限制,有些內容并不適用。在當前的化學課堂中,熱鬧的小組合作學習隨處可見,但是合作探究顯得蒼白無力,小組成員間缺少明確的分工,只是一場讓優秀學生更優秀的游戲。
4.課堂反思缺失
這里,課堂反思包括兩方面的含義:一是對課堂教學進行時的反思,也就是對課堂調控的反思;二是對課堂教學過去時的反思,也就是對課堂教學效果的反思,又稱反思性教學。第一方面的缺失表現在教師對教學進行狀態感覺不靈敏,感受和感知反應遲鈍。第二方面的缺失表現在教師不能及時地通過觀察、回顧、診斷等方式,批判地考察自我的主體行為表現及其行為依據,或給予肯定、支持與強化,或給予否定、思索與修正,將“教學”與“學習”結合起來,努力提升教學效率。
四、優化化學課堂有效性的實踐策略
1.優化教學環節,構建互動課堂
新課程的課堂是教師、學生、教材和環境交互作用而形成的一個“生態系統”。提高課堂教學的時效,要注重教與學的時間分配,教學時間的利用率盡可能向著“規定教學時間有效教學時間主動教學時間成功教學時間”的方面轉化。
因此,面對新課程教學時間的有限性,提高化學課堂的有效性既要精心設計教學過程,又要體現學生的主體性,使學生真正成為學習的主人,使教學設計能夠真正成為有效、成功的教學。
(1)精心設計教學,減少低效環節
課堂中的幾個大步驟又分幾個環節,哪些環節比較重要,哪些環節屬低效、無效環節,在教學設計時,要做到心中有數,靈活增刪,精心設計。
案例1:“甲烷”引課教學片段。
學生活動:表述碳原子和氫原子的結構特點。
探究:已知甲烷僅由碳、氫兩種元素組成,其中碳的質量分數為75%,氫的質量分數為25%,請同學們計算甲烷的化學式?(教師給出2分鐘的自主研究時間,其實學生在初中就學過甲烷的分子式)。
學生活動:異口同聲地回答甲烷的化學式為CH4。
教師活動:甲烷結構、性質……
這樣的教學設計中,教師仍然假設學生沒有學過甲烷,“虛擬”由探究活動導入,經教師這么一“引”,學生有可能不是“進入”學習的情境,而是“淡出”了學習的體驗,教學環節設計是沒有意義和價值的,也不會激起學生的興趣。實際上,造成這種問題的原因是教師對整個教學體系的不熟悉。精心創設教學情境,應建立在對整套教材和教學目標十分熟悉的前提下,做到詳略得當。這種情況下,我們不妨換用一種比較直接的方式。
教師活動:大家在初中就學過甲烷的分子式,還記得嗎?
學生活動:異口同聲地回答甲烷的化學式為CH4。
教師活動:很好。那么甲烷分子中的原子在空間是如何分布的呢?
學生活動:猜測可能有兩種結構──平面正方形結構和正四面體結構。
教師活動:究竟甲烷的空間結構是怎樣的呢?(實物展示:甲烷分子的球棍模型和比例模型。)
由結構過渡到對甲烷性質的學習中。
經過這樣的設計,課堂教學很快進入學習的重點,不但有效完成了教學目標,師生的互動也比較好,也為接下來的學習打好了基礎,并贏得了更多的有效時間。
(2)突出生本意識,激活學生思維
在有限的課時內,模塊知識容量大,各模塊間既有相對獨立性,又有一定聯結點。要體現學生主體性,使學生真正成教學的主人,必須把教學過程本身建構成學生主體性的開發、培養、提高的過程,而且要以教學目標為依據選擇合適的素材,講究一定的探究方法,讓學生去自我發現,在問題解決中自主構建知識,這樣才能調動學生的知識儲備和智慧潛能,激活學生的思維。
案例2:氯水成分的探究學習。
教師演示:氯氣溶于水得新制氯水,然后將新制氯水、氯氣和蒸餾水放在一起進行對比。
教師設問:進行對比,有何差異?
教師設疑:氯氣溶于水時有沒有與水發生化學反應?如何用實驗證明?
學生探究:實驗1,用玻璃棒蘸取新制氯水,滴在pH試紙上,觀察現象。現象為試紙先變紅,然后慢慢褪色。
教師設疑:試紙變紅說明氯水呈酸性,證明氯氣與水發生了化學反應,那么生成什么?
學生回答:鹽酸。
教師追問:如何證明?請設計實驗并驗證。
學生回答:檢驗Cl-,加入硝酸銀溶液和稀硝酸。
學生探究:實驗2,在潔凈的試管中加入2mL新制氯水,再向試管中加入幾滴硝酸銀溶液和幾滴稀硝酸,觀察現象。現象為產生白色沉淀,再加稀硝酸沉淀不溶解。結論是有Cl-生成。
教師設疑:實驗1中試紙褪色,那么新制氯水能不能使其它有色物質褪色呢?
學生探究:實驗3,在潔凈的試管中加入2mL新制氯水,再向試管中加入兩滴品紅溶液,觀察現象。現象為品紅溶液由紅色褪至無色。結論是氯水具有漂白性。
教師追問:實驗3進一步證明氯水具有漂白性。那么,什么物質有漂白性?鹽酸嗎?
學生探究:實驗4,用玻璃棒蘸取稀鹽酸,滴在pH試紙上,觀察現象。現象為試紙變紅不褪色。結論是呈酸性,不具有漂白性。
學生探究:實驗5,在潔凈的試管中加入2mL稀鹽酸,再向試管中加入兩滴品紅溶液,觀察現象。現象為品紅溶液不褪色。結論是進一步證明鹽酸不具有漂白性。
學生探究:實驗6,將干燥的氯氣依次通過放有干燥紅紙條和濕潤紅紙條的集氣瓶,觀察現象。現象為干燥的紅紙條不褪色,濕潤的紅紙條褪色。結論是干燥的氯氣沒有漂白性,氯水具有漂白性。
師生總結:通過對氯水成分的探究,可知氯水的成分有Cl2、H2O、HCl、HClO。新制氯水具有多重性質,即強氧化性(含氧化劑Cl2、HClO)、酸性(HCl的強酸性、HClO的弱酸性)、漂白性(含HClO)與不穩定性(HClO見光分解),與AgNO3發生反應(含Cl-)
在教學中,通過創設問題情境,讓學生通過對問題的體驗和探究,去體驗和感受知識的發生和發展過程,能讓他們內化與問題有關的知識,同時還能培養他們的思維。通過學生動手實驗,培養他們學習化學的興趣,使學生由被動學習轉為自主學習,既減輕了學生的學習負擔,又提高了課堂教學效率。這樣,既較扎實地獲取了有關氯水的知識,又訓練了以實驗為手段的探究化學知識的過程和方法。學生在自我發現、自主探究的學習中,激發了學習動機和興趣,有利于學生在緊張而又愉快的氛圍中獲取新知,發展智力。
2.突出主干知識,優化教學時間
(1)精講重難點和關鍵點。舊的課堂教學,由于教師講得過多、過細,擠掉了學生大量的寶貴時間,學生訓練時間得不到保證,結果收效甚微。因此,在有限的課堂時間中,教師要根據課程目標和學生生活經驗,對教材內容進行恰當地取舍或調整,抓住教材的重點、教學的難點、問題的關節點和學生易錯易混知識點。講清知識的含義、結構、層次,講清知識運用的方法步驟,強調對知識的掌握程度和要求,這樣就能很好地提高課堂的有效性。
案例3:有關“氣體摩爾體積”概念的學習
教師活動:讓學生直接觀察1mol不同狀態物質的體積,然后引導學生討論。
討論交流1:決定物質體積大小的因素有哪些?
討論交流2:在物質的量一定的前提下,哪些因素影響氣體體積的大小?如何影響?
學生活動:概括出“氣體摩爾體積”的概念。
教師講述:重點闡明這個概念的四個要素,即條件、物質的量、物質狀態和體積。
教師活動:引導學生關注在“標準狀況”這一特定條件下的氣體摩爾體積。
這樣教學思路清晰、層次鮮明、詳略得當,重點突出、步步深入,使學生快速掌握了重要的概念和理論,教學效果遠比平鋪直敘要好。
(2)選擇核心內容探究。課堂的探究性學習,目的在于通過親歷探究活動,讓學生既學到科學知識,又培養探究能力,同時加深對探究的理解。但考慮到時間的限制,不可能也沒有必要將所有的內容都設計成探究性的。但是核心內容、重要環節等設計成探究活動,使學生對這些知識有一個理解、消化和吸收的過程,對學生學習化學知識起到事半功倍的作用。
案例4:酸堿中和滴定實驗教學
教師活動:
①提早布置作業,用0.1mol/L NaOH中和20.00mL 0.1mol/L
HCl時,加入不同體積的NaOH溶液的pH值。
■
②課堂上按計算結果描點。
③設計系列問題啟發。
思考一:在滴加到19.98~20.02mL的過程中pH變化了多少?
思考二:求NaOH滴到19.98mL時鹽酸被中和的百分數。
思考三:由此判斷滴定終點是否需要pH=7?
思考四:滴定終點在多大的pH范圍內,實驗誤差其實是很小的?
學生活動:在計算作圖描點問題思考討論體會突躍的原因,從中和滴定過程的pH變化與所加NaOH體積的變化規律中感受到,只要選擇在突躍范圍內的指示劑,都不會產生大的誤差,為實驗化學中強堿滴弱酸的指示劑選擇打好認知基礎。
整個過程中把想的時間交給學生,這比教師費力地講解效果好得多。最值得探究的內容,應該是對學科來說具有核心和基礎地位的概念和規律性知識,因為學生真正理解了這樣的知識,就等于掌握了學科知識的主干,形成了擴充和擴展自己的知識結構和能力。
(3)建構知識網絡體系。學習化學,要記憶的內容很多,不可能見什么記什么,見多少記多少,可以對基本知識建構知識體系,形成知識網絡,有利于學生理清思路、整理知識,也是提高課堂教學有效性的有效途徑。
案例5:硫和含硫化合物的相互轉化的教學片段。
教師引導:硫元素的主要化合價有哪些?列舉一些含硫元素的物質,并按硫元素的化合價進行分類。
學生活動:學生完成教材93頁交流與討論1。
師生總結:主要化合價有:-2、0、+4、+6。
-2 0 +4 +6
S S S S
H2S S SO2 SO3
H2SO3 H2SO4
Na2S Na2SO3 Na2SO4
HgS CuSO4
教師提問:人類對硫元素的利用,從本質上看,就是實現硫與含硫化合物的相互轉化,如何實現它們之間的轉化呢?
學生答案:學生逐一回憶:元素處在最高價(+6)只有氧化性,處在最低價(-2)只具有還原性;中間價(0、+4)既態既具有氧化性、又具有還原性。
(學生思考、討論,提出各種制備路線,教師小結)
■
教師引導:寫出每步轉化的反應方程式。
學生活動:……
通過歸納、概括等方法,將內容廣泛、題材新穎,類別多、名稱多、反應多的化學教材內容體系化、網絡化,大大簡化了教學內容,減輕了學生的記憶負擔,既能達到教學的效果,又能節省教學時間。
3.優化問題設計,提高課堂效率
(1)內容情境化。將課程目標要求的、學生需要并能夠掌握的知識內容蘊含在一定學習情境中,可以使學生在學習情境中,通過探究活動完成知識的意義建構和自我發展。
案例6:有關“氯氣的性質的應用”教學片段
背景材料:某自來水廠一車間內發生氯氣泄漏,而自來水廠附近就是一所中學和居民區,將氯氣的性質應用在自救或救人的場景中。
情境設置1:當氯氣泄漏時,空氣中彌漫著刺鼻的味道,呼吸感到困難,人群躁動起來,居民非常恐慌。假如你在現場該如何自救?
教師追問:往上風向跑還是下風向跑?往地勢高處跑還是向地勢低處跑?
情境設置2:當時沒有防毒面具,可以用濕毛巾護住口鼻,毛巾沾上哪種物質(氫氧化鈉、小蘇打、氯化鈉、氫氧化鈣)的溶液效果會更好?
小組討論:選氫氧化鈉、氫氧化鈣的呼聲較高,并說出自己理由,選擇氯化鈉的其次,選擇小蘇打的較少。最后經綜合分析,得出最佳答案。
情境設置3:這危難的時候如何幫助那些不懂化學知識的普通人,讓他們脫離險區?
學生活動:議論紛紛,想各種辦法,也深感責任的重大。
最后質疑:當有人氯中毒呼吸困難時,能否采用徒手式的壓胸等人工呼吸方法幫助搶救?到了安全地帶后能否做劇烈運動?為什么?(課后請學生查閱資料,相互交流)
情境化的處理不僅使學生學到了知識并且印象深刻,還增強了學生的社會責任感,在情感、態度和價值觀的培養上也起了一定的促進作用。
(2)內容生活化。遵循“從生活走進化學,從化學走向社會”的思路,精心選擇那些學生熟悉的并蘊含多種知識生長點的物質或現象作為“生活原型”進行教材整合。
案例7:“海水資源的開發利用”中“碘的提取”教學
質疑1:怎樣使海帶中的含碘物質溶于水?
質疑2:海帶中的碘元素以何種形式存在?如果以I-離子形式存在,怎樣使其轉化為I2?何種氧化劑比較合適?
質疑3:如果海帶中的碘元素以IO3-離子形式存在,怎樣使其轉化為I2?何種還原劑比較合適?
質疑4:怎樣檢驗生成的I2……
這些問題來源于生活,又高于生活,極大地調動了學生的學習熱情。學生圍繞海帶的去污灼燒溶解過濾氧化檢驗等實驗環節,相互交流,相互合作,教學效果較好。
(3)內容原型化。所謂原型,指學生頭腦中已經擁有的問題解決經驗、水平和知識內容。化學知識間或多或少存在著相互聯系,尤其是同類物質具有相似性質,類似操作具有相似原理。因此,在內容廣泛、題材新穎的化學教學中,要善于捕捉物質性質、原理的相似性,加深學生對知識的理解,縮短教學時間,提高課堂效率。
案例8:“電解池原理”教學
復習:原電池基本概念,如電極的反應方程式、正負極判斷、形成條件等。
學生回憶:原電池問題解決的一般方法,“原電池”原型。
教師引導:逐步學習“電解池原理”的基本概念。
師生歸納:總結得出結論。
以學生已有的知識(原電池)為原型基礎,采用與其類似的教學策略,能使學生更快地掌握相關知識,提高學生引用原型中所含知識的能力來學習新知識,提高學習的有效性。
五、優化化學課堂有效性的實踐反思
通過實踐探索,筆者感到教學內容的豐富性與課時教學時間有限性的矛盾,作為化學教育工作者,在優化、整合、創新課堂教學實踐中做出更多的思考。
1.研究教材,做好鋪墊工作
課時有限,教師必須合理把握教材的深廣度,除了研讀課程目標、查閱后續教材外,在必修模塊的實際教學中,面對學生的真實基礎,還要做一定程度的鋪墊工作,有時是對本堂課的學習做鋪墊,有時是為后續學習做鋪墊等。鋪墊合理才會對教學的有效性起促進作用,若鋪墊不當容易背離教學目標,又浪費時間。
2.研究課堂,學會多方位預測
新教材中探究活動較多,學生知識、能力的建構,很多時候需要以實驗為基礎,倘若出了意外,教師應如何引導學生?當面臨不同層次、不同角度的質疑時,教師如何抓住現成資源進行導學?遇到此類問題,教師應做到心中有數。
3.研究學生,注重情感交互
一個班級中,學生的知識、技能、方法水平等存在較明顯的差異,但不同的學生,他們的情感、態度和價值觀的基礎是基本相同的。所以在教學中要重視與學生的情感交流,教師用真心、用真情去感悟學生,有時比多上幾節課還要有效。
智慧來自反思。反思有利于對教育教學工作進行回溯性的研究,一個教師只有做到勤于反思,善于總結,才能從自己的教育實踐和周圍發生的教育現象中發現問題,從而反思問題產生的根源,探尋問題解決的對策,改進自己的工作,不斷積累經驗和智慧,在教學中獨樹一幟,逐步向專家型教師的方向發展。
課堂,無論對教師還是學生都是最豐富、最富有意義的舞臺。要讓課堂成為精彩的舞臺,教師就要從提高課堂教學有效性做起,在新課改不斷邁向深入的過程中,化學教師應解讀理念的實質,借助自身的反思,通過實踐的歷練,真正走出新課程教學的種種誤區,教學中因“材”而異,因人而異,提高高中化學課堂教學的有效性。
參考文獻:
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[2]王祖浩.教學情境設計[M].南京:江蘇教育出版社,2006.
一、知識點評
復習時應重點解決的幾個問題:
1.關鍵概念:細胞核遺傳,細胞質遺傳,遺傳信息,遺傳密碼,密碼子,起始密碼,終止密碼,基因,編碼區,非編碼區,外顯子以及內含子;
2.重要過程:噬菌體侵染細菌過程,遺傳信息的復制、轉錄和翻譯;
3.經典實驗:肺炎雙球菌的轉化實驗,噬菌體侵染細菌實驗,DNA的粗提取和鑒定實驗;
4.基本規律:DNA堿基數目或比率計算,DNA、mRNA和氨基酸數目關系計算。
二、知識拓展
(一)關于遺傳物質的科學探究性實驗――肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗
對于這兩個經典的探究性實驗,同學們除了熟記實驗步驟和設計原理外,還需要特別注意以下考點:
1.把握實驗設計的思路:
將DNA和其他物質分開,直接地、單獨地觀察所有這些物質在遺傳過程中的作用;
2.理解實驗過程的實質:
肺炎雙球菌轉化實驗:將外源DNA導入受體細胞后,使其與受體細胞的DNA重組。通過外源DNA在受體細胞中的表達來證明外源DNA攜帶了遺傳信息;
噬菌體侵染細菌實驗:用同位素標記法來證明親代噬菌體中只有DNA參與遺傳信息的傳遞過程;
3.歸納實驗得出的結論: DNA是遺傳物質(轉化因子),蛋白質、多糖等不是遺傳物質;
4.總結實驗探究的意義:發現并證明了DNA是遺傳物質;
5.學會實驗過程的分析:特別是對同位素標記法實驗原理的應用和結果解析。
(二)關于DNA的結構特點
充分理解DNA的結構特點,有利于同學們對遺傳信息復制、轉錄和翻譯過程中抽象的規律進行理解和應用。
1.相對穩定性:外側有磷酸基和五碳糖交替排列成骨架;內側有堿基互補配對并以不同數目的氫鍵連接,兩鏈呈獨特的反向平行雙螺旋結構;
2.多樣性:堿基對排列順序的多樣性,決定了DNA分子的多樣性;
3.特異性:每個DNA分子特定的堿基比率和堿基序列,決定了DNA分子的特異性,也決定了特定的遺傳信息。
(三)關于遺傳信息的傳遞和表達
遺傳信息的復制、轉錄和翻譯是遺傳學核心知識之一,具有很強的系統性、規律性和可比較性,因而也是遺傳分析題的重要素材。同學們在復習時應抓住貫穿各知識要點的主線:細胞增殖配子形成染色體DNAà基因mRNAà遺傳密碼氨基酸蛋白質性狀;各知識點之間應力求層次分明,脈絡清晰。在理順知識脈絡的基礎上,還建議大家以列表形式再對復制、轉錄和翻譯這三個主要過程的以下重要考點進行歸納和比較:時間、場所、模板、原料、條件、過程、產物、特點、意義以及信息流。
(四)關于原核生物和真核生物基因結構的比較
基因的結構包括編碼區和非編碼區兩部分,真核生物的編碼區是間隔的、不連續的,一個基因的編碼區含有若干段編碼序列。這些可以編碼的序列被內含子(非編碼序列)隔開。每個基因的編碼區兩側各有一段非編碼區,其中含有一系列的調控序列,包括啟動子、終止子等。啟動子與終止子其實就是一些核苷酸序列,可以調節轉錄的過程。在此,須特別強調幾個概念的區別:
1.啟動子――位于基因編碼區上游的一段堿基序列,是開始轉錄的信號。
起始密碼――位于mRNA上,是開始翻譯的信號。
終止子――位于基因編碼區下游的一段堿基序列,是停止轉錄的信號。
終止密碼――位于mRNA上,是停止翻譯的信號。
2.編碼區上游和編碼區下游――屬于非編碼區的區段,千萬不要記成非編碼區上游和非編碼區下游。
3.非編碼序列――包括非編碼區和編碼區的內含子部分。
編碼序列――不含編碼區的內含子,僅指外顯子部分。
4.原核生物基因的編碼區不含外顯子和內含子,不能把整個編碼區當作一個外顯子。
(五)關于堿基數量的計算
堿基數量的計算,一直是遺傳學中一個重點和難點問題,同時也是最重要的考點之一。有效解決這一問題的關鍵在于同學們是否能對堿基互補配對原則充分地理解和合理地運用。
通常同學們應該對以下規律應做重點歸納和應用:
1.在DNA雙鏈中,兩個互補的堿基數量相等;任意兩個非互補堿基之和相等,并各占50%。即:A=T,G=C,A+G=T+C=A+C=T+G=50%;
2.在雙鏈DNA分子中,一條單鏈中A+G/T+C的值與互補單鏈中A+G/T+C的值互為倒數;
3.在雙鏈DNA分子中,一條單鏈中A+T/G+C的值與互補鏈中A+T/G+C的值相等,也與整個DNA分子中A+T/G+C的值相等;
4.雙鏈DNA分子及其轉錄的RNA分子中,有下列關系:
①RNA上,A+U(或C+G)與DNA任一條鏈上的對應堿基之和相等,并且等于雙鏈DNA上對應堿基之和的一半;
②A+T(或C+G)占各自總堿基的百分比在雙鏈DNA和任一DNA單鏈中恒等,并且等于RNA中與之配對的堿基之和所占的百分比。
以上屬于堿基計算的基本規律,同學們在熟練運用它們的基礎上,還可以得出很多推論,如:
①核酸中A=T,G=C,可作為判斷是雙鏈DNA的依據,而核酸中無T有U可作為判斷RNA的依據;
②某堿基在DNA分子中的百分含量等于它在兩條鏈中百分含量的平均值;
③若一個DNA分子經過n次復制,可得2n個DNA分子,含有親代DNA多核苷酸鏈的DNA分子共兩個,占其總數的1/2(n-1);
④DNA分子某種堿基數為m個,DNA分子復制n次后,則該種堿基數為m (2n-1)個。
三、經典實例
1.提高綜合應用能力,形成思維全局觀
同學們在運用知識原理來分析、推理、預測或解釋生物學現象時,要善于從大局出發分析思考問題,實現思維的綜合與發散。這需要有完整的知識體系作基礎。
例1如果有一親代DNA上某個堿基發生突變,一定會使其子代的性狀發生改變嗎?
解析:我們已知生物的性狀是由基因控制的,是內因(遺傳基因)與環境因素共同作用的結果。但考慮到生殖與基因表達上的相關原理,可以認為當親代DNA上某個堿基發生突變時,后代不一定產生變異。具體來說,可能出現以下幾種情況:
1.體細胞基因發生改變,生殖細胞不一定發生改變;
2.DNA上的某個堿基不一定位于基因的外顯子部位;
3.根據密碼子的兼并性,多數三聯體密碼子的第三位堿基發生變化時,往往翻譯出相同的氨基酸;
4.如為父方細胞質內的DNA上的某個堿基改變,受精作用時不一定會傳遞給子代;
5.若親代中發生變異并傳遞給子代的是隱性基因,而子代為雜合體,則隱性性狀不會表現出來;
6.性狀表現是遺傳基因與環境因素共同作用的結果。在某些環境條件下,改變了的基因可能并不會在性狀上表現出來;等等。
因此,綜上所述,我們可以確定即使親代DNA上的某個堿基突變也不一定會使子生變異。
在上述解題過程中,我們應用了遺傳的物質基礎、變異、基因的分離規律以及生物的生殖等多個知識和原理,在已經建立的知識體系中認真檢索;只有當我們形成較為完整的知識體系時,站在全局的高度來檢索和思考,才能獲得較為完整而合理的答案。
2.合理構建媒介,實現靈活轉換,挖掘隱含因素,準確理性整合
例2 根據右表,回答下列問題:
(1)指出各基因在染色體上的分布情況: ____________ 。
(2)若表中顯性基因均為正常基因,隱性基因均為致病基因,婚配Ⅰ所生的兒子兩病兼發的幾率是多少?
解析:(1)A與a、M與m 兩對等位基因無論是男還是女,都成對存在,因而它們位于常染色體上;而B與b在男性體內成單存在,女性體內成對存在,因而它們位于性染色體X上;R與r只在男性體內成單存在,而女性體內沒有,因而它們位于Y染色體上。
(2)婚配Ⅰ的完整基因型是:AaXbY、AaXBXb。發病概率可作遺傳圖解,或直接求解:1/4×1/2=1/8。
3.強化實踐觀,學會在新情景中應用知識原理
同學們通過高中生物學習,不僅要記住一些基礎的原理結論和事實,還要能確立正確的觀念和思想,具有解決實際問題能力,能用生物學的原理來、分析、解釋一些生產現實、生活現象,理解科學發展的新進展,并對特定條件下的事物發展趨勢做出一定的預測、判斷或假設。
例3 我國和世界各國許多科學和醫務工作者正加緊工作,研發“非典疫苗”。研究發現,導致人類“非典”的冠狀病毒是一種RNA病毒。
國外研究人員試圖采用“反義療法”,即用含有與“非典”冠狀病毒基因堿基序列相對稱的RNA單鏈(能互補配對),作為藥物以能徹底“中和”病毒的毒性。根據這種療法設計的新藥據說能有效攻擊傳染性肝炎病毒、西尼羅河病毒和“非典”冠狀病毒等的RNA基因單鏈,干擾其繁衍過程,從而達到阻止病癥發生和病毒的毒性。回答有關問題:
(1) 要合成用來作為藥物的“核糖核苷酸單鏈”必須先檢測獲得“非典”冠狀病毒中________的排列順序。
(2) 新藥的作用實際上是阻斷“非典”冠狀病毒RNA基因單鏈的_________過程,從而使病毒在寄主細胞內不能正常繁殖。
關鍵詞:硝化; 反硝化; 硝酸鹽; 生物脫氮
Abstract: with the ammonia nitrogen into the "1025" during their total amount control index system, wastewater biodenitrification water pollution control has become one of the important research direction. But the traditional biological nitrogen use is nitrification, denitrifying process has many problems. This paper introduces the new type of denitrification theory and technique, such as nitration will control the stage, then based denitrification shortcut nitrification and denitrification. With the use of these new technology, new biological TuoDanJun agent use range also obtained fast expansion, its action also more and more important.
Keywords: nitration; Denitrification; Nitrate; biodenitrification
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
近些年來,隨著生產的發展和生活水平的提高,日見頻繁的水體富營養化已對污水處理技術提出了除氮的要求。在污水處理技術中,最常用的除氮技術為生物脫氮。傳統生物脫氮技術已發展的比較成熟,但其弊端也日益顯現,而新的生物脫氮技術成為當前研究的熱點污水中含有的氮多為有機氮和氨態氮。國內外學者對污水脫氮工程實踐中暴露的問題進行了試驗研究。開創了一些生物脫氮的新途徑和方法,并由此開發出一些新型的脫氮工藝。目前世界上正進行的研究有短程硝化反硝化,同步硝化反硝化,厭氧氨氧化等脫氮工藝。
1.傳統生物脫氮工藝及其存在的問題
一般而言,傳統生物脫氮途徑包括硝化和反硝化兩個階段,分別由硝化菌和反硝化菌完成。硝化反應是由一類化能自養好氧的硝化細菌完成,它包括兩個步驟。第一步稱為亞硝化過程,由亞硝酸菌將氨態氮轉化為亞硝酸鹽。第二步稱為硝化過程,由硝酸菌將亞硝酸鹽進一步氧化為硝酸鹽,反硝化作用是在厭氧或缺氧條件下反硝化菌把硝酸鹽轉化為氮氣排出。碳傳統生物脫氮工藝在廢水脫氮方面起到了一定作用,但仍存在以下問題:(1)在低溫冬季硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度,造成系統總水力停留時間長,有機負荷較低,增加了基建投資和運行費用;(2)硝化過程是在有氧條件下完成的,需要大量的能耗;(3)反硝化過程需要一定的有機物,廢水中的;COD經過曝氣有一大部分被去除 因此反硝化時往往要另外加入碳源,例如甲醇(4)系統為維持較高生物濃度及獲得良好的脫氮效果。必須同時進行污泥回流和硝化液回流 增加了動力消耗及運行費用;(5)抗沖擊能力弱,高濃度氨氮和亞硝酸鹽進水會抑制硝化菌的生長;(6)為中和硝化過程產生的酸度,需要加堿中和,增加了處理費用。
同時,最近研究表明,生物脫氮過程出現了一些超出人們傳統認識的新發現。如硝化過程不僅由自養菌完成、某些異養菌也可以參與硝化作用、某些微生物在好氧條件下也可以進行反硝化作用、氨氧化也可以在厭氧條件下發生。這些現象的發現為水處理工作者設計處理工藝提供了新的理論和新的思路。
2.新型生物脫氮技術及脫氮菌劑的快速擴增
2.1短程硝化反硝化技術
一般來說, 生物脫氮需要經過硝化和反硝化兩步。完全硝化反硝化是指污水中的氨氮在亞硝酸菌的作用下先轉化成亞硝酸鹽,生成的亞硝酸鹽在硝酸菌的作用下進一步被氧化成硝酸鹽。而反硝化過程則是以硝化產物硝酸鹽、亞硝酸鹽為電子受體,在反硝化菌的作用下還原成氣態氮脫去。可以看出,在生物脫氮過程中,亞硝酸鹽扮演了一個重要的角色。它不僅是硝化反應的中間產物,而且它也可以替代硝酸鹽作為反硝化過程中的電子受體進行脫氮。如果將氨氮的硝化控制在亞硝酸鹽階段,然后以亞硝酸鹽為電子受體進行反硝化,就實現了短程硝化反硝化脫氮。與完全硝化反硝化相比,短程硝化反硝化具有更快的反硝化速率(亞硝酸根離子的反硝化速率通常比硝酸根離子高63%左右),反應時間的縮短使得反應器容積可減少30% ~ 40%左右;氨氮的亞硝酸化使曝氣量減少25%左右,而在反硝化階段又可減少40%左右的有機碳源,大大減少了能耗和運行成本;產泥量
也大大減少。由于廢水生物處理反應器都是開放的非純培養系統,控制硝化停止在亞硝酸鹽階段是實現短程生物脫氮的關鍵。傳統硝化過程又是亞硝酸菌和硝酸
菌協同完成的。由于這兩類細菌在開放的系統中形成較為緊密的互生關系。彼此相互作用而將氨氮氧化為硝酸鹽,因此完全的亞硝酸化是十分困難的。短程硝化的標志是穩定且較高的亞硝酸鹽的積累即亞硝化率較高(至少大于50%)。這種技術會大量用到反硝化菌這種新型生物脫氮菌劑。
影響亞硝酸鹽積累的因素主要有溫度、pH、氨濃度、氮負荷、DO、有害物質及泥齡等,但目前對各種影響因素的解釋還不充分,認識有所不同,長久穩定的維持亞硝酸鹽的積累還有待探索。
2.2同步硝化反硝化技術
一般認為硝化與反硝化反應不能同時發生,而近年來的發現卻突破了這認識。好氧反硝化菌和異養硝化菌的發現以及好氧反硝化、異養硝化和自養反硝化研究的進展,奠定了SND生物脫氮的理論基礎。在SND工藝中,硝化與反硝化在同一個反應器中同時完成,與傳統生物脫氮工藝相比,SND工藝具有明顯的優越性,主要表現在:(1)節省反應器體積;(2)縮短反應時間;(3)無需要酸堿中和。
目前,對SND 生物脫氮的機理還需進一步地加深認識與了解,但已初步形成了以下兩種解釋:即生物學解釋和環境理論解釋。
生物學的解釋有別于傳統理論。近年來,生物學的發展已經可以比較合理的解釋好氧反硝化、 異養硝化、自養反硝化的現象。由于許多好氧反硝化菌同時也是異養硝化菌,能夠直接把氨氮轉化成為最終氣態產物逸出,因此,同步硝化反硝化生物脫氮成為可能。國內的李叢娜等采用SBR反應器,通過控制溶解氧,并對反應中的硝化產物進行全程跟蹤分析, 得出了存在好氧反硝化菌的結論。但目前的研究結果只是間接地證明好氧反硝化菌的存在,純種的好氧反硝化菌尚未分離出來。因此,有些學者提出了環境理論解釋。
環境理論認為:從宏觀來看,整個反應器處于完全均勻的混合狀態是不可能的,由于曝氣方式和曝氣裝置的不同,都可能在生物反應器內形成缺氧及厭氧區。如RBC、SBR反應器及氧化溝等。同一反應池內的缺氧區和好氧區為硝化和反硝化創造了條件。從微觀環境來,由于氧擴散的限制,在微生物絮體內產生DO梯度從而導致微環境的SND發生。微生物絮體的外表面DO較高,以好氧硝化菌為主;深入絮體內部,氧傳遞受阻及外部氧的大量消耗,產生缺氧區,反硝化菌占優勢。可見,微生物絮體內的缺氧環境是形成SND的重要原因,而缺氧環境的形成又有賴于水中DO濃度的高低以及微生物的絮體結構。因此,控制DO濃度及微生物絮體的結構對能否進行SND至關重要。
2.3ANAMMOX工藝
厭氧氨氧化工藝又稱ANAMMOX 是荷蘭Delft工業大學Kluyer生物技術實驗室于20世紀末開發的一種生物脫氮新工藝。它是指在嚴格厭氧條件下,微生物直接以氨根離子為電子供體。以硝酸根離子或亞硝酸根離子為電子受體,將氨根離子、硝酸根離子或亞硝酸根離子轉變成N2的生物氧化過程
ANAMMOX工藝完全突破了傳統生物脫氮的基本概念。為利用生物法處理高氨、低BOD的廢水找到了一條最優途徑目前推測厭氧氨氧化有多種途徑:羥氨和亞硝酸鹽生成氧化氮的反應,而氧化氮可以進一步轉化為氮氣,氨被氧化為羥氨;氨和羥氨反應生成聯氨,聯氨被轉化成氮氣并生成4個還原性[H],還原性[H]被傳遞到亞硝酸還原系統形成羥氨。
與傳統的硝化反硝化脫氮工藝相比 ANAMMOX工藝具有以下特點:(1)需氧量低、運轉費用低。(2)不需要外加碳源 由于實現ANAMMOX過程的微生物為自養菌,因而無需傳統硝化反硝化工藝中反硝化菌(異養菌)所必需的碳源。(3)原水中無足夠的亞硝酸根離子可供利用時需外加亞硝酸根離子。
結語:
隨著生物脫氮新技術的發明和使用,不少工藝已經投入到實際生產中,并取得了較為理想的效果,但其中許多機理和理論還需進一步研究并豐富。與傳統脫氮技術相比,生物脫氮新技術處理氨氮廢水時具有明顯的優勢,但脫氮機理的研究大多數仍處在實驗階段,工藝有待進一步深入研究。由于脫氮理論研究的深入,新工藝層出不窮,各種工藝有機組合使用以達到更好的處理效果;新的填料和新的硝化細菌等的探索和研究也取得了一定的成果。
同時伴隨著這些新工藝的發明和使用,新型生物脫氮菌劑的使用范圍得到了大幅度的增加。隨著生物學機理的深入揭示和相關學科的發展與滲透,生物脫氮技術已不僅僅是單一追求較高的NH4+―N去除率,而是向著這一簡潔、高效、經濟的方向發展,這是現在脫氮技術發展的趨勢。
參考文獻:
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關鍵詞:全球環境問題;可持續發展;課程建設;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)05-0053-03 一、引言
目前,人類排放的溫室氣體正導致全球變暖,冰山融化、海平面上升淹沒沿海城市、氣候紊亂導致極端天氣頻頻發生;生態系統持續惡化,珍稀物種不斷消失,人類在地球家園中的朋友越來越少;在周圍的環境中,大量有毒化學物質隨意排放,不僅造成環境污染,還使許多重金屬元素隨著食物進入人體,威脅公眾健康。自20世紀末以來,人類面臨日益嚴峻的生態與環境危機,因為我們只有一個地球,因此,為了人類共同的未來,如何解決解決環境與發展之間的問題,也成為人類熱議的話題之一。所謂可持續發展(Sustainable Development),就是既要考慮當前發展的需要,又要考慮未來發展的需要,不要以犧牲后代人的利益為代價來滿足當代人的利益。現代大學生是我國解決環境問題與實現可持續發展的中堅力量,他們的環境保護意識、生態意識的形成也將決定我國環保事業的成敗[1]。在這種形勢下,我國各高校普遍開設了面向非環境專業學生的環境保護與可持續發展類的通識課,《全球環境問題與可持續發展》是其中之一。該課程以當前全球出現的一系列生態和環境危機為主線,旨在培養大學生正確的環境倫理觀,提高其環境素養,掌握可持續發展的基本概念和理論,進而提高其保護環境的意識[2]。
經過兩年該課程的教學過程,結合其他高等院校環境保護與可持續發展課程的經驗,本文從該課程的教學模式、課程內容和教學方法等方面進行了思考,總結了自己對該課程的理解,希望能對此類課程教學效果的提高,學生的學習熱情的激發以及對于高校環境教育的發展提供有益的參考。
二、科學設置教學內容,保證內容的實時性
(一)課程內容合理化
為了緊跟學科前沿,該課程選擇清華大學錢易主編的國家“十五”規劃教材《環境保護與可持續發展》(第二版)作為教材。該教材融社會科學與自然科學為一體,學科的覆蓋面廣,本課程涉及生態學、資源學、環境學、倫理學、經濟學、治理學等諸多學科,可持續發展理論等方面內容豐富[3]。但教材的更新畢竟與當今發展中不斷涌現的環境問題不能同步,且學生通過網絡獲取信息具有量大,面廣,及時的特點,因此,如果完全以該教材作為教案,則不能滿足教學的需要。
考慮到教材的局限性,該課程教案以本教材中的基本學科理論作為授課的理論基礎,以全球最新的環境案例及環境保護形勢和政策為主要授課內容,同時,適當結合學生的興趣,介紹實時性的環境保護技術,縮短課程內容與環境科技前沿的距離。實踐證明,這樣既可以讓學生比較容易的理解環境學科的基本理論,又不使授課內容與時展脫節,取得了很好的效果。
(二)教學內容專題化
由于該課程的設置主要面對非環境專業的學生,因此將課程內容以專題的形式,形成小型的完整的知識體系結構來教授,會更易于被學生掌握,例如全球氣候變暖、酸雨、臭氧層空洞、物種多樣性、人口資源環境與發展、清潔生產與循環經濟、可持續發展理論與實踐等。考慮到該課程的授課對象大多數來自非環境專業,因此,此類專題大多比較熟悉,而且是熱門話題,例如,全球極端天氣的發生,PM2.5的制定及危害等,學生很感興趣,適當補充一些基本理論知識后,學生就能接受,從而使課程內容深淺得當,難易適中。
三、努力創新教學方法,保證模式的多樣性
(一)運用多樣化的教學手段
《全球環境問題與可持續發展》課程是面向非環境專業學生,要求學生對知識掌握的深度不高,但知識面廣泛,僅僅依靠傳統的教學手段不足以完成教學目的。單一的教學方式,學生缺乏興趣,學習效率也不高。因此,將現代多媒體技術應用到教學中,采用多媒體手段,會在很大程度上改變這種狀況。現代多媒體技術,內容極其豐富,通過生動的圖片、動畫和視頻,從視聽兩個角度來強化教學內容,激發學生自主學習和思考的能力,從而與傳統的教師傳授模式結合,達到事半功倍的效果。
該課程部分內容比較抽象,例如講解全球環境污染問題時,單純地依靠傳統的文字板書的教學手段,學生對于全球環境形勢的嚴峻性難以形成直觀深刻的印象。在講授該專題內容時,可以采用圖片和視頻的手段,介紹歷史上以及當前出現的環境事件,如1943年洛杉磯光化學煙霧事件、1956年日本水俁病事件、2010年墨西哥灣油田漏油事故、2011年鉛酸蓄電池廠污染導致的血鉛超標事件等。運用多媒體手段,通過這些生動具體的實例,給學生提供了圖、文、聲并貌的信息,可以讓學生更深刻地領會全球環境形勢的嚴重性以及世界各國面對環境危機事件時的處理對策[4,5]。同時,可以在課堂上播放一些環保類影片及環保專題的影像資料,如《可可西里》、《美麗的西雙版納》、生態農業、工業生態園等,既貼合課程的要求,內容豐富,寓教于樂,又提高了學生的學習興趣,活躍了課堂氣氛,引發學生對于環境問題的關注和思考,受到了學生的喜愛。
(二)課堂教學與網絡教學相結合
隨著當今Internet技術的飛速發展,大學生中計算機的普及率也幾近100%。因此,構建網絡教學平臺變得可行,而且會促使教學手段的創新性改革。由于環境問題涉及的內容非常的龐雜,僅僅依靠課堂的短暫時間,來達到理想的教學效果是遠遠不夠的。課堂教學,可以起到提綱挈領的作用,將學生領入環境保護事業的大門。而要讓學生真正地掌握環境保護和可持續發展的精髓,還要依靠網絡教學的補充。
目前,很多高校構建了網絡教學平臺或精品課程網站,對于課堂教學起到了很好的輔助作用。網絡平臺可由任課老師進行管理,放入課堂教學的課件,學生可以自主復習,重新學習課堂上沒有接受和消化的內容。同時,平臺應該增加豐富的教學素材,例如關于各個專題的實時資訊,新頒布的環保政策等。由于環境科學發展的迅速,這就要求網絡平臺上的內容和資源及時更新,以確保其時效性、典型性和實用性。同時,網絡也可以提供師生互動的平臺,例如BBS、聊天室或者Email。學生可以在平臺上發表自己對于一些環境問題的看法,與同學們進行討論,也可以就某個知識點進行提問,老師們也可以直接在平臺上為同學解疑。這樣,就形成了課外互動式的學習模式,有效地激發了學生自主學習的熱情,加強教學效果。而且,網站應當設置一些題庫和試卷庫,方便學生對自己的學習效果進行自主檢查,老師也可以及時掌握學生的學習情況,根據反饋適時調整教學內容和教學方法,以達到更優的教學效果。
(三)采用互動式的案例教學
案例教學是根據教學目的要求,以案例為素材,使學生進入特定的情境之中,進行分析和解決問題。單純的理論教學會使課堂氣氛過于沉悶,因此要引用豐富的案例素材,結合理論知識來講解知識點,增強課程的趣味性和生動性。在選擇案例時,一定要根據教學內容和目的以及學生的興趣,并適當考慮案例的時效性、典型性、針對性。例如在講授“水污染狀況及其治理”專題時,可以選擇我國蘇州河環境綜合整治工程作為主要案例,利用圖片和影像的形式直觀地展現蘇州河的變遷以及治理的各項措施。由于整個案例非常具有代表性,學生在學習過程中就會對水污染及其整治逐漸形成一個系統清晰的知識結構。在播放影像資料之前,可以精心設計一些思考題,讓學生帶著問題觀看案例,會起到更好的效果。
另外,還可以結合具體情況,邀請一些本領域的著名專家給學生做專題講座。這種形式,既緩解了緊張的課堂氣氛,還能使學生了解到最新的環境案例和理論,也頗受同學好評。例如,本學期,有幸邀請到了加拿大Alberta大學的James R.Bolton教授為本課程的學生介紹了加拿大Edmonton城將其中的一個機場改建為世界級的可持續發展社區的案例。該案例體現了人類居住社區綠色建筑,綠色能源與碳中和(Carbon Neutral)的理念,提供了一種以可持續發展為目標的人類社區未來的發展方向。圖1為James教授與學生討論的場景。結束后,學生普遍認為一個將可持續發展的理論變為實實在在的案例更容易為同學所接受。
在傳統的教學模式中,以老師為主體,學生被動地接受,缺乏雙向的交流和信息的傳遞。這種教學形式上過于呆板,學生得到的知識比較膚淺,難以形成深刻的印象。而互動式教學可以克服以上的缺憾,它要求學生積極參與到教學中,老師和學生是一種教學相長的關系,甚至更加注重學生的主體學習地位[6]。因此,案例教學中,還應當加強學生與老師的互動。在本課程的講授中,將學生分組,每組同學可以采用大家喜愛的形式展示本組感興趣的環保話題,發表自己的觀點。授課老師對學生的觀點進行點評,并計入一定的課堂成績。這樣既鍛煉了學生自主思考問題,采用合適的方式表達自己的觀點,具有創新性,同時,也加強了老師與同學及同學與同學之間的互動。實施過程中,該形式效果良好,大家積極思考,采用的形式有電視采訪,哥本哈根氣候峰會情景劇模擬,小品等,很好的調動了學生的主體參與性,激勵學生的學習興趣,提高了學生的自主性,使之真正成為學習的主體。圖2為以電視采訪形式進行活動展示的場景。
(四)實踐調查與專題討論相互結合
理論指導實踐,環境保護最終也要落實到實踐中。但是,大多數課程都缺少實踐的環節,為此,結合實際情況,給同學提供一些親身感受環境保護的實踐。例如在講授“水資源與水污染”專題時,結合我校創建節約型校園的案例,帶領學生走出教室,到案例現場,讓學生親眼目睹正在運行過程中的水處理工藝,如我校采用膜生物反應器(MBR)處理學校生活污水以及校內水體的生態處理技術等。這種現場教學不僅填補了實踐教學的空白,還能讓學生身臨其境地感受環境保護的重要性,提高其環保意識。
另外,可以在課后布置少量環境調查項目。選擇一些典型性調查項目進行課堂討論。例如,在授課過程中,有同學看到垃圾圍城的圖片,就提到了城市垃圾的處理與處置問題。一位來自臺灣逢甲大學的學生說,在臺灣,垃圾分類已經成為日常習慣性的行為,但來到這里以后,發現自己想分類都很難,因為在我們學校目前還沒有分類或者只有很粗略的分類,也缺乏監督管理。其他同學也提出了一些在學校教學樓和宿舍樓進行垃圾分類的意見與措施,學生們都希望,我們能早一天也實行垃圾分類管理,保護我們的環境。就此問題,我們給學生布置了在學校周圍社區進行垃圾分類的問卷調查。學生對于調查的結果查閱相關文獻或網絡資料,發表自己的意見并提出初步的解決方案。在這種自主學習和分析學習的過程中,學生會對環境保護形成更深刻的認識。
四、結語
當然,《全球環境問題與可持續發展》作為公選課,也難免有的同學是單純為修學分而來上課的,通過了解,有的同學也直言不諱的說就是這樣的目的,因此,如何結合目前全球環境和生態危機,為非環境專業的同學展現一門通俗易懂、生動形象課程,讓更多為了“掙學分”而來的學生,能為了“知識”而走進我們的公選課堂。前面的實踐證明,通過以教材為理論指導,多媒體結合時事,案例教學、互動式教學,實地講解等多種教學手段與方法,起到了積極調動同學參與到課程中來的效果,也活躍了課堂氣氛,大大增強了選修課程同學的環保意識。
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