導語：如何才能寫好一篇綠色化學的誕生，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】高職高專 綠色化學教育

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）02C-0125-02

化學科學的研究成果使人們衣食住行各個方面都受益匪淺。但與此同時，隨著化學品的大量生產和廣泛應用，人類原本綠色平和的生態環境遭受著嚴重的破壞。面對生存危機，人類重新審視傳統化學，于20世紀90年代提出了綠色化學這一新的科學思想和發展戰略。綠色化學可以詮釋為環境友好化學，它的核心內涵是在反應過程和化工生產中盡量減少或徹底消除使用和產生有害物質，它從源頭上阻止污染物的產生。綠色化學的誕生，為人類最終從化學的角度解決環境污染的問題帶來了希望，讓越來越多的國家和人們認識到了其對社會進步、經濟發展及對化學界本身產生的巨大影響，而且它向人類展示了發展科學、造福社會卻不以犧牲環境為代價的新境界，為人類鋪設了一條可持續發展的道路。本文試分析高職高專院校開展綠色化學教育的必要性，并針對高職高專院校綠色化學教育中存在的問題，提出高職高專院校綠色化學教育的實施措施。

一、高職高專院校開展綠色化學教育的必要性

隨著社會公眾對環境保護及國民經濟可持續發展的日益關注，各國逐漸認識到對社會各階層，尤其是對大中學校的學生進行綠色化學教育至關重要。美國和英國等國家很早就開始在各類院校開展綠色化學課程教育或綠色化學思想、理念、原則的滲透性教育。我國綠色化學與教育基本上能跟上國際的步伐，目前，已有中國科技大學、清華大學、中山大學、四川大學、首都師范大學等國內知名本科院校開設了綠色化學必修課或選修課。然而，在大部分的高職高專院校中至今沒有開展綠色化學的相關教育。高職高專院校是以培養高等技術應用型專門人才為根本任務的，高職高專的畢業生應具備基礎理論適度、技術應用能力強、知識面較寬、素質高等特點。在高職高專院校中實施綠色化學教育，向學生傳遞綠色化學的科學思想和基本原理，介紹綠色化學的基本原則，讓學生認識綠色化學在可持續發展中的重要作用，能夠在未來的生產生活實踐中學以致用。一批批高職高專畢業生進入社會走上工作崗位，他們必將成為生產制造、社會服務等領域的主力軍，在這其中，只有接受過綠色化學教育，他們才能用綠色化學的思維方式來指導生產生活實踐，解決生產生活實踐中可能碰到的環境、資源、能源問題。況且當下，合理利用資源、減少能耗、保護環境，是企業得以生存和持續發展的根本保證。在這樣的前提下，企業就希望自己的員工具有環境意識和可持續發展的意識，以及具備較強的社會責任感。可見，在高職高專院校中實施綠色化學教育是必要的，符合企業行業的需求，符合社會可持續發展的需求。

二、高職高專院校開展綠色化學教育面臨的問題

（一）綠色化學教育師資隊伍薄弱

許多高職高專院校的化學化工類教師對綠色化學都不是太熟悉，這是綠色化學教育中面臨的最大問題。教育部門或院校本身可以通過進修班、研修班、研討會等形式對教師進行系統的綠色化學知識培訓，而教師本身也應該不斷收集了解綠色化學發展的最新動向、前沿信息。只有形成一支高素質的綠色化學師資隊伍，才能使綠色化學教育得到根本的保障。

（二）綠色化學教材缺乏

目前，針對高職高專學生編寫的綠色化學教材不多，使教師和學生的選擇受到限制，這也給綠色化學教育工作者提出了更大的挑戰。

三、高職高專院校綠色化學教育的實施措施

綠色化學教育的首要任務是建立一種新的綠色觀念體系，強調人類對環境與發展的責任感，培養學生以“科技與社會”之間和諧發展為基礎的道德、倫理和科學價值觀念。根據高職高專院校的培養模式和培養目標，高職高專院校開展綠色化學教育，可以從以下幾個方面著手：

（一）形成寬專業、多層次的教育體系

綠色化學的教學內容主要包括綠色化學的科學思想、綠色化學基本原理、綠色化學技術和綠色化學工藝等。其中，綠色化學的科學思想和基本原理是綠色化學的精髓，可以使人們形成綠色理念，是所有高職高專學生都應該了解和學習的，在教育方式上可以靈活多樣。綠色化學技術和工藝具有較強的專業性，只能向具備化學專業知識的學生開設，然而在大部分的高職高專院校中，雖然開設有化學化工或相關專業，但由于學生的知識水平及結構較本科生有限，培養目標也較本科生不同，綠色化學技術和工藝這些內容對于高職高專學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生有所了解。也就是說在高職高專院校中，綠色化學的科學思想和基本原理才是學生們學習和了解的重點。針對不同的學習對象，綠色化學的教學目標、教學形式等也是有所區別的，可以通過表1體現高職高專院校綠色化學教育體系。

表1 高職高專院校綠色化學教育體系

授課對象 教學目標 教學內容 教學形式

除化學化工及相關專業外，各專業高職高專學生 了解綠色化學思想和基本原理，培養環境意識及基本科學素養 綠色化學的科學思想、基本原理、綠色原料、綠色化學品等 素養課、選修課、專題講座、主題活動、社團指導、主題宣傳

化學化工及相關專業高職高專學生 更全面理解綠色化學理論，常識性了解一些基本綠色工藝與技術 綠色化學的科學思想、基本原理、綠色原料、綠色溶劑、綠色催化、綠色資源綠色化學工藝與技術案例 限選課、選修課、專題講座、主題活動、興趣小組研究、專業實習實踐

鑒于高職高專學生的知識結構及能力結構特點，在實施綠色化學教育的過程中，要盡可能避免繁雜深奧的綠色化學原理及工藝技術，而應注重講授一些貼近生活、聯系生產實際、反映最新科技、體現環境保護的內容，同時介紹一些與化學科技發展相關的環境、倫理、道德、法律等人文社會方面的知識，如可持續發展理論、人類生存的地球、人與自然、清潔生產、綠色標志、美國“總統綠色化學挑戰獎”、日本“新陽光計劃”等。選擇這些易于被接受、實用性強的知識，既能激起學生學習綠色化學的興趣，促使學生樹立綠色意識，同時也與高職高專培養知識面較寬、素質高的高技能運用型人才這一培養目標相符合。

（二）在基礎課教學中滲透綠色化學

由于受教學課時及學生知識、能力結構的限制，在高職高專中專門開設綠色化學必修課的可行性不強，需要把綠色化學內容滲透到基礎化學教學中，使綠色化學的思想和內容貫穿于基礎課的教學。如用綠色化學的實例充實教學內容，使學生在潛移默化中受到綠色化學教育；再如化學實驗中，要求學生遵守實驗規則，規范實驗操作，盡可能降低實驗藥品濃度，減少藥品的損耗，預防環境污染。還可以指導學生優化實驗設計方案，使其成為綠色實驗。在基礎課教學中滲透綠色化學為改革課堂教學、培養學生的創新精神和創新能力提供了良好的契機。

（三）充分利用實習實訓開展綠色化學教育

在高職高專院校的課程設置中，專業頂崗實習實訓占據了將近一半的課時，如果能充分利用學生接觸社會的時機，讓學生開展一些綠色化學的研究性學習，勢必會取得較校內開展課堂教學更好的效果。綠色化學強調人類對社會的責任感，在學生進入實習階段之前，設置一些與社會息息相關的研究性課題，如地方空氣和水質污染情況、城市垃圾的處理、洗滌劑的合理使用、農藥的合理使用、汽車尾氣污染狀況及控制方法、農產品的綠色化、城市污水處理、綠色包裝等，讓學生利用實習實訓的機會開展調查、研究、分析、討論，最終形成結論，使他們意識到綠色化學的應用會帶來的社會效應，真切體會和感受到綠色化學與社會、與經濟、與環境之間的相互關系，從而改變舊有的思維方式，以科學的眼光來觀察社會中存在的矛盾和問題，形成綠色的理念，科學的價值觀。

（四）開展豐富多彩的課外活動，宣傳綠色化學

面對高職高專院校中種類繁多的專業群，要讓綠色化學得到普及，必須開辟課外活動這一陣地。專題講座、專題宣傳、主題論文大賽、校園論壇、社團、興趣小組等等，都是很好的開展綠色化學教育的途徑，而且這些豐富多彩的活動，還能變學生的被動學習為主動參與，提高學生對綠色化學的關注度。

總之，綠色化學不是一門獨立的學科，它是一種戰略、一種方針、一種指導思想、一種研究策略。將綠色化學思想和內容滲透給高職高專院校的學生，使學生具有較高的社會責任感和較高的環境意識，這對整個社會、經濟的發展都將起到積極的作用。

【參考文獻】

[1]周曉明.STS教育與綠色化學教育[J].現代教育科學，2004（3）

[2]周曉明，劉劍洪，張培新.綠色化學教育的思考與實踐[J].中山大學學報論叢，2004（3）

[3]皮宗新.綠色化學教育的實踐與探索[J].合肥師范學院學報，2009（6）

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一

化學是一門以實驗為基礎的科學，實驗是化學賴以形成和發展的基礎。但是中學化學實驗教學的現狀令人擔憂，存在如下的問題。

（一）由于缺乏實驗經費，實驗條件極其簡陋，基本實驗不能開足。

（二）由于受傳統思想“述而不作”的影響，部分教師的教學理念陳舊落后，怕準備實驗麻煩，怕做實驗浪費時間，導致實驗教學變成了紙上談兵。

（三）重結果獲得，輕過程探索；重結論的正誤，輕科學方法的掌握、科學態度的形成。

（四）部分學生隨著化學知識的增多，懼怕有毒有害氣體，懼怕腐蝕性藥品，懼怕實驗造成的污染，做實驗的興趣隨年級的升高而降低。

（五）實驗室污染日益嚴重，“三廢”處理問題亟待解決。

二

綠色化學作為一門新誕生的前沿學科，能很好地解決以上一系列問題。

（一）用綠色化學理念指導實驗研究和設計是實驗教學的一項新課題

鑒于中學化學實驗教學的本文由收集整理現狀和存在的突出問題，順應世界綠色化學發展的時代潮流，用綠色化學理念指導實驗研究和設計，是知識經濟時代實驗教學向每位教師提出的新要求，是實驗教學領域的一項新的研究課題，它的實踐意義在于：

1.有利于學生創新意識和創新能力的培養

傳統的教學重視知識的傳授，忽視能力培養和方法訓練，重視繼承、保持和再現，忽視創新和立異，這嚴重影響了基礎教育的質量，制約了學生的全面發展。為此教育部提出了旨在培養學生實踐能力和創新意識的素質教育，消除傳統教學的弊端。在中學化學實驗教學中，開展綠色化學實驗研究和設計，用綠色化學的理念和標準重新審視每一個實驗，對不符合綠色化學理念的實驗進行重新設計，是培養學生創新意識和創新能力的良好契機。學生發現傳統實驗的弊端后，運用自己的化學知識，展開豐富的想象，用綠色化學的要求重新設計，這個設計的過程就是一個創新的過程。在這個設計過程中學生的創新意識和創新能力能夠得到很好的鍛煉和培養。

2.有利于培養學生的實踐能力

在教學過程中，學生不僅是認識活動的主體，而且是實踐活動的主體，傳統教學重認識輕實踐，而用綠色化學理念指導實驗設計，學生不僅開動腦筋自己構思，還要親自動手進行驗證實驗。學生在動手操作的實驗過程中，實踐能力會逐步得到提高。

3.有利于培養學生的自主學習意識和能力

現代教育理論認為：在教學過程中，學生是學習的主體，教師只是引導者、幫助者和指導者。教師的作用是要形成一種學生獨立探究的情境，而不是提供現成的知識，要讓學生自己去思考，參與知識獲得的過程。認識是一個過程，而不是一種產品。布魯納在《教學理論的建設》中反復強調：“所謂學科的教學，不是灌輸作為結果的知識，而是指導兒童參與形成知識的過程。”真正的教不是向學生直接傳授、給予和灌輸，而是激發、指導和幫助學生通過自己的活動去獲得真知，真正的教育過程是通過教師的教引起學生能動地學。教師用綠色化學理念指導學生進行實驗設計，充分體現了學生的主體性學習原則。在整個學習過程中教師只是幫助者和指導者，學生按綠色化學的要求，自己去查詢和搜集資料，自己設計實驗方案，自己驗證實驗方案。整個學習過程學生都是自主進行的，教師只是一個引

轉貼于

導者。在設計實驗和驗證實驗的過程中，學生的自主意識和能力會得到很大提高。

4.有利于培養學生高尚的人文精神

21世紀是知識經濟社會，是一個日趨激烈的競爭時代，面對競爭和挑戰，我們不僅要培養學生的科技理性，而且要培養學生高尚的人文關懷。進行綠色化學實驗設計，同學之間相互切磋和合作，有助于學生樹立合作與交流的思想意識；用綠色化學的理念指導實驗設計，可以使學生對人與自然、人與社會、人與環境的協調發展產生深刻的認識，有助于學生在以后的工作和學習中用可持續發展觀看待問題。

（二）綠色理念下實驗設計的基本要求

1.實驗設計的微型化

由于教學條件的限制，許多學校的演示實驗、分組實驗的情況不盡如人意，這不利于學生想象力、直觀思維能力和發散思維能力的培養。而采用微型化學實驗后可大大改善這一狀況。由于微型化學實驗儀器價格低廉又可用代用品替代，因此便于每一個學生親自動手做更多的實驗，去發明自制一些簡易代用的儀器，去探索實驗條件的改進和實驗內容的改革，從而使學生獲得知識經驗和行為變化協同發展，使感性認識和理性認識實現有機融和，有利于創造性思維的發展。如我校學生洪亮自制的鈉與水反應的微型實驗（如圖1）：

圖1

2.實驗設計的清潔化——綠色化學理念深入人心

在進行有些實驗時，特別是制備實驗，經常會產生一些有害物質，嚴重污染周圍的環境。例氯氣的制備及性質實驗，苯及其同系物的性質實驗，一個實驗室20多組學生做相同的實驗，泄漏或釋放出來的大量有毒氣體嚴重污染實驗室，影響實驗室的正常進行。若改為微型實驗，則污染程度大大降低。如我對h■s和so■的反應做了如下改進（如圖2所示），減少了有害氣體的排放。

圖2

3.實驗設計的簡易化

這項要求中的“簡”是指實驗裝置要簡潔，實驗操作要簡便，實驗原理要簡明。設計實驗所用的儀器要盡量常規化，若裝置過于龐雜，操作太復雜，就會降低成功率，挫傷學生的積極性，而且會延誤時間，影響課堂教學效率。原則中的“易”是指實驗儀器、藥品和其他材料要常見易得，實驗裝置要易裝易拆，實驗要容易成功。顯然，只有符合簡易性原則的實驗設計才更易推廣應用，也更具有實際價值。

我對電解水的實驗進行改進（如圖3所示），當改用微型實驗后，由于電解水出來的氫氣和氧氣的量不多，所以點燃后爆鳴聲清脆，絕對安全可靠。

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關鍵字：化學家 教學 作用 初中化學

【分類號】G633.8

正常的初中化學教學中化學家是在放在化學史這一節中的，一般的化學老師并不把這節作為重點的內容，多數是讓學生自己學習。這實際上是一種誤導。在日常的教學中我們可以利用化學家的故事調節課堂氣氛，可以利用化學家的真、善 、美進行德育教育，這樣既可以擺脫學生對化學枯燥、乏味的認識，還可以教育學生在學習過程中求真、務實、創美。激發學生學習化學的熱情，對化學的熱愛。其實最為重要的是化學家艱苦卓絕的探索精神，一大批優秀的化學家，他們留下的除了物質財富，還留下了對科學的獻身精神，對國家、民族的忠貞不屈，追求美好事物的崇高理想，這些都會給學生們留下深刻的印象。

因此化學家在初中化學教學中占有極為重要的作用，本文由于篇幅的限制，主要分為兩點做具體的闡述。

一、化學家的求真精神對學生學習化學的促進作用

什么求真精神？這里的“真”實際上就是客觀真理，也就是人們對自然規律正確的認識。化學這門學科就是一門研究自然物質的內在結構 、化學性質、變化合成的自然科學 。化學這門學科誕生比較晚，“化學”一詞，若單是從字面解釋就是“變化的科學”。化學如同物理一樣皆為自然科學的基礎科學。化學是一門以實驗為基礎的自然科學。門捷列夫提出的化學元素周期表大大促進了化學的發展。現在很多人稱化學為“中心科學”，因為化學為部分科學學門的核心，如材料科學、納米科技、生物化學等。化學是在原子層次上研究物質的組成、結構、性質、及變化規律的自然科學 ，這也是化學變化的核心基礎。現代化學下有五門二級學科：無機化學、有機化學、物理化學、分析化學與高分子化學。在此期間誕生了大量的化學家，他們追求真理、發現真理，在科學的道路上勤勤懇懇、任勞任怨。用自己的青春和熱血告訴我們什么叫做科學探索。

科學求真務實的精神可不是嘴上說說，歷史這樣的化學家太多太多。例如元素周期表中鹵族元素的氟 、氯 、溴 、碘。這四種元素的發現史就是一部化學家求真求實的歷史。在這四種元素中氯是最早被發現的，舍勒是個“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驗，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。著名的化學家拉瓦錫經過多年的研究終于確定了“燃燒理論” 就是有氧燃燒，當時人們確定有氧氣的存在。但是到了1810 年，另一位化學家戴維做了一個實驗，把磷放到其中燃燒，結果只得到一種氯化物，沒有氧化物 ，同樣的實驗，把他放在氫氣中沒有得到理想中的水，只有鹽酸氣。這次化學家可以肯定這是一種單質，這種氣體是綠色所以把他命名為氯。一開始之所以沒有發現氯氣，就是因為一些化學家堅持傳統的觀念，主觀意念，沒有實事求是。但是后來的化學家一直孜孜不倦的追求，精心的做各種實驗，最后終于發現了氯氣。科學的發現不是一帆風順的，化學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現可以稱得上是一種傳奇，一位 17歲的法國在校專科生巴拉德于 1824 年發現了溴這種氣體 ，巴拉德在做他的課后作業，也就是研究他老家蒙培埃鹽的湖水，他在分析結晶鹽后，并沒有什么新奇的發現，但是在實驗剩余液體中他偶爾發現了溴。碘的發現同樣充滿傳奇色彩，一位法國的藥劑師庫爾特瓦斯做了一個實驗，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。但是奇跡發生了，一股藍紫煙慢慢升起，這是庫爾特瓦斯從未見過的氣體，引起了他的高度重視。也許有人會說這種發現就是偶然結果，但是大家都忽略了一些必然的因素，如果是你發現了紫煙，你會引起注意嗎？你的大腦有必要的化學知識的儲備嗎？ 科學的發現需要嚴謹的科學精神，堅持不懈的科學追求！

二、化學家創新探索的示范作用

在初中化學教學中我發現現在的化學教學傾向于灌輸式教學，不注重化學的創新探索。這是很大的誤區，長期知識的灌輸，往往會枯燥乏味，而且很重要的一點就是消滅學生的科學的創新探索的精神。

就拿化學中最重要的知識點元素周期表來說，青年醫生普勞特在1815年就提出一種重要的觀點就是“氫原子構成論”。他的觀點相對偏激，就是認為這個世界是由氫原子構成的。

到了1829年一共發現了54種化學元素。著名的化學家段柏萊納把54種的15個分成5組：

鋰 鈣 磷 硫 氯

鈉 鍶 砷 硒 溴

鉀 鋇 銻 碲 碘

經過堅持不懈的研究后他發現，每3種元素的化學性質都很相似，他命名為“3素組”。

1826年，法國地質學家尚古都畫了一種圖形紙，他把各種化學元素重新排列，做了一個圓柱體，這個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，俄羅斯著名的化學家門捷列夫畫了一張表格――《根據元素的原子量及其相似的化學性質所制定的元素系統表》，現在咱們叫化學元素周期表。1869年2月17日，門捷列夫經過日夜的研究正式寫出第一張化學元素周期表，發表在1869年的《俄羅斯化學學會志》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：“1.按照原子量大小排列起來的元素，在性質上呈現出明顯的周期性。2.原子量的大小決定元素的特征。”

就是這篇論文被后人贊為“化學史上劃時代的文獻”。然而這并沒有引起化學學會的注意和重視。相反，門捷列夫創新探索受到大家的一致的嘲笑，甚至有人說門捷列夫是“不務正業”。面對這樣的冷嘲熱諷，門捷列夫堅持自己的觀點，慢慢他的觀點被世人接受。

創新探索是一種可貴精神，可能在當時很難被接受，但是這就是創新。在實際的教學中這些化學家的故事都可以激勵學生積極探索，在解化學題時對化學產生興趣，甚至將來有志于投身到化學事業中去。

參考文獻：

1 江得興 . 哲學原理 .蘇州 ： 蘇州大學出版社，1999.

2 黃 濟 . 教育哲學原理 .太原 ： 山西教育出版社 ，2000.

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一、理論聯系實際，提升學生的化學意識

生活中處處可以看到化學的影子.教學設計可以與學生的生活實際相聯系，將學生對化學的學習延伸到課外、延伸到生活中，凡事都要想一想與化學之間的聯系，從而熟練地將自己所學的知識運用到實際生活中來，使學生建立“大化學”觀，以促進學生對“事實性知識”的關注，從生活、社會和科技中尋找化學，增強學生的化學意識.

比如在學習有關“電化學”的知識時，教師就可以從生活中出發，讓學生觀察他們經常接觸的電動車，利用問題來引導學生的思維，以激發學生的探索興趣.

問題提出：大家知道電動車使用的是電池，是化學能轉化為電能，那么它是怎么工作的呢？

問題使得每一個學生都想知道其中的化學原理，從而積極地對課本上的知識進行閱讀，知道了電動車中的電池使用的是鉛蓄電池，總反應為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O.有的學生想要更深層地知道這個鉛蓄電池在工作或者充電時的工作原理，積極主動地進行探索、討論、合作和歸納，得出了鉛蓄電池工作時就是一個原電池，工作原理為：負極：Pb-2e-+SO2-4PbSO4；正極：PbO+2e-+SO2-4+4H+PbSO4+2H2O.學生由此聯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電解過程，得到了放電時的負極對應電解池的陰極、正極對應電解池的陽極.整個課堂，學生逐步揭示了鉛蓄電池的工作原理和充電原理，感受到了化學與生活、生產和科技之間的聯系，感受到了化學在生活中的應用，從而激發了學生的化學意識，使其擁有了一雙發現化學的眼睛.

二、實踐誕生真知，滲透學生的化學觀念

化學觀念的建立有助于學生對化學發展的深刻認識.一方面，教師要讓學生在實踐中獲取知識，給予學生切身的體驗，從而認識到化學知識是一種事實性知識，是客觀存在的；另一方面，教師要將學生置身于有意義的學習情境之中，使學生積極主動地調動已有的思維，不斷對化學知識進行完善和補充，從而領悟化學知識的形成過程，將學習與思維發展聯系起來，在學生的心中建立形成化學的主要觀念.

比如在學習有關“乙醇”的性質時，教師就可以讓學生從熟悉的酒精開始學起，在學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，從而引入科學家對物質研究的方法.

實驗操作：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.

學生在對實驗進行操作和觀察中，發現實驗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量，進一步求出了一定量乙醇中氫元素的質量；利用了堿石灰的增重量求出了二氧化碳的質量，進一步求出了一定量乙醇中碳元素的質量；最后根據乙[HJ0.95mm]醇的質量、氫元素的質量、碳元素的質量來判斷是否含有氧元素，且氧元素的質量為多少，從而求出了乙醇的實驗式.學生又通過質譜儀、紅外光譜來求乙醇的分子式、結構式.學生在探索過程中，不僅知道了乙醇的結構；還在大腦中形成探索有機物質的一般方法，使得知識的學習更具有系統性和概括性，建立了學習化學的觀念.

三、辯證看待問題，建立學生的化學價值

隨著霧霾天氣的加重，不少的學生將其歸結為化學的應用，是化學給這個社會帶來了黑暗.在教學設計中，教師要引導學生能夠辯證地看待問題，不能夠一味肯定某一物質的優點，也不能一味否定某一物質的缺點，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價值.

比如在學習有關“能源問題”的時候，學生對煤、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，讓學生闡述一下三大化石燃料的利與弊，使之能夠有深刻的認識.

討論主題：當前的能源問題和環境問題是人們關注的兩大熱點問題，大家來闡述一下三大化石燃料在這方面的利與弊？

學生紛紛結合自己的認識闡述觀點，有的學生認為煤給自然帶來了酸雨，石油給自然帶來了污染，應該取消不能再利用了，天然氣還可以利用；有的學生認為煤、石油、天然氣使人們生活、生產中需要的能源，應該進行挖掘利用.持不同觀點的學生們爭論不休，教師就可以將學生所闡述的利與弊寫在黑板上，讓學生進行對比，從而使學生體會到物質的兩面性，不應該因為傷害就產生逃避心理，也不應該因為有利于生活而一味的使用，應該進行科學合理的使用，利用化學知識進行改進，從而辯證客觀地看待化學，感受化學的價值.

四、具體問題分析，促進學生的化學應用

化學的學習最終還是用來幫助人們改造自然、利用自然的.在教學設計中，教師要結合學生熟悉的生活，給學生創立一些生活性的問題，使學生在生活問題的具體分析中，積極調動已有的認知、思維和經驗，認真細致地進行分析、思考、討論和總結，并最終實現問題的解決，從而體會到化學知識的力量，感受到化學的應用.

比如在學習有關“氯氣”的知識時，教師就可以利用生活問題來鞏固學生的化學知識，使學生在應用中運用的更靈活、理解的更深刻.

問題展示：如果發生了氯氣泄漏事件，我們應該怎么做？

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關鍵詞：化學工業；環境；環境問題；環境保護；綠色化學

化工工業造成的環境問題是當今人類所面臨的重大課題之一，需要從人文社會科學、地理學、大氣科學、化學、生物學等角度綜合研究，這就導致了新學科―環境科學的誕生。

中圖分類號：TQ042文獻識別碼：A

1. 環境問題以及對人類的影響

1.1. 環境和環境問題

隨著現代社會經濟與科學技術的飛速發展，環境和環境問題已越來越引起人們的普遍關注。人類與環境之間是一個有著相互作用、相互影響、相互依存關系的對立統一體（圖1）。

當代社會的發展使人類與環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，人類的活動對環境的影響空前強化，環境污染和生態環境破壞已達到危險的程度。

我國環境保護事業起步較晚，在1973年8月召開全國第一次環境保護會議。黨的十六屆三中全會提出了科學發展觀：堅持以人為本，樹立全面、協調、可持續的發展觀，促進經濟、社會和人的全面發展；總理在十屆人大二次會議上政府工作報告指出：大力發展循環經濟和清潔生產。

圖1 環境與人類之活動間的關系

1.2. 環境污染給人類帶來的影響

人類活動排放各種污染物，使環境質量下降或惡化。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，引發各種疾病，嚴重時導致死亡，這種狀況稱為“環境污染疾病”。

環境污染對人體健康的危害是極其復雜的過程，其影響具有廣泛性、長期性和潛伏性等特點，具有致癌、致畸、致突變等作用，有的污染物潛伏期達十幾年，甚至影響到子孫后代。

環境污染對人體的危害，按時間分為急性危害、慢性危害和亞急性危害。在短時間內（或者一次性的）有害物大量侵入人體內引起的中毒為急性中毒，如美國多諾拉煙霧事件、倫敦煙霧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。少量的有害物質經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境污染物本身在體內逐漸積累的結果又是污染引起機體損害逐漸積累的結果。如鎘污染引起的痛痛病、氟污染導致氟斑牙、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. 化工發展對環境的影響

化學工業包括石油化工、農業化工、化學醫藥、高分子、 涂料和 油脂等。它們出現于不同歷史時期，各有不同涵義，卻又關系密切，相互滲透，具有連續性，并在其發展過程中被賦予新的內容。

2.1 化學工業的發展

人類社會迄今已經經歷了四個經濟時代的變遷，相應的形成了狩獵采集經濟、農業經濟、工業經濟和信息經濟四種經濟形態。進入工業經濟雖然為人類創造了極大的物質基礎，但與此同時所造成的環境問題也是不容忽視的。從化學工業的發展過程來看，化工污染大體可分為三個時期：化學工業污染的發生時期、化學工業污染的發展時期、化學工業污染的泛濫時期。

2.2 化工對環境的污染

化學工業是對環境中的各種資源進行化學處理和轉化加工的生產部門，其特點是產品多樣化、原料路線多樣化和生產方法多樣化。由于其生產特點決定了化學工業是環境污染較為嚴重的行業。化工生產的廢物從化學組成上講是多樣化的，而且數量也相當大。這些廢物含量在一定濃度時大多是有害的，有的還是劇毒物質，進入環境就會造成污染。有些化工產品在使用過程中又會引起一些污染，甚至比生產本身所造成的污染更為嚴重、更為廣泛。

2.2.1 污染物的來源

化工生產中，隨著化工產品的原料路線和生產工藝的不同，所排放出的污染物也多種多樣。

化學反應不完全。化工生產過程中，隨著反應條件和原料純度的不同，存在一個轉化率的問題，一般的轉化率只能達到70%~80%。因此原料不可能全部轉化為成品或半成品。余下的低濃度或成分不純的物料，常作為廢棄物排出而進入自然環境。若化工原料為有害物質，排放后便會造成環境污染。

化學反應的副產品、產品和中間產物。化工生產過程中，在進行主反應的同時，也常伴隨一些副反應。這些副產品如不加以回收利用，當作廢料排出就會污染環境。在貯存運輸過程中，產品或中間產品會出現各種各樣的損耗，如化學藥品、化工產品等因包裝不嚴密，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，有的內部還繼續發生化學變化等情況均會造成環境污染。

化工生產過程中排放的廢棄物。化學工業排放出的廢棄物，不外乎三種形態的物質，即廢水、廢氣和廢渣，總稱工業“三廢”。

燃燒過程。燃料燃燒可以為化工生產過程提供能量，以保證化工生產在一定的溫度和壓力下進行。但燃燒產生大量煙氣和煙塵對環境產生極大的危害。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，都會有污染物質排出。另外，升溫后的廢水對水中溶解氧產生極大影響，破壞水生生物和藻類種群的生存結構，導致水質下降。

設備、管路的泄漏。化工生產大都是在氣相和液相條件下進行，物料大都使用管道輸送，在生產和輸送過程中，由于設備和管道不嚴密、密封不良、腐蝕嚴重或操作不當等原因，往往造成物料泄漏。尤其是運轉設備和活動部件，更容易造成泄漏。由于化學物料或產品從設備和管道中泄漏出來不易回收而造成環境污染。

2.2.2 污染物的污染特點

化工廠一般多集中在水源較豐富的江、河、湖、海附近，生產中的廢水大都排入水域，因此化工產業對水域的污染變尤為嚴重。化工污染的特點可歸納為以下幾個方面：

（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如廢水中所含的氰、酚、砷、汞、鎘和鉛及無機酸、堿類等帶有刺激性、腐蝕性的物質，這此物質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，還有各種有機酸、醇、醛、酮、酯、醚和環氧化合物以及粉塵、煙氣和酸霧等浮游粒子。這些污染物對環境、對生物、對人體都有很大危害。污染物進入水體會增加水中酸堿度或大量消耗水中的溶解氧，或造成水體富營養化，使水體遭到破壞。酸堿污染物進入土壤，會使土壤遭到破壞，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，要恢復到水域的原來狀態，需要很長時間。特別是對于能被生物吸收的重金屬污染物質，即使停止排放后也很難消除污染。被農藥污染的土壤，恢復原來狀態一般需要數百年。

3. 化學工業中的環境保護

在我國傳統工業經濟是一種由“資源―產品―污染排放”單向流動的線性經濟。其特征是高開采、低利用、高排放，通過把資源持續不斷地變成為廢物來實現經濟的數量型增長。其結果是自然資源的過分開始，污染環境，使生態系統受到嚴重破壞。這種傳統的發展模式已經走到了盡頭。21世紀要求從傳統的線形經濟到循環經濟的變革即可持續發展。通向可持續發展道路則要經過以下幾個階段：末端治理―清潔生產―生態工業―低碳經濟―可持續發展。

3.1 環境與化工的可持續發展

當今的工業生產在滿足人類不斷增長的物質需要的同時，也造成了資源和能源的大量消耗及對自然環境的嚴重污染，使得人類生存環境面臨著不可持續發展的危險境地。可持續發展的理論認為：人類任何時候都不能以犧牲環境為代價去換取經濟的一時發展，也不能以今天的發展損害明天的發展。要實現可持續發展，必須做到保護環境同經濟、社會發展協調進行，可持續發展的模式是一種提倡和追求“低消耗、低污染、適度消費”的模式，用它取代人類工業革命以來所形成的“高消耗、高污染、高消費”的非持續發展模式。化學工業是對環境中的各種資源進行化學處理和加工轉化的生產部門，其產品和廢棄物具有多樣化、數量大的特點。廢棄物大多有害、有毒，進入環境會造成污染。有的化工產品在使用過程中造成的污染甚至比生產本身所造成的污染更嚴重、更廣泛。由于化學工業對環境影響巨大，所以實施可持續發展對化工生產尤為重要。

3.2 化工的清潔生產

清潔生產是將預防和治理污染。貫穿于整個工業生產過程和產品的消費使用過程中，盡量使之不產生或少產生廢物，以期對人類和環境不產生或產生最小的危害，這是由聯合國環境規劃署工業與環境規劃行動中心提出的。它表述了原材料-生產-產品-消費使用的全過程的污染防治途徑。

化學工業清潔生產的內容有以下幾個方面：清潔的生產過程、清潔的產品、清潔的能源、清潔后處理。

3.3 生態工業

生態工業是指仿照自然界生態過程物質循環的方式來規劃工業生產系統的一種工業模式，在生態工業系統中各生產過程不是孤立的，而是通過物料流、能量流和信息流互相關聯，一個生產過程的廢物可以作為另一過程的原料加以利用。生態工業追求的是系統內各生產過程從原料、中間產物、廢物到產品的物質循環，達到資源、能源、投資的最優利用。圖2所示為理想工業生態系統的示意圖。

圖2 理想工業生態系統示意圖

3.4 綠色化工

綠色化學是當今國際化學科學研究的前沿，是21世紀化學工業可持續發展的科學基礎，其目的是將現有化工生產的技術路線從“先污染、后治理”改變為“從源頭上根除污染”。綠色化學的理想一方面是實現反應的“原子經濟”性，要求原料中的每一原子進入產品，不產生任何廢物和副產品，實現廢物的“零排放”，并采用無毒無害的原料、催化劑和溶劑 ；另一方面是生產環境友好的綠色產品，不產生環境污染。目前綠色化學與化工越琰越受到各國政府、企業和學術界的關注。

綠色化工技術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物質、清洗劑，減少和消除健康危害和環境污染的技術以及對環境友好的清潔產品的開發。如用超臨界二氧化碳替代有機溶劑作油漆涂料的噴霧劑和塑料發泡劑、汽車零部件和電子工業清洗劑等。

4. 結語

化學工業在世界經濟中占有重要地位，化工同時也是產生污染的大戶。從綠色化學的角度來講，化學工業的快速發展，必須以搞好環境保護為前提，化工生產建設必須與環境保護協調發展。這就為化學工業的發展提出了一個更高的要求，要由傳統的高污染、高物耗能耗、粗放經營狀態向以精細化學品、化工新材料、生物技術為核心的技術密集型產業的轉變。未來的化學工業勢必不僅能為人們提供更加豐富多彩且安全可靠的產品，還將為改進人類的生存環境，促進科技進步和其它產業的發展作出更大貢獻。

參考文獻

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[3]. 楊永杰.化工環境保護概論.化學工業出版社 2009

篇6

一、對化學新課程改革的研究

高中化學新課程改革也像其他學科的課程改革一樣，正在如火如荼地進行，改革的主旨是以傳統的學生掌握化學知識為重點的課堂過渡到以發展學生化學能力，以學生化學素質的提高為主要目標的以生為本的生本教育課堂。當前正在實行并不斷深化的新課程改革，深刻體現了現代教育的發展趨勢，使高中化學進入了深刻的革命性變化，出現了新的化學教學定位和教學目標，如：“知識與技能，過程與方法，情感、態度與價值觀”的三維目標，即強調了學生在學習中的能動性，又融合了教育學當中的“主體理論”因此針對三維目標的探討，尤其是“情感、態度、價值觀”的討論就擺在了首要的位置。與此同時，新課改更強調了探究式教學、啟發式教學等新型教學方式，以求徹底擺脫傳統教學“一言堂”“滿堂灌”的情況，充分實施合作式學習和課堂的有效互動，因而有效地運用了新課改倡導的新型教學方式，這些方式以及及時反饋調控新型教學方式的實際教學效果，也是高中化學教學的研究內容。

二、對化學實驗的研究

化學是一門以實驗為基礎的學科，很多化學現象、化學規律、化學結果都需要化學實驗的驗證，而傳統的化學實驗重結果輕過程，重化學知識的獲得而忽視實驗藥濟和實驗材料的環保、無害化，而現在的高中化學教學中的實驗正逐漸向著綠色化、生活化、簡易化、微型化方向發展，成為了高中化學實驗創新的一大亮點和趨勢。高中化學實驗的綠色化，不僅是對學生身心的保護，同時也是在幫助學生從小樹立環保的思想。化學實驗之所以要向生活化轉變，是因為化學源自生活又服務于生活，這樣從生活中來的實驗更加貼近了學生的心里期待，學生就能更好的理解實驗，而這些又要求高中化學教師在改進化學實驗時要考慮生活因素，并考慮化學實驗能夠引發學生的共鳴。這無疑是一種實驗人本化的體現。高中化學實驗在考慮生活化的同時，也正在逐漸向簡易化、微型化方向轉變，這是可喜的變化，降低了學生對化學實驗的畏懼心理，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驗裝置，因為裝置比較小時，相應的實驗現象也比較難觀察，故而就如何能在不影響實驗效果的前提下盡可能的簡易化、微型化，就自然的成為當前高中化學實驗創新中的一大難點。

三、對高中化學考試的研究

高中化學考試是衡量學生是否掌握高中化學知識和化學技能的一種手段，是高一級學校考核學生化學成績、錄取合格學生的重要途徑，因此，化學考試仍然是一種重要的檢驗高中生化學學習效果的一種方式。在高中化學教學過程中，考試一直占據著舉足輕重的位置，這其中包括有平時的期中、期末考試、高考、競賽以及日常測驗，故而對試題的分析研究自然就成了高中化學教學過程中的一大熱點。在學生掌握了所學化學知識后，了解考試的考點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命題，對其中的模糊甚至是錯誤的試題，一樣要引起我們的高度關注。

四、對化學教學評價與反思的研究

沒有課堂評價就沒有課堂發展，就沒有教學的提高，也沒有學生學業成績的穩步上升，因為教學評價的作用含有激勵、鼓動、引導、鞭策、喚醒等功效，是學生在學習和做人上迎頭趕上或急起直追的重要催化元素。教師教學效果評價一般包括他人評價，自我評價。他人評價當中，又包括同行評價和學生評價，其中鑒于所有的教學目標均是著眼于學生，從而學生的評價具有重要的實際意義，而這個方面又是當前研究中比較薄弱的。如將合作學習運用到化學復習課中，就深受學生歡迎。它結合學生的評價，讓學生的主體性在學習過程中得到了最大的發揮，突出了學生的薄弱環節共同指定計劃，這樣即達到了節約課時，又突出了重點的作用，從而提高學生學習化學的興趣。反思教學是指在課堂教學后，對課程教學效果的反饋與思考，化學反思在整個化學教學中作用重大但有著嚴重的滯后性，這就需要我們來謀求更好的教學策略。在化學素質教育中，學生的綜合能力不能通過單一的化學考試就能體現。學生學習效果評價就是根據現行教育需要產生的一種對學生的評價方式，現已有多種形式：紙筆測驗、檔案袋評價、活動表現評價等，不過要尋求簡便易行、客觀公正，同時又能促進學生進步的評價方式，仍需要化學教師的不懈努力。

五、對化學調查報告的研究

調查報告是發現問題、解決問題的重要依據，是決策者制定方案，思考策略的可靠依靠材料。調查報告運用調查問卷的方法在一定范圍內進行，可以得到具體而翔實的第一手資料，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，謀求新的發現與突破。一些高中化學教師對化學作業的現狀調查與思考，就靈活的運用了調查報告的方式，從學生在調查問卷上反映出的高中化學作業的問題：作業數量大、內容形式單一、習題缺乏針對性，并進行了分析與思考，提出了各種基于現狀問題的解決方式：面向每一位學生、促進學生發展、強化探究、倡導合作意識、營造趣味性、體現個人自學。這些，充分體現了化學調查報告的作用，我們在高中化學教學中，對調查報告進行有效研究，無疑有助于高中化學教學的進一步優化和高效化學課堂的催生。

六、對化學史的研究

沒有無數代化學家們豐富的化學成就，沒有他們對化學科學持之以恒的探索和千百次的嗑問，沒有他們在化學研究中可歌可泣、百折不回的犧牲精神，就不會有今天光輝燦爛的化學成就，也就無法形成今天的化學學科，化學作為一門獨立學科誕生以來，至今已有數百年歷史，這期間化學工作者們留下了豐富的科學探究事跡。每一位化學工作者的背后都有著一段故事，有著我們值得學習的科學精神。在化學教學過程中，研究化學史，合理的選擇一些化學家們的例子，不僅可以激發學生的學習興趣，同時學生也能夠感受到融會其中的化學家的思維與情感，在自身的成長和生活中受益匪淺。

七、與國外高中化學教育進行比較研究

有比較才會有進步，才可以發現好的、值得學習和借鑒的東西，這就需要我們了解國外特別是西方發達國家高中化學教學現狀、優缺點、高中化學教育教學特色等，吸收和借鑒國外先進的化學教育方式、方法和教育教學理念，隨著中外教育交流的緊密，目前，也有為數不多的一些中學開始引進外籍教師，這種東、西方教育文化的交流正處在不斷加強和發展期。作為高中化學教師同樣需要了解國外同行在從事化學教學過程中的行為模式，了解國外化學教育動態，從而結合自身及所在學校條件合理進行化學教學。

篇7

［關鍵詞］畜牧獸醫 趣味性 專業性

［中圖分類號］G421［文獻標識碼］A［文章編號］1009－5349（2011）09－0178－01

化學課是畜牧獸醫專業的重要必修基礎課，分為普通化學、分析化學和有機化學。在講授中要融合畜牧獸醫專業的專業特點，更好地為專業服務。在保證教學目標順利實現的基礎上，也要充分提升化學基礎課講授的趣味性，使學生輕松學化學，有專業目標地學好化學。

一、教師的必備素質

（一）教師的專業功底要過硬

教師要具有一定的專業素養，化學是實驗的學科，教師應該有堅實的化學實驗功底，至少了解某一方向的科研前沿，做到在理論知識和實驗知識方面都能與時俱進。目前，一般的高校在引進教師的時候，均要求教師具有研究生以上學歷。重點院校要求博士學位甚至海外留學經歷。在這種情況下，教師自身的學術水平應該是能夠滿足教學的需要。那么，如何把知識鮮活地呈現給學生，就需要教師在實踐中運用教學方法、手段以及不斷提高與學生交流的能力。在這方面，我認為多參加學校舉辦的教學水平大賽是很好的快速提升教師表達、互動能力的一條捷徑。

（二）了解專業的需要

首先要了解學生的畢業去向，多少比例的學生會選擇攻讀研究生，多少比例的學生選擇就業，還有多少人會選擇出國留學。應考研的需要，我們要了解五年內考研大綱的變化，每部分教學內容采分點的高低，把握教學重點突出。應就業的需要，在教學的過程中淡化化學課與專業課的界限。通過閱讀畜牧獸醫專業課教材和了解本專業學科的設置，把學生以后工作中必備的化學知識在授課中更好地體現。多鼓勵有出國想法的同學提高化學實驗技能，提早接觸專業的科學知識，如果有機會參與老師課題的研究，發表有影響力的科研文章則更有利于敲開國際大門。

二、如何將知識點與畜牧獸醫專業緊密聯系

（一）舉例法

普通化學教材中有一個難點是膠體，膠團的結構與膠體的性質是重點。在對畜牧獸醫專業的了解中，我了解到很多獸藥廠在生產右旋糖酐鐵這種獸藥，是一種分子量較大的膠體。在講授中，我先細致講解氫氧化鐵膠體的結構和性質，接下來與右旋糖酐鐵的結構性質做比較。并使學生了解右旋糖酐鐵這種膠體所帶來的巨大商業價值。在有機化學教學中，我們了解到很多我們專業的畢業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。因此在教學中我們細致講授溶劑的極性、毒性。

（二）故事法

在講到普通化學氧化還原反應這一章時，原電池部分的內容是難點，我們可以結合化學史來講授。1786年，著名的意大利醫師、生物學家伽伐尼，偶然發現掛在窗前鐵柵欄的銅鉤上的青蛙腿肌肉，每當碰到鐵柵欄就猛烈地收縮一次。這偶然的現象并沒有被伽伐尼放過，經不懈的探索和思考，第一個提出了“動物電”的見解。他認為：由于有動物電流的刺激，蛙腿肌肉發生收縮。“動物電”的發現引起了意大利物理學家伏打的極大興趣，他在多次重復伽伐尼的“動物電”實驗時，發現實驗成敗的關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，肌肉就不會收縮。他認為這不是“動物電”，而是“金屬電”。經過反復實驗，深入鉆研，1799年第一個人造電源――伏打電池(伏打曾叫它伽伐尼電池)問世。

在化學課的緒論當中，我們經常以故事開頭，希望喚起學生對化學課的興趣。比如我在緒論課中會選取兩到三個故事，一個是與生活相關的，比如三聚氰胺毒奶粉事件，三聚氰胺是如何在體內轉化形成結石，化學原理是什么。還可以選取科學前沿的，比如最新的諾貝爾獎。在前兩年的授課中，我還舉過2008年諾貝爾化學獎解讀“綠色熒光蛋白”讓生物體內的未知世界顯影的故事，大受學生歡迎。如果時間允許，還可以舉一個自己的研究成果，介紹一下自己的科研方向。

（三）多媒體技術

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關鍵詞：化學　觀察力　培養　實踐　教學效果

俄國著名生理學家巴甫洛夭的實驗室墻壁上，有這樣一句話，“觀察、觀察，再觀察”。這句話是指導他孜孜不倦進行科學研究工：作的座右銘，他的許多研究成果確實是通過認真細致的觀察取得的。許多科學家也都很重視觀察的作用，英國著名物理學家法拉第曾說過：“沒有觀察就沒有科學。科學發現誕生在細微的觀察之中。”可見，觀察是發明創造的基礎。

化學是一門以實驗為基礎的學科，通過實驗現象理解掌握理論知識是化學學科的特點。學生們的感性知識大多是在實驗中獲得的，通過實驗現象總結出理論，又用理論知識來解釋、驗證實驗現象，這樣能使學生們深刻理解、掌握所學知識。而化學實驗現象是化學的基礎。對實驗現象的掌握，離不開良好的觀察。觀察在化學教學中如此重要，要求我們在教學中必須注意學生觀察力的培養。而如何培養學生良好的觀察力呢?

一、調動學生主動性，培養觀察的目的性

我們對事物進行觀察，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，根據知覺的這一性質，在引導學生進行觀察時，必須確定明確的觀察目的，讓學生圍繞目的主動感知事物，這樣才能集中注意力，積極地進行觀察，思維也會更加清晰、活躍。

在農干班做氨氣(NH3)溶于水的實驗時，實驗前我沒有做任何說明，只是要求大家注意觀察實驗現象。組裝好儀器后，當一擠壓滴管的膠頭，燒杯里的水由玻璃管噴入燒瓶，形成紅色的噴泉。由于現象非常明顯，很能吸引學生們的注意力，且做完實驗后提問，發現大家對氨能跟酚酞起反應，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性質。但是對這個實驗的目的——掌握氨極易溶于水這一物理性質卻忽略了。我在軍役班做這個實驗的時候，首先提出一個問題：燒杯中的水會出現什么現象，為什么會出現這一現象。同學們帶著這一個問題觀察現象，對氨極易溶于水這一物理性質印象就非常深刻了。由此可見，明確觀察目的，觀察效果會大大加強。

二、重視理論聯系實際，培養觀察的客觀性

個別情況下。：學生由于知識和經驗方面的局限性，觀察的結果和客觀事物有時不相符合，為了消除這種錯覺，我們必須引導學生注意理論聯系實際，培養學生觀察的客觀性。

我們來做這樣一個實驗，取一小塊鐵片，把它放在稀酸中，實驗現象是鐵片逐漸溶解，有氣泡冒出．溶液便成淡綠色。學生們通過認真觀察，總結出反應原理：

Fe+H2S04=FeS04+H2，提出問題請學生思考：鐵在濃硫酸中會有什么現象發生?很多學生回答，鐵溶解。放出氫氣。把鐵片放人盛濃硫酸的小燒杯中，讓大家觀察現象。通過觀察發現，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。這一結果激起學生極大的興趣，使學生對實驗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，鐵跟稀硫酸發生化學反應，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。通過這個實驗，加深了學生對硫酸的酸性和氧化性的認識，并養成了在觀察過程中不靠主觀臆斷，而是根據客觀實際進行觀察的好習慣。

三、揭示事物的本質特征，培養觀察的精確性

事物都具有自身的特征，事物特征是事物本質的外部體現。我們要通過觀察，抓住事物的特征，這是認識事物本質的關鍵，因此，揭示事物本質的過程，也就是培養學生觀察精確性的過程。

有這樣一個考試題目：

下列物質在氧氣中燃燒，不產生火焰的是：A．硫磺B．氨氣C．甲烷 D．鐵。為了分析這個題目，用上述四種物質作氧氣中的燃燒實驗，讓人家認真觀察，觀察現象如下：A．硫燃燒：明亮的藍紫色火焰：B．氫氣燃燒：淡藍色火焰；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。讓學生思考問題：根據上面的實驗現象，分析什么樣的物質燃燒產生火焰，什么樣的物質燃燒不產生火焰，引導學生進行分析。氫氣和甲烷是氣體，它們燃燒能產生火焰，硫和鐵是固體，硫燃燒也能產生火焰，而鐵則不能產生火焰。然后用硫和鐵分別在氧氣中燃燒，讓學生仔細觀察實驗現象，通過認真觀察，同學們發現：在燃燒的時候，固態的硫首先液化，然后由液體變成氣體，實際是硫蒸氣跟氧氣發生反應：而鐵是直接在固態時跟氧氣反應。通過比較得出結論：物質在氣態時燃燒產生火焰。這個實驗結論的得出，說明只有通過精確的觀察，才能揭示物質的本質特征，發現物質的變化規律。

四、要有計劃、有步驟的進行觀察，培養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系．能發現感知對象所能反映的各種可能情況。要全面觀察，必須有計劃、有步驟的按照一定的程序進行。例如：在二氧化碳跟水反應的實驗中，剛開始通人二氧化碳，觀察到的現象是石灰水變渾濁。由這一現象可得出結論：

Ca(OH)2+C02=CaC03+H20

繼續通入C02，過一會兒發現渾濁的石灰水又變得澄清，這一現象的結論是：

CaC03+H20+C02=Ca(HC03)2

通過這個實驗可以看出：觀察只有按一定程序，有計劃有步驟的進行，才能對事物的變化有一個全面的認識。

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1農業經濟學

在農業經濟學中，見載有：光緒二十四年五月(1898年7月)第36冊藤田豐八譯的《農工銀行法》，后在第37冊續完；光緒二十四年九月(1898年10月)第47冊陳壽彭譯的《農利叢談》，后在第48冊、第49冊連載；光緒二十七年三月(1901年5月)第140冊今關常次郎著，吉田森太郎譯的《農業經濟篇》，后在第141冊、第142冊、第143冊連載。《農利叢談》一文中指出，農業獲利頗豐，鼓勵人們從事種植業，并用實際調查數據來證實棉田之利，認為：“今試以二千萬畝之棉子，計其每年所得之息，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，約估每年所運三百萬噸之棉子，以出洋。其國應得厚利，亦將近于十萬萬元，豈不佳乎?此吾人所以少聞其農功失利者”。據此，農田之利已不言而喻，“農功失利者”更是聞所未聞。光緒二十四年九月(1898年1O月)第47冊《農業保險論》一文論述了保險事業的由起，天災人禍不可避免，而保險業意在拯救人于殃禍之中，已成立的有“帝國生命保險公司”、“日本生命保險公司”、“明治火災保險公司”、“職工保險公司”、“帝國海上保險公司”等。各種保險公司蔚然而起，看似保險之事業已完備，但作者認為，“余特以保險事業之最切急者，未起為憾焉。最切急者為何?農業保險是也”_6]。并且，對農業保險事業的重要性及迫切性作了闡述：“世之立說以農為重者，謂本邦以農立國。鑒于國家所由創建，與應朝理財之法，日不可不以農業建國本，余非偏重農業，而輕視他業者。然深知農業不可廢弛，又國民之業農者居大半，故欲扶掖振作之，以裨國家，為之講便宜保安之法，殆當今最急之務也。屋宇府庫賈物，得托保險，而農人獨無所托產業，以保安全。是余所以主張農業保險事業，而不已也”6。

文中所涉“農業保險”一詞，中文前所未有，實為一次全新的突破，把金融領域的一種安全措施運用于農業之中，從而注入中國傳統農業管理拓新的理念。《農業經濟篇》一文對農業經濟學作了概述：“農學為應用諸種學科于農業之一種科學，世所已知，然則農業經濟學，亦為應用于農業之一種理財學而已。農業經濟之農業與理財學交涉，與農藝化學之農業與化學交涉，形同而旨異。農業經濟學之發達，尚不如農藝化學，范圍經界，分別術嚴。農業經濟之本體，可分為二部：一屬社會，主研究小作料地租等社會通行之原則；一屬各人，主探求農場設備管理等各人營業之知識。

農業經濟學有此二部，始得完全之組成”。由此可知，農業經濟學尚屬一門新興學科，是農業與經濟學交叉所形成的。這是之前綜合性期刊所未曾涉及的。因此，“修農業經濟學，必須有理財學之觀念，以之審屬社會之部”，而不只是“敘述屬各人者為主”。除此，還對消費、價值、價格、勞力、資本、資產、生產要素等經濟學概念作了詳細的解釋，并從生產、貿易、消費等經濟學角度對農產品流通作了具體分析。這對轉變傳統農業形態，從自足性生產轉向商品性生產和提高農業經濟效益不無裨益。

2農業物理學與農業化學

在農業物理學方面，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《光線與植物之關系》；光緒三十一年十二月(1906年1月)第3l5冊有《漁業上電話機之應用》等。《電氣助長》一文提及：“通電氣于植物種子，則大助其生長云。今據俄國電氣工藝會所實驗，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，可大數倍云”l_8。實驗證明，電磁波有助于植物生長，能夠增加產量。將電學原理運用于農業，是為一次全新的嘗試。《光線與植物之關系》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，此在稍窺植物學、氣象學之門徑者，無不知之原。夫光線之作用能在植物體中造生物質葉綠，因之而有分炭教養之機能。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，使之發生光合作用，合成有機物，在保持大氣中氧氣含量和碳循環的穩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驗成績也表明，“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，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、規模最大的反應過程，是農業生產的基礎，在理論和實踐上都具有重大意義。在農業化學方面，光緒二十九年十二月(1904年1月)第241冊有《論農藝化學之進步》；光緒三十年四月(1904年5月)第254冊有澤村真的《農藝化學實驗法》等。《農藝化學實驗法》一文介紹了各種成分的實驗法，談到植物灰分實驗時指出：“農用植物之灰，通常成自硅酸、磷酸、硫酸、鐵、石灰、苦土加里曹達鹽素，含滿俺者甚稀，欲驗植物之無機分，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。據計算，采生五瓦灰之植物，干燥細切人坩堝，在燈上灼之。其初坩堝不掩蓋，至煙不生乃施蓋，時時開之，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”l。植物之灰含有硅酸、磷酸、硫酸等無機化學成分，檢驗這些成分時，首先將其燒成灰，不同的植物，灰之含量不盡相同，而所含的無機成分也有所差異。依照文中所提到的實驗方法，檢驗植物中的成分，對其成長所需補給的肥料進行核實，從而合理地施肥。同時，還對土壤、肥料、植物有機成分、尿、牛乳、酒類、水等物質進行實驗，檢驗其各種成分，以有效利用。

3農業氣象學

在農業氣象學方面，光緒二十九年四月(1903年5月)第216冊中川源三郎的《農業氣象學》，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《論農業天氣預報之必要及霜害之預防》，后在第288冊、第289冊、第290冊連載。《農業氣象學》一文對農業氣象學作了概述：“農業氣象學者，所以考察氣象，乃關于農事者之一分科也。其旨歸在講明外界現象之性質，及變化之定則，以究氣象所及土地及植物之實效，兼示應用氣象之方法”Il。將氣象學作為農學學科中的一個分支，考究氣象對土地、植物的實效，并指出氣候是農業的制約性因素，“凡氣候之于一切業務，甚重且大”_l，就中國農業，尤直受制于天候，不可須臾離。故“古來農家所當憂苦者，唯在天候良否。然則農產物之豐歉，唯氣象為之，決非農家所能左右之者。故當氣候不宜，雖窮培養之力，常獲之半，且不可望，人皆知之。夫如是，則農事與氣象，其相關也甚大矣。雖然氣象之良否，人無奈之何，不得不委之天，但審此等所以關植物，其有益者，務講利用之方，其有害者，必究防遏之策，是農家之急務”_l。

氣候的變化直接影響農作物的收成，人之力亦無可奈何，由此認為，“農事與氣象，相關甚大”。進而，氣象學成為人們迫切了解的知識，“氣象學者，理學之一分科，專究大氣之狀態及其現象，則其學之所及太廣，且施之農務。其要件亦甚多，氣象元素，所附于地面及植物之效用。農產物基于氣象變化之病害，隨氣節變遷，應氣候變化，而變更耕作及植物之方法，及必用天氣，與不用天氣。預知之于未發之前各方法等，是也欲講求此等事理，則農學之外，必須知氣象學之大要”l}_一。氣象學用之于農業，是農學與理學二者的結合，諸氣象元素形成植物生長的自然條件，氣候變化對農業發展產生了決定性的作用。因此，“氣象之農事”為論究農學這一學科的重要組成部分。對氣象元素的性質、變化規律、對植物的影響以及氣候與農作物的關系都作了詳細的論述，并附之圖表加以形象地說明，從而使農家深刻認識到氣象學的至關重要性，并運用氣象學知識更好地服務于農業。

《論農業天氣預報之必要及霜害之預防》一文指出農業對于天氣的依賴性，認為農業與天氣關系尤為密切，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，農業受天氣變化的影響較大，直接制約著農業的生產。此外，對天氣之概念以及變化的原因也作了科學的闡釋：“天氣者，謂于一定時限，大氣中之情態，大氣中之情態構成天氣者，主予空氣之溫度、風、濕度、雨雪量、晴晦是也。此等事項，時時變化，不知所及，而占大氣中情態變化之一大原因者，空氣之運動是也，而大氣則常運動，其原因由于地球上所受太陽溫熱之分量各地不同故也”¨。并且，詳細說明大氣運動的原理，從地理學、氣象學的角度，對天氣變化、大氣運動作了合乎科學原理的分析。基于天氣變化無常，農業受自然環境影響較大，故寄望于天氣預報的產生，預測天氣之法也逐步改進。“從來氣象學上，預測天氣，則以低氣壓為攪亂天氣，乃變化之主因，故由此推察天氣。

然近年德國氣象學家芬別辨耳氏，則唱由低氣壓不如由高氣壓，視其配布以預測天氣，其法更精確云。其說以為低氣壓部位之發生及進行，極不規則，其變化極劇且頻繁，故以之預測翌日天氣，甚困難。高氣壓則反之，變化少而運動緩，且常在低氣壓附近，故其勢力及于低氣壓之運動，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，較為精確又可預知數日間之天氣”E12]。此處解釋了天氣預報的預測原理、方法，依據“高氣壓部位之分布”，即可準確預測未來幾日之天氣狀況，并指出，“利用天氣預報，于農業上利益甚多”_l。在霜害預防方面的論述尤為突出：“晦天則霜不結，故以人工作等于晦天之狀態，即可御之，亦即結霜后，以人工使徐徐融解，亦可免害”l_l引。鑒于結霜之原因，提出了多種霜害預防的方法，如遮光法、灑水法、熏煙法等，并且給予具體指導。據此，天氣預報的重要性已不言而喻。

4農業生物學與土壤學

在農業生物學方面，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，系統地介紹了蠶的身體構造，并對其各個部位作了剖析，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、筋肉、神經、脂肪等組織也予以詳細講解。在談及脂肪組織時，指出：“今解剖蠶體而撿之，有如木葉者，片片，是即脂肪組織也。其構造乃多角形之細胞，外有薄膜掩之，其一方有細柔如絲者，出而結著其體，又走有空氣管。此管恒依其體之一定位置，與柔絲皆令其固結不動著也。如是形薄如瓣者，片片存于各部，脂肪所成之細胞中有核，尋常一核，亦有至二以上者。

此核之周圍存脂肪，是核之內容，變化而為脂肪也”_l。對其形狀、位置、結構作了剖析之后，又將其功用加以解釋，“脂肪之用，乃食物消化后，以養其本體尚有余，則以此組織中，貯其養液，以供不時之用。故凡蠶及其他動物，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，脂肪組織在動物體中的作用不容忽視，將食物貯存并轉化為能量，得以使動物維持生活。從生物學原理對動物的各種生理現象進行解釋，對生物體各種器官的系統闡釋是中國傳統農學所無法企及的，其科學性、合理性、全面性均勝出一籌。在土壤學方面，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》，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，衛理口譯的《農務土質論》等。《土壤學》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，蓋巖石細末與有機物若干，混淆為一者。凡人生日用衣食居處所需之物，皆仰給焉。故審辨各事之關系土壤者。

為世間凡百作業之本。植物資大氣與土壤以為養，然大氣成分到處略同。故農家不必措意，土壤則不然。其成分性質及由來到處不同。母巖及其成生之形勢亦大有同異。此農家精究土壤所以不可緩也。動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。土壤所含無機物質，生于巖石崩解”。對土壤的重要性以及成分、性質、來源均予以介紹，并對土壤作了不同的分類，依據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地。

由理學之性情將土壤分為砂礫、砂土、黏性土、壤土四類，進一步對土壤的性質、色澤及成質作了深入分析，并附有19張表，將不同土質的溫度都作了全面的記載，除此，還對20種土壤作了理學及化學性分析，對農產物也有調查。其中，涉及了地質學、化學、物理學等眾多學科。光緒二十八年六月(1902年7月)第185冊刊載的《土壤改良論》一文強調了改良土壤的主旨：“土壤雖有天然生產植物之力，而其于理學上性狀與化學上組成，常不免有缺憾，如山林原野有自然發生草木者，然而其質堅硬不能亟取植苗。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，要不外化學的與機械的作用，其由化學的作用者，即所謂施肥法以俟肥料論說之”l。這實際上是意識到，天然形成的土壤成分、性質均有所差異，必須通過各種人工法進行改良才能彌補其不足，使之符合種植的條件，可以通過化學與機械兩種方式對其加以改進，包括使用施肥、耕鋤(犁鋤、耕耙、鎮壓、中耕)、客土法(以理學的性狀及化學的成分相異之土壤，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”。

5肥料學

在肥料學方面，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》一文將糞田置以學術的角度做出解釋：“天下棄物，皆可糞田。草木之質，人畜之矢，物之毛骨，無不供用。今則由學問以精求田事，若化學植物性理諸名家，教導農人，變通新法，多用金石類以為肥料。如鎂氧鋁二、氧三、氮氣磷氧五及鉀質等不一，而糞溺等質，用處亦廣。因糞中含雜質最多，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。其理以植物發榮滋長，根柢生結，最喜熟氣，蓋熱氣蘊藏炭氧二，暗使改變，猶如以金類糞田耳。古時糞田有用骨類，或塊或碎，未有一定。旋有人考得磨骨成粉，生長較易，迨理弼搿創得新法。用骨與硫氧三相和。于是，化學之法興，獲利益宏……現肥田料，大都以鈣氧氮氧、鉀氧氮氧、氮氫硫氧等，而推氮氫五及含氮養五之質為最佳。他如鉀氧鹽類，糞田亦肥甚，凡泥地及近河之區，內多含鉀氧，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”。

在中國傳統農業中，已將“草木之質”、“人畜之矢”、“物之毛骨”作為肥料，認為舉凡廢棄之物都可以糞田，這些經驗是從長期農業耕作中逐漸積累而成的，也只看到其肥田效果，卻沒有認識到這些物質作用的具體原理，對其中所含的多種化學元素更是知之甚少。這里，從學理的角度解釋肥料中所含的化學元素及其特性，指出鈣、鉀、鎂、硫、氮、氧、氯等多種元素富含在這些物質中，具有良好的肥力效果，并把其作用原理歸結為“糞中含雜質最多，易于植物化合”。除此，還介紹了各種肥田之法，并強調不同的土質所含的元素皆有差異，要因地制宜，施以相應的肥料。《肥料篇》一文對肥料作了系統的論述，將施肥之必要性加以突出，一為還植物所吸養料于土壤，以防衰乏。“如斯植物養料，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，則不但還所吸收養分于土壤，又能加給自大氣中所得者，加以有動物死體排泄物等，委之地上，是以土壤次第得增加養料，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，不關土壤肥瘠，又不問植物種類，與產額如何，悉奪其所產物，無以還付，故其土壤漸次衰乏，為之疲瘠，是其常也。世之農家，欲維持豐饒，以御乏竭，須還補植物所吸奪養料之幾分于土壤，是所以有施肥之法也”。二為增加土壤生產力，使之品質佳良。“農家不獨患地力衰乏，又須增加其生產力，并望發育完全，品質佳良，如農家所培養數種植物，比之土壤自能給者，知養料更可加多。是亦須施肥料之理也”【17]。三為肥料功效有數作用，“供給必須之養分于植物；使土壤之化學成分，應植物需用，以得適當之比率；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，并對肥料性質作了詳盡的分析，將其分為動物性肥料、植物性肥料、礦物性肥料、雜肥、間接肥料等。這些方法貼近實際，可操作性強，易被農事者接受，也大大深化了中國傳統農學的科學內涵。

篇10

1 景觀地理學的源流

本世紀初景觀地理學在德國的興起，標志著用發生學的觀點和綜合分析的方法劃分地表類型并研究其發展演變的近代地理學的誕生。景觀一詞源于德語Landschaft，具有地表可見景象的綜合和某個限定性區域的雙重含義。施呂特爾(O.Schluter1872-1952)是德國景觀學派的創始人，他是從自然與人文現象的綜合外貌角度來理解景觀，倡導景觀研究作為地理學的中心問題，探索由原始景觀變成人類文化景觀的過程。帕薩格(S.Passarge)創造了景觀地理學一詞，于1913年建立了一套地理學性質的景觀學體系，強調對分類要素的描述和解釋。他在小區域的詳細考察方面及在全球范圍內對景觀學的發展作出了貢獻。其代表作有：《景觀學基礎》和《比較景觀學》，他還提出了城市景觀、空間景觀等概念，力求完善景觀形態與分類的解釋。由于中歐地區有限的生態地理空間和較長的開發歷史，使得景觀外貌呈現出高度的人文化，同時由于德國地理學研究有著很深的地質地貌學淵源，因而德國的景觀地理學以重視人文景觀及具有強烈的地理、地貌學色彩為其特色，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行東非土地利用研究時，提出了"將地理學的區域空間分析與生態學的結構功能研究相結合"的景觀生態學新方向，這一思想對歐 美各國的景觀學研究產生了重大影響。

美國的景觀地理學深受德國的影響，索爾(C.O.Sauer)也是從地貌入手轉入文化地理研究，他于20年代中期發表的著作"景觀形態學"，把景觀看作地表的基本單元，認為景觀是由 自然與文化要素兩部分疊加而成。以他為代表的伯克利(Berkeley)學派研究了大量景觀變遷的實例，揭示了人在改變地球面貌中的作用，促進了景觀學派的發展。

按照A.F.伊薩欽科的觀點(1959)，景觀學說與自然地理分異理論和綜合自然區劃一起構成了俄國與蘇聯景觀地理學的三大理論成就。與德國和美國的地理學家不一樣，原蘇 聯的地理學家多偏重于自然景觀的研究，認為自然景觀即自然綜合體是自然地理學的主要研 究對象，景觀的類型方向和區域方向并存。這當然是與原蘇聯的國土遼闊、開發程度較低有關。貝爾格(L.S.Berg)發表了"蘇聯景觀地帶"提出了關于自然區以下尺度土地單元的等級與類 型劃分的景觀學說，主要依據植物群落和地形單元的組合。1942年蘇卡切夫(V.N.Sukachev)提出了與生態系統相近似的生物地理群落概念，并將其作為景觀的最小單元，重點研究群落各組成成分之間的物質循環與能量交換。60年代，蘇聯開始了景觀結構與功能的定位實驗研究，著重于水熱平衡、生物地球化學過程的監測和實驗，波雷諾夫(B.B.Poleinov)建立了景觀地球化學的研究方向，卡列斯尼克(S.V.Kalesnik)提出景觀學定義和景觀分類、類型和結構等概念。A.A.克勞克利斯的"實驗景觀學"和B.Б.索恰瓦的"地理學系統學說導論"作為其理論總結，反映了蘇聯地理景觀研究的實驗思想、系統思想和生態學方向的新趨勢。

德國和蘇聯在景觀地理學方面的理論成就，特別是關于自然區劃和土地單元的等級、類型劃分的理論與方法，在第二次世界大戰以后激發了歐美各國廣泛的應用研究，包括景觀及其以下尺度的土地資源分類、評價和區劃規劃、景觀制圖、景觀設計和綜合管理。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，特別是引進生態學的思想和方法，廣泛應用遙感和地理信息系統手段為景觀學的新發展注入了強大的活力。概言之，1950年以前的景觀學主要是地理學性質，植被、土地利用與環境的關系只是作為自然綜合體中不同要素的相互關系。其后的景觀學經過三十多年的應用與發展，生態系統概念的影響日漸深入，生物(包括人類)與環境的關系問題成為景觀結構的中心，研究從分析走向預測。80年代以來，景觀學再次成為地理科學中的矚目問題，在景觀的形態與發生、景觀的穩定與演化、景觀的分析與綜合、景觀與環境、景觀的價值與應用等方面都有長足的發展，并產生了若干新的分支，如景觀生態學、景觀地球化學、人文景觀學等。

2 景觀地理學的推陳出新

景觀學本來是從綜合自然地理學中脫胎而來，在蘇聯經多方面發展，景觀地理學形成了第一個高峰，但是后來一些學者的經院式研究使其逐步進入了死胡同。80年代以后北美景觀生態學的興起，為景觀學帶來了新的理論突破，加之在廣泛應用中的技術發展，形成了景觀學的第二個高峰。目前新一代的景觀科學可以景觀生態學為代表，在理論層面上包括原有的景觀地理學和景觀地球化學等，在應用層面上包括景觀建筑規劃學，景觀生態建設(建設地理學與建設生態學)等和眾多的交叉分支學科。除了研究范圍的擴大與原有研究內容的深化，景觀科學的推陳出新還突出表現在以下幾個方面：

1)新一代景觀科學突破了原先只是從類型和區域角度對自然綜合體進行研究，發展到從過程與類型(或區域)兩方面對自然-人文綜合體進行有強烈應用色彩的研究。除空間結構與地域分異以外，地理過程與生態過程也成為研究的重心。

2)從單純的地理過程研究發展到人地相互作用過程的研究。人地關系中地域關系的優化是區域可持續發展研究的基礎，而以可持續空間格局的研究為熱點。在景觀和區域尺度上對人地關系的調整和構建可稱之為景觀生態建設，這應成為建設地理學的研究重點。

3)學科的交叉融合極大地豐富和發展了景觀科學，并形成了若干新的學科框架體系。如理論地理學與宏觀生態學的交叉形成了景觀生態學；而在應用層面上，可以說建設地理學與生態工程學的交叉形成了景觀生態建設這一新的研究范疇。國際景觀生態學會的新會章中對于景觀生態學作出了如下的新定義(IALE mission statement， 1998)："景觀生態學是對于不同尺度上景觀空間變化的研究，它包括景觀異質性的生物、地理和社會的原因與系列，無疑它是一門連接自然科學和相關人類科學的交叉學科。"可見景觀研究還涉及自然與人文科學的交叉，如景觀生態美學、生態經濟學與環境倫理學等。

關于景觀生態建設可定義為一定區域、跨生態系統、適于特定景觀類型的生態建設措施，以景觀單元的空間結構調整或重新構建為基本手段，改善受脅迫或受損失的生態系統的功能，提高景觀系統的總體(生物)生產力。其主要內容包括：景觀空間結構的調整，優化組合原有景觀組分或引入新的成分；控制人類活動的方式與程度，補償與恢復景觀的生態功能；按生態學規律進行可更新自然資源的開發與生產活動；建設與自然系統和諧協調、適于人類生存的可持續景觀模式等 轉貼于 3 景觀生態學的理論貢獻

景觀生態學在當代景觀科學中的"一枝獨秀"，是因為其認識論和方法論上的進步，為一種正在形成中的"尺度-等級系統"新模式作出了重要的理論貢獻。從科研認識論的角度對于景觀生態學的核心概念和一般原理可作如下歸納：

3.1 景觀系統的整體性和景觀要素的異質性

景觀是由景觀要素(elements)有機聯系組成的復雜系統，含有等級結構，具有獨立的功能特性和明顯的視覺特征，是具有明確邊界、可辨識的地理實體。一個健康的景觀系統具有功能上的整體性和連續性，只有從系統的整體性出發來研究景觀的結構、功能和變化才能得出正確的科學結論。景觀系統同其它非線性系統一樣，是一個開放的、遠離平衡態系統，具有自組織性、自相似性、隨機性和有序性等特征。異質性本是系統或系統屬性的變異程度，而對空間異質性的研究成為景觀生態學別具特色的顯著特征，它包括空間組成、空間構型和空間相關等內容。異質性同抗干擾能力、恢復能力、系統穩定性和生物多樣性有密切關系，景觀異質性程度高有利于物種共生而不利于稀有內部種的生存。景觀格局是景觀異質性的具體表現，可運用負熵和信息論方法進行測度。景觀異質性也可理解為景觀要素分布的不確定性，其出現頻率通常可用正態分布曲線描述。

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間維，可用分辨率與范圍來描述，它標志著對所研究對象細節了解的水平。在景觀學研究中，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，而時間尺度是其動態變化的時間間隔。景觀生態學的研究基本上對應于中尺度范圍，即從幾平方公里到幾百平方公里、從幾年到幾百年。

格局與過程的時空尺度化是景觀生態學的研究熱點，尺度分析和尺度效應受到格外重視和發展。尺度分析一般是將小尺度上的斑塊格局經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則化以及景觀類型的減少。尺度效應表現為：最小斑塊面積和隨尺度增大而增大，其類型則有所轉換，景觀多樣性減小。通過建立景觀模型和應用GIS技術，可以根據研究目的選擇最佳尺度，并對不同尺度的研究成果進行轉換。由于景觀尺度上進行控制性實驗代價高昂，因此尺度的轉換技術愈顯重要。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。

時空尺度的對應性、協調性和規律性是一重要特征，通常研究地區越大、相關的時間尺度越長，生態平衡即自然界在動蕩中表現出的與尺度有關的協調性。生態系統在小尺度上常表現出非平衡特征，而大尺度上仍可體現出與平衡模型相似的結果，景觀系統常常可以克服其中局部生物反饋的不穩定性。

尺度性與持續性有著重要聯系，細尺度生態過程可能會導致個別生態系統出現激烈波動，而粗尺度的自然調節過程可提供較大的穩定性。在較高尺度上，作為非線性耗散系統演化中一種普遍現象的混沌可提高景觀生態系統的持續性而避免碎裂種群(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、區域性氣候波動和流域水文變化等。在更大尺度的區域中，景觀是互不重復、對比性強、粗粒格局的基本結構單元。景觀和區域都在"人類尺度"上即在人類可辨識的尺度上來分析景觀結構，把生態功能置于人類可感受的范圍內進行表述，這尤其有利于了解景觀建設和管理對生態過程的影響。在時間尺度上，人類世代即幾十年的尺度是景觀生態學關注的焦點。

3.3 景觀結構的鑲嵌性(Mosaic)

景觀空間異質性通常表現為梯度與鑲嵌，后者的特征是對象被聚集形成清楚的邊界，連續空間發生中斷和突變。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，具有特定的結構形態，表現為物質、能量或信息的輸入與輸出單位。斑塊的大小、形狀不同，有規則、不規則之分；廊道曲直、寬度不同，連接度也有高有低；而基質更顯多樣，從連續到孔隙狀，從聚集態到分散態，構成了鑲嵌變化、豐富多采的景觀格局。空間格局是景觀功能流的主要決定因素，而這些景觀形態結構又是昨天的流所產生。結構和功能，格局與過程之間的聯系和反饋是景觀生態學的基本命題。

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、優勢度、相對均勻度、邊緣數、分維數、斑塊隔離度、易達性、斑塊分散度、蔓延度等指標。此外，網絡理論、中心位置理論、滲流理論(隨機空間模型)等也被用于景觀空間結構的研究。

3.4 生態流的空間聚集與擴散

生物物種與營養物質和其它物質、能量在景觀組分間的流動被稱為生態流(eco-flow)，它們是景觀中生態過程的具體體現。受景觀格局的影響，這些流分別表現為聚集與擴散，以水平流為主，它需要通過克服空間阻力來實現對景觀的覆蓋與控制。物質運動過程同時總是伴隨著一系列能量轉化過程，斑塊間的物質流可視為在不同能級上的有序運動，斑塊的能級特征由其空間位置、物質的組成、生物因素以及其它環境因素所決定。

景觀空間要素間物種的擴散與聚集，礦質養分的再分配速率通常與干擾強度成正比，穿越邊緣的能量與生物流隨異質性的增大而增強。無任何干擾時，景觀水平結構趨勢于均質化，而垂直結構的分異更加明顯。

生態流的傳輸機制有風、水、飛行動物、地面動物和人，其驅動力可分為擴散、傳輸和運動，后二者是景觀尺度上的主要作用力。擴散形成最少的聚集格局，傳輸居中，而運動可在景觀中形成最明顯的聚集格局。

景觀的邊緣效應對生態流有重要影響，它可起到半透膜的作用，對通過的生態流進行過濾。此外，在相鄰景觀要素處于不同發育期時，可隨時間轉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性

景觀變化的動力機制有自然干擾與人類活動影響兩個方面。由于當今世界上人類活動影響的普遍性與深刻性，對于作為人類生存環境的各類景觀而言，人類活動對于景觀演化無疑起著主導作用，通過對變化方向和速率的調控可實現景觀的定向演變和可持續發展。

景觀穩定性取決于景觀空間結構對于外部干擾的阻抗及恢復能力，其中景觀系統所能承受人類活動作用的閾值可稱為景觀生態系統承載力。其限制變化為環境對人類活動的反作用，如景觀空間結構的擁擠程度、景觀中主要生態系統的穩定性、可更新自然資源的利用強度、環境質量以及人類身心健康的適應與感受性等。

景觀系統的演化方式有正、負反饋兩種。負反饋有利于系統的自適應和自組織，保持系統的穩定，是自然景觀演化的主要方式；而不穩定則與正反饋相聯系。從自然景觀向人工景觀的轉化多為正反饋，如圍湖造田、毀林開荒和城市擴張等。耗散結構理論揭示，非平衡不可逆性是組織之源、有序之源，通過漲落達到有序。景觀系統的演化亦符合這一規律，人類活動打破了自然景觀中原有的生態平衡，放大了干擾，改變了景觀演化的方向并創造出新的生態平衡，重新實現景觀的有序化。

3.6 景觀價值的多重性

景觀作為一個由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺特征的地理實體，兼具經濟、生態和美學價值，這種多重性價值判斷是景觀規劃和管理的基礎。景觀的經濟價值主要體現在生物生產力和土地資源開發等方面，其生態價值主要體現為生物多樣性與環境功能等方面，這些均已研究清楚。而景觀美學價值卻是一個范圍廣泛、內涵豐富，比較難以確定的命題。隨著時代的發展，人們的審美觀也在變化，人工景觀的創造是工業社會強大生產力的體現，城市化與工業化相伴生；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，返樸歸真成為時尚。

關于景觀美學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行分析，不同民族和文化傳統對此有深刻影響。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、自然韻味，情景交融、意境含蓄，以小見大、時空變換，增加景觀容量與環境氛圍。

價值優化是管理和發展的基礎，景觀規劃和設計應以創建宜人景觀為中心。景觀的宜人性可理解為比較適于人類生存、體現生態文明的人居環境，包括景觀通達性、建筑經濟性、生態穩定性、環境清潔度、空間擁擠度、景觀優美度等內容，當前許多地方對于居民小區綠、靜、美、安的要求即是這方面的通俗表達。景觀特別重視景觀要素的空間關系，如形狀和大小、密度和容量、連接和隔斷、區位和層序……，如同它們所含有的物質和自然資源質量一樣重要。如城市景觀規劃應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；在人工環境中努力顯現自然；增加景觀的視覺多樣性；保護 環境敏感區和推進綠色空間體系建設。

4 景觀規劃建筑學的實際應用與發展

景觀規劃建筑學(Landscape Architecture)是適應現代社會發展需要而產生的一門工程應用性學科，它是景觀科學與建筑學的交叉，城市規劃、風景園林設計與景觀生態學的交叉。這門學科在美國已有百余年的歷史，F.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計和建造中提出了一系列建設城市公園綠地系統的思想，?quot;創造性地利用景觀，使城市環境變得自然而適于居住"，使自然與城市生活相融合，將生態思想與景觀設計相結合，美國許多大學開設"景觀規劃建筑"課程遠早于景觀生態學，但是80年代以后北美景觀生態學的興盛無疑為景觀建筑與景觀規劃注入了新的活力。這一階段有3本有影響的書，即I.Mcharg 1969年出版的"設計結合自然"(Design With Nature)，C.A.Smyser1982年出版的《自然的設計》(Nature“s Design)和H.Hough1984年出版的《城市 形態與自然過程》(City from and Nature Process)，他們在應用中豐富和發展了景觀生態學的思想，并將景觀規劃建筑學納入到現代景觀科學的范疇。

關于"景觀建筑"(Landscape Architecture)通常定義為集中活動區建筑物與周圍環境的整體 配置與構建，可分為小區(Site)、城市(Urban)和區域(Region)等不同尺度的景觀設計和規劃，包括土地發展規劃、生態規劃、景觀設計和人文因素等不同側重點。近來關于人居環境的研究漸成熱點，其內容包括自然環境、人口(居民)、社會結構、建筑與城市以及交通、通訊網絡等。景觀規劃建筑學在人居環境研究中起到了十分重要的作用。城市屬于一種人工創造的、以建筑物為基質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，景觀建筑規劃追求的目標是把自然引入城市和使建筑體現文化。這門應用學科的發展具有鮮明的時代特征，符合人類走向綠色文明的浪潮，同時也推動了景觀科學的革新和發展。

5 我國景觀生態學研究的重要成果