陳鈺 梁紅蓮 高楓 張景華 段耀廷 白月

【摘 ? 要】 ? 大學(xué)物理化學(xué)科目是一門與環(huán)境保護(hù)息息相關(guān)的基礎(chǔ)自然學(xué)科。物理化學(xué)教學(xué)與《河北省生態(tài)環(huán)境保護(hù)條例》相結(jié)合，從教學(xué)資料、教學(xué)反思、課堂教學(xué)、教學(xué)評(píng)價(jià)等角度對(duì)物理化學(xué)課程進(jìn)行改革，以培養(yǎng)具有環(huán)保理念的高科技復(fù)合型人才。

【關(guān)鍵詞】 ? 物理化學(xué);教學(xué)資料;教學(xué)反思;課堂教學(xué);教學(xué)評(píng)價(jià)

Carrying Out the Spirit of "Regulations on Ecological Environmental Protection of Hebei Province" in Physical Chemistry Teaching to Cultivate Integrated Talents

Chen Yu*， Liang Honglian， Gao Feng， Zhang Jinghua， Duan Yaoting， Bai Yue

（Langfang Normal University， Langfang 065000， Hebei）

[Abstract] Physical chemistry is one of the basic natural subjects that are closely related to environmental protection. The physical chemistry teaching could be combined with the "Regulations on Ecological Environmental Protection of Hebei Province ". Furthermore， the physical chemistry curriculum is reformed from the perspectives of teaching materials， teaching reflection， classroom teaching， and teaching evaluation for the purpose of promoting the cultivation of high-tech compound talents with the concept of environmental protection.

[Keywords] physical chemistry; teaching materials; teaching reflection; classroom teaching; teaching evaluation

〔中圖分類號(hào)〕 ?G642.2 ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 ?A ? ? ? ? ? ? 〔文章編號(hào)〕 1674 - 3229（2021）03- 0000 - 00

0 ? ? 引言

《河北省生態(tài)環(huán)境保護(hù)條例》（以下簡(jiǎn)稱《條例》）于2020年3月27日通過(guò)，自2020年7月1日實(shí)施，是河北省最新的環(huán)保條例。在大氣污染治理方面，《條例》在綠色能源、溫室氣體管控、散煤處理等方面提出更高的要求;在廢水治理方面，《條例》加強(qiáng)污水的處理、飲用水的保護(hù)和工業(yè)污染的控制;在土壤治理方面，《條例》加強(qiáng)垃圾分類管理制度，新增重金屬處理的內(nèi)容，實(shí)施重金屬污染物排放的總量控制。

在大學(xué)課堂中應(yīng)該對(duì)《條例》中的環(huán)保法治理念有一定的體現(xiàn)[1]。物理化學(xué)是大學(xué)化學(xué)中的一個(gè)基礎(chǔ)自然學(xué)科，包括熱力學(xué)、相平衡、化學(xué)平衡、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、膠體界面、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容[2-4]，與環(huán)境保護(hù)及治理息息相關(guān)。物理化學(xué)教學(xué)改革有諸多方略[5-9]，但是文獻(xiàn)調(diào)研表明，由于《條例》在2020年3月27日剛剛通過(guò)，物理化學(xué)教學(xué)中貫徹《條例》中的環(huán)保法治理念在文獻(xiàn)中尚未見報(bào)道。同時(shí)，物理化學(xué)各個(gè)章節(jié)的內(nèi)容是貫徹《條例》中環(huán)保法治理念的基礎(chǔ)。為了培養(yǎng)知法懂法的高科技復(fù)合型人才以加快美麗中國(guó)的建設(shè)和碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[10-15]，在大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)中貫徹《條例》中的環(huán)保法治理念十分必要。

本論文從以下方面探討在大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)中貫徹《條例》中的環(huán)保法治理念：（1）教學(xué)資料;（2）課堂教學(xué);（3）教學(xué)評(píng)價(jià);（4）教學(xué)反思。物理化學(xué)教學(xué)與《條例》的首次結(jié)合有利于貫徹《條例》精神，加快培養(yǎng)知法懂法的高科技復(fù)合型人才。

1 ? ? 教學(xué)資料

1.1 ? 教材

大學(xué)物理化學(xué)的教學(xué)資料主要的依據(jù)是教材。但是，隨著依法治理環(huán)境污染進(jìn)程的不斷加快和《條例》的最新通過(guò)，傳統(tǒng)物理化學(xué)教材的內(nèi)容需要有所改變，以體現(xiàn)《條例》中的環(huán)保法治理念?！稐l例》中新增了重金屬處理的內(nèi)容，現(xiàn)以重金屬處理為具體例子，探討物理化學(xué)教材中需要的幾點(diǎn)修訂：（1）在緒論中增加重金屬污染的嚴(yán)重性和危害性、環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理的急迫性、重金屬污染物的分類及重金屬污染治理與物理化學(xué)基本理論聯(lián)系。（2）在相關(guān)章節(jié)的背景部分增添重金屬污染事故的例子，并從物理化學(xué)基本理論的角度闡述應(yīng)對(duì)策略。具體來(lái)說(shuō)：電化學(xué)部分增加電極電勢(shì)、超電勢(shì)、重金屬離子電沉積等內(nèi)容;在熱力學(xué)部分增加吸附劑吸附重金屬離子的吉布斯自由能變的計(jì)算內(nèi)容，以判斷重金屬離子的處理是否能夠發(fā)生以及效率問(wèn)題;在動(dòng)力學(xué)部分探討重金屬離子與吸附劑的相互作用機(jī)理、吸附活化能、吸附速率常數(shù);在膠體界面部分增加重金屬離子在水溶液中的表面吸附類型以及固體吸附劑吸附水中重金屬離子的吸附模型。

1.2 ? 其他資料

課外資料包括：（1）《條例》等法律條文;（2）最高人民法院總結(jié)的環(huán)境污染典型案例;（3）利用物理化學(xué)理論知識(shí)治理環(huán)境相關(guān)方面的書籍;（4）環(huán)境保護(hù)與環(huán)境治理的國(guó)內(nèi)外論文、專著、專利、會(huì)議等;（5）有關(guān)環(huán)境、法律、科技的報(bào)紙、論壇、新聞、視頻等;（6）也可以借助當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)傳播速度極快的微博、微信公眾號(hào)、快手、抖音、直播等媒介宣傳物理化學(xué)教學(xué)以貫徹《條例》中的環(huán)保法治理念。要從知識(shí)供給側(cè)上改變以往只依靠教材的傳統(tǒng)思維，加快用學(xué)生喜聞樂(lè)見的方式去傳播物理化學(xué)教學(xué)以貫徹《條例》精神，確保讓大學(xué)生明白環(huán)境保護(hù)的緊迫性和物理化學(xué)知識(shí)的重要性，確保讓大學(xué)生能從物理化學(xué)學(xué)習(xí)中領(lǐng)悟《條例》精神，能感受到學(xué)習(xí)的愉悅性和法律的正義性。

2 ? ? 課堂教學(xué)

2.1 ? 教案

良好的教案是物理化學(xué)教學(xué)取得良好效果的保證。在教學(xué)目標(biāo)中的情感態(tài)度與價(jià)值觀中要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)養(yǎng)成環(huán)境保護(hù)、依法治理環(huán)境和《條例》中的環(huán)保法治理念。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)仍舊要以物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)為核心，以環(huán)境治理中涉及的物理過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)為重點(diǎn)。教學(xué)引入過(guò)程可以加入全世界或全國(guó)重大的環(huán)境污染事件為基礎(chǔ)，或者以最高人民法院、裁判信息網(wǎng)公布的環(huán)境污染經(jīng)典案例為基礎(chǔ)，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性[16]，然后提出問(wèn)題的解決方法、污染物的種類及其物理化學(xué)性質(zhì)，最終引入到要講的內(nèi)容。

例如，在講解熱力學(xué)第二定律的時(shí)候，先引用羅丹明B污染物的毒性和致癌性，廢水中羅丹明B的去除要怎么樣選擇吸附劑？什么樣的吸附劑才能保證吸附的發(fā)生？吸附劑吸附羅丹明B的效果能達(dá)到多少？根據(jù)上述問(wèn)題介紹物理化學(xué)熱力學(xué)第二定律中的最廣泛使用判據(jù)：吉布斯自由能判據(jù)。吉布斯自由能判據(jù)的具體內(nèi)容為當(dāng)吉布斯自由能變的值大于零時(shí)吸附羅丹明B不能發(fā)生，當(dāng)吉布斯自由能變小于0時(shí)吸附羅丹明B可以發(fā)生[3， 4， 17]。以此引入到什么是吉布斯自由能、怎么計(jì)算吉布斯自由能變、還有沒(méi)有其它的判據(jù)、各種判劇的適用條件等一系列與熱力學(xué)第二定律相關(guān)的核心問(wèn)題。有關(guān)吸附速率和吸附機(jī)理的問(wèn)題則可以在物理化學(xué)的動(dòng)力學(xué)部分介紹。除了通過(guò)物理吸附和化學(xué)吸附途徑吸附羅丹明B之外，電化學(xué)降解方法處理廢水中羅丹明B也是一種高效的途徑。那么，電化學(xué)處理羅丹明B又與哪些物理化學(xué)知識(shí)相關(guān)呢？通過(guò)這些疑問(wèn)可以講解電極類型、電勢(shì)測(cè)定、可逆電極電勢(shì)、超電勢(shì)、析出電極電勢(shì)，這樣能自然過(guò)渡到能斯特方程及方程中涉及的平均離子活度、平均離子活度系數(shù)、離子強(qiáng)度、離子氛等內(nèi)容。

2.2 ? 以學(xué)生為中心

一定要始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)模式。由于《條例》剛剛通過(guò)，學(xué)生對(duì)條例中的內(nèi)容不熟悉，所以，應(yīng)該在上課之前通過(guò)微信或QQ等形式把《條例》內(nèi)容發(fā)給學(xué)生[5]，與環(huán)境治理相關(guān)的條款要重點(diǎn)標(biāo)出來(lái)，先讓學(xué)生提前學(xué)習(xí)。這樣，在物理化學(xué)課堂引入課題講解《條例》相關(guān)內(nèi)容的時(shí)候，學(xué)生不會(huì)感覺(jué)到陌生和突兀。上課的時(shí)候，讓學(xué)生積極發(fā)言，思考怎樣從生活上保護(hù)環(huán)境和治理環(huán)境污染，分析環(huán)境污染涉及的《條例》條款，分析污染物的具體成分，然后從物理化學(xué)的角度去分析環(huán)境的治理方案。

同時(shí)，以兩三人小組的形式讓學(xué)生們組內(nèi)交流討論，促進(jìn)形成探討、分析和反饋的良好氛圍。除了發(fā)言和小組討論外，可以每堂課都安排一個(gè)學(xué)生上講臺(tái)發(fā)表兩三分鐘時(shí)間的演講，這樣不僅有利于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，增加法律意識(shí)，還能有利于練習(xí)學(xué)生的演講能力和表達(dá)能力。另外，可以把課堂表現(xiàn)當(dāng)成物理化學(xué)平時(shí)成績(jī)的一部分以激勵(lì)學(xué)生，則學(xué)生會(huì)更加喜歡把物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和《條例》中的環(huán)保法治理相結(jié)合，以加快培養(yǎng)知法懂法的高科技復(fù)合型人才。

3 ? ? 教學(xué)評(píng)價(jià)

3.1 ? 在考試題目中引入《條例》精神

現(xiàn)在大學(xué)生還是習(xí)慣做題目，學(xué)生對(duì)期中和期末考試特別關(guān)注，所以在物理化學(xué)考試題目中引入《條例》中的環(huán)保法治理肯定是一個(gè)宣傳《條例》精神、學(xué)習(xí)物理化學(xué)知識(shí)及培養(yǎng)復(fù)合型人才的一個(gè)好方法?，F(xiàn)在好多高等院校規(guī)定在期中和期末考試中，期末考試成績(jī)占學(xué)生總成績(jī)的80%～90%，而且要有一定比例的應(yīng)用型題目。如果能在應(yīng)用型題目的背景中加入一定的《條例》條款、環(huán)境污染的案例及環(huán)境治理的物理化學(xué)知識(shí)，則能更好的促進(jìn)在物理化學(xué)教學(xué)中貫徹《條例》中的環(huán)保法治理念，培養(yǎng)復(fù)合型人才。

另外，傳統(tǒng)考試中的大題一般均為純粹的計(jì)算題，不利于培養(yǎng)大學(xué)生的綜合能力，加入文字理念分析題則有利于培養(yǎng)大學(xué)生上述綜合能力的。文字理念分析題可以結(jié)合《條例》中的最新環(huán)保法治理念、環(huán)境保護(hù)和物理化學(xué)知識(shí)。具體例子如下：先在題目背景中結(jié)合《條例》的第四十八條規(guī)定“禁止露天焚燒秸稈、落葉、荒草等產(chǎn)生煙塵污染的物質(zhì)”，然后結(jié)合京津冀嚴(yán)重的秸稈焚燒的污染問(wèn)題著重強(qiáng)調(diào)秸稈資源化利用的必要性。最后，從綠色溶劑處理生物質(zhì)的吉布斯自由能變、溶解動(dòng)力學(xué)、溶解能壘的角度讓學(xué)生分析如何提高秸稈溶解的效率。

3.2 ? 在平時(shí)成績(jī)中融入《條例》法律知識(shí)

平時(shí)成績(jī)一般占學(xué)生物理化學(xué)總成績(jī)10%～20%的分?jǐn)?shù)，平時(shí)考核中可以加入讓學(xué)生談?wù)劇稐l例》中環(huán)境污染治理的一些具體思路，用物理化學(xué)知識(shí)解決環(huán)境治理的具體方法，讓學(xué)生之間討論且評(píng)價(jià)各種解決方案的優(yōu)劣。除此之外，還可以讓少許的學(xué)生提前準(zhǔn)備好自己喜歡的環(huán)境污染案例并在課堂上分享解決方法并讓大家來(lái)評(píng)論和建議。另外，鼓勵(lì)學(xué)生去實(shí)地調(diào)研一些環(huán)境污染的具體事例并制作好圖片、視頻，讓學(xué)生在課堂上分享《條例》中的環(huán)保法治理念和相關(guān)的物理化學(xué)知識(shí)。

對(duì)于開始進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開展環(huán)保相關(guān)方面研究的學(xué)生，可以讓學(xué)生結(jié)合自己科學(xué)研究的具體課題來(lái)分析《條例》中與環(huán)境污染有關(guān)的內(nèi)容，及所用到的物理化學(xué)知識(shí)，這樣可以打造結(jié)合科研、法律和物理化學(xué)等多種知識(shí)的課堂，有利于培養(yǎng)復(fù)合型人才。要綜合考察學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)，而不是只局限于像高中生一樣做題目，背公式，要把《條例》中的環(huán)保法治理念融入到物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)中去，努力讓學(xué)生能成為具有法治意識(shí)的高科技復(fù)合型人才。

4 ? ? 教學(xué)反思

教學(xué)反思是提高物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵一步。首先，在教學(xué)反思中要發(fā)揚(yáng)物理化學(xué)教學(xué)中的成功經(jīng)驗(yàn)。物理化學(xué)課堂中弘揚(yáng)《條例》中的環(huán)保法治理念是文獻(xiàn)中的首次探索，《條例》也是剛剛通過(guò)，所以具有一定的難度。過(guò)程中總結(jié)的成功經(jīng)驗(yàn)一定要繼續(xù)應(yīng)用。第二，在教學(xué)反思中要吸取教學(xué)過(guò)程中失敗之處及預(yù)計(jì)與實(shí)際情況的矛盾之處，關(guān)鍵在于提出新型且有效的解決方案，讓學(xué)生喜歡學(xué)、學(xué)得懂、能記住、會(huì)應(yīng)用。第三，教學(xué)中遇到的問(wèn)題要及時(shí)記錄好，課后自己寫在教學(xué)日記里，還可以找本單位物理化學(xué)課題組的老師們多多討論，增加課堂的開放度。第四，要反復(fù)研習(xí)《條例》內(nèi)容、物理化學(xué)知識(shí)、教案、學(xué)生等一切與物理化學(xué)教學(xué)相關(guān)的知識(shí)，活到老學(xué)到老，并及時(shí)驗(yàn)證和調(diào)整自己的想法。

5 ? ? 結(jié)論

總之，大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)與最新《條例》中的環(huán)保法治理念的首次有機(jī)結(jié)合具有新穎性、創(chuàng)造性、現(xiàn)實(shí)性和可行性，對(duì)高科技復(fù)合型人才的培養(yǎng)具有重大意義。從教學(xué)資料、課堂教學(xué)、教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)反思等角度分析在大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)中貫徹《條例》中的環(huán)保法治理念有利于高科技復(fù)合型人才的培養(yǎng)?！稐l例》雖然只是河北省的地方性法規(guī)，但是《條例》的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)高于國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，有利于全國(guó)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)與環(huán)保法結(jié)合以培養(yǎng)復(fù)合型人才的思路也可應(yīng)用到化工、物理、生物、文學(xué)、哲學(xué)等其它的課程。

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[收稿日期] ? 2021-00-00

[基金項(xiàng)目] ? 廊坊市教育科學(xué)規(guī)劃基礎(chǔ)教育重點(diǎn)專項(xiàng)“思維導(dǎo)圖在高考化學(xué)試卷分析中的應(yīng)用研究”（JCJY202003）;廊坊師范學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目“基于演示實(shí)驗(yàn)的大學(xué)物理化學(xué)課堂教學(xué)研究”（K2019—46、K2020—10）

[作者簡(jiǎn)介] ? 陳鈺（1988- ），男，博士，廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院講師，研究方向：綠色化學(xué)與物理化學(xué)。