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网络环境下的化学研究性学习
发布时间：2011-07-03
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作者：王建
网络环境下的化学研究性学习
常州市武进区郑陆初级中学 王 建
【摘要】随着科学的不断发展，互联网技术也在日益腾飞，互联网上的内容也在不断丰富。随着现代信息技术的发展及其在学校教学领域中的广泛应用，中小学网络工程的全面实施，借助网络丰富的信息资源进行教学已经成为教育改革的一个重要方向。本文通过自身研究性学习指导,探讨崭新适时的中学化学网络环境下的研究性学习。
【关键词】网络 研究性学习 北塘河水污染
【正文】
随着现代信息技术的不断发展，中小学网络工程的全面实施，借助网络丰富的信息资源进行教学已经成为教育改革的一个重要方向。丰富的网上资源也是化学研究性学习的一个重要的资料和信息来源。利用好丰富的互联网资源，可以激起学生化学研究性学习的学习兴趣，也可提高学生化学研究性学习的学习效率。
笔者认为网络环境下的化学研究性学习大致可分为以下几个步骤：①教师确立学习主题，并组织学生进行社会调查；②学生在教师的指导下确立学习计划、目标、分工；③组织合作学习小组，并确认组长、副组长以及每个组员的分工；④教师指导学生对网络上的资源进行收集、归纳以及整理；⑤根据需要组织有关写作学习的活动，如竞争、辩论、设计、问题解决或角色扮演等；⑥主题学习的总结。要求学生把自己的研究性学习内容形成作品。做成课件或者研究性学习报告或者网页来向全体师生展示成果。⑦教师组织参与评价。评价不仅要有教师参与还应该有学生参与。通过大家对学习作品的评价，形成观点意识。
笔者在前期的学生兴趣小组活动中，曾经组织学生参与了《北塘河水质的变化》这一课题的研究。这一课题研究，依托强大的网络资源将化学研究性学习引入了化学课堂教学，取得了比较好的化学教学效果。
案例：《北塘河水质的变化》
北塘河位于江苏常州,流经郑陆镇，这里山清水秀，极富江南水乡风味。作为每一个郑陆的学生应该热爱自己的家乡，热爱自己家乡的河流。但是随着现代科学技术的发展、工农业生产的不断提高。美丽的北塘河水也在发生着飞快的变化，由过去的清澈见底的河水变成现在河水泛黄、浑浊不堪。是什么原因导致河水有如此之大的变化呢？于是笔者就组织学校化学兴趣小组共20名同学参与了《北塘河水质的变化》这一课题的研究。
首先根据课题《北塘河水质的变化》的研究设计分为四个子课题：①北塘河介绍以及北塘河水质现状；②北塘河水质变化的成因；③如何整治北塘河水；④如何保护北塘河水。这样笔者把20个同学分为四个小组，每个小组各领一个子课题，并确定课题组负责人。每个课题组的负责人对本课题组成员进行分工，制定研究计划、研究方案、研究方法，并形成文字材料上交总课题组。最后各组对收集和采访的信息资料进行编辑、整理，制成课件或者网页，向全校师生展示成果。笔者在整个研究性学习过程中只是一名参与者、协调者和组织者。必要时给学生提供一些必要性的帮助。
最后汇报成果时：每个课题组为单位进行汇报。从而实现资料共享、知识共享。让每一位同学都能对《北塘河水质的变化》有一个深刻、透彻的认识。在每个课题组汇报之后，各个成员还可以对各课题小组进行提问，从而加强学生、教师之间的互动，活跃了整个研究气氛，也激发了学生对化学研究性学习的学习兴趣。
以下是《北塘河水质的变化》研究性学习成果汇报课的实录整理
子课题一：北塘河介绍以及北塘河水质现状：
[学生演讲] 北塘河，位于江苏常州,流经郑陆镇，北塘河工程与横塘河北枢纽工程为依托，坐落在北塘、横塘、藻港东支三河交汇处。它北邻环球恐龙城，南望东经120主题园，沿北塘河与天宁风景名胜区相连，是常州“三河三园”旅游线上的一颗明珠。这里气候温和，特产丰饶，自古以来就是闻名遐迩的鱼米之乡。北塘河水产丰富，盛产鱼虾。跨越北塘河的仙人桥、玉麟桥边流传着神仙、圣贤为民修桥、架桥的动人故事。小岛中心的影壁上镌刻着“水”字的各种名家书法，表达着人们对水的亲情和敬意。水利先贤屠寄的塑像屹立在小岛西首，他凝神眺望着远方，似乎仍然关注、守护着眼下的这块风水宝地。
但是近年来，北塘河主要水质指标均呈明显上升趋势，表明北塘河水质污染正在逐年加剧，河水泛黄，表明北塘河酸性增强，铁离子浓度偏高，水体富营养化。
[学生讲解] 解释三个概念：1、酸性；2、铁离子浓度；3、水体富营养化。
2、铁离子浓度：北塘河两岸有较多钢管酸洗企业，生产后的污水直接排入北塘河，使河水中含三价铁离子增加。检验方法：对河水取样，再滴入几滴硫氰化钾溶液，若产生溶液呈血红色，则河水中含有铁离子。
3、水体富营养化：水体富营养化是一种有机污染类型，源于过多的氮、磷等营养物质进入天然水体而恶化水质。过多的营养物质促使水域中的浮游植物，如蓝藻、硅藻以及水草的大量繁殖，有时整个水面被藻类覆盖而形成“水花”，藻类死亡后沉积于水底，微生物进行分解时消耗大量的氧，导致鱼类因缺氧大量死亡。水体富营养化会加速湖泊的衰退，使之向沼泽化发展。
[学生介绍] 北塘河水质污染发展明显可分为3个阶段：80年代初期北塘河水质以Ⅱ类为主，80年代后期是北塘河水质由Ⅱ类向Ⅲ类过渡期，90年代中期，北塘河水质以Ⅲ类为主。
表1 北塘河水质变化趋势
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年份
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占全河面积百分比
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较清洁(Ⅱ)
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尚清洁(Ⅲ)
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轻污染(Ⅳ)
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重污染(Ⅴ)
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1980～1981
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69
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30
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1
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1987～1988
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59.4
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36.6
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3.2
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0.8
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1993～1994
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15
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70
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14
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1
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目前北塘河水的水质状况并不时十分理想，前几天同学们去游玩，仍然发现北塘河水中存在河水发黄浑浊，并有的地方有少量的蓝藻等一些水生藻类，并且河水还伴随着恶臭。从上述图表我们仍然可以看到北塘河水所受的重污染区域也在随年增加。
子课题二：北塘河水质变化的原因：
[课件演示] 同学们通过实地考察、调查、研究，以及网上资源搜索等方法。得出北塘河水质发生变化的原因主要有三个方面：
①城镇生活污水的排放→ 生活污染
北塘河水质变化原因： ②工业污染源的排放→工业污染
③农村农药和化肥的不合理使用→农业污染
[教师评析] 同学们调查研究的结果与我们课堂所学习的水体污染的三个来源相一致。看来同学们已经将课本知识正确的运用到了课外的学习当中去。在这里老师也想请同学们再详细向同学们介绍一下，这三个污染来源到底给北塘河水带来了什么样的影响？
[学生介绍] 1、工业污染。主要是周边一些厂矿企业不能及时做好污水处理达标排放工作，因此直接排到北塘河水中，造成了北塘河水的污染。尤其是沿线的钢管酸洗企业，生产后的污水(含大量的酸液和铁离子)直接排入北塘河，使河水水质变差。
2、生活污染。生活污染物主要有：生活污水、粪便、富含营养元素的各种物质、含磷洗衣粉（目前较少）等一些污染物。这些污染物的排放，给水生藻类提供了营养元素。北塘河水受到氮磷等这些营养物质的影响，水体严重富营养，表现出来的现象就是水里的藻类比正常的水体含量要多。蓝藻的产生对水体来说是有一定的影响的，这影响主要表现在：水里边的溶解氧降低，蓝藻死亡的时候发生腐败，造成水体恶臭。因此同学们走在北塘河边上时，首先闻到一股恶臭。
3、农业污染。主要是来自流域的农田径流、村落集约化畜禽养殖、水产养殖及其他面源。调查结果发现农民在生产中受利益驱动使用低成本、高毒、高残留农药。这些残留农药随着雨水冲刷，不断排入北塘河中。
[教师总结] 同学们刚才总结的非常好，从北塘河水变质简要过程到北塘河水变质的成因都分析的非常的透彻。大家知道了北塘河水的现状，那么我们如何整治北塘河水呢？下面请第三小组汇报他们的调查研究成果。
子课题三：如何整治北塘河水：
[学生讲解] 要想对整个北塘河水进行整治，它的工程是非常浩大的。首先就是要将已经被污染的北塘河水进行一个净化过程。有关水的净化过程我们在平时的化学学习中，已经学到了两种简易的自制净水器
但是我们通过实验发现这两种净水器有它们的优点也有它们的缺点。优点是1、净水器制作简单，材料来源方便。2、净化后的水基本为无色透明液体。他们的缺点是：净化量实在是太少，用他们来对北塘河水进行净化有点不切实际。因此我们小组一致认为这种净化方法不太适合。那么要想对北塘河水进行大批量的净化，
子课题四：如何保护北塘河水：
[教师过度] 刚才第三课题小组充分的向同学们展示了自己实验结论以及设想方案。结下来就由第四课题小组的同学简单的来说说，我们做为一个中学生，应怎样以实际行动来保护北塘河水？
[学生演讲] 同学们，我们生在北塘河边，长在北塘河边，可以说北塘河是我们的母亲湖。北塘河水质的不断恶化，让我们感到非常的心痛和惋惜。现在全社会都在重视环境污染问题，我们做为一个中学生，更有必要向全社会宣传环境保护的重要性，保护北塘河水资源的重要性。对于北塘河水的保护：首先我们要加强宣传教育，提高公众对水资源意识，使公众积极参与节水活动中来。第二、在我们的日常生活中，广泛宣传使用无磷洗衣粉。第三、加强对厂矿企业污水排放的监督，使其污水要达标排放。第四、加强水质检测，控制水生植物的生长。第五、加快北塘河边污水处理厂工作，即使对被污染的北塘河水进行净化处理。
最后教师对整个课题研究做一个结论性的评价。
在本次的案例教学中，同学们使用了互联网所提供的各种信息进行研究性合作的学习。从互联网上，他们找到了丰富的资料，在小组学习中探究、讨论。最后圆满的完成了本次课题的研究。通过这次教学，培养了学生对信息的收集、归纳、整理能力，同时也激发了学生学习化学、探索新知的热情。
21世纪的课堂教育必定会以网络为主导力量，探究性学习为主要的学习方式。因此作为新世纪教育工作者，应该更快的适应这种教学方式，由原来教学中传授者的形象迅速转变成学生学习过程中的指导者、协调者、和组织者。
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