开设高中环境监测选修课提高中学生化学实验综合能力，本文主要内容关键词为：环境监测论文,选修课论文,中学生论文,综合能力论文,化学实验论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中学生面临着高考升学与提高自身综合素质两大任务。在中学化学教学中，如何使两者有效结合，是我们化学教师始终关心的一个现实问题。化学实验在化学中占有重要地位，对培养学生综合能力有着不可替代的作用。但由于许多原因（如教材的编写体系、教师队伍建设、教学条件以及高考模式等），高中化学实验一直是教学环节中一个薄弱环节，也是学生在考试中失分较严重的部分。部分学生高中毕业之后，在日常生活中不能独立运用化学实验技能解决常见问题，更谈不上自主设计实验、自主研究等较高要求了。笔者在从事高中化学教学的同时，兼任环境监测选修课的教学，在教学过程中，经常思考这个问题：能否通过选修课培养学生对化学实验的强烈兴趣，加强实验技术的掌握和应用，让学生在学习环保知识的同时，能全面提升他们的化学实验综合能力。
一、在高中开展环境监测选修课的可能性和必备条件
环境监测实验不同于一般的化学实验，它对于操作者的操作能力要求较高，而且有些理论和仪器的使用涉及大学化学知识，那么在高中开展这种实验合不合适呢？
可行性：我们以高二学生为对象，进行了初步的调查，发现这种想法是可行的。因为：高二的学生已经学习了基本的化学理论知识（如酸碱中和滴定原理，电解质溶液，硬水及其软化等知识）；同时了解了基本常用的实验操作技能（如溶液的配制，滴定操作，加热，称量等）。只要对环境监测实验内容进行精选和适当处理，一般就能被高中学生所掌握。
必备条件：由于环境监测实验的特殊性，与之配套的硬件和软件条件必须跟上。
硬件：
①实验仪器：电子分析天平、分光光度计、pH计、标准配套磨口玻璃仪器
②实验场所：天平室、分析室等
软件：
①学生基础：化学基础较扎实、有一定动手能力
②师资基础：校内化学指导教师和校外环境监测专家辅导员
二、开展环境监测选修课的一些具体做法
早在1984年我校就成立了“环保课外活动小组”，在校内外产生了一定的影响，收效很好。当时的条件虽然比较差，没有专门的实验室，实验设备也是指导老师从华中师大化学系淘汰的仪器中拣出来的，但师生们的热情非常高。当时环保小组同学在我校老化学教研组长曾华英老师带领下，开展了大量有意义的活动。
为了更有效地利用这块阵地，我校在实行素质学分制之后，于1997年9月，正式设立了环境监测选修课，并纳入素质学分的管理中。从此这门课在学校的重视下，走上了更规范化的道路。
（1）确定了每周的上课时间
（2）筛选了合理的学习内容
内容的选择非常关键，既要考虑让学生尽可能多地学到实用的实验技能，又要考虑学生的接受能力，还要考虑实验仪器条件的限制。
在经过认真的思考之后，初步选定以下实验：
水质分析方面：自来水中氯离子含量的测定；水中Ca[2+]、M[2+]含量的测定；天然水中重磷含量的测定。
大气分析方面：重悬浮颗粒物的测定；NOx浓度的测定。
（3）开展了环境科学课题研究
在同学们掌握了常用的实验分析手段和基本的科学研究方法之后，就开始在课外以2个～3个同学为一小组，选定各自的研究课题，进行相关研究。最后写出自己的研究论文。这个阶段是学生兴趣和热情极度高涨，综合能力极大提高的黄金时期。
三、在高中开展环境监测活动对提高学生实验综合能力的效果
1.实验知识面的扩大
在环境监测实验中，同学们接触到了许多以前没有见到过的知识，开阔了视野，加深了对以前所学知识的理解。如以前同学们学习过酸碱中和滴定，在我们做自来水中氯离子含量测定的时候，用到了另一种滴定原理：沉淀滴定。这样大家不仅巩固了滴定操作的知识，还进一步加深了对溶解平衡的认识。在另外一个水质实验——钙镁离子含量的测定中用到了络合滴定，加深了对络合物稳定性的理解。在重磷的测定中，学生接触到了更多的新知识，如电子天平的使用，分光光度计的原理及使用，加热回流操作等。
2.实验定量意识的增强
由于环境监测实验对实验数据准确性和精度要求非常高，所以这很好地锻炼了学生的实验操作能力，极大地增强了学生定量意识，尽量做到注意每一个细节，不轻视每一步操作。从基准物质的称取到容量瓶的定容，从仪器的洗涤到干燥，从数据的读取到处理，学生都一丝不苟，惟恐哪一个细节出错影响到整个实验的成败。如在自来水氯离子含量测定实验中，需要准确称取8.314g分析纯的NaCl，同学们通过实验原理的学习，知道在该实验中，标准NaCl溶液是作为基准去标定其他溶液浓度的，所以大家在做的过程中都格外仔细，惟恐因为这一步的疏忽影响了整个后面的工作。又如，在以前，学生对于玻璃仪器的洗涤是不怎么在意的，但通过现在的实验，大家对于仪器的初洗、润洗都格外仔细。如在氯离子含量测定实验里，所有玻璃仪器的洗涤最后都要用蒸馏水，而不能是自来水，避免因为仪器的洗涤中引入氯离子而使实验结果失之毫厘差之千里。
3.实验操作技能的提高
在一般的实验中，学生得出现象和粗略的数据就算完成了任务。但在这里，学生必须对每一步操作都精益求精，最终才能获得整个实验的成功。移液和滴定作为分析实验操作中的基本功，对学生的实验能力是一个非常好的锻炼。选修本课的同学在选课之前，很少能准确地移取1.0mL的溶液，但在经过一组水质分析实验的训练之后，绝大多数同学都不仅能准确地移取溶液，而且能准确标定样品做到3组平行样的相对平均偏差在0.2％以内。有一次，同学们正在做水质分析实验中0.0141mol/L硝酸银滴定氯化钠的实验，一个理科实验班化学组的同学过来看到了，他说真是不敢相信这是高二普通班的学生能做得出来的实验。因为他得了全国化学竞赛一等奖参加武汉大学化学奥赛集训的时候，也只不过做到这种水平。
4.实验独立设计能力的提高
在学习了一些国家标准方法之后，同学们往往能够从中受到启发，针对其他类似实验，提出自己的设想实验方案。虽然这些方案还有许多不够完善，需要改进的地方，但笔者相信只要他们迈出了第一步，后面的进步将是迅速的。如有的同学在认真分析了城市生活污水的情况后，从宏观上设计了最经济有效的处理方案，得到了环保专家的好评。
5.实验创新意识的增强
在同学们掌握了一定的实验操作和原理的基础知识以后，他们就开始了选定课题，进行探究性实验的工作。由于是别人没有做过的工作，同学们在研究的过程中，经常碰到各种预想不到的问题，这个时候就要求他们充分发挥创新意识，靠自己想方设法解决问题。在2001届环保课选课生中，有4位同学组成了一个小组，研究城市生活污水对天然水体的影响。在实验的过程中，需要采集水样，而根据国家标准要求，必须采集水面5米以下的深水水样才有代表性。这个时候，小组成员自己设计了“深水取样器”，并跑到市面上买来材料，在学校工人师傅的帮助下，动手做出了这个仪器。后来环保局的技术人员看到了之后，给予了很高的评价，并要求借给他们借鉴。在整个研究的过程中，具体的实验方法都是按照国家标准进行，但在实验整体规划，全盘组织过程中（如研究入手点的选择；采样点的选择；有代表性的项目的选择；实验数据规律性的发现等），处处需要同学们发挥主动创新精神。在这样一个系统的研究完成之后，我相信每一个成员的收获都是巨大的。
仅在近两年的时间内，我校就有1300多名学生通过各种形式接受了环保知识的教育，其中直接参与环境监测选修课、每周定期到环保教室活动的共有216人，成了保护环境的骨干和义务卫士。环保小组的同学们掌握了一定的监测知识后，在他们力所能及的范围内，开展了对环境科学的探索。如98届环保小组成员杨泱、傅镇两位同学，利用寒假休息时间，对我校所处的中山路空气进行了分析，找出了车流量与空气中氮氧化物浓度的关系及对我校空气的影响，写出了“车流量对空气中氮氧化物浓度的影响初探”的小论文，得到了湖北省环境科学研究院专家的高度评价，并一举获得“生物百项竞赛”湖北省赛区第一名的成绩。2001届环保水质分析小组同学李波、胡毓婕、周超和于婉卿同学所完成的论文“城市生活污水对湖泊的影响——东湖水质污染因素调查分析报告”获得全国中学生科技活动论文大赛一等奖。
总之，通过开设环境监测选修课，很符合我国新一轮基础教育课程改革精神（从学生和社会发展的需要出发，将科学探究作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，促进学生主动积极的学习，使获得化学知识和技能成为理解化学、进行科学探究、联系生活实际和形成科学价值观的过程），是全面提高学生综合能力的一个有效途径。
附录：部分环保小组成员去向统计
1998届环保小组成员张弓同学：参加国家教育部普通高校保送生综合能力测试，试卷第二大题涉及地理条件、大气条件与空气污染的关系，要求写出光化学烟雾形成过程的化学方程式；汽油燃烧不完全时，部分烷烃热裂，要求试写出由热裂产物2-丁烯被臭氧氧化生成乙醛（烟雾物质之一）并释放的化学方程式和现阶段环境污染已严重影响了我们的生存空间，对此我国政府应采取的对策等问答题（满分为29分），我校的张弓同学用课本知识与学到的环保知识相结合，将涉及地理、化学、生理、政策、环境保护等知识融为一体，全面拓展，答题得心应手，获全省保送生总分测试第一名，被保送到武汉大学环境科学系深造。
2000届环保小组空气中氮氧化物含量分析小组成员毕业去向：
付镇 武汉大学计算机系 杨泱 德国
2002届环保小组水质分析小组成员毕业去向：
李波 武汉大学化学基地班 胡毓婕 武汉大学信息工程专业
周超 南京大学物理系 于婉卿 南京大学物理系
2002届环保小组光污染分析小组成员毕业去向：
詹子婧 武汉大学法学院 何烨、杨健 武汉大学 龚文瑜、龚翔 华中科技大学