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【关键词】绿色化学 课程 方法
一 绿色化学的起源及内涵
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
关键词:绿色化学;渗透;环境保护
绿色化学的概念最早是美国化学会(ACS)提出[1],其中的核心技术是利用化学反应原理消除或减轻在工业生产上所造成的污染。现今的绿色化学指的是保护环境的化学技术,在含有化学品的制造中有效的利用材料,消除或减轻过程中产生的废物和有毒物质,进而避免有毒物质的排放对环境造成危害。
1绿色化学遵循的原则
根据绿色发展的要求,绿色化学遵守的原则主要有:尽量减少或者不使用易发生危险的化学试剂,最优选择安全、环保的药品;原材料的使用要达到最优化,利用率尽可能达到100%,尽量减少副产物和废料的产生;尽可能使用可再生的原材料,做到循环利用,保护环境[2]。
2绿色化学的特点
绿色化学中原材料纯天然取材,对人、对自然能做到无危害、无污染;反应条件是在无毒、无害的条件下进行的,会有效减少废弃物的产生和向环境中排放;原子的利用率达到最大化,尽可能使所有原子都作为原材料被产品所消化吸纳,最终实现“零排放”的高效产出;生产出的产品为有利于环境保护和人体健康的环境。
3初中化学教程中渗透绿色化学的必要性
在当代的教育教学中,绿色化学是个重要的概念。中国目前面临着严峻的环保问题,经济快速发展着随之而来的就是发展过程中所产生的污染问题。初中阶段的化学是初级的化学知识的摄入,在此阶段学生会化学处在一个较新鲜、好奇的阶段,此时对绿色化学概念的渗透是至关重要的,教师在教学过程中加以引导和教育,会使学生比较容易培养出对绿色化学意识,可以让他们感受和认识到绿色化学在生活中的重要性与地位,进而可以将化学的理念扩大化。所以绿色化学教育是化学教学中不可或缺的一部分。
4化学教学中渗透绿色化学理念的途径
(1)树立绿色化学意识和环保意识人总是在不断学习中进步与发展,通过从外界感知到的事物来获得认识和经验。以讲座的形式来传播绿色化学是很好的途径,学生接受知识的方式不止是从书本中获取,更容易接受的方式是别人的讲述。教师通过举办专题讲座,主题可以是“生活垃圾分类”、“白色污染与环保”等等,通过讲座可以向学生普及和提升他们对绿色化学的认识,树立学生的环保意识,引导学生将环保问题加入自己的生活中。
(2)课堂教学内容中渗透绿色化学理念将绿色化学的理念融入教学课程中,是每一位化学教学这必备的技能。譬如在讲到空气中的成分与空气质量的关系时,就可以让学生了解到汽车尾气和工业生产中使用化石燃料排放的烟尘和有害气体,造成了空气污染,导致空气质量的下降。此外可以用图片或视频的讲解方法讲述酸雨的形成过程,酸雨会酸化土壤、腐蚀建筑物、污染水体等等,给人类的生活带来了严重的影响。那么这些问题应该如何解决?工业上应对化石燃料综合利用,减少污染排放量也充分的利用资源。汽车尾气所排出的一氧化碳、一氧化氮,可利用汽车安装的“催化转化器”将之为二氧化碳和氮气。通过对这些例子的学习加深学生对空气污染的认知和了解到环境保护的重要性。
(3)实验中渗透绿色化学理念在化学实验课上,利用实验操作让学生体验绿色化学理念。如实验操作铵盐受热分解的过程中,一般采用加热NH4CI晶体来做实验,实验时会分解出HCI和NH3,此实验冷却后分解的产物可以重新结合成NH4CI,但是不会百分百的结合,仍有部分NH3会挥发到空气中,所以应加设一个吸收装置,将气体排入水中吸收。有很多实验产生的气体可能是有毒气体,不加处理会直接影响到师生的健康,应用绿色化学的理念就可避免这种现象产生。
(4)在实际生活中渗透绿色化学理念联系实际生活与教材内容相结合,讲述绿色化学的理念。通过例证我国近些年发生的由环境污染所造成的重大污染事件,让学生了解污染的来源,特别是目前尤为严重的白色污染问题。人类快节奏的生活,导致快餐行业的发展,使用一次性的塑料制品用来盛装食物是一种流行风,但是这些塑料制品被随意丢弃引起了白色污染问题;更为严重的是这些塑料的主要成分聚乙烯是有害物质,将其焚烧处理时会产生大量的黑烟和有害气体,所以塑料制品不可所以丢弃与焚烧。进一步让学生思考生活垃圾的处理方法,做到循环利用、保护环境。
(5)课外活动中的绿色化学渗透利用学生的课外活动时间,组织学生开展课外实践活动。组织学生参见春游活动去环境保护较好的乡村和有着污染情况的城市(尤其是工业生产较多的城市)进行实地参观对比,让学生亲身体验环境污染所带来的影响,让学生发表自己的感想与见解,加深他们对环境的保护和环境污染的认识;同时可以组织学生观看与环境保护有关的电影,以后通过写观后感的形式调动学生的环保意识;此外可以以“绿色”开展主题班会,让学生各抒己见,表达自己的认识。
5结语
环保问题是全球人民共同面临的问题,其中绿色化学扮演者重要的角色,通过对绿色化学的倡导会减少环境的污染情况。在初中化学教学中渗透绿色化学理念有着引导的作用,不仅让学生学习化学知识和了解绿色化学的意义,并且是学生树立正确的绿色化学意识,进一步增强环保意识,同时也是一种有效的培养方式。
参考文献:
[1]林玲.基于绿色化学视角的初中化学教学优化研究[D].华中师范大学,2015.
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、什么是绿色化学
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学是设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用,并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。包括原料和试剂在反应中的充分利用(原子经济性),它是实现化学污染防治的基本方法和科学手段,是一门从源头上阻止污染的化学,绿色化学适用各种化学领域。它是实现污染预防的基本的和重要的科学手段,包括许多化学领域,如合成、催化、工艺、分离和分析监测等。绿色化学是以绿色意识为指导,以最终杜绝化学污染源,实现绿色化学为最终目标。其最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染。
二、在化学教学中要渗透绿色化学的思想,增强学生环保意识
要预防化学污染,最关键的问题应该是从小培养具有环境保护意识的人,学生最早系统地学习化学知识是在中等基础教育阶段,这就需要将绿色化学思想贯穿于中学化学教育的全过程中。把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中,使绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分,这是中学化学教育的崭新课题。
1.对化学教师本身的要求。
化学教师在教学活动中起主导作用,因此教师观念更新,具备了绿色意识才会产生积极的行为效果。我国化学教育中存在着思维僵化的问题,许多教师从毕业开始教学,虽然科学不断的发展变化,但教师仍然以老的观念,老的模式教学生,这又如何能够作到绿色化学教育呢?所以,现在化学教师的进修日益显得重要,要加强教师队伍的培养,才有可能使化学教育更加服务社会,提高民族实力。要把绿色化学的理念贯穿到整个化学教育之中,作为一名化学教师就应该努力作到:
(1)化学教师要树立可持续发展的观念,因为绿色化学有利于保护人类赖以生存的环境、实现人类社会的可持续发展。
(2)化学教师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从基础教育的始终;普及、宣传绿色意识,使绿色意识成为广大中学生正确的环境意识。
(3)教师要勇于创新,探索改革。不仅担负着普及、宣传化学知识的使命,而且还应该进行教学科研,对传统的教学内容,方法提出思考,进行改革,使化学教育能够得到发展。
而且要让年轻的一代了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学作出应有的贡献。
2. 绿色化学在化学教学中的渗透。
只有培养人类真正意义上的“绿色意识”,才能实现对环境,对人类更友善的化学-绿色化学。从绿色化学的角度来看,中学化学中许多物质的制取反应、化学工艺等等都是值得讨论和重新考虑的。这给改革课堂教学、培养学生的创新精神和创新能力提供了良好的契机。
(1)紧扣教材内容适当延伸,渗透绿色,绿色增强环保意识。以相关物质的性质及用途为延伸点,向学生系统介绍危害人类生存环境的臭氧空蚀现象相关信息,使学生在初中阶段就对自己的处境有一个比较清楚的认识。如学习完《氧气的性质和用途》之后,结合教材中的选学内容《臭氧》,向学生介绍“臭氧层空蚀现象”。师生共同解析危害、探究空蚀原因并鼓励中学生做一个爱护臭氧层家庭小主人和爱护臭氧层的消费者。在日常生活中,主动购买带有“中国环保标志、爱护臭氧层”或“无氟氯化碳”标志的产品如冰箱、空调等。在教学中介绍环保知识,让学生既认识环境污染的重要性,又认识环境改造的可能性。从而提高学生学习化学的积极性,有的同学纷纷立志为改造环境而刻苦学习化学。