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關鍵詞:綠色化學;高中化學;滲透
一、引言
綠色化學是一種在技術經濟等領域利用新技術以減少對環境污染從而保護環境的新型化學反應,由于它在化學反應途徑中以最大限度實現無污染或者凈化污染物,且其研究內容是發現更為環保的能源化學材料。這種工藝非終端環境治理,也更能實現可持續發展。
二、綠色化學的具體內涵
綠色化學是一種意在最大限度上利用資源使得資源利用率達到最大,以提高產品或者有用物質的轉化率,從而進一步可以由始端解決環境污染的問題,達到污染物治理的新型化學。由于現在環境問題的日漸嚴重,使得各國都在積極促進綠色化學的研究。而且綠色化學隨著科學的發展已經跨越了學科的界限,除了化學專業本身,綠色化學也涉及了機械制造、電子數學等領域,綠色化學這一研究方向已成為跨越國籍跨越學科的全球性的科學方向。綠色化學的基本要求是減少資源的使用并且加強重復利用率,實現二次利用或者對污染物副產品及時回收,或者在轉化后對廢物進行再生。那么對于轉化率低污染程度大的原料,應該積極尋找可替換資源,減少其使用量。
三、綠色化學在高中化學教學中的滲透
在教材中,要充分體現當今環境污染的嚴重性,環境狀況不容樂觀,從而引起學生對保護環境發展綠色化學的必要性。在化學生產工藝與化學技術方面,綠色化學的出現對幫助工廠減少能源消耗,提高資源利用率,從而提高工廠效益有重要作用。如果將眼光放遠,綠色化學是一種全新的經濟環保理念,由此可以看出它代表了人類最長遠最根本的利益,這樣就對于實現可持續發展具有重要作用。由此可以看出綠色化學中所包含的眾多優點,因此這些優點對于引進高中數學中也是十分重要的。在高中,學生需要做大量的化學實驗,每天都會消耗大量的化學試劑,由此產生的廢料廢物如果直接排放到環境里,對學校師生以及周圍居民的身體健康的危害也是不可忽視的。因此,在高中化學課程里引入綠色化學這一理念就十分重要了。
四、如何在高中化學中踐行綠色化學的理念
第一,教師本身應該加強綠色環保意識。教師作為教書育人的主體,除了嚴格要求學生以外更需要嚴格要求自己踐行綠色化學的理念,從自身做起樹立綠色化學的意識,落實在課堂教育中的環保理念。第二,讓綠色化學理念滲透于課堂之中。雖然中國對綠色化學的重視逐漸加深,課本教材上也出現了綠色化學的身影,但是綠色化學在課堂上所占的比例還是太少,由于綠色化學不屬于考試范疇,有些教師在教學過程中甚至將其忽略。因此,在課堂上加深學生對綠色化學的認識,讓學生了解綠色化學的重要性就不可或缺了。為了順應當今社會對于環保理念逐漸重視的現狀,教師也應該讓學生在非實驗課的課堂之中樹立起綠色化學對生活重要性的認識,從而促進學生綜合素質的提高。第三,實驗課中的綠色化學的滲透。對于高中化學來說,實驗課可以最大限度地增強學生的動手能力,增強學生理論聯系實際操作的能力,這樣就可以使學生更好地了解課本之中知識的意義,因此化學實驗課是課堂上極其重要的組成部分。綠色化學的實驗準備與基本流程。實驗材料用量的多少以及結果的可靠性全都依賴于實驗流程,這也是為什么在做實驗之前應該充分地研究實驗原理,使得設計出來的實驗所需用量都在最佳之內。如果由于實驗之前的失誤使得用量錯誤,那么就只能從頭開始試驗,這樣就造成了實際浪費因此不符合綠色化學的理念。此外在實驗過程中,綠色化學理念要徹底貫徹,學生需要考慮如何在試劑量一定的情況下來確保實驗轉化率最高,使得實驗過程中盡可能地節省試劑節約資源。實驗之后廢料的處理。化學實驗中很多試劑使用過后不能收回,而且會產生有害物質,這就要求教師以及學生在實驗之前就準備好實驗所需物品的確定的量,造成盡可能少的浪費。以及實驗后的廢料如果不處理直接排放到環境中,對環境也會造成污染,因此在實驗過程中,教師應該將廢棄物的處理放入實驗最后一個環節,或者教師用最恰當的手段處理廢料,來確保廢棄物得到充分凈化,以免對環境造成污染。教師在教學過程中還可以通過讓學生討論,閱讀相關文獻的方法來使學生更好地理解綠色化學的概念,在實際教學操作中,教師可以在解釋反應過程中適當縮短時間,舉出更多學生可以理解的例子,從反應物、反應時間、反應條件、消耗能量、催化劑等各個方面來進行比較,讓學生更好地理解其中綠色化學的內涵。
五、結束語
綠色化學作為一個大的方向與研究項目,不是一朝一夕可以完成的,因此教師更應該從學生對知識的接受能力以及認知能力為出發點,在課堂中從自身做起讓學生潛移默化中樹立綠色化學的理念。在注重可持續發展的現代,滲透到高中化學教學中的綠色化學,對未來環境的影響會更加深遠。
參考文獻:
[1]邢季穎.綠色化學理念在高中化學實驗中的應用研究[D].遼寧師范大學,2013(04).
1.綠色化學的重要性綠色化學這一概念
最早由美國化學會于1991年提出,作為從源頭上防止環境污染的一種重要策略和手段,20年來,越來越受到人們的關注。綠色化學概念從提出的那一刻起,就明確了它的現代內涵,這就是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大程度地節約能源,在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。即用化學的技術和方法去消滅或減少那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑在生產過程中的使用,同時也要在生產過程中不產生有毒有害的副產物、廢物和產品。綠色化學的理想在于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物,不再處理廢物。綠色化學是根據預防污染思想發展起來的,是實現污染防止的基本的和重要的工具,也是提高人類物質再生產能力的一個技術保障和驅動機制,為人類的可持續發展提供完整的體系和方式,符合和諧社會建設的根本性要求,也是人類社會可持續發展的必由之路。它的誕生,具有劃時代的意義。首先,綠色化學徹底拋棄了“先發展、后治理”,發展經濟以犧牲環境為代價的粗放發展模式,進而采用綠色的與環境友好相結合的發展模式,從源頭上堵住污染的產生,從根本上減少或消除污染,是一條人口增長、經濟發展、社會進步、環境治理和節約資源相互協調發展的和諧之路;其次,它給人類社會和自然環境帶來積極影響,控制污染在時間上的延續和空間上的擴展,為人類及其社會的可持續發展提供調節和制約的保護作用,能夠不斷調整和平衡資源的有序開發和綜合利用,制約利用資源的速度和規模,揚長避短,變害為利,減少和克服人類社會發展過程中給自然所造成的負面影響,保護頻于滅絕物種和不斷減少使用資源,使人類社會的發展和經濟的增長置于自然和諧律動的限度之內;再次,綠色化學為可持續發展提供觀察和監測的規劃作用,如全球變暖、臭氧層被破壞等環境問題,需要世界各國共同努力,而綠色化學的功能恰恰能夠不斷地觀察和監測全球發展的表現和動向,對人類社會、經濟、生態環境的發展決策和行動提供智力支持,從而形成有效的規劃藍圖。綠色化學不但有重大的社會、環境和經濟效益,而且說明化學的負面作用是可以避免的,顯現了人的能動性。
2.把綠色化學理念貫穿到中學化學教育教學全過程,提高學生的綠色化學意識和實踐能力
中學化學教育是培養高素質人才環節中的一個重要組成部分,我們應當把綠色化學及其理念融合在化學教育教學全過程之中,使綠色化學成為化學教育教學的有機組成部分,提高學生的綠色化學意識和實踐能力。
2.1結合教材內容培養學生的綠色化學意識。如在教學《由多種物質組成的空氣》一節時,可以讓學生觀看一些與空氣污染有關的圖片和錄像帶,引導學生討論引起空氣污染的主要原因,然后再向學生介紹空氣質量日報表,讓他們了解到空氣污染指數與空氣質量級別的對應關系。再比如學習了“硫及其化合物”的知識后,可以讓學生知道硫的氧化物及氮的氧化物共同形成的酸雨和酸霧會損傷人的呼吸道,致使一些價值很高的古文物腐蝕毀壞,致使農作物嚴重減產甚至顆粒無收,還可以使河流、湖泊中沉積的某些重金屬元素化合物溶出,從而進入魚、貝體內,通過食物鏈而危害人類的生命健康。在教學中,還可適當補充一些內容,介紹一些實例來加深印象,拓寬學生視野。如“世界上著名的公害”、“前蘇聯切爾諾貝利核電站事故海灣戰爭”,再增加一些具體數據,如每年全世界排入大氣中的二氧化硫,約有一億五仟萬噸,產生的廢渣超過30億噸,廢水6000~7000億噸。我國農業因遭受酸雨而每年損失十幾億元等。
一、將綠色化學理念滲透到初中化學的課堂教學中去
1.適當延伸初中化學中涉及的教學內容
現今,初中化學的教科書中也融入了很多綠色化學的知識,比如海水資源的開發與利用、化學反應條件控制等等.教師在進行課堂教學時應該緊扣教材,將綠色化學理念隨時體現出來,做好初中生的綠色化學啟蒙教育,提高他們對綠色化學的積極性以及知識水平.當然,化學教師除了要利用好教材中關于綠色化學的內容之外,也可以對內容進行適當的延伸,讓初中生能夠更容易的理解綠色化學的概念,提升他們學習綠色化學的興趣.
例如,化學教師講解釀酒的原理之后,還可以進一步給初中生簡單介紹目前我國工業生產和日常生活中對乙醇的需求情況.讓他們知道我國對乙醇的需求現狀是供不應求的,而且單純使用淀粉類糧食作物生產酒精的話將會產生非常龐大的成本.而在大自然中含量相當豐富卻無法供人類食用的纖維素(如樹葉、稻草和玉米芯)也是碳水化合物.如果使用這類纖維素作為乙醇制取的原料來源,不僅能將生產成本大大降低,而且也不失為一條新能源開發的可行道路.
2.借助多媒體等現代化教學手段
在初中化學的教材中涉及綠色化學的內容非常多,如白色污染防治、能源的綜合利用、臭氧空洞、水污染等.但是對于這些綠色化學理念的解釋,初中化學教材中僅僅局限于直白的文字.教師在化學課堂教學課堂上,很難將這些綠色化學的理念給學生解釋清楚.所以這時候就必須要借助多媒體等現代化的教學手段進行教學.將綠色化學內容以圖片、動畫、視頻的形式呈現給初中生,給他們營造強烈的視覺或聽覺感受,加強初中生對綠色化學的感知程度.還可以收集一些時事新聞,將初中生的實際生活與綠色化學聯系起來,讓他們更容易理解綠色化學概念的同時,體會到實現綠色化學對國家可持續發展的重要性.而且對于那些由于客觀條件限制不能進行現場演示教學的趣味實驗,也可以通過多媒體課件展示給初中生,讓他們對實驗形成一定的印象和認知,彌補無法進行實驗的遺憾,進而對綠色化學樹立起一個全新的認知和理解.
二、加強綠色化學理念在初中化學實驗中的實踐
1.嚴格規范初中化學實驗的基本操作
初中化學是一門建立在實驗基礎上的學科,所以做好實驗教學是豐富初中生綠色化學理念的重要手段之一.在初中化學實驗中,也可以將資源節約、無污染無廢料、循環利用等綠色化學實驗新要求充分的體現出來.在初中生的心中牢固樹立起“關愛環境、保護環境”的意識.因此,在初中化學實驗的實際進行過程中,必須要對實驗的基本操作進行嚴格的規范.如何正確的聞氣體、放置藥品?取藥品時操作工具的選用、具體的操作手法以及取藥品的量等,化學教師都必須要對初中生交代清楚.化學實驗結束以后,教師還必須正確、細致地指導初中生做好化學廢棄物的處理、儀器的清洗歸位以及實驗桌面的清理等工作.
例如,化學教師在指導初中生進行酸堿鹽性質的實驗時,就可以引導他們將試管改為點滴板來進行實驗操作.這樣一來不僅可以使實驗現象更明顯,實驗結果對比起來更容易;而且還可以達到節約實驗藥品的目的,避免藥品的浪費,減少對環境的污染,進而在潛移默化之中讓初中生形成綠色化學的意識.
2.及時優化初中化學實驗的裝置
進行初中化學實驗時,固體、液體和氣體的產生不可避免.但是在這些產物之中有很多都是有毒或者有害的,她們不僅會污染環境還會威脅人類身體的健康.因此,教師在引導初中生進行化學實驗時,可以在不讓實驗的結果和現象受到影響的前提下,鼓勵初中生主動去改進和優化化學實驗的方法、步驟以及儀器裝置.以此來降低化學試劑和實驗產物對環境的污染,實現綠色化學實驗的目的.
例如,化學教師帶演示一氧化碳還原氧化鐵的實驗時,應該對初中生強調尾氣(即一氧化碳)處理的重要意義,并讓學生嘗試思考更多更好的尾氣處理辦法.除了將一氧化碳燃燒后以二氧化碳形式排放到空氣中之外,還可以采用氣球法或排水法將一氧化碳收集起來然后加以再利用;或者將后面一盞酒精燈撤掉,并將用于導出尾氣的玻璃導管設計成彎管,使尾氣在放有氧化鐵粉末的試管下再次燃燒反應,實現尾氣循環再利用,提升實驗物資利用率及實驗產物的利用率.
三、重視在初中化學課后習題中對綠色化學的滲透
課后習題訓練是幫助初中生鞏固課堂所學化學知識,提高他們的化學能力的必要方法.所以化學教師應該要將綠色化學的理念融入到課后習題的訓練中去,讓初中生學會運用綠色化學思想去解決現實生活中的問題.
關鍵詞: 綠色化學 化學教學 滲透措施
一、引言
綠色化學是防止污染的化學,能夠為人類未來的發展提供保障。化學是初中教學的重要部分,也是中考的重點,在初中實施綠色化學教學,對學生科學素質等方面的發展具有積極作用,也是未來化學發展的主要趨勢。
二、在初中化學中滲透綠色化學理念的重要意義
(一)綠色化學的產生
化學作為自然科學中的重要組成部分,主要是通過研究物質的性質、結構等特征發現其中規律,通過實驗等方式進而創造新物質的科學。因此,化學在發展過程中就會產生大量有毒的、危害人體健康的物質。基于這種情況,綠色化學理念被提出[1]。
(二)綠色化學與初中教育
綠色化學與初中化學教學相結合,是現代教育的主流教學思想,在學生運用化學知識解決生活中的難題方面具有積極作用。綠色化學理念能夠引導學生尊重自然,愛護自然環境,促進其形成正確的環保觀念,進而培養出新型化學人才。
(三)推動化學教學改革
綠色化學的本質是人與自然和諧相處,這是未來化學發展的主要趨勢。因此,教師要掌握綠色化學的本質,并深入研究。目前,某些人對綠色化學并不是十分了解,但是這不影響其在工作中涉及綠色化學,尤其是初中化學課本中很多基礎知識都與綠色化學息息相關,這就要求教師深入研究化學相關內容,并找出與綠色化學相背離的地方,及時加以改正,逐步完善,為學生提供“綠色化學”教材。
三、在初中化學教學中滲透綠色化學理念的有效措施
(一)完善教材內容
化學教師應當將可持續發展原則作為課程開展的重要依據,并把綠色化學與化學教學活動二者進行有機結合,促使學生了解綠色化學及其對人類社會發展的重要性。除此之外,教師還要改變傳統教學模式,采取集約、科學發展的教學模式,并鼓勵學生參與到化學教學中,進而激起學生的學習興趣。例如:教師在講解某個化學物質時,可以引導學生發現其對我們的生活造成的影響,并啟發他們提出解決辦法。通過這種方式,加深學生的印象,提高學生的化學成績,進而提高化學教學質量[2]。
(二)通過習題強化綠色化學觀念
化學學習與習題練習是密不可分的,只有經過習題學習強化才能加深學生對知識的印象。化學教師要充分利用這一媒介,通過習題強化學生的綠色化學觀念,運用學生生活中經常接觸的事物,實現生活與教學的有機結合。教師可以利用人們常吃的燒烤布置化學習題,燒烤在烤制期間,會產生許多有害物質,破壞生活環境,不僅如此,烤制的食物含有致癌物質,對人體健康也十分不利。教師可以通過這個生活中的例子,為學生設計問題,比如:其中氧元素的質量分數是多少等,學生既能夠解決這些化學問題,又能夠增強綠色化學的觀念認識,為以后的學習奠定堅實的基礎。
(三)注意與學生日常生活相連
化學是一門應用廣泛、實踐性較強的課程,與人們的生活息息相關。因此,教師要利用這一優勢,將化學知識與學生的生活結合,拉近學生與化學學習的距離,激發學生主動學習的興趣,比如:化學中的很多物質都是學生日常接觸的,教師可以引導學生思考生活中哪些東西與這些物質有關,并講出來與其他同學分享。這樣不僅能夠加強師生間的交流,而且能夠幫助學生樹立正確的綠色化學觀念。
(四)利用多媒體技術引導學生樹立綠色化學觀念
科學技術的發展,豐富了化學教育手段和方式。教師可以利用多媒體為學生播放視頻動畫,幫助學生理解化學知識,通過這種方式,能夠將復雜且抽象的化學知識轉變成為具體、生動的知識,為學生樹立綠色化學提供有效手段和措施[3]。
(五)化學實驗中融入綠色化學理念
化學離不開實驗,實驗是化學教學中常用的教學方法,通過化學實驗,促使學生更真實地感受化學的魅力,不僅使學生參與實驗,還提高學生的動手能力,但是實驗中的化學藥品會給環境造成污染。因此,教師要注意引導學生堅持綠色化學的原則,減少化學物品的使用,盡可能地選擇裝置簡單、對環境污染小的實驗方法,其中一些不能夠避免的有毒物質的實驗,在實驗完成后,要及時對有毒物質進行清理,避免對環境造成污染或者對人體健康造成威脅。
四、結語
綠色化學對環境保護具有現實意義,初中化學教學要結合綠色化學觀念,引導學生了解和學習綠色化學。只有這樣,學生才能夠增強自身的環保意識,進而養成良好的環保習慣。
參考文獻:
[1]翟志勇,彭實,金前英.新課程背景下對上海市普通中學化學實驗廢液處置的調查與建議[J].化學教育,2010,18(03):259-261.
關鍵詞:學生;綠色化學;高中化學
一、綠色化學教育的重要意義
《普通高中化學課程標準(實驗)》前言部分明確提出:“化學是解決人類社會發展過程中面臨的有關問題,提高人類的生活質量、促使人與自然和諧相處等方面發揮著重要的作用。” 為了實現這一目標,化學工作者通過長期的總結與研究提出了“五 R”標準(減量 Reduce、重復使用 Reuse、循環利用 Recycling、拒用 Reject、再生 Regeneration)和十二條應用原則(防止污染優于污染治理;提高原子經濟性;盡量減少化學合成中的有毒原料、產物,設計安全的化學品; 使用無毒無害的溶劑和助劑;合理使用和節省能源;利用可再生資源代替消耗性資源合成化學品;減少不必要的衍生化步驟;采用高選擇性催化劑優于使用化學計量助劑;產物的易降解性;發展分析方法,對污染物實行在線監測和控制;減少使用易燃易爆物質,降低事故隱患)。綠色化學的核心內涵是在反應過程中和化工生產中,盡量減少或徹底消除使用和產生有害物質。綠色化學能很好體現人與自然和諧相處這一思想,而歷年的高考題也往往體現綠色化學的思想。因此,中學開展綠色化學教育與研究具有其重要的意義。
二、綠色化學理念的滲透主要有以下的幾種途徑
(1)原子利用率的問題。原子利用率是指化學反應中目標產物的摩爾質量與化學反應式中按計量所得物質的摩爾質量之和的比值。(高中教材定義為:期望產物的總質量與生成物總質量之比)按照綠色化學的原則,最理想的“原子經濟”就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產物,這時的原子利用率是100%。
高中化學在必修二第四章最后一節的內容中以生成環氧乙烷為例講述了原子利用率的概念及應用價值,書中分別用兩種不同的途徑經由乙烯來制取環氧乙烷,分別為氯代乙醇法和銀催化法。前者經由兩步進行,除生成環氧乙烷外還有CaCl2和水等副產物,而銀催化法則可由氧氣和乙烯一步反應制得。學生可以清晰理解原子利用率的含義并準確地應用,并做到由此及彼,可以自己或在老師的指導下總結出原子利用率高的反應類型,深化固化知識點。
(2)能源問題。“能源危機”一詞在現今的社會總出現的頻次在逐漸遞增,合理的開發和利用能源也是高中綠色化學教育理念的又一重要內容。
①能源的綜合利用。能源與人類的生產生活密不可分,在目前能源危機越來越嚴重的情況下,能源的綜合高效利用顯得尤為重要。高中化學階段對能源高效利用的要求是掌握煤、石油和天然氣等化石燃料的綜合利用。學生要從物理(例如簡單的粉碎或變溫分餾)和化學(能源深加工)兩方面熟練掌握能源的綜合利用,建立起簡約高效的原則,并培養以簡約高效為原則的實驗設計和操作能力,從而體現綠色化學理念在高中教學中的滲透。
②替代能源的開發。依靠能源的綜合利用僅能暫緩能源緊缺的問題,因此除了對常用化石燃料高效的利用之外,還需其他的途徑來解決日益緊張的能源問題。由于化石燃料均屬于不可再生資源,資源在慢慢地耗竭,替代能源的需求就越來越多。要培養學生建立完整的綠色化學理念,就要求學生要掌握常見的替代能源。替代能源是指以新開發利用的能源替代以往長期使用、目前廣泛使用的能源。當今狹義上是指一切可以替代石油的能源,廣義上是指可替代化石燃料的能源,包括太陽能、核能、風能、海洋能等。
(3)清潔生產問題。清潔生產的定義為生態產業和生態工程中一類生產方式。而高中化學對清潔生產的要求主要體現在實驗設計上,包括原料為無毒無害的可再生資源、產物為環境友好產品(安全、能降解、可再利用)、應用無毒無害的催化劑、應用無毒無害的溶劑等。如元素化合物章節制備硝酸銅實驗設計為例,兩種途徑分別是銅與濃硝酸反應直接制取以及銅在氧氣作用下生成氧化銅再與硝酸作用而生成硝酸銅。在理解了清潔生產理念之后,學生就不難理解第二種方法才是安全可行的。此外,清潔生產理念還可以幫助學生推導位置的反應現象及原理。作為高中階段的化學學習由于知識點范圍的界定,使學生對于某些反應的理解有著一定的局限性,但可通過基礎原理而推測未知的結果。
(4)環境污染。環境污染問題也是高中化學綠色化學理念一個重要方面,無論在必修還是選修教材中都有不少的篇幅來說明講解,其內容貫穿整個無機和有機反應。
①常見的有毒氣體。高中對有毒氣體都有明確的講解,如氯氣、二氧化氮、二氧化硫等。此類物質如果任由排放到大氣中,會造成嚴重的環境污染。教師要引導學生了解各種污染源的來源、污染原理以及污染危害,以便通過化學的方法將可能存在的污染源阻斷或治理已形成的污染。高中實驗中最常考查的是尾氣處理問題,主要包括處理藥品以及處理裝置。因此,實驗時除了體現防止污染環境之外,還要體現實驗安全性原則,這是綠色化學思想的綜合應用。
②水體污染也是環境污染的一項重要方面。高中階段的考查主要體現在氮磷富營養化以及重金屬污染的防治方面。其中,重金屬污染考查的頻次更高,要求學生了解常見污染離子及特性,并根據各離子自身性質和綠色化學理念合理選擇適當的除雜試劑,做到除去雜質且不引入新雜質,盡量做到回收再利用,簡約、安全、高效。
以上綠色化學理念無論是未來的生產生活中還是在高中階段的化學學習過程中,對高中生而言都具有重要的意義。因此,教師要樹立起綠色化學的意識,在日常授課過程中有意識地將綠色化學理念以各種形式滲透到各化學教學環節中去,使學生建立起高效安全生產和環境保護意識。
參考文獻:
[1]朱文祥.綠色化學與綠色化學教學[J].化學教育,2001(1).
[2]蘇豪.新課程背景下開展綠色化學的教育途徑[J].數語外學習,