环境化学论文范文

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环境化学本身内容非常丰富、复杂，涉及污染物在各圈层环境介质中的化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。现有的经典《环境化学》教材多分为七章或七章以上，在有限的教学课时里，不可能讲完全部的教材内容，所以必须对现有教材内容进行有机整合。改革后的课程教学内容仍以“水环境化学”、“大气环境化学”、“土壤环境化学化学”和“生物体内污染物质的运动过程及毒性”四大块内容为主体，但把后面的“典型污染物在环境各圈层中的转归与效应”穿插入“水环境化学”部分，把“有害污染物及放射性固体废物”整合入“土壤环境化学部分”。这样的整合既以基本原理为主，又涉及领域广泛，内容丰富，还避免了不必要的重复，形成同时兼顾系统性和前沿性，基础性及创新性。

1.2引入“经典案例”

为了增强教学效果，将一些全球性、公害性的重大环境污染事件作为案例进行引入教学模块。大气环境化学部分放入“洛杉机烟雾”、“伦敦烟雾”和“多诺拉烟雾”等事件，水环境化学部分融入“水俣病”、“痛痛病”和“剧毒物污染莱茵河”等案例，土壤环境化学部分引入“切尔诺贝利核电站泄露事件”，生物体内污染物质的运动过程及毒性纳入“米糠油事件”。这些著名“污染案例”的引入，使枯燥、难记的化学知识转化为活生生的案例，增加了学生对专业知识的理解，营造出了生动而活跃的课堂气氛。

1.3增加“热点案例”

环境问题总是随着科技和经济的发展而不断发展，社会的每个发展时期都有其特殊的热点问题需要研究解决。比如近30年来一直是全球环境热点问题的“南北极臭氧空洞”，“温室效”，近20年来被广泛研究和讨论的“环境内分泌干扰物”、“持久性有机污染物”，目前冬季在我国大多数城市都会出现的“雾霾天气”等。在学习重金属污染时,结合2010年12月发生的安徽怀宁100多名儿童血铅超标。学习有机物污染时，联系2010年4月的墨西哥湾漏油事件。在讲授水体富营养化时，介绍2007年6月发生的太湖蓝藻事件。这些在我们的时代、我们身边实实在在发生的事例，给学生留下了深刻的印象，极大地激发了他们的学习热情。

1.4领略发展新动向

环境化学仍然是一门处在迅速发展之中的交叉学科，其研究领域非常广泛，几乎深入到环境的各个领域，如土壤、大气、水体和生物圈，许多环境污染事件的深入研究和解决都依赖于环境化学的发展。由于新理论、新方法和新技术的不断出现，现有的教材内容会相应的滞后。为使学生了解环境化学的最新发展动向，必须将国内外该学科领域出现的前沿知识和方法技术通过课堂介绍、讨论等形式纳入教学内容。

2教学方式的多元化

2.1采取互动式教学

课堂是需要教师和学生交流的场所，不应该由教师“满堂灌”。在引入“经典案例”和“环境热点案例”时，我们采用互动式教学模式。比如在讲述2005年11月的“松花江污染事故”时，我们让学生分析污染发生的原因、主要污染物是什么，污染物在环境介质中的形态、行为和环境效应如何，最后让学生思考提出合理的解决方案。这个问题的分析和解答过程中，要动用大量的知识点，比如水体有机污染的分布和形态、污染物在水体中是如何迁移和转化的，各种形态污染物对水体、土壤生态效应如何，对水生生物及人体的毒性效应如何。哪些措施可以控制污染物扩散，哪些措施可以促进污染物的较快去除。这种方式的实施明显有助于提高学生的分析问题、解决问题的能力。

2.2建立稳定的校外实践基地

校外实习基地是理论知识和实际应用衔接的纽带。我们与地方环保部门、污水处理企业、垃圾填埋厂、固体废弃物公司、研究机构、社会团体等多个组织签订了长期的教学实习基地协议，这些基地的建立为环境化学的实践教学提供有力的保障，同时也很好地促进了地方与学校的通力合作、共同发展，以达到高校产业化目的的关键环节。将课堂枯燥的理论知识与我们身边的实际环境问题紧紧地结合起来，使抽象的问题具体化，极大地调动起了学生的能动性与积极性，学生毕业后很受用人单位的好评。

2.3以科研带动教学

将科研融入教学有助于培养学生创新能力，实际情况学生的确更愿意参与到科研活动中来。近几年我校实行了“大学生科技创新训练”计划，在项目中我们实施了优秀学生的导师制，学生可以从低年级就直接参加到科研工作来。另外，我们还将老师新的科研成果改编成具体实验，使学生能接触到最前沿的知识和技能。以科研带动教学的实施，使学生毕业时已具备很强的实践操作能力，并初步具备了科研能力。

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随着社会的发展以及经济水平的提升，环境问题日渐凸显，社会需要大量具备科学环境知识的高素质人才，所以高校肩负着塑造大批环境类人才的使命。在众多高校的课程体系中，环境化学课程占据着不可或缺的地位。环境化学课程主要探讨的是化学污染物质在环境介质中的存在、化学性质、行为及控制的化学原理等。新诞生的纳米传感技术涵盖的知识面广泛，并且具有全面性和综合性，将其融入于课程的教学中，可以显著提升教学效果。在环境化学现存的教学工作的基础上，紧密地结合学校自身的办学特点，是提升教学质量的重要措施之一。

1纳米传感器概述

1.1纳米化学及生物传感器

在化学及生物传感器领域融入纳米技术，有效提升了生物传感器及化学的检测性能，推动了新型化学及生活传感器的诞生。由于具备了亚微米的尺寸、换能器及纳微米系统，大大提升了该传感器的物理、化学性质对细胞的检测灵敏度，检测的反应时间也有了明显的减少，而且可以实现高通量的实时检测分析。使用纳米材料所制成的非常灵敏的生物及化学传感器，能够早期诊断癌症及心血管疾病。使用碳纳米管及其他纳米微结构的化学传感器可以检测出氧化氮、过氧化氢、碳氢化合物及挥发性有机物等。和其他具备相同功能的分析仪相比，其不仅尺寸很小，而且价格非常便宜。在生物传感器当中，使用纳米颗粒、纳米器件及多空纳米结构均获取了成功[1]。

1.2纳米气敏传感器

构成纳米气敏传感器的敏感材料有很多种，主要包括碳纳米管、二维纳米薄膜及金属氧化物半导体纳米颗粒等。在纳米气敏传感器的研发过程中，最主要的方向就是在气体环境当中，依靠敏感材料的电导发生变化来制造气敏传感器。将一些珍贵金属的纳米颗粒，融入于纳米敏感材料中，可以有效增强选择性，提升灵敏度，并且降低工作温度。纳米气体传感器的另外一个方向是，采用多壁碳纳米管来制作气敏传感器。1991年，碳纳米管这种材料被初次发现，由于独一无二的性质和制备工艺，得到了研究者的广泛应用。而且多壁碳纳米管具有极强的吸附能力，因为吸附的气体分子和碳纳米管所产生的相互作用，可以改变宏观电阻，根据电阻的变化来检测气体成分，可以充当气敏传感器[2]。

2纳米传感器在环境化学教学中应用

2.1将纳米传感器融入环境化学教学的必要性

在中国地质大学，环境专业不仅是其中的热门专业，也是特色专业之一。对于环境化学课程的设置，一直坚持着学校“特色加精品”的教育理念。将一些全新的技术元素及概念融合于以往环境化学课程的教学模式中，会给课程注入许多生机与活力。环境化学的研究内容纷繁复杂、千变万化，其中主要包括检测和识别环境污染物质，污染物质在空气、水、泥土及生物体中的迁移变化、去除机理等。在此之中，对污染物的分析与检测一直处于研究的上游阶段。因为唯有精确、高效地检测出污染物的浓度与存在方式，才可以给出有效准确的评价，并且制定出对污染物质进行高效处理和防治的有效措施。所以，在环境化学的实际教学过程中，环境分析化学的内容具有不可或缺的作用[3]。随着经济水平的提升，环境污染物的种类也在日益增多，而人们也在不断地开发新的技术与材料，应对这些层出不穷的环境问题。在这样的环境下，纳米传感器应运而生，其最主要的核心作用就是对环境进行监测及分析。总之，化学是一门内容丰富的综合性学科，其中融合了环境分析、新材料的使用以及污染控制技术等。而纳米传感器主要由化学传感器、生物传感器两部分组成，所能监测的物体主要涵盖了气体、固体、液体、温度及压力等。所运用的材料除了碳与金属之外，还有新合成的材料。所以，纳米传感器技术传达的核心知识点和环境化学课程的核心内容存在着千丝万缕的联系，可通过科学的设计及合理的导入，拓展教学范围，提升教学质量，实现最理想的教学效果[4]。

2.2特色案例教学设计

在环境化学课程的教学过程中，会牵涉到环境分析化学的主题，随之也会提及环境污染物最新的检测技术与方法。此时便可以介绍一些以纳米传感器为基础的快速检测污染物的相关知识。并且根据有关的电分析化学理论，当物质发生氧化还原反应时，在电极表面及分析物之间会存在电子转移，通过对电子转移的捕捉，对电信号（电流值和电压值）及特征值进行定量及定性分析，从而获取目标浓度及电子转移数二者之间的一个定量关系，从而可以准确地将目标物的浓度检测出来。一般该技术所需的设备体积小，容易操作，对现场进行分析检测时更加方便。这样的介绍不仅可以让学生更深入地了解纳米传感器的核心技术、主要原理，激发学生的学习积极性及学习兴趣，而且可以有效传递现阶段纳米材料在环境分析化学范围的应用等有关知识，开发学生的创造性思维[5]。案例的展示加上丰富多彩的多媒体课件，结合电分析化学仪及电极等实物，力求做到绘声绘色、动静结合。此外，对一部分许多学生都充满兴趣的话题进行交流和讨论，将全班的学生分为若干个小组，进行5～10min的讨论，然后每个小组派一个代表进行发言，分别叙述自己的观点。这样在营造良好课堂氛围的同时，还可以节约大量的时间，提升教学的质量和效率，事半功倍。现详细介绍使用碳纳米管传感器检测环境水样中的农药百草枯试验。

2.3试验部分

2.3.1仪器与试剂

多壁碳纳米管（＜10nm，纯度＞95%，长度在0.5～500μm），超声非常均匀地分散于N-二甲基甲酰胺中（5mg/mL），市场上售卖的百草枯，磷酸缓冲溶液（PBS）：使用0.1MNa2HPO4和0.1MNaH2PO4配置。全部的化学试剂皆为分析纯，试验用水是二次蒸馏水。方波伏安法及循环伏安法都在CHI660b电化学工作站上进行。并且采用三级系统，分别为铂丝电极为对电极，碳纳米管修饰电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极。测试底液为磷酸缓冲溶液，每次测试之前都通氮除氧10min，在试验过程中始终保持氮气氛围，试验操作在温室下进行。

2.3.2纳米传感器的制备

把玻碳点击表面用1.0、0.3、0.05μm的氧化铝粉抛光，然后依次用水及酒精超声清洗之后，在0.1MH2SO4中与-1.0～1.5V电位的范围内反复扫描，直到电流稳定下来为止。使用氮气把电极表面吹干，使用微量注射器吸取2μL多壁碳纳米管DMF溶液，浓度为5mg/mL，均匀地滴落于干净的电极表明，利用室温将其挥发干[6]。

2.3.3方波伏安法检测环境中的百草枯

百草枯可以非常稳定地存在于酸性或者中性环境中，但是在pH值大于12时，便会发生水解，试验检测了在不同的底液中，传感器对相同剂量的百草枯的响应电流，比如磷酸缓冲溶液、硼砂、Na2HPO4柠檬酸及邻苯二甲酸氢钾等。结果表明，在磷酸缓冲溶液当中的响应电流最大，以下试验选用磷酸缓冲溶液为测试底液。pH对百草枯在修饰电极上的方波伏安响应存在一定的影响。当底液pH比较小时，响应电流就会随着pH的增大而增大，在中性底液中变为最大值。在碱性条件下，电流值会下降许多，所以选择pH值为6.8。预富集电位对百草枯方波福安响应也存在一定的影响，预富集电位在0.1～0.4V时，响应电流会随着电位的负移而逐渐增大，这主要是因为百草枯带有正电荷。然而，当预富集电位小于-0.4V时，响应电流开始逐渐下降，造成这一现象的主要原因是预富集电位非常接近百草枯的氧化还原电位，少许的百草枯被氧化还原了，所以试验选择预富电位为-0.4V[7]。尽管百草枯响应电流会伴随着预富集时间的增大而增大，但是时间过于漫长的话，会导致百草枯产生光分解，所以响应电流反而会下降，所以实验所选择的预富集时间为2min。维持试液当中的百草枯浓度是5.0×10-6M，将浓度不一致的干扰物质加入其中，考察一些共存的有机化合物，比如莠去津、邻苯二酚对方波伏安检测百草枯的干扰情况。倘若信号变化超过10%，则视为有干扰。结果显示，邻苯二酚的干扰最大，浓度若超过百草枯的100倍，就会引起干扰。如果是其他的重金属离子，比如Zn2+、K+，浓度需在1000倍以上才会引发干扰。所以，MWNTs-GC修饰电极对百草枯具有极强的选择性，不容易受到其他物质的干扰。在校园附近取少量湖水，静置2h，然后用稀盐酸或者氢氧化钠将pH值调节至6.8，在磷酸缓冲溶液中用方波伏安法对实际样品进行检测。检测结果如表1所示。从表1可以看出，在这种方法的检测范围之内，校园的湖水样品当中并不含百草枯成分，进而表面湖水并没有被百草枯所污染。维持试液当中的百草枯浓度为8.3×10-6M，使用方波伏安法用MWNTs-GC修饰电极连续测定5次，标准偏差为1.3%左右。将测定之后的修饰电极保存于0.1MpH6.8PBS当中，30d后，使用其测定含有8.3×10-6M的底液，响应电流仍然保持过去的95%，这也进一步表面纳米管在电极上结合得十分牢固，而且性质也十分稳定。

2.4纳米产品的开发及案例教学的课堂实践

因为纳米技术及其材料具备多样性特征，评估其对环境所产生的影响，需要采用可适应多种条件的传感器。所以，在将来的3～10a，需要开发出评估纳米材料暴露在空气当中影响的仪器。现阶段频繁接触纳米材料的人，都急需价格低廉且便于携带的样本收集器，从而测量工作环境当中纳米材料的暴露情况，主要包括比表面积及数量等。这种仪器需要在未来3a内商业化。纳米产品在制造过程中所产生的废物，比如防晒油这种液体消费品当中产生的纳米颗粒，一定会在水中堆积，不对这些废物进行追踪，就无法确定纳米颗粒存在的好坏。所以，必须在未来5a开发追踪纳米颗粒在水中聚集及转化情况的仪器[9]。笔者在高校环境化学课程的实际教学过程中，把纳米传感器的基础知识、研究心得及实际经验融入于具体的教学过程中，对教学质量的提升发挥了良好的推动作用。比如，在环境化学课程中，讲述环境污染物质的检测环节时，介绍了碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维等纳米材料充当以电分析原理为基础的传感器材料的优势。与其他材料相比较可知，碳纳米材料具备非常大的比表面积、良好的导电性、便宜的价格，而且易于修饰成各种外形，有助于蛋白质或者酶等生物性物质与碳纳米材料融合，从而构建出高效生物传感器。这些介绍可以让学生直观全面地了解到碳纳米材料在传感器中的使用。并且根据现存的理论结合实际的教学思路，对教学内容发挥拓展及延伸的作用[9]。除了上述几点之外，在简介如何灵活运用纳米传感器检测水环境中的污染物质时，牵涉到了电子转移理论及电化学反应，并且详解讲述了传感器的工作原理及传感器的种类。这样可以向学生讲述纳米电化学传感器，是基于特异性点分析化学反应基础的知识点，并且详细介绍了膜状电极、芯片传感器及柱状电极等多种不同形式下的具体作用方法，生动具体地展现了纳米传感器检测污染物的整个过程。在拓展教学内容的形式及内容时，对环境化学教学的发展起到了有效的推动作用。每当在讲述这些具体案例的过程中，学生都兴致蓬勃，充满了热情，甚至进一步激发了许多学生的想象力及好奇心，自己也想亲自参与到纳米传感器的开发及应用过程中来。所以，作为一个生动有效的教学载体，纳米传感器推动了环境化学课程教学质量的提升。在未来的教育教学实践工作中，笔者必须进一步丰富教学经验，并且让教学方法更加科学完善[10]。

3结语

将纳米传感器应用于环境化学的教学过程中，有助于培养学生主动分析问题及处理问题的能力，提升教学质量。随着此项技术的不断发展演变，可以把更多有价值的信息以案例教学的模式导入环境化学教学的过程中，不仅可以激发学生对该项技术的兴趣，还可以使纳米传感技术得以进一步发展，形成良性循环。在未来的环境化学课程的教学中，应深入探索，总结经验，进而提升教学的质量。

作者:周林宗 单位:楚雄师范学院地理科学与旅游管理学院

参考文献

[1]余会成,黄学艺,李浩,等.纳米氧化铜修饰的苯巴比妥分子印迹传感器的制备及其电化学性能[J].物理化学学报,2014,10(11):2085-2091.

[2]段静,卓莎,姚付军,等.基于MspA蛋白质纳米孔传感器的主客体化学研究[J].分析化学,2016,44(12):1801-1807.

[3]田力,韩鑫,张纪梅,等.基于能量转移的荧光纳米传感器研究进展[J].天津工业大学学报,2013,12(6):49-54.

[4]曹培江,彭双娇,韩舜,等.ZnO纳米/微米结构传感器对乙醇气敏性研究[J].发光学报,2014,35(4):460-464.

[5]黄晓玮,邹小波,赵杰文,等.新型室温硫化氢纳米传感器的制备及性能[J].高等学校化学学报,2014,12(6):1175-1180.

[6]胡杰,王勇,倪永年,等.基于层状二硫化钼纳米片比色检测亚锡离子[J].高等学校化学学报,2016,37(3):448-453.

[7]王君,周洁,许迎科,等.基于纳米RuOx的微型电化学胰岛素传感器[J].电子科技大学学报,2015,12(1):155-160.

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2环境工程与化学工程复合型人才培养的课程体系

在课程体系设计上，不能简单地将环境工程专业与化学工程专业的课程“拼盘”。根据环境工程与化学工程复合型人才培养的特点和要求，我们在请教专家、调查学生的基础上对环境工程专业、化学工程专业的相关课程进行了有机整合，形成了培养环境工程与化学工程复合型人才的课程体系，该课程体系由5个课程模块组成。公共基础和素质课程模块。该课程模块包括中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、大学生心理健康教育、军事训练、大学体育、大学英语、计算机基础、大学语文。专业基础课程模块。该课程模块包括高等数学、工程制图及CAD、无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验、仪器分析及实验、物理化学及实验、化工原理及实验、波谱分析。专业核心课程模块。该课程模块包括环境化学、管网工程、环境微生物学及实验、环境生态学、环境监测及实验、水污染控制工程及实验、大气污染控制工程及实验、固体废物处理工程及实验、噪声污染控制工程、环境影响评价。特色课程模块。该课程模块包括化工环境保护、化工污染控制工程、化工污染控制设备、绿色氧化技术、突发性化工环境污染事故的预防与处置等课程。实践教学课程模块。该课程模块包括环境工程仿真实验、工程设计、工程实验设计与数据处理、PIDCAD工艺流程制图、认识实习、生产实习、毕业论文(设计)。该课程体系在保留环境工程专业的核心课程基础上，《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《仪器分析》、《化工原理》、《波谱分析》等专业基础课程内容和学时与化学工程专业一致，在课程设置上体现出环境工程专业与化学工程专业课程的复合；特色课程模块和实践教学课程模块体现出环境工程专业与化学工程专业课程的融合。

3环境工程与化学工程复合型人才培养的教学方法

对于环境工程与化学工程复合型人才，要求综合培养学生环境工程、化学工程两专业的知识和能力，达到综合培养的目标，这就要求其相应的教学不能采用灌输性的教学风格，而应采用渗透式教学、融合式教学、案例式教学和研究性教学等。(1)渗透式教学是指在上述专业基础课程模块中渗透环境工程专业知识的教学，在上述专业核心课程模块渗透化学工程专业知识的教学。例如，《物理化学实验》中动力学实验可以让学生动手做“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”。(2)融合式教学是指在上述特色课程模块和实践教学课程模块中将环境工程和化学工程中的知识、原理、技能融成一体进行教学。例如，《化工污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“流化床化学反应器处理农药厂废水”的专题教学，将流化床工艺设计参数、原理、废水排放标准等融合在一起进行教学。(3)案例式教学就是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中结合教学内容运用工程中的实际案例进行教学。例如，《水污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“电镀厂含铬废水的深度处理”的案例教学。(4)研究型教学是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中教师结合教学内容，通过创设学习情境，促进、支持和指导学生完成研究型学习活动，来综合培养学生能力与素质的一种教学方法。例如，在“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”实验中，教师可引导学生自己查阅文献资料，引导学生思考如何测定溶液中2,4-D的浓度？如何用计算机软件绘制2,4-D浓度的标准曲线？让学生自己确定实验中所需要的仪器和使用的方法，引导学生思考FeSO4和H2O2使用量对2,4-D降解速率的影响，如何求算该降解过程中的速率常数K和表观活化能Ea？

4环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设

良好的师资队伍是实施环境工程与化学工程复合型人才培养的关键。要培养环境工程与化学工程复合型人才，首先必须有环境工程与化学工程复合型的师资。笔者认为，要改变目前环境工程与化学工程复合型的师资匮乏问题，可从如下几个方面加强环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设。(1)引进、培养具有环境工程和化学工程双专业学位的高水平的博士或硕士，他们在学士、硕士或博士学位教育期间接受过环境工程、化学工程的专业教育，具备环境工程和化学工程复合的知识结构和科研素养，是环境工程与化学工程复合型人才培养的理想师资队伍。(2)教师交叉自学和资格认证。在学院内部要求有环境工程专业学位的教师参加化学工程的本科理论与实践教育，要求有化学工程专业学位的教师参加环境工程的本科理论与实践教育，教育期满后进行考试认证，达到认证资格的教师才能评聘为环境工程与化学工程复合型人才培养的师资。(3)聘请企业有工程实践经验，且有良好师范素养的工程师参与环境工程与化学工程复合型人才培养的教学和科研工作。

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(1)学生的化学基础相对薄弱。虽然学生学习过普通化学且部分学生修过有机化学，整体说来学生对化学相关知识掌握依旧不多，知识储备不够，学习重视度也不高;

(2)科目课时安排相对较少。由于课程知识点杂多，如果仅仅是重点讲述部分知识内容，容易破坏科目的整体性和系统性;

(3)缺乏实际应用的案例。课堂上基本原理知识阐述过多，和现实案例及实际环节关联较少，讲解容易枯燥无味。针对上述几个反映普遍的问题，我们和学生充分交流后针对教学方法进行了相应调整，在补充相关的化学基础知识，改善加强知识点的复习和梳理，以及在相关章节添加生动案例等方面进行了有益尝试并取得不错的教学效果。

2教学方法改进的几个方面

2.1补充化学相关基础知识在学院制定的培养计划中，环境化学科目开设时间为大三第一学期，在此之前大部分学生已经修读过普通化学和有机化学，具备了一定的化学基础知识。但由于培养计划对化学科目的课时分配相对较少，同时环境专业的学生对学习化学的重要性认识不够，学生的化学基础比较薄弱，给授课的顺利进行造成了一定的困难。为了让学生能听明白，理解清楚，在某些章节我们适当补充相关的基础知识，这种做法获得学生的广泛认可。我们采用的教材是由2006年高教出版社发行，戴树桂教授编著的环境化学。其中大气环境化学章节中提及自由基的稳定性，我们相应补充了键的解离能和共轭、诱导作用以及空间位阻与键稳定性的关系，引导学生从以上几个方面综合理解相应自由基的稳定性。谈到自由基的活性时，我们把有机化学中讲过的烷烃卤代自由基反应与之关联，学生学习新知识的同时回忆学过的内容，这样接受起来更为容易。在讲到多环芳烃的结构和性质时，我们及时帮助学生回忆了有机化学科目中对芳烃芳香性的介绍，其电子结构特点以及和化合物结构稳定性的关系，这样学生就能更好理解多环芳烃的在环境中的稳定性，迁移和转化的特点。同时我们要求学生在相应章节对水污染控制工程、大气污染控制工程、环境毒理学，固体废弃物的处理处置等科目进行对照学习，相互印证，既加强学生对相关知识点的记忆，同时也能让学生从化学的角度深层次去理解环境问题出现的原因。

2.2总体把握教学内容，充分利用课堂时间培养计划中分配给环境化学48学时，在较短时间内完成八章内容，这对学生和老师都是一种挑战。我们在正式开讲前，先给学生大致剖析了一下该科目的主要脉络，便于学生了解科目的重点章节。第一章绪论，主要阐述环境问题的出现导致环境化学的诞生以及环境当中主要污染物的类别，环境效应和迁移转化。从第二章到第四章分别谈及污染物进入大气，水和土壤后的赋存状态，迁移转化等内容。第五章涉及污染物历经上述三个圈层后进入生物体以及在生物体内的运动过程及毒性。第六章主要是一些具体的典型污染物在环境各圈层中的转归。第七章重点介绍受污染环境的几种具体修复技术。而最后一章则是绿色化学的基本原理与应用。通过分析，学生大致了解了本课程的知识结构和脉络特点，有利于学生在学习开始初步建立一个关联体系。随着教师授课工作的开展，学生可以把相应知识点置于关联体系中，最后形成该科目的完整知识体系。另外针对科目课时较少而内容丰富的特点，我们要求学生必须做到课前预习和课后复习，简单的和常识性内容仅做概述，和其他科目有交叉的章节如第二、三和五章，我们侧重讲述和化学相关的内容，其他部分以课堂提问或作业的方式让学生自己学习。这样既节省了时间，也督促学生针对相应的交叉科目如大气污染控制工程等自主进行对照学习，增强了学生的自学能力;提高课时利用率的同时，也提高了学生学习的主动性和积极性。另外，我们设置“每课一个小结，每章一个总结”，便于学生及时复习课堂学到的知识点。

2.3补充真实典型案例，充实教学内容环境化学中基础理论和基本原理阐述较多，学生学习起来容易觉得枯燥乏味。引入环境中的真实典型案例，充实教材教学内容，可以有效激发学生的学习兴趣，增强学生利用化学知识分析研究实际环境问题中有关污染物存在，化学特性及控制原理的能力。通过介绍11种农药“喂养的豆角”，可爆炸的西瓜以及一系列生活中有毒的食品(毒馒头，毒油条，瘦肉精，辣椒中的苏丹红，毒木耳等等)，到富含有机物的工业废水排放，挥发性有机物充斥室内外环境，以及最近出现的“雾霾”现象和人们高度重视的PM2.5等，让学生认识到学习环境化学的重要性。在大气污染物的迁移章节，介绍马斯河谷烟雾事件，多诺拉烟雾事件，印度博帕尔事件，切尔诺贝利的核泄漏事件以及洛杉矶和伦敦烟雾事件，使学生把大气中污染物扩散及对环境的影响和书本知识结合起来，充分理解大气污染物扩散的各种影响因素及相应的处理措施和方案。另外我们也选择在适当的章节中插入一些和环境保护相关的小故事来调节课堂的气氛。比如在讲到典型农药在土壤中的迁移转化时，介绍完有机氯农药后，穿插了瑞士化学家米勒和滴滴涕以及德国科学家哈伯和毒气的故事。这些历史上真实出现过的血淋淋的事件，深深震撼了在座学生。课后学生纷纷上网查阅相关事件进行讨论，同时也反馈了一些其他的案例供参考。通过真实典型案例的介绍和小故事的穿插，提高了学生对环境化学学习的重视程度，有效调动了学生的学习兴趣和积极性，教学效果和教学质量有显著提高。另外我们会在课余时间或答疑时间和学生充分沟通，鼓励学生对该课程授课内容和方式提出建议，及时了解他们的想法和实际学习情况也对教学质量的改善大有裨益。

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二、在实验教学中渗透环境教育

化学实验，不论是演示实验还是分组实验，它们既能培养学生的动手能力、观察能力、思维能力，又能很好的对学生进行环境教育。而“化学是一门以实验为基础的科学，化学的许多重大发现和研究成果都是通过实验得到的。”因此，在化学实验中渗透环境教育就更生动、更具体、更直接、更有教育意义。如药品取用为什么要按规定用量，没说明用量则取少量，固体药品盖满试管底部，液体药品则取1－2ml，这样既节约药品又减少对环境的污染。再如对用剩药品的处理：为什么不能放回原瓶，不能抛弃，不能带出实验室，要放在指定容器里，其根本原因就是为了防止造成对环境的污染和危险；硫磺在空气中的燃烧需要在密闭的容器中进行；制气体的装置为什么首先要检查装置的气密性；一氧化碳还原氧化铁为什么要对尾气进行处理；以及闻气体的方法；化学试剂的贮存和使用等等。化学实验是对学生进行环境教育的重要环节，也是环境教育的重要时机，教师必需运用好这环节，对学生进行环境教育。

三、在课堂教学中渗透环境教育

新课标提倡：“以教师为主导，以学生为主体”。教师要充分利用现有教材中的环境教育因素加强对学生的环境教育。例如，在讲“我们周围的空气”一单元时，可以给学生讲解空气的污染与治理，沙尘瀑的产生与防治，也可根据学生的实际，讲解如何避免SO2、CO的中毒以及SO2、CO中毒后如何处理；还可以给学生讲解臭氧的作用以及出现臭氧空洞的严重后果等。在讲解“自然界的水”时，淡水资源的危机、水体的污染便可贯穿其中，从全球来看，淡水资源短缺，分布不均，而水污染又在进一步加剧，造成淡水供需矛盾的尖锐；这样能很好的让学生意识到，环境污染给人类造成的极大危害，使之体会到水资源保护的重要性；讲解“碳和碳的氧化物”的知识学习后，可以给学生介绍“温室效应”的形成、事实、危害。在讲解“使用燃料对环境的影响”时给学生讲解酸雨的形成、空气的污染、温室效应，以及为何要寻找和开发新能源等。在讲解“金属资源的利用和保护”时，教育学生为什么要合理开采和利用资源以及废旧电池为何要回收等；在讲解“有机合成材料”时给学生讲解什么是“白色污染”以及如何解决“白色污染”，教育学生从身边的小事做起，争做保护环境的主人。

作为化学教师要充分利用书本知识，结合身边实际把环境教育穿穿于课堂教学之中，让学生了解环境问题的前因后果以及一些相应的解决办法，培养学生的环境忧患意识。

四、在课外活动中渗透环境教育

教育的目的之一就是让学生获得知识、具有一定的能力，因此环境教育的根本目的就是要让学生明白为什么要保护环境。教师可以利用如3月12日植树节、5月31日世界无烟日、6月5日世界环境日等纪念日，争取当地有关部门的支持，让学生参与到活动中去，使学生通过这些活动受到教育，从而提高环境保护的认识。还可以利用寒署假、节日等空余时间让学生通过开展社会调查的方式对自己生活的地方进行环境调查，看一看我们身边存在哪些环境问题？造成这些环境污染的原因是什么？首要污染物是什么？有什么严重后果？可以通过什么方法加以解决等，从而提高学生的环境保护意识，增强社会责任感。

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我国的环境状况并不容乐观。大气污染、水污染等已经给人们的生产、生活带来灾害性影响。曾经风景如画的南京十里秦淮，如今已是垃圾充溢臭气熏天的“龙须沟”，淮河水无法饮用，大运河鱼虾绝迹，九七年的黄河断流，九八年的长江洪水，去年的沙尘暴等等，其后果已是触目惊心。至于城市的酸雨、近海的赤潮、湖水的干涸等，早已不再是新闻。因此，提高全民族的环境保护意识，已经摆上了国民教育的重要议事议程。而中学生正处于世界观与人生观形成的关键时期，环保意识一旦形成，对其一生的社会行为乃至对整个中国的经济发展与环境保护，无疑将产生巨大的影响作用。培养学生的环境保护意识，是一件事关未来、影响深远的大事情。

二、化学教育在培养学生环境意识中的重要地位

化学学科的特点，决定了化学教育在培养学生环境意识中占有重要地位。它同物理、生物等都是对学生进行环境教育的主要学科。许多污染物的成分、特性、形成过程、对人类生产生活的危害以及如何防治等，都与化学教学内容有着密切的联系。初中、高中化学教学大纲中也明确提出，化学教育应培养学生关心自然、关心社会的情感，对学生进行环境保护意识的教育。

三、化学教育如何培养学生的环境意识

在化学教育中，化学教师应有意识的对学生进行环境教育，概括起来，主要有以下几个途径：

1、在化学课堂教学中，渗透环境教育

在中学化学教材中，包含许多与环境保护有关的内容，例如作为大气污染物中的头两号“杀手”so2和co，在初中课本和高中一年级课本中都做过初步和系统地学习。教师在讲授该节内容时，就应给学生讲清so2、co的产生、特性及对人类的危害，并可根据学生的实际情况，讲解如何避免so2、co的产生及so2、co中毒后如何处理等。并由so2的特性讲解“酸雨”这种污染物的形成及危害。对于大气污染中的另一“杀手”——光化学烟雾，在高中第二册（试验本）教材中也介绍过，教师可结合1942年的美国洛杉矶光化学烟雾事件，给学生讲清其形成过程及危害，从而提高学生对环境污染的重视程度。

2、在化学试验过程中，进行环境教育

化学试验作为化学教学的重要组成部分，同样担负着对学生进行环境教育的重要职责，并且较之课堂教学更具有直观性。一方面，教师可以以环境污染物为试验样品，进行观察分析与研究。例如测定大气飘尘的浓度、测定雨水的ph值、用so2形成硫酸、硝酸的过程等等。另一方面，化学教师在自己做或指导学生做实验时，也可以切身实地的进行环境教育。例如在做有有毒性气体（如so2、co等）放出的试验时，可增加尾气处理装置，以减少有毒气体排放。对实验结束后的试验废液、废物应放入指定地点，这样既可减少污染物污染，也教育学生环境保护要身体力行，从自身做起，只有这样，才能形成良好的环保习惯。

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（一）教师角色的转变

首先，需要教师自己能够清楚的认识到使用各种网络设备和资源辅助化学教学，必须转变自身的角色，需要从原来的以教师为教学中心的知识“讲解者”的角色转变为学生学习的组织者、指导者和监督者。例如：通过各种网络设备可以用来监控和指导学生进行学习，计算机网络教室就提供了这样的一个条件。在学生学习的过程中当学生遇到问题需要帮助时，可以通过电子举手告知教师，然后教师可以通过教学监控系统来遥控学生的键盘、鼠标，以实现对学生的手把手的帮助。同时，教师还可以将自己的讲解过程或某一学生的操作过程播放到全体学生或特定部分学生的屏幕上，这样不仅仅可以让在化学学习中有困难的学生及时的得到帮助，同时还可以帮助学生体会到他人出错的地方，以提高自己的注意力。这样做可以减少学生范相同错误的可能性，并能够给保证学生拥有旺盛的学习热情。

（二）学生地位的转变

正所谓“师傅领进门，修行靠个人”，有了教师良好的引导，学生还必须自己努力才能够取得理想的成就。所以教师应该通过网络设备与资源来让学生进行个别化学习、选择性学习、合作化学习和竞争性学习，让学生转变为自主学习与积极探索知识的主体地位。例如：在多媒体网络环境下，教师可以根据各个学生的实际情况进行相应的指导，而学生也可以在网络上根据自身实际的情况选取适合自己的化学知识和学习方式来进行学习。这样做不仅仅可以让成绩好的学生进行超前学习和竞争性学习，发挥他们的积极性和主动性，锻炼并提高他们的自学能力，同时还能够让基础差的学生按自己的知识水平和能力层次来选取知识内容，进行选择性学习和合作化的学习，从而养成他们良好的学习习惯，防止厌学情绪的出现。

（三）教学过程的改变

网络资源在化学教学的应用中，对教学过程有着巨大的冲击。因此教师必须对使用网络设备与资源来辅助化学教学，可以让教师在网络环境下灵活的获取各种资源来为教学服务，同时还为教师指导学生从网络中获取化学教学资源并以此来进行自主学习提供了可能，从而来改变传统的口授、板书、演示的传教模式，并改变学生的听、记、背的传统学习模式。例如：在上化学课时，教师可以使用多媒体教室中的各种多媒体设备来给学生播放自己创作的或下载的化学课件，以此来增加化学课课堂教学的容量。同时通过这些网络资源还能够在课堂上创设出恰当的教学情景，以此来激发出学生的学习兴趣。利用网络资源学生既可以观看多媒体课件来学习化学知识，也可以操作分机来与教师和其他同学进行沟通、讨论，从讨论中去发现、理解知识，并构建出自己的的化学知识体系。这样做不仅仅可以对学生学习化学的积极性和主动性进行充分的调动，让学生可以有更多的时间和空间去自由的进行化学知识的探索，培养他们独立获取知识和创新思维的能力，同时还可以让教师从繁重的、重复性的教学活动中解脱出来，让教师可以有更多的时间去学习新知识、研究先进的教法，并以此来提高教学效率。

（四）教学需要打破空间与时间的限制

使用网络资源来辅助化学教学，可以打破传统教学模式上的时间和空间限制，让化学的教学不再局限于课堂、书本、教室和实验室，是化学教学可以在时间和空间上得到延伸和扩展。例如：：在网络环境下，教师可将自己的教案和课件在校园网或internet的中学教学网站上，供学生在课余时间上机查寻和使用，给学生的预习、复习提供了良好的课外学习环境，另外还可让有条件的学生与教师联网，鼓励学生在家中通过上网来进行学习和作业，来即时地向教师提问和请教，使教师的教学活动得到延展。另外，学生还可通过internet来访问相应的中学化学教学网站，在网上接受其它化学教师的远程教学，学生的学习不再受限于传统教学的时间和空间，大大地提高了中学化学教学的效率。

二、利用网络资源丰富教学资源

（一）通过网络资源丰富教材内容

化学是自然科学的重要组成部分，它侧重于研究物质的组成、结构和性质的关系，以及物质转化的规律和调控手段。今天，化学已发展成为材料科学、生命科学、环境科学和能源科学的重要的基础学科，成为推进现代社会文明和科学技术进步的重要力量，并正在为解决人类面临的一系列危机，如能源危机、环境危机和粮食危机等做出积极的贡献。面对如此丰富的化学知识内容，如果单单靠教师运用教材有限的信息资源，学生所学的必定难以完整，而现在互联网的日益普及，其应用的层面将日益扩大，其网络中的文字、图片、声音以及视频等不同形式的资料，都可以利用简单的界面，通过网络快速地查询。适合中学化学教学的补充资料、更新资料可以很好地补充教材，加强教学效果。

（二）通过网络资源及时更新教材内容

网络上有各种各样的信息，其中有很多都是最新的资料，因此在化学教学的过程中可以通过网络进行资料补充。而这些对于会随着时间而改变的教学内容，为教师和学生第一时间学习最新的知识有着十分重要的作用。同时由于网络上各种内容的更新速度较快，教师可以从网络上搜集各种信息来代替部分教材内容，这样既可以达到教学效果，又可以联系日常的社会生活。

（三）网络资源让教学内容更生动

网络上的资源丰富多彩，不仅有文字、图片，同时还有很多动画、视频等多种资源。在日常的教学过程中教师可在化学的教学中适当地运用这些多媒体资源，以此来吸引学生的注意力，提高学生学习化学的积极性，让学生更加具体感性地了解学习内容。

（四）利用网络资源帮助进行教学活动设计

教师在制定教学策略时需要明确目标导向，规划完整的教学活动，选择有效的手段，由于教学理论的不同，所设计出的运用网络在中学化学教育中的教学策略与角色就不同。新课程倡导的主题式教学对传统教学提出了挑战。利用网络资源进行课程内容的整合，是化学教师进行主题式教学活动设计的首选。例如，教师可以设计一个关于水资源的有效利用的主题，教师可以事先将这些有关的环境网络资源整理成适合学生学习化学的资料，或利用网络上的资料设计一些学生活动，让学生分组或参考网络上的资源展开学习活动，达到网络合作学习效果。另外，教师也可以配合章节教学内容需要，设计可以应用网络资源查询的学习活动，例如环境保护这个主题，让学生针对环境保护这个主题上网查询资料，这样可以激发学生的学习兴趣，增加学习效果。

（五）通过网络资源促进学生自主探究学习活动

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2.总体规划

2.1设计理念

该工厂在绿化上的设计原则是以作业建筑为主体的环境净化、美化。要体现厂区绿化的特点与风格,充分发挥绿化的整体效果。根据厂区的规模、行业特点,建筑物格局所处的环境,庭园使用的对象,布置的风格和竟境等因素,表现出新时代的精神风貌,衬托出厂区的敞朗、整齐、宏伟,使厂容厂貌格调高雅,面目鼎新。

2.2功能分区

资阳电力机车厂区划分为三个功能区：

2.2.1厂前区包括主要入口、厂前建筑群、厂前广场绿化

厂前区在一定程度上代表着工厂的形象,体现工厂的面貌,是职工上下班集散的场所,是给宾客参观创造第一印象之处,绿化布置应考虑到建筑的平面布局,主体建筑的特点,色彩、风格,与城市道路的关系等,多数采用规则式和混合式相结合的布局。

2.2.2工厂办公区绿化景观

工厂办公区是该公司的行政地点，也是接待客户的地方，所以在设计时运用了多种植物，以少量的乔木和一部分的灌木做成带状形的色块来增强了绿化的多元性。

2.2.3工厂生产车间的绿化

高温车间周围的绿化，该工厂充分利用其附近空地，广泛栽植高大的落叶乔木和灌木，以构成浓荫蔽日、色彩淡雅、芳香沁人的凉爽、幽静环境、便于消除疲劳。

2.3道路规划

2.3.1车行系统

厂内道路是连接内外交通的纽带,职工上下班人流集中,车辆来往频繁,地上地下管道,电线纵横交叉。工厂绿化设计上是要本着适地适树的原则,选择植物,不能只考虑美观等效果,要选择那些既抗污染,又能滞尘,且易繁殖,便于管理的植物。

2.3.2人行系统

工厂在人行系统上作有少量的草地汀步，这是为了增强工厂内的文化内涵。在工厂的行车道的两边都设有一至两米的人行道，这样既保证了车辆的畅通也保证了厂区人员的安全。在人行道一旁种有小叶榕常绿植物，这样不仅为厂区绿化起到作用而且也为厂区工人起到遮荫的功能。

2.4绿化带植物配置

该工厂注重植物的搭配与功能的作用，在植物上上层植物为乔木，主要有雪松、广玉兰、小叶榕，而下层种植的小桥木为油松、白皮松、大叶女贞、银杏等等。因为绿化带长有的地方还以色块为主。

3.特殊景观详细规划

厂区大门口工厂大门口是工厂的形象，一个好的工厂因在其工厂大门口体现出其工厂的内涵。在植物上应有特别的布置，不能是见地栽树、种草。应该在已有的地块中种植树木并合理的布置灌木和矮乔木来营造景观效果。

4.设计方案评价及讨论

4.1方案评价

4.1.1功能绿化分区明确

整套设计方案遵循了把握全局，局部精细的设计原则，功能绿化分区明确，各功能分区在植物配置以及其他构成要素上突出了各自的特色，并满足了不同的使用功能。

4.1.2工厂景观具有整体性

各分区以共有的元素相连，加强了整个地块园林景观的整体性。设计方案本着局部精细的原则，对于细部的处理不论是材质还是施工工艺都提出了明确的要求。

4.1.3设计具有工厂代表性地方特色

工厂设计中不仅遵守了工厂的设计要求，而且在在设计中具有地方性特色，布置是以资阳市大体运用的工厂配置原则。植物上采用了当地资阳市的当地树种，这样是增强了一个工厂的当地特色的重要手法之一。

4.2方案讨论

4.2.1主景过于突出

丛整个地块的设计上看，结合实际情况，该设计的布局因地制宜，巧妙的结合当地的自然条件，也考虑到的功能上具有共性的一些问题。但是在整体效果上欠缺了一点整体协调性，主景过于抢眼，而导致了总体景观的不一致性。

4.2.2植物配置过于繁琐

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《环境工程学》课程是环境类本科院校环境科学专业的核心课程，通常开设在第六学年，授课对象是三年级环境科学专业的学生，此前学生学习了《环境学概论》等基础课程，具备了环境学的基础知识，对工程设计接触较少但却充满兴趣。本课例设计内容节选自高等教育出版社“十一五”国家级规划教材，本节课程为环境工程学第二篇“大气污染控制工程”的核心教学内容，旋风除尘是主要的颗粒物控制工艺之一。教学目标包括知识目标：认识旋风除尘设计参数的含义和正确应用；能力目标：能正确计算、合理设计旋风除尘器；情感目标：培养严谨的学习态度、强化合作意识、提高学生的学习积极性。目标立足于学生对旋风除尘器设计各重要参数的认识和设计，培养其应用信息技术自主学习的能力和提高学习的积极性。教学重点是旋风除尘器各部分尺寸比例、压力降、捕集效率；难点是学生能熟练的完成旋风除尘器的设计及选型。为了达到教学目标，突破重点、难点，课题制作小组采用理实一体化的教学方法，基于创新意识与实践能力对课例单元进行信息化教学设计。

二、创作思路

除尘工艺设计课的教学内容枯燥、计算烦琐、讲述内容较多，学生的兴趣很难被调动，讲授法效果较差，因此本着“教师为主导，学生为主体，理论与实践相结合”的原则，对本节课采用任务驱动法、理论实践一体化教学、启发式教学法、发现法、讨论法、对照讲解法等教学方法相结合的方法，以启发式为主导，利用动画对照讲解，观看实物照片，检索工艺设计国家标准，学生采取自主学习、合作学习、探究学习的方式，完成简单旋风除尘器设计的任务，充分调动学生的认识趣味，丰富空间想象力，将复杂的问题清晰化。在教学中采取自主学习策略、运用专业技术指南等引导学生自主完成旋风除尘工艺的设计及计算过程，培养学生形成咨询计划实施检验的设计能力。

三、设计内容介绍

（一）布置任务

任务驱动法课堂教学的特点就是教师一上课就布置课堂任务，本课例任务为：设计简单旋风除尘器。根据已知参数，计算和选择相应尺寸、除尘效率等。用提问、设问、反问的形式进行师生互动，能为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境，围绕任务展开学习，以任务的完成检验和总结学习过程，改变学习状态，使学生主动探究、实践、思考。

（二）复习回顾知识点

要完成以上课堂任务，必须用到之前所学的基础理论知识，教师通过视频和图片，生动展现旋风除尘的原理，影响除尘效率的因素以及相应的设计参数，包括颗粒的分离直径、半分离直径dc、捕集效率等。生动逼真的网络动画资源应用到课堂教学，既能直观地回顾所学知识，更能加深学生的印象，提高学习兴趣。

（三）使用网络资源实例导入课程主题

教师继续播放信息化教学资源，利用视频短片“冲泡茶叶”、“神奇拖把”这些生活常见的现象来设问：视频中的现象源于什么原理？辅以大量图片资源，教师加以提示。通过生活中的实例引出旋风除尘如何达到除尘的目的。

（四）任务实施

分组教学，每5人为一组，组长负责，相互提问、讨论、分工计算和选型。教师负责解释疑难问题，掌握学生对本堂课的了解程度。学生讨论，寻找疑难确定绘图重点。教师根据学生实施过程分组解答遇见的困难和问题，达到学中做、做中学的教学目的。

（五）课程评价

针对重点和难点完成所布置的任务，学生自检：完成检验评分表的填写，学生各组内开展互评。评估本次教学的效果：教师对各个小组的作品进行归纳总结、评定，指出不足之处，对优秀小组进行表扬，对相应有进步的学生进行鼓励，肯定他们的劳动成果。

（六）布置作业

课后作业两道题，分别为一道简答和一道计算，从而巩固新知识。

（七）课后拓展

教师提供为学生收集罗列若干个环境类的相关网站，拓宽学生的知识面，鼓励学生课后查阅网络相关的知识和新闻。

（八）时间分配

课程复习5分钟，导入新课5分钟，布置任务5分钟，任务实施45分钟，学生自评5分钟，教师评价10分钟，布置作业5分钟。

四、特色介绍

本课例采用信息化教学设计，但又积极突破传统方法，延伸教学时间，这样不仅改善了枯燥的教学过程，又增长了学生的创新与实践能力，信息技术的有效运用贯穿教学始终，突破了教学中的重点及难点问题。采用“任务驱动策略”，能使能力与知识点学习相结合。鼓励学生对课后学习的延伸，充分利用网络资源，拓展课程教学的空间。《环境工程学》是高校环境科学与环境工程专业的核心课程之一，它主要研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，研究环境污染综合防治的方法和措施，以及利用系统工程的方法。通过该门课程的教学，不仅要让学生在学习环境学基本知识和理论的基础上对环境科学领域有较全面的认识，还要培养学生对本专业的热爱，激发他们对后续专业课程的学习兴趣，坚定他们专业学习的信心。学生创新意识和实践能力的培养是在学生丰富多彩的自主活动中实现的，不是外界强加于学生的。从这个角度看，教学过程应该多利用任务驱动或理实一体化，设计课堂学生的活动，给学生提供适宜的活动目标和活动对象，以及为达到创新意识培养目标所需的课堂情境。通过以学生为主体、教师为主导的课堂实践活动，促进他们的参与精神、创新意识、实践能力及多方面素质的整体提高。课堂教学过程要以学生为主体，是以学生实践能力、自主学习为基础的互动和开放的课堂；以激发学生主动实践、主动思考、主动探索、主动创造为基本特征，在任务驱动过程中应注意对任务涉及问题和知识进行研究，有目的的设计提问方式，还可以让学生带着这些问题认真思考，给学生进一步探究创新留下拓展的空间，优化思维品质。然后，教师再在课堂上揭示解决技巧和思维方法，这样不仅能起到一题多练、一题多得的触类旁通的作用，还容易激活学生的思维，产生强烈的探究意识。只要学生深入研究问题，善于反思和总结，就会有所发现，而且经过自己独立探索得到的创新思维的结果，我们要予以鼓励和正确引导，并长期地、自觉地培养这种探究、创新的思维习惯。

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二、高校体育教学环境的结构

体育教学可以说是一个复杂的整体，想要有效发挥教学环境在体育教学中的有利因素，必须对教学环境的结构有一个整体的了解。从大的方面来看，高校体育教学的教学环境大致分为物质环境和社会心理环境。从物质环境的概念上来看，物质环境主要指高校体育活动赖以存在和发展的物质因素，主要包括体育场馆、体育器材等客观存在的物质因素。从物质环境的组成来看，物质环境可以分为时空环境、设施环境和自然环境。时空环境主要指体育教学活动展开所需要的时间和空间因素，主要包括体育教学所有的课程时间安排、班级规模、队形编排等;设施环境指体育教学活动主要是指体育教学的场所和教学器材，也就是我们说的体育场馆和体育器材等内容;自然环境主要是指学校所处地区的自然条件，如该地区的气候、地形等。从社会心理环境的概念上看，社会心理环境主要指影响高校体育教学活动的各种社会方面的和心理方面的因素的综合。与物质环境的有形性相比，社会心理环境比较抽象，控制起来的难度也比较大。从社会心理环境的组成来看，社会心理环境包括人际环境、信息环境、组织环境以及情感环境和舆论环境这几个方面的内容。人际环境主要指学校的各种人际关系的总和，分为教师与学生、学生与学生、教师与教师、管理层与教师、管理层与学生这几个方面的关系;信息环境指各种信息总和而来的环境因素，学校对各种信息的处理方式，信息传播的速度等内容;组织环境指学校在教学活动中所涉及的各级组织形态的总和;情感环境具体地指教学活动进行过程中的师生的情感体验、心理活动的总和，包括课堂气氛等内容;舆论环境是指学校的主流评价，内部集体舆论以及个别人的个别意见等内容。

三、高校体育教学结构的优化

在上一个部分中我们已经具体地探讨了高校体育教学环境的结构方面的内容，当然这种探讨集中在客观地描述方面，接下来就是要针对教学环境的结构方面的问题和影响来探讨教学环境的优化的问题。从时空环境的优化来看，高校体育环境需要解决的主要问题是体育课程的实践安排和班级规模的问题。一方面要将体育课程尽量安排在下午，以适应师生的生理、心理特点;另一方面合理安排班级规模，照顾每个班级学生的学习状况。从设施环境上来看主要需要进行优化的方面是丰富学校的体育场馆所能够提供的体育活动方式的多样性，另外需要购置尽可能高质量、大数量的体育用品。从自然环境方面来看，高校主要需要做的就是顺应该地区的自然环境的特点，合理安排体育教学活动，灵活调节教学活动的时间。高校体育教学环境的社会心理环境因素相对而言比较复杂，结构的优化所需要解决的问题也比较多，接下来本部分就选取几个比较有代表性的问题进行分析:从信息环境来看，学校是信息交换的主要场所之一，因此在具体的教学活动中体育教学要保证师生间传递信息的科学性、准确性和时效性，尽可能通过信息交流为体育教学创造一个积极的影响。从组织环境上来说，教师和管理者需要承担绝大部分的责任。一方面教师需要通过自身的专业知识以及个人人格魅力等方面的内容调节学生的心理、缓和体育教学的课堂气氛;另一反面管理者要尽可能地化解体育教学活动中可预见的矛盾内容，降低教师的组织管理活动的难度。

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二、提高信息意识，改进课堂教学

21世纪是信息化、网络化的时代，信息获取渠道多元、便此在教学方式上要从传统的教师主导型渐向学生主导型发展，要处理好课堂教学与网络教学之间的关系，实现传统板书式－电子课件－网络教学三位一体的教学体系。提高教学质量，不仅要研究如何讲，还要研究学生是如何学的，关键之处是要使学生学会如何学习，侧重于改进教学过程，引导学生在过程中理解和掌握基本的物理概念与物理方法。信息技术，如动画、视频、网络技术及开放课程等的应用，使得课堂可以更生动，使学生参与度更高，既提高了学习兴趣，又能更好地发挥学生的主观能动性，主动地去理解掌握知识。这就要求教师转变教学理念，增强信息意识。学习更多的信息化技能和手段，如微课等视频制作手段，更好的PPT制作方法、动画制作技术等，更好的实现教学与信息化的整合；并充分利用网络平台，建立更多的与学生互动和交流的机会，及时了解学生存在的问题并及时解决问题。教师信息意识的培养，对于教学会有莫大的帮助。在大学的物理课堂上，教师利用信息技术能够很好地优化教学的环境，减轻学生的负担，节省了很多的时间，让学生有更多的时间进行的思考。

三、MOOC及其对课堂教学改进的作用

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2实验研究方案的制定与实施

2.1实验方法

以初中二年级课程《立定跳远》为例，在我校初中二年级体育课教学中，对八个班级的学生进行立定跳远测试，最后本研究选取班级人数相当、男女比例均接近1:1、立定跳远测试成绩没有显著差异的2个班级作为本研究的实验组和对照组（如表1所示）。实验组采用“教师讲授示范-学生实践练习-教师设疑引思-学生带疑探究-学生巩固强化-教师指导评价”的信息技术环境下的教学模式进行教学。对照组采用传统的课堂教学方式进行教学。为了避免干扰变量的影响，两个班级安排同一授课教师，教学进度、学习目标均保持一致，教学时长为一个学期，力争使研究得出科学、客观的结论。

2.2实验步骤

实验组采取信息化环境下的新型教学模式，具体实施过程如下：教师讲授示范阶段：本阶段的教学在室外操场进行。教师通过创设情境、任务驱动等方法导入新课，激发学生学习兴趣，就立定跳远的动作要领对学生进行讲解和示范。学生实践练习阶段：学生根据教师的示范和讲解，自主练习立定跳远动作要领，教师在此过程中及时用摄像机记录学生的立定跳远动作（包括正面动作和侧面动作）并记录学生的立定跳远成绩。教师设疑引思阶段：同一位教师讲授，学生年龄又相当，但立定跳远成绩存在较大差异，有些学生成绩接近满分，有些学生却难以达到及格水平。教师针对这一问题对学生设疑：完整的立定跳远动作由预摆、起跳、腾空、落地四个部分组成，自己是否掌握了动作要领，针对目前的立定跳远水平，是不是存在可以提升的空间，怎样找到自身存在的问题，提高立定跳远成绩？学生带疑探究阶段：本阶段在多媒体网络教室进行。学生带着教师提出的问题，根据教师提供的学习资源（立定跳远动作要领图文详解、立定跳远动作示范视频、学生本人的立定跳远录像等）进行自主探究，通过以上资源的学习将规范动作与自身动作做对比，找到自身立定跳远动作存在的不足。学生巩固调整阶段：学生通过带疑探究发现自身立定跳远存在的问题，在室外操场继续练习，调整动作，巩固练习规范的动作要领。教师指导评价阶段：教师对学生的立定跳远动作进行指导，针对学生动作上的不足进行专项训练，并再次测试、记录学生的立定跳远成绩，对学生的课堂表现进行评价。对照组采取如下的教学方式：对照组采取传统的体育教学方式。首先，教师讲授并示范立定跳远的动作要领，之后，学生根据老师的讲解和示范进行自主练习，教师根据学生动作要领的掌握程度和不同学生的具体掌握情况进行专项训练，以实现学生立定跳远水平的提升。

2.3实验数据统计与分析

2.3.1本研究统计产生了实验组和对

照组学生在学期结束时的立定跳远成绩。我们把男生成绩分成了1.70-1.90、1.90-2.10和2.10-2.30三个水平段，从表2中可以看出，实验组学生在1.90-2.10、2.10-2.30水平段上所占比例高于对照组；在1.70-1.90水平段上低于对照组。我们把女生成绩分成了1.55-1.65、1.65-1.75和1.75以上三个水平段，从表3中可以看出，在1.65-1.75和1.75以上两个水平段上，实验组学生所占比例高于对照组，在1.55-1.65水平段上，实验组学生所占比例低于对照组。由此可见，实验组男、女生立定跳远成绩都比对照组有明显提高。

2.3.2为了更准确了解信息化环境下

体育课程教学模式的实施效果，本研究编制了学生课堂学习效果调查问卷，并对实验组学生进行了调查，共发放问卷35份，回收有效问卷35份。如表4所示，上课期间，有86%的同学比以前能够更积极主动地参与学习；对于这种上课方式，34%的同学表示很喜欢，46%的同学表示比较喜欢，另外还有3%的同学（一名同学）表示很不喜欢，说明我们采用的这一信息化教学模式被大部分学生所认可。针对选择“很不喜欢”这一选项的那位同学，我们专门进行了个别访谈，尝试了解其不喜欢这种上课方式的原因。这位同学表示，他认为体育就应该是户外活动，不喜欢体育课安排室内学习，自身也不擅长借助老师提供的资源自主学习，觉得这种学习方式对自身帮助不大。对于问题“在多媒体教室学习时，老师提供的资源对你帮助大吗”，绝大多数同学表示帮助大，只有9%的同学认为帮助较小，说明我们提供的资源起到了应有的作用。对于问题“信息化环境下的学习对学习成绩的提高是否有帮助”，高达51%的学生选择了很有帮助，也有46%的学生认为比较有帮助，认为帮助不大的只有3%，由此看来，这一学习模式促进了绝大多数同学学习成绩的提升。