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綠色化學一詞最早來源于美國,主張化學研究應用與環境的友好化發展。綠色化學思想則是希望在進行化學研究或者化工生產時能夠減少污染物、提高回收利用率,降低化學工作對環境造成的不利影響,重點強調了預防化學污染而不是事后處理污染的重要性。綠色化學思想在地球環境問題日益嚴重之后得到了廣泛的認可的傳播,綠色化學思想也就此傳入不同的國家和地區,滲透到不同的領域,例如化工生產領域、化學教育領域等。我國在引入綠色化學思想之后,在各方面都很重視綠色化學思想的應用,尤其是在高中化學教學中更強調了綠色化學思想的重要性。
1.2綠色化學思想的特點:
綠色化學思想盡管在不同領域應用時有著不同的表現形式,但是其本質思想并沒有改變,應用時也能夠體現出一些共同的特征,這些特征是綠色化學思想的具體表現,主要有以下幾點:第一,使用綠色的原材料。化學教學和應用都需要用到許多化學藥品、試劑等,這些藥品、試劑的生產應該盡量選用綠色的原材料,從源頭上減少污染。第二,減少污染物排放。使用大量的化學試劑就必然存在會造成污染的物質,因此絕對不能隨意丟棄化學實驗或化工生產后的廢棄物。第三,提高回收利用率。有許多化學用品在使用之后是能夠通過其他的化學反應進行回收利用的,這樣能夠有效減少污染,節約資源。
2綠色化學思想在高中化學理論教學中的應用
2.1通過綠色化學思想滲透加強環保意識培養:
我國環保事業的發展需要下一代來繼承,對于高中生的環保思想的培養更是重要。因此,綠色化學思想在高中化學理論教學中最主要的應用之一就是加強對學生的環保意識的培養。學生通過了解綠色化學思想和綠色化學實踐知識,能夠在學習過程中養成良好的思想風格,考慮到環保條件。通過這種滲透的思想教育逐步提高對學生環保意識的養成。
2.2實現科學理論教學與素質培養的結合:
綠色化學思想在高中化學教學中不僅僅是作為教學指導思想,更是可以將理論教育與素質教育結合起來,培養學生的綜合素質。例如,學生在學習煤、石油等自然資源,除了能夠了解其化學特性以及相關化學反應之外,還能夠聯系當前能源使用現狀進行思考,了解節約能源的重要性,培養學生對人與自然關系的思考。通過綠色化學思想的應用,能夠使得學生建立更加高層次的思想水平,提高綜合素質。
3綠色化學思想在高中化學實驗教學中的應用
高中化學是一門實驗教學,學生通過實驗更好地掌握化學知識,同時,實驗教學也是綠色化學思想在教學中應用的具體體現,按照綠色化學思想的指導對高中化學實驗進行改造或改善,能夠直接地讓學生感受到綠色化學思想的重要作用。
3.1減小實驗規模:
高中化學實驗教學應該加強微型化發展,即盡可能選擇更少的試劑、更少的資源進行實驗教學。這是綠色化學思想的一種具體應用體現,通過將化學實驗微型化,在保證學生掌握實驗方法的基礎上可以更好地做到節約化學資源、提高教學效率。減小實驗規模并不是說輕視實驗教學,反而是要將有限的實驗資源盡可能高效地利用起來,不僅體現了綠色化學思想,也能夠幫助教學。
3.2對實驗進行綠色化改造:
高中化學教學實驗有的可能會產生一些污染甚至是有毒物質,除了學生需要了解某些試劑的化學性質和特點以外,老師可以指導學生對實驗進行合理的綠色化改造。例如,在“自燃”這一化學實驗中,以前進行演示實驗采用的是白磷和二氧化硫這兩種試劑,這兩種試劑本身就屬于有毒試劑,同時在進行實驗后會產生一種叫做五氧化二硫的環境污染物。后來在綠色化學思想倡導下,高中化學教材實驗普遍都對這個實驗所使用的試劑進行了改變,采用無毒的鎂粉和石英粉末,這兩種物質反應后會產生硅化鎂,再與水反應后會產生SiH4氣體,這種氣體在與空氣接觸后就可以出現自燃現象。這樣將實驗改造后,可以減少對有毒試劑的使用,并且減少污染物的排放。在實際的化學實驗教學中,除了教材上已經進行過改造的實驗,老師還可以帶領學生進一步思考和探索實驗的改善方法,這樣不僅能夠提高實驗教學效率,更能加強學生對于綠色化學思想的理解。
3.3學習實驗物品處理:
高中化學實驗教學往往只重視實驗本身,而忽視了對于實驗物品的處理,在綠色化學思想的指導下,學生有必要了解如何對實驗物品進行處理。例如實驗反應物的分類處理,要考慮剩余的反應物是否能夠重新使用;對于實驗的生成物,要考慮是否有毒、是否有污染,生成物是否能夠進行回收利用,如果不需要了應該用怎樣的方式進行處理再丟棄;最后還應該考慮實驗使用的器材,例如試管、燒杯等的清潔,防止有毒反應物遺留。這樣的實驗物品處理的教學既能夠提高學生的綠色化學意識,更能讓學生學習到更多的化學實驗相關的重要知識,有效提高學生的實驗教學綜合素質。
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1.大力推行微型實驗
微型實驗是在滿足獲取化學信息的前提下,對實驗進行重新設計,旨在利用較少的化學藥品和較小的裝置就能得到相同的實驗效果.微型實驗中的化學藥品用量為常規用量的百分之一甚至千分之一,這樣可大幅減少實驗排放物對環境的污染程度,改善實驗室環境,而且操作比較簡便、節約實驗成本、保護學生身體健康和實驗環節,同時可以達到教學目標,代表綠色化學思想的發展方向.例如,微型實驗中的儀器可利用身邊的廢舊物品自制而成,可用塑料吸管替代移液管、用小玻璃瓶制作酒精燈、用片劑鋁塑包裝板制作點滴板,用一次性針管針頭聯合內加小玻璃珠的乳膠管制成酸堿滴定管.還可將啟普發生器、容量瓶等微型化.在設計實驗內容時,可將實驗過程經過重新設計,將實驗技術、儀器和方法相似或相近的實驗改進同時進行,將某些實驗的廢棄物可作為另一個實驗原料的兩個實驗串聯進行,從而節約藥品和時間.
2.規范實驗操作步驟
在進行實驗教學過程中,對于裝置的連接、試劑的選擇、藥品的稱量、實驗生成物的傾倒等都要嚴格規范操作規則,從而達到減少實驗事故和環境污染、節約能源和藥品的目的.例如,在進行實驗前要認真檢查裝置的氣密性,防止有毒氣體泄漏;在處理“三廢”時,要嚴格按照無害化處理后再排放,防止污染環境;在聞氣體時不要敞開容器口,防止氣體浪費;為避免人體受傷害,一定要在通風櫥中進行揮發性較強物質的實驗;在點燃易燃氣體前一定要驗純;在制乙烯時一定要將碎瓷片放入反應混合液中,稀釋濃硫酸時要防止暴沸;配制銀氨溶液時,要隨配隨用等;而且對于氫氣和氧氣的爆鳴實驗要加以改進,防止對學生造成傷害;通過規范實驗操作,培養學生的綠色化學和安全意識.
3.正確處理剩余藥品和廢液
實驗結束后要正確處理剩余的藥品和廢棄液體.根據國家排放標準可采取的處理廢棄物方法有燃燒、分解、回收循環利用、吸收和中和等.做完實驗后,教師應引導學生把酸堿鹽等給累廢渣廢液分別倒入相應回收容器,將銅、鋅、鐵、鋁等金屬片放到指定的地點進行回收利用,除此之外,減少環境污染也可通過增加尾氣吸收裝置實現.例如,在做濃硫酸脫水實驗中,可用水槽液封濃硫酸和蔗糖產生的刺激性氣體,減少其排向空氣中的量,減少污染;在制取氯氣時,可用氫氧化鈉溶液吸收向上排氣法剩下的多余氯氣.而對重金屬廢液進行處理,一般通過回收的方法實現實驗末端處理的綠色化.在處理生成的廢棄物時統一處理,減少對環境的二次危害.
三、在課外活動中延伸綠色理念
1.開展綠色化學專題活動
除了課堂進行教材知識講解和做化學實驗培養學生的綠色化學理念,還應該開展各種綠色化學專題活動,激發學生探索綠色化學的興趣.例如,可通過邀請化學方面的專家來學校舉辦綠色化學知識講座、向學生宣傳綠色化學的科普知識.同時,在平常的板報活動中,鼓勵學生將化學中與環保有關的知識設計在板報中進行宣傳教育.化學組教師可合作舉辦化學文化節,設置關于綠色化學方面的問題舉辦競賽活動、讓學生設計與化學有關的綠色環保產品等,在全校形成宣傳效果.也可組織學生對周邊生活的區域進行參觀調查,對周圍的鋼鐵廠、造紙廠、污水河進行參觀,使學生了解其生活環境的實際情況并了解化工生產過程,鼓勵其利用自己學過的知識解決生活中遇到的實際問題,提升其綠色化學意識.也可鼓勵其參與環境問題,揀拾白色垃圾、拒絕一次性東西的使用、告別塑料袋、回收廢舊電池等.
2.設計實踐性調研課題
教師利用假期等時間安排具有實踐性的調研課題,讓學生走向生活,發現生活中運用綠色化學的方法.通過對本地區生活垃圾的處理、分類及回收等問題進行調研,提出解決的方法.首先要設計調查問卷,然后對班級學生進行分組,安排組長帶領本組人員進行調查.包括家用洗衣粉品牌及主要化學成分、廢舊電池的處理方法、買菜時采用的包裝物材質、生活污水的排放和處理等,根據對所調查與化學有關的生活數據進行分析,利用所學的化學知識分析其采用的物質及對其的處理方法對環境的作用,調動其學習化學的積極性,樹立綠色化學理念.
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傳統的化學工業已經給人類環境帶來了很多污染。20世紀有2285萬多種人工合成的化合。由于早期的化學工業很多并沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍內,導致污染環境。科學既要認識世界、改造世界,同時也要保護世界。為了應對化學所面臨環境污染的挑戰,提倡綠色化學刻不容緩。
化學是高中的一門重要課程,并且高中化學是學生真正接觸化學的早期與基礎。從化學入門就培養綠色化學的思想是非常重要并且也是必要與緊迫的,非常有重要意義的。
綠色化學是整個化學界的新概念,也是化學教學中的新理念。它要求教師必須在課堂課中課后教學中重視環境保護,做好廢棄物的處理工作,并采取相應的對策,落實綠色思想,增強學生們的環保理念。
素質教育強調動手能力,在化學教學中經常需要做化學實驗,進行化學實驗的時候一定是會產生廢棄物的。如果教師沒有認真處理,就會污染環境,而且不是教師一個人污染環境,而是帶著班集體一起污染環境。如果教師從始至終都落實綠色化學的思想,那么就會影響一個班集體走向合理處理廢棄物,愛護環境。另外教師應該在化學中,合理設計化學實驗,從源頭上遏制廢棄物的生成,這樣雙向結合就能有效的防止化學教學和實驗所產生的廢棄物污染環境。
教師對學生進行綠色化學思想的規范引導,不僅能夠增強學生的環保意思,教育學生從源頭上愛護環境,認真處理廢棄物,更好地保護環境,而且將環保意思深入學生的內心,從而提高學生的自覺性,逐漸把環保帶人日常生活,注重對周圍環境的保護,提高教學效果。
那么在化學教學中究竟如何滲透綠色化學的思想呢?筆者在親身教學過程中覺得可以從以下幾個方面:
1首先,從全局看,將綠色想融入化學的整個教學過程中
教師要提高自身的行動自覺性,樹立綠色化學思想,并將它貫穿于整個化學課堂教學,并以自身的行動帶領學生,幫助學生樹立綠色化學思想觀念。比如在學習氯這一個富集于海水中的元素時,介紹其化學性質和特點,并具體在生活中運用到的地方。生活中我們常常用到氯的化合物,比如漂白劑。常用的漂白劑是會影響環境,污染環境的,那么有沒有好的其他物品代替氯的化合物制成漂白劑呢?然后用聯想法引出過氧化氫,介紹其性質,通過化學方程式,向學生介紹過氧化氫無污染的特點。同時指出氯氣和過氧化氫的不同特點,如果將同樣具有清潔漂白效果的過氧化氫代替氯氣制成漂白劑原料的話,既能增強漂白效果,又能避免環境污染,從源頭上防止化學污染。這便是綠色化學。
2然后,將綠色化學思想融入高中實驗化學教學中
化學實驗就要真正的實施體現綠色化學思想的時刻。首先,在課堂之前,我會設計微型實驗,采用小號的實驗裝置和化學儀器,節約化學藥劑的用量。然后在實驗前會告訴學生認真對待化學原料,嚴格按照劑量進行化學實驗,不輕易浪費化學劑量,從實驗前就將減少環境污染的綠色化學灌輸學生的思想里。比如,在進行氯氣性質的化學實驗中,可以用少量的漂白液和稀硫酸,在小號的培養器皿里面制成氯氣,有效減少了對環境的污染。
在進行化學實驗過程中,同樣需要謹記綠色化學思想。教師必須嚴格按照實驗步驟,采用標準的化學劑量以及盡量用綠色無毒,安全無害的化學制劑,如在白磷自燃的實驗中,可以采用磷化鎂進行水解,產生的氫化磷會自燃直接代替白磷自燃,產生五氧化二磷,從而有效避免了有毒有害的物質產生。
在化學實驗結束后,教師必須照嚴格按照要求處理產生的廢棄物,尤其是有污染的廢棄物要妥善處理。比如采用中和、分解、深埋、回收等措施,避免廢棄物污染環境,將綠色思想落到實處。
3在化學課堂中,將綠色化學思想與日常生活相互聯系
在化學教學過程中,可以將所學的知識與現今的環境污染直觀的聯系起來。比如學習C這個元素的時候,對其常規氧化物一氧化碳和燃氣中毒,燃氣爆炸聯系在一起。二氧化碳和溫室效應聯系在一起,這樣直觀淺顯既能讓學生輕松掌握化學知識點,同時又能提高他們的環保意識。
另外也可以組織防污染興趣小組重點關注生活中常見的各種污染,如生活中常見的噪音污染,光污染,水污染,固體廢棄物污染等,小組成員們一起分析這些污染的成因,學習了解污染給我們生活帶來的危害,并引導學生們如何預防這些污染的存在等等。
4將綠色化學思想融入學生課后的課外實踐與生活中
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二、在高中化學教學中滲透綠色化學思想存在的問題
盡管在高中化學教學中滲透綠色化學思想的重要性已經成為共識,但是具體實施時仍然存在很多不盡人意的地方.首先是有些教師的思想還未轉變過來,對綠色化學的理解不夠深入,只是膚淺地理解了字面意思,在教學中往往忽視滲透綠色化學思想.在教學過程中,有些教師沒有注意教授學生如何進行化學實驗才更加科學、合理.學生為了完成實驗任務,沒有意識到實驗過程中要遵循的綠色、安全、節省的理念,過量地使用化學試劑,對實驗器材不愛惜.即使在理論上有了綠色化學概念,但是在實踐中學生忘卻了綠色化學思想.在實驗過程中,常常使用有毒的化學物質,因為教師沒有細致地演示實驗過程,導致學生因為操作不當而進行反復實驗,造成藥品的浪費.在處理廢棄藥品時,因為操作不當,造成環境污染.這些都違背了綠色化學理念,給綠色化學思想的滲透帶來了障礙.
三、在高中化學教學中滲透綠色化學思想的策略
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進入21世紀以來,人類已經步入到一個科學知識水平和科學技術水平相當發達的社會。化學這門科學也與人們的實際生活密切相關,但由于其特殊性,化學對人類的生活環境也帶來了一定的消極影響。在此背景下,高中化學的教學中可以引入綠色化學思想,以提高學生的環境保護意識,使學生在學習化學的過程中自覺貫徹環境保護的思想,以保證與人類生存環境友好相處[1]。
1 高中化學教學中綠色化學思想教育的意義
綠色化學思想的核心是指在工業、農業等生產過程中,利用化學原理盡可能地避免使用有害原材料,盡可能的減少有害物質的產生和排放[2]。綠色化學的概念最早是在美國產生,這種思想充分體現了社會對環境保護工作的重視,體現了人類與環境的有號相處。
眾所周知,由于科學技術的進步,工業、農業等獲得了高速發展,人類的生活水平顯著提高,但隨之而來的是生態環境破壞日益嚴重,已經開始危害到人類自身的健康與安全。而其中一些化學廢棄物造成的環境污染不僅是嚴重的,而且是不可逆轉的,嚴重破壞了人類的生存環境[3]。因此,為了保護人類自身生存的環境和子孫后代的幸福,需要人類社會積極傳播綠色化學思想,提高人們的環境保護意識,使人們重視化工生產帶來的危害,并努力改善化工生產技術和設備,減少化學廢棄物的排放,從根本上切斷化工污染源,進而減少環境污染和破壞,降低環境壓力。
青年學生是人類社會未來的建設者,他們的環境保護意識與保護環境的能力與未來社會發展密切相關。因此,在中學化學教學中滲透綠色化學思想具有極其重要的意義,需要廣大化學教師高度重視并大力實踐。
2 高中化學教學中綠色化學思想教育的思考
2.1 將綠色化學思想適時引用到教材中
高中化學教材中有很多有機化合物、無機化合物,以及各種各樣的元素,教師在進行這類化學知識的教學時,可以將綠色化學思想滲透到教材中。在學習高中化學中的有機物和無機物的時候,可以充分將其與現代社會環境中存在的問題相聯系,在盡可能地突出綠色化學思想,讓學生更好的掌握化學知識并了解學習化學的意義和作用,并能通過所學的知識解決實際生活中出現的環境問題。例如,教師在講解有關磷的知識點的時候,可以將其與“三廢”問題相聯系,讓學生們探討磷化工生產對環境所帶來的危害,并尋找有效的控制污染的辦法。這樣將綠色化學思想適時引用到教材中,能讓學生關注自身的生存環境,重視生活中的環保工作,通過教師的指導,還能學到很多課外知識。
2.2 將綠色化學思想融入到高中化學實驗教學中
化學是一門實踐性很強的學科,化學實驗是化學教學的主要內容和形式,也是滲透綠色化學思想的主要時機。因此,教師給學生上實驗課的時候,可以將綠色化學理念融入到化學實驗教學中,使學生直接受到綠色化學的影響。教師要把綠色化學思想滲透到化學實驗的每一個環節中,讓學生能夠更好地掌握和理解綠色化學思想。例如,教師在進行某一化學實驗的時候產生了少量的二氧化硫廢棄物,這時教師就可以用活性炭吸附這些二氧化硫氣體,在處理廢棄物的同時對學生講解二氧化硫的危害,這樣則能更好地體現出綠色化學的思想。
2.3 將綠色化學思想延伸到課堂之外
除了在課堂上滲透綠色化學的思想外,在課后也不能放松對學生的綠色化學教育。教師可以開展能體現綠色化學思想的課外活動,也可以為學生布置能體現綠色化學思想的課后習題,但要注意結合教材內容,尋找與生活相關的綠色化學。
總之,化學與人類的生活息息相關,教師一定要堅持綠色化學的理念,培養學生的綠色化學意識,將綠色化學思想充分滲透到化學教學的過程中,并深刻理解綠色化學的重要意義。
參考文獻:
[1] 毛長軍.在高中化學教學中滲透綠色化學思想[J].少兒科學
周刊(教學版),2014(6):151-151,152.
[2] 陳平平.綠色化學思想在高中化學教學中的應用[J].新課程
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(1)減量,即節省資源,減少“三廢”的排放,避免實驗過程中造成對環境的污染。
(2)重復使用,既是降低成本的需要,又是減廢的需要,如化學反應過程中催化劑、載體等,從一開始就應考慮有重復使用的設計。
(3)回收,可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求,如回收未反應的原料、副產物、助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑,達到循環使用的目的。
(4)再生,即變廢為寶,節省資源、能源,減少污染,如離子交換樹脂、磺化煤等。
(5)拒用,指對一些無法代替,又無法回收、再生和重復使用、有毒副作用、污染作用的原料,拒絕在化學過程中使用。如全國查禁毒鼠強,停止使用含磷洗衣粉。
二、綠色化學思想的教育意義
1. 綠色化學思想的教育有助于培養學生的創新精神和社會責任感,是實施素質教育的重要途徑。綠色化學思想是一種戰略、方針、指導思想、研究策略。不久的將來,重大的綠色化學研究成果將會走進我們的生活。而且它所倡導的預防化學污染的新理念和新實踐正日益被人們認識、接受和重視。
2.把綠色化學思想貫穿在化學教學的全過程中,能夠培養學生強烈的環保意識。在中學化學教學中應該加強綠色化學思想的宣傳,使學生清除從社會上帶來的對化學的種種誤解和偏見,尤其要突出環保意識。
3.在化學教學中,滲透綠色化學思想,應用綠色化學的理念進行化學教學設計,并且還要著重介紹綠色化學在防治大氣污染、溫室效應,保護臭氧層,保護土壤、水質及生態環境中的重要貢獻,介紹化學產品對提高生活質量,保障人類健康和安全方面所起的作用,從而激發學生學習化學的興趣,明確化學學習的目的。
化學新課程教材中融入了綠色化學內容,舉例如下:
(1)實驗室制氯氣的實驗中,多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收,防止了尾氣對環境污染。
(2)在鎂的提取及應用中,強調氯氣循環利用生產鹽酸,節約資源,并減少污染。
(3)在二氧化硫的性質和作用中,介紹了硫酸型酸雨的危害。在濃硫酸與銅的反應中,多余的SO2用氫氧化鈉溶液吸收,防止了尾氣對環境污染。
三、綠色化學思想在中學化學教育中的實施
中學化學教材中涉及綠色化學知識的內容不多,這就要求教師在化學教學中注重對教材的二次開發和利用,挖掘教材中的隱含因素,在教學中不斷地滲透綠色化學教育理念。
1.在教學設計中滲透綠色化學思想。在教學設計中通過創設有效情境,滲透綠色化學思想。例如,在學習氮氧化物時,我們先講NO、NO2的毒性、性質、致毒原理、形成的危害:NO 直接結合血紅蛋白引起中毒,NO2 則刺激呼吸道引起中毒,NO、NO2相互作用并形成光化學煙霧等。再根據NO、NO2的性質,讓學生思考如何除去實驗室產生的NO、NO2尾氣。接著講述大氣中NO、NO2的主要來源,如汽車尾氣。然后介紹汽車尾氣中的NO、NO2的除去方法。通過在化學課堂上滲透綠色化學思想,既培養了學生的思維能力、創新意識,又加強了學生的環保意識。
2.在化學實驗教學中滲透綠色化學思想。在實驗教學中要盡量體現綠色化學實驗的新要求:省資源、無污染、無廢物、多循環、多利用。
(1)實驗操作規范化,妥善處理實驗廢棄物,減少對環境的污染。教師在演示實驗時,通過言傳身教,滲透綠色化學思想。教育學生實驗后的廢液、廢渣盡可能回收利用,不能回收利用的廢液、廢渣,則應倒在規定的地方,以便清理,減少環境污染。
(2)劑量最小化,最大限度減少污染。即改進實驗裝置,將常規實驗改成微型實驗。這樣既能降低實驗費用;又能降低排廢量,減少污染;更能縮短實驗時間且安全可靠。
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在以往的高中化學實驗中沒有積極滲透綠色化學思想,不注重化學實驗所產生的有毒有害氣體,嚴重損害人們的身體健康,沒有運用正確的方法處理化學廢棄物,嚴重污染周圍的空氣和環境。學生沒有綠色環保理念,無法實現綠色實驗的教學目標,化學實驗操作流程不規范,所使用的化學原材料很多都具有污染性和有毒性,很容易發生爆炸現象,主要原因就是沒有進行綠色化實驗。針對這一教學現狀,必須要積極滲透綠色化學理念,使學生形成綠色化學思想,自覺規范化、綠色化進行化學實驗,注重選用無污染無毒的催化劑,這樣才能有效控制污染物的生產,避免發生浪費和爆炸現象,采用環保的方法處理生成的化學廢棄物,并運用多媒體播放化學實驗操作流程,降低化學實驗成本,減少實驗反應過程中產生的污染氣體及固體廢物,充分體現高中化學實驗中滲透綠色化學思想的重要性。
二、綠色化學思想在高中化學實驗中的實踐
1.整個化學實驗過程進行綠色化
隨著新課改的不斷深入,對高中化學實驗提出了新的要求,在整個實驗過程中必須進行綠色化,將綠色化學思想滲透到化學實驗中。以綠色為主的化學實驗,能夠減少生產的有毒有害氣體,起到控制污染源的作用,實現綠色化學實驗的教學目標。首先,所選用的化學實驗原材料要符合綠色理念的要求,使用可以循環利用的原材料,這樣可以節省實驗材料,由于化學實驗種類很多,為了避免化學反應對空氣造成污染,對現有的實驗流程進行綠色化改造,全面了解化學物質的性質,使用相應的催化劑溶解一些污染性物質,保證所產生的溶劑不污染空氣和水資源,充分體現化學實驗進行綠色化的重要性。其次,采用環保的方式妥善處理所產生的污染物質,以免產生刺激性氣體污染空氣,選用一些無毒無害無污染的溶劑代替強酸強堿的物質,這樣才能控制有害氣體的揮發。例如:在進行“苯和液溴反應”實驗時,將整個化學實驗進行綠色化處理,使用污染較小的溶劑,發揮化學物質的催化功能,迅速溶解實驗反應過程中產生的污染物質,實現綠色化學理念的目的,從而取得最佳的教學效果。
2.運用多媒體進行傳授
高中化學實驗中教師可以運用多媒體進行傳授,將化學實驗步驟生動形象地呈現出來,加深學生對化學實驗的印象,避免使用一些污染性的化學溶劑,有效保護周圍環境和空氣,控制化學實驗所產生的有毒物質,以免大量的化學藥劑影響學生身體健康。借助多媒體輔助化學教學,將化學實驗的操作流程形象化、具體化展示出來,使學生明確化學實驗操作步驟和流程,學生可以不用接觸有害的溶劑,杜絕出現環境污染現象,降低化學實驗的危害性,為學生提供良好的教學環境。根據化學實驗內容制作幻燈片,播放化學實驗過程和現象,使學生全面掌握化學反應所需的藥劑。因此,運用多媒體播放化學實驗的操作流程,能夠集中學生的注意力,增強學生對實驗的記憶力,減少使用的化學溶劑,消除化學實驗的危害性,有效防止出現嚴重的污染現象,在播放教學視頻的過程中積極滲透綠色化學思想,在潛移默化中使學生意識到綠色化學實驗的重要性,具備綠色化學思想,達到良好的教學效果。
3.嚴格規范化學實驗操作過程
高中化學實驗中要改變以往的教學理念,積極滲透綠色化學思想,嚴控規范化學實驗操作過程,使學生明確有毒有害物質的危害性。在進行化學實驗之前,教師要演示正確的實驗操作步驟,并告知學生如果操作不當會引發爆炸,使學生認真操作化學實驗,避免學生因使用一些有害物質造成環境污染或是損傷。與此同時,將實驗室的門窗打開,使有毒氣體迅速排出,使師生安全得到保障。例如:在進行“銅和稀硝酸反應”實驗時,告知學生實驗的基本要求以及應注意的事項和所需要的化學原材料,使學生了解稀硝酸對人體的危害,清楚銅和稀硝酸反應產生的化學物質。然后,引導學生親自準備實驗所用的材料,要求學生必須使用環保無污染的溶劑,將反應實驗產生的有毒氣體吸收到相應的裝置中,嚴格規范學生操作化學實驗的步驟,使學生養成規范化操作流程,并清楚實驗材料的基本性質,學會處理有毒性和污染性的氣體,使化學實驗的各個流程都體現出綠色化理念,從而符合新課改的要求。
4.正確處理化學實驗所產生的廢棄物
為了解決以往高中實驗中存在的問題,教師必須注重滲透綠色化學理念,增強學生綠色化學意識,引導學生正確處理實驗所產生的廢棄物,使學生主動保護周圍的環境,并認識到一些有毒氣體和有害物質的危害性。因此,告知學生正確處理化學實驗的廢棄物是十分重要的,以免對大氣和環境造成污染。將綠色化學理念傳授給學生,使學生懂得合理使用實驗材料,并掌握處理實驗廢棄物的方法,針對不同的廢棄物采用不同的處理方式,將一些堿性較強的廢棄物深埋在地下,妥善保管可再利用的原材料,從而進行綠色化學實驗。
三、總結
綜上所述,高中化學實驗中滲透綠色化學思想是非常重要的,以免學生接觸一些有毒有害溶劑對身體造成傷害,嚴格控制化學實驗的每一步驟,所選用的實驗原材料必須無毒無害,采用環保的方法處理實驗反應過程中產生的廢棄物,這樣才能有效減少污染物的排放量,進而構建綠色環保的高中化學課堂,使學生具備綠色化學意識,從而形成綠色的實驗環境。
參考文獻:
[1]張和.淺談綠色化學思想在高中化學實驗中的實踐[J].科技經濟導刊,2017,(03):180.
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綠色化學又稱環境友好化學,是利用化學的技術與方法來降低或消除化學產品設計、制造與應用中有害物質的使用與產生,使所設計的化學過程和產品更加環保友好,從源頭上阻止污染。中學化學是化學教育的基礎階段,在中學階段中進行綠色化學教育,把綠色化學知識融入到平常的教育中, 充實我們的教學內容,使其成為實施素質教育的一個重要載體,對于培養學生的環保意識有著現實而深遠的意義。作為中學化學教育工作者,如何在實際教學中把綠色化學教育貫穿于中學化學教學的全過程之中,是一個需要探討的問題。
一、在課堂教學中傳播綠色化學思想
課堂教學是教學任務的主要載體,是我國中學教育的基本構成部分,課堂講授中滲透綠色化學教育是最基本的途徑。例如在如講二氧化硫時,向學生說明它是一種主要的大氣污染物,它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物質,空氣中二氧化硫70%來源于工業燃料,12%來源于工業燃油,其余則來源于生活燃料等。它既直接危害人的身體健康,又可以導致水質酸化,水生動物減少或絕跡,樹木、莊稼枯死,還能腐蝕建筑物和文物。最后讓學生討論:如何防止和減少二氧化硫的污染。這樣既增強了學生的環保意識,又調動了學生學習和積極性。
此外,教師在全面把握教材的基礎上,大量通過文獻和網絡查找資料,做好備課,將當前社會關注度較高的“綠色化學”案例引入到課堂來,利用當前發生的各種實例新聞熱點等引導學生理解“綠色化學”,如在介紹三廢、溫室效應等概念時,引導學生從減量減廢的角度介紹循環操作、交換劑再生、PM2.5等概念,引導學生建立綠色化學思想。通過諸如此類的結合現實熱點案例的長期熏陶滲透,慢慢學生便會有了自己的“綠色化學”認知概念,并會以此約束自己的行動。
當然,除了講授法,教師還可以用宣傳圖片演示、師生互動討論、多媒體教學、視頻展示等方法。課堂作為教學的第一陣地,是日常實施培養學生綠色化學思想的最好媒介。
二、在化學實驗中傳播綠色化學思想
化學中的演示或學生實驗不僅可以使學生增強直觀的感性認識,而且能培養學生觀察、描述、分析問題和解決問題的能力。但實驗必定會涉及到有害、有毒的物質,實驗教學與綠色思想聯系最為緊密,最為直接,在實驗教學中貫徹綠色化學思想是非常有必要的。
1、實驗規范化。首先是藥品貯存的規范化。如易揮發的液溴、濃硝酸、濃鹽酸等密封貯存;對大多數有機物如苯、甲苯、四氯化碳、甲醛等用專柜避光保存;對劇如汞、白磷等用專柜上鎖保存,定期檢查貯存情況。其次是實驗操作規范化。化學實驗中,師生都要接觸到有毒性的物質,必須指導學生要嚴格按照實驗操作的程序,有條不紊地進行各種實驗。正確地聞氣體,取藥品,甚至如何蓋瓶蓋,放置試劑,取藥品的各種工具選用,取用藥品量的多少都要規范化并向學生交代清楚;盡量采用封閉措施,減少師生被動接受有毒有害氣體的污染。實驗結束后,正確處理化學廢渣和實驗中產生的廢氣。把儀器洗滌干凈放回原處,擦洗干凈實驗桌面,這些都要認真細致指導,使實驗活動從始至終成為對學生進行綠色化學教育的課堂。
2、實驗微型化。常規實驗中,藥品用量較多不僅造成浪費,還污染環境。因此,在實驗中用玻璃制成各種可加熱儀器替代的實驗儀器、用點滴板、小試管、等進行微型系列實驗。使用最小化的試劑用量,甚至一些現象明顯的定性實驗可在試紙或濾紙上完成。這種方法藥品用量少產物少,操作安全實驗不會造成危險,對環境的污染程度相對而言較輕。同時也達到實驗的目的。如碘顯色反應、溴水褪色、苯酚的檢驗、驗證鹽類溶液酸堿性等實驗。
3、實驗創新化。采用無毒原料、溶劑、催化劑進行化學實驗。例如,做完銀鏡反應后,可將清洗試管的硝酸替換為三氯化鐵溶液,避免產生二氧化氮有害氣體; 在萃取碘單質實驗中,可將四氯化碳替換為二氯甲烷作為萃取劑,減少毒性; 在乙烯的制備實驗中, 可將硫酸替換為氧化鋁作為催化劑, 避免濃硫酸造成污染; 其次, 優化化學實驗方法,改進化學實驗裝置。在提取碘的實驗中,可將灼燒法改進為煮沸提取法,簡化實驗操作程序,縮短實驗時間,減少因灼燒造成的室內空氣污染;用密閉的裝置減少實驗敞_操作,可將注射器作為密閉的反應容器, 進行銅和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制備與性質等實驗, 將污染物消除在密閉裝置內。
三、在課外活動中傳播綠色化學思想
課外活動形式多樣,如實地調查、環保知識競賽、研究性學習、查閱文獻等,內容豐富多彩,是課堂教育的很好補充[5]。為了全面提高每個學生的綠色素質,組織學生積極參與課外實踐活動。如在實地調查中,教師可帶領學生參觀污水處理廠、化工廠、無公害蔬菜生產基地、生態農業示范區等, 對當地水資源、空氣質量、環境污染情況進行調查; 在研究性學習中, 教師可開設相關課題, 組織學生進行課題研究,如研究生物催化劑的優點、研究高效低毒農藥等,培養學生實踐能力和創新能力,達到課題研究的預設目標;在文獻研究中, 既可讓學生利用圖書館館藏資源和互聯網資源,收集有關綠色化學和環境保護的文獻資料,使學生獲取最新的科研信息。通過開展多樣化的課外實踐活動, 促使學生更加關注綠色化學,能夠運用已學的化學知識分析和解決生活中遇到的問題。
總而言之,隨著綠色化學理念在高中化學課程標準中的滲透,綠色化學教育已經成為高中化學教育的重要組成部分,對化學教師提出了新的要求。為此,高中化學教師必須強化綠色化學意識,在課堂教學中融入綠色化學理論,最大限度地實現化學實驗綠色化,并積極組織課外綠色化學實踐活動,從而確保高中綠色化學教育目標的實現。
參考文獻
[1] 潘清林,黃繼武,徐國富,等. 材料科學與工程實驗教學中心的改革與實踐[J]. 實驗室研究與探索,2009,28(1) :11-14.
篇9
綠色化學的概念是隨著我們所在的環境被越來越嚴重的遭到污染與破壞而逐漸引起人們重視的。所謂綠色化學是指采用現代化的科技手段去消除很多不良的、對環境造成破壞與影響的化學工藝及流程,同時,盡量杜絕對生態環境及人類健康有害的物質的產生,這是一場為生態環境打起的保衛戰,同時,也是為了讓人類能夠有一個更安全健康的生存環境。我國的綠色化學工藝還在起步階段,對于綠色化學的研究與試驗也在不斷進行中。高中階段的化學教學學生們已經具備了很多相應的化學理論知識,在這個時期如果能夠很好的向他們滲透綠色化學的理念,讓環境保護意識在他們心里留存,這不僅對于化學課程的教學過程,甚至對于我們的生態環境的保護都能夠起到積極的作用。
二、 課堂中引入綠色化學思想的教學難題
在課堂中引入綠色化學的思想一直在實踐過程中,然而,它也存在著一定的困難。首先面臨的一個難題就是目前學生們的環保意識不夠強,很多學生對于綠色化學都不太在意也不太看重,實驗過程中仍然會有很多不規范操作會帶來更多的環境污染物質。其次,想要深入綠色化學理念的教育工作是需要一定的教育資源及教學設備做支撐的,例如在實驗過程中,想要讓實驗更為環保安全,可能會用到很多其他的裝置或者試劑,但是很多學校在這部分教學資源上還較為貧乏,無法很有效的為綠色化學思想的深入做支撐。此外,高中階段的學生面對著繁重的課業負擔和即將來臨的高考壓力,不僅是學生,很多時候教師都會較為急功近利,教學過程中首先關注的就是學生的成績,綠色化學的思想并沒有得到足夠的重視,在這樣的前提下這種理念想要在高中化學教學中得以滲透將會更為艱難。
三、 綠色化學思想在化學課堂教學中實踐的方法
1.在課堂教學中滲透綠色化學教育
課堂是滲透綠色化學教育的最直接途徑,在平時的理論知識教學中,教師可以針對很多教學要點向學生灌輸綠色化學理念,并且讓學生理解更多的綠色化學知識。在“原電池”的學習中應當讓學生明白電池可能對于環境造成的污染,因此,回收電池是很有必要的。在“氮的固定”的教學過程中,對于傳統的最普遍的三種固氮方式:人工化學固氮、雷雨閃電固氮及豆科植物的生物固氮,可以逐一和學生分析各種方法的原理及特性,讓學生明白人工固氮及雷雨固氮都會一定程度對環境造成污染,生物固氮不僅不用外界提供能源,而且整個過程對于環境無任何污染,因此,這種固氮方法才是首選。課堂中很多教學內容中都涵蓋著很多有價值的綠色化學理念,教師應當抓住這些教學點,讓綠色化學理念在學生心里更深入。
2.用綠色化學思想設計與改進傳統化學實驗
化學是一門以實驗為基礎的學科,化學學習進入高中階段,有太多的知識點的教學涉及到實驗過程,很多化學原理都需要實驗來向學生驗證。在傳統的化學實驗中無論是實驗過程還是實驗產物上都可能一定程度對于環境構成影響,綠色化學理念下的高中化學教學應當對于這一點不斷進行改進與革新,用綠色化學思想設計與改進傳統化學實驗。
1)推廣微型實驗
很多時候實驗試劑及實驗后的產物會對環境構成污染,在進行這類實驗時可以減少試劑的用量,這也能減少其帶來的有污染的實驗產物。例如在進行硫的燃燒實驗時,傳統實驗中通常會取0.5g硫粉進行燃燒,可以將這個用量降低,改為0.1g,這將會很大程度減少產生的二氧化硫的量,從而降低其對于環境構成的影響。
2)對實驗進行改進
在很多傳統實驗的設計中存在一些不太合理的地方,對于有的明顯會對環境構成影響的實驗方案可以在不影響實驗結果及觀察效果的前提下適當的進行改進。例如,通常在還原CuO的實驗中都會用到CO作為還原劑,考慮到CO具有的毒性可以在整個實驗裝置上加設尾氣處理裝置,這能夠很大程度減少CO帶來的污染與危害。類似的這樣的情況還有很多,教師不僅要設計更為科學合理的實驗過程,更重要的是要讓綠色化學理念在學生腦海里得到滲透。
3)加大廢棄物的回收利用
化學實驗過程必然會產生很多實驗產物,對于很多廢棄物可以將它們放入統一的回收裝置中,通過中和、吸收、回收循環等方式來進行處理,這將很大程度避免它們對于環境構成的污染。很多實驗過程都會用到有機溶劑,很多時候有機溶劑是可以通過合理的方式進行回收利用的。可以利用活性炭對于有機溶劑進行吸附處理,通過合理的比例能夠很大程度讓有機溶劑得到提純,這樣,有機溶劑就被很好的回收并且可以再利用。與有機溶劑相比活性炭的價格要低廉的多,因此,這個操作簡便的提純回收再利用過程很大程度節約了實驗成本,是綠色化學的一個典范。
3.開展形式多樣的教學活動
除了在課堂教學和平時的實驗過程中能夠很好的為學生傳達綠色化學的理念,很多教學活動中也能夠讓這個理念得到進一步滲透。學校或年級組可以定期舉辦關于綠色化學的專題講座,向學生們闡明綠色化學的原理及實現綠色化學的方法與途徑,不斷向他們進行有效的宣傳教育。此外,也可以讓學生開展相應的社會實踐,讓他們到環境污染嚴重的地方去進行實地考察,讓他們切身體會到環境污染對于社會及人體健康構成的危害,這將會進一步加強他們心里的環保意識,綠色化學理念也會在他們心里更為深入。
四、 結語
綠色化學是近年來逐漸走進高中化學課堂的一個很好的理念,想要讓這種理念在課堂教學中得以深入,首先要幫學生們樹立綠色化學的觀念,讓他們意識到綠色化學的價值與意義。其次,可以在課堂實驗中讓綠色化學思想不斷得以滲透,此外,開展各類教學活動也是很有必要的。只有從多方面共同努力,綠色化學思想才能夠在高中化學教學過程中得到更好的應用。
參考文獻:
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將綠色化學思想滲透在高中化學教學過程中,并不是說要集中傳授思想,而是應該在教學的每一個細節中都滲透這一思想,從而增強學生的環保意識。因此,老師在高中化學教學過程中,要將綠色化學思想將教學內容相結合,充分向學生展示教學內容中包含的綠色化學的思想,從而在最大程度上增強學生的環保意識。比如,老師在講授二氧化硫等有毒氣體的這一章節的知識點時,可以先借助多媒體教學資源,向學生展示一些由于這些有毒氣體的任意排放對環境造成危害的相關圖片,通過借助多媒體設備直觀的特點,將這些有毒氣體的危害直接展示給學生看,對學生的視覺造成沖擊,在學生心里留下深刻的印象,然后老師可以在找一些環境遭到破壞對于人類自身的危害的相關資料供學生閱讀,讓他們明白人類只有和自然和諧相處才能求得自身的發展。這樣有助于讓學生在掌握化學知識的同時,也明白環境污染對人類的危害,能夠增強學生的環保意識,促使他們投身于環境保護的綠色化學行動中。同時,老師除了向學生介紹相關知識之外,還可以讓學生親身實踐,了解這些有毒氣體對環境造成的破壞。比如,還是講“二氧化硫等有毒氣體”這一章節,老師可以讓學生利用課余時間,分成不同小組動手測一測或者查一查當地的空氣質量,看看在城市空氣中到底存在哪些有毒物質,并且大致找出這些有毒物質的來源,也可以鼓勵學生提出解決措施等。通過這一措施,不僅可以讓學生將理論知識和實踐結合起來,發現化學的實用性,激發學生的學習興趣和熱情,而且可以有利于學生積極參與到環境保護的行動中去,增強環保意識,在行動中形成綠色化學的思維意識。
二、在化學實驗教學中滲透綠色化學思想
高中化學教學除了講授一些理論知識外,還涉及很大一部分的化學實驗教學,在教學過程中占據很大的比重。因此,老師在將綠色化學思想應用于高中化學教學的過程中時,一定不能忽略實驗教學這一模塊。綠色化學的一項指標就是要實現有害物質的零排放,因此老師在實現實驗綠色化的過程中,可以在條件允許的情況下適當地改進試驗方法和實驗儀器等,從而最大限度上減少有害氣體的產生。比如,在自燃的實驗中,之前是用白磷和二硫化碳這兩種物品做實驗,但是這兩種物品本身就具有一定的毒性,而且燃燒后生成的物質也會對環境產生嚴重的污染。因此,這時老師可以選擇用鎂粉和石英粉末進行實驗,這樣的話可以避免[第一 ww w .dylw.NET提供寫作論文和論文寫作的服務]有毒物質的排放,從而保護環境。此外,老師在進行實驗教學的過程中,也應該對學生詳細講解實驗過程中產生的廢棄物,如果不進行恰當的處理就隨意扔放的話,也會對環境帶來危害,要要求學生在實驗完成之后,把這些廢棄物進行一定的方式將其回收再利用,這樣既可以節約資源,也可以減少廢棄物排放,從而保護環境。
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1.在實驗設計時考慮綠色化
在化學實驗中體現綠色化學思想,應首先重視化學實驗設計的綠色化,即選取綠色化的原料、采用“原子經濟性”的化學反應,使所獲得的產物綠色化。所以要想在實驗中做到綠色化,最重要的是能夠做到實驗方案設計上的綠色化。在實驗設計過程中,教師要積極查閱相關資料,充分考慮試劑的用量、有毒物質的使用和三廢的排放等問題,根據化學教學需要,發現、設計或選擇沒有污染和安全的實驗取代那些污染嚴重或危險性大的實驗。對于一個最佳的綠色實驗方案,在設計時要充分體現“微(微型化)”、“密(密封性)”、“組(組合實驗)”、“代(新型替代品)”、“改(改進實驗)”等思想。以下四例實驗的改進,在實驗設計時充分考慮了綠色化。
(1)濃度對2NO2?葑N2O4平衡影響實驗的改進 ,可得一個與原平衡體系完全相同的參照標準。溫度稍有變化即可辨別其顏色差別。裝置如圖1所示,三個連通著的容器里,盛有NO2和N2O4達到平衡的混合氣體,然后夾緊橡皮管A、B處,把一個燒瓶放入熱水里,把另一個燒瓶放入冰水(或冷水)里,觀察混合氣體的顏色變化,并與常溫時盛有相同混合氣體的錐形瓶中的顏色進行對比。
(2)二氧化硫與硫化氫反應的實驗。將二氧化硫收集于燒瓶后,按圖2裝置。緩緩通入硫化氫,即從燒瓶底部開始,沿著內壁由上到下析出淡黃色物質和水珠涌下。隨著析出硫的量增多,瓶壁顏色愈來愈艷麗,宛如一朵正在盛開的黃。對于二氧硫與硫化氫混合的方法,一般做法有:①各收集在兩集氣瓶中,對口混合;②各收集在兩注射器中并聯通,在一端注入其中的一種;③把兩種氣體同時通入某一容器中,這些實驗現象雖也明顯,但遠不如上面的方法引人入勝。
(3)硫化氫受熱分解實驗的一點思考。硫化氫受熱分解實驗,有許多教學參考書都采用在通過硫化氫的長玻璃管上加熱的方法,甚至在玻管一端纏上濕棉花(冷凝),分解產物硫可在一端析出(如圖3-1),但實驗現象往往不明顯。原因可能為:①通過受熱的玻璃管,硫化氫分解量少;②玻璃管內壁過于光滑或硫化氫流速太大,分解產物難以附著即被帶走。 將玻璃管改為干燥管,并在管內兩邊放少許玻璃纖維(如圖3-2)。先通硫化氣一會兒(要燒掉),夾緊橡皮管,停止通硫化氫。加熱干燥管,即在管內壁兩側析出黃色粉末(硫)。
(4)紅磷變白磷及燃燒的實驗 ,裝置如圖4所示。①用細鐵絲把米粒般大小的紅磷送入玻璃管中(內徑4~6毫米,長15~20厘米)。加熱紅磷,開始時紅磷與玻璃管內的空氣發生燃燒,但空氣不暢火焰即滅。紅磷升華成蒸氣,在兩側約2厘米遠處內壁冷凝,各有一薄層白磷(部分帶黃色)析出,待紅磷剩下不多時停止加熱。
②過半分鐘玻璃管內白磷發光燃燒,燒瓶內產生大量白煙(而紅磷未燃)。燃燒產物溶于水生成了酸。
通過這樣的實驗方案設計,可從源頭上消除化學污染物的產生,真正體現化學實驗綠色化的理念,而且能加強學生的環保意識。
2.在實驗過程中體現綠色化
在實驗設計中已經考慮了綠色化,更重要的是要在實驗過程中體現綠色化。在實驗過程中的綠色化可以體現在以下幾個方面。
(1)推廣使用微型化學實驗,節約藥品,減少污染。
微型化學實驗具有減少污染、現象明顯、快速、節約、安全等優點。雖然化學教材中的實驗基本上規定的試劑用量都已經是克量級,但考慮到一個班級、一個學校有這么多的學生要做實驗,如果每個學生在能夠保證實驗效果的基礎上減少用量,不僅可以減少藥品的浪費,而且可以減少對環境的污染。我們在實驗過程中嚴格督促學生按量取用試劑,糾正學生取用藥品“多多益善”的錯誤思想。鋁箔在氧氣中燃燒實驗所用的鋁箔可取自學生熟悉的口香糖(如綠箭等)的鋁箔包裝紙,將其背面的紙燒去。這種鋁箔既薄又純,很容易燃燒。實驗中用火柴引燃鋁箔較困難,可改用鎂帶來引燃。木炭還原氧化銅的實驗中的木炭可用激光復印機、打印機硒鼓中剩余的碳粉代替,碳粉顆粒很細,能與氧化銅粉充分接觸,實驗成功率較高,同時也是變廢為寶的體現。燒不壞的手帕是個比較經典的趣味實驗,其實燒不壞的不只是棉手帕,用紙手帕(面巾紙)或普通的紙張代替棉手帕,實驗效果也很好。
(2)推行綠色化學,盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑。
在保證實驗效果的前提下,用無毒害、無污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強的試劑,盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑。在一些特定實驗要用到高毒性藥品時,一定要用封閉的收集桶收集廢液。在滿足實驗要求的情況下,適當降低采樣量;不要購買暫時用不上的試劑;盡量利用可回收的試劑;應使用可降解的無磷洗滌劑;使用酒精溫度計,從而避免水銀溫度計可能帶來的汞污染。在萃取操作的演示實驗中,考慮到溴單質的劇毒性,我將CCl4萃取溴水的實驗改為CCl4萃取碘水。這樣既可以防止因溴蒸氣的揮發而造成對學生的危害,又可以減少環境污染。
(3)妥善處理好化學實驗中的廢棄物。
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一、綠色化學的認識
綠色化學(Green Chemistry)又稱環境無害化學(Environmentally Benign Chemistry)、環境友好化學(Environmentally Friendly Chemistry)、清潔化學(Clean Chemistry)等。綠色化學即用現代化學和化工生產的技術去減少或消除對人類健康、社區安全、生態環境有毒的原料、催化劑、溶劑和試劑的使用,不產生有毒有害的產物、副產物和廢物。綠色化學是化學發展的新階段,是促使人類與環境協調發展的更高層次的化學[2]。
二、綠色化學教育現狀
綠色化學教育是指在化學課堂、實驗、習題等教育中貫徹綠色化學理念、運用綠色化學思想,宣揚綠色環保意識的教育化學教育方式。
當前,我國綠色化學教育仍處于剛剛起步的階段,對于綠色化學教育還需要進一步的普及和宣傳。2003年,我國初中化學課程標準中明確提出了“綠色化學”教育的思想,新課標要求化學必修課程的設計中必須要體現綠色化學思想,同時也要求把綠色化學的理念引入到初中新教材之中,同時要求把綠色化學的思想、綠色化學的理念定位初中化學的教學目標,這些都說明我國初中化學教育中開始滲透綠色化學教育。
雖然,我國中學化學教育之中已經開始滲透綠色化學教育的理念,同時也把綠色化學教育的理念融入到教學目標之中,但是綠色化學教育的的實施仍不盡合理,有待進一步改善。我國中學綠色化學教育存在的問題主要有以下兩方面:
第一,化學課堂教學中還未完全融入綠色化學的思想。我國一些化學教師,還未完全把綠色化學思想融入到日常的化學教學之中,這是因為綠色化學是一門新興的科學,許多化學教師自身也對其不是很了解,很難將其有效的與課堂教學內容整合。
第二,化學實驗教學中綠色化學理念體現的不夠。在中學階段,所教授的化學知識大約有60%以上是通過實驗引入的,但現行的教材中的實驗設計卻很少體現綠色化學和環境化學的理念。現行教材中的實驗設計操作方便、裝置簡單、現象較明顯,卻很少顧及環境污染問題,更談不上對實驗進行綠色化設計。
三、以化學教材內容為依據倡導綠色化學教育
1.立足顯而易見的綠色化學內容,進行綠色化學教育
在多種版本的化學新教材中都包含了非常明顯的綠色化學內容,比如魯教版《實驗化學》教材末尾處“主題拓展從實驗到工廠—化工過程開發”,不僅將實驗室儀器與工廠設備聯系起來、將科學研究與生產實踐聯系起來,還對綠色化學進行了正面介紹。人教版《化學2(必修)》最后一章直接以“化學與自然資源的開發利用”為題目,其第二節專門以“資源綜合利用—環境保護”為題,本節第二部分更是以“環境保護與綠色化學”為標題對綠色化學進行了正面介紹。教材的這種設計使綠色化學的思想更加明確化和系統化,教學中應立足這些顯而易見的綠色化學內容,進行綠色化學教學設計,開展綠色化學教育[3]。
2.努力挖掘教材內容潛在的綠色化學思想
教材中除了有明顯“綠色化學”提法的內容外,還有許多內容包含綠色化學的思想和觀念。例如,在講有機化合物塑料時,以廢棄塑料的回收利用為例,讓學生討論其可能的途徑,認識化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用;在講化學反應與能量這一主題時,結合燃料燃燒效率的提高、高能清潔燃料的開發和新型燃料電池的研制,安排一些調查與交流活動,提出合理化建議。通過這樣的教學設計,可以讓學生意識到資源的循環利用、能源的優化應用以及環境的源頭治理對可持續發展的意義。此外,還有許多可以充當綠色化學教育素材的內容,比如當學習氮和硫的氧化物時,讓學生討論減少大氣污染物的原理和方法。教學中要努力挖掘這些內容潛在的綠色化學思想,適時對學生進行綠色化學思想和觀念的教育。
四、綠色化學教育的未來發展
綠色化學教育在未來面臨的挑戰和綠色化學自身發展一樣充滿了多樣性,涉及到從綠色化學教師培訓到綠色化學技術工業化前景等一系列問題。
1.綠色化學教師培訓
由于綠色化學的產生,尤其是開展綠色化學教育的時間不長,許多化學教師對綠色化學并不熟悉,甚至還有人對綠色化學的重要性和前景持懷疑態度。因此,如何通過進修班、座談會和研究會等多種方式對有志于從事綠色化學教育和教學研究的教師進行必要的綠色化學知識培訓將是各國政府和教育界面臨的緊迫任務,對那些將來可能成為綠色化學家的專攻綠色化學的學生還要制定特殊的培訓計劃。
2.澄清化學物質毒性和物質分子結構之間的關系
要讓學生深刻地認識到對有害化學污染物質進行治理會大大增加環境成本,而化學物質的危險性/毒性作為其分子結構的一種物理/化學性質,是可以預先進行設計和控制的。通過這些知識的傳授讓學生懂得產生分子毒性的理論基礎,影響合成步驟的規律以及產品制備過程中環境狀況發生的變化等。
五、總結
把綠色化學融合于化學教育中已是一種趨勢,已是化學教育的嶄新課題。綠色化學的理念應始終貫穿于整個化學教育之中,因此,化學教育工作者要樹立可持續發展的觀念,使綠色化學思想、內容從基礎教育貫穿到高等教育,讓學生了解綠色化學,培養學生在實驗的操作、運用、開發等方面多從綠色化學的角度來思考;從綠色的角度來說,化學很多物質的制取、化學工藝等等都值得重新考慮。通過在化學教學中滲透融入綠色化學教育理念和思想,使學生樹立起牢固的綠色化學理念和環保意識,一方面這有利于我國綠色化學的大力發展,也有利于我國可持續性發展政策的貫徹落實,有利于我國生態環境保護。化學教育工作者必須抓住機遇,努力在化學教學中滲透綠色化學思想,為我國培養具有綠色化學思想和意識的社會主義建設者。
參考文獻
篇13
近年來,隨著環境污染的加劇和人類對環境問題的關心,化學和化學家面臨著前所未有的挑戰,全新理念的綠色化學應運而生。綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學,它是通過化學方法合成對環境無害或友好的物質的一門新興學科,旨在不使用有毒有害物質,不生產有毒有害廢物,實現有害物質的零排放,從而達到從源頭上根除污染的目的。而我們目前的化學教學也應更新教育觀念,創造性地開設綠色化學課程。在高中階段進行綠色化學教育,把綠色化學基礎知識融入到中學化學教育中,使其成為素質教育結構的一個重要因素,充實我們的教學內容,這對于培養學生的綠色意識、環保意識有著現實而又深遠的意義。
二 我國高中化學開展綠色化學教學的不足
由于我國綠色化學的產生,尤其是開展綠色化學教育的時間不長,許多化學教師對綠色化學并不熟悉,甚至還有人對綠色化學的重要性和前景持懷疑態度。因此,如何通過進修班、座談會和研究會等多種方式對有志于從事綠色化學教育和教學研究的教師進行必要的綠色化學知識培訓將是政府和教育界面臨的緊迫任務。
我國對綠色化學的研究雖然起步不久,但作為普及化學知識和培養能力、肩負培養化學專門人才重任的化學教育,就必須義不容辭地承擔起普及、宣傳和實施綠色化學教育的任務,讓綠色化學教育成為21世紀素質教育的重要內容,把綠色化學教育的思想和內容貫穿在整個教學工作的全過程,使學生認識到化學在社會發展、提高人們生活質量、促進人們身體健康、實現人與自然和諧發展中的作用,更要認識到化學給環境帶來的負面影響,從而使學生牢固樹立起綠色化學和環境保護的意識,認識到綠色化學是“防”,環境保護是“治”,只有從根本上切斷污染源,才能真正做到環境保護。
要想從根本上解決日益嚴重的環境問題,除了依靠科技力量、經濟制裁、法制治理外,各行各業都應重視環境教育工作。尤其重要的是把環境教育納入各級各類學校的教學內容中,采取行之有效的方法,逐步形成保護環境的社會公德。20世紀90年代初,已有人建議在化學教育中滲透環境保護的教育思想,并在一些相關的刊物上發表了許多呼吁這種教育思想的文章。化學教育中的環境教育開始受到人們的重視。
三 實施綠色化學課程的教育設想
1.立足綠色化學內容,進行綠色化學教學設計
我國的化學教材應多涉入綠色化學的內容,例如:人教版《化學2(必修)》,最后一章直接以“化學與自然資源的開發利用”為題目,其第二節專門以“資源綜合利用環境保護”為題,本節第二部分更是以“環境保護與綠色化學”為標題對綠色化學進行了正面介紹。教材的這種設計使綠色化學的思想更加明確化和系統化,教學中應立足這些顯而易見的綠色化學內容,進行綠色化學教學設計,開展綠色化學教育。
2.努力挖掘教材內容潛在的綠色化學思想
教材中除了有明顯的“綠色化學”提法的內容外,還應有許多內容包含綠色化學的思想和觀念。例如,在講有機化合物塑料時,以廢棄塑料的回收利用為例,讓學生討論其可能的途徑,認識化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用;在講“化學反應與能量”這一主題時,結合燃料燃燒效率的提高、高能清潔燃料的開發和新型燃料電池的研制,安排一些調查與交流活動,提出合理化建議。通過這樣的教學設計,可以讓學生意識到資源的循環利用、能源的優化應用及環境的源頭治理對可持續發展的意義。
3.全程貫穿綠色化學的教學理念
要把綠色化學的理念貫穿到整個高中化學教學之中,教師就要樹立可持續發展的觀念。化學教學必須體現綠色化學的新內容,要在課程教材中體現綠色化學的理念,使綠色化學的思想和內容貫穿于化學教學的始終。在課堂教學、實驗等方面,始終貫徹綠色化學的思想;讓學生了解綠色化學,樹立起綠色意識,培養學生從事綠色化學研究與開發的能力。化學教師的環境意識、環境知識和環保技能也要不斷提高,處處做保護環境的楷模,積極開展關于環境教育內容和方法的研究。只有樹立起這種可持續發展、綠色化學教育的觀念,才能在教學、生活中自覺地實施綠色教育,鼓勵和指導學生參加各項環境保護教育的實踐活動,讓學生親身了解和體驗環境污染的過程,從而感受到環境污染的危害性。
四 結語
綠色化學教育是新世紀化學教學的新課題,化學高考具有重要的導向作用和教育功能,它對綠色化學的重視已表明綠色化學教育已成為高中化學新課程不可或缺的一部分。化學教學應結合綠色化學的新成果,將綠色化學思想和原理自然生動地滲透于課堂內外的各教學環節中,增強學生的綠色化學意識,以實現環境保護、可持續發展戰略對公民的要求。
參考文獻