利用植物修复技术改善新密市矿区生态环境设计方案 新密市矿区中学.docx

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利用植物修复技术改善新密市矿区生态环境设计方案新密市矿区中学

利用植物修复技术改善新密市矿区生态环境设计方案新密市矿区中学

一、活动背景近些年来，我主要负责指导我校学生的青少年科技创新大赛、“明天小小科学家”奖励活动及全国电脑动画制作活动，尽管取得了一些成绩，但参与的学生只是一少部分，大部分学生未能接受系统的科学研究训练，怎样处理好个别学生与多数学生科学活动的关系，以最大限度扩大学生科学探究活动作用的广度和深度，以及近期和长期的教育效应，是我思考较多的问题，也想通过本项科学探究活动的实施，以实现点面结合、近期与长期教育结合，真正体现我国现代素质教育思想。

新密位于省会郑州西南40公里处，总面积1001平方公里，属于“郑州半小时经济圈”内，已纳人大郑州建设规划。

新密历史悠久，文化灿烂。

早在8000多年前，我们的祖先就在这片富饶的土地上生息繁衍，人文始祖轩辕黄帝在此出生，立宫建殿、建都定国，开创了华夏一统基业，缔造了华夏五千年文明历史。

西汉高祖刘邦始置密县，迄今已有2000余年。

境内名胜众多，风光秀美，轩辕丘古城寨城址、黄帝宫、郑公墓、汉墓锺华夏之灵，青屏山、神仙洞、香峪寺、桃花源毓溱洧之秀。

轩辕丘古城寨址的发掘，被评为2000年全国十大考古新发现之一，xx年被__公布为全国文物重点保护单位，已被专家考证为黄帝古都轩辕丘。

新密资源丰富，物阜品优。

矿产资源遍布全境，已探明矿藏有25种，煤炭、铝矾土、石灰石、硅石等储量大、品位高，为工业发展奠定了雄厚的物质基础，由此逐步形成了煤炭、耐材、造纸、建材四大支柱产业。

新密市矿产资源比较丰富，分布着许多大大小小的矿区，特别是煤矿企业比较多。

随着国家加大对矿产资源开发的管理，现在许多小矿产资源企业都被关闭，好多矿区都处于荒废状态。

由于原来许多矿区过度和不合理开采，造成矿区植被的大面积毁灭性的破坏，矿山环境保护与恢复治理难度将越来越大，矿区及其周边地区的生态环境遭到严重威胁。

随着我国矿产资源开发的加剧，在带来经济效益的同时，也造成了十分严重的环境问题。

如在矿产资源开采过程中，对土地资源的破坏和占用，对水资源的破坏和污染。

如煤炭矿区矿井水、洗煤水和矸石淋溶水等废水对环境的污染。

煤炭开采产生的矿井瓦斯和矸石自燃释放的气体对大气环境的污染等；而重金属（从环境污染方面所说的重金属，主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等）矿废弃物中的酸性、碱性、毒性或重金属成分，通过径流和气体扩散污染水、大气、土壤及生物环境，影响的区域远远超过了矿区的范围。

污染物在风吹、水蚀等作用下，迅速扩散到四周，导致周边地区的空气、地表水、地下水和土壤的质量下降，生态系统退化，生物多样性丧失，农作物减产，并威胁到人类健康。

近年来，其污染程度有逐年加重趋势。

首先是矿山废石尾砂堆放数量愈来愈大，据对国有有色矿山的调查，其年堆放量达2.023亿m3；大量个体和乡镇小矿的废石堆更是漫山遍野。

这些废石尾砂堆放既挤占大量土地、破坏植被，又易引发泥石流，成为地质灾害的隐患。

矿山过量采掘和抽排地下水诱发的塌陷、地面开裂等地质灾害时有发生，毁坏农田、民房，危及铁路、公路，给国家和人民生命财产造成重大损失。

尤其严重的是矿山开采引起的铅、镉、汞、砷等重金属污染及放射性污染已相当严重。

部分地区土壤中铅、镉、汞、砷高出正常值几十倍至几千倍，从而出现许多地方病，形成严重的重金属污染灾害。

再加上季节性暴雨和伏旱秋旱气候条件，使得表土层有机质和矿质养分流失严重，土壤有效水量减少、通透性差，土壤生态系统缓冲能力越来越弱，土壤生态系统的严重破坏、人地矛盾激化、土壤一植物生态系统的承载力下降。

我国政府十分重视矿产资源开发过程中的环境问题。

最近，__提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20％左右。

主要污染物排放总量减少10％的约束性指标。

这是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措：

是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；保护生态环境，一方面要在我们的日常生活中牢固树立节能环保的观念，另一方面，我们也要教育学生从身边的事情做起，改善身边的生态环境。

于是我就组织了我们学校的环境课外兴趣小组，希望通过森林植被的恢复，保护和改善新密市矿区的生态环境，造福当地群众。

二、目的要求

1活动目的

（1）知识与技能

该活动旨在突出学生的自主学习，以培养学生收集与处理信息、分析与解决问题的能力。

观察和分析矿区环境，包括对土壤中各种重金属的含量分析，矿区中植被生长环境情况的分析等；同时，优选出几种适合于当地生存且能富集重金属的植物进行培植。

希望通过这次矿区植物修复活动，系统地培养学生观察、分析的技能，以及对数据的获取和处理技能。

（2）方法与过程

该项活动本着研究性学习的思想与方法，努力使活动内容具有阶梯性、逻辑性、实践性和开放性，通过这一探究过程，从而使学生学习新知识的过程成为情感态度与价值观的培养和能力提高的过程。

（3）态度、情感、价值观

将理论与实际结合起来，使所活动内容变得生动、鲜活，既培养学生学习生物的兴趣，又使学生感到生物与环境密切相关，与我们的生活息息相关，保护环境，保护大自然是我们每个人的责任。

通过此项活动的开展。

培养学生的科学素养和学习、合作、探究问题的能力；锻炼学生的毅力与意志，激发学生热爱科学、热爱大自然的情怀；树立环境保护意识。

2具体要求

（1）学生应在教师指导下，认真参加课外实习，细心观察，做好记录，独立思考，严格遵守纪律。

完成实习任务。

（2）认识考察矿区的土壤结构，环境特点，主要植物生长特点，以及重金属富集植物的生长情况等，并做好详细记录。

（3）熟练的使用活动中使用到的各仪器、仪表、测量工具等。

（4）能够观察、分析、总结不同种类矿区的土壤结构及植物生长特点。

（5）学会材料、进行数据分析，同时能够撰写报告。

三、活动对象、人数及需求分析

1活动对象及人数

河南省实验中学生物环境科技活动小组成员，计40人。

其中第一组20人，为高一年级学生，第二组20人，为高二年级学生。

2活动需求分析

（1）学生发展的需求

全国第三次教育工作会议提出全面推进素质教育，提出了以德育为核心，以培养创新精神和动手实践能力为重点，构建适应终身学习的教育体系，培养终身学习的能力。

本项活动在设计考察内容时将充分结合高中生物教材，并适当考虑高一和高二学生的生物知识和能力水平，分层次，有梯度，整体推进学生各项素质的提升。

（2）活动组织的需求

高一和高二年级活动小组学生各分为A、B两个小分队，每队10人，设队长各1名。

我校指导教师2名，聘请的校外科技辅导员2名（由该生态环境专家组成），以保证每一小分队考察时有一位老师指导，从而提高野外考察的质量。

校医1名。

（3）活动资源的需求

活动器材：

铅笔、记录本每人1本：

照相机和摄像机每个小分队至少1部；标签、采集标本用塑料袋各若干个；植树工具若干等。

学校提供活动室1个，作为学校活动用。

四、考察地点及时间安排

考察地点在新密市废弃矿区。

每组科技活动时间集中在14天，野外考察安排在暑假进行。

野外考察时间8月进行。

野外考察食宿安排在新密市市直二初中（暑假期间该校放假，可提供便利条件）。

具体安排如表1所示：

次年扩大小区种植面积进行重复实验。

五、考察路线及内容

本项活动在设计活动内容时将充分结合高中生物基础知识，并适当考虑高一和高二学生的生物知识和能力水平。

同时，结合新密市矿区的分布特点，设计以下四条考察路线，学生可依据本身兴趣与体能自主选择。

路线Ⅰ新密市――超化镇

路线Ⅱ新密市――苟堂镇

路线Ⅲ新密市――平陌镇

路线Ⅳ新密市――白寨镇

六、活动重点及难点

1活动重点

（1）学生把高中生物教材中学到的生物知识应用到实践活动中去，以达到理论与实践相结合。

（2）通过此项活动的开展，使学生能够运用课堂所学理论知识，观察和分析矿区生态环境，了解环境污染对人们生活的影响，治理环境污染的紧迫性。

（3）通过这次活动，系统地培养学生的观察、分析、解决问题的能力。

（4）通过此项活动的开展，培养学生的科学素养和学习、合作、探究问题的能力；锻炼学生的毅力与意志，激发学生热爱科学、热爱大自然的情怀；树立环境保护意识。

2活动难点

（1）该活动内具有实践性和开放性，为科学探究实验，从而使学生学习新知识的过程成为情感态度与价值观的培养和能力提高的过程。

（2）使用土壤成分析仪器对学生是新内容，也是难的内容，需用利用大学的实验室和仪器。

（3）在矿区野外考察实践活动中每个小组找到一个适合自己小组的课题。

（4）针对课题进行有效创作，写出科学考察报告。

七、活动过程和步骤

本方案分为四个阶段，力求做到组织严谨，流程科学有序，活动层层推进。

1第一阶段：

前期准备，组织发动

（1）进行思想发动，做好知识铺垫。

在活动进行前，请专家进行生态环境方面的科普知识讲座，熟悉该活动进程中的常规要求和必须注意的事项。

（2）成立小组，明确职责分工。

把活动中的工作标本采集、记录、拍照或摄像、采访等工作具体到每个人，设小组组长，制定活动计划。

（3）做好活动前的培训、指导。

聘请河南省农业大学教授赵勇、叶永忠等对小组成员进行调查方法与技术指导；辅导老师对学生进行思想教育。

并强调野外科学考察活动应注意的事项。

2第二阶段：

野外考察，现场指导

（1）考察小组到达新密市后到当地国土局、园林管理处等部门走访、查阅资料，了解新密市矿区环境现况。

（2）实地考察矿区环境。

做好观察、采集、访问、记录等工作。

教师在各个环节中做好指导工作。

（3）采集土壤标本（含照片和实物），标本标签上应注明采集时间、地点、和采集人。

3第三阶段：

制定可行性实验方案并进行小区试验

（1）结合考察记录和有关数据，对调查的有关资料进行归类、分析，撰写调查报告。

（2）对采集的标本进行分析测试，对测试到的数据进行分析。

然后在专家的指导下写出可行性实验报告，制定出可行性实验方案，准备矿区的植物修复实验研究。

（3）根据制定的实验方案，选择几个有代表性的小区。

（4）请教专家，优选具有特殊吸收富集重金属能力的植物种植。

（5）在小区进行栽培试验。

（6）定期去维护，观察记录植物生长情况。

4第四阶段：

撰写活动报告并进行成果评价

（1）撰写实验报告。

（2）开展小组成员互评，可评出“最能吃苦耐劳的学生”、“最富有奉献精神的学生”、“考察最认真的学生”、“撰写考察报告最规范的学生”、“体能最佳的学生”、“展示口才最佳学生”等以表彰优秀，形成激励机制。

（3）教师对小组成员进行评价，请指导老师给每个活动小组一个整体评价，然后给每一个小组成员评价。

在肯定成绩的基础上，还要找出不足，供设计后续考察活动参考。

（4）对活动中表现突出的队员授予“环保小卫士”称号，颁发奖状和纪念品。

（5）选择比较优秀的实验报告，推选其作品参加各级青少年科技创新大赛。

八、可能出现的问题及解决预案

1安全问题

这里主要指交通安全和野外考察人身安全。

出发前要精心组织，要求学生一切行动听指挥；告知交通安全常识，并严格遵守；准备必备的药品等。

2注意力下降问题

刚开始，由于活动本身内容的吸引，学生处于好奇，热情可能很高，但随着时间的推移，活动中会出现各种学生意想不到的困难，部分学生可能会出现知难而退的情况。

因此，要加强学生认真观察习惯的培养，引导和帮助学生解决困难，或给予必要的引导，或进行一些联欢等活动。

3走马观花问题

在科考过程中。

可能有个别学生由于知识理论欠缺，不能认真观察现象和分析其成因，而把注意力放在对矿区其他景观的欣赏上。

老师要注重培养队员科学理念，引导学生运用科学方法，去发现身边存在的问题，分析问题成因等。

4资金问题

主要是活动中产生的费用，特别是购买植物苗或者种子费用。

目前采取的方法主要有：

一是向学校申请活动经费；二是学生自发捐献；三是考虑能否和相关部门或科研单位联合搞。

九、预期的成果和呈现方式

1每个小组成员撰写的论文、调查报告等

可能有对新密市矿区生态环境方面的调研报告，也有对新密市矿区生态环境进行植物修复方面的实验方案等。

这项活动本身和成果富有较强的教育性。

2成果发布会

在学校开展这次活动的成果发布会，通过成果发布会，让更多的学生了解生态环境保护的重要性，让更多的人爱护环境、保护环境，人人都做“环保小卫士”。

3图片和采集到的标本

拍摄的图片，好的考察录像资料：

采集的土壤标本，活动记录材料等。

十、评价标准

通过“自我反思性评价”、教师对学生的过程性评价、民主评议的激励性评价等形式，对学生进行多维度评价。

从实施过程和方法等多项指标，如制订活动方案、写调查记录、观察日记、实验记录、研究报告、论文、问题探讨策略、发现的问题，探究的方法、活动日记、录像、摄影等：

从实施过程各阶段的多项指标，如学生自主提出问题的次数，制订方案的合理程度，参与活动的积极主动性和参加活动的具体次数等；从情感态度与责任感、价值观形成的评价指标，如团队协作意识、考察中的毅力与意志表现等。

十一、教育作用

1起到探索自然规律的科学教育功能：

2起到对其他学校、地区开展类似活动的示范性作用：

3通过系列活动的开展，利于帮助学生树立地质文化开发与保护意识。

通过宣传，引起媒体的关注，起到了解、宣传普及地质文化的作用；

4本项活动具有极强的实践性和开拓性，利于培养青少年的创新精神和实践能力：

5有利于培养学生的科学素养和学习、合作、探究问题的能力；锻炼学生的毅力与意志，激发学生热爱科学、热爱大自然的情怀。

十二、活动开展的优势

1曾经开展过类似的科学探究活动

本人曾先后多次带领学生进行科学探究的活动，有较丰富的组织与指导学生科技活动的经验。

xx年8-9月带领我校科技小组成员到郑州市的社区进行调查；xx年8月带领我校科技小组成员到中牟县雁鸣湖进行生态环境调查等。

2个人相关知识和经验的积累

1992年毕业于河南师范大学物理系，分配到河南省实验中学任教，主要负责我们学校的科技活动，主要有青少年科技创新大赛，“明天小小科学家”奖励活动，全国中小学电脑制作活动、机器人比赛等。

本人有较扎实的科学理论知识和丰富的教育教学管理经验。

所辅导的学生中有数十人获得市、省青少年科技创新大赛一等奖，有20多人获得全国大赛一、二等奖，1人荣获欧盟第十七届明天小小科学家环境专项奖（我们国家首次获得的最高奖），1人参加国际科学与工程大赛。

本人也获得了郑州市及河南省“十佳科技教师”称号。

3可以得到的各种资源

有科学家的帮助与支持。

我校与高校和科研院所有较好的联系，许多大学和科研院所的专家是我们学校的校外辅导老师，他们的实验室也成了我们学校的校外实验基地。

内容仅供参考