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关键词:绿色化学;高中化学;渗透
一、引言
绿色化学是一种在技术经济等领域利用新技术以减少对环境污染从而保护环境的新型化学反应,由于它在化学反应途径中以最大限度实现无污染或者净化污染物,且其研究内容是发现更为环保的能源化学材料。这种工艺非终端环境治理,也更能实现可持续发展。
二、绿色化学的具体内涵
绿色化学是一种意在最大限度上利用资源使得资源利用率达到最大,以提高产品或者有用物质的转化率,从而进一步可以由始端解决环境污染的问题,达到污染物治理的新型化学。由于现在环境问题的日渐严重,使得各国都在积极促进绿色化学的研究。而且绿色化学随着科学的发展已经跨越了学科的界限,除了化学专业本身,绿色化学也涉及了机械制造、电子数学等领域,绿色化学这一研究方向已成为跨越国籍跨越学科的全球性的科学方向。绿色化学的基本要求是减少资源的使用并且加强重复利用率,实现二次利用或者对污染物副产品及时回收,或者在转化后对废物进行再生。那么对于转化率低污染程度大的原料,应该积极寻找可替换资源,减少其使用量。
三、绿色化学在高中化学教学中的渗透
在教材中,要充分体现当今环境污染的严重性,环境状况不容乐观,从而引起学生对保护环境发展绿色化学的必要性。在化学生产工艺与化学技术方面,绿色化学的出现对帮助工厂减少能源消耗,提高资源利用率,从而提高工厂效益有重要作用。如果将眼光放远,绿色化学是一种全新的经济环保理念,由此可以看出它代表了人类最长远最根本的利益,这样就对于实现可持续发展具有重要作用。由此可以看出绿色化学中所包含的众多优点,因此这些优点对于引进高中数学中也是十分重要的。在高中,学生需要做大量的化学实验,每天都会消耗大量的化学试剂,由此产生的废料废物如果直接排放到环境里,对学校师生以及周围居民的身体健康的危害也是不可忽视的。因此,在高中化学课程里引入绿色化学这一理念就十分重要了。
四、如何在高中化学中践行绿色化学的理念
第一,教师本身应该加强绿色环保意识。教师作为教书育人的主体,除了严格要求学生以外更需要严格要求自己践行绿色化学的理念,从自身做起树立绿色化学的意识,落实在课堂教育中的环保理念。第二,让绿色化学理念渗透于课堂之中。虽然中国对绿色化学的重视逐渐加深,课本教材上也出现了绿色化学的身影,但是绿色化学在课堂上所占的比例还是太少,由于绿色化学不属于考试范畴,有些教师在教学过程中甚至将其忽略。因此,在课堂上加深学生对绿色化学的认识,让学生了解绿色化学的重要性就不可或缺了。为了顺应当今社会对于环保理念逐渐重视的现状,教师也应该让学生在非实验课的课堂之中树立起绿色化学对生活重要性的认识,从而促进学生综合素质的提高。第三,实验课中的绿色化学的渗透。对于高中化学来说,实验课可以最大限度地增强学生的动手能力,增强学生理论联系实际操作的能力,这样就可以使学生更好地了解课本之中知识的意义,因此化学实验课是课堂上极其重要的组成部分。绿色化学的实验准备与基本流程。实验材料用量的多少以及结果的可靠性全都依赖于实验流程,这也是为什么在做实验之前应该充分地研究实验原理,使得设计出来的实验所需用量都在最佳之内。如果由于实验之前的失误使得用量错误,那么就只能从头开始试验,这样就造成了实际浪费因此不符合绿色化学的理念。此外在实验过程中,绿色化学理念要彻底贯彻,学生需要考虑如何在试剂量一定的情况下来确保实验转化率最高,使得实验过程中尽可能地节省试剂节约资源。实验之后废料的处理。化学实验中很多试剂使用过后不能收回,而且会产生有害物质,这就要求教师以及学生在实验之前就准备好实验所需物品的确定的量,造成尽可能少的浪费。以及实验后的废料如果不处理直接排放到环境中,对环境也会造成污染,因此在实验过程中,教师应该将废弃物的处理放入实验最后一个环节,或者教师用最恰当的手段处理废料,来确保废弃物得到充分净化,以免对环境造成污染。教师在教学过程中还可以通过让学生讨论,阅读相关文献的方法来使学生更好地理解绿色化学的概念,在实际教学操作中,教师可以在解释反应过程中适当缩短时间,举出更多学生可以理解的例子,从反应物、反应时间、反应条件、消耗能量、催化剂等各个方面来进行比较,让学生更好地理解其中绿色化学的内涵。
五、结束语
绿色化学作为一个大的方向与研究项目,不是一朝一夕可以完成的,因此教师更应该从学生对知识的接受能力以及认知能力为出发点,在课堂中从自身做起让学生潜移默化中树立绿色化学的理念。在注重可持续发展的现代,渗透到高中化学教学中的绿色化学,对未来环境的影响会更加深远。
参考文献:
[1]邢季颖.绿色化学理念在高中化学实验中的应用研究[D].辽宁师范大学,2013(04).
1.绿色化学的重要性绿色化学这一概念
最早由美国化学会于1991年提出,作为从源头上防止环境污染的一种重要策略和手段,20年来,越来越受到人们的关注。绿色化学概念从提出的那一刻起,就明确了它的现代内涵,这就是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。即用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。绿色化学是根据预防污染思想发展起来的,是实现污染防止的基本的和重要的工具,也是提高人类物质再生产能力的一个技术保障和驱动机制,为人类的可持续发展提供完整的体系和方式,符合和谐社会建设的根本性要求,也是人类社会可持续发展的必由之路。它的诞生,具有划时代的意义。首先,绿色化学彻底抛弃了“先发展、后治理”,发展经济以牺牲环境为代价的粗放发展模式,进而采用绿色的与环境友好相结合的发展模式,从源头上堵住污染的产生,从根本上减少或消除污染,是一条人口增长、经济发展、社会进步、环境治理和节约资源相互协调发展的和谐之路;其次,它给人类社会和自然环境带来积极影响,控制污染在时间上的延续和空间上的扩展,为人类及其社会的可持续发展提供调节和制约的保护作用,能够不断调整和平衡资源的有序开发和综合利用,制约利用资源的速度和规模,扬长避短,变害为利,减少和克服人类社会发展过程中给自然所造成的负面影响,保护频于灭绝物种和不断减少使用资源,使人类社会的发展和经济的增长置于自然和谐律动的限度之内;再次,绿色化学为可持续发展提供观察和监测的规划作用,如全球变暖、臭氧层被破坏等环境问题,需要世界各国共同努力,而绿色化学的功能恰恰能够不断地观察和监测全球发展的表现和动向,对人类社会、经济、生态环境的发展决策和行动提供智力支持,从而形成有效的规划蓝图。绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益,而且说明化学的负面作用是可以避免的,显现了人的能动性。
2.把绿色化学理念贯穿到中学化学教育教学全过程,提高学生的绿色化学意识和实践能力
中学化学教育是培养高素质人才环节中的一个重要组成部分,我们应当把绿色化学及其理念融合在化学教育教学全过程之中,使绿色化学成为化学教育教学的有机组成部分,提高学生的绿色化学意识和实践能力。
2.1结合教材内容培养学生的绿色化学意识。如在教学《由多种物质组成的空气》一节时,可以让学生观看一些与空气污染有关的图片和录像带,引导学生讨论引起空气污染的主要原因,然后再向学生介绍空气质量日报表,让他们了解到空气污染指数与空气质量级别的对应关系。再比如学习了“硫及其化合物”的知识后,可以让学生知道硫的氧化物及氮的氧化物共同形成的酸雨和酸雾会损伤人的呼吸道,致使一些价值很高的古文物腐蚀毁坏,致使农作物严重减产甚至颗粒无收,还可以使河流、湖泊中沉积的某些重金属元素化合物溶出,从而进入鱼、贝体内,通过食物链而危害人类的生命健康。在教学中,还可适当补充一些内容,介绍一些实例来加深印象,拓宽学生视野。如“世界上着名的公害”、“前苏联切尔诺贝利核电站事故海湾战争”,再增加一些具体数据,如每年全世界排入大气中的二氧化硫,约有一亿五仟万吨,产生的废渣超过30亿吨,废水6000~7000亿吨。我国农业因遭受酸雨而每年损失十几亿元等。
一、将绿色化学理念渗透到初中化学的课堂教学中去
1.适当延伸初中化学中涉及的教学内容
现今,初中化学的教科书中也融入了很多绿色化学的知识,比如海水资源的开发与利用、化学反应条件控制等等.教师在进行课堂教学时应该紧扣教材,将绿色化学理念随时体现出来,做好初中生的绿色化学启蒙教育,提高他们对绿色化学的积极性以及知识水平.当然,化学教师除了要利用好教材中关于绿色化学的内容之外,也可以对内容进行适当的延伸,让初中生能够更容易的理解绿色化学的概念,提升他们学习绿色化学的兴趣.
例如,化学教师讲解酿酒的原理之后,还可以进一步给初中生简单介绍目前我国工业生产和日常生活中对乙醇的需求情况.让他们知道我国对乙醇的需求现状是供不应求的,而且单纯使用淀粉类粮食作物生产酒精的话将会产生非常庞大的成本.而在大自然中含量相当丰富却无法供人类食用的纤维素(如树叶、稻草和玉米芯)也是碳水化合物.如果使用这类纤维素作为乙醇制取的原料来源,不仅能将生产成本大大降低,而且也不失为一条新能源开发的可行道路.
2.借助多媒体等现代化教学手段
在初中化学的教材中涉及绿色化学的内容非常多,如白色污染防治、能源的综合利用、臭氧空洞、水污染等.但是对于这些绿色化学理念的解释,初中化学教材中仅仅局限于直白的文字.教师在化学课堂教学课堂上,很难将这些绿色化学的理念给学生解释清楚.所以这时候就必须要借助多媒体等现代化的教学手段进行教学.将绿色化学内容以图片、动画、视频的形式呈现给初中生,给他们营造强烈的视觉或听觉感受,加强初中生对绿色化学的感知程度.还可以收集一些时事新闻,将初中生的实际生活与绿色化学联系起来,让他们更容易理解绿色化学概念的同时,体会到实现绿色化学对国家可持续发展的重要性.而且对于那些由于客观条件限制不能进行现场演示教学的趣味实验,也可以通过多媒体课件展示给初中生,让他们对实验形成一定的印象和认知,弥补无法进行实验的遗憾,进而对绿色化学树立起一个全新的认知和理解.
二、加强绿色化学理念在初中化学实验中的实践
1.严格规范初中化学实验的基本操作
初中化学是一门建立在实验基础上的学科,所以做好实验教学是丰富初中生绿色化学理念的重要手段之一.在初中化学实验中,也可以将资源节约、无污染无废料、循环利用等绿色化学实验新要求充分的体现出来.在初中生的心中牢固树立起“关爱环境、保护环境”的意识.因此,在初中化学实验的实际进行过程中,必须要对实验的基本操作进行严格的规范.如何正确的闻气体、放置药品?取药品时操作工具的选用、具体的操作手法以及取药品的量等,化学教师都必须要对初中生交代清楚.化学实验结束以后,教师还必须正确、细致地指导初中生做好化学废弃物的处理、仪器的清洗归位以及实验桌面的清理等工作.
例如,化学教师在指导初中生进行酸碱盐性质的实验时,就可以引导他们将试管改为点滴板来进行实验操作.这样一来不仅可以使实验现象更明显,实验结果对比起来更容易;而且还可以达到节约实验药品的目的,避免药品的浪费,减少对环境的污染,进而在潜移默化之中让初中生形成绿色化学的意识.
2.及时优化初中化学实验的装置
进行初中化学实验时,固体、液体和气体的产生不可避免.但是在这些产物之中有很多都是有毒或者有害的,她们不仅会污染环境还会威胁人类身体的健康.因此,教师在引导初中生进行化学实验时,可以在不让实验的结果和现象受到影响的前提下,鼓励初中生主动去改进和优化化学实验的方法、步骤以及仪器装置.以此来降低化学试剂和实验产物对环境的污染,实现绿色化学实验的目的.
例如,化学教师带演示一氧化碳还原氧化铁的实验时,应该对初中生强调尾气(即一氧化碳)处理的重要意义,并让学生尝试思考更多更好的尾气处理办法.除了将一氧化碳燃烧后以二氧化碳形式排放到空气中之外,还可以采用气球法或排水法将一氧化碳收集起来然后加以再利用;或者将后面一盏酒精灯撤掉,并将用于导出尾气的玻璃导管设计成弯管,使尾气在放有氧化铁粉末的试管下再次燃烧反应,实现尾气循环再利用,提升实验物资利用率及实验产物的利用率.
三、重视在初中化学课后习题中对绿色化学的渗透
课后习题训练是帮助初中生巩固课堂所学化学知识,提高他们的化学能力的必要方法.所以化学教师应该要将绿色化学的理念融入到课后习题的训练中去,让初中生学会运用绿色化学思想去解决现实生活中的问题.
关键词: 绿色化学 化学教学 渗透措施
一、引言
绿色化学是防止污染的化学,能够为人类未来的发展提供保障。化学是初中教学的重要部分,也是中考的重点,在初中实施绿色化学教学,对学生科学素质等方面的发展具有积极作用,也是未来化学发展的主要趋势。
二、在初中化学中渗透绿色化学理念的重要意义
(一)绿色化学的产生
化学作为自然科学中的重要组成部分,主要是通过研究物质的性质、结构等特征发现其中规律,通过实验等方式进而创造新物质的科学。因此,化学在发展过程中就会产生大量有毒的、危害人体健康的物质。基于这种情况,绿色化学理念被提出[1]。
(二)绿色化学与初中教育
绿色化学与初中化学教学相结合,是现代教育的主流教学思想,在学生运用化学知识解决生活中的难题方面具有积极作用。绿色化学理念能够引导学生尊重自然,爱护自然环境,促进其形成正确的环保观念,进而培养出新型化学人才。
(三)推动化学教学改革
绿色化学的本质是人与自然和谐相处,这是未来化学发展的主要趋势。因此,教师要掌握绿色化学的本质,并深入研究。目前,某些人对绿色化学并不是十分了解,但是这不影响其在工作中涉及绿色化学,尤其是初中化学课本中很多基础知识都与绿色化学息息相关,这就要求教师深入研究化学相关内容,并找出与绿色化学相背离的地方,及时加以改正,逐步完善,为学生提供“绿色化学”教材。
三、在初中化学教学中渗透绿色化学理念的有效措施
(一)完善教材内容
化学教师应当将可持续发展原则作为课程开展的重要依据,并把绿色化学与化学教学活动二者进行有机结合,促使学生了解绿色化学及其对人类社会发展的重要性。除此之外,教师还要改变传统教学模式,采取集约、科学发展的教学模式,并鼓励学生参与到化学教学中,进而激起学生的学习兴趣。例如:教师在讲解某个化学物质时,可以引导学生发现其对我们的生活造成的影响,并启发他们提出解决办法。通过这种方式,加深学生的印象,提高学生的化学成绩,进而提高化学教学质量[2]。
(二)通过习题强化绿色化学观念
化学学习与习题练习是密不可分的,只有经过习题学习强化才能加深学生对知识的印象。化学教师要充分利用这一媒介,通过习题强化学生的绿色化学观念,运用学生生活中经常接触的事物,实现生活与教学的有机结合。教师可以利用人们常吃的烧烤布置化学习题,烧烤在烤制期间,会产生许多有害物质,破坏生活环境,不仅如此,烤制的食物含有致癌物质,对人体健康也十分不利。教师可以通过这个生活中的例子,为学生设计问题,比如:其中氧元素的质量分数是多少等,学生既能够解决这些化学问题,又能够增强绿色化学的观念认识,为以后的学习奠定坚实的基础。
(三)注意与学生日常生活相连
化学是一门应用广泛、实践性较强的课程,与人们的生活息息相关。因此,教师要利用这一优势,将化学知识与学生的生活结合,拉近学生与化学学习的距离,激发学生主动学习的兴趣,比如:化学中的很多物质都是学生日常接触的,教师可以引导学生思考生活中哪些东西与这些物质有关,并讲出来与其他同学分享。这样不仅能够加强师生间的交流,而且能够帮助学生树立正确的绿色化学观念。
(四)利用多媒体技术引导学生树立绿色化学观念
科学技术的发展,丰富了化学教育手段和方式。教师可以利用多媒体为学生播放视频动画,帮助学生理解化学知识,通过这种方式,能够将复杂且抽象的化学知识转变成为具体、生动的知识,为学生树立绿色化学提供有效手段和措施[3]。
(五)化学实验中融入绿色化学理念
化学离不开实验,实验是化学教学中常用的教学方法,通过化学实验,促使学生更真实地感受化学的魅力,不仅使学生参与实验,还提高学生的动手能力,但是实验中的化学药品会给环境造成污染。因此,教师要注意引导学生坚持绿色化学的原则,减少化学物品的使用,尽可能地选择装置简单、对环境污染小的实验方法,其中一些不能够避免的有毒物质的实验,在实验完成后,要及时对有毒物质进行清理,避免对环境造成污染或者对人体健康造成威胁。
四、结语
绿色化学对环境保护具有现实意义,初中化学教学要结合绿色化学观念,引导学生了解和学习绿色化学。只有这样,学生才能够增强自身的环保意识,进而养成良好的环保习惯。
参考文献:
[1]翟志勇,彭实,金前英.新课程背景下对上海市普通中学化学实验废液处置的调查与建议[J].化学教育,2010,18(03):259-261.
关键词:学生;绿色化学;高中化学
一、绿色化学教育的重要意义
《普通高中化学课程标准(实验)》前言部分明确提出:“化学是解决人类社会发展过程中面临的有关问题,提高人类的生活质量、促使人与自然和谐相处等方面发挥着重要的作用。” 为了实现这一目标,化学工作者通过长期的总结与研究提出了“五 R”标准(减量 Reduce、重复使用 Reuse、循环利用 Recycling、拒用 Reject、再生 Regeneration)和十二条应用原则(防止污染优于污染治理;提高原子经济性;尽量减少化学合成中的有毒原料、产物,设计安全的化学品; 使用无毒无害的溶剂和助剂;合理使用和节省能源;利用可再生资源代替消耗性资源合成化学品;减少不必要的衍生化步骤;采用高选择性催化剂优于使用化学计量助剂;产物的易降解性;发展分析方法,对污染物实行在线监测和控制;减少使用易燃易爆物质,降低事故隐患)。绿色化学的核心内涵是在反应过程中和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。绿色化学能很好体现人与自然和谐相处这一思想,而历年的高考题也往往体现绿色化学的思想。因此,中学开展绿色化学教育与研究具有其重要的意义。
二、绿色化学理念的渗透主要有以下的几种途径
(1)原子利用率的问题。原子利用率是指化学反应中目标产物的摩尔质量与化学反应式中按计量所得物质的摩尔质量之和的比值。(高中教材定义为:期望产物的总质量与生成物总质量之比)按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时的原子利用率是100%。
高中化学在必修二第四章最后一节的内容中以生成环氧乙烷为例讲述了原子利用率的概念及应用价值,书中分别用两种不同的途径经由乙烯来制取环氧乙烷,分别为氯代乙醇法和银催化法。前者经由两步进行,除生成环氧乙烷外还有CaCl2和水等副产物,而银催化法则可由氧气和乙烯一步反应制得。学生可以清晰理解原子利用率的含义并准确地应用,并做到由此及彼,可以自己或在老师的指导下总结出原子利用率高的反应类型,深化固化知识点。
(2)能源问题。“能源危机”一词在现今的社会总出现的频次在逐渐递增,合理的开发和利用能源也是高中绿色化学教育理念的又一重要内容。
①能源的综合利用。能源与人类的生产生活密不可分,在目前能源危机越来越严重的情况下,能源的综合高效利用显得尤为重要。高中化学阶段对能源高效利用的要求是掌握煤、石油和天然气等化石燃料的综合利用。学生要从物理(例如简单的粉碎或变温分馏)和化学(能源深加工)两方面熟练掌握能源的综合利用,建立起简约高效的原则,并培养以简约高效为原则的实验设计和操作能力,从而体现绿色化学理念在高中教学中的渗透。
②替代能源的开发。依靠能源的综合利用仅能暂缓能源紧缺的问题,因此除了对常用化石燃料高效的利用之外,还需其他的途径来解决日益紧张的能源问题。由于化石燃料均属于不可再生资源,资源在慢慢地耗竭,替代能源的需求就越来越多。要培养学生建立完整的绿色化学理念,就要求学生要掌握常见的替代能源。替代能源是指以新开发利用的能源替代以往长期使用、目前广泛使用的能源。当今狭义上是指一切可以替代石油的能源,广义上是指可替代化石燃料的能源,包括太阳能、核能、风能、海洋能等。
(3)清洁生产问题。清洁生产的定义为生态产业和生态工程中一类生产方式。而高中化学对清洁生产的要求主要体现在实验设计上,包括原料为无毒无害的可再生资源、产物为环境友好产品(安全、能降解、可再利用)、应用无毒无害的催化剂、应用无毒无害的溶剂等。如元素化合物章节制备硝酸铜实验设计为例,两种途径分别是铜与浓硝酸反应直接制取以及铜在氧气作用下生成氧化铜再与硝酸作用而生成硝酸铜。在理解了清洁生产理念之后,学生就不难理解第二种方法才是安全可行的。此外,清洁生产理念还可以帮助学生推导位置的反应现象及原理。作为高中阶段的化学学习由于知识点范围的界定,使学生对于某些反应的理解有着一定的局限性,但可通过基础原理而推测未知的结果。
(4)环境污染。环境污染问题也是高中化学绿色化学理念一个重要方面,无论在必修还是选修教材中都有不少的篇幅来说明讲解,其内容贯穿整个无机和有机反应。
①常见的有毒气体。高中对有毒气体都有明确的讲解,如氯气、二氧化氮、二氧化硫等。此类物质如果任由排放到大气中,会造成严重的环境污染。教师要引导学生了解各种污染源的来源、污染原理以及污染危害,以便通过化学的方法将可能存在的污染源阻断或治理已形成的污染。高中实验中最常考查的是尾气处理问题,主要包括处理药品以及处理装置。因此,实验时除了体现防止污染环境之外,还要体现实验安全性原则,这是绿色化学思想的综合应用。
②水体污染也是环境污染的一项重要方面。高中阶段的考查主要体现在氮磷富营养化以及重金属污染的防治方面。其中,重金属污染考查的频次更高,要求学生了解常见污染离子及特性,并根据各离子自身性质和绿色化学理念合理选择适当的除杂试剂,做到除去杂质且不引入新杂质,尽量做到回收再利用,简约、安全、高效。
以上绿色化学理念无论是未来的生产生活中还是在高中阶段的化学学习过程中,对高中生而言都具有重要的意义。因此,教师要树立起绿色化学的意识,在日常授课过程中有意识地将绿色化学理念以各种形式渗透到各化学教学环节中去,使学生建立起高效安全生产和环境保护意识。
参考文献:
[1]朱文祥.绿色化学与绿色化学教学[J].化学教育,2001(1).
[2]苏豪.新课程背景下开展绿色化学的教育途径[J].数语外学习,