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1.绿色化学理念与发展
绿色化学又被称之为环境友好化学,通过名称定义就可以发现,绿色化学是为了环境改善而存在的,它在思想上反思了传统化学实验教学的缺失,同时也吸收了多种新型技术,如生物技术、材料技术以及信息理论等,由此可以看出,绿色化学是新兴但却综合交叉的学科理念。从本意上分析,绿色化学的核心是从资源重复利用角度对传统化学工艺的改革,从而实现环境资源的可持续发展,在众多绿色化学理念之中,原子利用率与绿色化学十二原则被认为是化学最核心本质的思想,首先原子利用率,也被称之为原子经济性,以倡导原子控制为依据,进而减少化学反应中目标产物质量与废弃物质量,从而保障反应物质原料最大限度的进入到生产物原料之中,极大地提高原子的经济性。其次,绿色化学十二原则,在此项原则之中,以预防化学废弃物产生为主,通过合理的化学实验方法,使化学反应生产物更加安全无害,同时在实验过程中,提倡使用催化剂,进而通过加快化学反应速率,来减少实验过程的危害性。
2.绿色化分析化学实验教学研究
(1)更新实验教学理念,注重绿色环保教育
若想从本质上实现绿色化学实验教学,首先,教师要从自身的观念入手,实现实验教学理念的更新。在传统的高职化学实验教学中,主要是以化学试剂为原料,以验证化学实验理论为教学内容,从而提升学生的操作技能,加深化学知识认知,由此可以看出在以往的教学中,并没有关注绿色化学这一概念,只是以知识传授为主要目的。为此随着教学改革的不断深入,提出了学生双基能力的培养以及以人为本的教学理念,为此教师也应该从教学改革创导出发,在实验教学中以学生为主,减少实验过程中有毒有害物质对学生身体的伤害,将绿色化学理念与以人为本的教学理念应用在实验教学之中,进而培养学生的创新能力,构建绿色化学实验教学课堂。其次,在教学过程中,绿色化学理念不只是要落实在实验教学之中,还应该注重对学生的绿色教育,强化学生环保意识,具体而言,笔者认为可以从以下三个方面做起,首先,在教学过程中,注重环保知识的渗透,将生态平衡、臭氧空洞、温室效应以及三废污染等和一些著名的环境破坏事件,以图片或者媒体课件的形式展示给学生,让学生从心理认可绿色化学,树立环境保护意识,将绿色化学概念融入到实验学习中。其次,在实验教学过程中,教师要注重寻找一些有毒试剂的代替品,并且引导学生研究无污染实验装置以及实验设计,在提升学生环保意识的同时,培养学生的创新能力。最后,高职院校内,可以开设相关的化工环境保护概论选修课程,让学生在业余时间中可以进一步学习绿色化学理念,强化学生的绿色化学意识,进而让学生将这种绿色化学意识带入到今后的工作以及化工生产过程中,无论是对于学生自身,还是我国的工业建设发展都是具有重要意义。
(2)做好三废处理,减少环境污染
在化学实验中试剂完全反应结束后,会生产一定的废气、废水、废渣,这些实验残留的物质将成为破坏环境主要的污染源,被称之为实验“三废”。在绿色化学理念下,做好三废处理十分重要。首先,实验废气就是指在实验过程中产生的有害气体,这些气体人吸入会造成一定的危害,因此在进行试验研究时,主要是以“扇闻”的方式进行观察,如氨气就是一种典型的废气,但在实验结束后,这些气体仍然会有部分残留,并且还会弥散在空气之中,从而对人身体造成危害,因此必须要进行严格的废气处理。其次,废水就是指在实验过程中,产生的有机溶剂、废酸溶液以及废碱溶液等,在实验结束后,教师应该引导学生对这些溶液分开收集,并有针对性的进行处理。以废酸溶液和废碱溶液为例,在进行处理时,可以采用酸碱中和的方式,通过溶液之间的调和,将废液PH值控制在6.5~8.5之间,然后在进行排放,这样就不会对下水管道以及水源造成危害。最后,废渣就是指在化学实验过程中产生的一些固体有害物质,对于这些废渣最好的处理方式就是回收并进行二次利用。在这里笔者以“硬水软化”实验为例,在实验过程中会产生树脂废渣,但若是将这种废渣浸泡在浓度为1mol/L的HCl溶液中,废渣就可以二次利用成为日后实验中的原料,而这无疑是符合绿色化学实验概念的。除了以上的处理措施外,针对三废环境污染,最本质的一种方法,就是实现实验过程污染物零排放,而这也是绿色化学理念的核心。具体来说,在实验过程中,应做好相应的实验污染主控点,通过实验设置优化,对实验材料、实验装置、实验试剂以及实验方法进行控制选择,从而实现零污染、零排放的目的。为此在进行实验时,教师可以从地方能源开发以及学生的创新能力培养出发,在实验过程中为学生渗透绿色化学理念,从而改变以往的教学模式,注重实验教学内容与资源开发利用之间的结合。在教学过程中筛选出两个独立的教学板块,第一的板块以网络技术与仿真实验技术为主,第二板块以综合性实验为主。在教学过程中,所选用的实验材料都是无毒或者低毒的材料,然后将一些毒性大、污染强的实验汇集成合成实验,如指示剂合成实验,减少采用笨、溴、氨磺酸等有害试剂使用。同时注重新型绿色化学实验教学研究,如绿原酸超声提取分离、白云石制备超细碳酸钙、单宁酸沉淀法提取烟碱以及相色谱等,通过这些同等教学目的绿色化学实验模式实施,代替原有有害有毒实验操作,不但可以从本质上减少三废污染实验产生,还可以培养学生的创新意识与绿色化学意识,对于学生日后的工作发展都具有重要促进作用。
(3)减少试验试剂用量,开展化学微型实验
在高职化学实验教学中,实验教学开展的目的就是让学生通过实验现象的观察,从而认识化学原理本质。因此,在实验过程中只要能够起到观察效果即可,与实验试剂的用量无关。同时,在实验过程中,很多实验试剂具有一定的致癌性和腐蚀性,大量的实验试剂反而会对人的身体造成一定的损害,因此在实验设计过程中,减少实验试剂用量,开展微型化学实验十分重要。微型化学实验被誉为二十世纪末期的化学实验革命,也是现下绿色化学实验中的重要组成部分。其以减少实验试剂用量为主要目的,但却可以获取同样的化学信息,在这个过程中,由于投入的化学试剂用量减少了,因此产生三废的可能就会降低,这样就可以实现控制环境污染,节约材料成本的目的。通常情况下,采用微型实验,实验耗材和实验经费可以降低成本费用一半以上,同时在具体实验时间中,也可以缩短原有实验时间的30%~40%左右。另外,微型实验充分的利用了实验资源,并且结果表征都是采用精密的仪器进行操作,这可以使观察效果更加突出。例如在进行“乙二酸制备”以及“乙酰苯胺制备”过程中,都可以采用微型实验,且在实验过程中使用的试剂用量仅为原有实验试剂用量的10%~20%左右,这无疑也是绿色化学理念的一种体现。(4)改善实验教学环境,实施网络虚拟仿真实验随着近些年网络技术的不断发展,在进行高职化学实验教学时,运用网络模拟与仿真实验代替原有的实验操作,可以从本质上减少环境污染问题,进而实现绿色化学实验教学。运用网络虚拟仿真实验具有以下三点好处,首先,可以降低实验成本,减少实验设备投入。在进行网络虚拟仿真实验时,是不需要使用任何实验试剂与实验器材的,对于教师而言,减少实验准备劳动强度,同时也降低了实验成本,尤其是在现下的高职化学实验教学中,课堂教学以大课为主,实验开展困难,网络虚拟仿真实验为教学创造了便利性,同时也降低了实验污染物的产生。其次,实施网络虚拟仿真实验为教学时间提供了充足的保障。在现下的高职院校之中,总学时通常情况为400个学时左右,但在教学中具体的实验项目有90个左右,而这些实验项目包括基础操作实验、化学性质实验等,在教学过程中呈现出了严重的学时不足现象,这就影响了正常教学,网络虚拟仿真实验为课堂节约了更多的时间,有助于教学效率提升。最后,网络虚拟仿真实验有助于提升学生学习兴趣。网络虚拟仿真实验是利用计算机网络技术,将实验知识点以及操作要点,编制在相应的计算机软件之中,通过人机对话的方式进行播放,并且可以反复的进行练习操作,实验现象千变万化,并且自带一定的游戏性和趣味性,这样既减少了化学实验污染的危害性,又提升了学生的实验学习兴趣,为此在教学中,教师应注重对网络虚拟仿真实验的实施应用,而这也是对绿色化学概念的一种倡导。
3.总结
综上所述,高职化学实验教学可以有效的培养学生的动手能力和观察能力,继而加深学生的化学原理认知,而将绿色化学理念应用在实验教学过程中,不仅可以提升学生的化学素质,还可以让学生将这种绿色思想带入到工作中。因此,未来的教学中教师要注重对绿色化分析化学实验教学研究。
作者:白都 单位:白银矿冶职业技术学院
参考文献:
[1]朱鹏涛,周青.美国高中化学教材中实验安全教育的特点与启示[J].化学教学,2016(08).
[2]陈静,石晓波.在化学教学中渗透绿色化学理念[J].湛江师范学院学报,2015(03).
[3]杨秀清.绿色化学实验教学的实践与探索[J].新乡师范高等专科学校学报,2015(02).
关键词:药物分析实验室;绿色化学;绿色管理
Exploration for conduction of green chemistry experiments in pharmaceutical analysis laboratory
Tang Xiaolei, Yu Songlin
Zhejiang Pharmaceutical College, Ningbo, 315100, China
Abstract: It is essential for the laboratory to be in green management. Corresponding green method is now proposed based on curriculum within our pharmaceutical analysis lab as well as experimental procedures along with a series of management measures for an overall effectiveness.
Key words: pharmaceutical analysis laboratory; green chemistry; green management
绿色化学是一种消除或减少有害物质的使用与产生,保证环境无损害的化学技术,是从源头防止污染的科学方法。绿色化学实验室则以绿色化学为指导,进行对环境无显著毒副作用的实验场所。药物分析实验是以化学为基础,应用于药品质量检测的一门学科,减少污染、杜绝浪费、实施绿色化实验管理,应是这门学科的首要任务。为此,笔者通过“5R”―减少用量(Reduction),重复使用(Reuse),可回收(Recycling),能再生(Regeneration),排斥有毒物(Rejection),对药物分析实验室开展绿色化学实验改革。
1 药物分析实验室开展绿色化学实验的必要性
(1)药物分析实验室开展绿色化学实验,是时代赋予我们的重任。在过去几十年间,社会快速进步,迅速发展的化学工业给环境带来了温室效应、酸雨、白色污染、雾霾等公害,严重危及人类生存与健康,到了非整治不可的地步,而这些都与化学有关[1]。药物分析是以分析化学为基础的应用性学科,在实验过程中需用到众多化学药品进行化学反应产生化学物质。虽然药物分析实验排放污染物的量不大,但是与化工厂不同,实验所用药品种类多、实际变化多,排放的污染物成分复杂,这些化学反应和化学物质或多或少地会对人体及环境产生影响,污染的积累不容忽视。因此,在药物分析实验室开展绿色化学实验符合环境的可持续发展需要[2]。
(2)药物分析实验室开展绿色化学实验,是缩小与发达国家差距的要求。绿色化学的口号最早产生于化学工业非常发达的美国,他们很多大学的化学实验室陆续采用了绿色化学实验的理念,开发了绿色化学实验设备,提高了社会公众绿色化学的意识;日本组建了绿色与可持续发展化学网络,以推动此方面的信息交流、研究与开发、教育和国际交流与合作;德联邦政府通过了“为环境而研究”的计划。我国提出绿色化学实验至今已有近十年历史,但是药物分析实验的绿色化却较为滞后。因此,我们必须加紧赶上,以缩小差距。
(3)药物分析实验室开展绿色化学实验,是学科重要性的要求。药物分析是一门运用经典和现代分析化学测定方法和技术研究药品性质、制定药品标准、控制药品质量的综合性学科,而药品质量的优劣又和人们身体健康和生命安全息息相关,因此药物分析实验是药学各专业最重要的专业课程。其目的是通过该课程的教学,让学生规范、准确地掌握药物分析实验技能,培养学生良好的行为习惯和严谨的科学态度、一丝不苟的工作作风。因此,探究创造药物分析实验室良好的绿色化学实验条件和实验环境,有利于开展学生对各种药品质量进行把关的实践活动,培养合格的药学人才[3]。
(4)药物分析实验室开展绿色化学实验,是培养创新型人才的需要。绿色药物分析实验的研究内容涉及实验方案优化选择、实验装置和步骤的设计与改进等多个过程,尤其在废物的回收和处理方面需要进行大量研究和探索。在这个过程中可以培养学生观察、分析和解决问题的能力,激发学生创新欲望。通过绿色化学实验教学,不仅有利于提高学生的实验技能,而且对促进学生追求真理,培养创新思维的科学精神和实事求是的价值观也有潜移默化的作用。
2 药物分析实验室开展绿色化学实验的可能性
(1)采用和推广药物微量检测分析,节约化学试剂用量,减少新化合物的产生。传统的药物分析方法所用药物、试剂的量比较大,如滴定分析的体积一般为20~30 mL才能达到较好的精密度和准确度,如果改成微量或半微量滴定则可以大大减少用药量。
例如:将定性实验所用的试管改成点滴板,可使试剂消耗降低至常规实验的1/5~1/3;将实验中所用的250 mL容量瓶改为125 mL,反应试剂全部相应减半,实验结果与原先相比效果相当。推广微量、半微量或减量实验,能减少环境污染,是实现化学实验绿色化的一个重要途径。
(2)培养学生实验操作规范化,妥善处理化学实验的废弃物。在实验教学中,大部分实验的药品用量在教材中未明确给出限量,因而学生很难把握药品的实际用量。这样既影响实验的科学性和实验效果,又会造成药品的浪费,还会对环境造成一定程度的污染,也不利于培养学生的规范操作和实验品质。若规定好药品的用量和浓度,既方便施教,又方便操作,更易让学生接受、观察和记忆,从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法,同时节约药品,减少环境污染。
(3)采用和推广药物仪器分析。仪器分析的特点是用药量少、精密、灵敏,是药物分析检测的发展方向。在传统的药物分析实验中化学分析、仪器分析、无菌检验和中药检测四部分各占一定比例,为了进一步适应检测技术的发展,提高检验效率,减少污染排放,在教学中增加仪器分析的教学比重,也可以减少化学废物的排放量[4]。
(4)将药物分析实验与其他相关专业整合,建立绿色、仿真系列实验[5]。
我们将药物分析实验与其他相关专业整合,按图1所示,由化学制药专业合成中间体、副产品、原料药,交给药检专业检测,检测合格后由药剂专业生产制剂,制剂经药检专业检验合格后由市场营销专业销售,药检专业再按GSP进行质控。
图1 仿真企业型实训教学体系
实践教学中所有的实验器材、试剂、仪器在内部循环使用,一个实验的产物成为下一个实验的原料。如图2所示,试剂重复使用率提高,实验产物充分利用,减少实验原料的购买支出,降低实验成本,最大限度地实现资源共享。教学内容整合后打破各专业课程间的壁垒,加强课程间的交叉、渗透。学生经历药物生产与流通全过程,将跨学科的相关知识点有机连接,获得了单科教学难以达到的效果。
图2 试剂、废液循环使用示意图
(5)计算机虚拟实验软件的开发利用。对一些污染严重、耗能大的药物分析实验,设计虚拟实验软件,让学生在计算机上完成药物分析实验,也实现了循环利用和零排放。如我们开发制作的高效液相虚拟实验室,该软件基于Flash技术,具有界面友好、互动性强、功能强大的特点。师生可以在人机交互界面完成高效液相色谱仪的教、学、做、考、评,突破了时间、地点、资源的限制。本软件选取药学专业核心课程――药物质量检测技术的单元实训教学内容《高效液相色谱法测定盐酸环丙沙星含量》,学生进入虚拟实验室,首先阅读实验须知,然后跟随虚拟教师进入仪器讲堂,聆听关于高效液相色谱仪的结构、原理、使用、维护等方面的知识。走出仪器讲堂,学生进入虚拟实验室完成四大部分六个模块的实操训练及技能考核,并将数据填写在实验报告中。系统针对学生的学习结果给出综合评价。学生在学习过程中遇到困难,可以点击答疑解惑寻求帮助。针对高职学生的特点,我们还将仪器的重点、难点设计成游戏冲关,寓教于乐,帮助学生记忆。软件使用两年来历经两次改版,三次升级,2012年获得全国信息化教学大赛一等奖,浙江省教学软件比赛一等奖。
(6)优化实验管理,实现实验管理的绿色化。优化实验安排,减少中间环节的药品用量:如将高锰酸钾标准液的配制和标定与过氧化氢含量测定组合,减少实验药品用量。药品、试剂使用和管理绿色化[6];用低成本、低污染的药品代替实验用药物,制定药品使用科学管理方案,减少浪费。设立试剂、药品回收制度和处置方案,做到减少污染和排放;如中药质量检测常常用到有机溶剂,必须回收处理。仪器设备管理绿色化研究;药物分析实验离不开各种仪器设备,尤其是贵重仪器,探讨仪器设备分级管理方案、定期维护制度、合理使用制度,使仪器设备发挥最大效能。加强网络平台的信息化建设和利用,构建开放运行机制;实现实验中心网上管理、资产设备网络化管理和药品库管理。学生和教师可在网上浏览实验教学文件、教学进度和查阅、领用药品。中心主任和实验教师可以通过网络系统进行实验教学信息和实验教学管理。
3 结束语
根据药物生产经营企业的需要设置药物分析实验绿色化教学内容,引入微量、仿真、虚拟、循环、生态实验技术。转变教育观念,达到药物分析实验废物的零排放,实现可持续发展是我们的职责和任务。
参考文献
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[3] 范东先.建绿色实验室,促学院和谐发展[J].科技信息:学术版,2007(2):116.
[4] 洪丽雅.高校绿色化学实验室的建设[J].实验室研究与探索,2008(7):161-164.
[5] 虞春妹,刘晟波.高校有机化学实验的绿色化管理路径探究[J].中国现代教育装备,2010(7):119-122.
长期以来,学校化学实验侧重较单一的教材知识和验证性实验,缺乏综合性实验,学生长期处于一种“实验—污染—再实验—再污染”的模式中,这容易使学生形成“环境保护就是治理污染”的错误思维方式。这就需要对化学课程进行改革,改进实验内容,引导学生树立正确的化学理念,开展化学实验绿色化就能很好的体现当前素质教育的要求。
一、新课程的理念与创新
教育改革的核心是课程改革,创新是教育制度改革的灵魂,教育制度创新的重点是课程创新。新课程与以往相比有着重大变化,它全面推进素质教育,努力培养学生健全的个性和完整的人格,重视学生的实践能力、创新精神、健康的审美情趣的形成以及科学和人文素养的培养等。化学科学尤其是化学实验需要在实践过程中融入新课程改革的思想和理念,注重培养学生的实践能力和创新能力。
二、绿色化学概述
绿色化学又称环境无害化学、清洁化学、环境友好化学,是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用,并在技术上和经济上都有利的化学品和化学过程。
绿色化学的提出是可持续发展对环境的挑战。它是一门从源头上防止污染的化学,其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毒物质,减少化学污染的生成。
1. 绿色化学的特点
绿色化学研究的中心问题是化学反应。化学工艺及其产物具有四方面特点:①化学反应的原料是无毒无害的;②反应条件如溶剂、催化剂是无毒无害的;③反应产物是对环境是友好的;④化学反应具有原子经济性,废物无污染。
2. 绿色化学研究的内容
一般来说,一个化学反应受四方面影响:①反应原料的性质;②反应条件;③反应产物的性质;④反应合成的路线。这四方面也是绿色化学研究的内容。
当前绿色化学研究的重点是:①改进实验,研究变换反应原料,设计对人类健康和环境保护的物质,这是绿色化学的关键部分;②改善反应条件,提高产率,减少废物的生产和排放,降低危害;③选择更安全、对环境更友好的合成路线。绿色化学着眼于安全、环保这两个概念,不仅针对人类的健康,还包括整个生态环境的保护。
三、化学实验绿色化研究
1. 化学实验绿色化
化学实验绿色化是以绿色化学的理论和方法为核心和基本原则,对化学实验进行改进,尽可能减少环境污染或无污染,使化学实验过程达到绿色化的方法。
化学实验绿色化是新世纪化学实验改革的重点方向和崭新课题,是用预防化学污染的新思想和新技术对常规实验进行改革而形成的化学实验新方法。它的目标是选择对环境无毒无害的反应原料来进行化学实验,合理的设计实验装置,严格要求实验过程,并妥善做好实验后的处理工作,使整个化学实验实现零污染。通过上述来实现绿色化学的要求和目的。转贴于
2. 实现化学实验绿色化的方法和途径
(1)树立绿色化学思想观念,增强环境保护意识
在化学课堂教学和实验过程中注重向学生灌输“绿色化学”的理念,具体体现绿色化学的新概念、新方法和新技术。这不仅能够使绿色化学的概念植入学生的头脑中,还能使学生在实验过程中培养预防化学污染的新思想。
(2)开展微型化学实验
在微型化的实验装置中进行的化学实验称为“微型化学实验”。微型化学实验着眼于环境安全和污染预防的需要,其试剂用量是常规实验的十分之一,反应时间节约三分之一。由于反应的原材料大大减少,实验设计时更安全,且污染小、效率高,更贴近绿色化学的要求。
(3)改进对环境危害较大的实验
许多有机化学反应如溴苯的制备;具有放射性元素参与或生成的反应等,应该废除或改进。这些化学实验对人体健康和自然环境造成了严重的危害和污染,应选择无毒害的实验或毒性很小的实验来代替。
(4)利用计算机辅助多媒体仿真实验
关键词:高中化学;绿色化学;教学策略
化学不仅是高中教育的重要组成部分,且在高考中占据着十分重要的比例,对学生最终的升学成绩、步入高校后相关后续学科的学习有着关联性影响。另一方面,化学又与我们的日常生活息息相关,在高中阶段充分感知绿色化学概念,提升自我环保意识,将促使我国的化学事业、与之相关的工业和药业能够有效走向可持续发展道路,实现人类与环境的和谐共存。
一、绿色化学的概念及特征
绿色化学是从环保理念出发的,指的是一切与化学相关的活动都要本着“人类、化学行为、环境”三者共存的原则,要求在化学工作展开的过程中,尽可能直接降低有毒化学气体直接接触空气的概率,降低产生各类废弃物、提高(或回收)废物利用率的可能性。可以说该概念的提出在一定程度上改变了化学及其相关工业盲目发展、“割裂自身与生态环境的客观联系”这样一种状况,充分体现了现代社会人们对环境保护的高度重视。
基于概念,我们总结绿色化学的基本特征主要包括这样几个方面:第一,保证生活中使用物品的绿色、无污染;第二,使用化学物品达到国际标准;第三,提升化学物品的可重复利用率,降低废品产生率,提升废品回收率;第四,减少化学过程中各类废弃物、有毒物的排放量。
二、高中化学纳入绿色化学概念的有效策略
纳入绿色概念的高中化学,意味着其不再是单一传授知识的课堂,而是提高学生综合素质、强化环保意识的重要选择。教师理应在秉承这一理念的基础上,教会学生在现实生活中如何科学使用绿色化学知识、提升道德素养,为其日后走上与化学相关的岗位、创造绿色环境、实现生态平衡,做出应有的贡献。
(一)化学实验应用。在化学实验当中,教师可以引入绿色化学的概念,让学生感受到其的魅力所在,同时也要在实验操作中践行绿色化学的理念,选择合理的方法处理实验增生的各类废气、有害气体,各种废液和废弃固体,以免对环境、尤其是对空气造成污染。比如实验操作过程中产生HCL、H2S、NO2等无机酸性气体时,可以设置一定的尾气回收装置,避免废气直接进入空气当中;比如针对有害重金属离子的废弃液体,可以尝试用溶液PH值进行沉降,然后采用排放的方式处理;而实验中使用过的诸如锌粒、锡粒、铁钉等都应用后回收,水洗、烘干后才能继续使用——这些措施不仅是有效保护环境、避免化学实验引发空气质量下降的行为,亦是提高实验材料利用率的重要选择。
(二)部分概念教学应用。高中化学与现实生活结合或者关联性最为密切的部分,就是有机化学和无机化学。教师可以通过建立其与现代环境之间的联系,让学生将理论知识与生活实践结合起来,感受绿色化学的理念,并在现实生活中懂得用化学知识破解环境污染方面的问题,成为环保的“志愿者”。比如教师在进行此部分教学或进行相关知识点的讲解时,可以结合本地区的空气质量状况、环境污染状况,从当下环境保护的政策视角出发,让学生对现实生活中的有机、无机化学污染物进行讨论,并探究其对生活带来的影响与危害,以化学知识探索解决问题的方法。事实上很多废气的无机物或有机物,通过合理的化学反应可以转变为无公害的水与二氧化碳,如此还可以培养学生转变废弃物的思想,树立环保和绿色化学的思想。
(三)课后习题应用。绿色化学不仅体现在课堂知识传授、实验任务布置的过程中,还可以彰显在课后布置的作业、习题和实践任务当中。教师可以从实践性的角度出发,以活跃学生的思维、开拓他们的视野为目标,建立化学知识与生活实际的联系,让学生在课后操作练习的过程中,基于个人所学、随意更换技术、方法,任意使用适当的仪器,减少实验废弃物的“生成”,做到零污染、可重复利用。而为了避免学生在课后操作、测试和探究的过程中,因操作不当诱发危险、导致污染物的生成,在这一过程中,教师可以引导学生采用多媒体自行操作实验的方法,减少真实污染物、污染源生成的可能性,同时学生在手动模拟实验的过程中,还能真实感受化学反应过程中新物质的生成、新物质的属性,以及采取何种方法来破解新物质等。除此之外,教师还可以充分利用多媒体设备及互联网资源,让学生在课后寻找现实生活中一切“变废为宝”理论背后所潜在的化学原理,感知绿色化学存在的意义和价值。
三、结论
将绿色化学概念引入高中教学过程中,是提高学生综合素质、提升环保意识的必经之路,亦是推动和延续我国“和谐发展”理念的重要选择。其要求教育工作者不断顺应时代、更新自身的教育理念,以先进的教学思想、科学的教育手段灌输学生绿色环保思想观念,影响他们的日常习惯和行为。但严格意义上来讲,让绿色化学的概念渗入学生日常生活的每一个细节,仍是漫长而复杂的过程,需要教师长久的坚持。
参考文献:
[1]杨顺嗣.高中绿色化学教学思想培养策略[J].教育,2016(11):24.
关键词:绿色化学 指导教学 实验室
化学是一门以实验为主的基础科目,它与实验密不可分。然而随着化学实验过程中大量的使用化学药品,使周围的环境造成极其严重的污染,对教师和学生的身心健康有着极其严重的影响。这就促使教师在化学的教学过程中引入绿色化学理念,使学生对环境污染的危害性以及对环境的保护措施引起高度的重视,使绿色化学走入高中课堂。
一、绿色化学思想
(一)绿色化学的概念
绿色化学又叫环境友好化学、环境无害化学、洁净化学等。绿色化学是以实际技术、原理以及方法予以消除危害居民身心健康、对生态环境有害的各种原料、催化剂。溶解剂等有毒物质的产生,从根本上避免产生有害物质,并且将化学过程中对环境的不利影响降低到最小的化学。
(二)绿色化学的中心思想
绿色化学有以下几点核心内容,第一,即原子经济性,就是充分运用反应物的各个原子,从而使原子的利用率得到有效的提高,将反应物中产生的垃圾物尽可量的减少,从而减少了对环境的污染。第二,主要体现在减量、减少废气排放、重复运用等,例如催化剂和载体等,使成本得到有效的降低,减少废气的排放量。第三,主要体现在回收方面,可以达到节省资源、减少污染、降低成本的要求;第四,主要体现在再生方面,也就是将已废气的物质提取其身上的精华重复利用,既能节省资源,又能减少对空气的污染;第五,主要体现在拒绝使用方面,具体指的是,对于一些无法取缔,无法回收再利用,无法再生和有副作用较为明显的原料,务必要拒绝在化学过程中使用,以避免造成空气污染。
二、简述高中化学实验室现状
现如今,许多高中化学实验室设备不够齐全,不具备良好的通风设备,安全设施也不够权威,使教师和学生在实验室做化学实验时,得不到有效的安全保障。此外,化学教材中包含了较多演示实验以及分组实验,在这些实验里包括了容易产生挥发、燃烧、有毒的反应物与生成物,还有一部分实验无论从装置的使用上还是药品的用量上都存在着仪器过多,实验过于繁琐、药品的用量过大等一系列问题。因而时常会有学生在做实验时所取的药品过多,易导致药品严重的浪费现象。当实验完成后,有的学生直接将生成物丢弃到垃圾桶内,不予以及时的处理等现象。尤其是对于极其难闻,有毒的气体而言,由于设备不够健全,使有毒气体无法予以消除,对教师和学生的身心健康有着极大的影响。综上所述,为了使教师和学生能在实验室中顺利的完成化学实验,化学教师和学生应该以身作则,一同成为实验室条件的有效改善者和提高者。所以,在化学教学过程中,教师要大力向学生传达环境教育以及化学的教学信息,让学生最深切的感受到绿色化学的研究内容和研究方向,使环境污染的程度达到最小。
三、在实验室进行改进措施
在高中的化学实验中,有许多化学反应需要大量的仪器,组装起来相对较于复杂,导致所需药品量过大,实验不容易成功,而且所产生的废弃物过多,环境污染十分严重。为了减少环境的污染并且大力推广化学实验迷你化,首先可以对部分实验继续进行简易设置,让需要用的仪器减少,组装起来变得简单可行,易于操作,与此同时,要将实验室需要用的试剂以及药品用量大幅度的减少。例如,在蔗糖脱水的实验中,大多数教师都是在教室里在烧杯中进行实验,需要用玻璃棒进行迅速的搅拌,所需要时间过长,并且反应出的SO2为有毒气体,会在整个教室中难以消除,对教师和学生的身心健康有着极大的影响。如果改用在大气管中进行实验,并且配备橡胶塞和导气管作为辅助工具,再与盛装的品红溶液相连接,不但可以检验出是否有SO2气体生成,还能够继续和盛装NaOH的尾气处理装置溶液相连接,以方便将多余的SO2进行及时的处理,经过初步改进的装置,不但操作起来简单可行,而且效果极其明显,有效的避免了反应中产生的有毒SO2气体对空气造成污染。总而言之,需要在化学实验室中完成的很多化学实验都可以实施简易的改进。
四、结语
随着社会的不断发展,环境问题已经成为人类所要面临的巨大挑战,绿色化学是维持自然和人类和谐的化学理念,是化学工作者必须要高度重视的一大重要课题。在高中化学中引入绿色化学理念,不但使环境污染得到了有效的保障,又节约了很多资源,并且可以让学生充分认识绿色化学的重要性,使高中生树立正确的科学发展观以适应社会经济的发展需要。
参考文献:
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