发布时间:2023-03-06 16:02:42
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的绿色化学教育样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
绿色化学是未来化学发展和人类进步的主要方向。世界各国都在进行绿色化学研究,并注重绿色化学的发展与教育。作为化学教育工作者,把绿色化学融合于教育教学改革之中,使绿色化学成为化学教育的一个重要的组成部分是我们应为之奋斗的目标。这样,既能培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力,也能为环境保护、人类与自然和谐发展做出贡献。那么,如何在化学教育教学的过程中体现绿色化学思想,在潜移默化中对学生进行绿色化学观点的教育呢,笔者在教学过程中进行了如下几方面的探索。
一、树立环境危机意识,渗透绿色化学理念
在教学中,应深入挖掘教学内容中的环境因素,适时对学生进行加强环境危机意识的教育。在教学目标中,以绿色化学的理念为指导,介绍人类在环境、生态、资源、能源等方面所面临的困难,讲清环境污染的危害及防治,并采取多种多样的授课形式,如利用多媒体向学生播放由于乱砍乱伐植被遭到破坏,造成水土流失,土地荒漠化的录像;向学生展示由于化石燃料的燃烧造成酸雨的图片,播放由于污水排放造成赤潮、水华的幻灯片通过图表展示20世纪马斯河谷烟雾等公害事件;通过新闻及时关注我国及世界各地环境的变化,同时对学生进行环保知识的教育。
近曰,《国家环境保护“十一五”规划中期评估报告》中指出,“严格落实环境保护目标责任制,毫不松懈地推进治污减排工作”,“大力削减火电、钢铁、有色、水泥行业的大气污染物排放量和造纸、化工、酿造、印染行业的水污染物排放量”,“落实最严格的水资源管理制度”,“建立污染源信息数据库,强化环境保护基础工作”。我们要在课上把这些信息及时告诉学生,使学生认识到保护环境的重要性及国家采取的相应措施,并根据当前学生的认知实际情况,结合课本上所学的知识进行消化、理解和吸收,建立绿色化学的概念,把知识性教育与环保教育融为一体。
二、加强绿色实验教学,进行绿色化学探索
绿色化学实验是绿色化学的重要组成部分,它既能培养学生绿色化学的意识,又能减少对环境的污染。
首先,对一些对环境造成污染的实验进行改进。例如,实验室制取NH3、S02的实验,由于产生的NH3、S02气体有毒、易溶于水,所以应在气体的反应装置后增加一个漏斗或一个干燥管,把气体导入水中或相应的吸收液中,尽可能在密闭的条件下进行尾气吸收处理。如果担心一次实验观察的不够仔细,也可以对实验进行录像,再仔细观察,以减少二次实验造成有害气体的再次排放。
其次,在不影响实验效果的前提下,尽可能做小剂量的实验。用绿色化学的新理念对化学实验进行微型化,发展微型化学实验,利用微型仪器,尽可能少的试剂进行实验。在乙烯的制取和性质的实验中,我用12x70mm的小试管来代替常规试管。改换反应容器后使得乙醇与浓硫酸的混合液由书上的18ml降为2?3ml,且得出相同的实验结果。这样既节省了药品的用量,也减少了对环境的污染。因此,微型化学实验不是常规实验的简单微缩,而是化学实验改革和发展的途径之一,是绿色化学思想在化学实验中的具体体现。
最后,实验操作规范化。学生在实验结束后,不能将实验废液、废物乱倒、乱扔,应倒入废液缸中或放到指定地点。妥善处理化学实验的废弃物,做到废物利用和药品的循环利用。
因此,在实验教学中,有意识的对学生进行绿色化学教育,一方面既减少了有毒、有害气体对空气的污染,符合绿色化学中经济性的原则;另一方面也增强了学生的环境保护意识,加深学生对绿色化学的理解,树立环境保护与绿色化学的观念。
三、联系实际开展活动,大力推广绿色化学
结合课外活动,注重环境教育的基础性、实践性。广播、电视、报刊等新闻媒体中每天都有大量的环境题材,我们要及时搜集与化学和环境有关的资料,运用到曰常教学中去,联系实际进行环境教育,使学生真正感受到化学与环境的关系;带领学生利用假期进行社会调查,到一些工厂进行参观考察,进行专题讨论;利用学校的研究性学习内容,举行环保活动,如“告别贺卡”“不使用修正液”、“废旧电池的回收”、“拒绝一次性碗筷”等活动;使用具有绿色环保标志的产品,如绿色电冰箱、无磷洗衣粉、太阳能热水器等。课外活动形式多种多样,内容丰富多彩,是课堂教育的很好补充。
总之,人类与自然和谐相处,人人都需要树立绿色化学理念。绿色化学不是一门独立的学科,它是一种战略方针、指导思想、研究策略。绿色化学不能取代系统教学,但必须融合其中。化学教育应该把绿色化学和环境保护的知识贯穿于教学的始终,激励学生勤奋学习,刻苦钻研,用先进的科学知识指导工农业生产,优化产业结构,变废为宝,保护环境,美化地球,达到人与自然的和谐。
冷平
绿色化学理念是化学家在研究环境问题时提出的,所谓绿色化学即用现代化学手段去减少或消除对人类健康、生态环境、有害的物质的使用,不产生有毒有害的产物、副产物和废物,它的目的是把化学和化工生产技术路线从“先污染后治理”改变为“从源头上根除污染”,可以说绿色化学是对传统化学的一场革新。我国的绿色化学研究刚刚起步,绿色化学的现论仍不完全为广大化学工作者所了解,中学是人生最重要的学习阶段,在中学阶段开展绿色化学教育有助于培养学生的环境责任感与绿色意识。作为一名中学化学教育工作者,在实际教学中结合当前素质教育对教学的要求,将绿色化学这一重要新信息传递给学生,是一个新的研究课题。
一、中学绿色化学教育的必要性
21世纪是绿色文明的世纪,环境污染的严重性已使人类认识到必须要改变传统化学工业为绿色化学工业。我国是一个新兴的发展中国家,绿色化学对于我国是一个难得的机遇,而要抓住这个机遇就需要千千万万具有绿色意识、懂得绿色化学知识的绿色化学人才,绿色化学教育正是培养绿色化学人才的孵化器,因此,在我国开展全民绿色化学教育已势在必行。
中学教育是人生的最重要的教育,学生的人生观、价值观基本都在这一时期形成。在这个关键时期,绿色意识一旦形成,势必对其一生的社会观产生巨大的影响,因此,在中学教育中渗透环保教育,培养学生的绿色意识是非常重要且必要的。将绿色化学教育融入到中学化学教育中,培养学生的绿色意识、环保意识,就会让全民逐渐认识到化学与环境的关系,了解绿色化学的重要性,在工业中发展绿色化学工业,在生活中选择和使用绿色产品,用绿色化学来造福人类,逐步树立绿色化学的思想,形成环境保护的意识。
二、中学化学开展绿色化学教学的策略
(一)在课堂讲授中渗透绿色化学教本文由收集整理育
课堂教学是教学任务的主载体,是我国中学教育的基本构成部分,课堂讲授中渗透绿色化学教育是最基本的途径。现行的中学化学教材已经融入了绿色化学知识,教师要在课堂教学中充分利用这些绿色化学素材,将绿色化学教育“适时、适度、适量”地渗透其中。例如在“原电池”的教学中,指出化学电源产生的负面影响,并倡导回收旧电池;在“氮氧化物的产生及转化”的教学中,介绍酸雨和光化学烟雾的危害,以及如何处理汽车尾气的方法;在讲“氮的固定”时,对人工化学固氮、雷雨闪电固氮、豆科植物根瘤菌固氮三种方法进行详细分析,指出人工化学固氮和雷雨闪电固氮都会对环境造成一定的污染,而植物根瘤菌固氮既不消耗能源,也对环境无污染,是最好的固氮方法。
此外,教师在全面把握教材的基础上,可以适当地扩充绿色化学内容,如在介绍三废——大气污染物、酸雨、温室效应等概念时,引导学生从减量减废的角度介绍循环操作、交换剂再生等概念。又如在教学中逐渐渗透原子经济论、绿色反应、绿色能源等,引导学生建立绿色化学思想。
(二)用绿色化学思想设计、改进化学实验
化学是一门以实验为基础的学科,中学化学包括一系列的教学实验,现行的中学化学教材有60%的知识是通过实验引入的。但是传统的化学实验不可避免地出现这样或那样的污染问题,因此利用绿色化学的新理念对化学实验进行改革,已成为化学教师的共识。根据绿色化学的教育理念,结合中学化学实验的目的、特点和意义,应加强以下几方面的绿色化学实验设计:
(1)推广微型实验。采用微型化的仪器装置进行实验,如做硫在氧气中燃烧的实验时,可将硫粉用量从常规的0.5克减少为0.02克,就将二氧化硫生成量从l克减少为0.04克,减少了排污量,另外还可以在集气瓶中装氢氧化钠溶液吸收产生的二氧化硫,防止二氧化硫排放到空气中,减少了二氧化硫对环境的污染。
(2)改进实验。教材中的很多化学实验是沿用多年的设计方案,污染环境且成本高,教师要引导学生在不影响实验结果、观察效果的前提下,对实验加以改进,从而尽量减少实验试剂和实验产物对环境的污染。如考虑到co的毒性,在还原cuo实验中可以连接尾气处理装置;指示剂与酸或碱作用等颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行,实验所产生的酸的废液和碱的废液可混合在一起进行中和反应除掉,这样可以减少废液对环境的污染。
(3)加大废弃物的回收、利用,进行绿化教育。如将化学实验产生的各种废物分别放入回收容器内,采用中和、吸收、回收循环利用等方法来处理;如在氯气制备实验中强调了尾气的处理办法;对有机溶剂经处理后再循环利用,采用方法包括以下步骤:1.用活性炭对使用后的有机溶剂进行吸附预处理,活性炭与有机溶剂的重量比为0.1~0.5∶1;2.过滤,除去活性炭,得到预处理后的有机溶剂;3.预处理后的有机溶剂通过提纯回收有机溶剂。与现有技术相比,有机溶剂回收利用方法工艺合理,先利用价格低廉的活性炭对有机溶剂进行预处理,吸附部分杂质后再进行回收处理,操作简单,具有环保、节约等优点。
(4)创意利用废物。引导学生将生活中的一些废物作为化学实验用品,在充分利用废物的同时也减少了污染。如将饮料吸管作气体导管,用废弃的玻璃瓶等制作酒精灯,用一次性输液器做导气管、多用滴管等。
(三)开展形式多样的教学活动
(1)开展多媒体教学
现当代多媒体教学手段集声音、图像、视频于一体,它在优化教学方法、提高教学质量方面发挥着越来越重要的作用,同样的,它在进行绿色化学教育中的作用也很突出,利用计算机多媒体技术科学化仿真实验等能让学生在愉快、振奋的氛围中直观地学习到知识,大大地提高了教学效率。
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(2)开展专题讲座
课堂教学显然无法达到让学生从整体上了解绿色化学的目的,举办绿色化学专题讲座是课堂教学的补充教学方法。学校应定期举办与绿色化学有关的讲座,邀请环保局专家来校作专题报告,宣传环保知识。使学生认识到,化学绝不意味着污染,绿色化学作为更高层次的化学值得大家去学习,去探究。
(3)开展社会实践
虽然环境污染问题正日趋严重已经成为了学生的共识,但由于受到应试教育的影响,学生们并没有从感性上认识到环境污染到底有多严重,因此,要开展社会实践活动加深学生对绿色化学的认识。学校负责联络社会机构,指导学生参与实践,让学生走出校门,了解自然,了解我们生存的环境,亲自体验绿色化学问题。例如安排学生对居住的周围环境、工矿企业、大气、土壤、山川等进行参观考察,社会实践活动不仅可以激发学生对环境问题的兴趣,而且还会增强他们对于环境问题的责任感和紧迫感。
总之,通过开展形式多样的教学活动,可以让学生在原本十分紧张的教学课堂里从容地渗透绿色化学教育,从而达到一个较好的教学效果。
(四)教师要更新观念,以身作则
教师队伍水平的高低直接影响着教育的发展,化学教师在绿色化学教育中起着举足轻重的作用,更新中学化学教师的观念是实施绿色化学教育的前提性条件。首先,化学教师要树立可持续发展的价值观,要树立绿色意识,要以人与自然和谐发展的观念来重新认识化学学科,这样才能将教师的观念在教学过程中潜移默化地传授给学生;其次,教师要充分掌握关于绿色化学的知识、理论,这样才能合理地将化学教学与绿色化学有机地结合起来;最后,教师要有良好的素质,良好的实验习惯和实验作风。只有教师的观念更新了,知识丰富了,才能达到传授绿色化学知识,培养学生绿色意识的目的。
传统的化学教育以培养更适合传统的化工产业人才为教育目标,这样的人才在企业中只关注经济效益,存在一定的原料低价、资源物价的扭曲价格的现象,会造成环境污染以及能源浪费的问题。绿色化学则是更高层次的化学,是科研工作者一直在研究的课题,是培养具有环保意识和环保知识人才的必不可少的途径。因此,作为高素质劳动者、专业性人才培养基地的高职院校,将绿色化学内容传授给学生是非常有必要的,也是时代所趋。我国高职院校中的化学教育是一个很重要的部分,高职院校的化学教育不但要培养出化学领域的专业人才,还肩负着造就新一代的化学教育工作者的重要任务,因此一定要在高职化学教学中推行绿色化学教育。
二、绿色化学在高职化学教育中的应用
1.高职化学教材要体现绿色化学的观念。目前我国高职化学教材中关于绿色化学的渗透还比较缺乏。能够开设绿色化学课程的高职学校应该根据自己的实际教学情况来选择适合的教材,通过对教材的应用不断地反馈和积累绿色化学相关的信息,及时的对教学内容或者教材内容进行修改和调整,始终保持教材内容和教学内容的前瞻性和创造性。教材对于学生学习知识来说是十分重要的,学生对于知识结构的认识基本是从教材上转化而来的,因此,教材结构的好坏直接影响着学生知识结构构建的好坏。由此可见,教材的改革是势在必行的,改革应该在原教材的基础上去除糟粕、留取精华,将绿色化学的概念和理论渗透在教材之中,让学生在全面掌握化学基础知识的同时对绿色化学知识进行更好的应用和学习,构筑严谨的化学知识体系,适应时代的要求和发展。
2.高职化学教学要体现绿色化学。高职化学教育工作者应该树立可持续发展观,要将绿色化学的教育思想贯穿到整个化学教育中,要让学生清楚地认识到将传统的“粗放型”化学转变为“集约型”的绿色化学是科学技术进步的重大体现,也是化学领域发展的重大飞跃,老师应该在课堂教学中时刻体现绿色化学的原则,并以适当的方式来将绿色化学的知识进行渗透。
3.在化学实验教学中进行绿色化学的教育①教师进行准确的示范,保证绿色化学的实施基础。在化学教学中,化学演示是老师向学生传授知识的重要手段,也是老师对学生科学操作方法和环境教学的最直接的方式。在进行演示实验时,老师应该注意自己操作的规范性,将绿色化学教育渗透到每一个演示步骤之中。②创新实验方式和实验内容。高职化学课本中的有些实验存在一定的危险性,这需要老师在教学时加以修改和创新。与此同时,还应该减少对于玻璃仪器的实验依赖性,一些颜色明显的定性实验可以在点滴板上进行,例如Fe的显色试验等。
这种定性的实验还可以在滤纸上完成,例如电解饱和食盐水,检验醛基的存在等等。另外,还可以利用多媒体计算机软件等来进行仿真实验,但是要以学生能给获得基本的操作训练为前提。③把绿色化学理念贯穿于整个实验过程。高职的学生在中学阶段已经获得了基本的实验技能,对于规范操作也有了一定的了解,在这个基础上老师要对学生进行绿色化学理念的教育,要求学生在实验之前准备好预备实验计划,让学生对实验过程中可能出现的污染问题进行思考。最重要的是要在实验中培养学生的绿色化学的精神。
1.绿色化学教育体现新课标素质教育的要求
绿色化学又称为环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。其理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物。从化学科学观点来看,绿色化学是化学科学基础内容的更新;从环境观点来看,它强调从源头上消除污染;从经济观点来看,它提倡合理利用资源和能源,降低生产成本,这是符合可持续发展要求的。
2.化学教学中如何对学生进行绿色化学教育
2.1 以点带面逐步树立学生的环境忧患意识。对学生进行环境教育,首先要使学生对环境保护的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识。环境危机意识是环境教育最适宜的切入点。利用化学学科优势,教师可以以点带面,介绍环境污染及其危害,逐步树立学生的环境忧患意识,从而培养学生的绿色化学思想及可持续发展战略。
通过教材与生活实际的联系,这样既可以调动学生的积极性,又可以鼓励学生的自主参与意识。让学生明确化学资源利用和环境保护的重要性,明确发展经济不能走先污染后治理的老路,要提倡绿色化学,从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,从而树立学生的绿色化学思想。
2.2 在化学教学中渗透绿色化学内容。化学不仅在资源开发上能发挥重要作用,在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。现行的中学化学教材已经融入了绿色化学知识,教学中要时刻体现出绿色化学的原则,渗透绿色化学教育。例如:在讲"化学反应及其能量变化"时说说能量的开发与利用、能源的合理开发与利用;"卤素"中氯气用于自来水消毒的利弊、氟利昂对臭氧层的破坏与保护等;"硫和氮的氧化物"中讲讲酸雨的危害与防治、大气的污染与防治等等;使学生意识到应如何合理应用化学,用绿色化学观点防治污染、保护环境,为人类能生存在一个绿色的地球上做出自己的贡献。
2.3 在实验教学中渗透绿色化学思想。
2.3.1 改进教材实验,消除实验污染源。保护环境,要从一开始在源头上减少或消除污染。教材中的一些有毒气体的性质和制备的实验,例如必修1中:铜与浓硝酸、稀硝酸反应的演示实验,如果按教材中的实验装置势必会产生一定量的氮氧化物气体,会造成大气污染,危害师生的健康。如果对这个实验做出一定的改进(如图所示),就可以避免氮氧化物气体的溢出,从而消除了对环境的污染风险。
2.3.2 推行微型化学实验,有效控制污染。微型绿色化学实验操作简单,实验现象明显,实验成功率高,有很高的趣味性。铜与浓、稀硝酸反应微型化改进装置图。新课程的实验教学过程中,教师应注意利用新型绿色环保材料与绿色化学发展的最新成果,以提高学生的兴趣为目的,使用不同的教学策略,以实现绿色化学教育的发展,使学生了解绿色化学,培养绿色化学意识,逐步实现绿色化学教育的目标。
绿色化学实验教学,可以提高化学教学质量,落实科学素养培养的目标,在化学课程内容和形式上具有不可替代的作用。
重视绿色化学实验,倡导环保,强化科学探究意识,促进学习方法变革,培养学生的创新精神,让他们成长为一个高素质的人才,这是我们研究绿色化学的目的。
2.3.3观思结合找出现象的本质。感觉与思维总是密切联系着的,整个观察过程都包含积极的思维活动。在观察时,要一边观察,一边用已学知识判断反应是否进行或进行的程度、条件,并对物质及其变化的现象进行比较、分析,找出它的特点和异同,综合、推理得出结论,这样来找出现象的本质。例如,把人体呼出的气体吹入澄清的石灰水中,发生的现象有吸气声音,形成气流以及出现浑浊现象等。经分析比较,推理知"出现浑浊是由于CO2与石灰水反应生成CaCO3沉淀的缘故。这就是实验的本质。它说明人体呼出的气体中含有CO2的缘故。而吹气时的声音,以及形成的气泡,都是次要的。
所谓绿色化学教育,就是指教师在教学过程中坚持绿色思想,实现化学科学的真理性与人文、社会需求的有机结合,切实培养学生的绿色健康意识。绿色化学教育的主要目的就是帮助学生树立起可持续发展和环境保护的理念,促进学生的全面发展和进步。在备课环节中,要始终坚持绿色化学教学的设计理念,教学模式力求绿色化,尽可能用绿色原则把握和衡量化学性质和化学实验,引导学生建构起科学有效的绿色化学分析方法。要推动高中绿色化学教学的有序开展,就要系统贯彻绿色化、绿色技术与科学指导思想有机结合的教学模式和方法,坚持理论联系实际,在教学中全方位、多层面地渗透绿色化学理念。
二、高中化学教学中实施绿色化学教育的有效方法
绿色化学要求在实验中遵循以下几条绿色原则:其一,尽可能开发和设计绿色实验。其二,减少实验中废物、尾气的排放,减少对周围环境的污染%同时尽可能对实验产物进行循环利用。其三,在不影响实验效果的前提下,尽可能减少原料用量,实现化学实验的微型化和小型化。其四,采用计算机模拟化学实验的形式替代污染严重、条件苛刻或者试剂价格昂贵的试验。其五,对实验所产生的废弃物进行妥善处理,减少对环境的污染。由此,高中绿色化学教育的具体实施方法有以下几种:
1.实验微型化。
在化学实验中,尽可能减少仪器和试剂的使用,从而节约时间、减轻污染、减少试剂浪费。在绿色化学思想的指导下,微型实验课题应运而生。所谓的微型实验,并不是简单的微缩常规实验器材,它也不是常规实验的补充或者对立,它是为有效减少污染而研究和制定的一种新方法和新技术。
2.实验绿色化。
尽可能减少废弃物的产生,防止有害物质和气体的大量排放,加强对污染物的吸收,实现化学实验物质的循环利用。实施绿色化学的根本目的就是尽早实现实验废弃物的零排放。因此,要加快改革教学方法,不断开发新仪器、新方法和新技术,减少废弃物排放。
3.教学绿色化。
1大学化学教学中灌输绿色化学理念的重要性与必要性
近年来,随着环境污染的愈发严重和公众对环境问题的日益关心,尤其是近年来我国多地连续出现大面积的雾霾天气,迫使人们思考保护环境和发展经济的两者关系问题。究竟是先发展经济后治理环境,还是在发展经济的同时就杜绝环境污染的发生?人们开始对化学工业提出质疑,认为这一切主要是由化学造成的。面对这种情况,化学教师在日常教学中对学生进行绿色化学理念教育就显得尤为必要,是培养具有绿色意识和环保能力高素质人才的基础,也是解决环境问题的根本出路。同时化学工作者也应该深刻反思,回过头去看看化学给环境带来了哪些负面影响,总结经验教训,按照绿色化学12条原则的要求,研究出新的原子经济合成路线,开发出新的绿色化合物。绿色化学与环境保护不同之处在于:绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染,从而在根本上切断污染源。目前绿色化学在节约能源、防治污染、保障人类健康与安全等方面发挥着日益显著的作用,受到了社会的极大关注,发展绿色化学成为当今社会的迫切需要和大势所趋。让学生们坚信,化学在创造出更多的高新技术材料的同时,也一定能避免无用的、有害的物质产生。教师应该用实际生动的范例充实我们课堂教学的内容,按照范例所涉及的知识点,自然地、形象地渗透到大学化学中。满足社会的需要是大学化学教学的重要目的之一,21世纪社会需要的是具备高科学素质的“绿色工程师”,他们肩负着建设祖国未来的使命,是国家的栋梁之才。学生在校学习阶段就牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,使他们自觉的成为未来环境的保护者。因此,作为培养未来高级专业人才的高等学校,为适应21世纪社会对高级人才培养需求,在大学化学的教学中,融入绿色化学的理念,使学生了解绿色化学,认识绿色化学,构建起绿色化学思维,方能从根本上预防环境污染事件的发生,解决目前环境面临的困境。
2大学化学实验教学中构建绿色化学理念的探索
化学是以实验为基础的自然学科,实验教学在大学化学教学中有举足轻重的作用,但实验也是产生污染的主要渠道之一。人们的传统思想是化学实验造成污染是不可避免的事情,“环境保护”就是治理污染,更不会想到还可以从源头上防止污染的产生。首先我们在实验教学中,坚持让学生在实验前对实验内容预习,并写出预习报告,在预习报告中包含设计具体实验步骤,尽量减少试剂用量,实验结束对实验室废液的如何处理,减少“三废”的排放,以降低污染和减少浪费,从而实现绿色化学的理想和目标,其次对实验教学内容进行“绿色化”改革和创新,在保证学生基本实验技能得以训练的前提下,尽可能开设对环境友好的实验。具体来说要做好以下两方面的工作。一方面,改革实验部分内容。遵照绿色化学的理念,从实验项目和内容抓起,从源头上阻止污染。因此,在实验教学中要实现教学内容的绿色化,最先考虑的是实验项目的设置,既要能体现实验教学的目的,又要能达到化学实验的“绿色化”。如沉淀溶解平衡实验,经典的Pb(NO3)2和K2CrO4生成黄色PbCrO4沉淀,尽管现象明显,但Pb、Cr都是有毒重金属,会对水资源造成严重污染。为此选择Na2SO4和BaCl2作为沉淀试剂,生成白色BaSO4沉淀,现象明显,实验效果良好,既达到了实验目的,又减少了有毒物质的使用和排放。对于某些与绿色化学理念相悖有毒的验证性实验,亦不能提高学生的综合操作技能,则予以删除,选取具有代表性的无毒的实验来锻炼学生的基本操作技能。如有机化学醛酮、糖等性质实验,所用化学试剂毒性很大,取而代之的是测定葡萄糖旋光度的实验,彻底杜绝了有毒物质的使用和排放。
另一方面处理实验废弃物,杜绝污染物的排放。我们在大一新生刚开始做第一个化学实验时,就以绿色化学理念引导学生正确处理实验室广泛使用的铬酸洗液。若不经处理的含铬废水直接排入下水道,就会造成严重的铬污染,这样既消除了铬的污染,又得到副产品Cr(OH)3和Fe(OH)3。再如废酸废碱的中和处理,含银盐的废液通过加入金属锌进行还原回收金属银,变废为宝,一举两得,保证实验全过程的绿色化。第三利用现代信息技术建设网络虚拟仿真实验室,将有毒实验进行仿真实验演示。例如沉淀溶解平衡碘化汞沉淀的生成,碘化银在氰化钾中溶解等实验,分别需要用到极毒试剂氯化汞和氰化钾,实验后的废液虽经过处理但仍对环境造成极大危害。将类似的有毒实验由老师集中做并现场录像或从网上下载有关视频,制作成多媒体光盘挂在网上,供学生下载观看。同时加强实验管理,严格要求操作规范,培养学生良好的实验习惯,将实验教学对环境的损害降到最低限度。把绿色环保的办学理念渗透到实验细微之处,将绿色化学的理念印入脑海,提高环保意识,达到化学实验绿色化的宗旨。
3大学化学理论教学内容的绿色化
大学化学涵盖无机化学、分析化学和有机化学等内容,教学内容十分丰富,其中的绿色化学反应例子很多,为绿色化学教学提供广阔的平台。教师应该在教学中须对教材进行优化重组、拓展和创新,结合具体的内容对学生灌输绿色理念。教材中涉及到绿色化学的反应加以重点强调,对未体现出绿色化学的教学内容进行及时的补充、适当的拓宽。例如乙烯被氧化成环氧乙烷[8]制备重要化工原料乙二醇的反应就符合原子经济性原则。在讲授碳的氧化物时,介绍CO2在绿色化学中的重要用途,当CO2在临界点(温度31.1℃,压力73.8个大气压)以上时,CO2具有液体的密度和常规液态溶剂的强度;同时它又具有气体的粘度,因而有很高的传质速度,而且具有很大的可压缩性,这些特点使超临界二氧化碳成为一种优良的溶剂,它无毒、不可燃、而且价廉,已发现许多反应能在超临界二氧化碳中进行。因此,研究超临界二氧化碳溶剂代替挥发性有机化合物作溶剂,从而消除它们对环境的污染,这就符合绿色化学不使用有毒溶剂的理念。农作物秸秆的综合利用是当前我国面料的实际难题之一,植物生物质的主要成分是木质素~纤维素和半纤维素,它们都可以转化成极为宝贵的能源和化工原料。但是为了充分和高效地转化它们,必须在木质素降解酶催化下水解,得到葡萄糖等小分子物质之后,再把它们转化成需要的有机化学制品,从而实现生物质替代石油作化工原料。例如,氢气是绿色清洁能源,但氢气的制取一直困扰着氢气的推广使用。用木材及农作物残渣为原料,以NaOH作催化剂,用Ca(OH)2作CO2吸收剂。该工艺优点:不使用氰化物和甲醛,操作安全,生产步骤少,产率高。
我国是人口超级大国,同时也是资源丰富的国家。社会经济的高速发展,必然带来资源的高消耗,人口数量的不断提升,人们所能占有的资源也是屈指可数。我们可以清楚的看到,摆在我国面前最大矛盾就是:通过对生态环境的“牺牲”来换取经济的“腾飞”,还是更好的限制人均资源的消耗来保护目前的生态环境,最大限度的降低破坏。工业在我国占据了举足轻重的作用,关系到整个国民经济的发展,而其中我们所熟悉的化学工业为其他行业持续不断的提供更多的科学服务和产品支持。但是,我们不得不面对在追求经济高速发展的同时,整个大自然也受到了空前破坏的问题。生态失去平衡和环境受到严重污染制约了经济的发展,也影响了人类的日常生活、健康,不断加深社会各个领域的矛盾,出现更多的问题。面对这种现状就必须让我们通过改变研究模式来改变生产模式,将“绿色化学”的理念融入到化学工业中,将能从源头控制和防范污染。绿化化学无疑是“无害”为基础的环境化学,通过化学的先进技术和手段更大限度的消除或者降低有害于人类健康、生态环境的原料、产物、副产品、催化剂、溶剂等生产和使用。绿色化学的核心理念是倡导不要使用有害、有毒的物质,更加不能产生过量的废弃物,不合理的处理废弃物。这是一门从源头加强防范和控制污染的化学,或者说这是一个更有层次的化学理念。从绿色化学的定义上我们就能看出它是以可持续发展为目标而产生的理念。绿色化学理念引导人们更加重视环境。早在1996年美国就以“总统绿色化学挑战奖”作为美国绿色化学挑战计划中的主要内容,通过这个奖项的设立,其目的是为了鼓励人们敢于探索绿色化学,积极使用和推行绿色化学的科研成果。在上个世纪90年代我国的主要力量还放在经济发展上,也在1996年举行过以“工业生产中绿色化学与技术”为主题的研讨会,通过这个小小的研讨会也体现了我国对环境保护的重视,对绿色化学工业成果研究和开发。后来的一年,在香山会议上宣布了我国以“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”为主题的研讨工作机构。从这些资料来看我们在进行高校化学教育的过程中,需要将这些思想体现出来,做到更好的借鉴。
二、绿色化学理念在高中化学教育中作用的研究
绿色化学理念在化学教育中有助于培养辩证统一的良好思想绿色化学以全新的方式颠覆了“先污染再治理”的思想,需要从源头抓起,才能避免污染和破坏,是一门以源头为基础进行治理的无害化学。而且要特别强调了,对绿色化学全新理念的推出并不是要全部否定传统的化学,而是以客观为基础,坚持唯物主义的观点,将传统化学的精华发挥的淋漓尽致,将对人类健康和生存环境有危害的因素消除,这才能更加突出绿色化学的核心理念。
绿色化学理念有利于加强学生更加爱护生命最近几年,根据资料显示,我国食物中毒人数已经达到了4万人,而且这个数据只是所有发生事件中的一小部分。经过分析导致人们食物中毒的主要原因有:过量农药杀虫、剧毒残留等等。在高中化学教材中涉及到了部分农药,例如我们非常熟悉的DDT、六六六、有机磷农药等等,根据目前农业的快速发展,以实现绿色产物为目的,全方面的对农药进行评价。例如:六六六和DDT具有很高杀虫性的同时,也会严重的污染其环境,而且具有很高的毒性,对人类与牲畜都的健康具有很大的威胁。而这些具有危害性的农药正逐渐被植物生长调节剂与以内源性的昆虫激素等具有生态意义的农药所替代。这类新型的农药不但高效、而且不会污染环境,降低了毒性不会危害到人类和牲畜的健康。最大限度的避免了因为农药的滥用而出现大量鱼类、益鸟益虫的死亡的现象。为学生举出绿色化学具体教育实例,从而加强学生保护环境的意识,积极主动的去倡导和爱护我们生存的环境。绿色化学理念有利于培养正确的发展观
高中化学教育工作者要树立可持续发展的先进观念,将绿色化学的理念渗透到整个化学教育过程中去。在进行课堂教学的时候要重视对绿色化学原则进行体现,将绿色化学的相关知识做到更好的渗透。让学生知道在发展的同时不能以牺牲环境作为代价,地球上的能源和物质都是有限的,要善于应用和珍惜。例如:学习“烯烃与溴的亲电加成”相关知识时,以往基的烯烃与溴的加成反应逐渐连结吸电子所取代,在麦克尔受体的作用下烯烃在阳光引发下与溴进行自由基的加成反应。而这里的能源绿色化就体现在对太阳辐射能的直接利用,它为解决目前化学能源的污染性、有限性以及温室效应等能源问题开辟了更多的出路。通过以上绿色化学的实际例子进行教育,让学生明白和关心生态环境、珍惜能源等问题,逐渐加强学生的社会责任感。绿色化学理念有利于培养学生的创新意识绿色化学理念是对传统化学一次全新的改革。可以通过以化学理论课为基础,融入绿色化学理念培养创新意识,并得到实践和强化。例如:在高中有机化学教材中,介绍浓硫作为酸催化剂的时候,只介绍了酯化反应。但是浓硫酸作为催化剂的时候存在诸多问题:对设备进行腐蚀、产生大量的无机盐废弃物、收率低等。这样可以对学生进行引导从多个角度来提升产物收率的方法。学生进行资料手机和查阅提出了一些方案:一是用高效催化剂替代,可以用杂多酸、固体超强酸、无机路易斯酸等;二是建议使用绿色溶剂:三是用微型实验进行替代。从实际情况出发,鼓励学生敢于亲自动手操作进行验证,这样开拓了学生的研究,培养了学生的绿色化学意识,激发学生的创新精神。
关键词:知识;内容;化学
中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1003-2851(2009)10-0165-01
一、中学阶段绿色教育的重要性
中学化学课程标准指出:中学阶段的化学课程主要是帮助学生理解化学对社会发展的作用,能从化学的视角去认识科学、技术、社会和生活方面的有关问题,了解化学制品对人类健康的影响,懂得运用化学知识和方法治理环境污染,合理地开发和利用化学资源:增强学生对自然和社会的责任感;使学生在面临与化学有关的社会问题的挑战时,能做出更理智、更科学的决策。而贯穿这些知识和内容一条重要的线索就是绿色教育。绿色化学、绿色食品、绿色环保、绿色能源等无不渗透到材料科学、生命科学、环境科学和能源科学之中。绿色教育有助于学生对化学与社会、化学与生活、化学与环境、化学与材料、化学与能源等知识更理性的认识,能使学生更好的理解化学与发展的辩证关系,促使学生创造性思维和创新精神的发展。中学阶段的化学课程具有启蒙性、基础性,而可持续发展观的预见性和全民参与性也要求:绿色意识要从小培养起,培养要向全人类。所以在中学阶段加强绿色化学思想教育显得尤为重要,使学生毕业后无论奔赴何种工作岗位,都能具备节能降耗、防止污染等绿色意识,象绿色的种子一样播撒在全国各地,为改善中国的环境和可持续发展战略打下基础。
二、绿色教育的内容
应以绿色化学为树干,以绿色食品、绿色能源、绿色建材等绿色意识为枝叶。
首先,要理解绿色化学的含义及其作用:绿色化学又称环境无害化学,是指从污染预防的基本思想出发,在化学品生产的始端就采用预防的科学手段。它的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。绿色化学的目标是不使用有毒、有害的物质,不生产废物,不处理废物。它和“末端治理”不同,是一门“从源头上阻止污染”的化学。防止污染总比治理污染更显主动,所以实施绿色化学才能从根本上保护环境。可见,绿色化学是对环境更友善的化学,是人类追求与自然和谐相处更完美的一种高级表现。其次,要理解绿色食品、绿色能源、绿色建材等绿色概念的含义,以充实和丰富绿色教育的内容。
当然绿色教育远不能局限于以上内容,只要是对环境友好,无公害,能使人类和自然和谐相处和谐发展的都属于绿色教育范畴,包括其做法和思维等。
三、实施绿色教育的几点做法
(一)在教材中渗透绿色意识,中学化学教材的内容中本身就包涵着许多绿色化学的知识。对这些知识进行挖掘并结合教材、生产、生活实际地讲解,能激发学生学习化学的兴趣,更好的理解和运用知识。如在讲化学反应中指出化合反应(A+BAB)最符合绿色化学理念,在讲生命必须元素时引入绿色食品,在讲能源时引入绿色能源,讲材料时引入绿色建材等等。
(二)运用多种教学方法
授课时可以采用作专题讲座、专题讨论、网上查询、课外活动、参观调查、亲身体验等灵活多样的方式进行。如开展《化肥、农药污染与人体健康》讲座,讨论“生活污染点滴及其危害有哪些?”,收集绿色奥运相关资料,调查当地的污染状况和取得的成果,入住绿色生态园等。实践证明,实施绿色化学教育更贴近生产和生活实际,激发学生学习化学的兴趣,培养学生的创新思维。但要注意,中学阶段绿色教育在知识上不能过高追求深度,主要是灌输绿色思想、培养学生节约资源、保护环境等绿色意识。
(三)以绿色化学实验促使学生绿色意识具体化发展