初中化學教學中滲透環境教育的思考*
——“水、氣、土”跨學科實踐活動案例分析

黃 麗

（淄博柳泉中學 山東 淄博 255000）

人類文明的誕生和發展離不開它所依賴的生態環境。早期人類認識自然和改造自然的能力有限，孕育出的漁獵文明、游牧文明和農耕文明與生態環境和諧共處；近現代以來，隨著科學技術的進步、生產力的迅速發展，產生了高度發達的工業文明。工業文明雖然使人類獲得了極大的物質財富，但同時期的人類活動對生態環境的影響也日趨嚴重，人類文明開始和生態環境產生某種對峙，進而產生了一系列的環境問題。妥善解決這些環境問題，實現人類社會可持續發展是世界各國共同面臨的重大課題。黨的二十大將生態環境保護提到了前所未有的高度，這就要求每一位公民從觀念意識上重視環境保護，并將環保意識轉化為保護環境的自覺行動。《義務教育化學課程標準（2022 年版）》（以下簡稱“新課標”）［1］設置了“化學與社會·跨學科實踐”學習主題，與《義務教育化學課程標準（2011 年版）》［2］相比更加明確了“化學與可持續發展”大概念，強調學生應“認識化學在解決資源、能源、材料、環境、人類健康等相關問題中的作用；樹立建設美麗中國、為全球生態安全做貢獻的信念；主動踐行節約資源、環境友好的生活方式，樹立人與自然和諧共生的科學自然觀和綠色發展觀。”

開展環境教育是提高學生環境保護意識的有效途徑，義務教育階段則是開展環境教育的最佳時機，這一階段的青少年正處在情感品德的形成期，恰當的環境教育可以使其養成節約資源、保護環境的好習慣，樹立生態文明的理念。筆者緊扣新課標要求，整合魯教版八年級和九年級教材部分內容，以“水、氣、土”三個方面的環境教育為主線，設計跨學科實踐活動，使學生在活動中深度互動、交流，在形成化學學科大概念、鞏固學科核心知識的同時，促進學生核心素養的發展，實現環境教育在初中化學教學中的有效滲透（見圖1）。一家之言，希冀成一朵浪花，給教學同仁一點啟迪和借鑒。

圖1 滲透“水、氣、土”環境教育的跨學科實踐活動

一、水質監測——生態環境保護視角下的水

魯教版八年級化學第二單元《探秘水世界》選擇水為研究對象，通過學習水的三態變化、水的天然循環、水的分解與合成使學生初步建立微粒觀，鞏固發展變化觀，加深對自然界物質組成及其變化的理解，激發學生深入研究物質世界的興趣［3］。水是人類生活中最常見同時也是最重要的物質之一，除了以“水”為媒介探索微觀世界奧秘以外，圍繞新課標開展環境教育，使學生樹立保護水資源和節約用水的環保意識，同樣是貼合課程目標的重要教學內容。

邀請生態環境監測系統業務骨干到學生實驗室培訓、演示水中氨氮的測定并為同學們做水質監測與保護專題報告，使學生對水的認識得以升華。氨氮在水中普遍存在，主要存在形式是游離氨（NH3）和離子銨（NH+4），是水環境監測工作中的必測項目，也是水體污染程度的重要指標。初中生在成長過程中已對氨氣這一物質有所了解，喜歡科學探索的同學甚至已經熟知其性質，同時水中氨氮的測定——納氏試劑（一種化學物質）比色法也是操作并不復雜的常規監測方法，易于學生理解掌握。基于此，氨氮才得以在前期考察的眾多水質指標中脫穎而出。監測專家以通俗易懂的語言將氨氮測定原理和步驟要領給同學們做了講解，然后指導大家動手操作。實驗中，可觀測到水中氨或銨離子與納氏試劑反應生成黃棕色絡合物，絡合物色度與氨氮濃度成正比，顏色越深，則氨氮濃度越大（見圖2）。代表性水樣的濃度測定，使同學們對水質優劣有了更加直觀的印象。同時測量的自來水樣品、地下水樣品和水源水樣品幾乎無顏色，與圖2中①號燒杯相似；某河水樣品則與②號燒杯顏色近似；某企業廢水樣品則比⑤號燒杯顏色更深。借助數字化儀器（氨氮快速測定儀），通過可視化的數據認識化學問題的本質，可以培養學生多視角收集證據解決化學問題的能力。在監測專家指導下進一步獲得各種水樣氨氮濃度，結果顯示企業廢水氨氮濃度最大，而河水樣品次之，自來水、地下水和水源水樣品為未檢出。在數字化儀器助力下，快速得到氨氮數據分析結果，學生首次對水質優劣由感官認識上升到定量分析。

圖2 納氏試劑比色法測定水中氨氮

監測專家精心準備的專題報告深入淺出、異彩紛呈。如圖3所示，學生全面認識了自然界中的水，比如海洋水、冰川水、湖庫水、江河水、地下熱泉、井水、雨雪冰霜露雹等等；了解到水中含有各種各樣的物質，環保工作者以水質指標的形式定義這些物質并對其進行分類，比如感官性狀指標、化學指標、微生物指標、放射性指標等；國家為了防治水污染、保護水質和保障人體健康制定了各種水質標準，水中的組分必須滿足水質標準中的指標規定數值，而水污染與某些水質指標超標密切相關，比如2005 年11 月松花江流域水污染事件中苯系物和硝基苯等主要污染物濃度超標，2014年4月漢江武漢段水質污染事件中氨氮濃度嚴重超標等。學生主動參與下的環境監測實踐課，不但加深了學生對微觀水世界的認知，更是一次環境教育啟蒙，可以激發學生內心深處的水環境保護意識，使學生在成長中充分認識到水環境保護的重要性。

圖3 水質監測專題報告

二、酸雨的“前世今生”——關注空氣質量

魯教版九年級化學第六單元《化學與社會發展》的主題課程設置理念為“從生活走進化學，從化學走向社會”，涉及的知識內容主要有能源開發、材料研制、農業生產、環境保護等。通過該單元的系統學習，學生應該深刻體會到化學在推動人類社會發展過程中所起的重要作用，能辯證地看待問題，認識到科學和技術在給人類以福祉的同時也產生了諸多消極影響，譬如環境問題屢見不鮮，從而培養學生的社會責任感，樹立人與自然和諧共存的科學自然觀和綠色發展觀。與新課標要求不相符的是，部分教師對待該主題內容略顯松懈，認為考點牽扯不多便泛泛講解，從而使得培養學生良好價值觀的初衷大打折扣。

筆者在教學工作中始終遵循新課標理念，在面對“考點分值不大”的初中階段最后一個單元課程時，一如既往地磨課和發掘，力求培養塑造學生良好的科學態度和責任擔當，為學生終身發展奠定基礎。例如在酸雨與大氣污染講解中，課本內容只在“平面”上簡單呈現了什么是酸雨、酸雨的危害和控制等知識，這種“平鋪式”的授課講解并不能取得良好的教學效果；以資料卡片的形式“立體”多角度展示酸雨的“前世今生”則引發了學生的共鳴（見表1）。

表1 酸雨的“前世今生”

資料卡片多角度展示pH和酸雨：1909年，丹麥化學家索倫森在啤酒發酵工作中創造了pH，從此溶液酸堿度的表示有了更準確實用的方法。酸雨概念的提出則早至1872 年；酸雨的研究從20 世紀50 年代的歐洲開始，逐漸擴展到70 年代的美國和80 年代的中國，科學家通過深入研究，獲得對酸雨的系統全面認識，工業發展過程中煤炭和石油等化石燃料的使用是產生酸雨的根本原因，SO2和NOx的排放是形成酸雨的主要途徑，而硫酸和硝酸是降雨呈酸性的主要貢獻者。資料卡片進一步以化學方程式的形式展示pH ＜5.6定義為酸雨的由來并列舉世界各國酸雨pH極值，酸雨的危害和控制則放在卡片最后。時間序列下的酸雨和pH，使學生變成了一百多年來酸雨史的親歷者，他們仿佛進入到了索倫森的實驗室，一起用氫電極來測量溶液酸度，仿佛正站在大工業時代的歐洲土地上，凝視著高聳入云的煙囪，傾聽著內燃機車的轟鳴聲。CO2溶解平衡化學方程式將教材中“pH ＜5.6的降水就稱為酸雨”這段嚴謹描述背后的科學道理呈現給學生，使學生深切體會到教科書中的結論是科學真理的凝練濃縮，教材中的一段文字描述、一則實驗探究、一個化學方程式的背后都有很多科學故事要訴說。時空脈絡中的pH和酸雨知識滲透講解不但達到了較好的化學史教育效果，“酸雨是工業文明的副產物”這一說法得以深入學生心中，更有助于提升學生的科學探索和創新精神，更加關注空氣質量，意識到保護大氣的重要性和緊迫性。

三、微課制作——土壤污染現狀與對策

信息技術與課堂教學的融合是基礎教育發展的必然要求。“微課”是指以視頻為主要載體，記錄教師在課堂內外教育教學過程中圍繞某個知識點（重點、難點或疑點）或教學環節而開展的精彩教與學活動全過程［4］。其主要特點是短小精悍而又主題明確，在5～10 min 的時間里就可以將特定選題精煉高效地傳遞給學生，激發學生的學習興趣，達到預期教學目標。魯教版五四制九年級化學第四單元“金屬”章節內容中關于“廢舊金屬對環境的影響非常大，重金屬在自然界里不能降解，只能遷移從而導致水體或土壤不能利用自身的凈化作用將污染消除”文段論述，恰好是開展環境教育的大好時機。嘗試以土壤污染為主題制作微課，滲透講解土壤污染相關知識，收到了不錯的環境教育效果。

微課設計（見表2）從土壤污染的定義談起，精準凝練的概念性語言可以使學生了解到人類活動是土壤污染的根源，無序無節制的工農業生產、礦產開采和加工、化石燃料消耗、城市擴張等人類活動導致了土壤污染問題的產生。緊隨其后的是歸納土壤污染的特點和種類，使學生對土壤污染的理解更加全面深入，人類活動特別是近代以來的工業活動使得地球從“天然自然”向“人化自然”加速邁進，重金屬污染、有機污染、固體廢物污染、生物污染、放射性污染和微塑料污染等土壤污染問題頻頻出現。Flash 動畫生動呈現土壤污染的危害使學生深刻感知到土壤污染問題的嚴重性和土壤保護的重要性，而視頻播放土壤保護宣傳片則從健康土壤和農業可持續性發展的角度引導學生充分認識保護和科學利用土壤意義重大，因為“我們95%的食物，是由農民在我們的土壤中生產的……被污染的土壤使我們的食物鏈和地球的健康受到威脅”。土壤污染的修復和防治則詳細介紹了人類社會在應對土壤污染問題方面所付諸的行動，土壤法律法規的逐步完善、土壤污染修復技術的不斷進步和人們對土壤環境保護的愈發重視，必然會促使土壤環境污染問題得到較好的解決，土壤環境質量的持續改善定能實現。在短短幾分鐘的微課中，同學們掌握了土壤污染的定義、特點、分類和危害，了解了人類社會在土壤污染修復和防治方面已經和正在做的工作，提升了環境保護意識，增強了主人翁精神，塑造了積極樂觀的生活態度。

表2 土壤污染微課設計

四、跨學科實踐活動總結與反思

水、大氣和土壤是構成生態系統的基本要素，更是人類得以生存繁衍的物質基礎。構思并實踐形式多樣的水、大氣和土壤污染環境教育課程并選擇恰當時機進行主題滲透，使學生深切體會到人類賴以生存的家園中潛在的種種環境問題，讓懵懂少年們充分認識到生態環境保護的重要性，是每位施教者的責任與義務。

環境教育是每位公民都應接受的終身教育。環境教育與學校教育的所有課程領域都息息相關，環境教育的相關內容應滲透到所有學科和學段來完成。化學是諸學科中滲透環境教育內容最多的一門學科，不斷更新拓展環境教育知識儲備，科學合理地挖掘教材并適時滲透環境教育，積極探索呈現環境教育內容的新教學模式，讓學生在有限的學校生活中掌握更多的環境保護與可持續發展知識，使青少年時期的孩子們將環境保護內化于心外化于行，在提升科學素養的同時為培養合格公民打好基礎，是義務教育階段化學教師孜孜以求的努力方向。