[摘 要] 機(jī)動(dòng)車燃油——烴類化合物、苯系物及醛酮等是有機(jī)化學(xué)課程的基本組成部分,它們也是形成霧霾的主要元兇。通過對(duì)大學(xué)有機(jī)化學(xué)的教學(xué)方法和考核方式等的改進(jìn),將霧霾的形成、危害及治理知識(shí)滲透到有機(jī)化學(xué)課程中,構(gòu)建一種新型的教學(xué)模式。該模式可使師范類本科生在掌握有機(jī)化學(xué)基本理論的同時(shí),又具備解決實(shí)際問題的能力,有利于應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)。
[關(guān) 鍵 詞] 大學(xué)有機(jī)化學(xué);教學(xué)模式;霧霾治理
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603(2016)34-0028-01
一、引言
在高等師范院?;瘜W(xué)教學(xué)任務(wù)中,有機(jī)化學(xué)是一門專業(yè)的必修課。它主要講授各類有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系及其相互轉(zhuǎn)化的方法。要求學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)的基本理論、基本概念和基本技能。該課程的學(xué)習(xí)為學(xué)生勝任中學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)和開展科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
近兩年,霧霾對(duì)京津冀的影響呈逐年嚴(yán)重趨勢(shì)。環(huán)境治理成為我們的重要任務(wù)。霧霾成分分析表明,揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)約占20%。VOCs的主要成分包括烴類(烷烴、烯烴和芳烴)以及醛酮類等有機(jī)化合物。它們都屬于大學(xué)有機(jī)化學(xué)的核心知識(shí)。然而,目前的有機(jī)化學(xué)課堂講解的內(nèi)容更多地側(cè)重于有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成和反應(yīng)歷程等基礎(chǔ)理論,而有關(guān)這些有機(jī)物對(duì)環(huán)境污染所造成的危害和相應(yīng)的治理技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容在目前的課本中尚未體現(xiàn)?;趹?yīng)用型本科人才培養(yǎng)的理念,通過改進(jìn)教學(xué)模式,在有機(jī)化學(xué)的相關(guān)章節(jié)增加了有關(guān)霧霾治理的知識(shí),使他們?cè)谡莆沼袡C(jī)化學(xué)基礎(chǔ)理論的同時(shí),又能夠應(yīng)用有機(jī)化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。
二、新型有機(jī)化學(xué)教學(xué)模式改革初探
(一)霧霾的產(chǎn)生、治理及與有機(jī)化學(xué)之間的關(guān)系
霧霾是由一氧化碳、氮氧化物及揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)構(gòu)成,以PM2.5和PM10為主。由于混雜著有害物質(zhì),霧霾會(huì)對(duì)人類健康造成較大傷害。
霧霾的主要來源包括工業(yè)企業(yè)廢氣的排放、機(jī)動(dòng)車汽柴油燃燒不充分釋放出的碳煙顆粒物等。其中,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的碳煙顆粒物PM(particulate matter)被認(rèn)為是污染環(huán)境的主要元兇之一。它是除水以外的所有固態(tài)碳基顆粒和附聚在碳基顆粒表面上的無機(jī)物(比如:SO2,NO2,Pb)等物質(zhì)的總稱。減少碳煙顆粒物污染的最直接有效的排放后的處理方法是將碳煙顆粒直接氧化為二氧化碳和水。但由于對(duì)于碳煙顆粒的熱氧化溫度高達(dá)550~600℃,而柴油車的排氣溫度僅為175~350℃,為此,實(shí)際應(yīng)用中需要較高活性的催化劑,來降低碳煙顆粒物的氧化燃燒溫度,使碳煙顆粒物被完全氧化而除去。目前常用的催化劑主要包括貴金屬和一些過渡金屬化合物。
上述三類產(chǎn)生霧霾的主要成分是組成有機(jī)化學(xué)的基本物質(zhì)。因此,為了更好地宣傳霧霾治理知識(shí),非常有必要在講解有機(jī)化學(xué)課程時(shí),向?qū)W生滲透相關(guān)知識(shí),使他們?cè)诹私饬艘欢ㄖR(shí)的基礎(chǔ)上積極參與到霧霾治理的隊(duì)伍中。
(二)有機(jī)化學(xué)理論課教學(xué)過程中霧霾治理知識(shí)的滲透
1.優(yōu)化課堂教學(xué)方法,補(bǔ)充霧霾治理知識(shí)
通過合理利用多媒體教學(xué)課件等方法,節(jié)約理論課講解時(shí)間,在合適的章節(jié)講授霧霾的危害及治理方法??墒箤W(xué)生在掌握有機(jī)化學(xué)基本理論的同時(shí),了解環(huán)境保護(hù)知識(shí),既增加了學(xué)習(xí)興趣,又開闊了眼界。例如,在第三章單烯烴的第九節(jié)“石油”部分,增加清潔能源知識(shí)以及柴油機(jī)的主要排放物——碳煙顆粒污染和治理對(duì)策;在第七章芳烴一章,講述三苯類化合物的工業(yè)排放、危害及治理技術(shù)等。在第十一章醛酮部分,從甲醛的結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)等出發(fā),展開甲醛危害及治理的討論。
2.改革考核內(nèi)容和方式,使學(xué)生積極參與霧霾治理
考核內(nèi)容是引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的風(fēng)向標(biāo)。科學(xué)合理的考核方式應(yīng)該能使學(xué)生既掌握了基礎(chǔ)理論知識(shí),又提高了對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。所以,在期末考試中,適量增加一些霧霾治理的綜合題型。如,在考試中,增加一道針對(duì)深度催化氧化苯系污染物或甲醛等問題的設(shè)計(jì)題,讓學(xué)生根據(jù)自己所掌握的有機(jī)化學(xué)理論,從催化劑的選擇和反應(yīng)機(jī)理等方面,提出自己的治理方案。這樣可使學(xué)生真正感覺到學(xué)有所用,可大大激發(fā)他們的求知欲。
三、結(jié)束語
筆者具有多年的有機(jī)化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),且多年來一直從事環(huán)境污染治理的科學(xué)研究。因此,有能力的教師在講授有機(jī)化學(xué)理論課的基礎(chǔ)上,適當(dāng)刪減一些較陳舊的知識(shí)信息,在相關(guān)章節(jié)滲透各類揮發(fā)性有機(jī)物的排放方式、治理方法等內(nèi)容。構(gòu)建一種新型的有機(jī)化學(xué)教學(xué)模式。這樣,可使有機(jī)化學(xué)在突出基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上,與時(shí)俱進(jìn),更具有新穎性和實(shí)用性,培養(yǎng)出更多應(yīng)用型本科人才。
參考文獻(xiàn):
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