綠色化學(xué)的誕生范文
時(shí)間:2023-11-16 17:28:58
導(dǎo)語:如何才能寫好一篇綠色化學(xué)的誕生,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
【關(guān)鍵詞】高職高專 綠色化學(xué)教育
【中圖分類號】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)02C-0125-02
化學(xué)科學(xué)的研究成果使人們衣食住行各個(gè)方面都受益匪淺。但與此同時(shí),隨著化學(xué)品的大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用,人類原本綠色平和的生態(tài)環(huán)境遭受著嚴(yán)重的破壞。面對生存危機(jī),人類重新審視傳統(tǒng)化學(xué),于20世紀(jì)90年代提出了綠色化學(xué)這一新的科學(xué)思想和發(fā)展戰(zhàn)略。綠色化學(xué)可以詮釋為環(huán)境友好化學(xué),它的核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過程和化工生產(chǎn)中盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害物質(zhì),它從源頭上阻止污染物的產(chǎn)生。綠色化學(xué)的誕生,為人類最終從化學(xué)的角度解決環(huán)境污染的問題帶來了希望,讓越來越多的國家和人們認(rèn)識到了其對社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及對化學(xué)界本身產(chǎn)生的巨大影響,而且它向人類展示了發(fā)展科學(xué)、造福社會(huì)卻不以犧牲環(huán)境為代價(jià)的新境界,為人類鋪設(shè)了一條可持續(xù)發(fā)展的道路。本文試分析高職高專院校開展綠色化學(xué)教育的必要性,并針對高職高專院校綠色化學(xué)教育中存在的問題,提出高職高專院校綠色化學(xué)教育的實(shí)施措施。
一、高職高專院校開展綠色化學(xué)教育的必要性
隨著社會(huì)公眾對環(huán)境保護(hù)及國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的日益關(guān)注,各國逐漸認(rèn)識到對社會(huì)各階層,尤其是對大中學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育至關(guān)重要。美國和英國等國家很早就開始在各類院校開展綠色化學(xué)課程教育或綠色化學(xué)思想、理念、原則的滲透性教育。我國綠色化學(xué)與教育基本上能跟上國際的步伐,目前,已有中國科技大學(xué)、清華大學(xué)、中山大學(xué)、四川大學(xué)、首都師范大學(xué)等國內(nèi)知名本科院校開設(shè)了綠色化學(xué)必修課或選修課。然而,在大部分的高職高專院校中至今沒有開展綠色化學(xué)的相關(guān)教育。高職高專院校是以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才為根本任務(wù)的,高職高專的畢業(yè)生應(yīng)具備基礎(chǔ)理論適度、技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)、知識面較寬、素質(zhì)高等特點(diǎn)。在高職高專院校中實(shí)施綠色化學(xué)教育,向?qū)W生傳遞綠色化學(xué)的科學(xué)思想和基本原理,介紹綠色化學(xué)的基本原則,讓學(xué)生認(rèn)識綠色化學(xué)在可持續(xù)發(fā)展中的重要作用,能夠在未來的生產(chǎn)生活實(shí)踐中學(xué)以致用。一批批高職高專畢業(yè)生進(jìn)入社會(huì)走上工作崗位,他們必將成為生產(chǎn)制造、社會(huì)服務(wù)等領(lǐng)域的主力軍,在這其中,只有接受過綠色化學(xué)教育,他們才能用綠色化學(xué)的思維方式來指導(dǎo)生產(chǎn)生活實(shí)踐,解決生產(chǎn)生活實(shí)踐中可能碰到的環(huán)境、資源、能源問題。況且當(dāng)下,合理利用資源、減少能耗、保護(hù)環(huán)境,是企業(yè)得以生存和持續(xù)發(fā)展的根本保證。在這樣的前提下,企業(yè)就希望自己的員工具有環(huán)境意識和可持續(xù)發(fā)展的意識,以及具備較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感。可見,在高職高專院校中實(shí)施綠色化學(xué)教育是必要的,符合企業(yè)行業(yè)的需求,符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求。
二、高職高專院校開展綠色化學(xué)教育面臨的問題
(一)綠色化學(xué)教育師資隊(duì)伍薄弱
許多高職高專院校的化學(xué)化工類教師對綠色化學(xué)都不是太熟悉,這是綠色化學(xué)教育中面臨的最大問題。教育部門或院校本身可以通過進(jìn)修班、研修班、研討會(huì)等形式對教師進(jìn)行系統(tǒng)的綠色化學(xué)知識培訓(xùn),而教師本身也應(yīng)該不斷收集了解綠色化學(xué)發(fā)展的最新動(dòng)向、前沿信息。只有形成一支高素質(zhì)的綠色化學(xué)師資隊(duì)伍,才能使綠色化學(xué)教育得到根本的保障。
(二)綠色化學(xué)教材缺乏
目前,針對高職高專學(xué)生編寫的綠色化學(xué)教材不多,使教師和學(xué)生的選擇受到限制,這也給綠色化學(xué)教育工作者提出了更大的挑戰(zhàn)。
三、高職高專院校綠色化學(xué)教育的實(shí)施措施
綠色化學(xué)教育的首要任務(wù)是建立一種新的綠色觀念體系,強(qiáng)調(diào)人類對環(huán)境與發(fā)展的責(zé)任感,培養(yǎng)學(xué)生以“科技與社會(huì)”之間和諧發(fā)展為基礎(chǔ)的道德、倫理和科學(xué)價(jià)值觀念。根據(jù)高職高專院校的培養(yǎng)模式和培養(yǎng)目標(biāo),高職高專院校開展綠色化學(xué)教育,可以從以下幾個(gè)方面著手:
(一)形成寬專業(yè)、多層次的教育體系
綠色化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要包括綠色化學(xué)的科學(xué)思想、綠色化學(xué)基本原理、綠色化學(xué)技術(shù)和綠色化學(xué)工藝等。其中,綠色化學(xué)的科學(xué)思想和基本原理是綠色化學(xué)的精髓,可以使人們形成綠色理念,是所有高職高專學(xué)生都應(yīng)該了解和學(xué)習(xí)的,在教育方式上可以靈活多樣。綠色化學(xué)技術(shù)和工藝具有較強(qiáng)的專業(yè)性,只能向具備化學(xué)專業(yè)知識的學(xué)生開設(shè),然而在大部分的高職高專院校中,雖然開設(shè)有化學(xué)化工或相關(guān)專業(yè),但由于學(xué)生的知識水平及結(jié)構(gòu)較本科生有限,培養(yǎng)目標(biāo)也較本科生不同,綠色化學(xué)技術(shù)和工藝這些內(nèi)容對于高職高專學(xué)生來說不一定需要掌握,可以考慮通過案例滲透的形式讓學(xué)生有所了解。也就是說在高職高專院校中,綠色化學(xué)的科學(xué)思想和基本原理才是學(xué)生們學(xué)習(xí)和了解的重點(diǎn)。針對不同的學(xué)習(xí)對象,綠色化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)形式等也是有所區(qū)別的,可以通過表1體現(xiàn)高職高專院校綠色化學(xué)教育體系。
表1 高職高專院校綠色化學(xué)教育體系
授課對象 教學(xué)目標(biāo) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)形式
除化學(xué)化工及相關(guān)專業(yè)外,各專業(yè)高職高專學(xué)生 了解綠色化學(xué)思想和基本原理,培養(yǎng)環(huán)境意識及基本科學(xué)素養(yǎng) 綠色化學(xué)的科學(xué)思想、基本原理、綠色原料、綠色化學(xué)品等 素養(yǎng)課、選修課、專題講座、主題活動(dòng)、社團(tuán)指導(dǎo)、主題宣傳
化學(xué)化工及相關(guān)專業(yè)高職高專學(xué)生 更全面理解綠色化學(xué)理論,常識性了解一些基本綠色工藝與技術(shù) 綠色化學(xué)的科學(xué)思想、基本原理、綠色原料、綠色溶劑、綠色催化、綠色資源綠色化學(xué)工藝與技術(shù)案例 限選課、選修課、專題講座、主題活動(dòng)、興趣小組研究、專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐
鑒于高職高專學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)及能力結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在實(shí)施綠色化學(xué)教育的過程中,要盡可能避免繁雜深?yuàn)W的綠色化學(xué)原理及工藝技術(shù),而應(yīng)注重講授一些貼近生活、聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際、反映最新科技、體現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的內(nèi)容,同時(shí)介紹一些與化學(xué)科技發(fā)展相關(guān)的環(huán)境、倫理、道德、法律等人文社會(huì)方面的知識,如可持續(xù)發(fā)展理論、人類生存的地球、人與自然、清潔生產(chǎn)、綠色標(biāo)志、美國“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”、日本“新陽光計(jì)劃”等。選擇這些易于被接受、實(shí)用性強(qiáng)的知識,既能激起學(xué)生學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的興趣,促使學(xué)生樹立綠色意識,同時(shí)也與高職高專培養(yǎng)知識面較寬、素質(zhì)高的高技能運(yùn)用型人才這一培養(yǎng)目標(biāo)相符合。
(二)在基礎(chǔ)課教學(xué)中滲透綠色化學(xué)
由于受教學(xué)課時(shí)及學(xué)生知識、能力結(jié)構(gòu)的限制,在高職高專中專門開設(shè)綠色化學(xué)必修課的可行性不強(qiáng),需要把綠色化學(xué)內(nèi)容滲透到基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中,使綠色化學(xué)的思想和內(nèi)容貫穿于基礎(chǔ)課的教學(xué)。如用綠色化學(xué)的實(shí)例充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育;再如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)則,規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作,盡可能降低實(shí)驗(yàn)藥品濃度,減少藥品的損耗,預(yù)防環(huán)境污染。還可以指導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,使其成為綠色實(shí)驗(yàn)。在基礎(chǔ)課教學(xué)中滲透綠色化學(xué)為改革課堂教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力提供了良好的契機(jī)。
(三)充分利用實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)開展綠色化學(xué)教育
在高職高專院校的課程設(shè)置中,專業(yè)頂崗實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)占據(jù)了將近一半的課時(shí),如果能充分利用學(xué)生接觸社會(huì)的時(shí)機(jī),讓學(xué)生開展一些綠色化學(xué)的研究性學(xué)習(xí),勢必會(huì)取得較校內(nèi)開展課堂教學(xué)更好的效果。綠色化學(xué)強(qiáng)調(diào)人類對社會(huì)的責(zé)任感,在學(xué)生進(jìn)入實(shí)習(xí)階段之前,設(shè)置一些與社會(huì)息息相關(guān)的研究性課題,如地方空氣和水質(zhì)污染情況、城市垃圾的處理、洗滌劑的合理使用、農(nóng)藥的合理使用、汽車尾氣污染狀況及控制方法、農(nóng)產(chǎn)品的綠色化、城市污水處理、綠色包裝等,讓學(xué)生利用實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的機(jī)會(huì)開展調(diào)查、研究、分析、討論,最終形成結(jié)論,使他們意識到綠色化學(xué)的應(yīng)用會(huì)帶來的社會(huì)效應(yīng),真切體會(huì)和感受到綠色化學(xué)與社會(huì)、與經(jīng)濟(jì)、與環(huán)境之間的相互關(guān)系,從而改變舊有的思維方式,以科學(xué)的眼光來觀察社會(huì)中存在的矛盾和問題,形成綠色的理念,科學(xué)的價(jià)值觀。
(四)開展豐富多彩的課外活動(dòng),宣傳綠色化學(xué)
面對高職高專院校中種類繁多的專業(yè)群,要讓綠色化學(xué)得到普及,必須開辟課外活動(dòng)這一陣地。專題講座、專題宣傳、主題論文大賽、校園論壇、社團(tuán)、興趣小組等等,都是很好的開展綠色化學(xué)教育的途徑,而且這些豐富多彩的活動(dòng),還能變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)參與,提高學(xué)生對綠色化學(xué)的關(guān)注度。
總之,綠色化學(xué)不是一門獨(dú)立的學(xué)科,它是一種戰(zhàn)略、一種方針、一種指導(dǎo)思想、一種研究策略。將綠色化學(xué)思想和內(nèi)容滲透給高職高專院校的學(xué)生,使學(xué)生具有較高的社會(huì)責(zé)任感和較高的環(huán)境意識,這對整個(gè)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都將起到積極的作用。
【參考文獻(xiàn)】
[1]周曉明.STS教育與綠色化學(xué)教育[J].現(xiàn)代教育科學(xué),2004(3)
[2]周曉明,劉劍洪,張培新.綠色化學(xué)教育的思考與實(shí)踐[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢,2004(3)
[3]皮宗新.綠色化學(xué)教育的實(shí)踐與探索[J].合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào),2009(6)
篇2
一
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),實(shí)驗(yàn)是化學(xué)賴以形成和發(fā)展的基礎(chǔ)。但是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀令人擔(dān)憂,存在如下的問題。
(一)由于缺乏實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),實(shí)驗(yàn)條件極其簡陋,基本實(shí)驗(yàn)不能開足。
(二)由于受傳統(tǒng)思想“述而不作”的影響,部分教師的教學(xué)理念陳舊落后,怕準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)麻煩,怕做實(shí)驗(yàn)浪費(fèi)時(shí)間,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成了紙上談兵。
(三)重結(jié)果獲得,輕過程探索;重結(jié)論的正誤,輕科學(xué)方法的掌握、科學(xué)態(tài)度的形成。
(四)部分學(xué)生隨著化學(xué)知識的增多,懼怕有毒有害氣體,懼怕腐蝕性藥品,懼怕實(shí)驗(yàn)造成的污染,做實(shí)驗(yàn)的興趣隨年級的升高而降低。
(五)實(shí)驗(yàn)室污染日益嚴(yán)重,“三廢”處理問題亟待解決。
二
綠色化學(xué)作為一門新誕生的前沿學(xué)科,能很好地解決以上一系列問題。
(一)用綠色化學(xué)理念指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一項(xiàng)新課題
鑒于中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本文由收集整理現(xiàn)狀和存在的突出問題,順應(yīng)世界綠色化學(xué)發(fā)展的時(shí)代潮流,用綠色化學(xué)理念指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì),是知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)向每位教師提出的新要求,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)新的研究課題,它的實(shí)踐意義在于:
1.有利于學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
傳統(tǒng)的教學(xué)重視知識的傳授,忽視能力培養(yǎng)和方法訓(xùn)練,重視繼承、保持和再現(xiàn),忽視創(chuàng)新和立異,這嚴(yán)重影響了基礎(chǔ)教育的質(zhì)量,制約了學(xué)生的全面發(fā)展。為此教育部提出了旨在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的素質(zhì)教育,消除傳統(tǒng)教學(xué)的弊端。在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,開展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì),用綠色化學(xué)的理念和標(biāo)準(zhǔn)重新審視每一個(gè)實(shí)驗(yàn),對不符合綠色化學(xué)理念的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的良好契機(jī)。學(xué)生發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的弊端后,運(yùn)用自己的化學(xué)知識,展開豐富的想象,用綠色化學(xué)的要求重新設(shè)計(jì),這個(gè)設(shè)計(jì)的過程就是一個(gè)創(chuàng)新的過程。在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力能夠得到很好的鍛煉和培養(yǎng)。
2.有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力
在教學(xué)過程中,學(xué)生不僅是認(rèn)識活動(dòng)的主體,而且是實(shí)踐活動(dòng)的主體,傳統(tǒng)教學(xué)重認(rèn)識輕實(shí)踐,而用綠色化學(xué)理念指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),學(xué)生不僅開動(dòng)腦筋自己構(gòu)思,還要親自動(dòng)手進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)過程中,實(shí)踐能力會(huì)逐步得到提高。
3.有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和能力
現(xiàn)代教育理論認(rèn)為:在教學(xué)過程中,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,教師只是引導(dǎo)者、幫助者和指導(dǎo)者。教師的作用是要形成一種學(xué)生獨(dú)立探究的情境,而不是提供現(xiàn)成的知識,要讓學(xué)生自己去思考,參與知識獲得的過程。認(rèn)識是一個(gè)過程,而不是一種產(chǎn)品。布魯納在《教學(xué)理論的建設(shè)》中反復(fù)強(qiáng)調(diào):“所謂學(xué)科的教學(xué),不是灌輸作為結(jié)果的知識,而是指導(dǎo)兒童參與形成知識的過程。”真正的教不是向?qū)W生直接傳授、給予和灌輸,而是激發(fā)、指導(dǎo)和幫助學(xué)生通過自己的活動(dòng)去獲得真知,真正的教育過程是通過教師的教引起學(xué)生能動(dòng)地學(xué)。教師用綠色化學(xué)理念指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體性學(xué)習(xí)原則。在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中教師只是幫助者和指導(dǎo)者,學(xué)生按綠色化學(xué)的要求,自己去查詢和搜集資料,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自己驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案。整個(gè)學(xué)習(xí)過程學(xué)生都是自主進(jìn)行的,教師只是一個(gè)引
轉(zhuǎn)貼于
導(dǎo)者。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的過程中,學(xué)生的自主意識和能力會(huì)得到很大提高。
4.有利于培養(yǎng)學(xué)生高尚的人文精神
21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)社會(huì),是一個(gè)日趨激烈的競爭時(shí)代,面對競爭和挑戰(zhàn),我們不僅要培養(yǎng)學(xué)生的科技理性,而且要培養(yǎng)學(xué)生高尚的人文關(guān)懷。進(jìn)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),同學(xué)之間相互切磋和合作,有助于學(xué)生樹立合作與交流的思想意識;用綠色化學(xué)的理念指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),可以使學(xué)生對人與自然、人與社會(huì)、人與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生深刻的認(rèn)識,有助于學(xué)生在以后的工作和學(xué)習(xí)中用可持續(xù)發(fā)展觀看待問題。
(二)綠色理念下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要求
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的微型化
由于教學(xué)條件的限制,許多學(xué)校的演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)的情況不盡如人意,這不利于學(xué)生想象力、直觀思維能力和發(fā)散思維能力的培養(yǎng)。而采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)后可大大改善這一狀況。由于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器價(jià)格低廉又可用代用品替代,因此便于每一個(gè)學(xué)生親自動(dòng)手做更多的實(shí)驗(yàn),去發(fā)明自制一些簡易代用的儀器,去探索實(shí)驗(yàn)條件的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革,從而使學(xué)生獲得知識經(jīng)驗(yàn)和行為變化協(xié)同發(fā)展,使感性認(rèn)識和理性認(rèn)識實(shí)現(xiàn)有機(jī)融和,有利于創(chuàng)造性思維的發(fā)展。如我校學(xué)生洪亮自制的鈉與水反應(yīng)的微型實(shí)驗(yàn)(如圖1):
圖1
2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的清潔化——綠色化學(xué)理念深入人心
在進(jìn)行有些實(shí)驗(yàn)時(shí),特別是制備實(shí)驗(yàn),經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì),嚴(yán)重污染周圍的環(huán)境。例氯氣的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn),苯及其同系物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),一個(gè)實(shí)驗(yàn)室20多組學(xué)生做相同的實(shí)驗(yàn),泄漏或釋放出來的大量有毒氣體嚴(yán)重污染實(shí)驗(yàn)室,影響實(shí)驗(yàn)室的正常進(jìn)行。若改為微型實(shí)驗(yàn),則污染程度大大降低。如我對h■s和so■的反應(yīng)做了如下改進(jìn)(如圖2所示),減少了有害氣體的排放。
圖2
3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的簡易化
這項(xiàng)要求中的“簡”是指實(shí)驗(yàn)裝置要簡潔,實(shí)驗(yàn)操作要簡便,實(shí)驗(yàn)原理要簡明。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所用的儀器要盡量常規(guī)化,若裝置過于龐雜,操作太復(fù)雜,就會(huì)降低成功率,挫傷學(xué)生的積極性,而且會(huì)延誤時(shí)間,影響課堂教學(xué)效率。原則中的“易”是指實(shí)驗(yàn)儀器、藥品和其他材料要常見易得,實(shí)驗(yàn)裝置要易裝易拆,實(shí)驗(yàn)要容易成功。顯然,只有符合簡易性原則的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才更易推廣應(yīng)用,也更具有實(shí)際價(jià)值。
我對電解水的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)(如圖3所示),當(dāng)改用微型實(shí)驗(yàn)后,由于電解水出來的氫氣和氧氣的量不多,所以點(diǎn)燃后爆鳴聲清脆,絕對安全可靠。
篇3
關(guān)鍵字:化學(xué)家 教學(xué) 作用 初中化學(xué)
【分類號】G633.8
正常的初中化學(xué)教學(xué)中化學(xué)家是在放在化學(xué)史這一節(jié)中的,一般的化學(xué)老師并不把這節(jié)作為重點(diǎn)的內(nèi)容,多數(shù)是讓學(xué)生自己學(xué)習(xí)。這實(shí)際上是一種誤導(dǎo)。在日常的教學(xué)中我們可以利用化學(xué)家的故事調(diào)節(jié)課堂氣氛,可以利用化學(xué)家的真、善 、美進(jìn)行德育教育,這樣既可以擺脫學(xué)生對化學(xué)枯燥、乏味的認(rèn)識,還可以教育學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中求真、務(wù)實(shí)、創(chuàng)美。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情,對化學(xué)的熱愛。其實(shí)最為重要的是化學(xué)家艱苦卓絕的探索精神,一大批優(yōu)秀的化學(xué)家,他們留下的除了物質(zhì)財(cái)富,還留下了對科學(xué)的獻(xiàn)身精神,對國家、民族的忠貞不屈,追求美好事物的崇高理想,這些都會(huì)給學(xué)生們留下深刻的印象。
因此化學(xué)家在初中化學(xué)教學(xué)中占有極為重要的作用,本文由于篇幅的限制,主要分為兩點(diǎn)做具體的闡述。
一、化學(xué)家的求真精神對學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的促進(jìn)作用
什么求真精神?這里的“真”實(shí)際上就是客觀真理,也就是人們對自然規(guī)律正確的認(rèn)識。化學(xué)這門學(xué)科就是一門研究自然物質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu) 、化學(xué)性質(zhì)、變化合成的自然科學(xué) 。化學(xué)這門學(xué)科誕生比較晚,“化學(xué)”一詞,若單是從字面解釋就是“變化的科學(xué)”?;瘜W(xué)如同物理一樣皆為自然科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)?;瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。門捷列夫提出的化學(xué)元素周期表大大促進(jìn)了化學(xué)的發(fā)展。現(xiàn)在很多人稱化學(xué)為“中心科學(xué)”,因?yàn)榛瘜W(xué)為部分科學(xué)學(xué)門的核心,如材料科學(xué)、納米科技、生物化學(xué)等?;瘜W(xué)是在原子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、及變化規(guī)律的自然科學(xué) ,這也是化學(xué)變化的核心基礎(chǔ)?,F(xiàn)代化學(xué)下有五門二級學(xué)科:無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)與高分子化學(xué)。在此期間誕生了大量的化學(xué)家,他們追求真理、發(fā)現(xiàn)真理,在科學(xué)的道路上勤勤懇懇、任勞任怨。用自己的青春和熱血告訴我們什么叫做科學(xué)探索。
科學(xué)求真務(wù)實(shí)的精神可不是嘴上說說,歷史這樣的化學(xué)家太多太多。例如元素周期表中鹵族元素的氟 、氯 、溴 、碘。這四種元素的發(fā)現(xiàn)史就是一部化學(xué)家求真求實(shí)的歷史。在這四種元素中氯是最早被發(fā)現(xiàn)的,舍勒是個(gè)“燃素說”理論的信奉者,在1774 年他用軟錳礦(MnO2)與濃鹽酸在一起做實(shí)驗(yàn),加熱后得到新的氣體, 這種新的氣體就是氯氣,但是他不知道這就是氯氣。著名的化學(xué)家拉瓦錫經(jīng)過多年的研究終于確定了“燃燒理論” 就是有氧燃燒,當(dāng)時(shí)人們確定有氧氣的存在。但是到了1810 年,另一位化學(xué)家戴維做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),把磷放到其中燃燒,結(jié)果只得到一種氯化物,沒有氧化物 ,同樣的實(shí)驗(yàn),把他放在氫氣中沒有得到理想中的水,只有鹽酸氣。這次化學(xué)家可以肯定這是一種單質(zhì),這種氣體是綠色所以把他命名為氯。一開始之所以沒有發(fā)現(xiàn)氯氣,就是因?yàn)橐恍┗瘜W(xué)家堅(jiān)持傳統(tǒng)的觀念,主觀意念,沒有實(shí)事求是。但是后來的化學(xué)家一直孜孜不倦的追求,精心的做各種實(shí)驗(yàn),最后終于發(fā)現(xiàn)了氯氣??茖W(xué)的發(fā)現(xiàn)不是一帆風(fēng)順的,化學(xué)的道路往往都不是很平坦。
還有兩種元素就是溴和碘,這兩種的元素的的發(fā)現(xiàn)可以稱得上是一種傳奇,一位 17歲的法國在校??粕屠掠?1824 年發(fā)現(xiàn)了溴這種氣體 ,巴拉德在做他的課后作業(yè),也就是研究他老家蒙培埃鹽的湖水,他在分析結(jié)晶鹽后,并沒有什么新奇的發(fā)現(xiàn),但是在實(shí)驗(yàn)剩余液體中他偶爾發(fā)現(xiàn)了溴。碘的發(fā)現(xiàn)同樣充滿傳奇色彩,一位法國的藥劑師庫爾特瓦斯做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),就是用海藻灰來制作硝酸鉀 ,突然一只貓把海藻灰和桌子上的濃硫酸瓶撞倒。但是奇跡發(fā)生了,一股藍(lán)紫煙慢慢升起,這是庫爾特瓦斯從未見過的氣體,引起了他的高度重視。也許有人會(huì)說這種發(fā)現(xiàn)就是偶然結(jié)果,但是大家都忽略了一些必然的因素,如果是你發(fā)現(xiàn)了紫煙,你會(huì)引起注意嗎?你的大腦有必要的化學(xué)知識的儲(chǔ)備嗎? 科學(xué)的發(fā)現(xiàn)需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神,堅(jiān)持不懈的科學(xué)追求!
二、化學(xué)家創(chuàng)新探索的示范作用
在初中化學(xué)教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的化學(xué)教學(xué)傾向于灌輸式教學(xué),不注重化學(xué)的創(chuàng)新探索。這是很大的誤區(qū),長期知識的灌輸,往往會(huì)枯燥乏味,而且很重要的一點(diǎn)就是消滅學(xué)生的科學(xué)的創(chuàng)新探索的精神。
就拿化學(xué)中最重要的知識點(diǎn)元素周期表來說,青年醫(yī)生普勞特在1815年就提出一種重要的觀點(diǎn)就是“氫原子構(gòu)成論”。他的觀點(diǎn)相對偏激,就是認(rèn)為這個(gè)世界是由氫原子構(gòu)成的。
到了1829年一共發(fā)現(xiàn)了54種化學(xué)元素。著名的化學(xué)家段柏萊納把54種的15個(gè)分成5組:
鋰 鈣 磷 硫 氯
鈉 鍶 砷 硒 溴
鉀 鋇 銻 碲 碘
經(jīng)過堅(jiān)持不懈的研究后他發(fā)現(xiàn),每3種元素的化學(xué)性質(zhì)都很相似,他命名為“3素組”。
1826年,法國地質(zhì)學(xué)家尚古都畫了一種圖形紙,他把各種化學(xué)元素重新排列,做了一個(gè)圓柱體,這個(gè)圓柱體像一根螺紋似地螺旋線, 這樣的形狀非常的形象直觀。
在1868年,俄羅斯著名的化學(xué)家門捷列夫畫了一張表格――《根據(jù)元素的原子量及其相似的化學(xué)性質(zhì)所制定的元素系統(tǒng)表》,現(xiàn)在咱們叫化學(xué)元素周期表。1869年2月17日,門捷列夫經(jīng)過日夜的研究正式寫出第一張化學(xué)元素周期表,發(fā)表在1869年的《俄羅斯化學(xué)學(xué)會(huì)志》門捷列夫的這篇論文,這篇論文門捷列夫提出來兩條著名的觀點(diǎn):“1.按照原子量大小排列起來的元素,在性質(zhì)上呈現(xiàn)出明顯的周期性。2.原子量的大小決定元素的特征?!?/p>
就是這篇論文被后人贊為“化學(xué)史上劃時(shí)代的文獻(xiàn)”。然而這并沒有引起化學(xué)學(xué)會(huì)的注意和重視。相反,門捷列夫創(chuàng)新探索受到大家的一致的嘲笑,甚至有人說門捷列夫是“不務(wù)正業(yè)”。面對這樣的冷嘲熱諷,門捷列夫堅(jiān)持自己的觀點(diǎn),慢慢他的觀點(diǎn)被世人接受。
創(chuàng)新探索是一種可貴精神,可能在當(dāng)時(shí)很難被接受,但是這就是創(chuàng)新。在實(shí)際的教學(xué)中這些化學(xué)家的故事都可以激勵(lì)學(xué)生積極探索,在解化學(xué)題時(shí)對化學(xué)產(chǎn)生興趣,甚至將來有志于投身到化學(xué)事業(yè)中去。
參考文獻(xiàn):
1 江得興 . 哲學(xué)原理 .蘇州 : 蘇州大學(xué)出版社,1999.
2 黃 濟(jì) . 教育哲學(xué)原理 .太原 : 山西教育出版社 ,2000.
篇4
一、理論聯(lián)系實(shí)際,提升學(xué)生的化學(xué)意識
生活中處處可以看到化學(xué)的影子.教學(xué)設(shè)計(jì)可以與學(xué)生的生活實(shí)際相聯(lián)系,將學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)延伸到課外、延伸到生活中,凡事都要想一想與化學(xué)之間的聯(lián)系,從而熟練地將自己所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)際生活中來,使學(xué)生建立“大化學(xué)”觀,以促進(jìn)學(xué)生對“事實(shí)性知識”的關(guān)注,從生活、社會(huì)和科技中尋找化學(xué),增強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)意識.
比如在學(xué)習(xí)有關(guān)“電化學(xué)”的知識時(shí),教師就可以從生活中出發(fā),讓學(xué)生觀察他們經(jīng)常接觸的電動(dòng)車,利用問題來引導(dǎo)學(xué)生的思維,以激發(fā)學(xué)生的探索興趣.
問題提出:大家知道電動(dòng)車使用的是電池,是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,那么它是怎么工作的呢?
問題使得每一個(gè)學(xué)生都想知道其中的化學(xué)原理,從而積極地對課本上的知識進(jìn)行閱讀,知道了電動(dòng)車中的電池使用的是鉛蓄電池,總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O.有的學(xué)生想要更深層地知道這個(gè)鉛蓄電池在工作或者充電時(shí)的工作原理,積極主動(dòng)地進(jìn)行探索、討論、合作和歸納,得出了鉛蓄電池工作時(shí)就是一個(gè)原電池,工作原理為:負(fù)極:Pb-2e-+SO2-4PbSO4;正極:PbO+2e-+SO2-4+4H+PbSO4+2H2O.學(xué)生由此聯(lián)想到了鉛蓄電池的充電原理,從而知道了充電過程就是一個(gè)電解過程,得到了放電時(shí)的負(fù)極對應(yīng)電解池的陰極、正極對應(yīng)電解池的陽極.整個(gè)課堂,學(xué)生逐步揭示了鉛蓄電池的工作原理和充電原理,感受到了化學(xué)與生活、生產(chǎn)和科技之間的聯(lián)系,感受到了化學(xué)在生活中的應(yīng)用,從而激發(fā)了學(xué)生的化學(xué)意識,使其擁有了一雙發(fā)現(xiàn)化學(xué)的眼睛.
二、實(shí)踐誕生真知,滲透學(xué)生的化學(xué)觀念
化學(xué)觀念的建立有助于學(xué)生對化學(xué)發(fā)展的深刻認(rèn)識.一方面,教師要讓學(xué)生在實(shí)踐中獲取知識,給予學(xué)生切身的體驗(yàn),從而認(rèn)識到化學(xué)知識是一種事實(shí)性知識,是客觀存在的;另一方面,教師要將學(xué)生置身于有意義的學(xué)習(xí)情境之中,使學(xué)生積極主動(dòng)地調(diào)動(dòng)已有的思維,不斷對化學(xué)知識進(jìn)行完善和補(bǔ)充,從而領(lǐng)悟化學(xué)知識的形成過程,將學(xué)習(xí)與思維發(fā)展聯(lián)系起來,在學(xué)生的心中建立形成化學(xué)的主要觀念.
比如在學(xué)習(xí)有關(guān)“乙醇”的性質(zhì)時(shí),教師就可以讓學(xué)生從熟悉的酒精開始學(xué)起,在學(xué)生對生活中的酒精的觀察中,建立想要獲取“乙醇是什么?”的想法,從而引入科學(xué)家對物質(zhì)研究的方法.
實(shí)驗(yàn)操作:將一定量的乙醇在足量的氧氣中燃燒,然后分別通過濃硫酸和堿石灰,利用濃硫酸和堿石灰的增重量,來判斷乙醇中所含的元素.
學(xué)生在對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作和觀察中,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中有水和二氧化碳生成,證明了乙醇中一定含有碳和氫兩種元素,并利用了濃硫酸的增重量求出了生成水的質(zhì)量,進(jìn)一步求出了一定量乙醇中氫元素的質(zhì)量;利用了堿石灰的增重量求出了二氧化碳的質(zhì)量,進(jìn)一步求出了一定量乙醇中碳元素的質(zhì)量;最后根據(jù)乙[HJ0.95mm]醇的質(zhì)量、氫元素的質(zhì)量、碳元素的質(zhì)量來判斷是否含有氧元素,且氧元素的質(zhì)量為多少,從而求出了乙醇的實(shí)驗(yàn)式.學(xué)生又通過質(zhì)譜儀、紅外光譜來求乙醇的分子式、結(jié)構(gòu)式.學(xué)生在探索過程中,不僅知道了乙醇的結(jié)構(gòu);還在大腦中形成探索有機(jī)物質(zhì)的一般方法,使得知識的學(xué)習(xí)更具有系統(tǒng)性和概括性,建立了學(xué)習(xí)化學(xué)的觀念.
三、辯證看待問題,建立學(xué)生的化學(xué)價(jià)值
隨著霧霾天氣的加重,不少的學(xué)生將其歸結(jié)為化學(xué)的應(yīng)用,是化學(xué)給這個(gè)社會(huì)帶來了黑暗.在教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生能夠辯證地看待問題,不能夠一味肯定某一物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn),也不能一味否定某一物質(zhì)的缺點(diǎn),而是要能夠綜合性的看待問題,利用其有利的一面,避免其有害的一面,從而能夠正確地看待化學(xué)價(jià)值.
比如在學(xué)習(xí)有關(guān)“能源問題”的時(shí)候,學(xué)生對煤、石油、天然氣這三大化石燃料有了一定的了解,教師就可以利用討論的方式,讓學(xué)生闡述一下三大化石燃料的利與弊,使之能夠有深刻的認(rèn)識.
討論主題:當(dāng)前的能源問題和環(huán)境問題是人們關(guān)注的兩大熱點(diǎn)問題,大家來闡述一下三大化石燃料在這方面的利與弊?
學(xué)生紛紛結(jié)合自己的認(rèn)識闡述觀點(diǎn),有的學(xué)生認(rèn)為煤給自然帶來了酸雨,石油給自然帶來了污染,應(yīng)該取消不能再利用了,天然氣還可以利用;有的學(xué)生認(rèn)為煤、石油、天然氣使人們生活、生產(chǎn)中需要的能源,應(yīng)該進(jìn)行挖掘利用.持不同觀點(diǎn)的學(xué)生們爭論不休,教師就可以將學(xué)生所闡述的利與弊寫在黑板上,讓學(xué)生進(jìn)行對比,從而使學(xué)生體會(huì)到物質(zhì)的兩面性,不應(yīng)該因?yàn)閭彤a(chǎn)生逃避心理,也不應(yīng)該因?yàn)橛欣谏疃晃兜氖褂?,?yīng)該進(jìn)行科學(xué)合理的使用,利用化學(xué)知識進(jìn)行改進(jìn),從而辯證客觀地看待化學(xué),感受化學(xué)的價(jià)值.
四、具體問題分析,促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)應(yīng)用
化學(xué)的學(xué)習(xí)最終還是用來幫助人們改造自然、利用自然的.在教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師要結(jié)合學(xué)生熟悉的生活,給學(xué)生創(chuàng)立一些生活性的問題,使學(xué)生在生活問題的具體分析中,積極調(diào)動(dòng)已有的認(rèn)知、思維和經(jīng)驗(yàn),認(rèn)真細(xì)致地進(jìn)行分析、思考、討論和總結(jié),并最終實(shí)現(xiàn)問題的解決,從而體會(huì)到化學(xué)知識的力量,感受到化學(xué)的應(yīng)用.
比如在學(xué)習(xí)有關(guān)“氯氣”的知識時(shí),教師就可以利用生活問題來鞏固學(xué)生的化學(xué)知識,使學(xué)生在應(yīng)用中運(yùn)用的更靈活、理解的更深刻.
問題展示:如果發(fā)生了氯氣泄漏事件,我們應(yīng)該怎么做?
篇5
關(guān)鍵詞:化學(xué)工業(yè);環(huán)境;環(huán)境問題;環(huán)境保護(hù);綠色化學(xué)
化工工業(yè)造成的環(huán)境問題是當(dāng)今人類所面臨的重大課題之一,需要從人文社會(huì)科學(xué)、地理學(xué)、大氣科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等角度綜合研究,這就導(dǎo)致了新學(xué)科―環(huán)境科學(xué)的誕生。
中圖分類號:TQ042文獻(xiàn)識別碼:A
1. 環(huán)境問題以及對人類的影響
1.1. 環(huán)境和環(huán)境問題
隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,環(huán)境和環(huán)境問題已越來越引起人們的普遍關(guān)注。人類與環(huán)境之間是一個(gè)有著相互作用、相互影響、相互依存關(guān)系的對立統(tǒng)一體(圖1)。
當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展使人類與環(huán)境之間的作用與反作用不斷加劇。在人力所能及的范圍,上至太空,下至海底,人類的活動(dòng)對環(huán)境的影響空前強(qiáng)化,環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境破壞已達(dá)到危險(xiǎn)的程度。
我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)起步較晚,在1973年8月召開全國第一次環(huán)境保護(hù)會(huì)議。黨的十六屆三中全會(huì)提出了科學(xué)發(fā)展觀:堅(jiān)持以人為本,樹立全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展觀,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和人的全面發(fā)展;總理在十屆人大二次會(huì)議上政府工作報(bào)告指出:大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)。
圖1 環(huán)境與人類之活動(dòng)間的關(guān)系
1.2. 環(huán)境污染給人類帶來的影響
人類活動(dòng)排放各種污染物,使環(huán)境質(zhì)量下降或惡化。污染物可以通過各種媒介侵入人體,使人體的各種器官組織功能失調(diào),引發(fā)各種疾病,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡,這種狀況稱為“環(huán)境污染疾病”。
環(huán)境污染對人體健康的危害是極其復(fù)雜的過程,其影響具有廣泛性、長期性和潛伏性等特點(diǎn),具有致癌、致畸、致突變等作用,有的污染物潛伏期達(dá)十幾年,甚至影響到子孫后代。
環(huán)境污染對人體的危害,按時(shí)間分為急性危害、慢性危害和亞急性危害。在短時(shí)間內(nèi)(或者一次性的)有害物大量侵入人體內(nèi)引起的中毒為急性中毒,如美國多諾拉煙霧事件、倫敦?zé)熿F事件等由于閉塞性換氣不良,造成急性缺氧或引起心臟病惡化而死亡。少量的有害物質(zhì)經(jīng)過長期的侵入人體所引起的中毒,稱為慢性中毒。這種慢性毒作用既是環(huán)境污染物本身在體內(nèi)逐漸積累的結(jié)果又是污染引起機(jī)體損害逐漸積累的結(jié)果。如鎘污染引起的痛痛病、氟污染導(dǎo)致氟斑牙、氟骨病等。介于急性中毒和慢性中毒之間稱為亞急性中毒。
2. 化工發(fā)展對環(huán)境的影響
化學(xué)工業(yè)包括石油化工、農(nóng)業(yè)化工、化學(xué)醫(yī)藥、高分子、 涂料和 油脂等。它們出現(xiàn)于不同歷史時(shí)期,各有不同涵義,卻又關(guān)系密切,相互滲透,具有連續(xù)性,并在其發(fā)展過程中被賦予新的內(nèi)容。
2.1 化學(xué)工業(yè)的發(fā)展
人類社會(huì)迄今已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的變遷,相應(yīng)的形成了狩獵采集經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息經(jīng)濟(jì)四種經(jīng)濟(jì)形態(tài)。進(jìn)入工業(yè)經(jīng)濟(jì)雖然為人類創(chuàng)造了極大的物質(zhì)基礎(chǔ),但與此同時(shí)所造成的環(huán)境問題也是不容忽視的。從化學(xué)工業(yè)的發(fā)展過程來看,化工污染大體可分為三個(gè)時(shí)期:化學(xué)工業(yè)污染的發(fā)生時(shí)期、化學(xué)工業(yè)污染的發(fā)展時(shí)期、化學(xué)工業(yè)污染的泛濫時(shí)期。
2.2 化工對環(huán)境的污染
化學(xué)工業(yè)是對環(huán)境中的各種資源進(jìn)行化學(xué)處理和轉(zhuǎn)化加工的生產(chǎn)部門,其特點(diǎn)是產(chǎn)品多樣化、原料路線多樣化和生產(chǎn)方法多樣化。由于其生產(chǎn)特點(diǎn)決定了化學(xué)工業(yè)是環(huán)境污染較為嚴(yán)重的行業(yè)?;どa(chǎn)的廢物從化學(xué)組成上講是多樣化的,而且數(shù)量也相當(dāng)大。這些廢物含量在一定濃度時(shí)大多是有害的,有的還是劇毒物質(zhì),進(jìn)入環(huán)境就會(huì)造成污染。有些化工產(chǎn)品在使用過程中又會(huì)引起一些污染,甚至比生產(chǎn)本身所造成的污染更為嚴(yán)重、更為廣泛。
2.2.1 污染物的來源
化工生產(chǎn)中,隨著化工產(chǎn)品的原料路線和生產(chǎn)工藝的不同,所排放出的污染物也多種多樣。
化學(xué)反應(yīng)不完全?;どa(chǎn)過程中,隨著反應(yīng)條件和原料純度的不同,存在一個(gè)轉(zhuǎn)化率的問題,一般的轉(zhuǎn)化率只能達(dá)到70%~80%。因此原料不可能全部轉(zhuǎn)化為成品或半成品。余下的低濃度或成分不純的物料,常作為廢棄物排出而進(jìn)入自然環(huán)境。若化工原料為有害物質(zhì),排放后便會(huì)造成環(huán)境污染。
化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)品、產(chǎn)品和中間產(chǎn)物?;どa(chǎn)過程中,在進(jìn)行主反應(yīng)的同時(shí),也常伴隨一些副反應(yīng)。這些副產(chǎn)品如不加以回收利用,當(dāng)作廢料排出就會(huì)污染環(huán)境。在貯存運(yùn)輸過程中,產(chǎn)品或中間產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)各種各樣的損耗,如化學(xué)藥品、化工產(chǎn)品等因包裝不嚴(yán)密,或因容器破損而流失,或因包裝容器清洗水的排出,或在貯存過程中,有的內(nèi)部還繼續(xù)發(fā)生化學(xué)變化等情況均會(huì)造成環(huán)境污染。
化工生產(chǎn)過程中排放的廢棄物?;瘜W(xué)工業(yè)排放出的廢棄物,不外乎三種形態(tài)的物質(zhì),即廢水、廢氣和廢渣,總稱工業(yè)“三廢”。
燃燒過程。燃料燃燒可以為化工生產(chǎn)過程提供能量,以保證化工生產(chǎn)在一定的溫度和壓力下進(jìn)行。但燃燒產(chǎn)生大量煙氣和煙塵對環(huán)境產(chǎn)生極大的危害。如煙塵、臭味氣體(H2S、NH3、酚)、刺激性氣體(SO2、HF、酸霧)、有毒氣體(CO、HCN、Cl2、汞蒸氣)等
冷卻水。無論采用直接冷卻還是采用間接冷卻,都會(huì)有污染物質(zhì)排出。另外,升溫后的廢水對水中溶解氧產(chǎn)生極大影響,破壞水生生物和藻類種群的生存結(jié)構(gòu),導(dǎo)致水質(zhì)下降。
設(shè)備、管路的泄漏。化工生產(chǎn)大都是在氣相和液相條件下進(jìn)行,物料大都使用管道輸送,在生產(chǎn)和輸送過程中,由于設(shè)備和管道不嚴(yán)密、密封不良、腐蝕嚴(yán)重或操作不當(dāng)?shù)仍颍斐晌锪闲孤?。尤其是運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備和活動(dòng)部件,更容易造成泄漏。由于化學(xué)物料或產(chǎn)品從設(shè)備和管道中泄漏出來不易回收而造成環(huán)境污染。
2.2.2 污染物的污染特點(diǎn)
化工廠一般多集中在水源較豐富的江、河、湖、海附近,生產(chǎn)中的廢水大都排入水域,因此化工產(chǎn)業(yè)對水域的污染變尤為嚴(yán)重?;の廴镜奶攸c(diǎn)可歸納為以下幾個(gè)方面:
(1)毒性大,有刺激或腐蝕性
化工廠排出的廢棄物中,有些是有毒或劇毒物質(zhì)如廢水中所含的氰、酚、砷、汞、鎘和鉛及無機(jī)酸、堿類等帶有刺激性、腐蝕性的物質(zhì),這此物質(zhì)對生物或微生物有毒性或劇毒性;廢氣中含有刺激性和腐蝕性氣體很多如二氧化硫、氮氧化物、氯氣、氯化氫和氟化氫等,能直接損害人體健康,腐蝕金屬、建筑物,污染土壤等
(2)種類多,危害大
化工生產(chǎn)排出的污染物種類繁多,除氰、酚、砷、汞、鎘、鉛等外,還有各種有機(jī)酸、醇、醛、酮、酯、醚和環(huán)氧化合物以及粉塵、煙氣和酸霧等浮游粒子。這些污染物對環(huán)境、對生物、對人體都有很大危害。污染物進(jìn)入水體會(huì)增加水中酸堿度或大量消耗水中的溶解氧,或造成水體富營養(yǎng)化,使水體遭到破壞。酸堿污染物進(jìn)入土壤,會(huì)使土壤遭到破壞,植物生長受到影響。大氣中的污染物濃度增加,還可能影響氣候和氣象的變化。
(3)污染后恢復(fù)困難
受化工污染物污染的水域,即使減少或停止污染物排出,要恢復(fù)到水域的原來狀態(tài),需要很長時(shí)間。特別是對于能被生物吸收的重金屬污染物質(zhì),即使停止排放后也很難消除污染。被農(nóng)藥污染的土壤,恢復(fù)原來狀態(tài)一般需要數(shù)百年。
3. 化學(xué)工業(yè)中的環(huán)境保護(hù)
在我國傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)是一種由“資源―產(chǎn)品―污染排放”單向流動(dòng)的線性經(jīng)濟(jì)。其特征是高開采、低利用、高排放,通過把資源持續(xù)不斷地變成為廢物來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的數(shù)量型增長。其結(jié)果是自然資源的過分開始,污染環(huán)境,使生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重破壞。這種傳統(tǒng)的發(fā)展模式已經(jīng)走到了盡頭。21世紀(jì)要求從傳統(tǒng)的線形經(jīng)濟(jì)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的變革即可持續(xù)發(fā)展。通向可持續(xù)發(fā)展道路則要經(jīng)過以下幾個(gè)階段:末端治理―清潔生產(chǎn)―生態(tài)工業(yè)―低碳經(jīng)濟(jì)―可持續(xù)發(fā)展。
3.1 環(huán)境與化工的可持續(xù)發(fā)展
當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)在滿足人類不斷增長的物質(zhì)需要的同時(shí),也造成了資源和能源的大量消耗及對自然環(huán)境的嚴(yán)重污染,使得人類生存環(huán)境面臨著不可持續(xù)發(fā)展的危險(xiǎn)境地??沙掷m(xù)發(fā)展的理論認(rèn)為:人類任何時(shí)候都不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)去換取經(jīng)濟(jì)的一時(shí)發(fā)展,也不能以今天的發(fā)展損害明天的發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必須做到保護(hù)環(huán)境同經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展協(xié)調(diào)進(jìn)行,可持續(xù)發(fā)展的模式是一種提倡和追求“低消耗、低污染、適度消費(fèi)”的模式,用它取代人類工業(yè)革命以來所形成的“高消耗、高污染、高消費(fèi)”的非持續(xù)發(fā)展模式?;瘜W(xué)工業(yè)是對環(huán)境中的各種資源進(jìn)行化學(xué)處理和加工轉(zhuǎn)化的生產(chǎn)部門,其產(chǎn)品和廢棄物具有多樣化、數(shù)量大的特點(diǎn)。廢棄物大多有害、有毒,進(jìn)入環(huán)境會(huì)造成污染。有的化工產(chǎn)品在使用過程中造成的污染甚至比生產(chǎn)本身所造成的污染更嚴(yán)重、更廣泛。由于化學(xué)工業(yè)對環(huán)境影響巨大,所以實(shí)施可持續(xù)發(fā)展對化工生產(chǎn)尤為重要。
3.2 化工的清潔生產(chǎn)
清潔生產(chǎn)是將預(yù)防和治理污染。貫穿于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的消費(fèi)使用過程中,盡量使之不產(chǎn)生或少產(chǎn)生廢物,以期對人類和環(huán)境不產(chǎn)生或產(chǎn)生最小的危害,這是由聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署工業(yè)與環(huán)境規(guī)劃行動(dòng)中心提出的。它表述了原材料-生產(chǎn)-產(chǎn)品-消費(fèi)使用的全過程的污染防治途徑。
化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:清潔的生產(chǎn)過程、清潔的產(chǎn)品、清潔的能源、清潔后處理。
3.3 生態(tài)工業(yè)
生態(tài)工業(yè)是指仿照自然界生態(tài)過程物質(zhì)循環(huán)的方式來規(guī)劃工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的一種工業(yè)模式,在生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)中各生產(chǎn)過程不是孤立的,而是通過物料流、能量流和信息流互相關(guān)聯(lián),一個(gè)生產(chǎn)過程的廢物可以作為另一過程的原料加以利用。生態(tài)工業(yè)追求的是系統(tǒng)內(nèi)各生產(chǎn)過程從原料、中間產(chǎn)物、廢物到產(chǎn)品的物質(zhì)循環(huán),達(dá)到資源、能源、投資的最優(yōu)利用。圖2所示為理想工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的示意圖。
圖2 理想工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)示意圖
3.4 綠色化工
綠色化學(xué)是當(dāng)今國際化學(xué)科學(xué)研究的前沿,是21世紀(jì)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ),其目的是將現(xiàn)有化工生產(chǎn)的技術(shù)路線從“先污染、后治理”改變?yōu)椤皬脑搭^上根除污染”。綠色化學(xué)的理想一方面是實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的“原子經(jīng)濟(jì)”性,要求原料中的每一原子進(jìn)入產(chǎn)品,不產(chǎn)生任何廢物和副產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”,并采用無毒無害的原料、催化劑和溶劑 ;另一方面是生產(chǎn)環(huán)境友好的綠色產(chǎn)品,不產(chǎn)生環(huán)境污染。目前綠色化學(xué)與化工越琰越受到各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。
綠色化工技術(shù)還包括采用無毒無害原料、催化劑和容器替代有毒有害化學(xué)物質(zhì)、清洗劑,減少和消除健康危害和環(huán)境污染的技術(shù)以及對環(huán)境友好的清潔產(chǎn)品的開發(fā)。如用超臨界二氧化碳替代有機(jī)溶劑作油漆涂料的噴霧劑和塑料發(fā)泡劑、汽車零部件和電子工業(yè)清洗劑等。
4. 結(jié)語
化學(xué)工業(yè)在世界經(jīng)濟(jì)中占有重要地位,化工同時(shí)也是產(chǎn)生污染的大戶。從綠色化學(xué)的角度來講,化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展,必須以搞好環(huán)境保護(hù)為前提,化工生產(chǎn)建設(shè)必須與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。這就為化學(xué)工業(yè)的發(fā)展提出了一個(gè)更高的要求,要由傳統(tǒng)的高污染、高物耗能耗、粗放經(jīng)營狀態(tài)向以精細(xì)化學(xué)品、化工新材料、生物技術(shù)為核心的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變。未來的化學(xué)工業(yè)勢必不僅能為人們提供更加豐富多彩且安全可靠的產(chǎn)品,還將為改進(jìn)人類的生存環(huán)境,促進(jìn)科技進(jìn)步和其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1].劉喜鳳,羅宏,張征. 21世紀(jì)的工業(yè)理念:生態(tài)工業(yè). 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2003(1):54-58
[2].蔣展鵬.環(huán)境工程學(xué).高等教育出版社
[3]. 楊永杰.化工環(huán)境保護(hù)概論.化學(xué)工業(yè)出版社 2009
篇6
一、對化學(xué)新課程改革的研究
高中化學(xué)新課程改革也像其他學(xué)科的課程改革一樣,正在如火如荼地進(jìn)行,改革的主旨是以傳統(tǒng)的學(xué)生掌握化學(xué)知識為重點(diǎn)的課堂過渡到以發(fā)展學(xué)生化學(xué)能力,以學(xué)生化學(xué)素質(zhì)的提高為主要目標(biāo)的以生為本的生本教育課堂。當(dāng)前正在實(shí)行并不斷深化的新課程改革,深刻體現(xiàn)了現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢,使高中化學(xué)進(jìn)入了深刻的革命性變化,出現(xiàn)了新的化學(xué)教學(xué)定位和教學(xué)目標(biāo),如:“知識與技能,過程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀”的三維目標(biāo),即強(qiáng)調(diào)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的能動(dòng)性,又融合了教育學(xué)當(dāng)中的“主體理論”因此針對三維目標(biāo)的探討,尤其是“情感、態(tài)度、價(jià)值觀”的討論就擺在了首要的位置。與此同時(shí),新課改更強(qiáng)調(diào)了探究式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)等新型教學(xué)方式,以求徹底擺脫傳統(tǒng)教學(xué)“一言堂”“滿堂灌”的情況,充分實(shí)施合作式學(xué)習(xí)和課堂的有效互動(dòng),因而有效地運(yùn)用了新課改倡導(dǎo)的新型教學(xué)方式,這些方式以及及時(shí)反饋調(diào)控新型教學(xué)方式的實(shí)際教學(xué)效果,也是高中化學(xué)教學(xué)的研究內(nèi)容。
二、對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,很多化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)規(guī)律、化學(xué)結(jié)果都需要化學(xué)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,而傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)重結(jié)果輕過程,重化學(xué)知識的獲得而忽視實(shí)驗(yàn)藥濟(jì)和實(shí)驗(yàn)材料的環(huán)保、無害化,而現(xiàn)在的高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)正逐漸向著綠色化、生活化、簡易化、微型化方向發(fā)展,成為了高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的一大亮點(diǎn)和趨勢。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化,不僅是對學(xué)生身心的保護(hù),同時(shí)也是在幫助學(xué)生從小樹立環(huán)保的思想。化學(xué)實(shí)驗(yàn)之所以要向生活化轉(zhuǎn)變,是因?yàn)榛瘜W(xué)源自生活又服務(wù)于生活,這樣從生活中來的實(shí)驗(yàn)更加貼近了學(xué)生的心里期待,學(xué)生就能更好的理解實(shí)驗(yàn),而這些又要求高中化學(xué)教師在改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)要考慮生活因素,并考慮化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛞l(fā)學(xué)生的共鳴。這無疑是一種實(shí)驗(yàn)人本化的體現(xiàn)。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)在考慮生活化的同時(shí),也正在逐漸向簡易化、微型化方向轉(zhuǎn)變,這是可喜的變化,降低了學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的畏懼心理,但這里所說的簡易化、微型化并不能簡單的理解為單純的簡化實(shí)驗(yàn)裝置,因?yàn)檠b置比較小時(shí),相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也比較難觀察,故而就如何能在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下盡可能的簡易化、微型化,就自然的成為當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新中的一大難點(diǎn)。
三、對高中化學(xué)考試的研究
高中化學(xué)考試是衡量學(xué)生是否掌握高中化學(xué)知識和化學(xué)技能的一種手段,是高一級學(xué)??己藢W(xué)生化學(xué)成績、錄取合格學(xué)生的重要途徑,因此,化學(xué)考試仍然是一種重要的檢驗(yàn)高中生化學(xué)學(xué)習(xí)效果的一種方式。在高中化學(xué)教學(xué)過程中,考試一直占據(jù)著舉足輕重的位置,這其中包括有平時(shí)的期中、期末考試、高考、競賽以及日常測驗(yàn),故而對試題的分析研究自然就成了高中化學(xué)教學(xué)過程中的一大熱點(diǎn)。在學(xué)生掌握了所學(xué)化學(xué)知識后,了解考試的考點(diǎn)以及考試的常考方式同樣顯得尤為突出。此外,縱觀歷年的高考化學(xué)命題,對其中的模糊甚至是錯(cuò)誤的試題,一樣要引起我們的高度關(guān)注。
四、對化學(xué)教學(xué)評價(jià)與反思的研究
沒有課堂評價(jià)就沒有課堂發(fā)展,就沒有教學(xué)的提高,也沒有學(xué)生學(xué)業(yè)成績的穩(wěn)步上升,因?yàn)榻虒W(xué)評價(jià)的作用含有激勵(lì)、鼓動(dòng)、引導(dǎo)、鞭策、喚醒等功效,是學(xué)生在學(xué)習(xí)和做人上迎頭趕上或急起直追的重要催化元素。教師教學(xué)效果評價(jià)一般包括他人評價(jià),自我評價(jià)。他人評價(jià)當(dāng)中,又包括同行評價(jià)和學(xué)生評價(jià),其中鑒于所有的教學(xué)目標(biāo)均是著眼于學(xué)生,從而學(xué)生的評價(jià)具有重要的實(shí)際意義,而這個(gè)方面又是當(dāng)前研究中比較薄弱的。如將合作學(xué)習(xí)運(yùn)用到化學(xué)復(fù)習(xí)課中,就深受學(xué)生歡迎。它結(jié)合學(xué)生的評價(jià),讓學(xué)生的主體性在學(xué)習(xí)過程中得到了最大的發(fā)揮,突出了學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)共同指定計(jì)劃,這樣即達(dá)到了節(jié)約課時(shí),又突出了重點(diǎn)的作用,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。反思教學(xué)是指在課堂教學(xué)后,對課程教學(xué)效果的反饋與思考,化學(xué)反思在整個(gè)化學(xué)教學(xué)中作用重大但有著嚴(yán)重的滯后性,這就需要我們來謀求更好的教學(xué)策略。在化學(xué)素質(zhì)教育中,學(xué)生的綜合能力不能通過單一的化學(xué)考試就能體現(xiàn)。學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價(jià)就是根據(jù)現(xiàn)行教育需要產(chǎn)生的一種對學(xué)生的評價(jià)方式,現(xiàn)已有多種形式:紙筆測驗(yàn)、檔案袋評價(jià)、活動(dòng)表現(xiàn)評價(jià)等,不過要尋求簡便易行、客觀公正,同時(shí)又能促進(jìn)學(xué)生進(jìn)步的評價(jià)方式,仍需要化學(xué)教師的不懈努力。
五、對化學(xué)調(diào)查報(bào)告的研究
調(diào)查報(bào)告是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的重要依據(jù),是決策者制定方案,思考策略的可靠依靠材料。調(diào)查報(bào)告運(yùn)用調(diào)查問卷的方法在一定范圍內(nèi)進(jìn)行,可以得到具體而翔實(shí)的第一手資料,對于研究者熱衷的問題,可以獲得最直接的研究素材,從而分析問題,謀求新的發(fā)現(xiàn)與突破。一些高中化學(xué)教師對化學(xué)作業(yè)的現(xiàn)狀調(diào)查與思考,就靈活的運(yùn)用了調(diào)查報(bào)告的方式,從學(xué)生在調(diào)查問卷上反映出的高中化學(xué)作業(yè)的問題:作業(yè)數(shù)量大、內(nèi)容形式單一、習(xí)題缺乏針對性,并進(jìn)行了分析與思考,提出了各種基于現(xiàn)狀問題的解決方式:面向每一位學(xué)生、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展、強(qiáng)化探究、倡導(dǎo)合作意識、營造趣味性、體現(xiàn)個(gè)人自學(xué)。這些,充分體現(xiàn)了化學(xué)調(diào)查報(bào)告的作用,我們在高中化學(xué)教學(xué)中,對調(diào)查報(bào)告進(jìn)行有效研究,無疑有助于高中化學(xué)教學(xué)的進(jìn)一步優(yōu)化和高效化學(xué)課堂的催生。
六、對化學(xué)史的研究
沒有無數(shù)代化學(xué)家們豐富的化學(xué)成就,沒有他們對化學(xué)科學(xué)持之以恒的探索和千百次的嗑問,沒有他們在化學(xué)研究中可歌可泣、百折不回的犧牲精神,就不會(huì)有今天光輝燦爛的化學(xué)成就,也就無法形成今天的化學(xué)學(xué)科,化學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科誕生以來,至今已有數(shù)百年歷史,這期間化學(xué)工作者們留下了豐富的科學(xué)探究事跡。每一位化學(xué)工作者的背后都有著一段故事,有著我們值得學(xué)習(xí)的科學(xué)精神。在化學(xué)教學(xué)過程中,研究化學(xué)史,合理的選擇一些化學(xué)家們的例子,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)學(xué)生也能夠感受到融會(huì)其中的化學(xué)家的思維與情感,在自身的成長和生活中受益匪淺。
七、與國外高中化學(xué)教育進(jìn)行比較研究
有比較才會(huì)有進(jìn)步,才可以發(fā)現(xiàn)好的、值得學(xué)習(xí)和借鑒的東西,這就需要我們了解國外特別是西方發(fā)達(dá)國家高中化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀、優(yōu)缺點(diǎn)、高中化學(xué)教育教學(xué)特色等,吸收和借鑒國外先進(jìn)的化學(xué)教育方式、方法和教育教學(xué)理念,隨著中外教育交流的緊密,目前,也有為數(shù)不多的一些中學(xué)開始引進(jìn)外籍教師,這種東、西方教育文化的交流正處在不斷加強(qiáng)和發(fā)展期。作為高中化學(xué)教師同樣需要了解國外同行在從事化學(xué)教學(xué)過程中的行為模式,了解國外化學(xué)教育動(dòng)態(tài),從而結(jié)合自身及所在學(xué)校條件合理進(jìn)行化學(xué)教學(xué)。
篇7
[關(guān)鍵詞]畜牧獸醫(yī) 趣味性 專業(yè)性
[中圖分類號]G421[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1009-5349(2011)09-0178-01
化學(xué)課是畜牧獸醫(yī)專業(yè)的重要必修基礎(chǔ)課,分為普通化學(xué)、分析化學(xué)和有機(jī)化學(xué)。在講授中要融合畜牧獸醫(yī)專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn),更好地為專業(yè)服務(wù)。在保證教學(xué)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,也要充分提升化學(xué)基礎(chǔ)課講授的趣味性,使學(xué)生輕松學(xué)化學(xué),有專業(yè)目標(biāo)地學(xué)好化學(xué)。
一、教師的必備素質(zhì)
(一)教師的專業(yè)功底要過硬
教師要具有一定的專業(yè)素養(yǎng),化學(xué)是實(shí)驗(yàn)的學(xué)科,教師應(yīng)該有堅(jiān)實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)功底,至少了解某一方向的科研前沿,做到在理論知識和實(shí)驗(yàn)知識方面都能與時(shí)俱進(jìn)。目前,一般的高校在引進(jìn)教師的時(shí)候,均要求教師具有研究生以上學(xué)歷。重點(diǎn)院校要求博士學(xué)位甚至海外留學(xué)經(jīng)歷。在這種情況下,教師自身的學(xué)術(shù)水平應(yīng)該是能夠滿足教學(xué)的需要。那么,如何把知識鮮活地呈現(xiàn)給學(xué)生,就需要教師在實(shí)踐中運(yùn)用教學(xué)方法、手段以及不斷提高與學(xué)生交流的能力。在這方面,我認(rèn)為多參加學(xué)校舉辦的教學(xué)水平大賽是很好的快速提升教師表達(dá)、互動(dòng)能力的一條捷徑。
(二)了解專業(yè)的需要
首先要了解學(xué)生的畢業(yè)去向,多少比例的學(xué)生會(huì)選擇攻讀研究生,多少比例的學(xué)生選擇就業(yè),還有多少人會(huì)選擇出國留學(xué)。應(yīng)考研的需要,我們要了解五年內(nèi)考研大綱的變化,每部分教學(xué)內(nèi)容采分點(diǎn)的高低,把握教學(xué)重點(diǎn)突出。應(yīng)就業(yè)的需要,在教學(xué)的過程中淡化化學(xué)課與專業(yè)課的界限。通過閱讀畜牧獸醫(yī)專業(yè)課教材和了解本專業(yè)學(xué)科的設(shè)置,把學(xué)生以后工作中必備的化學(xué)知識在授課中更好地體現(xiàn)。多鼓勵(lì)有出國想法的同學(xué)提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能,提早接觸專業(yè)的科學(xué)知識,如果有機(jī)會(huì)參與老師課題的研究,發(fā)表有影響力的科研文章則更有利于敲開國際大門。
二、如何將知識點(diǎn)與畜牧獸醫(yī)專業(yè)緊密聯(lián)系
(一)舉例法
普通化學(xué)教材中有一個(gè)難點(diǎn)是膠體,膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)與膠體的性質(zhì)是重點(diǎn)。在對畜牧獸醫(yī)專業(yè)的了解中,我了解到很多獸藥廠在生產(chǎn)右旋糖酐鐵這種獸藥,是一種分子量較大的膠體。在講授中,我先細(xì)致講解氫氧化鐵膠體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),接下來與右旋糖酐鐵的結(jié)構(gòu)性質(zhì)做比較。并使學(xué)生了解右旋糖酐鐵這種膠體所帶來的巨大商業(yè)價(jià)值。在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中,我們了解到很多我們專業(yè)的畢業(yè)生在從事獸藥的配制工作,但在配藥過程中,常常選用不好溶劑。因此在教學(xué)中我們細(xì)致講授溶劑的極性、毒性。
(二)故事法
在講到普通化學(xué)氧化還原反應(yīng)這一章時(shí),原電池部分的內(nèi)容是難點(diǎn),我們可以結(jié)合化學(xué)史來講授。1786年,著名的意大利醫(yī)師、生物學(xué)家伽伐尼,偶然發(fā)現(xiàn)掛在窗前鐵柵欄的銅鉤上的青蛙腿肌肉,每當(dāng)碰到鐵柵欄就猛烈地收縮一次。這偶然的現(xiàn)象并沒有被伽伐尼放過,經(jīng)不懈的探索和思考,第一個(gè)提出了“動(dòng)物電”的見解。他認(rèn)為:由于有動(dòng)物電流的刺激,蛙腿肌肉發(fā)生收縮。“動(dòng)物電”的發(fā)現(xiàn)引起了意大利物理學(xué)家伏打的極大興趣,他在多次重復(fù)伽伐尼的“動(dòng)物電”實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵在于其中的兩種金屬――鐵和銅,若把鉤著蛙腿的銅鉤換成鐵鉤,肌肉就不會(huì)收縮。他認(rèn)為這不是“動(dòng)物電”,而是“金屬電”。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),深入鉆研,1799年第一個(gè)人造電源――伏打電池(伏打曾叫它伽伐尼電池)問世。
在化學(xué)課的緒論當(dāng)中,我們經(jīng)常以故事開頭,希望喚起學(xué)生對化學(xué)課的興趣。比如我在緒論課中會(huì)選取兩到三個(gè)故事,一個(gè)是與生活相關(guān)的,比如三聚氰胺毒奶粉事件,三聚氰胺是如何在體內(nèi)轉(zhuǎn)化形成結(jié)石,化學(xué)原理是什么。還可以選取科學(xué)前沿的,比如最新的諾貝爾獎(jiǎng)。在前兩年的授課中,我還舉過2008年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)解讀“綠色熒光蛋白”讓生物體內(nèi)的未知世界顯影的故事,大受學(xué)生歡迎。如果時(shí)間允許,還可以舉一個(gè)自己的研究成果,介紹一下自己的科研方向。
(三)多媒體技術(shù)
篇8
關(guān)鍵詞:化學(xué) 觀察力 培養(yǎng) 實(shí)踐 教學(xué)效果
俄國著名生理學(xué)家巴甫洛夭的實(shí)驗(yàn)室墻壁上,有這樣一句話,“觀察、觀察,再觀察”。這句話是指導(dǎo)他孜孜不倦進(jìn)行科學(xué)研究工:作的座右銘,他的許多研究成果確實(shí)是通過認(rèn)真細(xì)致的觀察取得的。許多科學(xué)家也都很重視觀察的作用,英國著名物理學(xué)家法拉第曾說過:“沒有觀察就沒有科學(xué)??茖W(xué)發(fā)現(xiàn)誕生在細(xì)微的觀察之中。”可見,觀察是發(fā)明創(chuàng)造的基礎(chǔ)。
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象理解掌握理論知識是化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)。學(xué)生們的感性知識大多是在實(shí)驗(yàn)中獲得的,通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出理論,又用理論知識來解釋、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,這樣能使學(xué)生們深刻理解、掌握所學(xué)知識。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是化學(xué)的基礎(chǔ)。對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的掌握,離不開良好的觀察。觀察在化學(xué)教學(xué)中如此重要,要求我們在教學(xué)中必須注意學(xué)生觀察力的培養(yǎng)。而如何培養(yǎng)學(xué)生良好的觀察力呢?
一、調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性,培養(yǎng)觀察的目的性
我們對事物進(jìn)行觀察,往往只對周圍的部分事物引起注意,不可能對全部事物都感知到。一般是只對少數(shù)事物知覺得格外清晰,對其他事物就不怎么注意。也就是說,人的知覺具有選擇性,根據(jù)知覺的這一性質(zhì),在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察時(shí),必須確定明確的觀察目的,讓學(xué)生圍繞目的主動(dòng)感知事物,這樣才能集中注意力,積極地進(jìn)行觀察,思維也會(huì)更加清晰、活躍。
在農(nóng)干班做氨氣(NH3)溶于水的實(shí)驗(yàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)前我沒有做任何說明,只是要求大家注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。組裝好儀器后,當(dāng)一擠壓滴管的膠頭,燒杯里的水由玻璃管噴入燒瓶,形成紅色的噴泉。由于現(xiàn)象非常明顯,很能吸引學(xué)生們的注意力,且做完實(shí)驗(yàn)后提問,發(fā)現(xiàn)大家對氨能跟酚酞起反應(yīng),使酚酞變紅記憶很深刻,并且大多掌握了氨顯堿性這一化學(xué)性質(zhì)。但是對這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的——掌握氨極易溶于水這一物理性質(zhì)卻忽略了。我在軍役班做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,首先提出一個(gè)問題:燒杯中的水會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象,為什么會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象。同學(xué)們帶著這一個(gè)問題觀察現(xiàn)象,對氨極易溶于水這一物理性質(zhì)印象就非常深刻了。由此可見,明確觀察目的,觀察效果會(huì)大大加強(qiáng)。
二、重視理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)觀察的客觀性
個(gè)別情況下。:學(xué)生由于知識和經(jīng)驗(yàn)方面的局限性,觀察的結(jié)果和客觀事物有時(shí)不相符合,為了消除這種錯(cuò)覺,我們必須引導(dǎo)學(xué)生注意理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生觀察的客觀性。
我們來做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),取一小塊鐵片,把它放在稀酸中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是鐵片逐漸溶解,有氣泡冒出.溶液便成淡綠色。學(xué)生們通過認(rèn)真觀察,總結(jié)出反應(yīng)原理:
Fe+H2S04=FeS04+H2,提出問題請學(xué)生思考:鐵在濃硫酸中會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生?很多學(xué)生回答,鐵溶解。放出氫氣。把鐵片放人盛濃硫酸的小燒杯中,讓大家觀察現(xiàn)象。通過觀察發(fā)現(xiàn),鐵片沒有溶解。同樣是鐵片跟硫酸,在稀硫酸中鐵片溶解,在濃硫酸中卻不溶解。這一結(jié)果激起學(xué)生極大的興趣,使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)用到的理論知識也加深了理解,鐵比較活潑,可以置換出稀硫酸中的氫,因此,鐵跟稀硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),被溶解:鐵片放在濃硫酸中。由于濃硫酸具有氧化性,把鐵片表面的鐵氧化成一層致密的氧化物薄膜,使里面的鐵與濃硫酸隔絕,故鐵在濃硫酸中不溶解。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn),加深了學(xué)生對硫酸的酸性和氧化性的認(rèn)識,并養(yǎng)成了在觀察過程中不靠主觀臆斷,而是根據(jù)客觀實(shí)際進(jìn)行觀察的好習(xí)慣。
三、揭示事物的本質(zhì)特征,培養(yǎng)觀察的精確性
事物都具有自身的特征,事物特征是事物本質(zhì)的外部體現(xiàn)。我們要通過觀察,抓住事物的特征,這是認(rèn)識事物本質(zhì)的關(guān)鍵,因此,揭示事物本質(zhì)的過程,也就是培養(yǎng)學(xué)生觀察精確性的過程。
有這樣一個(gè)考試題目:
下列物質(zhì)在氧氣中燃燒,不產(chǎn)生火焰的是:A.硫磺B.氨氣C.甲烷 D.鐵。為了分析這個(gè)題目,用上述四種物質(zhì)作氧氣中的燃燒實(shí)驗(yàn),讓人家認(rèn)真觀察,觀察現(xiàn)象如下:A.硫燃燒:明亮的藍(lán)紫色火焰:B.氫氣燃燒:淡藍(lán)色火焰;C.甲烷燃燒:青白色火焰;D.鐵燃燒:火星四射(沒有火焰),答案很明確,鐵燃燒沒有火焰。讓學(xué)生思考問題:根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析什么樣的物質(zhì)燃燒產(chǎn)生火焰,什么樣的物質(zhì)燃燒不產(chǎn)生火焰,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析。氫氣和甲烷是氣體,它們?nèi)紵墚a(chǎn)生火焰,硫和鐵是固體,硫燃燒也能產(chǎn)生火焰,而鐵則不能產(chǎn)生火焰。然后用硫和鐵分別在氧氣中燃燒,讓學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,通過認(rèn)真觀察,同學(xué)們發(fā)現(xiàn):在燃燒的時(shí)候,固態(tài)的硫首先液化,然后由液體變成氣體,實(shí)際是硫蒸氣跟氧氣發(fā)生反應(yīng):而鐵是直接在固態(tài)時(shí)跟氧氣反應(yīng)。通過比較得出結(jié)論:物質(zhì)在氣態(tài)時(shí)燃燒產(chǎn)生火焰。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出,說明只有通過精確的觀察,才能揭示物質(zhì)的本質(zhì)特征,發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的變化規(guī)律。
四、要有計(jì)劃、有步驟的進(jìn)行觀察,培養(yǎng)觀察的全面性觀察的全面性
是指通過觀察能反映事物的整體,以及各組成部分之間的關(guān)系.能發(fā)現(xiàn)感知對象所能反映的各種可能情況。要全面觀察,必須有計(jì)劃、有步驟的按照一定的程序進(jìn)行。例如:在二氧化碳跟水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,剛開始通人二氧化碳,觀察到的現(xiàn)象是石灰水變渾濁。由這一現(xiàn)象可得出結(jié)論:
Ca(OH)2+C02=CaC03+H20
繼續(xù)通入C02,過一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)渾濁的石灰水又變得澄清,這一現(xiàn)象的結(jié)論是:
CaC03+H20+C02=Ca(HC03)2
通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以看出:觀察只有按一定程序,有計(jì)劃有步驟的進(jìn)行,才能對事物的變化有一個(gè)全面的認(rèn)識。
篇9
1農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)
在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)中,見載有:光緒二十四年五月(1898年7月)第36冊藤田豐八譯的《農(nóng)工銀行法》,后在第37冊續(xù)完;光緒二十四年九月(1898年10月)第47冊陳壽彭譯的《農(nóng)利叢談》,后在第48冊、第49冊連載;光緒二十七年三月(1901年5月)第140冊今關(guān)常次郎著,吉田森太郎譯的《農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)篇》,后在第141冊、第142冊、第143冊連載?!掇r(nóng)利叢談》一文中指出,農(nóng)業(yè)獲利頗豐,鼓勵(lì)人們從事種植業(yè),并用實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)來證實(shí)棉田之利,認(rèn)為:“今試以二千萬畝之棉子,計(jì)其每年所得之息,約可二千五百元。若他國棉田七千五百萬畝,則每年裒積其出產(chǎn)利益,可得一萬二千三百七十五萬元矣。
此中之益,所差凈利,約至十萬萬元。惟是種植者,聚積如此之多,約估每年所運(yùn)三百萬噸之棉子,以出洋。其國應(yīng)得厚利,亦將近于十萬萬元,豈不佳乎?此吾人所以少聞其農(nóng)功失利者”。據(jù)此,農(nóng)田之利已不言而喻,“農(nóng)功失利者”更是聞所未聞。光緒二十四年九月(1898年1O月)第47冊《農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)論》一文論述了保險(xiǎn)事業(yè)的由起,天災(zāi)人禍不可避免,而保險(xiǎn)業(yè)意在拯救人于殃禍之中,已成立的有“帝國生命保險(xiǎn)公司”、“日本生命保險(xiǎn)公司”、“明治火災(zāi)保險(xiǎn)公司”、“職工保險(xiǎn)公司”、“帝國海上保險(xiǎn)公司”等。各種保險(xiǎn)公司蔚然而起,看似保險(xiǎn)之事業(yè)已完備,但作者認(rèn)為,“余特以保險(xiǎn)事業(yè)之最切急者,未起為憾焉。最切急者為何?農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)是也”_6]。并且,對農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)事業(yè)的重要性及迫切性作了闡述:“世之立說以農(nóng)為重者,謂本邦以農(nóng)立國。鑒于國家所由創(chuàng)建,與應(yīng)朝理財(cái)之法,日不可不以農(nóng)業(yè)建國本,余非偏重農(nóng)業(yè),而輕視他業(yè)者。然深知農(nóng)業(yè)不可廢弛,又國民之業(yè)農(nóng)者居大半,故欲扶掖振作之,以裨國家,為之講便宜保安之法,殆當(dāng)今最急之務(wù)也。屋宇府庫賈物,得托保險(xiǎn),而農(nóng)人獨(dú)無所托產(chǎn)業(yè),以保安全。是余所以主張農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)事業(yè),而不已也”6。
文中所涉“農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)”一詞,中文前所未有,實(shí)為一次全新的突破,把金融領(lǐng)域的一種安全措施運(yùn)用于農(nóng)業(yè)之中,從而注入中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)管理拓新的理念?!掇r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)篇》一文對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)作了概述:“農(nóng)學(xué)為應(yīng)用諸種學(xué)科于農(nóng)業(yè)之一種科學(xué),世所已知,然則農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué),亦為應(yīng)用于農(nóng)業(yè)之一種理財(cái)學(xué)而已。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之農(nóng)業(yè)與理財(cái)學(xué)交涉,與農(nóng)藝化學(xué)之農(nóng)業(yè)與化學(xué)交涉,形同而旨異。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)之發(fā)達(dá),尚不如農(nóng)藝化學(xué),范圍經(jīng)界,分別術(shù)嚴(yán)。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)之本體,可分為二部:一屬社會(huì),主研究小作料地租等社會(huì)通行之原則;一屬各人,主探求農(nóng)場設(shè)備管理等各人營業(yè)之知識。
農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)有此二部,始得完全之組成”。由此可知,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)尚屬一門新興學(xué)科,是農(nóng)業(yè)與經(jīng)濟(jì)學(xué)交叉所形成的。這是之前綜合性期刊所未曾涉及的。因此,“修農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué),必須有理財(cái)學(xué)之觀念,以之審屬社會(huì)之部”,而不只是“敘述屬各人者為主”。除此,還對消費(fèi)、價(jià)值、價(jià)格、勞力、資本、資產(chǎn)、生產(chǎn)要素等經(jīng)濟(jì)學(xué)概念作了詳細(xì)的解釋,并從生產(chǎn)、貿(mào)易、消費(fèi)等經(jīng)濟(jì)學(xué)角度對農(nóng)產(chǎn)品流通作了具體分析。這對轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)形態(tài),從自足性生產(chǎn)轉(zhuǎn)向商品性生產(chǎn)和提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不無裨益。
2農(nóng)業(yè)物理學(xué)與農(nóng)業(yè)化學(xué)
在農(nóng)業(yè)物理學(xué)方面,光緒二十六年十一月(1901年1月)第128冊有藤田豐八譯的《電氣助長》;光緒二十八年四月(1902年5月)第178冊有沈譯的《光線與植物之關(guān)系》;光緒三十一年十二月(1906年1月)第3l5冊有《漁業(yè)上電話機(jī)之應(yīng)用》等?!峨姎庵L》一文提及:“通電氣于植物種子,則大助其生長云。今據(jù)俄國電氣工藝會(huì)所實(shí)驗(yàn),通電氣之種子,比普通種子有二倍至六倍之收獲,且通電氣于地中之根,則胡蘿卜馬鈴薯亦比通常者,可大數(shù)倍云”l_8。實(shí)驗(yàn)證明,電磁波有助于植物生長,能夠增加產(chǎn)量。將電學(xué)原理運(yùn)用于農(nóng)業(yè),是為一次全新的嘗試?!豆饩€與植物之關(guān)系》一文論述了日光對植物生長的重要作用:“植物必得日光乃能長養(yǎng),此在稍窺植物學(xué)、氣象學(xué)之門徑者,無不知之原。夫光線之作用能在植物體中造生物質(zhì)葉綠,因之而有分炭教養(yǎng)之機(jī)能。光線大宗固仰給于日,然月光雖微,亦為日光之助。若電光,則利大害亦大。惟日光中之中位波長者,即黃赤色為最宜于植物之生育也”9,指出光線的作用在于能在植物體中形成葉綠素,使之發(fā)生光合作用,合成有機(jī)物,在保持大氣中氧氣含量和碳循環(huán)的穩(wěn)定等方面也有重要作用,并將日光與月光、電光相比較得知,惟日光最宜于植物生長。而且,法國巴黎對光線作用的實(shí)驗(yàn)成績也表明,“凡植物受日光多者,收獲亦多”。從中可知,日光是植物生長所必須的條件,與此同時(shí),植物釋放出大量的氧氣,有益于人類。綠色植物光合作用是最為普遍、規(guī)模最大的反應(yīng)過程,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),在理論和實(shí)踐上都具有重大意義。在農(nóng)業(yè)化學(xué)方面,光緒二十九年十二月(1904年1月)第241冊有《論農(nóng)藝化學(xué)之進(jìn)步》;光緒三十年四月(1904年5月)第254冊有澤村真的《農(nóng)藝化學(xué)實(shí)驗(yàn)法》等。《農(nóng)藝化學(xué)實(shí)驗(yàn)法》一文介紹了各種成分的實(shí)驗(yàn)法,談到植物灰分實(shí)驗(yàn)時(shí)指出:“農(nóng)用植物之灰,通常成自硅酸、磷酸、硫酸、鐵、石灰、苦土加里曹達(dá)鹽素,含滿俺者甚稀,欲驗(yàn)植物之無機(jī)分,即檢以上之成分,先燒其植物為灰,灰之含量由植物而大異。故所同量之灰之植物量,由種類而不同。
依分析表,知植物之灰含量。據(jù)計(jì)算,采生五瓦灰之植物,干燥細(xì)切人坩堝,在燈上灼之。其初坩堝不掩蓋,至煙不生乃施蓋,時(shí)時(shí)開之,以換空氣。因植物種類而灰色不白,宜將坩堝離熠放冷,滴下強(qiáng)硝酸石灰,更灼之,則酸化炭素灰為白色,灰粗白色則行次試驗(yàn)”l。植物之灰含有硅酸、磷酸、硫酸等無機(jī)化學(xué)成分,檢驗(yàn)這些成分時(shí),首先將其燒成灰,不同的植物,灰之含量不盡相同,而所含的無機(jī)成分也有所差異。依照文中所提到的實(shí)驗(yàn)方法,檢驗(yàn)植物中的成分,對其成長所需補(bǔ)給的肥料進(jìn)行核實(shí),從而合理地施肥。同時(shí),還對土壤、肥料、植物有機(jī)成分、尿、牛乳、酒類、水等物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)其各種成分,以有效利用。
3農(nóng)業(yè)氣象學(xué)
在農(nóng)業(yè)氣象學(xué)方面,光緒二十九年四月(1903年5月)第216冊中川源三郎的《農(nóng)業(yè)氣象學(xué)》,后在第217冊、第218冊、第219冊連載;光緒三十一年三月(1905年4月)第287冊的《論農(nóng)業(yè)天氣預(yù)報(bào)之必要及霜害之預(yù)防》,后在第288冊、第289冊、第290冊連載。《農(nóng)業(yè)氣象學(xué)》一文對農(nóng)業(yè)氣象學(xué)作了概述:“農(nóng)業(yè)氣象學(xué)者,所以考察氣象,乃關(guān)于農(nóng)事者之一分科也。其旨?xì)w在講明外界現(xiàn)象之性質(zhì),及變化之定則,以究氣象所及土地及植物之實(shí)效,兼示應(yīng)用氣象之方法”Il。將氣象學(xué)作為農(nóng)學(xué)學(xué)科中的一個(gè)分支,考究氣象對土地、植物的實(shí)效,并指出氣候是農(nóng)業(yè)的制約性因素,“凡氣候之于一切業(yè)務(wù),甚重且大”_l,就中國農(nóng)業(yè),尤直受制于天候,不可須臾離。故“古來農(nóng)家所當(dāng)憂苦者,唯在天候良否。然則農(nóng)產(chǎn)物之豐歉,唯氣象為之,決非農(nóng)家所能左右之者。故當(dāng)氣候不宜,雖窮培養(yǎng)之力,常獲之半,且不可望,人皆知之。夫如是,則農(nóng)事與氣象,其相關(guān)也甚大矣。雖然氣象之良否,人無奈之何,不得不委之天,但審此等所以關(guān)植物,其有益者,務(wù)講利用之方,其有害者,必究防遏之策,是農(nóng)家之急務(wù)”_l。
氣候的變化直接影響農(nóng)作物的收成,人之力亦無可奈何,由此認(rèn)為,“農(nóng)事與氣象,相關(guān)甚大”。進(jìn)而,氣象學(xué)成為人們迫切了解的知識,“氣象學(xué)者,理學(xué)之一分科,專究大氣之狀態(tài)及其現(xiàn)象,則其學(xué)之所及太廣,且施之農(nóng)務(wù)。其要件亦甚多,氣象元素,所附于地面及植物之效用。農(nóng)產(chǎn)物基于氣象變化之病害,隨氣節(jié)變遷,應(yīng)氣候變化,而變更耕作及植物之方法,及必用天氣,與不用天氣。預(yù)知之于未發(fā)之前各方法等,是也欲講求此等事理,則農(nóng)學(xué)之外,必須知?dú)庀髮W(xué)之大要”l}_一。氣象學(xué)用之于農(nóng)業(yè),是農(nóng)學(xué)與理學(xué)二者的結(jié)合,諸氣象元素形成植物生長的自然條件,氣候變化對農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了決定性的作用。因此,“氣象之農(nóng)事”為論究農(nóng)學(xué)這一學(xué)科的重要組成部分。對氣象元素的性質(zhì)、變化規(guī)律、對植物的影響以及氣候與農(nóng)作物的關(guān)系都作了詳細(xì)的論述,并附之圖表加以形象地說明,從而使農(nóng)家深刻認(rèn)識到氣象學(xué)的至關(guān)重要性,并運(yùn)用氣象學(xué)知識更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)。
《論農(nóng)業(yè)天氣預(yù)報(bào)之必要及霜害之預(yù)防》一文指出農(nóng)業(yè)對于天氣的依賴性,認(rèn)為農(nóng)業(yè)與天氣關(guān)系尤為密切,大多受天然力的制約,植物生長的五要素,即空氣、濕氣、光、熱、土壤,除土壤外,均變化無端,而又非人力所及,所以,農(nóng)業(yè)受天氣變化的影響較大,直接制約著農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)。此外,對天氣之概念以及變化的原因也作了科學(xué)的闡釋:“天氣者,謂于一定時(shí)限,大氣中之情態(tài),大氣中之情態(tài)構(gòu)成天氣者,主予空氣之溫度、風(fēng)、濕度、雨雪量、晴晦是也。此等事項(xiàng),時(shí)時(shí)變化,不知所及,而占大氣中情態(tài)變化之一大原因者,空氣之運(yùn)動(dòng)是也,而大氣則常運(yùn)動(dòng),其原因由于地球上所受太陽溫?zé)嶂至扛鞯夭煌室病薄?。并且,詳?xì)說明大氣運(yùn)動(dòng)的原理,從地理學(xué)、氣象學(xué)的角度,對天氣變化、大氣運(yùn)動(dòng)作了合乎科學(xué)原理的分析?;谔鞖庾兓療o常,農(nóng)業(yè)受自然環(huán)境影響較大,故寄望于天氣預(yù)報(bào)的產(chǎn)生,預(yù)測天氣之法也逐步改進(jìn)。“從來氣象學(xué)上,預(yù)測天氣,則以低氣壓為攪亂天氣,乃變化之主因,故由此推察天氣。
然近年德國氣象學(xué)家芬別辨耳氏,則唱由低氣壓不如由高氣壓,視其配布以預(yù)測天氣,其法更精確云。其說以為低氣壓部位之發(fā)生及進(jìn)行,極不規(guī)則,其變化極劇且頻繁,故以之預(yù)測翌日天氣,甚困難。高氣壓則反之,變化少而運(yùn)動(dòng)緩,且常在低氣壓附近,故其勢力及于低氣壓之運(yùn)動(dòng),變化上不少可制定低氣壓及于天氣上之影響,重視高氣壓部位之配布,較為精確又可預(yù)知數(shù)日間之天氣”E12]。此處解釋了天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測原理、方法,依據(jù)“高氣壓部位之分布”,即可準(zhǔn)確預(yù)測未來幾日之天氣狀況,并指出,“利用天氣預(yù)報(bào),于農(nóng)業(yè)上利益甚多”_l。在霜害預(yù)防方面的論述尤為突出:“晦天則霜不結(jié),故以人工作等于晦天之狀態(tài),即可御之,亦即結(jié)霜后,以人工使徐徐融解,亦可免害”l_l引。鑒于結(jié)霜之原因,提出了多種霜害預(yù)防的方法,如遮光法、灑水法、熏煙法等,并且給予具體指導(dǎo)。據(jù)此,天氣預(yù)報(bào)的重要性已不言而喻。
4農(nóng)業(yè)生物學(xué)與土壤學(xué)
在農(nóng)業(yè)生物學(xué)方面,光緒二十五年十月(1899年11月)第86冊有佐佐木忠二郎著,山本正義譯的《蠶體解剖講義》,第87冊、第88冊、第89冊、第90冊、第92冊、第93冊均有連載,系統(tǒng)地介紹了蠶的身體構(gòu)造,并對其各個(gè)部位作了剖析,不僅涉及眼、口、翅、聽覺、視覺、嗅覺、呼吸等基本器官,而且對絹絲腺、神經(jīng)、筋肉、神經(jīng)、脂肪等組織也予以詳細(xì)講解。在談及脂肪組織時(shí),指出:“今解剖蠶體而撿之,有如木葉者,片片,是即脂肪組織也。其構(gòu)造乃多角形之細(xì)胞,外有薄膜掩之,其一方有細(xì)柔如絲者,出而結(jié)著其體,又走有空氣管。此管恒依其體之一定位置,與柔絲皆令其固結(jié)不動(dòng)著也。如是形薄如瓣者,片片存于各部,脂肪所成之細(xì)胞中有核,尋常一核,亦有至二以上者。
此核之周圍存脂肪,是核之內(nèi)容,變化而為脂肪也”_l。對其形狀、位置、結(jié)構(gòu)作了剖析之后,又將其功用加以解釋,“脂肪之用,乃食物消化后,以養(yǎng)其本體尚有余,則以此組織中,貯其養(yǎng)液,以供不時(shí)之用。故凡蠶及其他動(dòng)物,果富此脂肪組織,即久不與食物,亦能生活。蓋得于此組織中取養(yǎng)液也,若不與食物,即見衰弱者,必其體中脂肪減少故也”_】。由此可見,脂肪組織在動(dòng)物體中的作用不容忽視,將食物貯存并轉(zhuǎn)化為能量,得以使動(dòng)物維持生活。從生物學(xué)原理對動(dòng)物的各種生理現(xiàn)象進(jìn)行解釋,對生物體各種器官的系統(tǒng)闡釋是中國傳統(tǒng)農(nóng)學(xué)所無法企及的,其科學(xué)性、合理性、全面性均勝出一籌。在土壤學(xué)方面,光緒二十五年九月(1899年10月)第82冊即有池田政吉著,山本憲譯的《土壤學(xué)》,并在第83冊、第84冊、第85冊、第86冊、第87冊、第88冊、第89冊、第90冊、第9l冊、第92冊、第93冊連載;光緒二十七年四月(1901年6月)第144冊有藤田豐八譯的《耕地整理法》;光緒二十八年二月(1902年3月)第172冊有金福蘭格令希蘭著,衛(wèi)理口譯的《農(nóng)務(wù)土質(zhì)論》等?!锻寥缹W(xué)》一文,對土壤的概念做出了這樣的解釋:“土壤者,謂地殼所由成,蓋巖石細(xì)末與有機(jī)物若干,混淆為一者。凡人生日用衣食居處所需之物,皆仰給焉。故審辨各事之關(guān)系土壤者。
為世間凡百作業(yè)之本。植物資大氣與土壤以為養(yǎng),然大氣成分到處略同。故農(nóng)家不必措意,土壤則不然。其成分性質(zhì)及由來到處不同。母巖及其成生之形勢亦大有同異。此農(nóng)家精究土壤所以不可緩也。動(dòng)物雖或食肉以生或食植物以生,或雜食肉與植物以生,族類不同。資生于土壤則一,而人亦然。土壤所含無機(jī)物質(zhì),生于巖石崩解”。對土壤的重要性以及成分、性質(zhì)、來源均予以介紹,并對土壤作了不同的分類,依據(jù)土壤生成之狀勢分為原生土和輸土兩大類,輸土又分為沖積地和漂轉(zhuǎn)地。
由理學(xué)之性情將土壤分為砂礫、砂土、黏性土、壤土四類,進(jìn)一步對土壤的性質(zhì)、色澤及成質(zhì)作了深入分析,并附有19張表,將不同土質(zhì)的溫度都作了全面的記載,除此,還對20種土壤作了理學(xué)及化學(xué)性分析,對農(nóng)產(chǎn)物也有調(diào)查。其中,涉及了地質(zhì)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等眾多學(xué)科。光緒二十八年六月(1902年7月)第185冊刊載的《土壤改良論》一文強(qiáng)調(diào)了改良土壤的主旨:“土壤雖有天然生產(chǎn)植物之力,而其于理學(xué)上性狀與化學(xué)上組成,常不免有缺憾,如山林原野有自然發(fā)生草木者,然而其質(zhì)堅(jiān)硬不能亟取植苗。此外,或則濕氣不足,或則水分過多,或則含有毒物,與夫黏重輕松為質(zhì)各殊要,無有適合希望者,于是不得不加種種人工,使天然之土壤近于所望之性狀,是土壤改良之主旨也。
法固不一,要不外化學(xué)的與機(jī)械的作用,其由化學(xué)的作用者,即所謂施肥法以俟肥料論說之”l。這實(shí)際上是意識到,天然形成的土壤成分、性質(zhì)均有所差異,必須通過各種人工法進(jìn)行改良才能彌補(bǔ)其不足,使之符合種植的條件,可以通過化學(xué)與機(jī)械兩種方式對其加以改進(jìn),包括使用施肥、耕鋤(犁鋤、耕耙、鎮(zhèn)壓、中耕)、客土法(以理學(xué)的性狀及化學(xué)的成分相異之土壤,取自他地而混入此地)、植樹法、燒土法、排水法等,從而變“不毛之地”為“肥沃之區(qū)”。
5肥料學(xué)
在肥料學(xué)方面,見載有:光緒二十三年五月(1897年6月)第4冊王豐鎬譯的《論糞田》;光緒二十三年八月(1897年9月)第10冊古城貞吉譯的《論肥料》;光緒二十四年十二月(1899年2月)第57冊原熙的《肥料篇》,并在之后每期連載,直至第80冊續(xù)完;光緒二十八年五月(1902年6月)第183冊梅原寬重述,伊東貞元譯的《肥料效用篇》等。其中,《論糞田》一文將糞田置以學(xué)術(shù)的角度做出解釋:“天下棄物,皆可糞田。草木之質(zhì),人畜之矢,物之毛骨,無不供用。今則由學(xué)問以精求田事,若化學(xué)植物性理諸名家,教導(dǎo)農(nóng)人,變通新法,多用金石類以為肥料。如鎂氧鋁二、氧三、氮?dú)饬籽跷寮扳涃|(zhì)等不一,而糞溺等質(zhì),用處亦廣。因糞中含雜質(zhì)最多,易與植物化合。若獸糞海草魚穢等,皆為糞田第一層之用,又有烘法,近甚通行。其理以植物發(fā)榮滋長,根柢生結(jié),最喜熟氣,蓋熱氣蘊(yùn)藏炭氧二,暗使改變,猶如以金類糞田耳。古時(shí)糞田有用骨類,或塊或碎,未有一定。旋有人考得磨骨成粉,生長較易,迨理弼搿創(chuàng)得新法。用骨與硫氧三相和。于是,化學(xué)之法興,獲利益宏……現(xiàn)肥田料,大都以鈣氧氮氧、鉀氧氮氧、氮?dú)淞蜓醯?,而推氮?dú)湮寮昂B(yǎng)五之質(zhì)為最佳。他如鉀氧鹽類,糞田亦肥甚,凡泥地及近河之區(qū),內(nèi)多含鉀氧,若中心松散之地,宜肥以鉀氧,如氮氧五、硫氧三、氫氯等,多寡不一”。
在中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中,已將“草木之質(zhì)”、“人畜之矢”、“物之毛骨”作為肥料,認(rèn)為舉凡廢棄之物都可以糞田,這些經(jīng)驗(yàn)是從長期農(nóng)業(yè)耕作中逐漸積累而成的,也只看到其肥田效果,卻沒有認(rèn)識到這些物質(zhì)作用的具體原理,對其中所含的多種化學(xué)元素更是知之甚少。這里,從學(xué)理的角度解釋肥料中所含的化學(xué)元素及其特性,指出鈣、鉀、鎂、硫、氮、氧、氯等多種元素富含在這些物質(zhì)中,具有良好的肥力效果,并把其作用原理歸結(jié)為“糞中含雜質(zhì)最多,易于植物化合”。除此,還介紹了各種肥田之法,并強(qiáng)調(diào)不同的土質(zhì)所含的元素皆有差異,要因地制宜,施以相應(yīng)的肥料?!斗柿掀芬晃膶Ψ柿献髁讼到y(tǒng)的論述,將施肥之必要性加以突出,一為還植物所吸養(yǎng)料于土壤,以防衰乏。“如斯植物養(yǎng)料,資天然供給,故山林原野所生,天然植物,毫不仰藉人工,由天然養(yǎng)料,繁生不衰,此等植物,若其一部,及全部枯死,則不但還所吸收養(yǎng)分于土壤,又能加給自大氣中所得者,加以有動(dòng)物死體排泄物等,委之地上,是以土壤次第得增加養(yǎng)料,故雖墾新地,不須施肥,而多收獲者,職是故也。尋常田圃與此異趣,不關(guān)土壤肥瘠,又不問植物種類,與產(chǎn)額如何,悉奪其所產(chǎn)物,無以還付,故其土壤漸次衰乏,為之疲瘠,是其常也。世之農(nóng)家,欲維持豐饒,以御乏竭,須還補(bǔ)植物所吸奪養(yǎng)料之幾分于土壤,是所以有施肥之法也”。二為增加土壤生產(chǎn)力,使之品質(zhì)佳良。“農(nóng)家不獨(dú)患地力衰乏,又須增加其生產(chǎn)力,并望發(fā)育完全,品質(zhì)佳良,如農(nóng)家所培養(yǎng)數(shù)種植物,比之土壤自能給者,知養(yǎng)料更可加多。是亦須施肥料之理也”【17]。三為肥料功效有數(shù)作用,“供給必須之養(yǎng)分于植物;使土壤之化學(xué)成分,應(yīng)植物需用,以得適當(dāng)之比率;宜溶解土壤中不可溶之成分;宜講求改良土壤之理學(xué)性狀;宜使土壤中有害物化為無害”。另外,還對肥料成分、施用法、類別、各植物所需肥料加以介紹,并對肥料性質(zhì)作了詳盡的分析,將其分為動(dòng)物性肥料、植物性肥料、礦物性肥料、雜肥、間接肥料等。這些方法貼近實(shí)際,可操作性強(qiáng),易被農(nóng)事者接受,也大大深化了中國傳統(tǒng)農(nóng)學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵。
篇10
1 景觀地理學(xué)的源流
本世紀(jì)初景觀地理學(xué)在德國的興起,標(biāo)志著用發(fā)生學(xué)的觀點(diǎn)和綜合分析的方法劃分地表類型并研究其發(fā)展演變的近代地理學(xué)的誕生。景觀一詞源于德語Landschaft,具有地表可見景象的綜合和某個(gè)限定性區(qū)域的雙重含義。施呂特爾(O.Schluter1872-1952)是德國景觀學(xué)派的創(chuàng)始人,他是從自然與人文現(xiàn)象的綜合外貌角度來理解景觀,倡導(dǎo)景觀研究作為地理學(xué)的中心問題,探索由原始景觀變成人類文化景觀的過程。帕薩格(S.Passarge)創(chuàng)造了景觀地理學(xué)一詞,于1913年建立了一套地理學(xué)性質(zhì)的景觀學(xué)體系,強(qiáng)調(diào)對分類要素的描述和解釋。他在小區(qū)域的詳細(xì)考察方面及在全球范圍內(nèi)對景觀學(xué)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。其代表作有:《景觀學(xué)基礎(chǔ)》和《比較景觀學(xué)》,他還提出了城市景觀、空間景觀等概念,力求完善景觀形態(tài)與分類的解釋。由于中歐地區(qū)有限的生態(tài)地理空間和較長的開發(fā)歷史,使得景觀外貌呈現(xiàn)出高度的人文化,同時(shí)由于德國地理學(xué)研究有著很深的地質(zhì)地貌學(xué)淵源,因而德國的景觀地理學(xué)以重視人文景觀及具有強(qiáng)烈的地理、地貌學(xué)色彩為其特色,制圖分析是其主要研究方法。1939年特羅爾(G.Troll)在利用航空像片判讀進(jìn)行東非土地利用研究時(shí),提出了"將地理學(xué)的區(qū)域空間分析與生態(tài)學(xué)的結(jié)構(gòu)功能研究相結(jié)合"的景觀生態(tài)學(xué)新方向,這一思想對歐 美各國的景觀學(xué)研究產(chǎn)生了重大影響。
美國的景觀地理學(xué)深受德國的影響,索爾(C.O.Sauer)也是從地貌入手轉(zhuǎn)入文化地理研究,他于20年代中期發(fā)表的著作"景觀形態(tài)學(xué)",把景觀看作地表的基本單元,認(rèn)為景觀是由 自然與文化要素兩部分疊加而成。以他為代表的伯克利(Berkeley)學(xué)派研究了大量景觀變遷的實(shí)例,揭示了人在改變地球面貌中的作用,促進(jìn)了景觀學(xué)派的發(fā)展。
按照A.F.伊薩欽科的觀點(diǎn)(1959),景觀學(xué)說與自然地理分異理論和綜合自然區(qū)劃一起構(gòu)成了俄國與蘇聯(lián)景觀地理學(xué)的三大理論成就。與德國和美國的地理學(xué)家不一樣,原蘇 聯(lián)的地理學(xué)家多偏重于自然景觀的研究,認(rèn)為自然景觀即自然綜合體是自然地理學(xué)的主要研 究對象,景觀的類型方向和區(qū)域方向并存。這當(dāng)然是與原蘇聯(lián)的國土遼闊、開發(fā)程度較低有關(guān)。貝爾格(L.S.Berg)發(fā)表了"蘇聯(lián)景觀地帶"提出了關(guān)于自然區(qū)以下尺度土地單元的等級與類 型劃分的景觀學(xué)說,主要依據(jù)植物群落和地形單元的組合。1942年蘇卡切夫(V.N.Sukachev)提出了與生態(tài)系統(tǒng)相近似的生物地理群落概念,并將其作為景觀的最小單元,重點(diǎn)研究群落各組成成分之間的物質(zhì)循環(huán)與能量交換。60年代,蘇聯(lián)開始了景觀結(jié)構(gòu)與功能的定位實(shí)驗(yàn)研究,著重于水熱平衡、生物地球化學(xué)過程的監(jiān)測和實(shí)驗(yàn),波雷諾夫(B.B.Poleinov)建立了景觀地球化學(xué)的研究方向,卡列斯尼克(S.V.Kalesnik)提出景觀學(xué)定義和景觀分類、類型和結(jié)構(gòu)等概念。A.A.克勞克利斯的"實(shí)驗(yàn)景觀學(xué)"和B.Б.索恰瓦的"地理學(xué)系統(tǒng)學(xué)說導(dǎo)論"作為其理論總結(jié),反映了蘇聯(lián)地理景觀研究的實(shí)驗(yàn)思想、系統(tǒng)思想和生態(tài)學(xué)方向的新趨勢。
德國和蘇聯(lián)在景觀地理學(xué)方面的理論成就,特別是關(guān)于自然區(qū)劃和土地單元的等級、類型劃分的理論與方法,在第二次世界大戰(zhàn)以后激發(fā)了歐美各國廣泛的應(yīng)用研究,包括景觀及其以下尺度的土地資源分類、評價(jià)和區(qū)劃規(guī)劃、景觀制圖、景觀設(shè)計(jì)和綜合管理。其中荷蘭、捷克斯洛伐克、加拿大、澳大利亞和英國等國的工作形成了很有特色的理論和方法體系,特別是引進(jìn)生態(tài)學(xué)的思想和方法,廣泛應(yīng)用遙感和地理信息系統(tǒng)手段為景觀學(xué)的新發(fā)展注入了強(qiáng)大的活力。概言之,1950年以前的景觀學(xué)主要是地理學(xué)性質(zhì),植被、土地利用與環(huán)境的關(guān)系只是作為自然綜合體中不同要素的相互關(guān)系。其后的景觀學(xué)經(jīng)過三十多年的應(yīng)用與發(fā)展,生態(tài)系統(tǒng)概念的影響日漸深入,生物(包括人類)與環(huán)境的關(guān)系問題成為景觀結(jié)構(gòu)的中心,研究從分析走向預(yù)測。80年代以來,景觀學(xué)再次成為地理科學(xué)中的矚目問題,在景觀的形態(tài)與發(fā)生、景觀的穩(wěn)定與演化、景觀的分析與綜合、景觀與環(huán)境、景觀的價(jià)值與應(yīng)用等方面都有長足的發(fā)展,并產(chǎn)生了若干新的分支,如景觀生態(tài)學(xué)、景觀地球化學(xué)、人文景觀學(xué)等。
2 景觀地理學(xué)的推陳出新
景觀學(xué)本來是從綜合自然地理學(xué)中脫胎而來,在蘇聯(lián)經(jīng)多方面發(fā)展,景觀地理學(xué)形成了第一個(gè)高峰,但是后來一些學(xué)者的經(jīng)院式研究使其逐步進(jìn)入了死胡同。80年代以后北美景觀生態(tài)學(xué)的興起,為景觀學(xué)帶來了新的理論突破,加之在廣泛應(yīng)用中的技術(shù)發(fā)展,形成了景觀學(xué)的第二個(gè)高峰。目前新一代的景觀科學(xué)可以景觀生態(tài)學(xué)為代表,在理論層面上包括原有的景觀地理學(xué)和景觀地球化學(xué)等,在應(yīng)用層面上包括景觀建筑規(guī)劃學(xué),景觀生態(tài)建設(shè)(建設(shè)地理學(xué)與建設(shè)生態(tài)學(xué))等和眾多的交叉分支學(xué)科。除了研究范圍的擴(kuò)大與原有研究內(nèi)容的深化,景觀科學(xué)的推陳出新還突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1)新一代景觀科學(xué)突破了原先只是從類型和區(qū)域角度對自然綜合體進(jìn)行研究,發(fā)展到從過程與類型(或區(qū)域)兩方面對自然-人文綜合體進(jìn)行有強(qiáng)烈應(yīng)用色彩的研究。除空間結(jié)構(gòu)與地域分異以外,地理過程與生態(tài)過程也成為研究的重心。
2)從單純的地理過程研究發(fā)展到人地相互作用過程的研究。人地關(guān)系中地域關(guān)系的優(yōu)化是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的基礎(chǔ),而以可持續(xù)空間格局的研究為熱點(diǎn)。在景觀和區(qū)域尺度上對人地關(guān)系的調(diào)整和構(gòu)建可稱之為景觀生態(tài)建設(shè),這應(yīng)成為建設(shè)地理學(xué)的研究重點(diǎn)。
3)學(xué)科的交叉融合極大地豐富和發(fā)展了景觀科學(xué),并形成了若干新的學(xué)科框架體系。如理論地理學(xué)與宏觀生態(tài)學(xué)的交叉形成了景觀生態(tài)學(xué);而在應(yīng)用層面上,可以說建設(shè)地理學(xué)與生態(tài)工程學(xué)的交叉形成了景觀生態(tài)建設(shè)這一新的研究范疇。國際景觀生態(tài)學(xué)會(huì)的新會(huì)章中對于景觀生態(tài)學(xué)作出了如下的新定義(IALE mission statement, 1998):"景觀生態(tài)學(xué)是對于不同尺度上景觀空間變化的研究,它包括景觀異質(zhì)性的生物、地理和社會(huì)的原因與系列,無疑它是一門連接自然科學(xué)和相關(guān)人類科學(xué)的交叉學(xué)科。"可見景觀研究還涉及自然與人文科學(xué)的交叉,如景觀生態(tài)美學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)與環(huán)境倫理學(xué)等。
關(guān)于景觀生態(tài)建設(shè)可定義為一定區(qū)域、跨生態(tài)系統(tǒng)、適于特定景觀類型的生態(tài)建設(shè)措施,以景觀單元的空間結(jié)構(gòu)調(diào)整或重新構(gòu)建為基本手段,改善受脅迫或受損失的生態(tài)系統(tǒng)的功能,提高景觀系統(tǒng)的總體(生物)生產(chǎn)力。其主要內(nèi)容包括:景觀空間結(jié)構(gòu)的調(diào)整,優(yōu)化組合原有景觀組分或引入新的成分;控制人類活動(dòng)的方式與程度,補(bǔ)償與恢復(fù)景觀的生態(tài)功能;按生態(tài)學(xué)規(guī)律進(jìn)行可更新自然資源的開發(fā)與生產(chǎn)活動(dòng);建設(shè)與自然系統(tǒng)和諧協(xié)調(diào)、適于人類生存的可持續(xù)景觀模式等 轉(zhuǎn)貼于 3 景觀生態(tài)學(xué)的理論貢獻(xiàn)
景觀生態(tài)學(xué)在當(dāng)代景觀科學(xué)中的"一枝獨(dú)秀",是因?yàn)槠湔J(rèn)識論和方法論上的進(jìn)步,為一種正在形成中的"尺度-等級系統(tǒng)"新模式作出了重要的理論貢獻(xiàn)。從科研認(rèn)識論的角度對于景觀生態(tài)學(xué)的核心概念和一般原理可作如下歸納:
3.1 景觀系統(tǒng)的整體性和景觀要素的異質(zhì)性
景觀是由景觀要素(elements)有機(jī)聯(lián)系組成的復(fù)雜系統(tǒng),含有等級結(jié)構(gòu),具有獨(dú)立的功能特性和明顯的視覺特征,是具有明確邊界、可辨識的地理實(shí)體。一個(gè)健康的景觀系統(tǒng)具有功能上的整體性和連續(xù)性,只有從系統(tǒng)的整體性出發(fā)來研究景觀的結(jié)構(gòu)、功能和變化才能得出正確的科學(xué)結(jié)論。景觀系統(tǒng)同其它非線性系統(tǒng)一樣,是一個(gè)開放的、遠(yuǎn)離平衡態(tài)系統(tǒng),具有自組織性、自相似性、隨機(jī)性和有序性等特征。異質(zhì)性本是系統(tǒng)或系統(tǒng)屬性的變異程度,而對空間異質(zhì)性的研究成為景觀生態(tài)學(xué)別具特色的顯著特征,它包括空間組成、空間構(gòu)型和空間相關(guān)等內(nèi)容。異質(zhì)性同抗干擾能力、恢復(fù)能力、系統(tǒng)穩(wěn)定性和生物多樣性有密切關(guān)系,景觀異質(zhì)性程度高有利于物種共生而不利于稀有內(nèi)部種的生存。景觀格局是景觀異質(zhì)性的具體表現(xiàn),可運(yùn)用負(fù)熵和信息論方法進(jìn)行測度。景觀異質(zhì)性也可理解為景觀要素分布的不確定性,其出現(xiàn)頻率通??捎谜龖B(tài)分布曲線描述。
3.2 景觀研究的尺度性
尺度是研究客體或過程的空間維和時(shí)間維,可用分辨率與范圍來描述,它標(biāo)志著對所研究對象細(xì)節(jié)了解的水平。在景觀學(xué)研究中,空間尺度是指所研究景觀單元的面積大小或最小信息單元的空間分辨率水平,而時(shí)間尺度是其動(dòng)態(tài)變化的時(shí)間間隔。景觀生態(tài)學(xué)的研究基本上對應(yīng)于中尺度范圍,即從幾平方公里到幾百平方公里、從幾年到幾百年。
格局與過程的時(shí)空尺度化是景觀生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn),尺度分析和尺度效應(yīng)受到格外重視和發(fā)展。尺度分析一般是將小尺度上的斑塊格局經(jīng)過重新組合而在較大尺度上形成空間格局的過程,與之相伴的是斑塊形狀趨向規(guī)則化以及景觀類型的減少。尺度效應(yīng)表現(xiàn)為:最小斑塊面積和隨尺度增大而增大,其類型則有所轉(zhuǎn)換,景觀多樣性減小。通過建立景觀模型和應(yīng)用GIS技術(shù),可以根據(jù)研究目的選擇最佳尺度,并對不同尺度的研究成果進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由于景觀尺度上進(jìn)行控制性實(shí)驗(yàn)代價(jià)高昂,因此尺度的轉(zhuǎn)換技術(shù)愈顯重要。尺度外推涉及到如何穿越不同尺度約束體系的限制,至今仍是一難點(diǎn)。
時(shí)空尺度的對應(yīng)性、協(xié)調(diào)性和規(guī)律性是一重要特征,通常研究地區(qū)越大、相關(guān)的時(shí)間尺度越長,生態(tài)平衡即自然界在動(dòng)蕩中表現(xiàn)出的與尺度有關(guān)的協(xié)調(diào)性。生態(tài)系統(tǒng)在小尺度上常表現(xiàn)出非平衡特征,而大尺度上仍可體現(xiàn)出與平衡模型相似的結(jié)果,景觀系統(tǒng)常??梢钥朔渲芯植可锓答伒牟环€(wěn)定性。
尺度性與持續(xù)性有著重要聯(lián)系,細(xì)尺度生態(tài)過程可能會(huì)導(dǎo)致個(gè)別生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)激烈波動(dòng),而粗尺度的自然調(diào)節(jié)過程可提供較大的穩(wěn)定性。在較高尺度上,作為非線性耗散系統(tǒng)演化中一種普遍現(xiàn)象的混沌可提高景觀生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)性而避免碎裂種群(Metapopulation)滅絕。大尺度空間過程包括土地利用和土地覆蓋變化、生境破碎化、引入種的散布、區(qū)域性氣候波動(dòng)和流域水文變化等。在更大尺度的區(qū)域中,景觀是互不重復(fù)、對比性強(qiáng)、粗粒格局的基本結(jié)構(gòu)單元。景觀和區(qū)域都在"人類尺度"上即在人類可辨識的尺度上來分析景觀結(jié)構(gòu),把生態(tài)功能置于人類可感受的范圍內(nèi)進(jìn)行表述,這尤其有利于了解景觀建設(shè)和管理對生態(tài)過程的影響。在時(shí)間尺度上,人類世代即幾十年的尺度是景觀生態(tài)學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)。
3.3 景觀結(jié)構(gòu)的鑲嵌性(Mosaic)
景觀空間異質(zhì)性通常表現(xiàn)為梯度與鑲嵌,后者的特征是對象被聚集形成清楚的邊界,連續(xù)空間發(fā)生中斷和突變。土地鑲嵌性是景觀的基本特征之一,forman提出的斑塊-廊道-基質(zhì)模型即是對此的一種理論表述。 景觀斑塊是地理、氣候和生物、人文因子影響所成的空間集合體,具有特定的結(jié)構(gòu)形態(tài),表現(xiàn)為物質(zhì)、能量或信息的輸入與輸出單位。斑塊的大小、形狀不同,有規(guī)則、不規(guī)則之分;廊道曲直、寬度不同,連接度也有高有低;而基質(zhì)更顯多樣,從連續(xù)到孔隙狀,從聚集態(tài)到分散態(tài),構(gòu)成了鑲嵌變化、豐富多采的景觀格局??臻g格局是景觀功能流的主要決定因素,而這些景觀形態(tài)結(jié)構(gòu)又是昨天的流所產(chǎn)生。結(jié)構(gòu)和功能,格局與過程之間的聯(lián)系和反饋是景觀生態(tài)學(xué)的基本命題。
景觀鑲嵌的測定包括多樣性、邊緣、中心斑塊和斑塊總體格局測定等方面,包括多樣度、優(yōu)勢度、相對均勻度、邊緣數(shù)、分維數(shù)、斑塊隔離度、易達(dá)性、斑塊分散度、蔓延度等指標(biāo)。此外,網(wǎng)絡(luò)理論、中心位置理論、滲流理論(隨機(jī)空間模型)等也被用于景觀空間結(jié)構(gòu)的研究。
3.4 生態(tài)流的空間聚集與擴(kuò)散
生物物種與營養(yǎng)物質(zhì)和其它物質(zhì)、能量在景觀組分間的流動(dòng)被稱為生態(tài)流(eco-flow),它們是景觀中生態(tài)過程的具體體現(xiàn)。受景觀格局的影響,這些流分別表現(xiàn)為聚集與擴(kuò)散,以水平流為主,它需要通過克服空間阻力來實(shí)現(xiàn)對景觀的覆蓋與控制。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過程同時(shí)總是伴隨著一系列能量轉(zhuǎn)化過程,斑塊間的物質(zhì)流可視為在不同能級上的有序運(yùn)動(dòng),斑塊的能級特征由其空間位置、物質(zhì)的組成、生物因素以及其它環(huán)境因素所決定。
景觀空間要素間物種的擴(kuò)散與聚集,礦質(zhì)養(yǎng)分的再分配速率通常與干擾強(qiáng)度成正比,穿越邊緣的能量與生物流隨異質(zhì)性的增大而增強(qiáng)。無任何干擾時(shí),景觀水平結(jié)構(gòu)趨勢于均質(zhì)化,而垂直結(jié)構(gòu)的分異更加明顯。
生態(tài)流的傳輸機(jī)制有風(fēng)、水、飛行動(dòng)物、地面動(dòng)物和人,其驅(qū)動(dòng)力可分為擴(kuò)散、傳輸和運(yùn)動(dòng),后二者是景觀尺度上的主要作用力。擴(kuò)散形成最少的聚集格局,傳輸居中,而運(yùn)動(dòng)可在景觀中形成最明顯的聚集格局。
景觀的邊緣效應(yīng)對生態(tài)流有重要影響,它可起到半透膜的作用,對通過的生態(tài)流進(jìn)行過濾。此外,在相鄰景觀要素處于不同發(fā)育期時(shí),可隨時(shí)間轉(zhuǎn)換而分別起到源和匯的作用。
3.5 景觀演化的不可逆性與人類主導(dǎo)性
景觀變化的動(dòng)力機(jī)制有自然干擾與人類活動(dòng)影響兩個(gè)方面。由于當(dāng)今世界上人類活動(dòng)影響的普遍性與深刻性,對于作為人類生存環(huán)境的各類景觀而言,人類活動(dòng)對于景觀演化無疑起著主導(dǎo)作用,通過對變化方向和速率的調(diào)控可實(shí)現(xiàn)景觀的定向演變和可持續(xù)發(fā)展。
景觀穩(wěn)定性取決于景觀空間結(jié)構(gòu)對于外部干擾的阻抗及恢復(fù)能力,其中景觀系統(tǒng)所能承受人類活動(dòng)作用的閾值可稱為景觀生態(tài)系統(tǒng)承載力。其限制變化為環(huán)境對人類活動(dòng)的反作用,如景觀空間結(jié)構(gòu)的擁擠程度、景觀中主要生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可更新自然資源的利用強(qiáng)度、環(huán)境質(zhì)量以及人類身心健康的適應(yīng)與感受性等。
景觀系統(tǒng)的演化方式有正、負(fù)反饋兩種。負(fù)反饋有利于系統(tǒng)的自適應(yīng)和自組織,保持系統(tǒng)的穩(wěn)定,是自然景觀演化的主要方式;而不穩(wěn)定則與正反饋相聯(lián)系。從自然景觀向人工景觀的轉(zhuǎn)化多為正反饋,如圍湖造田、毀林開荒和城市擴(kuò)張等。耗散結(jié)構(gòu)理論揭示,非平衡不可逆性是組織之源、有序之源,通過漲落達(dá)到有序。景觀系統(tǒng)的演化亦符合這一規(guī)律,人類活動(dòng)打破了自然景觀中原有的生態(tài)平衡,放大了干擾,改變了景觀演化的方向并創(chuàng)造出新的生態(tài)平衡,重新實(shí)現(xiàn)景觀的有序化。
3.6 景觀價(jià)值的多重性
景觀作為一個(gè)由不同土地單元鑲嵌組成,具有明顯視覺特征的地理實(shí)體,兼具經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和美學(xué)價(jià)值,這種多重性價(jià)值判斷是景觀規(guī)劃和管理的基礎(chǔ)。景觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值主要體現(xiàn)在生物生產(chǎn)力和土地資源開發(fā)等方面,其生態(tài)價(jià)值主要體現(xiàn)為生物多樣性與環(huán)境功能等方面,這些均已研究清楚。而景觀美學(xué)價(jià)值卻是一個(gè)范圍廣泛、內(nèi)涵豐富,比較難以確定的命題。隨著時(shí)代的發(fā)展,人們的審美觀也在變化,人工景觀的創(chuàng)造是工業(yè)社會(huì)強(qiáng)大生產(chǎn)力的體現(xiàn),城市化與工業(yè)化相伴生;然而久居高樓如林、車聲嘈雜、空氣污染的城市之后,人們又企盼著親近自然和返回自然,返樸歸真成為時(shí)尚。
關(guān)于景觀美學(xué)值量的量度可從人類行為過程模式和信息處理理論等方面進(jìn)行分析,不同民族和文化傳統(tǒng)對此有深刻影響。如中國的園林景觀和歐洲相比特色較鮮明,它注重野趣生機(jī)、自然韻味,情景交融、意境含蓄,以小見大、時(shí)空變換,增加景觀容量與環(huán)境氛圍。
價(jià)值優(yōu)化是管理和發(fā)展的基礎(chǔ),景觀規(guī)劃和設(shè)計(jì)應(yīng)以創(chuàng)建宜人景觀為中心。景觀的宜人性可理解為比較適于人類生存、體現(xiàn)生態(tài)文明的人居環(huán)境,包括景觀通達(dá)性、建筑經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)穩(wěn)定性、環(huán)境清潔度、空間擁擠度、景觀優(yōu)美度等內(nèi)容,當(dāng)前許多地方對于居民小區(qū)綠、靜、美、安的要求即是這方面的通俗表達(dá)。景觀特別重視景觀要素的空間關(guān)系,如形狀和大小、密度和容量、連接和隔斷、區(qū)位和層序……,如同它們所含有的物質(zhì)和自然資源質(zhì)量一樣重要。如城市景觀規(guī)劃應(yīng)注意合理安排城市空間格局,相對集中開敞空間(open space),建筑空間要疏密相間;在人工環(huán)境中努力顯現(xiàn)自然;增加景觀的視覺多樣性;保護(hù) 環(huán)境敏感區(qū)和推進(jìn)綠色空間體系建設(shè)。
4 景觀規(guī)劃建筑學(xué)的實(shí)際應(yīng)用與發(fā)展
景觀規(guī)劃建筑學(xué)(Landscape Architecture)是適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需要而產(chǎn)生的一門工程應(yīng)用性學(xué)科,它是景觀科學(xué)與建筑學(xué)的交叉,城市規(guī)劃、風(fēng)景園林設(shè)計(jì)與景觀生態(tài)學(xué)的交叉。這門學(xué)科在美國已有百余年的歷史,F(xiàn).L.Qlmsted于1863年就提出了Landscape Architecture的概念,并首先在紐約中央公園的設(shè)計(jì)和建造中提出了一系列建設(shè)城市公園綠地系統(tǒng)的思想,?quot;創(chuàng)造性地利用景觀,使城市環(huán)境變得自然而適于居住",使自然與城市生活相融合,將生態(tài)思想與景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合,美國許多大學(xué)開設(shè)"景觀規(guī)劃建筑"課程遠(yuǎn)早于景觀生態(tài)學(xué),但是80年代以后北美景觀生態(tài)學(xué)的興盛無疑為景觀建筑與景觀規(guī)劃注入了新的活力。這一階段有3本有影響的書,即I.Mcharg 1969年出版的"設(shè)計(jì)結(jié)合自然"(Design With Nature),C.A.Smyser1982年出版的《自然的設(shè)計(jì)》(Nature“s Design)和H.Hough1984年出版的《城市 形態(tài)與自然過程》(City from and Nature Process),他們在應(yīng)用中豐富和發(fā)展了景觀生態(tài)學(xué)的思想,并將景觀規(guī)劃建筑學(xué)納入到現(xiàn)代景觀科學(xué)的范疇。
關(guān)于"景觀建筑"(Landscape Architecture)通常定義為集中活動(dòng)區(qū)建筑物與周圍環(huán)境的整體 配置與構(gòu)建,可分為小區(qū)(Site)、城市(Urban)和區(qū)域(Region)等不同尺度的景觀設(shè)計(jì)和規(guī)劃,包括土地發(fā)展規(guī)劃、生態(tài)規(guī)劃、景觀設(shè)計(jì)和人文因素等不同側(cè)重點(diǎn)。近來關(guān)于人居環(huán)境的研究漸成熱點(diǎn),其內(nèi)容包括自然環(huán)境、人口(居民)、社會(huì)結(jié)構(gòu)、建筑與城市以及交通、通訊網(wǎng)絡(luò)等。景觀規(guī)劃建筑學(xué)在人居環(huán)境研究中起到了十分重要的作用。城市屬于一種人工創(chuàng)造的、以建筑物為基質(zhì)的特殊人類文明景觀,具有高密度(空間擁擠)、高流量(能流、物流、信息流大)的特點(diǎn),景觀建筑規(guī)劃追求的目標(biāo)是把自然引入城市和使建筑體現(xiàn)文化。這門應(yīng)用學(xué)科的發(fā)展具有鮮明的時(shí)代特征,符合人類走向綠色文明的浪潮,同時(shí)也推動(dòng)了景觀科學(xué)的革新和發(fā)展。
5 我國景觀生態(tài)學(xué)研究的重要成果
熱門標(biāo)簽
綠色金融論文 綠色物流論文 綠色發(fā)展論文 綠色化工論文 綠色建筑論文 綠色稅收論文 綠色閱讀 綠色環(huán)保論文 綠色施工總結(jié) 綠色施工論文 心理培訓(xùn) 人文科學(xué)概論