绿色化学理念在高中化学教学中的渗透研究论文(精选11篇)
绿色化学理念就是在教学过程中,教师在化学教学过程中,引导和传播可持续发展和环境保护的理念,在学生掌握知识的同时,接受先进的化学学习理念,学习更科学、无污染或少危害的实验方法,力求在实践中贯彻绿色化学理念,引导学生建构起科学有效的绿色化学分析方法。这是现代化学发展的需要,也是未来社会发展的需要。本文就绿色化学理念在高中化学教学中表现和影响展开探讨。
一、推广绿色化学理念的必要性
1、绿色化学理念是未来发展的方向。经济快速发展的同时,人们忽略了环境的保护,资源的珍惜,资源浪费、环境污染、疾病传播等等问题的出现逐渐引起人们的重视。以破坏和污染环境为代价的粗放型经济发展方式已经不符合当期时代发展的要求,绿色化学理念正是一种环保、科学、可持续发展的理念,是当前经济、社会、生态环境发展的需要。这符合当前实际的需求,是未来发展的方向。
绿色化学的发展有利于培养学生的环保意识和环保理念,推广环保行为的进行,自觉将理论运用于实践中,在全社会形成保护环境,减少污染,可持续发展的风尚。
2、利于化学的推广和进步。新课程教学中大量融入新化学理念,绿色化学是高中教学课程的重要目标。在新课程教学标准中,已经将绿色化学放在了教学的重要地位,化学课程的教学更加强调环境与发展的可持续性。通过绿色化学理念的传播,培要学生的良好方法和操作,从实践中规范日常行为,通过化学教学提高学生的实践能力的同时,减少实验的危害性,增强了安全性,在改良传统实验课程的同时,探索了更先进、科学的实验方法,有助于化学课程的研究和发展,有利于化学的推广和进步。
绿色额化学理念的推广在客观上刺激了现代化学的发展。有利于改良传统实验方法,改良制作工艺,提高资源利用率和推广无污染、环保材料的使用。在客观上刺激了化学实验的改良升级,提倡更加科学、规范、环保的实验。绿色化学理念的传播,推动了现代化学的发展和变革[1]。
二、传统化学教学中面临的问题
学校条件有限,化学实验设施简陋,规范性差。部分学校的规范性建设上较差,为了开设实验课而开设,没有规范的实验设施条件,缺乏合格的化学老师,实验步骤不够规范等等,都容易导致实验过程发生意外。实验的不规范性、不科学性,不仅影响实验效果的呈现,也会造成实验材料的浪费和环境的污染。
传统化学教学中对绿色化学认识不足。传统化学教学中,教师更重视理论知识的传授,没有对学生的意识、素质的培养方面进行引导。有的学生甚至不知道绿色化学的概念。可见传统化学教学对绿色化学的认识和重视程度不够,没有将这一理念贯穿于讲学中,更没有将绿色化学融入教学环节,学生对此没有概念,绿色化学传播范围狭小。
化学实验中过程中,会接触到有毒有害物质。传统化学实验,缺乏绿色化学观念,在实验中,对实验涉及的化学材料不够重视,对有毒有害物质的防范不够规范,缺乏科学、严谨、规范的制度约束。在实验中很容易造成受伤或危害环境的事情发生[2]。
三、如何在高中化学教学中推广绿色化学理念
1、重视绿色化学理念,提高学生绿色化学意识。在高中化学教学中,将绿色化学理念渗透到高中化学教学中的各个层面,教师尤其要明确绿色化学理念的重要性对当前经济社会转型,减少污染、减少能耗,经济社会可持续发展的重要意义。教师在传输知识的同时,要以身作则,引导学生理论与实践相结合,引导学生在实际生活中要减少有害物质的使用,使用无害环保的物质,例如减少一次性方面袋,使用可降解包装袋等行为,倡导学生保护环境,保护资源。
2、在实验过程中对实验生产物质和实验废弃物进行分类处理,严防环境污染。在实验过程中,难免有废弃物的产生,这些物质的`处理必须科学、严谨的分类处理,可以分类回收的进行回收,不能回收的要科学、合理、规范的处理,严防环境的污染。
3、改良传统化学实验,降低实验的危险性。严格按照实验的步骤和规范进行实验操作,对传统实验中不合理和不科学的地方进行改良。对实验步骤进行严格要求,规范化学生操作,对实验的场地空间、实验设施、教师配备进行严格要求和考量。对于危害性大和毒性较大的实验材料进行禁用和限用,能替换进行替换。尤其危险性大的实验必须在教师的监控下进行实验。
4、理论与实际相结合,引导学生在日常生活中坚持绿色理念。引导学生将绿色化学理念待入生活,在生活中也使用环保、无危害的产品。例如使用不含氟的牙膏,使用无磷的洗涤产品、不使用一次方面袋、垃圾分类回收等等。在学生意识中培养环保的理念,形成绿色化学的行为习惯,顺应时代的发展,增强社会责任感。
5、引导学生合理利用资源,减少资源浪费。无论在教学中还是实际生活中,尽量减少化学材料的使用,多次循环利用,减少资源的浪费。尤其在教学实验中,规范操作,控制好化学材料的用量和比例,根据实验需求领取材料,将化学实验材料分种类合理放置,将剩余材料进行回收,减少不必要的浪费[3]。
四、结语
目前我国正出处于经济转型的战略时期,同时我国倡导和建设资源节约型、环境友好型社会,主张可持续发展战略,绿色化学理念正是顺应这一时代要求。在高中化学教学中传播绿色化W理念是时代发展的需要,也是现代化学发展的需要,也是培养未来新人的需要。在高中化学教学中传播绿色化学理念,提高学生环保意识,有利于在全社会形成节约资源、保护环境的意识,产生良好的经济效益、生态效益。
参考文献
[1]尹博,钟克利.高校化学教学中绿色化学理念的渗透与探究[J].才智,,(08):143-144.
[2]陈默.浅析“绿色化学”理念在高中化学教学中的应用[J].中国校外教育.(05):152-154.
1.“拒用”策略
“拒用”策略要求, 在化学实验过程中, 应避免使用一些对人体健康有危害或者对生态环境产生破坏作用的化学材料。尤其对高中化学实验教学来说, 不仅要保证化学实验的有效性, 更要考虑高中生的身体健康状况, 通过实际行动, 让学生理解安全绿色化学实验的必要性与重要性。 例如, 高中许多化学实验中都需要接触四氯化碳这种有机溶剂, 但是四氯化碳在萃取实验中极易挥发, 产生刺激性气味, 使实验室中被四氯化碳挥发的刺激性味道环绕, 而这种气体不仅会对臭氧层产生破坏作用, 而且对人体健康会产生极大的威胁。 因此, 在进行萃取实验的过程中, 可以避免选择四氯化碳, 选择二氯甲烷作为替代进行有机溶剂的萃取实验, 既可以让学生掌握有关有机溶剂的萃取方面的知识, 又不会对生态环境产生较大的破坏。
2.“减量”策略
高中化学实验教学会涉及一定数量的定性化学实验, 此类化学实验中, 并没有过多有关化学实验材料用量的具体标准, 这点从新旧人教版化学教材的对比中可以明显发现, 旧版化学教材中对于一些定性化学实验的材料用量多采用 “适量”、“适度”等模棱两可的语言, 并且一些化学材料的用量标准明显过高, 造成浪费现象。 学生进行实验时, 没有用量标准的限制, 便会加大化学材料用量, 许多学生认为加大用量会观察到更准确的化学现象, 因此造成大量化学原料浪费。 其实, 定性化学实验时, 可以对化学材料的用量及浓度进行适当减少或稀释, 并不会影响之后的化学表现。 比如, 运用试管进行化学实验时, 老师可以明确规定, 试管内溶液体积不可超过试管体积的1/4, 当实验材料为固体时, 固体只要盖过试管底部即可。
3.“组合”策略
组合实验策略指在进行多个化学实验时, 可以将多个化学实验集中到一个实验空间完成, 使上个化学实验产生的化学物质可以作为接下来化学实验的实验原料。 通过这种方式, 可以大大节约化学实验成本, 减少对化学原料的浪费现象, 并且可以将化学实验产生的污染物降到最低, 推进可持续发展。
4.“可控”策略
化学实验的可控策略要求在化学实验过程中, 使得化学实验的进程能够被有效控制, 按照实验者的实验需求进行实验的开始与截止, 这样既能实现化学实验的高效性, 又能减少对化学材料的过度使用, 有效践行绿色化学理念。 比如, 在进行铜与浓硫酸的反应实验时, 可以将实验材料由铜片转变为铜丝, 既不会对实验结果产生影响, 又可以依据实验要求, 随时停止实验, 在保证实验效果的同时, 减少对实验材料的浪费现象。
5.计算机辅助策略
高中化学涵盖一些具有高危险与高污染的化学实验, 学习此类实验时, 多数课堂都选择“不进行实验, 只掌握现象与原理”的教学方式, 这种方式虽然可以避免高危险与高污染实验项目对环境质量与实验者身体状况造成的威胁, 但是忽略实验的教学方式由于不能让学生亲眼观察到实验现象, 会在一定程度上削弱教学效果, 学生对实验的掌握程度也会差强人意。 因此, 在进行诸如氯化氢的制取等高度危险的实验教学时, 老师可以利用模拟现实技术, 将实验现象进行模拟演示, 通过多媒体教学设备展现实验现象, 学生通过观看模拟实验, 感受到氢气与氯气的反应效果, 方便学生对实验的理解, 并且可以减少学生对实验结果的质疑, 还原化学实验的真实性。 但是老师应该明确使用计算机辅助实验教学的范围掌握, 只是适合于一些危险度较高或者污染度较高的化学实验, 并不适用于所有化学实验, 否则, 只会剥夺学生亲身进行化学实验的机会, 将“进行实验”转变成“看实验”, 学生的实验体验及学习成效定会大打折扣。
6.结语
绿色化学实验是符合当前可持续发展理念的一种实验教学模式, 前提是在不影响实验现象展现的基础上, 通过减量、拒用、替换或者模拟实验等手法进行化学实验教学, 尽可能减少化学实验对生态环境及人体健康状况的威胁, 实现化学实验的绿色化。当前, 虽然绿色化学理念已被广泛接受, 但是在操作层面由于受到实验设备及实验技巧等方面的限制, 实际应用仍存在一定的问题, 需要老师不断进行探索实践, 最终使绿色化学理念真正落实到化学实验教学过程中, 并发挥良好成效。
摘要:绿色化学理念逐渐用于高中化学教学过程中, 成为化学教学遵循的基本原则。绿色化学理念之所以得到广泛认可, 主要基于绿色环保可持续的发展目标, 并且能在很大程度上减少化学实验对人体安全的威胁。当前, 大多数高中化学实验教学过程中, 已经将绿色化学理念作为实验设计的前提与标准, 并使实验教学取得了显著成效。
关键词:绿色化学理念,高中化学,实验教学,渗透策略
参考文献
[1]王春梅.浅谈在化学实验教学中实施素质教育[J].山东纺织经济, 2016 (07) .
[2]李思思.基于绿色化学理念的实验改进[J].成功 (教育) , 2015 (10) .
摘 要: 随着社会发展,经济和科技都取得了很大进步,为人们生活带来了很大的便利,相应的给环境带来了一定的威胁。环境污染不仅给社会安全带来了一定的阻碍,还对人们的生命造成了很大的威胁,环境污染中大部分都和化学有关,所以绿色化学理念的提出有很重大的价值,本文就绿色化学理念在高中化学中的渗透问题作探讨。
关键词: 绿色化学理念 高中化学教学 实验教学
化学是一门和社会联系非常紧密的科学,尤其学科研究对自然环境有着一定的影响,总的来说,化学来源于生活又反过来作用于生活。环境问题已经成为目前最受人们关注的问题,随着科研的进步,化学在环境问题解决中已经得到了研究者和教育人士的信任。绿色化学理念是近几年针对环境问题提出的新名词,它的目标是实现人类与自然和谐相处及可持续发展,所以在研究和教育行业都有一定的推广价值。高中时期是学习化学非常重要的阶段,所以在高中化学课堂中渗入绿色化学理念很有必要[1]。
1.绿色化学理论的简介
“绿色化学”这个理念是由美国化学会提出的,之后得到了全世界的响应,并迅速以绿色化学为基础采取了必要的措施。绿色化学理念的核心思想是利用各种化学原理在源头上解决各种污染问题,尤其工业对环境造成的污染。社会的发展是迅速的,作为基础学科的进步是有目共睹的,由于学科的特殊性,很多人看待快速进步的化学时带上了有色眼镜。但是化工污染从实质来说并不是化学快速发展的错,主要原因还是在人们这里,所以,培养学生绿色化学理念是一件非常有必要的事情。
2.高中化学引进绿色教学理念的必要性
化学属于一门基础学科,传统教学内容主要是基础知识和实验能力,没有从环境保护方面切入,但是随着社会进步和工业的发展,环境问题已经成为一个全球性的问题,注重经济发展的同时,已经意识到环境健康的重要性,开始致力于环境的保护,努力与环境实现可持续发展,但是传统化学教学模式不能满足现实中实际问题解决的需要,所以绿色化学理念的引进具有非常大的必要性[2]。同时,高中时期是接受知识的关键时期,很多思维习惯和思想意识都在这一时期形成,所以引进化学理念,在化学学习的关键时期培养正确的意识,消除人们对化学的误解。
3.如何在高中化学教学中渗入绿色化学理念
高中化学教学中渗入绿色教学理念主要分为两个方面,这是根据化学学科的特性安排的,一是在化学课堂上进行绿色化学的教导,二是在化学实验课程中渗入化学理念,这两个方面不分先后,同样重要,下面我们就进行详细讨论。
3.1高中化学理论课堂上渗入绿色化学理念
几乎所有中学化学课程都开设了理论和实验两类课程,化学很多理论只需要学习,并且绿色化学属于一种理论性知识,所以教授化学理论知识的同时渗入绿色化学理论。但是现在化学理论课程的开展存在诸多问题,如教材内容落后、教学方式僵板、教师教学能力不能满足教学需要,对此渗入绿色教学理论之前,需要解决这些问题。
具体渗入途径有以下两个,首先要结合基础教材,教材是理论课程学习的依据,所以引进绿色化学理念的时候必须重视基础教材,教材中包含的内容是非常丰富的,除了基础化学知识外,现在的化学已经和现实联系得非常紧密,教材中关于环境的例子有很多,如已经引起我们关注的重金属污染、温室效应、医学污染等问题,在课堂上教授这些知识的时候,可以引入绿色化学的概念。其次,在实际理论教学中,必须有将绿色化学理念穿插进去的意识,如讲到氯气的用途的时候,就可以引入,由于氯水具有漂白作用,并且价格比较亲民,性价比很高,现在很多工业使用的漂白剂都是氯水,但是氯水度环境有着不小的危害,如氯水的刺激性气味,还具有一定的毒性,所以具体讲授过程中,向学生普及绿色化学的方法,如使用无毒无害的过氧化氢取代氯水作为工业的漂白剂等。
3.2高中化学实验课堂上渗入绿色化学理念
化学除了实验课程之外,还有一个重要部分,那就是实验课程,实验课程可以说是化学必不可少的一个部分,有些化学反应必须在看过真实的实验之后才能够完全理解,并且化学仪器学习只有通过实验方式才能真正掌握,基础化学实验是为以后化学深造打基础,所以必须重视高中化学实验课程,要在实验课程学习的同时引入绿色化学的理论。
具体做法有很多,下面我们列举几个具体方法,首先需要规范化学实验的操作,不仅是绿色化学理论的要求,而且是基础实验课程的要求,规范的操作可以保证实验顺利进行,如果操作不当,那么不仅会导致化学实验的误差,还会对环境造成污染,如氯水的保存,由于氯水的稳定性不强,如果不适当保存会发生挥发现象,散入空气中对环境造成污染。其次需要尽量使用无毒无害的材料进行化学实验,这是绿色化学理论的必要要求,有毒的实验原来是被绝对禁止的,不仅在学校实验中如此,在以后化学研究中更应该有这样的规定,所以提前向学生普及有很大的必要性,从开始做实验就养成正确的理念和习惯,对以后发展研究有很大的促进作用,是绿色化学理论目标之一[3]。
绿色化学理论虽然是一个新的名词,却是针对现在人们最关注的环境问题提出的,具有非常大的现实意义,人们必须引起重视,在发展经济的同时关注人们生存的环境,以绿色化学为指导思想开展高中化学教学,为社会培养先进的专业的化学人才。
参考文献:
[1]曾春燕.“绿色化学理念”在高中化学教学中的渗透研究[J].才智,2014,29(8):63.
[2]房建华.“绿色化学理念”在高中化学教学中的渗透探析[J].中国校外教育,2013,01(4):58.
高分子化学是我院化学教育和化学工艺专业本科生开设的一门必修课, 课时48学时, 采用浙江大学潘祖仁主编的高分子化学教材。本课程主要是让学生懂得高分子合成反应的基本原理, 掌握几大聚合 (自由基聚合、离子聚合、配位聚合、逐步聚合) 的基本规律, 增加学生的知识面, 为学生今后的工作或进一步学习打下基础。作者近8年一直担任该课程的主讲, 在教学中, 围绕环境保护、生态平衡以及可持续发展的理念, 有意识地在高分子化学教学中导入绿色化学的概念, 做了有益的探索, 收到了很好的效果。
一、让学生认识到环境保护问题的重要性
环境问题是现代工业革命的伴生物, 是随着污染物进入环境后造成的危害而产生的。随着人口的不断增长和先进文明的不断出现, 大气污染、水污染、土壤沉寂物和生物体内的大量难降解的聚合物日益严重。如果任其发展下去, 人类将自食其果, “自己毁灭自己”绝非危言耸听。作为一个负责任的国家, 我们不能重踏发达国家所走过的“先发展, 后治理”的老路, 不能回避生态平衡的维护和破坏、环境的保护与污染这对矛盾。作为培养国家未来高级建设和管理人才的高等院校, 尽早向学生灌输环境保护问题, 了解环境日益恶化的现状和探讨相应的解决措施, 具有十分重要的意义。
二, 从“白色污染”开始, 让学生了解高分子材料绿色化的必要性
我们知道, 材料、能源及信息是2 1世纪的三大支柱产业, 而能源及信息的发展又依赖于材料的发展, 因此材料的品种、质量、性能及产量就成为一个国家的发达的标志之一。高分子化学是研究高分子材料合成及反应的一门科学, 就广义而言, 也包括高分子化合物的结构和性能。它所研究的主体就是我们所熟悉的高分子材料, 特别是与我们密不可分的三大合成材料 (塑料、橡胶及纤维) 。而它们都是建立在石油化学工业的基础上的, 通过单体的聚合反应 (如自由基聚合、离子聚合、配位聚合、逐步聚合) 得到聚合物的过程。目前合成高分子材料的发展速度远远超过其他传统材料, 据报道, 自上世纪80年代以来, 世界钢铁生产已衰退而塑料等高分子材料仍以高速发展, 如果将产量折算成体积计算, 塑料等的产量已超过钢铁[1]。这些合成材料的使用, 一方面给人类带来了许多说不尽的便利, 给人类的生活带来了革命性的变化, 但是同时给我们的环境也带来了许多负面的效应。
为了说明这个问题, 以“白色污染”为例, 介绍了各种塑料制品如包装袋及超市的购物方便袋, 由于是分子量很大 (数万或十万) 且结构稳定高聚物 (通常为聚乙烯或聚丙烯) , 因而很难降解, 被称为“白色污染”。为了加深学生对此的认识, 联系到我国正大力推广的塑料地膜覆盖栽培技术作了进一步的介绍。据报道, 该技术自1979年在我国试验并得到广泛推广, 已发展超过7000万亩, 它的确对作物的增产增收有重要的作用, 但是塑料的难降解性使得废弃的地膜在土壤中形成阻隔层, 使土壤的透气性降低, 这个问题不解决, 将对我国环境带来很大的威胁。
此外, 也介绍高分子材料制备的原料或溶剂很多具有环境污染的特点, 让学生基本上对绿色化的必要性有一个比较直观的意识。
三、通过实例让学生明白高分子材料绿色化的手段及可行性
1、开发环境友好材料是当务之急
目前对付“白色污染”的方法一般是以填埋和焚烧为主, 也有再生利用的。如美国填埋占7 0%, 焚烧 (含发电) 占16%, 再生利用占14%。其中, 填埋处理法, 因高分子制品质轻体积大, 且不易腐烂, 因而难以进一步发展。焚烧法虽可回收利用热能用于发电, 但有些塑料在焚烧的过程中会释放许多有毒气体, 对环境造成二次污染, 其合理性会越来越多受到人们的质疑。而再生利用法的缺点是费用较大, 难以推广。那么最好的方法是什么呢?其实就是开发能够降解的环境友好材料。这种材料能够在环境条件下可分解成能纳入自然生态循环的小分子物质。该方法被认为是处理这类“白色污染”最简便、最有效的方法, 从上世纪80年代开始研发, 受到人们的重视。现在一般以淀粉、纤维素、甲壳素天然多糖为原料, 采用共混或接枝等方法得到聚合物 (如塑料) , 这类制品可以生物降解, 最终转化为二氧化碳和水, 纳入生态良性循环。并向学生介绍了目前的研究重点集中在光/生物协同降解塑料的开发, 以及规模化工业生产的工艺技术等方面。同时适时引入“降解”这一高分子学科中的重要概念, 并适当介绍了高分子降解中的一些问题, 如生物、光、辐射、热、机械及化学等因素所引起的降解规律, 并介绍相关高分子的设计方法。也就是在讲解正面的“聚合”的同时, 也从反面讲“降解或解聚”, 这样就形成了一个完整的教学体系。
同时, 结合本课题组长期从事天然高分子材料的研究的经历, 介绍我们在这方面的工作:首先, 利用在我国特别是本地具有丰富资源的天然高分子魔芋葡甘聚糖为模板, 利用光还原的方法, 通过一条绿色途径合成了魔芋葡甘聚糖/银纳米复合材料[2], 在该体系中无需添加额外的还原剂 (传统方法一般用水合阱或硼氢化钠作还原剂) , 所得复合物具有可降解特性, 可以说是一个典型的绿色合成。其次, 同样利用魔芋葡甘聚糖为原料, 通过接枝改性制备了一种性能优异的涂料印花增稠剂[3] (传统方法则采用丙烯酸类石化单体聚合而得, 产物不具有降解特性) , 产物具有可降解特性, 是一类环境友好材料。同时也介绍了我们正结合本地资源的优势, 相继将在魔芋葡甘聚糖、漆酚树脂、松香等天然高分子上展开的系列应用作了介绍。这种介绍极大地提高了学生的学习兴趣及学习质量。
2、提高在合成中的原子利用率, 减少废物排放
原子利用率是绿色化学的一个重要指标, 其定义为[4]:
高分子材料的制备包括单体的合成, 聚合物的合成及聚合物的加工。前两步都有一个原子利用率的问题。要实现绿色化, 只有在合成中提高原子利用率, 才会真正减少废物的生成。对此, 作者主要向学生介绍了两个例子:
其一是环氧乙烷 (制备环氧树脂的重要单体) 的生产[4]。经典的氯代乙醇法, 需要两步反应, 按反应式得到三种物质, 原子利用率只有2 5%;而采用石化新工艺, 由乙烯直接催化氧化而得, 只需一步且产物只有环氧乙烷, 原子利用率为100%。新工艺的环境友好程度远远超过旧工艺。
其二是甲基丙烯酸甲酯 (有机玻璃的单体) 的合成[5]。传统采用以丙酮为原料, 通过丙酮腈醇途经可实现对该高分子单体的合成, 其原子利用率只有46%, 且反应中要用到剧毒的HCN和过量的浓H2SO4, 对环保不利。而壳牌公司发展的丙炔-钯催化剂甲氧羰基化则一步到位, 原子利用率高达100%, 无疑是绿色化学工艺。
通过以上两个例子的介绍, 使学生对绿色化学本身的认识有了更深入的了解, 学生们认识到绿色化学是进入成熟期的更高层次的化学。
3、使用环境友好的反应条件
其一, 避免使用剧毒的原料。一些有毒原料如氰化物、甲醛、光气等, 严重污染环境, 危害人类健康。绿色化学的任务之一就是避免使用它们。其中一个例子就是聚酯的制备[6]。传统的流程是用光气和氢氧化钠与双酚A反应并在两种溶剂 (氯甲烷和水) 的分解面上冷凝聚合而成的。这个流程需要使用大量光气和氯甲烷, 它们对环境造成了严重危害。为了解决这个问题, 科学家们已经探索出两种不用光气和氯甲烷的新方法。一种是熔化法, 它通过双酚A和二苯基酯在熔融态下, 在催化剂存在时的酯交换法和去酚反应生产聚酯。另一个较好的新方法是日本Asahi化学公司研究成功的固态聚合法。这两种方法都是绿色化的。
其二, 采用无毒无害的液态代替挥发性有机化合物作溶剂。可向学生介绍在选择和设计合成路线时尽可能选择水作为溶剂, 如由甲基丙烯酸或其盐制备吸水材料或水处理剂, 可采用反相乳液聚合 (需大量有机溶剂) 和水溶液聚合, 为避免污染可以采用后者, 以及用水作为分散剂的水溶性涂料的制备已成为全世界涂料工业的新方向等例子。另外, 也可以介绍采用超临界流体作高分子合成中的溶剂[4]。如当二氧化碳被压缩成液体、或超过其临界点 (Tc=304.2K, Pc=7.39MPa, ρc=0.468g/mL) 成为超临界流体时, 它具有许多优良性能:无毒、不可燃、价廉, 而且可以使许多反应的速度加快和 (或) 选择性增加, 因此可以成为一种优秀的绿色化学溶剂。例如, 在氟化丙烯酸酯单体的自由基聚合中可以用超临界二氧化碳代替氟利昂。最近四川大学皮革系正在试用超临界二氧化碳作皮革处理, 前景令人鼓舞。此外采用超临界二氧化碳代替有机溶剂作为油漆、涂料的喷雾剂和泡沫塑料的发泡剂也已经取得较大进展, 有的已经在工业上应用。如DOW化学公司已开发成功采用超临界二氧化碳代替氟氯烃作为苯乙烯泡沫塑料包装材料的发泡剂, 等等。此外, 开发无溶剂的聚合反应也是一个方向。这样的介绍极大地开阔了学生的视野。
4、从天然高分子中找到新的“石油”
由于石油资源的不断消耗, 石油开始告急已经不是危言耸听了, 从生物产品中寻找替代品已经引起人们的日益重视。根据美国农业部和能源部联合进行的一份可行性研究显示, 汽油价格的飙升必将导致玉米穗轴、玉米秆、柳枝稷等形式的生物质能的大量使用。美国橡树岭国家实验室 (ORNL) 完成的一份报告:《作为生物能源和生物制品产业给料的生物质能:每年10亿吨供给量的技术可行性》, 概述了美国政府将用10亿吨的生物质能来替代30%的交通领域石油消费。生物质能占美国能量供给的3%, 已经超过水力电能, 成为国内最大的可再生能量来源。我国生物能源产业市场前景广阔, 我国最先起步的是生物质转化替代石油, 即乙醇汽油。当然, 在生物石油的研制中, 现行生产工艺存在工业流程复杂, 对原料要求严格等问题, 其成本仍然很高。可以说生物石油的研制, 关键技术实质上是降解技术、分离技术。如何找到合适的降解条件是生物能源能否大规模应用的先决条件。这实际上又回到高分子的基本反应的教学中。
四, 小结
针对在教学中内容涉及有关绿色化学知识的方面, 作者进行了适时或适当的知识加深与更新及思维的拓展, 所用的教学时间多则4-5min, 少则1-2min, 在一节课教学中占时不多而又画龙点睛。这种方式的教学, 可使学生在潜移默化中受到绿色化学教育, 同时又不对原本紧张的教学时间安排造成新的冲击。实践证明, 通过绿色化学教育在高分子化学教学中的渗透, 绝大多数同学反映知识面得到扩展, 学习兴趣明显提高, 教学效果明显改善。
参考文献
[1]施良和, 胡汉杰.高分子科学的今天与明天[M].北京:化学工业出版社.1994
[2]田大听, 胡卫兵, 郑震, 等.Study on in-situs ynthesiso fk onjacg lucomannan/silver nanocompositesv iap hotochemicalr eduction[J].JA ppl Polym Sci.2006, 100:1323-1327
[3]田大听, 米远祝, 王晖, 等.用焦磷酸络锰 (Ⅲ) 引发丙烯酰胺接枝魔芋粉合成增稠剂[J].高分子材料科学与工程.2002, 18 (5) :167-170
[4]曾庭英, 宋心琦.化学家应是“环境”的朋友[M].大学化学.1995, 10 (6) :25-31
[5]黄培强, 高景.绿色合成:一个逐步形成的学科前沿[J].化学进展.1998, 10 (3) :265-272
【关键词】绿色化学理念;中学;化学教学
引言
伴随着社会经济的快速变化发展,环境污染迅速加剧,人类对环境问题开始十分关注,这就使得化学陷入了尴尬的局面。大多数人认为化学工业的存在,是导致环境污染的根源,而化学家应该为此承担主要责任。实际上化学在现代化文明和物资财富等很多方面都为人类作出了巨大的贡献,但是却被环境污染全数湮灭。因此,人们对化学产生了前所未有的抵触和恐惧心理,拒绝接触与化学有关的事物,进而导致很多可能含有添加剂的产品被排斥,这对于化学而言是非常不公平的。在这样的严峻形势下,化学家对环境保护、化学工业和社会经济进行了综合考虑,衍生了全新的绿色化学理念。
一、绿色化学理念在中学化学教学中渗透的必要性
(一)是可持续发展的必由之路
目前,由于化学工业向自然环境排放了大量的有毒气体和有害物质。我国城市中很大一部分儿童已经铅含量超标了,铅含量超标会造成智障和注意力缺失等各种不良现象。而我国也尝试关闭了一些污染严重的化工厂,在一定程度上缓解了环境问题,但是使得大量的工人失业,导致社会不稳定。不仅如此,国外的很多资本家也会趁此借机降低产品价格,影响我国民族工业的发展。而解决环境问题的根源在于科学技术的发展,寻求一条可持续发展的道路。而绿色化学理念则是实现自然环境可持续发展的必由之路。
(二)是素质教育中的重要组成部分
中学时期是学生成长的关键时期,所以中学教育也是学生时期最重要的教育,是学生形成正确的价值观和人生观的主要时期。因此,对于学生不仅要传授基础知识,还要进行素质培养。绿色化学理念的树立也属于素质教育的重要内容,也是化学教育内容的进一步更新,是实施可持续发展的重要组成部分。因此,想要成为全面发展,综合素质较高的人,就积极接受绿色化学教育,培养学生的绿色化学意识,从而实现素质教育的最终目标。
(三)是指导新课程改革的最佳切入口
绿色化学理念讲究人与自然和谐共处,是面向未来的化学新概念。我国很多化学研究者在工作过程中,都十分注重环境保护,在很大程度上与绿色化学实现了一致性。不仅如此,在中学化学的教材和教育过程中,很多内容和方式也都对绿色化学理念做了充分地体现。虽然,目前我国中学的化学教材内容中还存在着很多的不足之处,但是绿色化学理念的存在能够在最大程度上弥补这些不足之处,因此,将绿色化学理念切实应用到中学化学教学中去,并且以此作为指导新课程改革的切口,对中学化学教材进行更新,能够通过化学教学积极宣传环境保护、爱护环境的生态理念。
(四)是有效消除人们化学偏见的方法
生命的基础是化学物质,其在农业、工业以及人体健康中起着非常重要的作用。化学知识的应用,不仅对人的身体健康有着很多积极的影响,还对我国的工业发展和社会稳定起着一定的促进作用。但是化学品也给人类带来了一定的灾难,很多人对化学工业提出异议,厌恶化学,对化学带有一种歧视和恐惧心理。化学家一直在通过他们的工作做一些改变,利用对化学物质的改造知识,从很多渠道对有害物质进行数据分析,最大程度降低化学工业对社会的危害。在此基础上,仍旧需要各个行业在社会活动中,对自身的行为进行调整,实现人与自然的和谐共处,而中学化学教学在这方面做的很好。中学化学在教学过程中,积极宣扬绿色化学理念,让人们对化学有了全新的认识。
二、绿色化学理念在中学化学教学中渗透的途径
(一)多媒体辅助化学实验
多媒体辅助教学已经成为教育领域的一种普遍方式,尤其是在化学实验中。很多危险性较高的实验会对学生的生命安全造成威胁,而学校和教师为了避免这一危险事故的发生,可以借助多媒体,通过动画展示的形式,让学生感受实验错误操作的危险,从而在实验过程中避免发生错误操作。不仅如此,多媒体本身具有生动直观、信息量大的特点,能够及时对学生的学习情况进行反馈,从而有效激发学生的化学学习兴趣。而据此,学校正在逐渐发展的仿真实验室,也是对化学实验教学的弥补,并且不会造成环境污染,还能够提高中学化学教学的效率和水平。
(二)强化教师的绿色化学理念
在教学过程中,教师起着非常重要的引导作用,这就要求中学化学教师必须及时更新自身的绿色化学理念,提高自身的绿色化学意识,才能从根本上实现绿色化学在中学化学教学中的渗透。在中学化学教学过程中,积极渗透绿色化学理念,教师应该以身作则,不断更新绿色化学观念,以此影响学生,鼓励学生树立良好的绿色化学理念,培养环境保护意识。
(三)开展绿色化学课外实践活动
学校和教师还可以尝试建立化学探究小组,充分利用课外活动的时间,组织学生进行创新型的化学实验研究,还可以利用其他的闲暇时间开展社会实践活动。在中学的化学教学过程中,教材中的绿色化学知识相对较少,且不全面,教师可以根据学生的基础知识能力,以及实际的环境状态,鼓励学生通过网络进行收集信息,并进行数据分析,帮助学生形成良好的绿色化学意识。教师还可以充分利用家庭小实验,进行绿色化学教育,让学生回收和重复利用干电池,帮助学生在实验过程中,养成保护环境的意识。而且在实验过程中,学生还可以学习到更多的化学知识,并将其切实应用到生活实践中去。
(四)运用新媒体促进绿色化学教育
伴随着信息技术的不断更新发展,网络已经逐渐发展成为了人们生活的必备条件,而网络的使用者,很大一部分都是青少年。很多网络通讯工具,早已成为了青少年沟通交流的主要载体。而绿色化学理念想要渗透到中学化学教学中去,必须依托网络,占据互联网。这种以网络为基础的学习模型,不仅能够有效激发学生的学习积极性和兴趣,还能够提升中学化学教学的质量和效率。而且教师还可以采取一些有效的手段,以网络为主要阵地,鼓励学生主动学习讨论绿色化学理念,强化学生的绿色化学意识,从而实现中学化学教学的最终目标。
三、结语
综上所述,绿色化学理念在中学化学教学中尚且处于初始阶段,将绿色化学理念渗透到中学化学中去,是一项系统的、长期的工作,需要学校和教师的全面积极努力,实现绿色化学理念与中学化学教学的有机融合,这对于我国绿色化学的发展具有非常重要的现实意义。而且在中学化学教学中渗透绿色化学理念,不仅能够有效激发学生对化学学习的兴趣和积极性,还能够帮助学生形成绿色化学意识,从而养成保护环境的良好意识。
参考文献:
[1]洪丹玉.化学教学中渗透绿色化学理念[J].中学生数理化(教与学),2015(01).
[2]周加锋.关于在初中化学教学中渗透绿色化学理念的探究[J].新课程导学,2014(17).
[3]袁东.化学教学中如何渗透“绿色化学”[J].科学咨询(科技·管理),2012(04).
【关键词】绿色化学理念 实验教学 教学意义 教学应用
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2016.05.150
随着社会工业化的不断发展,人们的生活质量在不断提高的同时,人类的生态环境也受到了影响和破坏,受当前环境保护理念的影响,高中化学实验教学中有关于绿色化学实验的理念逐步得到认可和使用。绿色化学理念的提出体现了人与自然和谐统一的生存理念,在具体的高中化学实验中,很多化学实验会产生一些对环境有害的气体和物质,诸如化学实验中含碱的废液,课堂实验中物体燃烧产生的一氧化氮、一氧化碳等气体,又如其他的一些氧化剂、重金属元素等化学有害物质。尽管这些化学产物的产量与重工业生产中的单位排量相比,显得数量不足,但是,从长久的发展状况来看,日积月累的废气、废物的排放将对环境造成积聚的污染危害。
因此,化学实验中绿色化学理念的提出,就适应了当下高中化学实验的教学发展。实验是获得化学结论的前提,在高中化学的教学中,绿色化学教学理念在教师和学生观念中的渗透,不仅能够培养学生良好的环保意识,同时也能够有效地减少化学学习所造成的环境污染,这一方法的使用,将对我国化学实验的发展产生积极的影响。
一、绿色化学理念的教学意义
首先,绿色化学实验的教学理念适应了当下高中化学课程改革新标准的改革要求。在当下的教育环境中,在素质教育的提倡和人文教学理念的推广影响下,高中化学的教学要求中也出现环保实验、绿色实验的教学要求。在传统的高中化学教学中,人们教学实验的理念存在落后的问题,化学的结论都是从实验中得出来的,在原先的化学学习中,教师和学生更加关注化学实验的结果,从而忽略了化学实验的过程,受到实验设备、实验条件等方面的低水平的限制,很多化学实验对化学材料的选取上使用廉价的化学物质,化学装置简单,化学反应明显,教师和学生长期暴露于这样的化学场景下,容易产生不良的身体反应。这种化学实验的方法不契合人文的教学理念。
其次,绿色化学实验的教学理念还在长远的角度上,符合了人类的长期发展的规划和愿望。传统化学实验教学中,教师和学生对具体的化学物质的应用、化学仪器的操作以及实验后期化学残物的处理等各方面都存在很多不足之处。化学废物不合理的处理方式容易造成土壤污染、空气污染、水污染等问题,长久下来就会造成环境的破坏和污染。但是,绿色化学实验方式的引进,就会使得化学实验从具体的化学物质尽量选择危害性、伤害性较小的化学物质,对设备的选取也尽量安全可靠,最重要的是在这种新理念的引导下,教师们对化学实验的废弃物的处理更加合理。因此,绿色化学实验方式的应用,将是是一条利民利人的有效途径。
二、绿色化学观念在高中化学实验教学中的具体应用
第一,绿色化学教学理念在高中化学教学实验中的具体应用,首先体现在教师的化学实验理念的转变上。在传统的教学理念的影响下,高中化学教师和学生的化学实验的重点都在化学实验的结果方面,很少考虑化学实验的过程中有可能产生的化学污染,以及化学结束后可能造成的化学污染。绿色化学实验的教学理念不仅带动教师关注化学实验中的环境问题,也进一步带动了学生产生绿色环保意识,从而实现教师的化学实验教学理念和学生的化学实验操作理念的新转变。
第二,绿色化学教学理念在高中化学教学实验中的具体应用,还表现在教师的化学实验方式以及化学材料的转变等方面。在高中化学的实验操作中,有很多能够产生有毒气体或者是有害物质的化学产物,为尽量减少这些有害物质的产生,教师在具体选取化学实验材料的时候,可以尽量选取产生有害物质少的可替代化学材料,尤其是那些能够在生活中就可以随意找到的普遍性的材料,这样,从材料使用这一开始的环节,教师和学生就可以对化学实验进行新的处理。同时,在以往的化学实验中,很多学校的化学实验器材还存在简陋、不完备的问题,针对这一问题,在目前的化学实验的处理中,很多学校引进了一些高科技的化学实验技术和设备器材,就像家用抽烟机一样,化学反应产生的有害物质就能够被很好地吸收和利用。
三、绿色化学观念的拓展应用
教师除了在高中化学的课堂教学实践中,向学生传递这种绿色实验的教学理念,还应该鼓动学生在实际的生活中也运用这种绿色实验的理念,最终实现学生的课堂思维和生活思维的双向开发的教学效果。教师在高中化学的课堂上不断推广绿色化学实验的教学理念,不仅对当下的高中化学实验教学产生时效性的影响,还能够通过这种绿色环保观念在学生和教师头脑中的渗入,实现造福人类的伟大目标。
一方面,学生在学校内接受到绿色化学实验的教学理念,在教育领域这一环保理念得到广泛的应用和推广后,随之而来的将是这种理念在各行各业,甚至是整个社会上的流通和传播。这样,绿色化学实验的理念,就突破了教学这一狭隘的领域范围,而走向外在的其他行业中。从长久的眼光来看,这种绿色化学实验的理念还可能被广泛的应用到生产的范围内,从而实现人与环境的友好发展。比如,现代工业中提出的绿色生产的理念就是与这一化学实验理念相契合的生产观念。由此而产生的一系列的循环利用资源等理念也是对绿色环保理念的呼应和支持。
另一方面,学生作为未来社会发展的重要生长力量,其绿色环保的理念将极大地地影响未来社会的发展态势。一部分学生在课堂中学了化学实验的绿色教学理念后,在日后的大学专业学习、研究生专业学习中,有可能会将这种影响巨大的环保理念继续延承下去,并且也有可能在这种教学理念的影响下,继续开拓高中化学实验教学的新天地,研造出更有利于环境保护和人类发展的新的化学实验的方式和技术。
一“、绿色化学”未被重视原因
1.思想意识层面。高中学校教师思想观念未得到转变。高中教师普遍关注“教学质量”, 即对学生化学理论知识的培养, 对学生思想观念的培养重视力度非常不够。这源于教师陈旧的思想观念, 其没有意识到当下环境问题的严重性, 更没有理解绿色化学理念的真正意义。因而, 课堂教学内容并未体现绿色化学理念。
学生在高中以前的教育中未曾受到绿色化学理念的熏陶, 其进入高中后, 受老师家长的影响, 学生仅重视自身理论知识的学习力度, 忽视其思想素养的提升和对社会时事热点的了解, 另外, 课堂上教师未对其进行绿色化学理念的相关教育, 从根本上来讲, 绿色化学理念难以进入学生的思想意识中。
2.实验层面。实验规模的增加。由于我国实行了新课改, 为提高学生的创新能力和动手能力, 高中化学的实验数量急剧增加, 造成许多新的问题, 如过分追求实验数量, 对实验的质量、进行必要性没有把控好, 造成许多实验资源的浪费。在实验操作中, 如果缺乏严谨的态度, 导致不当操作的发生, 会造成实验中有毒物质的泄露, 例如, 实验中不小心打破水银温度计, 液态汞在空气中蒸发, 汞蒸气或汞化合物一般都有剧毒, 这不仅会给老师和学生的身体健康产生威胁, 亦会污染环境, 这些都与绿色化学理念相悖。
实验垃圾未被妥善处理。部分老师缺乏科学处理实验废弃物的观念, 实验完成后, 无论实验中产生的废弃物是否有毒, 都统统倒入下水道中, 一些强酸强碱物质不仅会腐蚀下水管道, 更会加剧水资源和土壤的污染, 最终影响人体健康。
二、绿色化学理念在化学教学实践中的重要性
1.促进学生创新能力发展及环保意识培养。绿色化学理念给广大化学教师提出了更高更严格的要求, 传统教育中, “理论知识十分重要”的思想在教师心中根深蒂固, 直接影响其教学方式, 学生在大量理论知识的灌输下, 缺乏主动性, 其创新创造能力难以得到发展。甚至在化学实验中, 教师也只注重实验结果, 对实验过程不屑一顾, 有的甚至剥夺了学生实验的权利, 大多数实验都由老师在课堂上展示给学生, 学生无法切身接触体验实验, 其动手创新能力的发展受到了极大的限制。因此, 教师在课堂中需树立绿色环保意识, 将这些知识无形的融入到化学理论知识中, 并加大学生的实验参与度, 逐渐摆脱传统教学模式的限制, 提升学生的创新能力及环保意识。
2.促进学科内容的转变。从“化学”本身来看, 虽然发展速度较快, 但其学科内容在一定程度上还存在不足, 绿色化学理念的提出, 对化学这门学科的进步与发展提供了支持, 是其自身的重大突破。我国高中化学教材虽涉及到绿色化学的相关内容, 但都只是简单介绍, 并未完全渗透到学科内容中。环境问题是当今时代的主题, 高中教材内容的设定必须围绕绿色化学理念展开, 在绿色环保的基础上, 建构化学理论知识体系。
三、解决绿色化学渗透难的措施
1.改变教师传统保守的思想观念。教师应使其思想符合时代发展的潮流, 结合社会环境保护的热点话题, 将“绿色化学”理念融入到理论知识中, 在课堂中, 着重向学生讲述化学污染的严重性及其防护办法, 例如, 实验中发生水银温度计的破裂, 教师需告诫学生汞蒸气是含有剧毒的, 面对此情况, 必须迅速的开窗透风。这种方式借助生活中的实例向学生展现化学的魅力。在教学过程让学生了解化学一方面会产生有毒污染物质危害人体健康及环境, 但另一方面又是服务于人类的重要工具, 使其明确绿色化学的重要性, 并将其运用到日常生活中。
2.提升实验质量。在普通化学实验中, 由于技术的限制, 对实验药品的需求量非常大, 这不仅造成资源的浪费, 还会产生大量有害物质, 进而污染环境。因而, 减小实验规模及数量或者对实验环节进行优化, 会降低实验药品的使用量以及污染物质的产生量。
3.科学处理实验垃圾。化学实验中产生有毒有害物质是不可避免的, 但经过合理科学处理后, 大多数可进行再生循环使用。对于较少部分危害较大的物质, 需进行专业处理, 将其转化为无污染物质。在实验课中需培养学生处理实验垃圾的能力, 使其将绿色化学理念融入到生活中。
摘要:近十年来, 我国经济、工业高速发展, 并取得了举世瞩目的成就, 但在强大的光环下, 隐藏的是环境危机, 我国经济的发展是以环境污染为代价的, 许多不可再生资源面临枯竭, 人类健康也受到威胁。而当前大多数环境污染都源于化学工业污染, 究其原因, 主要是绿色化学理念不受重视, 未被利用在工业实践中。在此背景下, 必须尽快将绿色化学理念渗透到我国教育中, 尤其是高中化学的教学中。
关键词:绿色化学理念,高中,化学教学,渗透方式
参考文献
[1]曾春燕.“绿色化学理念”在高中化学教学中的渗透研究[J].才智, 2014.29:63
(一) 定义
在微型化的装置中进行的化学实验, 试验药品用量比常规实验尽可能的少, 但依然能获取所需要的化学信息的实验。它具有多、快、好、省、少等优点, 即学生动手机会多, 实验时间短, 实验效果好, 节约药品, 节省开支, 大大减少环境污染。
(二) 发展历史
1925年, 埃及E.C.Grey出版了《化学实验的微型方法》, 这是较早的微型化学实验教材。
1979年, 马祖圣教授编著了《化学中的微型实验操作》, 对微型化学实验的开展有很大的影响。1982年, 美国的Mayo和Piko等以mmol级的试剂用量开展有机化学实验, 取得了成功, 之后微型化学实验便风起云涌, 应用范围学扩展到无机化学、分析化学实验中。
我国在1989年将“微型化学实验研究”列入高等学校化学教育研究中心的科研规划。
二、绿色化学
绿色化学即用化学的方法和技术, 并结合其他各种学科的知识去消灭或减少那些对人类健康、社会安全、生态环境有害的原材料、催化剂、溶剂、试剂、生成物、副产品等的生产与使用。
绿色化学从源头上消除污染, 不使用有毒、有害的原材料, 不生产有毒、有害的产品, 不产生废物。
绿色化学的12条原则, 并为国际化学界所公认, 其内容如下:1.防止废物产生比其生成后再处理或清除更好;2.设计的合成方法应使工艺过程中使用的所有物质最大限度地转化到最终产品之中;3.设计合成方法时, 应使使用的和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小;4.设计安全化学品;5.安全的溶剂和助剂;6.使化学过程所需的能量消耗越小越好, 并应考虑其对环境和经济的影响, 如有可能, 合成方法最好在常温、常压条件下;7.使用可再生原材料只要技术上和经济上可行, 应当使用可再生原材料;8.减少衍生物 (reduce derivatives) ;9.应尽量使用无毒并且选择性高的催化剂;10.应考虑所需产物在完成使用功能后, 可降解为无毒的物质还原于环境之中;11.需要进一步开发在有毒物质生成之前的快速、在线监测与控制的分析方法;12.本身安全、能防止意外事故的化学 (inherently safer chemistry for accident prevention) 。
三、微型化学实验与绿色化学
微型化学实验符合绿色化学十二条原则中第六条和第十二条, 即能量消耗越少越好, 并考虑其对环境和经济的影响;化学过程中使用的原材料、溶剂、助剂、催化剂等应考虑到尽量减少事故的潜在危险。
(一) 微型化学实验有助于培养绿色化学的意识
可持续发展是人类正在探索的既能保持经济持续增长和社会持续发展, 又能达到生态环境持续良好和自然资源持续利用的全新发展战略, 人类将从工业文明的发展模式转向生态式的发展模式, 而绿色化学正是在这一历史背景下产生并成为实现人类社会可持续发展的重要技术手段。
微型化学实验把消除、预防化学污染的思想贯穿于化学教育的过程之中, 有利于对学生进行环保教育, 良好的观念与习惯的养成为后续绿色化学的开展打下了一定的基础。
(二) 通过微型化学实验, 坚定绿色化学信心
微型化学实验是在绿色化学理念指导下用消除污染的思想、方法、技术对常规实验进行改革和发展的结果, 但微型化学实验离绿色化学的核心理念还有一定距离。绿色化学是利用化学原理和新化工技术, 从源头上预防污染的化学, 它使环境的治理从治标转向治本, 尽可能采用无毒无害的原料, 革新工艺过程, 开发绿色合成技术和清洁生产工艺, 减少污染物, 实现“零排放”, 生产环境友好产品。
绿色化学具有“原子经济性”, 就是在化学反应过程中充分利用分子中的每个原子来重新组合形成新的分子, 不浪费一个原子。因此, 它既能充分利用资源, 又能够实现防止污染, 因为没有废物产生。它是一种理念, 一种理想, 是人们应该倾力追求的目标, 它是21世纪的科学。
绿色化学是集化学、物理、生物、材料、信息等科学的最新理论成果和技术于一身的新兴边缘学科, 它一经提出, 就带有强烈的应用技术性及工程性。因此, 不仅要求有深厚的化学功底, 更要有广博的其他相关学科的知识才能去实现它, 要有勇于探索的精神, 要有接受失败考验的承受力, 要有具大的信心, 因为我们要实现的是一项伟大、艰难、有利于人类可持续发展的工程。
四、结论
微型化学实验不是常规实验的简单缩微, 而是绿色化学理念在化学实验中的改革和应用, 但是, 它只是大大减少了环境污染, 还不是将污染消灭在生产的源头。在教学中采用微型实验, 除了有显著的经济效益和环保效益外, 它可以培养绿色化学观念, 增强信心, 树立为人类的可持续发展贡献自己力量的理想。
摘要:介绍了微型化学实验和绿色化学的概念以及二者之间的关系, 以绿色化学理念来指导化学实验, 在化学实验过程中渗透低碳、环保、绿色等意识, 使人类社会可持续发展。
关键词:绿色化学;高中化学;教学课堂教学;实验教学
一、高中绿色化学教育的特点
当前的高中化学教学不止于知识的传授,同时也是素质的培养,在教会学生化学定理、物质构成,了解生活中化学现象的同时,也要教会学生如何利用化学来改善生活并且避害就利,在让学生学习知识本身的同时,也要在学生头脑中形成知识结构,将绿色理念根植在学生心中,培养学生的绿色意识,使学生在今后的人生道路上,在工作岗位中,能够以绿色化学的理论来指导言行,将保护生态环境作为己任。
将绿色化学理念引入高中化学教学中,是将以往的化学教学分割为环境保护和应试两个部分,提高学生的科学文化素养,对科技和经济的快速发展能够理性认识,能够用发展进步的眼光看待学习,对生态环境了解和改善要以保护为前提。对于化学学习学生不应是被动的去学,而是主动自发地去学习,以绿色理念为指导、创造性地学习。
二“绿色化学理念”在高中化学教学中的渗透路径
1.将绿色化学理念渗入课堂教学中
(1)重视实际生活与教材基础内容的结合
强调绿色化学理念,首先要做到重视教材基础内容,将教材中涉及诸如环境污染、温室效应、医学垃圾、水体污染、食品污染、重金属污染、噪声污染等与绿色化学和环境保护相关的内容剖析透彻,将知识关键点理解充分后与生活实际相联系,才能深刻意识到走绿色化学之路的重要意义。
(2)教学时要将绿色化学理念贯穿始终
实施绿色化学对于教师来说,首先老师自身要具备绿色意识,同时也要时刻将绿色化学理念反映在其教学过程中,学生才能逐渐形成绿色意识。例如,在讲解关于氯气的性质和用途时,可以用双氧水作对比,让学生了解到未来造纸工业的漂自技术将会彻底变革,绿色的、无污染的双氧水将会代替产生有害物质的氯气做漂自剂。这种通过对比不同物质在工业生产中的作用和对环境的影响来强调绿色理念的教学方法,也是教师在教学过程中向学生输出绿色理念的途径之一。
2.将绿色化学理念融入化学实验中
科学结果的论证通常离不开实验,化学更是一门需要让实验数据“说话”的科学,将绿色化学理念融入化学实验中,会较好的改善化学实验的“三废”问题。
(1)善于设计“迷你型”化学实验
所谓“迷你型”化学实验,即指在能充分满足得出实验目标结论的情况下,对原有的实验内容和实验方法进行重新安排和调整,尽可能使用小号的化学装置和精简的化学仪器,从而减少化学试剂的使用量,使实验过程中排出的污染气体和水体人幅减少,最终弱化因进行化学实验对环境的不利影响。例如,教师在对氯气的性质进行实验时,可以利用少量的漂自液和稀硫酸在小号的培养皿中制得,同时生成的氯气也会扩散至培养皿中的其他液滴中,产生进一步的反应,既验证了多个性质,又减少了氯气对空气的污染,可谓一举两得。因此“迷你型”化学实验具有节约化学试剂、操作简便、低污染的优点,是未来实现绿色化学的重要途径之一。
(2)严格规范化学实验操作
严格规范化学实验操作的含义是要严格遵守实验的步骤、试剂称量标准化、对实验产生的“三废”要进行严谨处理,否则会造成化学试剂和能源浪费,加人周围环境污染,同时还有可能导致严重的实验事故,给教师和学生带来不必要的人身伤害。所以严格规范化学实验的操作,不仅具有重要的安全意义,也是绿色化学意识的一个重要体现。
(3)尽可能采用无毒无害的实验材料
教师通过化学实验向学生展示化学现象或化学原理时,应对比能达到同一实验结果的不同的实验材料对环境的影响,要注意尽量选用无毒无害、对环境影响较小的实验材料。即在达成为学生展示化学实验的同时,要考虑到对环境的影响。例如,在展示自磷自燃的现象时,实验材料自磷毒性较人,且其燃烧后产生的有害气体对环境污染较为严重,所以教师可以利用Mg2Si进行水解,其水解后产生的SiH4,在水而上也会自燃,但实验过程无有害气体排出,Mg= Si代替自磷实验,就很好的体现了绿色化学的理念。
(4)对实验“三废”进行无害化处理
对实验过后产生的“三废”进行无害化处理,是贯彻绿色化学理念的重要组成。实验“三废”有多种处理方式,但最终目标就是无害化。教师应当有意识的引导学生,让学生学会正确处理各种废液、废渣的方法,最终实现“三废”无害化。比如,在实验后,教师要求学生对实验残留进行分类,然后根据每种残留各自的特点采用相应的处理方法,如中和、分解、深埋、回收等,力求减少实验残留对环境的污染。
(5)利用计算机完成高危实验
有一些化学实验危险系数较高,实验过程会触及多种有毒有害物质,在易导致实验事故威胁师生人身安全的同时也对环境有较人的不利影响。因此,此种实验不宜采用传统方式演示,而应利用先进的计算机技术进行模拟演示,教师可以在实验前预先在计算机里设置好实验数据,使学生在模拟操作时对实验设备和实验步骤有初步的了解,在加深学生对知识的理解和掌握的同时也达成了绿色化学的目标,有效地减少了“三废”污染。
参考文献:
[1]杨水金,侯倩,蔡千喜,徐明波. 中学化学教学中绿色化学理念的渗透[J]. 湖北师范学院学报(自然科学版),2013,03:66-70.
[2]龙莉娟. 浅谈如何在高中化学实验教学中渗入绿色化学理念[J]. 现代阅读(教育版),2013,01:120.
[3]李建国. 绿色化学理念的高中化学教学中的意义[J]. 生物技术世界,2015,12:231.
[4]于湛英. 浅谈高中化学教学中渗透绿色化学思想[J]. 生物技术世界,2015,09:209.
一、绿色化学的作用
随着经济的发展和科学技术的进步,化肥和农药得到了普遍的使用,农业产量在不断的增长,各种工业工艺也得到了极大的改善和进步。化学在经济发展中的广泛应用,在改造自然的同时,也给自然带来了污染。农药使用的残留、化肥过量使用对土壤的破坏、工业废气的污染和雾霾的加重,给人类的生存带来了很大的危害,提倡绿色化学刻不容缓。
我国的环境污染已经引起了社会的广泛关注和国家的高度重视,学校教育中对绿色化学的关注程度也达到空前的程度。中学生是国家未来的建设者,对中学生进行环保教育,在化学教学中渗透绿色化学教育,可使绿色化学的思想和内容贯穿于中学化学教学,普及、宣传绿色化学理念,使绿色化学意识成为广大中学生潜在的环保意识。而且让年轻一代了解绿色化学、接受绿色化学,为绿色化学做出应有的贡献,是十分必要的。
二、绿色化学在化学课堂教学中的渗透
对学生进行绿色化学教育是学校教育的重要课题,初中化学课堂也应该是进行环保教育的主要阵地。化学课堂向学生渗透绿色化学意识责无旁待。根据笔者多年的教学经验,总结出以下几点做法,以促进学生绿色化学意识和环境保护意识的养成。
1. 理论教学中感悟绿色化学
在化学教学中,利用教材渗透绿色化学思想,培养学生的绿色意识,是非常必要和重要的。绿色食品、绿色蔬菜已成为生活中最时髦的健康代名词。
初中化学教学中,利用教学内容安排一定的绿色化学教育,是初中化学新课程的重要目标。在教材的编写和要求中,都明确提出要突出绿色化学思想。在教学内容的安排上,绿色化学的环保内容在现行的化学教材中得到了充分的体现。在《义务教育化学课程标准》中,明确地提出了绿色化学的概念。在《保护空气》《爱护水资源》等章节突出体现了绿色化学的教学思想。在教学过程中,要充分利用教材中关于绿色化学和环境保护的相关内容,对学生进行绿色化学教育,教育学生通过化学实验和教材内容的学习认识绿色化学和环境保护的重要性,把绿色化学作为重要的教学内容融入教学过程和化学实验中。
如,新教材中实验室制氧气使用的化学原理是用过氧化氢来做催化进行分解,我们也可以给学生一系列能生成氧气的反应,让学生分析判断哪种最好,为什么。以此引导学生学会在制取任何所需物质时都要从原料的来源及价值、生成物及其废弃物有无毒害、耗能状态等角度综合考虑,尤其应该注意生产必须是清洁的、对环境友好的、有利于人类可持续发展的。
2. 化学实验中体验绿色化学
(1)在做学生实验时,要防止资源浪费,减少对环境的污染。在实验过程中,应该严格按照实验规定的用量取用药品。另外,大部分学生在做完实验后就将所得产物或用过的溶液全部倒掉,造成浪费。部分没有反应完的物品如锌粒、铜片或者铝条是可以回收利用的。
(2)规范实验操作、实验反应条件可以降低对环境的污染,实现实验的绿色化。如认真检查制备气体装置的气密性,规范实验操作以免有毒气体泄露。再比如,闻气体时,采用打开一条小缝,用手轻轻扇动来闻气体的方法,而不能直接用力的吸,防止吸入过多的有毒气体,也不能敞开容器口,免得气体泄露太多,对环境造成污染。同时,我们也可以通过改进实验装置来实现实验的绿色化。比如有毒气体的性质实验,我们可以对常规装置进行改革、创新,采用微型实验,尽量减少有毒气体的排放。通过规范操作、改进实验方法可以减少实验对环境的污染,真正体现绿色化学理念。
(3)许多化学实验都会产生有毒气体或废液,稍不注意就会造成环境污染。所以我们要对产物进行合理的处理,特别是尾气的处理要合理,从而实现实验产物的绿色化。
在初中化学教学中,根据教学内容渗透绿色化学教育,教育学生爱护环境,把化学教学作为培养学生绿色意识和环保能力的重要途径,提高学生的绿色化学意识。
摘要:中学化学是一门应用性学科,也是一门环保课程。在教学中,应结合化学知识对学生进行绿色环保教育,根据教学内容渗透绿色化学理念,教育学生爱护环境,把化学教学作为培养学生绿色意识和环保能力的重要途径。
[关键词]化学教学;绿色化学;理念
化学与人类生活密切相关,随着人类环境保护意识的增强,化学教育中的环保教育已引起广大教育工作者的重视,“绿色化学理念”正是在新课改背景下应运而生的新教育理念。
一、以课堂教学为阵地渗透“绿色化学理念”
首先,在高中化学教材中,有许多的知识与环境保护存在着千丝万缕的联系,如环境的污染、酸雨的侵害、光化学烟雾的危害、重金属污染等。教师可以将这些知识与生产生活的实际联系起来,以此为契机在课堂教学中进行环境保护教育,使学生认识到走绿色化学之路的迫切性,增强学生的环保意识,充分调动学生参与环保的积极性。其次,结合绿色化工的原理,通过正反对比的结论,以此来使学生领会“绿色化学理念”的重要意义。化学教师应该是“绿色化学理念”教育的引领者,在化学课堂教学中,可以选取某个目标物质在化工生产中所发挥的某种作用,作为实施“绿色化学理念”渗透的结合点,通过实用替代物质,来做出比较,用此结论来证明绿色工艺所具有的重要的应用价值。
如在给学生介绍氯气的化学性质及其用途时,可以运用双氧水来比较,双氧水在纸浆的漂白中的具有明显优势,且属于绿色的氧化剂,不会产生污染环境的有毒物质,能够对环境保护起到良好的作用。
二、以化学实验为契机渗透“绿色化学理念”
长期以来,我们的化学实验还存在着严重的废渣、废液、废气等对环境的污染问题,那么,如何在化学试验中渗透“绿色化学理念”呢?
第一,化学实验要应用微型模式。也就是说我们在实验教学中能够获取化学信息目标的前提下,结合“绿色化学理念”,将化学实验进行改革,将化学实验中化学试剂的用量适度减少,化学试剂使用量少、实验仪器装置也随之变小,操作简便、减少污染,体现出绿色实验的所独具有的优点。
第二,运用多媒体技术模拟高危实验。有的化学实验在操作过程中,因为有毒有害的物质较多,有时易燃、易爆等,容易造成环境的污染和安全隐患,对此,运用计算机辅助模拟高危实验就体现出“绿色化学理念”的优势所在,让学生在仿真的操作过程中加深对理论知识的理解和掌握,同时也有效地减少了“三废”所带来的污染。
化学实验操作要标准规范,化学实验具有十分严格的操作标准。在实验的过程中,教师要教育学生严格按照操作规程来进行实验,否则,就会产生很多的后患。比如,对环境、能源所带来的危害,还有因为实验事故对人类的生命与生活所造成的危害,因此实验的操作也做到标准、规范,让绿色化学理念渗透在化学实验的全过程中。
第三,采用无害的化学药品。进行化学实验是为了让学生更直观地了解一些实验的现象、实验的原理等,能够实现化学实验中化学药品的选择不是独一无二的目的。因此,我们要选择那些不污染环境的原料和化学试剂。
第四,“三废”的处理要走向标准化。“三废”处理是化学实验过程中的一个重要的环节,结合“三废”的种类,处理方法比较多,但“绿色化学理念”教育下,共同的标准应该是“无害化”,教师应该在实验的过程中,积极引导学生将各种废液、废渣等采用正确的处理方式,进行处理。
三、以课外实践为平台渗透“绿色化学理念”
化学来源于生活,与生活密切相关,因此,我们在教学中要善于引导学生将书本上的知识融入到实际生活中来,以提高学生的化学素养,使他们学会运用化学知识,解决生活中的多种问题。因此,以课外活动实践为平台,渗透“绿色化学理念”是值得我们认真实践的。在专题活动中,我们可以邀请环境保护、化学教育等相关的专业人士到学校开展绿色化学的知识座谈和讲座,利用多媒体进行绿色化学的科普宣传,运用绿色化学知识大赛、绿色化学知识有奖竞答等,加深学生对绿色化学的认识,也可以组织学生利用业余时间对生活中的污染问题进行调查。比如,随着工厂的不断创建,其烟尘的排放量也日益增加;随着家庭轿车等数量的急剧增多,污染也愈加严重。因此,我们的周围形成了一团团厚重的浓雾,由此造成惨重的交通事故等。如何来改变这一现状呢?学生在经过自己的分析和研究后一致认为,一要减少污染源,实行尾气的达标排放;二要大量植树造林,充分利用植物的光合作用改善大气质量。通过这些实践活动,学生课堂学习的化学知识得到了运用与深化,激发了他们学习化学的兴趣,“绿色化学理念”也得到了很好的渗透。
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