一、教学背景
随着经济的快速发展和城市化进程的加快,我国城市的水质污染和生态退化问题十分突出。2015年,国家环保部颁布了“水十条”,要求以改善水环境质量为核心,大力推进生态文明建设。同年,国务院发布《关于加快推进生态文明建设的意见》和《生态文明体制改革总体方案》,以解决生态环境领域突出问题为导向,保障国家生态安全。随后,住建部环保部又联合印发《城市黑臭水体整治工作指南》。2016年12月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于全面推行河长制的意见》。加强水环境治理已经成为国家的重大战略方针,因此环境科学与技术专业技术人员有必要了解湖泊水体治理方面的机理及措施。
二、教学目标
针对当前社会普遍关注的湖泊富营养化和黑臭河道治理这一水环境热点问题,从专业的视角进行形象生动、深入浅出地剖析,介绍目前我国湖泊富营养化和黑臭河道治理形势的同时,着重阐明活水工程作为目前主要的应对措施,其对水环境改善的原理及成效。达到以下四个目标:
1.深刻理解活水特性及改善水体水质机理
2.掌握活水工程对湖泊水动力改善效果
3.理解活水工程对湖泊水环境质量影响
4.思考湖泊水环境治理的途径和方向
三、教学方法
本微课从展示我国浅水湖泊众多却大都面临富营养化和水质污染问题引入,结合我国湖泊富营养化和城市黑臭河道治理,从活水特性及改善水体水质机理,活水工程对湖泊水动力改善效果,活水工程对湖泊水环境质量影响三个方面层层递进、逐步展开、深入剖析、总结规律。
1.提出问题、引发思考:本微课从展示我国浅水湖泊众多却大都面临富营养化和水质污染问题引入,以一组太湖蓝藻水华暴发引发无锡四百万居民饮水危机作为支撑,提出湖泊水体水质改善常用的关键技术,并着重强调“活水循环、清水补给”是关键,响应本微课主题。然后以学生都耳熟能详的著名诗句“问渠那得清如许?为有源头活水来”和“流水不腐,户枢不蠹,动也”引入,引发学生的兴趣,对教学背景和教学内容的重要意义做了详细的论述。
2.分析问题、掌握方法:以我国太湖流域典型的活水工程—引江济太为例,分析了活水工程对湖泊水动力特征的改善效果,指出需要找出社会-经济-环境的最佳调水引流水量。通过EFDC数学模型模拟动画和结果学生可以直观感受到活水工程对水体水动力改善效果。促进学生分析问题、掌握专业方法。
3.深入剖析、归纳总结:以引江济太为例,分析活水工程对湖泊水质的影响。通过三个问题引发学生的关注和思考:“长江水质是否比太湖水质优良?长江水的调入是否会增加太湖水体的营养盐含量?长江水调入是否会缓解太湖蓝藻水华现象?”,从学生熟悉的“限制性因子理论、木桶短板理论”入手,剖析国际著名学者的野外观测实验发现,从而引导学生总结出太湖的氮磷仍是藻类生长的短板和限制性因子,即污染物输入会导致藻类的持续增长,从而得出引江济太可以作为应急措施缓解湖泊富营养化,但不是长久措施,需要从根本上加强流域截污控源。
四、教学总结
通过应用多媒体教学手段和先进的数学仿真模拟技术,由浅入深提出湖泊富营养化需要治理的问题、引发学生对活水工程改善水质效果的思考;结合太湖实例,引导学生分析问题、掌握专业方法;在课程结尾深入剖析活水工程存在的利弊,引导学生归纳总结湖泊水环境治理的策略和手段。
通过本微课的学习,使学生能够明确认识到活水特性及改善水体水质机理、活水工程对湖泊水动力改善效果和活水工程对湖泊水环境质量影响。特别是使学生明确湖泊水环境的治理技术必须根据水体特征因地制宜、综合施策、协同治理,任何单项治理技术都存在利弊,没有“一招鲜”;同时也让学生明确湖泊水环境的治理是一个艰巨而缓慢的过程,且耗资巨大,开展源头控制十分必要;作为个人,也应该担负起社会责任,从我做起,从现在做起,减少环境污染,共创“绿水青山就是金山银山”的良好社会环境。
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