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綠色化學(xué)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的貫穿
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綠色化學(xué)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的貫穿【1】
【摘要】 利用化學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識,有著其他學(xué)科所不具備的優(yōu)越條件。
綠色化學(xué)對化學(xué)課堂來說并不是遙不可及,而是時時刻刻都會出現(xiàn)在我們身邊,各個領(lǐng)域都在呼喚綠色化學(xué)。
綠色化學(xué)的新觀點、新思想也需要及時向社會傳播。
在素質(zhì)教育中體現(xiàn)綠色化學(xué)思想,既是培養(yǎng)學(xué)生對社會、對將來的責(zé)任感的需要,更是培養(yǎng)創(chuàng)新精神的需要。
【關(guān)鍵詞】 化學(xué);綠色化學(xué);環(huán)境教育
新世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的方向和議題是綠色化學(xué)。
綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”,綠色化學(xué)是人類和自然和諧發(fā)展的化學(xué),是面向新世紀(jì)提出的化學(xué)新概念,同時它也為化學(xué)教育教學(xué)提出了新的課題。
作為化學(xué)教育工作者,特別是中學(xué)化學(xué)教育工作者,面對的是新世紀(jì)的中學(xué)生,讓他們盡早地對綠色化學(xué)新概念、新思想、新要求有所了解,把綠色化學(xué)教育貫穿于中學(xué)化學(xué)教學(xué)的全過程之中。
本文將通過對綠色化學(xué)現(xiàn)代內(nèi)涵的介紹,從綠色化學(xué)角度分析現(xiàn)行教學(xué)模式與教學(xué)內(nèi)容,來討論一下如何在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中貫穿綠色化學(xué)的意識,并讓綠色化學(xué)通過課堂教學(xué)走向生活。
1 綠色化學(xué)的內(nèi)涵
綠色化學(xué)(Green Chemistry)是指設(shè)計沒有或者只有盡可能小的環(huán)境負(fù)作用,并且在技術(shù)上和經(jīng)濟上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程。
它是實現(xiàn)預(yù)防污染的最基本和最重要的科學(xué)手段,包括許多化學(xué)領(lǐng)域,如合成、催化、工藝、分離和分析監(jiān)測等。
綠色化學(xué)概念從一提出來,就明確了它的目標(biāo),是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大程度地節(jié)約能源,在各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑。
它的最大特點是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。
綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一是“原子經(jīng)濟性”,即充分利用反應(yīng)物中的各個原子,因而既能充分利用資源,又能防止污染。
綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之二,其內(nèi)涵主要體現(xiàn)在五個“R”上:
、賀aduction-減量。
、赗euse-重復(fù)使用。
③Recycling-回收。
、躌egeneration-再生。
、軷ejection-拒用。
對于上述綠色化學(xué)現(xiàn)代內(nèi)涵在學(xué)術(shù)界已得到理解,在工業(yè)上也已日漸得到認(rèn)可和應(yīng)用,因此它的概念與內(nèi)涵在教學(xué)中的貫徹也將成為必然趨勢,特別是中學(xué)化學(xué)教育教學(xué),面對的是接受啟蒙化學(xué)教育的中學(xué)生,貫徹綠色化學(xué)內(nèi)涵,推廣綠色化學(xué)成果顯得尤為重要。
2 在化學(xué)教學(xué)過程中如何對學(xué)生進行綠色化學(xué)教育
2.1 在化學(xué)課堂教學(xué)中,滲透環(huán)境教育,結(jié)合教材內(nèi)容對學(xué)生進行綠色化學(xué)教育。
在中學(xué)化學(xué)教材中,包含許多與環(huán)境保護有關(guān)的內(nèi)容,從不同角度建立了與綠色化學(xué)內(nèi)涵相一致的基本概念。
從環(huán)境保護角度介紹了環(huán)境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)等概念,在介紹概念的同時還分析了有關(guān)污染的成因和污染物的主要來源及危害。
從減量、減廢的角度介紹了循環(huán)操作、交換劑再生、催化劑中毒等概念。
課本還在有關(guān)元素化合物、有機化合物的內(nèi)容編排中從綠色化學(xué)角度有重點地介紹了有毒物質(zhì)的性質(zhì)、使用、保存等。
如介紹了氯氣、硫化氫、氟氣、氟化氫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、劇毒物質(zhì)的毒性及使用方法,甚至用黑體字寫出加以強調(diào);在選學(xué)內(nèi)容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗滌劑的功與過介紹等。
教師在講述有關(guān)內(nèi)容時應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中尋找可見的污染造成的危害,然后再結(jié)合相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)分析造成污染的實質(zhì),從而使學(xué)生對污染的危害有更深刻的體會,并且還要根據(jù)實際情況提出避免和解決的有效措施。
教材中的工業(yè)化學(xué)也滲透了綠色化學(xué)觀點。
工業(yè)合成氨、接觸法制硫酸、侯氏制堿法等工藝流程中,為了節(jié)省資源、提高原料轉(zhuǎn)化率和利用率,采取了循環(huán)操作(氧化);為了防止或減少環(huán)境污染的發(fā)生,設(shè)立了尾氣處理裝置,并介紹了尾氣回收的方法及回收物的利用;為了防止催化劑中毒,使催化劑重復(fù)使用,對原料氣或爐氣進行凈化。
在講述這些內(nèi)容時應(yīng)明確指出實際生產(chǎn)中反應(yīng)條件選擇的依據(jù),循環(huán)使用有哪些好處,讓學(xué)生深刻體會到“重復(fù)使用”的綠色化學(xué)理念。
另外,教材還介紹了電鍍工業(yè)中采取無氰電鍍,乙炔制乙醛中使用非汞催化劑的原因。
從而引導(dǎo)學(xué)生理解“拒用”的綠色化學(xué)理念。
2.2 在化學(xué)試驗過程中,進行環(huán)境教育。
實驗教學(xué)與綠色化學(xué)聯(lián)系最緊密、最直接,因此在實驗教學(xué)中貫徹綠色化學(xué)思想最為重要。
在中學(xué)化學(xué)課本的編制和修訂過程中,有關(guān)實驗內(nèi)容安排也充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)原理:(1)對常見實驗的固液試劑的取用給出了限量要求;(2)在教材修訂時刪除了有一定危險或危害的硫化氫和苯磺酸制備實驗;(3)介紹了聞氣體的方法;(4)強調(diào)了實驗中常見的事故避免、應(yīng)急處理等;(4)介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;(6) NO、NO2等有危害的制備實驗只安排在實驗室中進行;(7)在有毒氣體的制備實驗中強調(diào)了尾氣的處理辦法。
由此可見,為了適應(yīng)綠色化學(xué)新要求,在進行中學(xué)化學(xué)實驗時可進行如下改進:(1)大力推行微型實驗,即要對常見實驗儀器進行微縮,對常用試劑要給出限量。
在微型化帶來實驗現(xiàn)象不明顯時,可借助現(xiàn)代化輔助教學(xué)手段把實驗結(jié)果放大。
(2) 對化學(xué)課本中有環(huán)保問題的實驗,進行改進或用多媒體課件來代替演示實驗。
如有些顏色變化明顯的定性實驗可放在點滴板中進行,如Fe3+的顯色實驗等;有些定性實驗可放在濾紙上完成,如電解飽和食鹽水,檢驗醛基存在等。
有些課本實驗裝置也可改進,如銅和濃稀硝酸的反應(yīng)根據(jù)實驗室不同的實驗儀器可增加尾氣處理或中間裝置,以增強NO2、NO氣體的觀察效果。
2.3 結(jié)合習(xí)題對學(xué)生進行綠色化學(xué)教育。
平時作業(yè)以及鞏固練習(xí)中涉及到很多題目與綠色化學(xué)理念相關(guān),因此在做練習(xí)時也應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從綠色化學(xué)的角度來分析。
如有些題目考到預(yù)防污染的手段,有些考到環(huán)境污染問題,有些涉及到原子利用率等等。
2.4 在化學(xué)課外活動中,加強環(huán)境教育。
一方面,可以通過化學(xué)課外興趣小組,開展環(huán)境保護活動。
例如組織學(xué)生測定大氣污染物濃度、測定附近河、湖水的酸堿度,到附近工廠進行污水排放觀察及污水處理參觀,利用節(jié)假日到野外收集廢電池等等,讓學(xué)生親身體驗環(huán)境污染的程度及其危害性,增強環(huán)境觀念。
另一方面,要教育學(xué)生在日常生活中,從自身做起,從一點一滴的小事做起,時刻牢記環(huán)保使命,充分利用節(jié)約能源(如節(jié)水、節(jié)電、充分燃燒煤氣、石油液化氣等),合理分類存放生活垃圾(如電池回收、不亂到污水等),不使用污染環(huán)境的物品(如含p洗衣粉、噴發(fā)膠等),敢于同浪費資源、污染環(huán)境的行為作斗爭,努力將環(huán)境污染降低到最低程度,保護好我們的家園。
參考文獻
[1] 謝志剛,宋仲容,王家平・化學(xué)教育
綠色化學(xué)在化學(xué)教學(xué)中的滲透【2】
在中學(xué)階段進行綠色化學(xué)理念的教育,是培養(yǎng)具有綠色化學(xué)和環(huán)保意識的高素質(zhì)人才的根本途徑,也是解決環(huán)境問題的有效措施。
通過教師在化學(xué)教學(xué)活動中滲透綠色化學(xué)思想,使學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識的時候,就受到綠色化學(xué)思想的熏陶。
掌握了綠色化學(xué)知識,牢固樹立起綠色化學(xué)和環(huán)境保護的意識,促使我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)。
綠色化學(xué)化學(xué)教學(xué)教學(xué)滲透現(xiàn)代社會,特別是近幾十年來,由于人類生產(chǎn)、生活活動造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。
全球性的10大環(huán)境問題都直接或間接與化學(xué)物質(zhì)污染有關(guān)。
如何減少污染,保護環(huán)境,使化學(xué)工業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展道路,成為世人關(guān)注的重大課題,“綠色化學(xué)”,因此應(yīng)運而生。
一、綠色化學(xué)的內(nèi)涵
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)和原子經(jīng)濟化學(xué)。
這一概念從一提出來,就明確了它的目標(biāo)是研究和尋找能充分利用無毒回收、再生和重復(fù)使用的有毒副作用、污染作用明害原材料,最大限度地節(jié)約能源,在各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)凈化和無污染反應(yīng)途徑。
具體內(nèi)涵體現(xiàn)在“5R”上。
1.減量
“減量”是從節(jié)省資源減少污染角度提出的,包括兩層意思:一是減少用量,在保證產(chǎn)量的情況下如何減少用量;二是減少廢物排放。
2.重復(fù)使用
重復(fù)使用,不僅是降低成本節(jié)約物質(zhì)的需要,也是減廢的需要。
3.回收
回收既是節(jié)省資源的需要,也是充分減少污染的需要,指反應(yīng)后的生成物,只要有一定價值的都要進行回收,目的是最大限度地使用原料。
4.再生
再生是變廢為寶,節(jié)省資源、能源,減少污染的有效途徑。
5.拒用
拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對一些能引起無法替代的、無法回收、再生和重復(fù)使用的有毒副作用、污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)反應(yīng)過程中使用。
二、化學(xué)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育
綠色化學(xué)不是一門全新的科學(xué)。
它是一種戰(zhàn)略思想或一種理念,它要求化學(xué)家在研究化學(xué)轉(zhuǎn)化的同時,研究這種轉(zhuǎn)化對環(huán)境、健康和安全的影響。
傳統(tǒng)的化學(xué)教育只涉及到物質(zhì)的組成、化學(xué)反應(yīng)原理等內(nèi)容,幾乎沒有從環(huán)境保護的角度去研究如何減少或消除化學(xué)反應(yīng)對環(huán)境的污染。
綠色化學(xué)教育是對傳統(tǒng)的化學(xué)教育思維方式的更新和發(fā)展,教師應(yīng)當(dāng)把綠色化學(xué)的思想滲透到化學(xué)教學(xué)中,使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)的教育。
因此,綠色化學(xué)應(yīng)成為化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的核心觀念之一,教師應(yīng)將其貫穿于化學(xué)教學(xué)的始終。
1.通過提高化學(xué)教師的綠色化學(xué)意識,增強綠色化學(xué)觀念
實施綠色化學(xué)教育的任務(wù)應(yīng)該是每個化學(xué)教師必須履行的義務(wù)和責(zé)任,目的是培養(yǎng)學(xué)生能自發(fā)產(chǎn)生防止環(huán)境污染的行為和意識,讓學(xué)生認(rèn)識到只有切斷污染的根源,才能真正實現(xiàn)綠色化學(xué)。
而要實施綠色化學(xué)教育,教師必須有強烈的綠色意識,首先利用自己的言行去感染學(xué)生,使其逐漸產(chǎn)生對綠色化學(xué)的意識,然后結(jié)合具體事例巧妙而生動地滲透到教學(xué)過程的某些環(huán)節(jié)中,在教學(xué)過程中潛移默化地傳授給學(xué)生,這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中,就自然地產(chǎn)生了保護環(huán)境、實施綠色化學(xué)的意識。
2.通過課堂教學(xué),讓“綠色化學(xué)”的雨露滋潤化學(xué)課堂教學(xué)
課堂教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的主陣地。
要向?qū)W生傳授綠色化學(xué)知識肯定離不開課堂教學(xué)。
在課堂教學(xué)中,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,通過滲透的方式,用實際生動的范例將綠色化學(xué)意識和綠色化學(xué)原理充實到化學(xué)教學(xué)中,使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育。
3.依托綠色化學(xué)實驗,樹立綠色化學(xué)形象
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。
單獨通過課堂講授綠色化學(xué)知識和滲透綠色化學(xué)理念是遠遠不夠的,還必須根據(jù)綠色化學(xué)教育的理念和要求,對實驗教學(xué)課程體系進行重組。
化學(xué)實驗是最能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的一個重要部分。
因此,我們在化學(xué)教學(xué)中,就要盡可能地體現(xiàn)綠色化學(xué)的“5R”原則。
具體措施可從以下幾方面著手:
、啪x實驗項目。
、茖嶒炛械拇呋瘎⒃噭、工藝路線進行改進。
、峭茝V微型化學(xué)實驗,開設(shè)微量或半微量實驗。
⑷采用多媒體教學(xué),進行仿真化學(xué)實驗。
、刹捎萌忾]的實驗系統(tǒng)。
⑹采用串聯(lián)試驗或組合式化學(xué)實驗。
、嘶厥諏嶒灝a(chǎn)物,使實驗產(chǎn)物循環(huán)利用。
、涕_發(fā)現(xiàn)代實驗技術(shù)手段:①無溶劑有機合成;②引進微波、超聲波技術(shù)來作為反應(yīng)能源。
、透倪M和設(shè)計實驗裝置,使得實驗設(shè)備可以循環(huán)使用。
4.通過實踐活動,滲透綠色化學(xué)意識,提高綠色化學(xué)素質(zhì)
、沤Y(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)保狀態(tài),通過調(diào)查、實踐報告等手段,總結(jié)當(dāng)?shù)丨h(huán),F(xiàn)狀,并運用課堂所學(xué)知識提出可行性解決辦法。
、茖W(xué)用結(jié)合,有意識地開展“綠色行動”。
、墙M織學(xué)生開展教育宣傳活動環(huán)保活動。
、冉⒕G色化學(xué)實驗研究小組。
當(dāng)然,上述四個環(huán)節(jié)不是一成不變的,而是相輔相成、相互滲透、互為補充的。
三、結(jié)束語
將綠色化學(xué)教育滲透于化學(xué)教學(xué)中的做法是可行的。
綠色化學(xué)不是一門獨立的學(xué)科,它是在傳統(tǒng)化學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的更高層次的化學(xué),而綠色化學(xué)教育是化學(xué)教育內(nèi)容上的重大更新,已經(jīng)得到世界各國政府、企業(yè)界和化學(xué)界的廣泛關(guān)注和重視,是實施可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。
作為化學(xué)教師,應(yīng)把傳授綠色化學(xué)知識作為自己義不容辭的責(zé)任。
將綠色化學(xué)知識自然、生動地滲透到化學(xué)教學(xué)中,使學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識的時候,就受到綠色化學(xué)思想的熏陶,掌握綠色化學(xué)知識,牢固地樹立起綠色化學(xué)和環(huán)境保護的意識,關(guān)注綠色化學(xué),那么他們在以后的工作中就會自覺地想到和用到綠色化學(xué)知識。
在中學(xué)教學(xué)中,注重綠色化學(xué)并滲透,培養(yǎng)并增強中學(xué)生的環(huán)保意識,使他們認(rèn)識到自己是環(huán)保的主人,“水能載舟也能覆舟”。
讓全社會都關(guān)注環(huán)境問題,這是我們持續(xù)努力的目標(biāo)。
隨著我國教育改革的不斷深入和發(fā)展,綠色化學(xué)教育必將讓綠色化學(xué)的理念在學(xué)生的頭腦中深深扎根,為以后的工作打下良好的理論基礎(chǔ),促使我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)。
參考文獻:
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