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化学科学的发展使社会的进步和人类生活水平的提高奠定了丰富的物质基础。传统的化学工业主要注重反应的高选择性和高产率,往往忽视了原料的有效利用和反应完成后废物的处理等问题。因此,许多现有的化工过程,片面地追求经济效益,却没有效利用资源,忽视了生产过程对环境的影响。这对人类的健康和生存环境造成了极大的负面影响。保护环境和充分利用有限资源已成为全人类的共同事业,绿色化学作为一门从源头上实现零污染的化学应运而生。绿色化学的理想在于不再使用有毒有害物质,不再产生废物,不再处理废物。从科学观点看,绿色化学是化学科学基础内容的更新:从环境观点看,它是从源头上消除污染;从经济观点看,它合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展的要求。
绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。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。它是一门从源头上阻止污染的化学,让所用的化学物质和它的生产和转换过程与环境更加友好,它具有良好的现实经济效益和深远的社会效益,是知识经济时代化学工业发展的必然趋势。
所以,在中学化学教育中进行绿色化学的教育非常必要。
一.利用现代教育技术进行绿色化学教育
首先,化学中很多内容都与绿色化学有关,可事先把相关绿色化学知识做成多媒体课件,教学过程中利用多媒体技术将其投影到银幕上,这样不但信息量大,而且形象生动。同时,能提高学生的学习积极性,是课堂气氛活跃,教学效果自然理想。比如,在烃类章节教学中,可以简单讲述有关石油加工炼制过程及能源危机方面的知识,还可以介绍白色污染。所谓“白色污染”,是人们对难以降解的塑料垃圾污染环境现象的一种形象的称谓。
其次,运用多媒体技术进行课堂教学,既可以将图、文、声、像融为一体,使教与学的活动变得更加丰富多彩,又可以寓知识学习、技能训练、智力开发于生动活泼的形象中,从而引发学生的学习兴趣。多媒体教学可以迅速的把课程资源显示在学生的面前,既可以大量节省教师讲课、板书的时间,又可以使教师传授更多的知识,在一定的程度上增加了课堂的容量,并能取得较好的效果。兴趣是最好的老师,运用多媒体教学便以学生集中注意力。
二.在课堂上渗透绿色化学观,强化环境保护的重要
化学课堂是教学的阵地,也是向学生传送知识的好场所。在化学教学过程中,要抓住切入点,掌握好时机,及时渗透化学理念,使他们意识到,任何化学生产过程都与环境密切相关。例如:讲二氧化硫时,要向学生说明它是造成大气环境污染的重要污染物,是造成酸雨的祸首。目前硫化矿冶炼厂、火力发电厂、生活燃煤是产生二氧化硫的主要污染源。讲到臭氧部分是,引入南极上空臭氧层空洞的发现及臭氧层空洞给人和生物带来的影响的内容。讲到缓冲溶液时,适当补充人体血液和土壤的缓冲体系,使学生意识到酸雨和未经处理的工业废水对水质和土壤的危害。教师在讲解这些内容时,一定要联系生活实际,列举、演示一些污染给人带来危害的典型实例并组织学生进行观看和讨论,让学生充分认识环保重要性的同时,加深对提倡减少废物排放的绿色化学的涵义的理解,同时让学生认识到,要解决既要发展,又要解决环境的问题,传统化学是不行的,只有绿色化学才符合这样的要求。
三.在课堂外,采用多种方式宣传绿色化学观,强化环境保护意识
定期进行专题讲座,了解绿色化学的最新进展;配合课堂教学,组织课外实验;实地参观调查邻近的自来水厂、污水处理站、化工厂并进行实地调查。让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动中,真正做到绿色无处不在,只有这样我们的教育才能够充满生机,绿意盎然。
四.化学实验教学中绿色化学的理念的渗透
1.减少用量
例如;在检验so42-离子的实验中,学生往往一下子加入了较多的BaCl2溶液。假如在实验前向学生讲解钡类化合物中毒性最大是易溶于水的BaCl2,水中钡离子最大允许浓度为1.0mg/L,过量的氯化钡转入废液中会造成水质污染、土壤污染,并且让学生通过查表知道BaSO4是溶解度最小的不溶性盐,在1L水中仅容解1.05x10-5mol,只要加入少量的BaCl2溶液即可观察到明显的白色沉淀现象,这样既节约了试剂,又达到了实验目的,更重要的是净化了实验环境,增加了学生的绿色化学意识。
2.循环使用
例如:氧化还原反应实验中过氧化氢氧化性的实验,传统实验Pb2++S2-=PbS黑色沉淀,PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O,Pb2+是有毒金属,从绿色化学角度考虑应淘汰,将这个实验改为I-与H2O2反应则溶液的颜色由无色变为棕红色,即可证明H2O2将I-氧化成I2,此实验现象明显,使用试剂种类少,且碘是可再生原料,符合绿色化学的原理。
3.回收利用
关键词:绿色化学教育;大学化学教育;改革探析
随着我国高等教育事业改革工作的不断推进,绿色化学教育理念在我国现代大学化学教育事业的开展过程中逐步获取了充足的指导应用空间,为我国大学化学教育改革工作的具体开展,创造和提供了基础性指导条件。随着绿色化学指导理念在新时期大学化学教学工作过程中的引入运用,我国大学化学教学工作,在基础教学理念、基本教学模式和教学和方法层次均发生了鲜明而深刻的变革,有效解决和突破了我国现有的大学化学教学模式在应用和发展过程中所存在的问题和缺陷,为我国高等院校化学教学事业的稳定有序发展,做出了重要贡献,有鉴于此,本文将会围绕基于绿色化学教育下大学化学教育的改革问题展开简要阐释。
一、大学化学教育过程中开展绿色化学教育的必要性
第一,绿色化学教育理念的引入运用,是开展新时期大学化学教育改革工作的基本指导理念。绿色和环保是当代世界发展过程中的基本主题,也是全新时代背景之下我国大学化学教育事业发展过程中所面对的基本课题。与初中阶段和高中阶段相对照,大学化学在教学内容方面具备着更加鲜明的系统性、专业性,以及广泛性表现特征,直接导致大学化学学教学过程本身面对着鲜明的复杂性,亟需借由绿色化学教育理念的引入运用,逐步提升大学阶段化学学科教学工作的科学性和完备性。要积极在大学阶段化学学科实验教学环节具体开展过程中,扎实倡导和践行绿色化学的基本理念,为我国大学化学教育事业改革工作开展水平的不断提升,创造和提供基础性支持条件。要紧密关注节能环保材料研究与应用,以及能源短缺问题的研究和解决,对我国现阶段大学化学教育事业具体开展过程所造成的深刻影响,不断提升我国大学化学事业的时展水平。第二,绿色化学教育理念的引入运用,真切反映了新时期我国化学学科素质教育工作的基本诉求。在具体培养和输出素质全面型人才的实践过程中,教育工作者要重点关注素质教育基本思想理念的践行实践力度,要在为大学生引入并宣讲化学学科基础性知识内容要素基础上,通过为大学生初步介绍绿色化学基本理论的相关内容,切实促进大学生群体初步实现对绿色化学思想理念的理解和认知,在此基础上,要采取针对性教学实践措施,诱导大学生在逐步形成参与化学学科知识内容学习探究,以及化学相关产业生产实践过程中社会责任感和历史使命感,通过实际开展的大学化学学科教学实践活动,逐步提升呢大学生群体的自身综合素质建构发展水平,为大学生群体实现良好有序的成长发展,以及自身综合素质水平的不断优化提升,创造支持条件。
二、绿色化学理念下大学化学教育改革的具体思路
在具体应用绿色化学理念指导开展大学阶段化学学科教学改革工作过程中,要制定实施系统措施,促进传统大学化学教学工作逐步实现现代化发展,要通过有效转变大学化学学科任课教师,以及大学学生群体对化学学科的观念认知状态和基础思维模式,逐步督导大学化学教师和大学生建构形成基础性绿色化学观念认知,逐步提升大学师生参与绿色化学教学活动的主观积极性。要切实逐步加强针对大学生群体的基础思想观念宣传普及教学工作力度,逐步提升大学生群体对绿色化学基本理念的理解认知水平,并在具体的化学学科知识内容的教学呈现过程中,时刻关注绿色化学知识理念的引入和渗透。比如在讲授有机化合物工业合成制备过程中,要基于绿色化学和节能环保的技术控制理念,重点关注有机化合物工业合成制备过程中副产物的毒性,及其对自然社会环境所造成的影响效应,并针对性制定和应用恰当的技术处置措施。鉴于绿色化学教育工作是大学阶段基础性化学教育工作,与人文素质教育结合发展过程中的重要纽带,直接要求大学教师在具体开展基础化学教育改革实践工作过程中,要时刻坚持和保障绿色化学思想理念的指导地位和导向地位,逐步加强和深化化学教育基础思想理念的改革调整力度。比如在讲授无机有毒气体的实验室制备知识内容过程中,教师要秉持系统深入的人文关怀实践理念,优先为学生全面介绍分析无机有毒气体物质的理化性质,督导学生实现对无机有毒气体物质环境影响效应的清晰认识,继而基于人文关怀的思想认知视角,切实加强无机有毒气体物质实验室制备和工业制备过程中的绿色环保技术属性状态的优化控制工作,确保大学基础化学教育工作的人文关怀实现水平能够实现幅度显著的改善提升。在具体应用绿色化学思想理念指导大学阶段基础化学教学工作改革工作过程中,要切实针对现有的大学化学教学内容构成体系展开针对性的优化改良,要结合绿色化学基本理念,针对现有大学基础化学课程教材文本实施改革处理,在针对现有知识内容章节展开基于绿色化学基本理念的改良优化基础上,增加编写专门性的绿色化学知识内容章节,确保绿色化学思想理念能够在大学基础化学学科知识内容的教学普及过程中,实现充分的渗透推广。要重点关注绿色化学思想理念与基础化学知识相互融合过程中的自然性,促进大学化学教学改革工作能够顺利获取最佳的预期效果。
三、结语
针对基于绿色化学教育下大学化学教育的改革问题,本文具体选取大学化学教育过程中开展绿色化学教育的必要性,以及绿色化学理念下大学化学教育改革的具体思路两个具体方面展开了简要分析,旨意为相关领域的研究人员提供借鉴。
参考文献:
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[2]曹平,李军,全学军,徐云兰,许俊强.结合地区化学工业实际推动高校绿色化学教育发展[J].广东化工,2012(03).
一、绿色化学概念分析
所谓绿色化学,就是指对于环境没有破坏性的化学,与我国环境友好型社会目标相一致的化学,也可以说是清洁化学。绿色化学的原则是在化学反应的过程中,要坚持原子的经济性。换言之,绿色化学就是指在为了获得新兴物质的化学反应当中,要对参与到化学反应当中的每一个原料的原子进行充分有价值的利用,在化学反应开始时,从根本上杜绝化学污染的产生。最终目的是实现化学反应的零污染与零排放目标。化学反应当中所用到的催化剂与助剂等,都要达到无毒无害的环保要求。绿色化学的目的就是杜绝化学反应为环境带来的污染,将化学污染问题发现与解决在化学反应发生之前。综合来讲,绿色化学就是从源头上杜绝污染现象产生的化学方法与理念。
二、在高职化学教学中融入绿色化学的重要性分析
在传统的化学教学中,许多教育者只注重化学活动在社会经济活动中的经济效益,而忽视了环境污染问题,使得我国的化学教育一直背离我国资源友好型社会建立的理论,造成了严重的环境污染后果。而绿色化学则不同,作为我国化学专家与化学教育者关注的课题,将绿色化学融入日常的教育行为当中,不仅可以帮助学生树立起正确的化学理念,还助力于我国,甚至世界的环境保护工作,更是提高未来国家化学人才综合素质的重要手段。
三、在高职化学教学中融入绿色化学理念的对策分析
1.优化高职化学教材。绿色化学是一个全新的研究课题,所以,传统的教材已经不能满足高职化学教育的需要。而教育的质量对于绿色化学教育的成效有着重要的影响。各高职院校应当以本校的教学能力与教学实际情况为依据,进行教材的重新选择,使绿色化学教材得到优化与升级。化学教育者更应当定期对自己的绿色教学现状进行分析与总结,对教材的教学内容进行合理的调整,使其更适合学生的能力水准。在我国高职院校现有的化学教材当中,绿色化学理念的体现点十分少见。所以为了建构学生正确的绿色化学知识体系,使学生的头脑知识含量跟上时代的步伐,各高职院校应当加大资金投入,对教材进行创新与改革。只有这样,才能方便教师将绿色化学的理念综合性地融入日常教学与化学应用当中去。
2.提高教育者素质。在高职院校的化学教学当中,教育者的个人素质与价值观对于学生价值观的形成有着直接的影响。因此,学校要注重教育者个人素质的提高,培养教育者的绿色化学理念与可持续发展观,使其能够将绿色化学理念灵活地运用到日常教学活动当中去。只有这样,学生才能在日常的化学学习过程当中认识到环境对于人类生存与发展的重要性,认识到化学对于人类生存环境的直接影响。另外,教师应改变实验方式,放弃粗放型的化学实验,进行绿色化学集约型实验。总而言之,教师是学生的引路人,只有教师的素质提高了,学生绿色化学理念的建立才能有希望。
3.规范教师实验行为。化学实验是化学教学中的重要内容。化学实验演示的操作者是化学教育者,因此,其在进行化学实验演示时的行为规范对于学生未来的化学实验规范度有着很大的影响。教师在进行化学实验演示之时,要严格要求自己实验的每一个细节,将绿色化学理念融入其中。只有教师的实验行为规范了,才能使学生在潜移默化中受到正确的指引。
4.加强高职课外实践活动的“绿色性”。课外活动的实践性对于高职院校的化学专业学生实践能力的提高有着重要影响,因此,高职院校的化学教育者应该充分利用好课外实践活动的机会,将绿色化学理念融入实践活动中,以此来提高学生在化学实践中的环保意识。比如说,引导学生进行废旧电池的回收,鼓励学生杜绝一次性用具。还可以在假期组织学生到化工厂进行参观,了解未来的工作环境,重视绿色化学理念在未来化学道路上的作用。
一、要尽且减少试剂的用量
在化学实验教学中,应具有绿色化学的思想,尽可能地降低实验药品浓度,预防或减少环境污染。常见的一些可改进的实验项目(表略)
二、要注意尾气的处理和减少废气排放
化学实验教学在培养学生良好实验习惯的同时,也要培养学生不随意丢弃实验残留物,不随意排放实验尾气,不随意倾倒实验废液。正确处理实验“三废”,避免将学校实验室变成污染源,让学生在动手实验的同时养成环境保护意识和社会责任感。例如,硫黄在氧气中的燃烧,剩余气体混合物不能直接排到空气中,应加人适量碱溶液,反应掉二氧化硫,避免其对环境和人的危害。作酸碱盐学生实验时,实验室应准备专门盛放废酸液和废碱液的废液缸,实验后将酸性废液和碱性废液反应,调到pH中性左右再排放。含有重金属离子的废液不能直接倒人下水道,例如硫酸铜废液,应尽量将铜提取出来再处理,一方面避免铜离子污染水和土壤,另一方面还能有效利用,节约资源。
三、可通过变废为宝、循环利用等途径减少资源浪费
中学化学中有大量的试剂可以回收利用,例如,在中学化学实验中四氯化碳是一种重要的有机溶剂,萃取实验中经常用到。以CCI。为代表的氯代烃作为一类耐生物降解的有机化合物,是饮用水源中备受关注的污染物。CC14萃取碘水的实验中,使用过的CC14可用“镁粉再生法”回收,进行再生利用,具有一定的经济价值。具体方法如下:萃取后的CC14因溶解了碘而呈红色,加人镁粉后,发生反应Mg+12二MgIZ,充分搅拌,直至CC14红色褪尽,过滤就得到无色透明的CC14。利用连续实验的方法,不仅可充分利用化学资源,减少浪费和污染,而且也是学生进行研究性学习选题的重要领域。比如做过浓硫酸与铜反应的性质实验之后,利用废液进行504’一的检验和cu,‘的性质实验。可进行连续实验和回收利用的地方很多,(表略)
关键词:绿色化学;化学教育;绿色化学教育
环境与发展问题,已成了当代世界共同面临的两难选择,成了对21世纪人类最严峻的挑战,人类不得不面临新的环境问题。为了从根本上预防和治理环境污染,必须依靠近年在国际上引起极大关注的化学领域——绿色化学(Green Chemisty)。
一、“绿色化学”的提出和内涵
“绿色化学”这个名称最早出现在美国环保局的官方文件中,以突出化学对环境的友好。1995年,美国总统克林顿、副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”,以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励支持重大的创造性的科学技术突破,从根本上减少乃至杜绝化学污染源。由于上述原因,使得“绿色化学”这个名称广为传播。
“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%(原子经济性)。原子的利用率越高,意味着生产过程中废物的排放量越少,对环境的影响也越小。“绿色化学”是指从技术、经济上设计出可行的化学反应,尽可能减少对环境的负作用。20世纪90年代初,国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。绿色化学是“预防污染”的根本手段,而对污染物的处理,最根本的方法就是杜绝污染源。
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,便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。
二、“绿色化学”在中学化学中的渗透
1.立足课堂,渗透绿色知识
化学课堂是教学的主阵地,也是向学生传授环保知识的好场所。绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中,要向学生阐明绿色化学的观点、要求使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感。化学教师要充分挖掘和利用教材中的环保知识内容,采取渗透的方式,在介绍某种物质或操作方法时自然地引入相关的环保知识,让学生增长环保知识。如讲二氧化硫时,我就向学生说明它是一种主要的大气污染物,它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物质,空气中二氧化硫70%来源于工业燃料,12%来源于工业燃油,其余则来源于生活燃煤等。它既直接危害人的身体健康,又可以导致水质酸化,水生动物减少或绝迹,树木、庄稼枯死,还能腐蚀建筑物和文物。通过介绍使学生充分认识到二氧化硫是污染大气的有害气体之一。最后让学生讨论:如何防止和减少SO2的污染。这样既增强了学生的环保意识,又调动了学生学习的积极性。
2.立足实验,培养绿色习惯
化学实验教学不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的清晰的实验现象,增强直观的感性认识,而且能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质,从某种意义上讲学校中环境污染主要来源于化学实验。实验教学与绿色化学联系最为紧密,最为直接,在实验教学贯彻绿色化学思想是非常必要的。
(1)药品的贮存的规范化。如易挥发的液溴、浓硝酸、浓盐酸等用钟罩封闭贮存;对大多数有机物如苯、甲苯、丙酮、甲醛等用专柜避光保存;对剧如汞、白磷等用专柜上锁保存,定期检查贮存情况。
(2)演示实验中尾气的吸收处理。如在制取硫化氢、二氧化硫、氯气、氯化氢、一氧化氮、二氧化氮、氨气、一氧化碳等气体时一定要通过演示实验讲情吸收的原因(有害气体不允许直接排放到大气中),强调尾气吸收的重要性,使学生深深认识到只要涉及气体的制备问题就应考虑尾气处理。
(3)规范实验操作。化学实验中,师生都要接触有害物质和无害物质,在实验中也会闻到有害和无害气体。因此,必须指导学生要严格按照实验操作的程序,有条不紊地进行各种实验。正确地闻气体、取药品、取有毒性原料,甚至如何盖瓶盖、放置试剂、取药品的各种工具的选用、取用药品量的多少都要向学生交代清楚;改进实验方法,设计合理的实验装置。尽量采用封闭措施,减少师生被动接受有毒有害气体的污染。实验结束后,处理化学废物和实验中产生的废气。把仪器洗涤干净放回原处,擦洗干净实验桌面,这些都要认真细致指导,使实验活动从始至终成为对学生进行环境教育的课堂。
(4)实验微型化。目前在常规实验中,药品用量较多不仅造成浪费,还污染环境。因此,在实验中用玻璃管制成各种可加热仪器的替代实验仪器、用点滴板等进行微型系列实验。这种方法药品用量少、反应产物少、操作安全,实验不会造成危险,对环境的污染程度较轻。同时也达到了实验的目的。如硝酸银溶液和稀盐酸的反应,要求学生不用试管做实验,而是改用点滴板,实验时只需取一滴稀盐酸在孔穴处,在取一滴硝酸银溶液滴在孔穴处,立即可见白色沉淀生成,然后取一滴稀硝酸滴入沉淀中,沉淀不溶解。通过实验学生很容易得出结论:稀盐酸与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸得白色沉淀。操作中不仅收到良好的实验效果,而且把化学实验与环境教育有机结合、渗透,进一步增强学生的绿色习惯。
3.立足课外,提高绿色素质
课堂教学是对学生进行绿色教育的主阵地,但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。为了全面提高每个学生的绿色素质,组织学生积极参与课外社会实践活动。
(1)专题讲座。对教材中讲的少而对环保具有重大意义的内容,可以专题讲座的形式向学生介绍,如针对有的学生认为环境污染主要是由于工业生产造成的,与自身没有太大的关系。可举办-----家庭生活与环境污染讲座,实际研究表明:工业污染占污染的百分之四十一,家庭污染占百分之五十九。据有关专家统计,一个人一天平均要制造0.9 kg垃圾,5个不可降解的塑料袋,2--3个一次性饭盒;一个人因洗发、洗澡、洗衣服等等一天平均制造200升废水在污染着河流、大海和土壤。可见环境保护不只是国家、环保部门的事,每个人都应从家庭污染出发保护环境。通过这些信息的介绍,使学生感到自身在制造污染破坏环境,市多么可怕又多么可悲,要从自身做起,节约用水、少使用一次性餐具、少用化学用品,以减少污染,为保护环境而改变生活习惯。
(2)课外实验。积极利用课外实验配合课堂教学,开展环保教育。“河水、雨水酸碱性的检测”、“模拟水体受硝酸汞、硫酸铜等污染的检测及危害”、“干电池的收回河利用”等,让学生在实验过程中既锻炼动手能力又强化了绿色意识。
(3)实地参观社会调查。组织学生参观本地邻近的自来水厂、污水处理站、化工厂并进行实地调查。如空气污染调查、水污染及对策调查等调查报告,并进行交流。这样不仅能培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度,而且能使他们感知环境污染的危害性及环境保护的迫切性。
(4)展览板报、墙报。利用教室及校园的黑板报、墙报进行环保展览宣传,以增强环保安全等意识。组织学生植树种草,绿化环境,减少噪音,为保护环境出一分力量。
随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正席卷全球,二十一世纪将成为绿色世纪。绿色化教育有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会可持续发展,中学化学必须体现绿色化学教育,要让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动之中,真正做到绿色无所不在,只有这样我们的教育才能够充满生机,绿意盎然。
参考文献:
1.中学化学教学参考018-9绿色化学实验设计王家圣
2.中学化学教与学0311中学化学实验教学绿色实践马志成
3.中学化学教与学015绿色化学----一种新的化学理念俞巧红
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