《分析化学生态环保观念分析》

分析化学生态环保观念分析

[摘要]无机及分析化学是我校生物工程、生物科学和生态学三个生物专业学生的专业基础课，是进一步学习其它专业课程的基础，较为重要。根据三峡大学的实际情况，在实际教学过程中，我们以混合式教学方式为基础，在教学过程中注重生态环境保护等观念。该教学内容的改进能有效地提升学生的学习兴趣，培养学生的创新能力。教学效果良好，具有一定的参考价值。

[关键词]无机及分析化学；教学；生态环境保护

无机及分析化学是三峡大学三个生物专业：生物工程、生物科学、生态学学生一年级的专业基础课，是进一步学习其它专业课程的基础，是一门较为重要的专业基础课[1-6]。目前我校的无机及分析化学理论课教学64学时，实验课教学32学时。我校采用的《无机及分析化学》教材是高等教育出版社出版，浙江大学贾之慎主编、张仕勇副主编，2008年6月第二版[1]，该教材在许多高校使用，取得了良好的教学效果，该教材实用性广泛，但是没有特别强调生态环境保护的问题。无机及分析化学实验对学生理解理论知识有重要的帮助，通过实验，学生能够将理论与实践相结合，激发学习兴趣和求知欲，培养和提高动手能力，创新能力，从中发现问题、思考问题，提高分析和解决问题的能力。我们在教学中使用的实验教材是魏琴，盛永丽主编的《无机及分析化学实验》第二版，2018年科学出版社出版，国内多所大学采用该教材[2]。在以往的教学过程中，我们注重培养学生的专业化学基础知识，对相应的生态环境保护等知识扩展并不多。目前常用的教学方法有：讲授法，以问题为基础的教学法（problem-basedlearning，简称pbl），慕课（mooc，massiveopenonlinecourses），微课（microcourse），spoc（smallprivateonlinecourse）和翻转课堂（flippedclassroom）等。单一的教学模式存在或多或少的不足。我们根据教学内容、教学要求，灵活运用线上、线下教学方法，启发式教学，充分利用混合式教学模式的优势[7]。三峡大学在长江三峡区域的生态环境保护方面的科学研究成果较为丰富，学校现有三峡库区生态环境教育部工程研究中心和三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心。三峡大学这三个生物专业的部分学生毕业后从事三峡区域的生态环境保护方面工作。根据我校的特点，在此基础上，我们从2016年开始探讨在无机及分析化学的理论和实验教学中，利用混合式教学模式，从具体的章节、案例出发讲解生态环境保护等观念[8，9]。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平2018年4月24日深入湖北宜昌考察，重点考察化工企业搬迁、江水污染治理、湿地修复工作等情况，实地了解长江经济带发展战略实施情况。习近平总书记作出“共抓大保护、不搞大开发”的历史性决断，为长江经济带发展立下了生态规矩。我们生在长江边，更要深刻理解、把握生态优先、绿色发展的科学内涵。在湖北宜昌，化工企业的生态环境保护工作是重点，所以在教学中，我们坚持生态环境保护知识的讲解与拓展，在教学过程中注重以下四个方面。

1利用慕课的优势讲解宜昌化工企业的污染特性

湖北宜昌拥有丰富的磷矿资源，被称为“磷都”。湖北宜昌沿江一公里化工企业有一百余家，一大半是无机化工企业，生产磷肥等产品，存在“化工围江”的现象。我们利用慕课的优势，收集一些相关视频组织学生课后观看，学生了解相关基础知识。我们在具体讲授环节中就能方便拓展学生的知识面，如在讲解酸碱平衡和酸碱滴定、化学反应的一般原理等章节时，强调废水有一定的酸性，直排长江会对中华鲟、江豚等长江生物的生长不利。过量使用含磷洗衣粉会带来一定程度的磷污染等，在三峡库区上游的支流易导致水华等，磷污染会导致部分水体产生藻类疯长，进而消耗水中溶解的氧气，对水生生物生长不利[10]。生产磷肥的化工企业的三废中含有少量的氟化氢气体、粉尘、氟硅酸等，经过雨水等淋洗作用，沉降到长江，尽管长江每年的径流量大，但是对长江仍有一定程度的影响，同时这类酸性气体会影响人们的呼吸，对人们身体不利等。而实际上氟化物是重要的化工原料，若能将磷肥生产过程中产生的氟化物进行回收利用，不仅有利于生态环境，加快磷化工产业升级，提高磷化工经济效益，还能解决目前国内氟资源面临枯竭的难题[11]。2017年以来，宜昌把修复长江生态放在重要位置，出台了推进化工产业转型升级三年行动规划，在2019年底以前，将长江岸线一公里范围内的化工企业依法全部“关、停、并、转、搬”，确保长江清水向东流。目前，宜昌已分类整理10个专业化工园区，力促化工企业迈向高端化、循环化、绿色化，而沿江空出来的1公里土地全部植树复绿。目前部分宜昌磷肥化工企业采用磷矿与浓硫酸反应生产磷肥，生产过程中产生大量磷石膏，部分磷石膏已经加工成建筑材料，但是部分化工企业仍旧会采取填埋的方式处理磷石膏，会带来环境污染。在化工企业的搬迁中，实现新、旧动能转换，部分化工企业更换生产流程，采用磷矿与浓硝酸反应生产硝基磷肥，在此过程中将不再产生副产物磷石膏。三废经过处理后，能回收一定量的原材料，还能实现达标排放，对于长江的生态环境保护会有一个明显的促进作用。

2基于pbl教学法初步学习污染处理方法

在实验预习中我们推荐使用翻转课堂和spoc教学方法。对于一些要求较高的实验，我们尝试把实验原理和操作重点拍成视频，并指导学生预习[2，8，12]。学生可以利用碎片化时间预习实验的重点、难点，2-4人组成实验学习小组，小组内成员可以利用网络在线讨论交流，老师做好指导，根据学生在线发言质量、次数等情况评分，这是spoc在实验预习中的显著优势。网络虚拟课堂可以提高学生的自学能力，更方便引导学生自主学习。实验中讲授法有着不同网络的重要作用，在老师的实验操作演示过程中，能直观地突出重点、难点，也能迅速纠正学生不规范操作。学生实验操作有些普遍错误，例如：用移液管吸取溶液时，总是有学生用大拇指来按住移液管管口。我们上课时诙谐地讲到，“从生物学的观点看，大拇指只有两节，灵活程度要小于三节的食指，当然如果你的大拇指是三节，你就可以用大拇指。”学生在轻松愉快的氛围中记住了操作要求。我们在保证实验教学效果的前提下，减少部分实验中化学试剂的使用量，推广微型化学实验。微型实验中化学试剂的用量比较少，实验运行成本大为降低。微型化学实验反应中产生的废气、废液、废弃物质也比较少，开展微型化学实验教学有利于对学生进行环境保护教育，培养学生树立绿色环保的观念。如在粗盐的提纯实验中，我们把粗盐的使用量由教材中的8.0克减少为5.0或者4.0克，降低了后续实验药品的消耗，缩短反应时间，同时也能达到满意的实验效果。在硫酸亚铁铵的制备实验中，第一步反应为铁与稀硫酸反应，该反应会放出氢气，同时可能有少量其它杂质气体产生，尽管有较好的通风橱等，但在实验室较小空间里，学生会对这些气体产生一些不良感受。我们将这一步化学反应改为电脑模拟实验，学生同样可以掌握实验操作的要领。在食用醋中总酸度的测定中，我们按照实验教材上的要求进行滴定操作，同时又补充进行ph计测定食用醋中总酸度的实验，并要求学生对两种方法的数据进行对比分析，扩充学生的知识面[2，8，12]。

5结束语

经过几年的教学实践，在三峡大学三个生物专业的无机及分析化学的实际教学过程中，我们从具体的章节、案例出发，进行生态环境保护等观念的讲解和拓展，利用混合式教学模式的优势，在教学时间有限的条件下，进一步扩大学生的知识面，培养学生具有良好的生态环境保护理念，为后续的生物、生态专业课程的学习打下一个良好的基础，大部分学生反应良好，我们也收获了较好的教学效果。在以后的教学过程中，我们应该从三峡大学实际出发，进一步贯彻“绿水青山就是金山银山”的理念，培养具有良好生态环境保护观念的合格大学生。