Роль химических дисциплин в формировании экологического мировоззрения

Вопросы качества образования

Н.К. ГОРЧАКОВА, Л.И. ИВАЩЕНКО

Роль химических дисциплин в формировании экологического мировоззрения

Рассматривается роль химических дисциплин в формировании экологического мировоззрения у студентов на основе опыта работы кафедры химии, биохимии и прикладной экологии.

Картина мира, возникшая в контексте глобальных экологических проблем, связанных с нерациональным обменом веществ и энергии между человеком и природой, ведет к существенным изменениям в образовательных системах. Новое образование и воспитание должно базироваться на приоритете экологической составляющей как основы, вокруг которой концентрируются все другие дисциплины, прежде всего естественнонаучные и гуманитарные.

Среди дисциплин естественнонаучного цикла химические занимают особое место в решении насущных экологических проблем. Такие возможности предоставляет весь цикл химических дисциплин, в том числе физическая и коллоидная химия. Последняя завершает базовое общехимическое образование, позволяя раскрывать сущность, выявлять закономерности протекания различных технологических процессов и выбирать наиболее благоприятные условия для их осуществления.

Экологизация процесса обучения требует от преподавателей смены приоритетов как в педагогической, так и в научной деятельности. Такой подход предполагает существенное изменение содержания, форм, методов и средств обучения.

При чтении лекций по химическим дисциплинам преподаватель должен обращать внимание на проблемы экологии, пользуясь информацией не только специальной, но и обычной прессы, тем более что сообщения о кризисных ситуациях или экологических катастрофах различного масштаба стали уже привычными. Более убедительному восприятию способствует обращение к региональной тематике. Например, в Приморье, и в частности во Владивостоке, качество питьевой воды давно стало угрожающим, а сброс бытовых и производственных сточных вод в акваторию Амурского залива производится практически без всякой очистки.

Физическая и коллоидная химия, которая знакомит будущего специалиста как с современными методами контроля состояния объектов окружающей среды, так и со способами их очистки и утилизиции отходов бытовой и техногенной деятельности человека, служит основой формирования системного научного мышления [1].

В процессе обучения у студентов вырабатывается общенаучный экологический подход к решению практических задач, учитывающий сложнейшие взаимосвязи человека и среды его обитания. Изучение химии при использовании минимума необходимой информации и смежных естественнонаучных, а также гуманитарных дисциплин способствует формированию у молодого специалиста креативного экологического мышления.

В настоящее время различные учебные курсы экологической направленности ведутся в нашем вузе по специальностям «Товароведение и экспертиза товаров», «Технология продуктов общественного питания», «Пищевая биотехнология», «Технология бродильных производств и виноделия», «Управление качеством», «Экономика и управление на предприятии», «Менеджмент организации» и др. [4].

Сейчас высшая школа не испытывает недостатка в учебной литературе по теоретическим основам экологии, однако организация лабораторных практикумов заметно ограничена материальными возможностями кафедры.

Экологизация процесса обучения требует создания соответствующей методической базы, поэтому для каждой специальности на основе государственного образовательного стандарта разрабатываются учебно-методические комплексы экологической направленности, включающие программный материал, учебные и методические пособия, тесты, рекомендации для преподавателей различных дисциплин, наглядные пособия и др. На кафедре в последние годы изданы учебные пособия: «Экология», «Экологический мониторинг», «Концепции современного естествознания», «Экология для дистанционного обучения» и др. Эти разработки нацелены на управление учебно-познавательной деятельностью студентов, установление и развитие межпредметных связей, осознание запре-дельности техногенной нагрузки на биосферу и необходимости учета наносимого ей экологического ущерба.

Междисциплинарный подход способствует тому, что знания, полученные на занятиях по химическим и другим дисциплинам, дополняют друг друга, формируя углубленные представления о состоянии окружающей среды.

Тематика лабораторных и практических занятий по экологии, проводимых на кафедре, включает качественный анализ морских и пресных вод; моделирование структуры и загрязнений ряда экосистем; знакомство с основами малоотходных и безотходных технологий. Иллюстрацией к вышесказанному может служить проведение лабораторного занятия на тему: «Загрязнение вод Мирового океана».

Студенты собирают информацию о типичных загрязнениях Мирового океана, систематизируют ее по видам загрязнения и влиянию токсикантов на организм человека, а затем проводят эксперимент, моделируя

экосистему «морское побережье», наблюдают возможные последствия различных загрязнений, сопровождая свои наблюдения соответствующими комментариями.

При этом экосистему рассматривают в системе причинно-следственных связей, которые приводят к глобальному пониманию происходящего: нефтяная пленка на поверхности океана ^ нарушение процессов газообмена (повреждение защитных покровов гидробионтов) отравление ^ гибель многих животных ^ нарушение пищевой цепи ^ сокращение биоразнообразия ^ снижение саморегулирующей способности в экосистеме океана ^ нарушение процесса фотосинтеза ^ накопление углекислого газа ^ изменение климата планеты [3].

Для самостоятельного изучения предлагаются материалы (адаптированные к уровню знаний студента) по подготовке к семинарам, написанию рефератов, проведению работ исследовательского характера. Примером могут служить работы по анализу качества пищевых продуктов, уровню и виду загрязнений, по анализу структуры и состава различных экосистем, что способствует неформальному отношению студентов к обсуждаемым объектам.

Существенные возможности в плане экологизации преподавания дисциплин заложены при постановке и модернизации лабораторного практикума по физической и коллоидной химии. Именно эта дисциплина знакомит студентов с научно-практическими основами пищевых технологий, с методами очистки воды и воздуха, утилизации отходов. Полученные знания и умения позволят будущим специалистам прогнозировать экологические последствия своей деятельности, научат принимать адекватные решения для снижения экологического ущерба.

На практикуме по коллоидной химии студенты изучают поверхностное натяжение, поверхностную активность и реологические свойства различных спиртов, белков, полисахаридов, водных экстрактов мыльного корня, сои, альгинатов, моющих средств и красителей. Процессы адсорбции различных органических и неорганических веществ исследуют как на образцах активированного угля, так и на природных приморских сорбентах.

Проводятся работы по моделированию процессов очистки природных и сточных вод пищевых производств от механических и коллоидных примесей. Большой интерес вызывают у студентов работы по стабилизации (или же разрушению) различных эмульсий, гелей; по солюбилизации органических веществ; процессы осветления вин коагуляцией; пенообра-зование и пеногашение; процессы высаливания и коацервации высокомолекулярных соединений.

В связи с введением новых специальностей планируется постановка лабораторных работ по мембранным технологиям очистки и концентрирования растворов; реологии дисперсных систем, в частности по исследованию желирующей и гелеобразующей способности различных пектинов и альгинатов, выводящих из организма радионуклиды и соли тяжелых металлов, изучению влияния на эти процессы солевых добавок и др.

Помимо учебной деятельности не менее важна научно-исследовательская работа преподавателей кафедры по темам: «Совершенствование форм и методов учебного процесса с целью формирования устойчивых экологических представлений естественнонаучной картины мира» и «Активизация познавательной деятельности студентов».

На кафедре проводят исследования процессов очистки сточных вод пищевых производств адсорбционными методами с использованием образцов активированного угля [2, 6], различных типов углеграфитовых материалов, а также природных сорбентов Приморья, в частности образцов цеолита уникального Чугуевского месторождения. Исследования выявили повышенную адсорбционную способность цеолита по отношению к аминам и аммиаку, что позволило рекомендовать этот алюмосиликат-ный сорбент для дополнительной очистки белоксодержащих вод. К тому же «свежеотработанный» цеолит после очистки локальных вод пищевых производств может быть использован в качестве кормовой добавки, а также как удобрение [5].

В последние годы получило развитие новое направление адсорбции - электроадсорбция, позволяющее управлять процессом адсорбционной очистки и одновременно осуществлять регенерацию сорбента. Отсутствие вторичного загрязнения, возможность многократного использования адсорбента без снижения его активности, а также низкие электрозатраты зарекомендовали электроадсорбцию как перспективный метод локальной очистки промышленных сточных вод и технологических растворов пищевых производств.

Элементы проводимых исследований находят отражение в лабораторных практикумах по экологии, физической и коллоидной химии. Студенты привлекаются к выполнению индивидуальных работ как реферативного, так и экспериментального характера, результаты которых используются в дипломных работах, публикуются в материалах научных конференций.

Таким образом, экологизация процесса обучения химии - науки о веществах и их превращении - обеспечивает достаточно высокий уровень мировоззренческой и профессиональной культуры студента.

Приведенный комплекс подходов и средств обучения должен способствовать эмоциональному включению в мир Природы будущего специалиста, осознающего себя ее неотъемлемой частью и понимающего меру своей ответственности за все происходящее.

Литература

1. Алексеев В.И., Иващенко Л.И. Структурирование курса физической и коллоидной химии в плане реализации идей развития профессионального образования // Второй междунар. симпоз. «Химия и химическое образование»: Сб. науч. трудов. Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2000. С. 5.

2. Андрусенко П.И. Малоотходная и безотходная технология при обработке рыбы. М.: Агропромиздат, 1988. 112 с.

3. Горчакова Н.К., Ефименко Л.И., Приходько Ю.В. Экологические знания как средство формирования личности студента // Современная проблема высшего образования в странах АТР: Материалы регион. науч.-практ. конф. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1998. 319 с.

4. Горчакова Н.К., Лукьянова О.Н., Танашкина Т.В. Непрерывное экологическое образование в экономическом вузе: Тез. докл. Второй межрегион. науч.-практ. конф. исследовательских и образовательных организаций / Под общ. ред. Ю.С. Чуйкова. Астрахань, 2001. 201 с.

5. Иващенко Л.И. Применение адсорбции для очистки сточных вод рыбообрабатывающих предприятий // Вестник ДВО РАН. 1994. №1 (53). С. 62-64.

6. Когановский А.М., Клименко Н.А., Левченко Т.М., Рода И.Г. Адсорбция органических веществ из воды. Л.: Химия, 1990. 256 с.

© Горчакова Н.К., Иващенко Л.И., 2004 г.