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【关键词】绿色化学 课程 方法
近年来,随着环境污染的加剧和人类对环境问题的关心,化学和化学家面临着前所未有的挑战,全新理念的绿色化学应运而生。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,它是通过化学方法合成对环境无害或友好的物质的一门新兴学科,旨在不使用有毒有害物质,不生产有毒有害废物,实现有害物质的零排放,从而达到从源头上根除污染的目的。而我们目前的化学教学也应更新教育观念,创造性地开设绿色化学课程。在高中阶段进行绿色化学教育,把绿色化学基础知识融入到中学化学教育中,使其成为素质教育结构的一个重要因素,充实我们的教学内容,这对于培养学生的绿色意识、环保意识有着现实而又深远的意义。
二 我国高中化学开展绿色化学教学的不足
由于我国绿色化学的产生,尤其是开展绿色化学教育的时间不长,许多化学教师对绿色化学并不熟悉,甚至还有人对绿色化学的重要性和前景持怀疑态度。因此,如何通过进修班、座谈会和研究会等多种方式对有志于从事绿色化学教育和教学研究的教师进行必要的绿色化学知识培训将是政府和教育界面临的紧迫任务。
我国对绿色化学的研究虽然起步不久,但作为普及化学知识和培养能力、肩负培养化学专门人才重任的化学教育,就必须义不容辞地承担起普及、宣传和实施绿色化学教育的任务,让绿色化学教育成为21世纪素质教育的重要内容,把绿色化学教育的思想和内容贯穿在整个教学工作的全过程,使学生认识到化学在社会发展、提高人们生活质量、促进人们身体健康、实现人与自然和谐发展中的作用,更要认识到化学给环境带来的负面影响,从而使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,认识到绿色化学是“防”,环境保护是“治”,只有从根本上切断污染源,才能真正做到环境保护。
要想从根本上解决日益严重的环境问题,除了依靠科技力量、经济制裁、法制治理外,各行各业都应重视环境教育工作。尤其重要的是把环境教育纳入各级各类学校的教学内容中,采取行之有效的方法,逐步形成保护环境的社会公德。20世纪90年代初,已有人建议在化学教育中渗透环境保护的教育思想,并在一些相关的刊物上发表了许多呼吁这种教育思想的文章。化学教育中的环境教育开始受到人们的重视。
三 实施绿色化学课程的教育设想
1.立足绿色化学内容,进行绿色化学教学设计
我国的化学教材应多涉入绿色化学的内容,例如:人教版《化学2(必修)》,最后一章直接以“化学与自然资源的开发利用”为题目,其第二节专门以“资源综合利用环境保护”为题,本节第二部分更是以“环境保护与绿色化学”为标题对绿色化学进行了正面介绍。教材的这种设计使绿色化学的思想更加明确化和系统化,教学中应立足这些显而易见的绿色化学内容,进行绿色化学教学设计,开展绿色化学教育。
2.努力挖掘教材内容潜在的绿色化学思想
教材中除了有明显的“绿色化学”提法的内容外,还应有许多内容包含绿色化学的思想和观念。例如,在讲有机化合物塑料时,以废弃塑料的回收利用为例,让学生讨论其可能的途径,认识化学对废旧物资再生与综合利用的作用;在讲“化学反应与能量”这一主题时,结合燃料燃烧效率的提高、高能清洁燃料的开发和新型燃料电池的研制,安排一些调查与交流活动,提出合理化建议。通过这样的教学设计,可以让学生意识到资源的循环利用、能源的优化应用及环境的源头治理对可持续发展的意义。
3.全程贯穿绿色化学的教学理念
要把绿色化学的理念贯穿到整个高中化学教学之中,教师就要树立可持续发展的观念。化学教学必须体现绿色化学的新内容,要在课程教材中体现绿色化学的理念,使绿色化学的思想和内容贯穿于化学教学的始终。在课堂教学、实验等方面,始终贯彻绿色化学的思想;让学生了解绿色化学,树立起绿色意识,培养学生从事绿色化学研究与开发的能力。化学教师的环境意识、环境知识和环保技能也要不断提高,处处做保护环境的楷模,积极开展关于环境教育内容和方法的研究。只有树立起这种可持续发展、绿色化学教育的观念,才能在教学、生活中自觉地实施绿色教育,鼓励和指导学生参加各项环境保护教育的实践活动,让学生亲身了解和体验环境污染的过程,从而感受到环境污染的危害性。
四 结语
绿色化学教育是新世纪化学教学的新课题,化学高考具有重要的导向作用和教育功能,它对绿色化学的重视已表明绿色化学教育已成为高中化学新课程不可或缺的一部分。化学教学应结合绿色化学的新成果,将绿色化学思想和原理自然生动地渗透于课堂内外的各教学环节中,增强学生的绿色化学意识,以实现环境保护、可持续发展战略对公民的要求。
参考文献
[1]徐汉生.绿色化学导论[M].武汉:武汉大学出版社,2006
绿色化学,又叫清洁化学、环境友好化学,其实质是让反应过程保持原子经济性,使整个反应过程无污染,反应物充分利用,达到提高反应转化率和经济效益的目的。这对于预防污染,治理污染,保护环境,节约能源有着极其重要的作用。我国提出建设环境友好型社会,走可持续发展的道路,这与绿色化学的本质不谋而合。大学生作为未来社会的接班人,就应该具有建设环境友好型社会,实现我国可持续发展道路的意识。因此,他们应该深刻理解绿色化学的理念,丰富绿色化学的知识,满足社会发展的需求,为服务于社会做准备。总而言之,在高职教育中普及绿色化学,融入绿色化学十分重要。
2在高职化学教育中融入绿色化学的方法探讨
随着绿色化学概念的深入人心,各大高校纷纷对推行绿色化学教育做出举措。但是由于绿色化学概念较为新颖,教学方式提出较晚,还有很多不足之处,下面就如何加强高职化学教育中绿色化学部分提出几点建议。
2.1提高教师重视程度
由于教师质量参差不齐,部分教师还未意识到绿色化学理念在化学教育中的重要性,更未关注绿色化学所独有的教学方式的变化。作为高校教师,面对化学教育上的重大改革,首先应端正态度,充分认识绿色化学对社会和环境的重要作用,积极的学习和了解有关绿色化学的相关知识,做到读书破万卷,讲课如有神的境界;其次,应宣传和推广绿色化学理念,提高自身专业技能,更新知识体系,将讲课内容向绿色化学方面过渡,及时向学生传达先进知识;第三,要培养学生的绿色化学意识,在此基础上才能强化授课效果,并使学生对绿色化学有了清晰的认识,从而再日后的学习中发挥主动性,积极拓展知识范围。
2.2编写绿色化学专用教材
教材是教学的基础,在教材中贯彻绿色化学理念,才能真正使其深入学生之心。教材的编写,首先应对传统化学的反应式进行优化,使其达到绿色化学的标准。例如接触法制硫酸一节中,硫铁矿燃烧后的残渣富含铁元素,可回收用于炼铁工业,废气中含有一定量的SO2,若直接排放会污染空气,此时将其通过石灰乳或氨水,便可得到生石膏或亚硫酸铵,成功消除了污染并生产了副产品。再比如,CuCl2制备中,涉及到消除溶液中铁和亚铁离子的问题,若是使用教材所述的NaClO去除,则会产生新的杂质,增加了CuCl2制备的难度。若是从绿色化学角度思考,可采用H2O2做氧化剂,还原产物为H2O,不会造成污染,而且其分解产物为O2和H2O,亦没有造成污染,因此是良好的氧化剂。再者,教材应对绿色化学有一个系统的讲解,以帮助学生了解该行业的作用,重要性及发展前景等。讲解除了基础的概念性质外,还应包括研究成果,作用原理,应用方面等。尤其是其保护环境,实现可持续发展道路的作用。
2.3优化实验教学方式
化学实验是化学教学中的重要组成部分,在试验中贯穿绿色化学理念,也是化学教育中融入绿色的有效途径。
2.3.1微型实验的开展
绿色化学倡导下,一种新的实验方式应运而生,这就是微型化学实验。这种实验可以通过改良实验方式,用更少反应原料、更小实验仪器、更短实验时间得到同样的实验结果,这样便能有效降低污染,减少能耗,节约资源。高职化学实验中不乏操作具有一定危险性,试剂具有一定污染性,药品具有一定毒性的实验,这时采用微型实验便是绿色化学的集中体现。例如2,4-二硝基苯肼与醛,酮进行反应时,可在井穴板上,用滴管取一至二滴进行反应,即可观察到明显现象;再比如做氯气取用实验时,用针管取用可有效防止氯气外泄,并很好地控制了用量,避免了对人体的损害和对环境的污染。
2.3.2利用多媒体开展实验
对于一些危险性强,安全性要求高,原料消耗巨大,对环境影响恶劣的实验,在实验室内进行污染大,浪费大,操作难,并且效果可能并不理想。这时,可以采用多媒体的方式来教学。使用教学软件可以准确模拟出实验现象,学生观察多媒体设备也更直观,更清晰,可以准确快速的得出结论,有效避免了浪费和污染,满足绿色化学的教学理念。
3结语
绿色化学概念的提出时间并不长,这也导致许多化学教师对绿色化学没有足够的了解,甚至有的教师对绿色化学还持怀疑态度.在我们国家,尽管越来越多的化学工作者对绿色化学做了各种各样的努力,但绿色化学有怎样的内涵,有怎样的发展意义,仍不为化学教育工作者所理解.所以,如何提高初中化学教师的绿色化学理念和素养,是当前初中绿色化学教学有效实施的根本保证.
下面根据自己的化学教学实践,谈谈对绿色化学教学的体会.
一、挖掘化学教材中的环境内容,
渗透绿色化学意识
化学教材中有很多环境方面的内容,可以作为扩大绿色化学思想的催化剂.在化学教学中,我们尤其要将化学教材与具体的实际事例相结合,让学生有效认识到绿色化学教育的紧迫性和重要性.
例如,在讲“水”时,可以从节约用水的重要性旁敲侧击;在讲“金属”,以常见的一些金属入手,介绍金属资源的短缺、锈蚀、防腐、回收与再利用,以及研制新型材料来代替稀缺金属;在讲“酸碱盐”时,就不能不提到农药、化肥的滥用,引导学生对这些社会现象进行反思.
类似的教材内容还有很多,需要我们在化学教学中不断挖掘,不断给学生渗透绿色化学的知识,提高他们的绿色化学观念.
二、有效利用生活实践教学,开展
绿色化学教育
尽管现在的化学教材中已融入越来越多的绿色化学知识,但其内容较少,针对性也不够.因此,在化学教学中要处处本着绿色化学的原则,把握时机有效地渗透绿色化学教育.
例如,在讲化学反应与能量变化时,可以有效结合能源的开发与利用,能源的合理开采;在讲大气时,融入空气的污染与防治、臭氧层的破坏与保护、温室效应的后果、汽车尾气的排放、玻璃幕墙的光污染、酸雨的成因及预防等.这些都是我们在生活中常见的现象,将学生熟悉的生活实践与化学教学结合起来,可以增强化学课程的感染力,提高教学效率.
在化学教学中要体现绿色化学的根本内涵,体现绿色化学理念,通过潜移默化进行绿色化学教育,让学生掌握绿色化学的观点和理念.
三、应用绿色化学思想,设计初中
化学实验
化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验在初中化学教学中起着重要的作用.但是不可否认,很多化学实验前后都对环境或人体有一定的危害,而且很多情况下一些废水、废料未经处理就直接排向外部环境,对周边环境的影响可想而知.所以,化学实验教学仍然要以绿色教育为基本原则,改革以往的陈旧实验方式,将绿色化学的理念融入到初中化学实验教学实践中,创设友好合作的化学实验.在化学实验中,要尽量践行绿色化学的原则:无污染、省资源、妥善处理废弃物和循环利用.
四、践行探究性教学,开展绿色化
学教育研究
随着全球气候的变暖,大气污染加重、水资源短缺、水土流失及土地沙漠化等都成为人类可持续发展亟待解决的问题.作为初中化学的重要学习内容,绿色环保知识需要结合当前的生存环境,将绿色化学的新观念介绍给学生,以空气、水等污染作为环境保护的重要内容.通过组织引导学生利用社会调查和实践的方式,深入大自然收集与记录身边的污染情况,并尝试设计出治理的有效方案,让学生相互交流和讨论,发表彼此的看法和意见.教师要组织和指导学生开展化学实践活动,在增长见识开阔眼界的同时,引导学生朝更深的方向探究发展.探究性实践教学,能够实现化学课堂教学的延伸,这对培养学生的综合能力具有重要的意义.
五、设计绿色化学习题,强化绿色
化学理念
一、提升环保意识,培养学生绿色化学观念
提升环境保护意识能使学生客观地认识到化学工业带个人类社会的财富和伤害,激发学生创新工业化学的热情,从而使绿色化学观念扎根在学生的思想当中.在高中化学教学中,第一,结合教学让学生认识绿色化学,形成环保意识,从而在化学应用中注重无毒、无害等方面的探索,例如,“化学与生活”教学中,通过多媒体让学生直观的认识“温室效应”、酸雨的形成及危害等,使学生能够将化学学习与日常生活紧密联系,通过讨论的形式交流化学对人类生活的影响,从而更深入地认识化学与生活的关键和对环境的影响,培养学生的环境保护意识.第二,结合生活让学生意识到环境保护的重要性.例如,在“造福人类健康的化学药品”教学中,结合学生常见的皮肤病问题,如过敏性皮炎、晒斑等讨论环境污染对人体健康的危害性,分析药物、护肤品等与化学的联系,使学生认识到化学技术的两面性,从而形成客观的、正确的化学观念.第三,结合教学内容对学生进行环保教育,以提高学生的绿色化学观念.例如“造福人类健康的化学药品”教学中,用鸡蛋壳烤黄研成粉末治疗胃酸过多,实际是鸡蛋壳的主要成分碳酸钙(CaCO3)与胃酸(HCl)反应,中和了过多的胃酸,从而使疾病得到缓解.将这一治疗方法与胃得乐治疗胃酸过多进行比较,可发现胃得乐治疗胃酸过多会产生二氧化碳(CO2)气体,造成胃中压强变大,不利于胃病的康复.通过比较认识化学的奇妙性,树立学生的环保意识、生态意识,从而培养学生的绿色化学观念.总之,在化学教学中培养学生的环保意识、生态意识,潜移默化的构建学生的绿色化学观念,使其能正确的认识化学的绿色利用和价值,从而使学生形成对化学科学应用的科学价值观,促进绿色化学的发展.
二、延伸知识层面,培养学生的绿色化学观念
化学是一门奇趣无比的科学,在化学教学中要注重化学的趣味性和神秘感,逐渐引导、启发学生探索化学的奥秘和趣味,激发学生的求知欲望,在紧扣教材的基础上拓展化学关联知识,培养学生的绿色化学观念.第一,结合教材内容进行知识的拓展和延伸,使学生树立绿色化学观念.例如“丰富多彩的化学物质”教学中,引导学生回忆初中学习的氧气化学性质及化学方程式,从而提出化学工业对人类社会发展的贡献和化学工业带来的一系列环境保护问题,激发学生的好奇心,使其看到化学工业的两面性,它在丰富了人类的生活资源的同时严重的破坏了人类赖以生存的环境,如纺织,纺出的布可以遮体、御寒、装饰生活等,但同时纺织工业对于环境的污染极大,以此激发学生的环保意识,树立较强的绿色化学观念.第二,结合一些趣味知识调节课堂气氛,激发学生的探索精神和求知兴趣.例如化学教学中通过臭氧引出“南极臭氧空洞”,将人类大量使用氟利昂(空调和冰箱的制冷剂)对臭氧层造成的破坏渗透到教学当中,让学生客观的了解“南极臭氧洞”形成及对地球生物的威胁,培养学生绿色化学观念;同时将“南极空城”、“南极冰雕”等知识渗透到化学教学,将臭氧空洞的形成与高度发达的“南极空城”联系起来,以神秘感激发学生的好奇心,引导学生正确的认识发展与环境保护并重的重要意义,从而形成更加深刻的环境保护意识和绿色化学观念.第三,结合教学联系实际引导学生树立绿色化学观念,例如,“硫、氮和可持续发展”教学中,二氧化硫在空气中遇潮湿空气会形成酸雨,对农作物造成极大的危害,在教学中拓展酸雨的相关知识,引申酸雨的预防和防治知识,除向学生讲授石灰石、氨水法防治酸雨的方法外,让学生结合实际生活提出一些减少二氧化硫污染的意见,引导学生将知识与生活实践联系起来,以达到更好的学习效果,同时提高了学生对于绿色化学的认识,树立学生强烈的环境保护意识和绿色化学观念.
三、结合实验教学,培养学生的绿色化学观念
在实验教学中培养学生的绿色化学观念,不仅可以通过实验细节(如有毒有害物质的处理等)教育学生爱护环境,利用化学知识科学处理有害物质,培养学生的绿色化学观念;而且还可以通过实验让学生更直观地看到绿色化学对于人类社会发展的积极意义,从而树立环境保护意识、绿色化学应用意识.例如,在一些化学实验中会产生硫化氢气体,这种气体可燃、有毒,溶于水变成氢硫酸,其化学性质也不稳定,如果采用燃烧的方法,在氧气充足情况下反应会产生二氧化硫,一样对环境有极大的危害性,那么将其通过氢氧化钠溶液呢?在教师的引导下逐渐探索实验中产生的硫化氢的无害排放法,增强学生的环保意识,培养学生的绿色化学观念.又如,“化学与生活”教学中,取两个集气瓶,分别装入空气和二氧化碳气体,塞住瓶塞并插入型号相同的温度计(注意瓶塞不要过紧),在相同光照下,二氧化碳瓶中的温度较高,这就证明了“温室效应”,再结合实验引导学生对“温室效应”的危害进行讨论,并引导学生对“有效减少二氧化碳排放”进行思考,让学生将化学知识应用到解决实际问题的实验中,培养学生绿色化学观念.
一、绿色化学的概念
按照美国《绿色化学》杂志的定义,绿色化学是指,在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂.而今天的绿色化学是指,能够保护环境的化学技术.通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.
二、初中化学教学中渗透绿色化学理念的意义
1.全球存在环境问题,绿色化学理念需要深入人心.根据调查统计,初中学生有近六成的人没有接触过绿色化学,有些教师也缺乏对绿色化学的认识和学习.随着我国工业的不断发展,环境污染日益严重,绿色化学和绿色生产需要加大重视.这就需要受教育对象对环境保护的意义有深刻理解.在化学教学过程中,教师要引导学生学习绿色化学,了解绿色化学的意义.
2.绿色化学促进化学工业的发展,也是我国社会发展的需要.绿色化学理念的倡导,对于实现绿色化学工业生产有重要作用,帮助人们改变对化学产业高污染的传统观念,形成对化学产业正确的认识.同时,教育是一个国家的根本,初中教学是培养人才的一个基础阶段,也是我国实现可持续发展的关键因素之一,肩负着培养学生的环保理念使它扎根于化学价值体系中的责任.
3.绿色化学理念符合新课标素质教育的要求.绿色化学旨在阻止污染的产生,消除由工业产生的废物,保护人民的健康、社会的安全、资源的可持续利用.对于初中化学教师来说,要注重培育学生向正确的价值方向发展,素质教育是重中之重.在初中化学教学中,教师要不断创新教学方式,渗透绿色化学理念.
三、初中化学教学中渗透绿色化学理念的策略
1.在知识教学中渗透绿色化学理念.新课程标准下的初中化学教材已经包含了很多关于环保相关的内容,所以是环保教育的一个可行工具.教师要善于挖掘教材中的隐形因素,将绿色化学理念与化学教学相结合,将课本知识点的教学内容迁移至学生的实际生活中,让学生感受绿色化学理念,形成绿色化学意识.
2.在习题教学中渗透绿色化学理念.化学习题教学是课堂教学的重要环节之一,能够帮助学生巩固所学知识.在习题教学中渗透绿色化学理念,不仅能使学生了解绿色化学,而且能使学生学以致用,培养学生的科学态度.通过结合课本知识,教师有意识地设计一些题目,引导学生用绿色化学的观念进行解答,使学生深入了解绿色化学的意义.过程与方法层面的习题,要求学生能够利用绿色化学知识解释相关问题,并掌握问题大致解决方法.情感态度与价值观层面的习题,要求学生可以获得相关信息和结论,逐步树立绿色化学意识.
3.在实验教学中渗透绿色化学理念.在实验教学中渗透绿色化学理念的主要途径是引起学生对化学实验进行思考.绿色化学为主题的实验与过去的化学实验不同,它强调实验过程中使用制剂、反应过程的绿色化,利用药品减少污染物排放,使用对环境友好的制剂,从而改进化学实验,使化学实验符合绿色化学理念.因此,教师应在每个化学实验中贯彻绿色化学思想,引导学生以绿色化学理念开展化学实验设计.此外,教师应引导学生利用所学知识正确处理、回收实验废弃物或循环利用.