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序论:在您撰写食品化学污染案例时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
关键词:化学教学 法制教育
新课程标准的精髓强调学生的全面发展、科学发展、和谐发展,而法制素质是人的综合素质的重要组成部分,其本质是促进社会和谐发展,形成符合社会主流的正确的观念与意识,明确个人责任与义务,伸张正义、惩恶扬善。化学学科教学中对学生法制观念的形成同样承载着不可推卸的责任与义务。
一、化学教学中进行法制教育的意义
(一)建立和谐社会的保障
和谐社会的建立离不开依法治国,国民法制素质、法律意识水平是衡量一个国家法治进程的重要杠杆。学生是社会发展的后备力量,是可持续发展的有生力量。而近年来,我国的青少年违法犯罪明显上升,并且呈低龄化、严重化趋势,因此必须进行法制教育,增强未成年人的法律意识,在化学教学中主动渗透法制教育是化学教育应有的责任。
(二)实施素质教育的应有之义
素质教育要求培养出德才兼备的人才,高中化学课程标准的基本理念之一是“形成积极的情感态度与价值观,提高科学素养和人文素养,为学生终身发展奠定基础。”真正的人才必须是专业能力与法制素质二者同时兼备,如果学生不能形成正确的法制观念,那么教师的化学专业知识方面的“传道解惑”最终无疑是给犯罪分子添了罪恶的翅膀,例如清华女学生遭化学物质铊中毒事件,复旦研究生中毒致死事件都引发了教育者的思考,化学学科教育不仅是传授学生知识,还要使学生形成良好的法制观。
(三)化学学科教学与法制教育密不可分
化学教学中涉及易燃、易爆、腐蚀性、毒性等物质很多,涉及大气污染、水资源保护与利用、污水处理方法,涉及生活中食品添加剂的使用,一次性餐盒、方便袋的使用,新装修房屋中常含有的超标物质甲醛等,工业酒精为什么不能勾兑白酒等。这些化学知识无不与法制有关,在化学教学案例中适时切入法制教育,既能提起学生的学习兴趣,也能很好地提高学生的法律意识。
二、如何在化学教学中渗透法制教育
化学学科是法制教育的隐性课程,在化学教学中应该结合教学案例,潜移默化地进行法制教育。
(一)进行环保等法制教育
环境污染问题已经成为社会发展的一个严重问题,人们利用化学原理生产大量工农业产品,促进社会经济发展的同时也带来大量环境问题,如全球气候变暖、酸雨、臭氧层空洞、大气污染等。在教学时教师应该引导学生从绿色化学的方向,如在化学实验室中规范学生行为,废弃液不能随便倒入下水道中,在学习水资源内容时,通过讲授造成水源污染的原因:工业生产中的废渣、废水、废气和生活污水的任意排放;农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中。以及水污染给人民生活和国民经济发展可能造成的灾难性后果,教育学生应该关心水、爱惜水、保护水,树立起节约用水光荣的好风尚,亦即对学生进行《水污染防治法》和《中华人民共和国水法》的教育。在进行水污染防止教育的基础上,进一步阐述空气污染对人类的危害和对自然资源的破坏:如当空气受硫的氧化物或氮的氧化物污染时,容易形成酸雨,影响农作物的生长。使学生认识到保护环境的重要性和必要性,对学生渗透《中华人民共和国环境保护法》的教育。通过“日本的水俣病和痛痛病”、“赤潮”、“世界上最大的原油泄漏事件”等案例介绍重金属污染和植物营养物质的污染,以及污水处理的主要化学方法及原理。让学生形成环保意识,将来如果从事相关职业也能从绿色化学的角度解决问题。
(二)进行食品安全等法制教育
【摘要】:新课程标准的精髓强调人的全面发展、科学发展、和谐发展,而法制素质是人的综合素质的重要组成部分,其本质是促进社会的和谐发展,形成符合社会主流的正确的观念与意识,明确个人的责任与义务,伸张正义,惩恶扬善。
【关键词】:化学教学;法制教育;法制观念
【中图分类号】G40—03
【正文】:新课程标准的精髓强调人的全面发展、科学发展、和谐发展,而法制素质是人的综合素质的重要组成部分,其本质是促进社会的和谐发展,形成符合社会主流的正确的观念与意识,明确个人的责任与义务,伸张正义,惩恶扬善。化学学科教学中对学生法制观念的形成同样也承载着不可推卸的责任和义务。化学是法制教育的隐性课程,但依托化学课堂教学为主阵地,结合教学材料,抓住适合的契机、寻找最佳切入点,就能在化学教学过程中潜移默化地进行法制教育。
一、进行人身安全等法律教育
中华人民共和国未成年人保护法中要求“国家、社会、学校和家庭应当教育和帮助未成年人维护自己的合法权益,增强自我保护的意识和能力,增强社会责任感”。安全问题重于泰山,尤其是对青少年学生而言,有意或无意的伤害时常发生,危害自己甚至累及他人。生命意识、安全意识教育时刻都不能放松。对未成年人的保护要教会他们如何避免伤害,学会自救与救人,避免有意或过失犯罪。为以后走上社会进行安全生产和工作打下基础。
在学习可燃物的燃烧条件、爆炸概念时可适时联系2010年“2·26”广东烟花爆炸事故,普宁市军埠镇石桥头村村民杨某非法燃放烟花,引爆家门前堆放的烟花,造成21人死亡,48人受伤。两名涉嫌肇事人员被公安机关依法刑事拘留,肇事责任人已先行交纳事故处理费800万元,最终受到法律的严惩。这个案例警示学生:法制观念淡薄,安全意识不强,最终可能导致血的代价,走上违法犯罪道路。从而进一步让学生认识到违法犯罪的后果及应当承担的责任,对法律产生一种敬畏等。
二、进行环保等法律教育
环境污染问题已成为社会发展的一个严重问题、热点问题。环境保护人人有责,《中华人民共和国环境保护法》中要求:“采取有效措施,防治在生产建设或者其他活动中产生的废气、废水、废渣、粉尘、恶臭气体、放射性物质以及噪声、振动、电磁波辐射等对环境的污染和危害”。“生产、储存、运输、销售、使用有毒化学物品和含有放射性物质的物品,必须遵守国家有关规定,防止污染环境”。
在化学实验中要特别规范学生行为,废弃液不能随便倒入下水道中,因为化学废液情况复杂,有的呈酸性、有的呈碱性、有的含有重金属离子、有的是易挥发的有毒液体,应根据具体情况倒入指定的容器中经处理后再排放;也可同时联系社会现实中水质污染事件及其造成的危害。如2007年太湖蓝藻暴发事件,导致水源水质被污染,城区出现了大范围的自来水发臭现象,造成经济的巨大损失。
在学习水资源内容时,分析“节水标记”的寓意,呼吁学生“从我做起,保护水资源,节约每一滴水。”再进一步引导学生讨论生活中我们有哪些浪费水的行为?如何节约水?应怎么做?同时,通过“日本的水俣病和痛痛病”、“赤潮”和“世界上最大的原油泄漏事件”等案例介绍了重金属污染和植物营养物质的污染,以及石油污染都严重的违背了《环境保护法》、《水法》。污水处理主要的化学方法及其原理,主要有混凝法、中和法、沉淀法和氧化还原法。社会生产用水中不应盲目追求GDP的增长,目光短浅而忽略科学发展,常常出现先污染后治理的现象。这样让学生产生爱水、惜水意识,在以后走上工作岗位后遵守有关法律法规打下基础。
三、进行食品卫生、交通安全等法律教育
选修3《化学与生活》的“食品添加剂”的学习中,要合理使用食品添加剂,即食品添加剂的品种、使用方法、使用范围和最大使用量等要符合国家标准。严禁将不能作为食品添加剂的物质当作添加剂使用,或者超量使用添加剂等。结合《食品卫生法》有关规定,适时用图片和视频素材介绍引起大头娃娃和肾结石的添加三聚氰胺毒奶粉事件:不法分子以三聚氰胺和麦芽糊精为原料,研制出专供在原奶中添加、以提高原奶蛋白检测含量,造成了重大的社会危害。
学习乙醇、甲醇的性质与用途时,适时列举不法分子利用工业酒精制造劣质假酒,发生中毒事件屡屡发生。而食品卫生法中明确规定严禁用工业酒精勾兑白酒,工业酒精中含有甲醇,甲醇有毒,饮用后能使人视力降低、失明,严重的可使人中毒致死。类似的案例有酒店的地沟油食用问题、霉变的过期大米加工消售、吊白块在食品加工中使用、明矾粉丝问题,等等。这些行为不仅违反了食品安全等有关法律法规,也严重违反《中华人民共和国消费者权益保护法》,给消费者造成极大的潜在威胁。通过图片和极有说服力的数据,让学生心灵产生强烈的震撼,使学生认识到不义之财不可取,“君子爱财,取之有道”。
四、进行思想品德教育
道德不仅是人们信赖法律的客观依据,也是人们进行法律活动的动力,没有道德的支持,法律便会陷于瘫痪。因此,在化学教学中将德育寓于潜移默化之中,加强对学生的世界观、人生观、价值观和爱国主义教育,是化学教学渗透法制教育的一项重要内容。
在工业上合成氨的教学中,教师顺其自然的谈及合成氨的发明者弗里茨·哈伯,他不懈追求与探索最终成功地设计出一套适于在高温、高压、催化剂作用下合成氨的工艺流程,这是具有世界里程碑意义的人工固氮技术的重大成就,给世界农业发展带来福音。人们说:“他是天使,为人类带来丰收和喜悦,是用空气制造面包的人。”1918年瑞典皇家科学院因哈伯合成氨的杰出贡献,授于他诺贝尔化学奖。同样是哈伯,在第一次世界大战首先研制出军用氯气罐,一次战役中德军将上百吨氯气吹放至法军阵地,致使5千多人死亡,一万五千人中毒,哈伯遭到各国科学家的强烈谴责。从此各国竞相开启研制化学武器的先河,哈伯成为人类的罪人。聪明的罪犯比无知的笨蛋对社会的危害性大的多,而如今的一些高科技犯罪很大程度上是教育的失败。
关键词 绿色化学教育 精细化工工艺学 教学实践
绿色化学又称环境友好化学,是一门从源头上阻止污染的化学,核心是“原子经济性”和“5R”(Reduciton、Reuse、Recycling、Regeneration、Rejection)原则[1],其与转变经济发展方式,建立环境友好与资源节约型社会,实现人类社会的可持续发展紧密相连。
“精细化工工艺学”是应用化学类专业的一门专业课,主要介绍精细化工产品的生产原理、工艺、设备等内容,使学生对精细化学品的生产工艺有较系统的了解和掌握[2]。精细化学品与人们的生活息息相关,其传统工艺往往具有三高(高能耗、高污染、高排放)的特点,这与绿色化学背道而驰。为此,笔者将绿色化学教育渗透于“精细化工工艺学”教学,取得了良好的教学效果。
1 进行绿色化学教育渗透的意义
人类所共同面对的环境问题决定了开展绿色化学教育的必要性和紧迫性。绿色化学教育既是素质教育的重要内容,也是培养学生社会责任感的需要,更是培养创新能力的需要。
立足于专业课的绿色化学教育,有利于绿色化学知识和专业知识的有机融合,有利于培养学生的环保意识及科学人文素养,有利于培养学生的创新能力,更有利于培养未来“工程师”们的绿色化学能力,为从长远和根本上防止污染、实现人类与环境的和谐发展奠定坚实的基础。因此,21世纪绿色化学教育必将迎来新的机遇与挑战,在专业教学中渗透绿色化学内容,加强学生的绿色化学意识,具有极其深刻的意义[3]。
2 进行绿色化学教育渗透的措施
2.1 培养学生的绿色化学意识
教师必须适时灌输绿色化学思想,教导学生依据“5R”原则选择绿色的工艺路线,在无法避免使用或产生有毒有害物质时,必须采取有效的保护和消害处理措施。同时引导学生观察和认识生活、生产中的绿色化学现象,巩固和加深绿色化学知识,如:观察并理解在日常生活中使用带有“无氯氟烃”标志的冰箱、空调产品有利于防止对臭氧层的破坏;使用无磷洗衣粉可以减轻水体富营养化等。
教师必须结合教学实际,采取积极有效的方法和途径,切实提高学生的绿色化学意识,使学生在潜移默化中受到良好的绿色化学教育,使绿色化学教育在学生思想中达到由“要求”变成“需求”的境界。
2.2 以实验“绿色化”促进绿色化学教育渗透
在“精细化工工艺学”和“精细化工实验”教学内容“理实一体化”的基础上,将理论课中的典型案例和实验项目对应起来,并引入绿色化学方法来设计实验教学。在改装后的微波炉中进行了“食品添加剂苯甲酸合成”实验教学[4],具体步骤是:(1)在圆底烧瓶中投入1 g无水碳酸钠、0.015 mol高锰酸钾、0.01 mol氯化苄、0.2 g四丁基溴化铵及50 mL水放入微波炉,接好微波截止管和冷凝管,设置微波功率为750 W,反应时间15 min,启动微波炉。(2)反应完毕,冷至室温,滤出二氧化锰回收。(3)滤液用6 mol/L盐酸中和,可析出苯甲酸。(4)加热赶出二氧化碳,冷却,抽滤,干燥,得苯甲酸晶体,产率85%~87%。整个实验试剂用量少,副产物回收,不污染环境,避免了常规合成用亚硫酸钠或草酸溶解副产物二氧化锰的操作工序,实现了工艺绿色化。
将绿色化学理念引入到精细化工实验教学中,通过采用微波技术、微型实验等手段,让学生在实践中亲身体验绿色化学,促进了绿色化学教育在“精细化工工艺学”教学中的渗透。
2.3 以绿色化学案例进行绿色化学教育渗透
案例教学法具有生动具体,直观易学的优点,能充分调动学生的学习积极性和主动性,达成良好的教学效果[5]。由于精细化工产品数量众多,笔者对每一大类精细化学品都精选出3~5个典型案例(如:表面活性剂十二烷基苯磺酸钠合成、非离子表面活性剂OP-10的合成、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的合成、食品添加剂乳酸的合成、食品添加剂苯甲酸的合成、聚醋酸乙烯乳液的制备及应用等)进行教学,然后根据绿色化学“5R”原则,分别从原料、催化剂、反应、溶剂、产品、绿色化等不同角度对案例进行绿色化学设计,以培养学生绿色化学能力。
2.3.1 以“原料绿色化”案例进行渗透
绿色化学致力于采用无毒、无害原料――碳酸二甲酯(DMC)、双光气、三光气等替代传统的对环境有害的物质如氢氰酸、光气、苯、氯氟烃、硫酸来生产精细化学品。例1:在第4章“合成材料助剂”中,介绍了可广泛应用于聚酯等工程塑料阻燃剂溴代聚碳酸酯[6](BPC)采用非光气物质碳酸双(三氯甲酯)代替剧毒光气,实现了安全环保的绿色工艺技术。例2:在第7章“涂料”中,分析了涂料主要成膜物质之一的聚氨酯的主要原料氰酸酯单体HDI的合成工艺[7],传统工艺采用剧毒光气(COCl2)严重污染和危害环境,现以绿色原料DMC代替光气来合成。原料绿色化,可从源头上控制和减少污染,也是实现绿色化学的一个重要方面。
2.3.2 以“催化剂绿色化”案例进行渗透
催化剂是许多化学反应中必不可少的,而传统精细化学品合成中催化剂主要是一些酸碱或重金属做催化剂,排放到环境中会造成严重的环境污染。近年来,国内外都在大力开发高效、环境友好催化剂,如:分子筛、固体超强酸等。
例3:在第3章“表面活性剂”中,对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠[2]合成案例进行了分析,其首先采用绿色催化剂分子筛合成十二烷基苯,同采用HF催化合成工艺相比较,易于自然分解和高洗涤特性的十二烷基苯异构体分别提高了37%、5%。例4:第4章“合成材料助剂”的通用增塑剂邻苯二甲酸辛酯(DOP)合成时,用固体超强酸绿色催化,通过催化剂循环使用和省略了H2SO4中和工序,减少了三废排放,提高了产品收率和品质。
2.3.3 以“化学反应绿色化”案例进行渗透
绿色化学注重最大限度地利用原料,最大限度地减少副产物,减少废物的排放,或使此反应的副产物成为彼反应的原料。从原子的角度讲,尽可能使原料中的原子百分之百参与目标产物的形成,从而达到提高原子经济性。例5:在第3章“表面活性剂”中“非离子表面活性剂OP-10的合成”的案例中,剖析了涉及的主要原料环氧乙烷的绿色化学反应:
(1)传统工艺:
原子利用率为:[44/(28+71+74)]×100%=25%
(2)绿色化学工艺:
原子利用率为:[88/(56+32)]×100%=100%
和工艺(1)相比,工艺(2)原子经济性大大提高,是典型的绿色化学工艺。
2.3.4 以“溶剂绿色化”案例进行渗透
精细化工产品生产所出现的污染,不仅来源于原料和产品,往往还会源自于溶剂。大部分精细合成工艺均需要有机溶剂,传统有机溶剂如苯、甲苯、甲醛等都存在有毒、易挥发、易燃烧等诸多不足,不符合绿色化学要求,因此在教学过程中有必要对绿色溶剂(如水、超临界流体、离子液体等)加以介绍。例6:在第7章“涂料”中,介绍了在涂料的制备过程中,往往要用到大量的甲苯、二甲苯等对环境有害的溶剂,引导学生在满足工艺的条件下用绿色溶剂――水取代有毒有机溶剂。例7:在第8章“香料”中,介绍了CO2在超临界状态下具有常规液体的溶解度,高的传质速度,大的可压缩性,且无毒、不可燃、廉价的诸多优点,从而可取代萃取法提取天然植物香料中的有毒、有害溶剂。此外,CO2还可以用来代替氟氯烃作苯乙烯泡沫塑料发泡剂,实现绿色化学生产。
2.3.5 以“产品绿色化”案例进行渗透
产品绿色化就会减少甚至杜绝对环境造成损害,实现绿色化学。例8:在第3章“食品添加剂”中,对“食品添加剂乳酸的合成”案例进行了绿色化学设计,介绍了绿色产品――聚乳酸,乳酸可由再生生物质资源通过发酵的方法得到,聚合后成为聚乳酸。聚乳酸因其优良的物理化学性能、生物相容性、生物可降解性、对环境及人体无毒害作用,可代替带来“白色污染”问题的聚苯乙烯材料,是可再生并循环利用的绿色塑料[8]。
例9:在第7章“涂料”教学时,绿色化设计了“聚醋酸乙烯乳液的制备与应用”案例,向乳液树脂添加中空陶瓷珠子后得到的乳胶涂料是良好的节能涂料[9],具有高反射比、高辐射率、低导热系数、低蓄热系数、保温隔热等优异性能,是绿色精细化工产品。
3 结束语
总之,教师要依据绿色化学5R原则,从原料、催化剂、反应、溶剂、产品的绿色化等角度出发充分挖掘和加工教材内容,并始终坚持把绿色化学教育渗透于专业课程教学之中,从而让学生认同绿色化学,从事绿色化学工作与研究的能力得到培养,成为未来“绿色化学”的坚决践行者。
参考文献
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[2] 宋启煌.精细化工工艺学.北京:化学工业出版社,2004
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[4] 白林,张力,陈明凯.化学世界,2001,42(9):470-471
[5] 黄俊娴.化学教育,2010,31(8):47-48
[6] 樊真.塑料助剂,2007,(4):17-20
[7] 吴魏,翟涛,田恒水.广东化工,2009,36(8):36
1教学过程
此次PBL教学法在无机化学元素部分展开,实施对象为我校2014级药学专业本科生,共64人。无机化学元素部分主要包括s区、p区和d区元素,由于学生在高中阶段对s区和p区元素比较熟悉,本次PBL的案例分析重点在d区元素。参考d区元素的学习方法,完成s区和p区的自学。
1.1提出问题
PBL教学法的关键是设计适当的问题。充分考虑到药学学生专业特点,结合教学大纲,以新闻事件为导线编写案例。案例1:英国政府目前对中国传统中药的“有害性”调查进入了空前严厉的阶段。英国药物安全机构称,已发现了5起中国传统中药产生严重副作用的案例,并发出严重警告。这些副作用包括心脏疾病和肝功能损伤等,数量在今年上半年增加了4倍。其中一种“复方芦荟胶囊”的中药,因为其中含有“朱砂”(即硫化汞),经检测发现其汞含量超过英国标准11.7万倍。调查的范围是进口至英国的中药是否含有超量的重金属、杀虫剂、违禁化合物和类固醇等。案例2:2013年5月16日,广州市食品药品监管局的网站公布了第一季度餐饮食品抽验结果,其中一项结果是,44.4%的大米及米制品抽检产品发现重金属“镉”超标。经溯源查实,抽查结果显示,8批次镉超标的大米及米制品中,有6批次来自湖南省株洲市攸县和衡阳市衡东县,值得注意的是,株洲与衡阳均是湘江流域的工业重镇。而实际上在今年2月,就有媒体报道湖南有上万吨镉超标大米于2009年流入广东。事实上,食物中镉含量超标危害人体健康的案例并不少见。日本在二十世纪发生的“痛痛病”公害事件就是因为河流被含镉污水污染后,河水、稻米、鱼虾中富集大量的镉,然后又通过食物链,使这些镉进入人体积累下来。请从以上案例中思考下列问题:(1)案例中描述的是哪种元素?简单描述该元素(或单质、化合物)的性质;(2)该元素(或单质、化合物)在医药方面的应用,包括药品的结构、组成、性质、药用等方面的知识;(3)该元素(或单质、化合物)在食品方面的应用,例如食品添加剂;(4)该元素(或单质、化合物)在材料方面的应用,包括典型的金属、硅酸盐、合成高分子和复合材料的种类及其应用;(5)该元素(或单质、化合物)在环境方面的应用,例如居室环境、空气污染、水污染、土壤污染、“三废”处理等污染的后果及治理办法、如何变废为宝;(6)该元素(或单质、化合物)含量(允许)范围、如超标(或不足)将会有怎样的影响。
1.2分组讨论
全班分为2个大组,每大组分为5个小组,每组6~7人。每个大组1个案例,各小组分配1个问题进行汇报。参照案例,另选d区一种元素(铜、银、锌、汞、钛、铬、锰、铁、钴、镍)进行汇报。每个大组推选1名主持人,每小组选组长1名,记录员1名。组长负责本小组的工作开展和统筹安排。记录员负责记录本组同学的提问和回答问题情况。各组成员都要钻研教材、查阅相关资料,利用图书馆期刊资源和网络资源获取与问题相关的资料,整理,进行小组内讨论,并做相应的记录和小结。同时要求组与组之间相互设疑,增加学生的信息需求量。教师提前一个月将教学安排和案例发给学生,定期组织小组组长开会,了解各组准备情况,解答学生在准备过程中遇到的问题,引导学生有目的性地准备。
1.3小组汇报
每组需汇报案例中的1个问题和另选元素的性质及其在医药、食品、材料、环境等方面的应用。每组20min,其中,汇报时间为5min,讨论时间15min。在讨论环节,其他组需向汇报组提问,如汇报组回答不出,其他组应做相应地补充。
1.4小组讨论汇总
在小组汇报过程中,其他小组和教师对汇报小组整体表现进行评价(见表1和表2),综合进行小组间排名。
1.5教师归纳总结
在小组汇报完毕后,教师在班上进行归纳讲评,充分肯定学生的表现,同时进行全面的总结,查漏补缺,更正学生学习过程中产生的错误,补充学习过程中漏掉的知识点。
2教学效果评价
PBL教学结束后,我们对学生进行问卷调查,了解学生对PBL学习模式的态度(见表3),和在实施PBL过程中的自我评价(见表4),调查表共发放64份,回收64份,问卷回收率100%,问卷调查结果见表3和表4。
3结果
问卷调查结果表明,80%以上同学认为自己在本次活动中能积极准备、和同组同学之间积极交流讨论,他们认为PBL教学法能激励学生的积极性和主动性,有利于增强对课程的理解,拓宽自己的知识面,同时,也有利于改变以往的学习方法。他们的改变也让无机化学实验课授课老师深有体会,此次实施PBL教学法的药学专业学生,在动手能力、分析问题能力明显高于其他专业的学生。68.42%的学生表示希望在以后的教学中能继续使用该教学方法。PBL教学法强调学生为主体,提高了学生的学习积极性和自主学习能力,改变了大部分学生被动学习的状态,但是,仍有一小部分同学对PBL教学法不适应,认为教师没有参与其中,准备时间和汇报时间不充分,节奏有点快,面对其他同学提出的问题不会解析等,这也是目前无机化学PBL教学面临的问题,对教师和学生来说,都是一种新的挑战。
4小结
【关键词】食品安全学 课程教学 优化
【基金项目】上海市精品课程资助。
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)09-0206-02
随着科学技术水平进步、全球经济飞速发展,人民生活水平不断得到提升,民众对食品品质的要求越来越高。食品安全问题不仅关系到人民的健康,更事关国家的社会和谐与经济发展,然而,近几年来国内恶性食品安全事件频频发生,食品质量与安全问题日益突出,严重威胁我国食品产业的发展和人民身体健康。
目前,针对食品安全严峻的问题,国内很多大学都设立了食品质量与安全专业,我校于2004年就开始招收食品质量与安全专业学生,属于全国较早设立此专业的高校之一。食品安全学作为食品质量与安全本科专业的主干核心课程及他相关专业的选修课程,是一门知识综合性很强的学科,涉及众多的学科知识,对于学生掌握食品安全的知识和技能十分重要。我校食品安全学课程经过校精品课程、上海市精品课程的建设,已形成了自己的特色。通过学习,学生可以了解食品中可能存在的各种危害因子、对人体健康的影响以及预防控制。
《食品安全学》作为食品质量与安全专业的主干核心课程,其课堂教学质量直接影响学生今后在食品安全方向的就业、深造以及科研目标的实现,故而如何实施《食品安全学》课程的高效施教具有重要的现实意义。本文就食品安全学理论课程进行了教学体系的一系列优化。
一、课程内容体系的优化和构建
现阶段绝大多数院校食品类专业均开设了《食品安全学》、《食品标准与法规》、《食品质量控制》等课程,因此,为避免内容的重复与冗杂,我校已将《食品安全学》的内容从包含《食品标准与法规》、《食品质量控制》等内容逐步进行浓缩,从而保障学生能在有限的时间里尽可能的掌握必要的知识与技能。目前我校《食品安全学》理论课程的内容的主要集中于食品中存在的危害,包括生物性危害,化学危害,物理危害。
(一)生物性危害
生物性危害是指微生物、病毒、寄生虫、昆虫等生物本身及其代谢产物对食品的污染。
1.致病性细菌
细菌性危害是指细菌及其毒素产生的生物性危害,不仅能引起食品的腐败变质,更重要的是能引起食物中毒。致病性细菌也是导致大多数食物中毒的罪魁祸首。通常来说,每一类食品具有一些特定的微生物和某些有关的致病菌,因此不同类别的生产者应该充分了解这类产品所特有的微生物和致病菌的种类及其危害程度,以便采取相应的预防措施。食品中常见的致病菌包括沙门氏菌、大肠杆菌、单核细胞增多性李斯特氏菌、肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、副溶血性弧菌、蜡样芽胞杆菌、空肠弯曲菌、志贺氏菌等。共患病包括猪链球菌、炭疽病、结核病、布氏杆菌病、口蹄疫等。
2.病毒
携带病毒的食品加工者可导致食品的直接性污染,而污水则常导致食品的间接性污染。
食品中常见的病毒有包括禽流感病毒、疯牛病、肝炎病毒等。对于病毒性危害,应该搞好个人卫生,保持食品工厂工作区清洁,防止交叉污染,杜绝污染源。
3.寄生虫
寄生虫在食品中或食品表面不能生长和繁殖,其繁殖时需要特定的宿主或一类宿主。因食品引起的寄生虫病一般是通过食用受感染的畜禽、水产等动物引起。食品中常见的寄生虫有囊虫、旋毛虫等,人类感染寄生虫病大多是由于生食、半生食或食品加热不彻底造成。
(二)化学危害
1.农药残留
农药是指用于消灭、控制危害农作物的害虫、病菌、鼠类、杂草及其他有害动植物和调节植物生长的药物。当农药超过最大残留限量时,将对人畜产生不良影响或通过食物链对生态系统中的生物造成毒害。食品中主要的农药残留分为:(1)杀虫剂:有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、苯甲酰脲等。(2)杀真菌剂:无机杀菌剂、二硫代氨基甲酸酯、苯并咪唑、二羰基氨、三唑、苯胺嘧啶等。(3)除草剂:苯氧羧酸、二吡啶化合物、二硝基苯胺、脲、三嗪、磺脲、氨甲酸衍生物等。
2.兽药残留
兽药残留是指给动物用药后残存于肉、蛋、奶等动物性食品中的兽药及其代谢物。食物中常见的兽用药残留有抗微生物药物和抗生素、合成代谢类药物、驱虫剂、抗球菌剂、镇静剂和兴奋剂、非激素类生长促进剂等。
3.重金属
重金属对食品安全的影响非常重要,属于化学危害的重要内容之一。对食品的重金属污染主要有 铅、汞、镉、铬、砷、氟等。随食物进入人体的金属在体内的存在形式除了以原有形式为主外,还可以转变为高毒性的化合物形式,随着金属在体内的蓄积产生急性和慢性毒性反应。
(三)物理危害
放射性物质对环境的污染以及意外事故中放射性核素的渗漏,均可通过食物链各环节污染食物,特别是鱼类等水产品对某些放射性核素有很强的富集作用,使其危害性愈受重视。
食品中的放射性污染物主要为131碘、90锶、40钾、137铯、226镭、60钴等。如131碘是核爆炸中早起最突出的裂变产物,可通过牧草进入牛体造成牛奶污染,通过消化道进入人体富集于甲状腺,造成甲状腺损伤或诱发癌症;而90锶大量存在于核爆炸污染区的牛奶、羊奶中,进入人体大部分沉积于骨骼中。
二、教学方式的优化
(一)结合国内外重大食品安全事件,实施案例教学
由于食品安全学内容抽象难懂以及其教材的限制,我们积极收集近年来国内外发生的食品安全事件如 “疯牛病”、“二f英”,国内的 “三鹿事件”、“地沟油”、“染色馒头”等案例,通过将这些具体案例与教材内容相结合进行讲解,寓理论于实际,便于学生理解和掌握。 教学实践证明:通过食品安全事件的案例不仅增强了课堂的趣味性,并极大地激发了学生的兴趣,使学生积极地参与到了课堂讨论中来,形成了良好的互动效应,取得了良好的教学效果。
(二)自主学习和合作学习并存模式
传统的教学方式以教师授课为主,学生处于被动接受的地位,限制了自主学习积极性的发挥。而在教学实践过程中,采用自主学习和合作学习并存的新型模式,教学互动的形式,让学生参与课堂中来。在授课过程中,教师给定难度适宜的教学内容,让学生自愿组成研究小组,积极协作进行文献检索、收集与内容相关的文献资料、制作幻灯片,并由各小组选出学生代表在课堂上讲述,并回答同学、老师的提问,最后由任课老师总结并对出现的问题予以解答。这种模式让学生走上讲台扮演 “教师 ”角色,由被动接受知识变为主动学习探索,不仅充分调动了积极性与创造性,而且培养了自学能力和具体应用知识的能力,增强了交流能力和团队协作精神。
三、教学效果
课程内容体系的优化和构建,使得传统教学中的内容不再繁杂而重复,使学生在有限的时间内能够掌握所学的知识和技能,为学生的职业岗位所需素质及可持续发展奠定良好的基础。现代化教学手段的利用及优化过的崭新教学模式使过去沉闷的课堂气氛变的生动,抽象的内容也被案例教学的趣味所改变。自主学习和合作学习并存模式激发了学生的学习兴趣和教师的授课激情,显著提高了学生与人相处、团结协作、勤学苦练及组织协调的能力。在职业综合素质的培养中,学生的知识技能、创新精神、上岗能力均得到较大的提高。在通过毕业学生信息反馈也得知他们通过对食品安全学理论课程的学习有效的帮助了他们的工作。
四、小结
食品的质量安全直接关系着人类的人体健康,是人类社会生存与发展的永恒主题,食品安全学作为食品质量与安全专业的主干核心课程,其内容也在不断的发展变化。如何更好地提高食品安全学的教学质量,还需今后为培养顺应社会发展的、大众所需的专业型人才做出不断的探索与努力,及时调整教学内容、改进教学方法,为促进整个食品行业的健康发展做出贡献。
参考文献:
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作者简介:
如室内环境污染、食品污染等。让学生了解身边的环境问题,学会保护自己和他人。让学生了解化学发展的动向。用新的化学方法解决传统化学工业给人类带来的灾难,是当今化学工作者的重要使命。绿色化学又称“环境友好化学”,其核心就是要利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,生产出对环境无害的化学品,开发出不产生废物的工艺。绿色化学将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。化学的问题还必须要化学来解决。作为一门课程,在选取教学内容时还要充分考虑到知识的逻辑性、系统性和实用性等方面。为此,本课程在中学化学的基础上,对化学的基本概念和原理只作简单、形象的介绍和描述,重点介绍常见的化学污染与环境问题之间的关系。经过多年的实践与调整,本课程形成了以下教学内容体系:一、绪论:介绍化学的发展、化学的贡献以及化学污染与环境问题。二、化学与能源:能源的分类和能量的转化,煤炭、石油和天然气、核能等的使用与相关环境问题,化学能源,绿色新能源。许多全球性的环境问题都与能源的使用直接相关,三、化学基本原理:原子结构与元素周期律,化学键与分子结构,有机化合物结构。四、化学污染物:概述常见的化学污染物,无机金属、非金属污染物,有机污染物,微生物有毒污染物。五、大气环境与化学:大气的组成及大气层,大气中污染物的迁移和转化,大气环境问题(煤烟型污染、光化学烟雾、酸沉降、臭氧层耗损、温室气体和温室效应),大气污染的防治。六、水环境与化学:水溶液中的化学平衡,天然水的组成、性质,水中污染物及其迁移转化,水环境污染与治理,包括水体富营养化、水体需氧物质污染、水体中有毒元素污染、有机有毒物污染,水质标准。七、土壤环境与化学、固体废弃物:土壤的组成和性质,土壤污染过程,重金属、农药、化肥、固体废弃物污染,土壤防治。八、室内空气污染:室内空气质量,常见室内空气污染,室内空气监测。九、生命现象与化学:生命的元素,生命有机化合物,环境激素,核辐射与基因突变。十、食品化学与食品安全:食品主体成份,食品霉变污染,食品添加剂污染,食品加工污染,防止食品腐败变质的措施。十一、绿色化学:绿色化学的概念、研究内容、发展趋势。
2灵活多样的教学方法,激发学生的学习兴趣
由于文理科学生同班上课,除了教学内容上要兼顾外,还要采用合适的教学方法,激发学生的学习兴趣。实践中,我们采用灵活多样、理论与实践相结合的方法进行讲授。(1)采用研究型教学方法,向学生推荐阅读书目,如环保类系列丛书;或让学生联系家乡或自己亲历亲见的环境污染问题,与所学的理论知识结合,再查阅相关资料,写调研报告。(2)借助多媒体、影像资料等,图文并茂,介绍历史和当前的重大污染事件。如在学习化学与能源专题时,给学生介绍《石油与战争》及相关视频资料,以更加突出能源的战略地位,同时在能源的争夺中,又造成了能源的浪费和环境污染;学习水环境与化学时引用央视的新闻调查《河流与村庄》,以事实讲述水污染对人类身体健康的影响。科学的数据、直观的画面和视觉效果使学生能够深刻体会环境给人类健康带来的危害,激发学生的学习兴趣,增强学生的环保意识。(3)采用案例教学,鼓励课堂讨论。如引入新闻事件,关注新闻热点。新闻媒体几乎每天都在报道与环境相关的新闻事件,如近年的紫金矿业含铜废水污染汀江、墨西哥湾原油泄漏、浏阳的镉污染事件、日本大地震引起的核泄漏、2012年中国大范围的雾霾天气等,都可以是课堂上的讨论话题。(4)充分利用网络资源。网络上有许多关于环境保护的资料,如中国环境教育网(hjjyzz.com)、环境教育网(zhbjy.org.cn/)以及各大网站的环保专题等,学生可以从上面获得很多相关知识和环境方面的信息。在教学中可以给学生作业的形式让学生针对相应的专题进行调查、分析、总结,扩大学生的视野。
3教学效果
《化学与环境》课程在我校已经开设四年,每期有学100多名学生选修。这些学生的构成包括理科、文科、体育、艺术等各专业学生。通过几年的实践,在实践中不断改革教学内容和教学方式,目前学生已能适应本课程的学习,许多学生愿意选该课程。对于化学基本概念和基本原理部分,理科学生一般很容易理解,而对文科学生来说,往往很基本的理论和概念,也需要多遍讲解。学生普遍欣赏与现实结合的研讨式的教学模式,少理论,多直观画面。采用多种考核方式对学生的学习进行综合评价,平时每一章都给学生布置作业,作业形式可以是围绕本章主要概念和术语来命题,也可以是学生自己选题,撰写专题论文,教师根据学生的课堂表现、问题讨论、作业、期末考查等给出综合成绩。经过几年的实践,该课程已经形成相对合理实用的教学内容体系,但在教学中还是存在一些问题,如不同专业的学生在一起上课,基础相差太大,影响教学进度;一些学生对待课程的态度不认真,上课就是为了挣学分;由于课程都是安排在晚上,无法给学生开设实践课。
所谓渗透,就是在进行相关课程教学时,对教学中涉及有关食品安全知识的内容进行及时的、适当的知识加深、更新以及思维拓展.通过画龙点睛的教学方式进行教学改革,既可以使学生在潜移默化中受到食品安全教育,又不对紧张的教学时间安排造成新的冲击.在有机化学教学中渗透食品安全知识,强化学生的食品安全意识,我们开展了以下工作.
1.1有机物对食品的污染
食品的化学污染有可能成为21世纪最严重的食品污染问题,如农药、添加剂、包装材料等都是食品安全的重大隐患.教学过程可以根据相关内容,有针对性地渗透有机物对食品造成的污染,并告诉学生化学污染对食品安全的危害.比如,在讲烯烃的化学性质———聚合反应时,可以插入包装材料聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等内容及其对食品安全的影响.作为包装材料,聚乙烯、聚丙烯比较安全,而聚氯乙烯单体———氯乙烯不仅具有麻醉作用,还具有致癌、致畸作用,以此说明如果食品包装材料选用不当,会造成食品污染,对人体健康产生危害.再比如,有些不法商人为了提高食品的色泽,吸引消费者,在食品中添加苏丹红.可以此例引出偶氮化合物的学习,并介绍一些天然食用色素如辣椒红素等.在有机化学中,类似的例子很多,通过这些贴近生活的教学内容,使学生明白有机化学与食品安全息息相关,起到活跃课堂气氛、提高学习兴趣、增强学生食品安全意识的效果
.1.2食品污染的危害性
食品安全事件每天都在发生,它所形成的困惑已经将人类包围.然而,人们却忽视它的存在,并且将这种威胁置之度外,这与人们的错误观念和出于经济利益的考虑以及对食品污染危害的认识有关.因此,一定要让学生认识到食品污染对人类造成的危害,只有这样才能增强学生对食品安全的防范,从而增加他们的忧患意识,消除食品污染带来的隐患.曾经震惊世界的日本公害事件“水俣病”,原因就是汞在水体中通过食物链逐渐富集,最后危及到人们的健康.把这个事件与乙炔水合反应结合起来,一方面加深学生对乙炔水合反应的学习,另一方面使学生充分认识到食品污染对人类造成的严重危害.例如,2006年9月,上海300多人因食用猪肉、猪内脏,出现肌肉震颤、头晕、呕吐、心悸等中毒症状,后被上海市食品药品监管部门确认为瘦肉精中毒.如果在胺类化合物的学习中插入瘦肉精事件这一生活实例,讲述食品污染给人类生存带来的危害,更容易增强学生的食品忧患意识和食品安全防范意识.
1.3食品营养卫生知识
在我国,食品安全事件频频爆发,同国民对食品营养卫生知识的重视程度以及国家对国民的食品卫生教育程度不够有很大关系.因此,在有机化学教学过程中,应结合相关内容对学生进行食品营养卫生知识的渗透.比如,苯并芘是一种由5个苯环构成的多环芳烃,是含碳染料及有机物热解的产物,具有强致癌性,在烧烤、燻制食品如烤鸭烤羊肉串中含量较多.对于苯并芘的危害可结合芳香烃的学习,提醒学生在日常生活中应注意饮食卫生习惯,以减少致癌物对身体的侵害.在蛋白质一章的学习中,以阜阳空壳奶粉事件为例,让学生明确认识到食品营养与食品安全密不可分,如果食品的营养成分被破坏或营养成分缺乏,即使不受到任何污染,它同样会危及人们的健康,甚至生命安全.通过这些知识的渗透,可以使学生杜绝陋习,改变不良的食用方式,建立合理的饮食结构,以防止学生在食用时或食用前的处理不当造成食品污染.
2进行专题知识讲座
有机化学教学过程中渗透的食品安全知识,是有机化学与食品安全融合、对学生进行食品安全知识教育的有效途径,但这只是一些零星的、分散的知识,学生对食品安全知识的认识缺乏一种整体感.为了使学生在学习有机化学的过程中对食品安全的认识由零星、分散走向整体、统一,在课程接近尾声的时候,应对同类食品污染物进行归纳总结,以专题讲座的方式和学生一起讨论有机化学中的食品安全问题,使学生对该方面的知识有一个全面的了解,以此来进一步增强学生的食品安全意识,提升食品安全防范能力.
食品的有机污染物很多,通过调研我们得知,有毒重金属是影响食品安全的重要因素之一,且对食品的污染日益严重.由于重金属常以慢性中毒的隐蔽方式危害人类,因此常被消费者忽视.而在有机教学中,重金属往往以各种形式出现在有机反应中,为了引起学生对重金属这一重要食品污染因子的重视,我们以曾昭琼主编的《有机化学》为教材,将涉及到的有毒重金属的有机反应进行总结.以此为平台,对学生进行食品安全专题讲座.相关讲座的主要内容包括:重金属汞的危害及相关有机反应;重金属铅的危害及相关有机反应;重金属镉的危害及相关有机反应;锰元素的危害及其相关有机反应;铬元素的危害及其相关有机反应;砷元素的危害及其相关有机反应等.通过专题讲座,学生关于重金属对食品安全的危害有了一整体的认识.由于我们在讲座中结合了大量的案例,学生反应强烈,在进行激烈讨论时认为有机化学就是一把双刃剑,在给人类造福的同时,也给我们的生活———如环境、食品安全等带来了一定的负面影响.作为化学专业的学生有责任、有义务发展绿色化学,消除有机反应中的有害因子,改善我们的环境以及食品安全现状.
3课外讨论及小论文撰写
通过在有机化学教学中进行食品安全知识的渗透以及专题讲座的途径,虽然能在一定程度上提高学生的食品安全意识,但由于教学内容和教学课时的限制,学生对食品安全的重要性以及危害性的认识还远远不够.同时,学生在上述途径中对食品安全知识的认知处于“被动”的地位,如何让学生主动来认知食品安全知识,从更深层次认识到食品安全产生的危害性和食品安全的重要性,我们认为,课外讨论及小论文撰写作为课堂教学的补充,能够弥补前两种途径的不足,有助于进一步完善食品安全教育与有机化学教学的融合.
课外讨论和小论文的具体实施过程是:根据不同的教学阶段,教师有选择地布置课外讨论作业,可以是具体的题目,也可以是一个范围,让学生根据相关的内容进行课外讨论或撰写小论文.如2011年台湾版的三聚氰胺事件———塑化剂风波,我们将其融入酯类化合物的学习过程,因为塑化剂的化学本质是邻苯二甲酸酯类化合物,其中最常用的是邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯,为了使学生对塑化剂用途、危害有更多了解,我们让学生撰写与塑化剂相关内容的小论文,学生完成得很好.他们不仅通过文献资料对塑化剂的化学本质、种类、在工业上的用途、被用作起云剂的原因、对人类的潜在危害等相关内容进行了详细的总结,而且还提出了自己的想法和问题.有的学生在论文中提出:既然塑化剂是邻苯二甲酸酯,那我们在实验课上所制备的邻苯二甲酸二丁酯是不是也有起云剂的效果?邻苯二甲酸二甲酯是否也可以?有的学生还设计出相关实验来揭秘商家加入塑化剂的目的.更有的学生从塑化剂偶然被发现,感觉到化学专业的学生担负着保障食品安全的重任,因为有机化学中涉及的波谱分析是现在质检中最常用的方法.在学习卤代烃融合塑料的相关内容时,要求学生收集资料,讨论塑料对食品安全影响.结果,同学们制作了精美的多媒体课件,进行了非常激烈的讨论,认为塑料对食品安全造成严重危害的原因之一在于塑料对环境的污染.在焚烧塑料时,易产生世纪之毒“二恶英”,只要吸入一点点,就可以造成各式各样的文明病,如心脏病、糖尿病、过敏、不孕、癌症等.在此基础上,进一步分析塑料在800℃高温情况下销毁不会产生二恶英,提出了垃圾分类的重要性.由此可以看出,学生通过课外讨论和小论文撰写,对食品安全有了更深刻的认识,激起了学生将来从事食品质量安全检测工作的热情.因此,通过课题讨论,也间接培养了“专业的食品质量与安全”人才.类似小论文撰写和课外讨论的内容还有苏丹红、三聚氰胺等对食品安全的影响和危害,都达到了满意的效果.
4开展食品安全知识宣传
众所周知,我国食品安全状况非常严峻.严峻的食品安全状况和国民对食品安全知识的认知水平低下有着很大的关系.因此,改善目前的食品安全状况重要途径之一,就是提高公众对食品安全的认知水平.但是,在我国由于长期缺失食品安全知识的教育与普及,造成了国民对食品安全知识的认知缺乏,食品安全意识比较薄弱,从而导致了我国目前的食品安全现状.提高民众对食品安全知识的认知水平的重要途径之一,是对民众宣教食品安全知识.该课题实施的最终目的,是在有机化学教学中通过多种途径对学生渗透食品安全知识,提高学生的食品安全意识,并在此基础上让学生通过一定的平台,将了解和掌握的食品安全知识进行宣传,让更多的民众来关注食品安全,从而改善我国的食品安全状况.基于此,我们组织学生在节假日开展了食品安全知识宣讲社会实践活动,收到了良好的社会成效.活动的开展,一方面使同学们积极将课堂上了解到的以及自己通过文献资料收集而来的食品安全知识进行整理总结,在宣讲过程中实现学以致用,使有机化学教学与食品安全知识有机融合;另一方面,使更多的民众了解食品安全的重要性,提高了民众对食品安全知识的认知水平,为改善我国的食品安全状况做出贡献.
5总结