基于可持续发展的乡土地理教学设计<br/>——以贵州瓮福集团磷酸生产为例

基于可持续发展的乡土地理教学设计
——以贵州瓮福集团磷酸生产为例

2022-11-10贵州师范大学地理与环境科学学院550001夏文迪周光发

中学教学参考 2022年19期

贵州师范大学地理与环境科学学院（550001）夏文迪周光发

本文以贵州瓮福集团磷酸生产作为乡土案例，通过设计丰富多彩的地理教学活动，帮助学生提升对地理学习的热情，加深对知识的理解，学习对生活有用的地理，培养地理学科核心素养。

一、学情分析

学生在前面的地理课程中已经学习了工业区位因素及其变化的相关知识，且对中国的国情有一定的认识与了解，形成了初步的资源观、人口观和环境观。此外，学生已学习了一定的基础化学知识，能运用所掌握的化学知识来解释和分析相关现象。乡土地理教学能引起学生的学习兴趣，增强学生的学习动机，有助于学生对相关知识的理解与记忆。结合当地的案例进行教学，有助于将抽象的知识具体化，培养学生的综合分析能力，促进学生理解和掌握课本知识，增进学生对家乡的了解与热爱，同时把“学习对生活有用的地理”的理念落到实处。

二、教学目标

（一）人地协调观

学生通过看我国人口、环境、资源等问题的相关图片，了解人类活动与地理环境之间的相互影响、相互作用；通过对瓮福集团磷酸生产过程的实地调查，理解可持续发展的意义与主要途径——循环经济，形成尊重自然的态度。

（二）综合思维

学生通过对传统磷酸生产过程和循环经济模式下的磷酸生产过程的比较分析，能够较为全面地观察和分析问题，辩证地看待问题，增强节约资源和保护环境的意识，树立可持续发展的观念和保护环境的社会责任感。

（三）地理实践力

学生通过自主查阅资料、实地考察、整理分析资料、汇报调查结果等方式，获得参与和探索的经验，培养搜集、处理信息和综合运用知识的能力。

三、教学过程

（一）课堂导入

【教师活动】多媒体展示漫画图片（图略），向学生提问漫画的含义，引出可持续发展的概念——可持续发展是指既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展［1］；展示体现中国人口众多、资源短缺、环境污染的图片（图略）；

【学生活动】观看漫画图片，理解可持续发展的含义；观察图片，从图片中感受中国的环境、人口、资源等问题。

【设计意图】以漫画图片导入课堂，形式新颖，能激发学生的学习兴趣和想象力，进而引导学生探索漫画的含义；展示图片，使学生深刻地认识我国面临的一系列问题，进而充分理解我国走可持续发展道路的必然性，为接下来的教学活动做铺垫。

（二）主题活动

主题一：传统磷酸生产方式

材料一：纵观全球，磷酸的生产工艺主要有两种，分别为热法磷酸工艺和湿法磷酸工艺。热法磷酸工艺能耗高，生产成本较大；湿法磷酸工艺成本相对较小，能耗低，产品品质较为稳定。目前国际上磷酸的制取主要使用的是湿法磷酸工艺（见图1）。

图1 湿法磷酸工艺流程

【教师活动】要求学生结合资料，分析磷酸生产有何弊端。

【学生活动】仔细查阅相关资料，结合生活经验，回答磷酸生产的弊端。

【师生共同总结】在磷酸生产过程中会产生大量的工业“三废”，即废气、废水和废渣。该生产流程并没有对工业“三废”进行一定的加工处理，而随意排放必然会给自然环境造成污染。

【设计意图】让学生理解传统磷酸生产工艺的弊端，为接下来引出磷酸生产企业的循环经济生产模式做铺垫，突出循环经济生产模式的优势。

主题二：循环经济生产模式

材料二：循环经济简介

循环经济是新世纪国际社会推进可持续发展的新实践模式，也是我国实施可持续发展战略的重要途径［2］。循环经济是将节约资源与循环利用相结合，在对环境相对友好的基础上发展经济，实现经济发展的生态化。在工业方面大力推动科技创新，发展清洁能源，加强对工业“三废”的回收利用，从源头处减少污染。

材料三：瓮福集团简介（略）

【活动】结合资料，对瓮福集团进行实地考察，根据搜集的相关资料与实地考察的结果，绘制瓮福集团磷酸生产流程图，汇报瓮福集团循环经济生产模式的优势。

【活动准备】将全班42名学生分为6个组，每组7 人；各组在网上搜集瓮福集团磷酸生产流程相关资料，通过小组讨论，整理出一份较为完善的资料；每组设计一份关于瓮福集团循环经济生产模式的调查问卷。

【学生活动】以小组为单位对瓮福集团进行实地考察，发放调查问卷，如实记录调查过程（拍照、访问、笔记等形式），并对搜集的资料和调查的结果进行整理分析。各小组结合搜集的资料，绘制瓮福集团磷酸生产流程图（如图2）。各小组汇报瓮福集团对工业“三废”的处理方式，讲解瓮福集团循环经济生产模式的优点，小组间进行相互点评和补充。

图2 瓮福集团磷酸生产流程

【教师活动】对各组学生的汇报情况进行点评，在所有小组汇报后进行总结。

【总结】瓮福集团重视工业技术的创新，借助现代高科技手段，加强对工业“三废”的回收利用，开发无害化技术和循环技术；发展并运用清洁能源，从源头处减少污染。瓮福集团将高耗能、低产出、高污染的传统工业生产模式转变为低耗能、高产出、低污染的循环经济生产模式，形成一个“资源—生产—再生资源—再生产品”的循环利用生产过程，尽可能在生产过程中消除污染，做到“变废为宝”，促进发展经济与保护环境的有机结合，实现双赢。教师可以给学生讲解图2中的几个具体流程。

1.选矿（流程a）

瓮福集团地处贵州。贵州是一个磷矿石资源十分丰富的省份，但磷矿石的品位较低、杂质较多，在生产磷酸前需要对磷矿石进行挑选。品位高的磷矿石可以直接用来生产磷酸，而品位低的磷矿石，许多企业选择了丢弃。为有效利用磷矿石资源、合理开发利用中低品位磷矿石，瓮福集团采用了两种方式：其一，优化和改进采矿工艺，运用高低品位磷矿石混配技术，避免“采富弃贫”，最大限度地利用资源；其二，自主研发创新技术，提高选矿后的矿石品位。

在“互联网+”时代，基层党支部虽然能够充分利用网络优势寻找党支部工作创新的新的切入点，一定程度上激活党支部，但目前医院党建工作建设在研究和构建“互联网+党建”进程中缺乏顶层设计。一是缺乏整体性。虽然有的医院建立了智慧党建平台，有的地区也建立智慧党建平台，但缺乏整体规划来进行统筹协调，很容易造成资源的零散分布；二是缺乏基础性。当前对于党建的研究主要集中于党支部建设信息化、党务信息化，“互联网+党建”是一种新的工作方法和工作理念，党支部工作的创新主要源于“互联网+”技术与党建的融合。

瓮福集团把品位低的磷矿石经过选矿富集后得到磷精矿加以利用。磷矿富集通常采用的是浮选法，即根据矿石表面的物理性质和化学性质的不同来进行选矿。选矿前先把矿石磨碎成需要的颗粒大小，再加水形成矿浆并添加浮选剂。浮选时在矿浆中导入空气使其产生大量的气泡，不易被水润湿的物质会随气泡上浮到矿浆表面，而易被水润湿的物质则会留在矿浆中，从而实现有用矿物与脉石矿物的分离。瓮福集团选用的浮选剂是价格较低的硫酸，节约了成本。

2.磷酸的生产（废渣的利用，流程b）

经过选矿后得到的磷精矿与硫酸反应，再经过固液分离，分离出来的液相为粗磷酸，固体废弃物为磷石膏。粗磷酸再通过净化、提纯，成为工业级磷酸、食品级磷酸、电子级磷酸等产品。对于磷酸生产过程中产生的磷石膏，大多数企业都选择露天堆放，不仅造成了土地资源的浪费，还污染了地下水资源。瓮福集团通过引进、合资、自建等多种方式建成磷石膏利用企业7 家，涵盖磷石膏制水泥缓凝剂、制建材、制硫铵等项目，开发了磷石膏制土壤改良剂、磷石膏制公路填充料等多项技术，对磷石膏的综合利用达到了110万吨/年。

3.硫酸的生产（废热的利用，流程c）

瓮福集团生产磷酸所用的硫酸是硫黄、硫铁矿焙烧制成的。硫酸生成过程中会产生大量的热气，该集团利用回收的废热产生蒸汽，进而利用蒸汽来发电。

4.磷酸二铵的生产（废气的利用，流程d）

磷酸二铵是一种高效磷肥，可以提高农作物的产量和品质。瓮福集团将氨与磷酸中和生成磷酸二铵。其中氨的生成是通过将煤放入造气炉内，通入空气使其不断升温产生气体，再通过脱硫、脱碳、净化等过程，最终合成氨。由于贵州的煤矿含硫量高，燃烧会产生大量的SO2，瓮福集团利用SO2生成硫酸，并回收利用硫酸与磷精矿反应制成磷酸，节约了大量的硫黄与硫铁矿。

湿法磷酸工艺中会产生大量的酸性废水。瓮福集团考虑到选矿阶段使用的浮选剂硫酸就是酸性物质，因此建立了一条酸性废水循环利用管线，把湿法磷酸工艺中产生的酸性废水通过管道输送回选矿地，每年节约了大约30万吨的硫酸。

6.氟硅酸、碘的回收利用（废弃物的利用，流程f）

贵州磷矿品位低、杂质多，常常含有氟、碘等元素。在湿法磷酸工艺生产过程中，磷矿石中的氟受到酸解时生成HF，HF 再与磷矿石中的活性SiO2反应生成氟硅酸。瓮福集团回收氟硅酸，通过脱水分解、与其他物质中和等工艺手段，最终生成氟化铝、白炭黑、氟化氢等产品。在磷矿石与酸反应过程中，进入磷酸的碘占80%～90%，固相磷石膏中的碘占5%～7%，废气中的碘占3%～5%。中国是碘稀缺的国家。瓮福集团将磷酸生产废弃物中的碘回收，再通过一系列工艺手段制成成品碘，有效满足了国内碘市场的需求。

【设计意图】让学生以小组的形式进行合作探究、交流讨论、整理分析进而解决问题，并在汇报和互相点评补充的过程中，锻炼发现、探索和解决问题的能力，增强合作意识。运用乡土地理资源，有助于将书本知识与学生的实际生活相结合，将抽象知识具体化，有利于促进学生理解和掌握书本知识，增进学生对家乡的了解与热爱，增强学生保护环境的社会责任感，从而落实“学习对生活有用的地理”的理念。