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关键词:有机化学;绿色化;实验;教学模式
前言:要想实现有机化学实验的绿色化必须是从思想上抓起,从人们的思想意识上改变,从每个化学老师的思想开始。对整个化学实验的过程严格把关,在材质上采用安全、无污染的材料,催化剂的使用也要注意安全性,对于一定会产生污染的实验要注意污染的处理。从自身坐做起,为学生做好榜样。
1.有机化学实验的含义及意义
有机化学是化学中极为重要的一门分支,又称为碳化合物的化学,是研究有机化合物的结构、性质、制备的学科。
有机化学实验对化学的发展起着至关重要的作用,对化学工业的发展也是相当的重要,有机化学实验是现在的普通高校化学、化工、材料、药学、食品、生物、环境、农学等专业以及相近专业本科生一门必修课。在有机化学实验过程中经常会用到有毒性的试剂,溶剂,有的时候也会合成一些有毒性的物质,这是化学发展中必然会产生的污染,但是现在全世界都在提倡绿色环保,低碳的概念,因此化学实验中的这些有毒物体就必然引起公众的反感,包括一些具有高腐蚀性的催化剂,实验后产生的废弃、废渣、废液处理不当对环境也会造成很大的污染,这种影响比一般的污染所持续的时间也会更久。因此,如何实现有机化学实验的环保性,这是有机化学的发展中一个新的课题,一个主要的研究方向,高校如何构建有机化学的绿色实验化成为迫在眉睫的问题,在试验中和教学中,如何向学生灌输“绿色化学”的概念是现在高校教师首要考虑的问题,必须做到学生从观念和认识上意识到环境保护,可持续发展才是根本的发展。从根源上认识到环境的发展和环境的保护,提高实验教学的质量同时也要注意可协调发展的重要。
2.我国有机化学实验教学的现状
我国的有机化学发展的相较于西方来说,发展的速度和技术都相对来说是落后的,我国的有机化学实验也停留在最初的模式上,采用的是传统的教学模式,我国传统的有机化学实验采用的是基本操作实验+基础合成实验+性质实验。相较于西方对化学的重视,我国在教学上仍然采用的是照本宣科,遵从教材,缺少积极主动的改革和创新,这是化学实验要不得的思想,现在的高校教学实验仍是简单的基本技能,蒸馏、分馏、回流、水蒸气蒸馏、干燥、过滤、加热、冷却、搅拌、萃取、重结晶等。这些基本的合成、提炼实验都存在着诸多的弊端,首先,材料的选择上存在着对人身的威胁以及对环境的污染,毒性较大,易挥发,而且部分材质还存在着高腐蚀性的缺点;其次,这种具有诸多缺点的试剂的使用量还很大,将会产生很多的废弃物,普通人用眼看不到,但是长此以往,环境将会被破坏;再次,我们做过实验的人都知道,这只是一堂课,课堂结束后我们的实验结果都是直接的倾倒,不会经过任何的处理,这对环境的污染是相当的严重的,而且这种基本的实验反复的做,是没有实际意义的。从这些分析中不难看出这都是违背环境发展原则的,违背了绿色化学的基本概念,这些在威胁我们这一代身体健康的同时也会为人类带来无法消除的永久性威胁。面对这种情况,改变是必须的,而且是迫在眉睫的。
3.有机化学实验绿色化教学模式及实施方案
3.1 新型教学模式
有机化学实验绿色化教学模式就是从化学实验的每一步去改变,达到实验从头到尾无污染,是有机化学实验发展的目标。这种教学模式相较于传统的模式,更加符合我国发展的要求和环境可持续发展的要求。新的模式从原料的选取到试剂的使用以及用量都是有一定的标准的,在教学手段上也运用了先进的现代化媒体,在试验的方法方式上注重环保的概念,三者的配合促成了新型的有机化学实验绿色教学模式的发展。
3.2 具体的实施方案
当设计好实验的方式后,具体实施的时候要注意每个环节的把关,在有机化学实验的课程中,包括很大一部分基本的实验,传统的基本实验采用的都是有毒性的物质或者高度挥发的对环境有污染的材质,只要在不违背教学意义的基础上,基础实验是可以采用简单的无污染的试剂达到教学的目的,训练学生的操作技能以及让学生掌握实验的基本目的。这种做法在达到环保的同时也达到了教学的目的。教学目的的实践中还包括合成实验的操作,合成实验教学目的是让学生充分了解化合物的制备方法,并且对基本实验掌握的更加纯熟,新的教学模式本着绿色教学的目的对合成实验进行了改革,包括题目的选择以及相关科研结果的使用,甚至包括多步骤的实验,多步骤的实验相对于单步骤的实验产生的废弃物变少,变废为宝,是环境发展的根本要求。而且在部分高校中还出现了设计型实验,也就是学生和老师共同发挥想象,创造新的实验,这种实验的要求是本着绿色化的理念,所运用的材料也要求安全、无污染,这在提升学生创意空间的同时也对有机化学的发展做出了贡献,是一举双得的好事,值得提倡。
在进行实验过程中,我们都选用了低污染或者无污染的材质,但是不能保证合成过程中不会产生废气物,不会对环境造成污染,因此,对实验的方法、过程要严格把关,保证每一步的实验安全且稳定,产生的污染要尽可能的降低,实验的每一步都要有相关污染的处理环节。在部分条件好的高校,采用了世界先进的技术和设备,相对产生的废弃物就少,但是对条件相对较差的学校就要注意实验的步骤,以及对每一步的废弃物有回收利用和清理的程序。从实验的手段到实验的过程都需要严格密切的注意,不论是运用传统的方式还是现代化的方式都要注意培养学生的环保意识。
关键词:药学实验;教育改革;绿色化学
1药学与化学
药学是化学的衍生学科,而化学也是药学的基础与灵魂。药学高等教育离不开基础的化学教育,无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、物理化学这五大化学为药学的后续教学奠定了必要的理论和实验基础,因此众多医药高校无一例外都将它们作为药学基础主干课程。可以说,化学贯穿着药学生的学习和未来的职业生涯。药学高等教育的重要组成部分之一是实验教学,部分实验设计都直接来源于化学教育实验设计,对培养学生的实验操作能力、科研思维、创新能力都有重要的作用。值得注意的一点是,化学中存在的一些问题也在药学实验中不可避免的显现出来,甚至因药学领域的特点而放大加剧,例如有机溶剂在药学实验中用量远大于普通化学实验,所造成的环境问题也更加严重。近年来化学的概念朝着环境友好的方向不断的发展,而药学似乎没能紧跟上步伐,因为观念滞后带来的问题日趋严重,追随时代潮流的药学教育改革刻不容缓。
2绿色化学
2.1绿色化学的定义
随着国家以及世界对人类生存环境问题的愈加重视,“绿色化学”概念的提出符合人类与环境友好共处的发展方向。绿色化学是环境友好的化学,是指在化学品的设计、开发、制备和应用过程中利用化学原理来减少或消弭对人类健康和环境有害的物质的使用和产生。其中心思想是把化学和化工生产的现有技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”,它与分析化学、有机合成、催化生物化学等学科都密不可分,身处当今国际化学研究的前沿[1]。绿色化学是对环境问题的重新审视,要求我们在获得新物质的过程中,不只是在化学反应末端控制废物的产生,而是要在化学过程中尽量减少产生废物,提高反应过程的原子经济性,充分利用每一个原子,使反应物分子中的原子全部转化为目标产物,从而实现对环境的治理由治标转变为治本[2]。
2.2绿色化学的十二条原则
美国的总统科技顾问P.T.Anastas博士和马萨诸塞大学的J.C.Waner教授通过大量的研究工作,提出了绿色化学的十二条原则。这些原则目前是获得世界公认的指导绿色化学发展的基本原则:(1)防止污染优于治理污染;(2)提高原子经济性;(3)尽量在化学合成中减少使用有毒原料和产生有毒物质;(4)设计安全的化学品;(5)使用无害无毒的助剂及溶剂;(6)合理使用和节省能源;(7)利用可再生资源来代替消耗性资源合成化学品;(8)尽量减少非必须的衍生步骤;(9)采用高选择性催化剂来代替化学计量助剂;(10)产物的易降解性;(11)发展分析方法,对污染物实施在线监测和控制;(12)减少易燃易爆物质的使用,最大程度地降低事故隐患[3]。
3绿色化学对药学实验教学的启示
实验过程中会产生一定的环境污染是不争的事实。但药学高等教育领域似乎视而不见、仍在按步就班的继续这种陋习,以及因观念滞后、改革不力而放任、加剧对环境不利影响的做法,与现实中大家对治理这些污染的认识仍然停留在“先污染、再治理”的落后思维一脉相承。虽然实验室所制造的单次污染量相对于工业污染来说不大,但是因为同一院校、不同专业的学生也有可能会重复同样的实验,若不加以控制,不容忽视的累积效应堆积在排放区附近必定会造成一定的排放污染[4]。因此,减少药学实验污染的工作刻不容缓、势在必行;药学实验教育改革也应顺应历史、与时俱进。本文将从绿色化学12原则中选取对药学实验教学改革有积极实际意义且急迫、可行的五条,并举出具体实例加以论述。
3.1防止污染优于治理污染
绿色化学摒弃了传统的先污染后治理的化学思维,倡导从源头上防止污染,这是其与传统化学的最主要区别。从这个意义出发,在实验教育之前,应该在理论课上向学生传达绿色化学精神,培养环保的理念。在保证教学质量的情况下,优化教学项目,慎重选择实验内容,遵循环境友好、低能耗、经济性等原则,重新设计污染更小、更环保的教学实验。同时,还有一个现象值得注意。除了不合理的实验设计带来的污染外,有些污染往往来自人为的不恰当操作[5]。通常而言,学生对于实验室的基本规定并不熟悉,对三废(废气、废液、废渣)的处理十分草率。例如,将废液直接倒入下水道等行为比比皆是,从而导致的环境污染可谓是无妄之灾。这些情况都是可以通过提前教育得到改善的。在进入实验室之前,应督促学生预习,最好让学生手写纸面材料,以便学生能够熟悉实验流程,再对学生进行理论指导,规范实验操作,将绿色化学的概念贯彻在教学过程中,培养学生的良好实验习惯,不仅能够提高实验效率,还能减少试剂损失。此外,要引导正确的三废处理方式。实验中制备的固体和液体产物可以用套用法,不能套用的固体进行统一回收;可以提纯再利用含有有机溶剂的液体,针对一些酸、碱度过高以及重金属离子的废水进行统一处理;废气用吸收装置回收,并且要在实验台上安装排风装置,这样能对防止污染作出一些裨益[6]。
3.2尽量在化学合成中减少使用有毒原料和产生有毒物质
有机化学的一个重要组成部分是化学合成,在药学中的合成概念更加广泛,合成实验也是实验教学中不可或缺的一部分。化学家将绿色化学的12条原则定为评定合成路线、生产过程及化合物是否为绿色的规范。因此,绿色有机化学实验在原料、合成方法和制备过程的选择以及产物的生成等方面都应该尽量减小对环境的污染。要坚持选择无公害的原料、反应条件,尽量控制生成环境友好型产物,并且减少甚至“零排放”副产物,即实现全过程绿色化[7]。实验时,要在保障基本操作训练的前提下,尽可能地选择少用毒性和具有腐蚀性的原料的实验。
3.3使用无害无毒的助剂及溶剂
在天然药物化学、中药化学等课程中,使用有机溶剂提取天然药物中的有机成分是其他所有实验的基础。有机溶剂用量大、回收困难等特点注定了污染的存在。水作为另一种常见溶剂,提取效率较低,但环保无污染,且经济节约,符合绿色化学要求。在实验效率影响比较小的情况下,应该尽可能地以水为溶剂提取,避免有毒有害和挥发性有机溶剂的使用,尤其是卤代烃类溶剂。除了更换溶剂之外,现代科学的发展还给我们提供了另一种思路。随着化学实验技术和仪器的发展,应积极将微波辅助萃取、超声波提取等方法广泛应用到实验教学中去。此类方法提取效率高,所需溶剂少,而且能够让学生学习到化学发展新趋势[8]。有机化学实验课程中催化剂被广泛使用,在不影响实验效果的情况下,应尽量选择无毒、无害、无腐蚀性的催化剂代替强腐蚀性的催化剂。例如在酯化反应中使用超强固体酸代替浓硫酸、在阳离子沉淀实验中使用硫代乙酰胺替代有毒的硫化氢。
3.4合理使用和节省能源
在必须开展的实验项目中,尽可能设计串联实验。传统化学实验是在理论课开设的同时配合展开的。每个实验基本都是孤立、单独展开的,实验完成后,产物不能进行合理利用的话就会成为废弃物,如果处理过程只是简单抛弃,则会极大地危害环境。而串联实验是指通过恰当地调整实验教学计划,打破学科和实验间的界限,将同一学科两个或两个以上不同的化学实验组合在一起,将前面实验的产物变成后面的实验原料,这种实验教学方法在检查学生操作技能的同时还提高了化合物的使用率,印证了绿色化学的观念。这增加了学科间的关联性,对培养学生的学科整体观和创新思维都是有所裨益的。例如,制备乙酸乙酯的实验完成后可以用其产物去制备乙酰乙酸乙酯[9]。而且每一个实验的产物以及纯度与下一个实验的进行都紧密相关,这使学生要认真对待实验,实验积极性得到了充分调动[10]。实验过程中很多学生因为没有形成节约的观念,在称量时操作不严谨,称量过后又忘记密封试剂,导致试剂浪费较多,这就需要在实验开始前说明,特别是在进行需要使用一些容易吸湿的药品的实验前老师要着重强调;量取有机试剂时,容易洒出较多试剂,这种情况下需要老师将大瓶试剂用小试剂瓶分装、小试剂瓶配置吸管以便于取用;在对照品和薄层展开剂的配制过程中,学生会配制过多造成浪费,针对这个问题,老师可以提前配好,或者学生合作配制展开剂;此外微型实验也是目前实验教学中节省能源的新思路,微型实验是指用微量的药品在微型的仪器中进行的实验方法与技术,通过少原料、少排放、少污染,体现绿色化学的理念。比如过去在试管中进行的化学现象验证实验改在点滴板上操作,使用试剂只需几滴,大大减少了试剂的用量,而达到了预期的教学效果[11]。
3.5尽量减少非必须的衍生步骤
绿色化学的要求之一是反应要具备“原子经济性”,也就是原料分子中到底有百分之几的原子转变成了产物。如果在反应中包含一些消除及降解等衍生步骤,则会由于生成与目标产物无关的分子,使得该反应的原子经济性变低。反应中的衍生步骤越少,原子的利用率越高,目标产物的产率越高,副产物或废物的排放量就越低[12],也利于做到环境友好。实验室合成对溴苯胺常用的方法是用锡-盐酸还原法,其合成过程以苯胺为初始原料,通过形成乙酰苯胺、对溴乙酰苯胺等中间体的过程,保护了芳胺上的氨基,减小了芳胺发生衍生反应的可能性,进而提高了对溴苯胺的产率,提高了反应的“原子经济性”。
关键词:化学实验 激发 学习兴趣
化学是一门以实验为基础的科学,化学中的许多基本规律都是从实验中总结出的。化学实验不单是学习化学和进行化学研究的重要手段,还是化学的一个基本观点,生产、生活和现代科技中的化学现象,也可以通过化学实验,加以验证或进行探究,让学生在学习中勤于观察、规范操作,学会设计实验方案、认真操作、记录现象和相关数据、分析结果、反思评价、排除故障、获得真知。
一、 提供更多的动手动脑操作时间和空间
化学实验分为两大类:演示实验和分组实验。演示实验是化学教学中的常用手段和重要组成部分。它作为一种真实、形象的教学操作形式,既有展示化学知识的直观效应,又有表演操作的示范作用。演示实验一般是在课堂上由教师完成,学生通过观察实验现象来总结知识点。比如,在学科初始课上,教师可以通过做一些小实验,激发学生学习兴趣。如“会跳舞的碳粒”“魔棒点灯”“清水变牛奶”“美丽的喷泉”等引入,同学感到很惊讶,有的小声议论,很想弄明白其中的道理。这时,教师再因势利导,告诉学生这些奇妙的现象都是化学原理支持的,“你自己想不想探究化学世界的奥妙?”学生异口同声地回答:“想。”此时,学生学习化学的兴趣很浓,渴望学好化学的火种已深埋在了学生的内心。在这一基础上进行化学实验,就能够认真观察、规范操作及自主评价,并能在实验中产生兴奋、满足、喜悦等情感体验,从而使化学实验兴趣进一步加强,接受和提高操作能力加快。我在上演示课时常常提前告诉学生要做的实验,告诉他们做实验时的注意事项,给他们思考的时间,这样他们便会利用课余时间通过课本认识仪器,了解化学药品的一些特殊性质。分组实验前教师可先规范实验步骤,讲解实验注意事项,然后引导学生通过自己操作,动手、动脑、讨论、总结回顾知识的过程,增加学习化学的兴趣。另外,在实验教学过程中,教师还可以一边教学一边指导学生做实验,让学生在动手、动脑、动口中去获得知识,提高用新知识去解决实验中的问题的能力。结果表明,这样教学学生动手兴趣浓,学习中不感觉累,学习效果突出。
二、 将实验向课外延伸,扩大实验的自主性
实验的设计及操作过程给学生留下思考的余地,有利于发挥他们的主观能动性,激发他们的思维。我在所教班级中成立课外化学实验小组,利用课外活动时间,培养学生选择实验器材、写实验步骤、规范操作、设计记录表格、分析实验结果的能力,使学生能够对自己的实验进行反思评价,有效提高了他们的实验能力和创新能力,使他们真正成为实验的主宰,增强了他们学习化学的积极性。譬如用生活中唾手可得的原料自制简易净水器、制作纯绿色汽水、用电饭锅做蛋糕等,让学生懂得一些利用化学知识进行生产实践的道理,培养学生就地取材、废物利用的思维意识。或者自编自导一场化学晚会,序幕一拉开,几个女同学翩翩起舞,把“喷花似锦”“喷雾成字”两个节目以优美的歌舞形式表演出来。接着,化学魔术、化学游戏、化学谜语等丰富多彩的节目把他们带入五光十色的化学世界,伴随着 “声声爆竹”,看到 “清水变色”“无中生有”,就急着想了解为什么会有这样的现象。这样,既可以调节紧张的学习生活,又可以让学生轻松愉快地获得化学知识。
学生自发地将动脑、动手相结合,在以自己为主宰的实验中掌握知识、巩固知识、利用知识去解决生活问题,激发学生学习化学的兴趣,培养探索精神和创新精神。在我所教班级实验小组成员中,有成绩较好的学生,也有中下游的学生,通过每周两次实验小组活动,不断有新成员加入,学生积极性较高,特别是中下游成绩的学生认真做每个实验,严格按操作步骤,不会就看书,不懂就问,成绩不断提高,与此同时学化学的信心也逐渐增强。
三、 注重实验教学的启发性和探索性
一、学好化学基本概念和理论知识
学习所有的学科都不能离开基础知识的积累,学习的过程就如同搭积木,要想把积木搭得又高又稳,就必须打好下面的基础,确保基础的稳固[1]。所以,要想把高中化学真正掌握好,就必须确保基础知识的牢固,一定不能记错相关知识点。化学学科的重要内容就是化学的理论、基本概念,其科学性和严密性十分强,我们只需要把概念中的关键字词抓住进行理解记忆就可以了。例如,可以细分化学概念,在记忆时将各部分关系理清楚,比如,氧化物含有氧元素、两种元素和化合物三部分。同时,我们还需要在固定的?r间检测自己的记忆成果,特别是针对化学基础较为薄弱的一些同学。我们可以立足于课堂上所了解的自身学习情况,和自身的化学成绩相结合,和化学成绩好的同学一组,实现优势互补,利用课余时间同学之间可以相互抽背知识点,将化学知识点把握好。同时,可以对手中练习资料中的基础概述部分予以充分利用,自己归纳和总结知识点或记忆和背诵练习册上已经列出的基础知识归纳,只有牢牢掌握基础知识,我们才可以获得理想的成绩。
二、认真把握课堂时间,提高课堂学习效率
要想使课堂时间得到有效利用,在学习中必须要集中注意力。由于化学相似于其他科目,知识是融会贯通的,只要因为注意力不集中没有掌握到哪个知识点就会致使不能清晰全面地掌握到整个章节,这样自然也就难以将化学的学习成绩提高。所以,我们必须把课堂时间充分把握住,将课堂利用率有效提高,全身心投入到学习活动中,仔细琢磨教师说的每一个细点,这势必就可以把化学的成绩提高。以“双氧水分解实验”为例,受到高锰酸钾催化剂的影响,双氧水分解成氧气和水。那么这到底是在双氧水中加入高猛酸酸钾,还是在高猛酸钾中加入双氧水呢?若是上课认真听讲的同学马上就能知道应是在双氧水中倒入适量的高锰酸钾,这样才可以把双氧水催化成氧气和水。公式为。
三、重视实验,培养动手能力
在化学的学习中实验是不可缺少的重要组成部分[2]。在对元素化合物的有关化学性质进行研究,在分离和提纯物质时,通常都要借助实验的手段对其进行验证,或通过探究把结论得出,所以要把化学学好并对实验引起高度重视。在实验的各个环节中都应认真操作、勇敢投身于实验之中。要科学合理的设计实验,也就是程序合理、操作方便、装置简单、现象明显、细心观察、认真思考教师在课堂上的演示实验,将实验的步骤、原理、要领和现象掌握到,在教材中所安排的实验是对我们动手能力进行培养的最佳机会,要全身心投入到实验活动中,并认真操作。此方法借助对某一过程或某一事物中所存在的不同之处,从而有针对地把问题提出来,因为这些不同之处中通常有诸多问题存在,所以,在学习时要善于把不同之处抓住将问题找到。比如,在日常生活中,用容器装固体物质的时候,容器的口始终朝上,而《序言》中,装有固体碱式碳酸铜的试管,它的管口却是要稍稍向下倾斜的,其原因是什么?我们应对其中的内涵进行认真思考。
四、总结学习内容
在学习高中化学的时候我们很容易就能看出高中化学知识点并不集中,这使我们的学习难度有所加大,同时也将我们的复习难度加大了,这就需要我们在课余时间有条理地总结学习内容,同时在学习化学的时候我们会和形式多样的化学实验相接触,在把化学实验完成的过程中我们可以立足于自身学习的理论知识,结合理论和实践,那么我们还应该总结实验的注意事项以及实验的步骤。在总结的过程中,我们不用总结全部的知识点和详细内容,这样既会让我们花费很多不必要的时间,同时效果也十分不理想。其实,我们应简单明了的进行总结,对课堂上的知识概要予以总结就可以了。
关键词:新课改 高中化学 绿色化学 教育理念
新课改进一步提升了“绿色化学”教育理念的地位。面对绿色化学新理念、新要求,如何结合当前的素质教育和创新教育,把绿色化学理念贯穿于高中化学新课程教学的全过程中,是一个非常值得我们深思的问题。
一、在课堂教学中渗透绿色化学理念
1.剖析教材内容(知识点),寻找结合点,渗透绿色化学理念。教材是教学过程中知识的载体。在我们目前所用教材中,涉及了许多有关环境保护、绿色化学的知识点,比如环境污染、三废、大气污染物、酸雨、温室效应、光化学烟雾、固体废弃物、重金属污染等,紧密联系生活实际,强调走绿色化学之路的必然性和重要性。
2.结合绿色化工原理,正反对比,凸显绿色化学理念。化学教师的绿色意识是绿色化学走进课堂,潜移默化地传递给学生的前提,在课堂教学过程中,以目标物质在化工生产中的某一作用为切入点,通过寻找替代物质,并进行有针对性的对比,用事实凸显绿色工艺的优势。例如在介绍氯气的化学性质及其用途时,可以对比双氧水,在造纸工业中对于纸浆的漂白,双氧水等绿色氧化剂将逐渐取代氯气。因为使用双氧水做漂白剂,不会产生一些含氯的有毒有害物质,对环境比较有益。
二、在化学实验中践行绿色化学理念
化学是一门以实验为基础的科学,而化学实验往往存在“三废”的问题,面对绿色化学的新理念,我们可以从以下几个方面入手。
1.化学实验微型化。化学实验微型化是在满足获取化学信息目标的前提下,对化学实验进行重新设计与探索,使其尽可能减少化学试剂的用量。仪器装置小、化学试剂用量少是微型化学实验的两个基本特点。微型化学实验的试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,能改善实验室环境,大幅度减少实验室空气和水体的排放污染,具有操作方便、节约药品、减少污染的优点,代表了绿色实验发展的方向。对氯气的性质实验进行改进后,可以将氯气的制备通过漂白液与稀硫酸在培养皿中反应制得,此反应生成的氯气迅速扩散到培养皿中的其他液滴里进行反应,具有生成的氯气量少、环境污染小、实验效果明显,且可同时验证多个性质的优点。
2.化学实验操作规范化。化学实验操作有非常严格的标准,比如药品的称量、试剂的取用、三废的处理等等,各个操作步骤必须严格按照标准来进行,否则,不但会造成药品、能源的浪费,污染环境,有时候还可能会发生比较严重的实验事故,给师生的人身安全及生活环境造成比较大的伤害。比如在进行化学实验时,实验“三废”必须严格按照标准无害化处理后排放。通过规范化的实验操作,培养学生的安全意识和绿色化学意识。
3.化学实验药品无害化。进行化学实验的目的是为了更直观地将一些实验现象或实验原理展示给学生,培养学生通过实验探索科学、获取知识的兴趣。能展示同一实验原理或实验现象的化学试剂可能并不唯一,通过对实验步骤或反应途径进行设计,尽可能选择一些对环境友好的原料、催化剂等。比如我们常用白磷来展示“自燃”这个实验现象,但有很多缺点,白磷毒性较大,且产物对环境污染也比较严重,此时我们可以用Mg2Si水解产生的SiH4在水面上自燃代替白磷,实验过程无毒无污染,体现了绿色化学的理念。
4.“三废”处理标准化。“三废”处理是化学实验过程中的重要组成部分,针对“三废”种类的不同,处理方法多种多样,但“无害化”是共同的标准。在实验过程中,作为教师应积极引导学生将各种废液、废渣按照处理方法不同,分门别类倒入各自的回收容器内,然后采用相应的处理方法,比如中和、分解、吸收、燃烧、回收循环利用等对其进行处理。
5.计算机辅助模拟高危实验。个别化学实验在操作过程中涉及到的有毒有害物质比较多,或危险系数比较大(易燃、易爆等),既对环境造成的污染比较大,又给师生身体安全及健康带来极大的危害,这些与绿色化学的目标和原则相违背,在这种情况下,采用计算机模拟就显得尤为重要。利用计算机技术对实验原理、实验设备、工艺流程进行模拟,使学生在仿真操作过程中有一种身临其境的感受,这样既有助于学生理解、掌握理论知识,又减少了“三废”污染。
三、在课外实践中延伸绿色化学理念
化学是一门与生活联系紧密的科学,让学生将课堂上所学的化学知识融入到生活当中,培养学生利用化学知识发现、解决生活中各种问题的能力,利用课外活动和社会实践来延伸学生的绿色化学理念。
1.设计实践性调研课题,调动学生求知的积极性。利用假期时间,带领学生调查本地区生活垃圾的分类、回收及循环利用的问题。比如废旧电池是如何处理的,如果处理不当会给我们的生活带来怎样的危害;家用洗衣粉的常用品牌、主要化学成分、对环境有何影响;“白色污染”的来源及可行的解决方法等,通过这些与化学有关的社会生活现象,让学生自己发现问题,提出自己的看法或解决方法,调动学生学习化学的积极性,树立正确的、绿色的化学理念。
2.开展绿色化学专题活动,引导学生树立绿色化学意识。邀请相关专家进入校园举办有关绿色化学的知识讲座、科普宣传等,并结合化学竞赛、化学板报,积极引导学生树立绿色化学的意识,同时,也可以组织学生对身边的一些污染现象进行调查,比如生活垃圾、造纸废水等,明确这些污染物的产生、危害及处理方法,使学生在课堂所学的化学知识进一步得到深化,培养其学习化学的浓厚兴趣,增强实践能力,最终提升学生的绿色化学理念。
四、结束语
总之,绿色化学是未来化学发展的必然趋势,也是我们人类生存、与自然和谐相处的根本保证,而高中教育是围绕全民族素质提高进行的教育,在高中化学教育中引入绿色化学的理念,使学生树立牢固的绿色化学观,引导他们成为有责任感的新时期社会主义接班人,对于中华民族的可持续性发展,具有非常重要的意义。
参考文献:
[1]李思思.基于绿色化学理念的实验改进[J].成功(教育).2011(10)
[2]冷平.浅谈化学教学中的绿色化学教育[J].辽宁教育行政学院学报.2010(04)