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1.1绿色化学的概念绿色化学是相对传统化学提出的理论,是指在化学反应过程中不产生对环境有害的化学物质,同时与反应相关的每一种化学物质或者成分都能够被利用起来,化学整个反应过程几乎是没有任何污染所以称作绿色化学。绿色化学的要求不仅是化学反应生成物被全部利用起来,不涉及任何染污及废物排放,而且反应物、催化剂也是没有任何污染性的,真正实现了化学反应全程的无污染、无排放。绿色化学将人们所有的化学知识和技术进行最有效的融合应用,将所有的化学反应进行绿色化设计,针对每一种反应材料、反应产物进行全面的污染物与有害物的再利用设计,实现了整个化学反应绿色化体系,在解决污染问题的同时还扩大了资源的使用充分度,减少了资源浪费。
1.2绿色化学对化学教学的意义高职院校承担着为社会培养实用型人才的重要任务,传统的化学教学模式仅仅能够适应传统化学工业生产需求,而对于当今社会追求绿色经济的发展趋势则无法适应,因此在高职化学教学中加入绿色化学教学是为了将来化学专业人才进入社会之后能够更适应当今的化学工业发展趋势,使学生拥有绿色化学的基本理念以及基础能力,在实际生产中将这种能力有效发挥来创造绿色经济价值。从另一角度来说,当前我国的绿色化学研究尚处于初级阶段,无论是化学工业整个行业的人才专业水平,还是与化学工业相关的科研人员数量,都存在着很大的市场空缺,因此培养绿色化学理念的专业学生也是行业的迫切需求。
2绿色化学教学发展及在高职院校中的应用现状
2.1绿色化学教学发展绿色化学教学理念在全球范围内受到关注是自2001年美国总统布什向世界各国呼吁“在教学与工业发展中加入绿色化学理念”之后开始。这一理念原本已经在国际上出现,只是尚未受到各国关注而处于极度缓慢的发展状态中。当因化学污染产生的环境问题日益严重,绿色化学的需求变得更加迫切,无论是工业国家还是非工业国家都开始投入对绿色化学课题的研究,并且将这一课题运用到教学过程中,以促进绿色化学研究的有效推进。自1998年开始美国化学会的教育部门就与其它相关的环境部门做出了联合协作的决定,他们将绿色化学教学材料编写与课程的规划列入了教育计划中,教育部门还专门针对绿色化学进行了多次高中化学教科书的修订。其中就将绿色化学的基本理论、原则和意义作为专门性教学任务进行设计,扩大了绿色化学在高中化学教学中的影响力。我国目前在绿色化学的相关研究上有极大的空缺,因此在化学教育中也较少涉及绿色化学的相关理论,除了基本的绿色化学研究不足之外,当前的化学教育模式与体系也存在着很多不完善的方面,使绿色化学在高中化学教育中的融入面临难题。绿色化学在教学中加入需要由各方力量的支持,针对目前我国的绿色化学研究水平来说除了需要由化学科研工作者进行深入理论与实践研究之外,还需要有国家环保事业的共同支持,而如果再将其渗入到高职化学教育中则又需要教育部与政府的支持。只有当绿色化学建立起相对完整的理论体系,并且研究达到一定深度时才能将其作为教学手段与具体的教学活动结合起来。目前不仅是国内,纵观全面的环境形势都处于一个非常紧张的状态,各种污染类型时刻在制造着不同程度的污染物,同时由于人们在经济为第一目的的长期发展过程中对地球资源与能源的大量开发,全球资源紧张形势也是当今重要的时代问题。绿色化学理论能够很好缓解资源紧张及环境污染问题,因此即是未来化学工业发展的主要方向,也是人们寻求缓解资源与环境问题的重要途径。
2.2高职院校绿色化学教学应用现状目前我国的高职院校对绿色化学教学内容的涉及率几乎为零,大部分高职院校在化学教学中没有任何绿色化学意识,甚至有许多化学教师也从未认识和了解过绿色化学的相关理论。长期处于传统化学教学模式下的我国的高职化学教育尤其对绿色化学教学有着非常迫切的应用需求,而我国的教育环境暂时又不具备将绿色化学教育全面落实到化学课程中的条件。所以就需要教师对课程和教学方式进行调整,认识并学习绿色化学的基本原则与意义,在教学过程中加入绿色化学理念,使这种优秀、先进的化学理论能够被更大范围地普及,为未来我国绿色化学研究水平的有效提高提供支持。
3高职化学教学渗入绿色化学教学方法的途径
3.1加强对绿色化学教学的重视作为化学教学课堂的主导者化学教师应当能够对绿色化学的理论进行全面深入的了解和学习,掌握了基本的绿色化学原则和理论之后再将其进行具体教学方式的改变,从而实现绿色化学教学与高职化学课堂教学的融合。教师认识绿色化学需要从其最基本的价值和意义入手,全面掌握绿色化学的现实意义和在可持续性发展中的作用,然后再深入了解具体的绿色化学知识,扩展自身对绿色化学的眼界,强化认识。教师需要对自身已经掌握的绿色化学相关理论进行整理、宣传和推广,宣传与推广的对象不仅是在课堂上对学生进行理论教学,还包括在化学教师交流活动中、在化学行业研究讨论会上等。只要是能够进行创新思想交流的场合就将绿色化学的影响扩大到这个场合中。最后,重视对学生绿色化学理念的培养,自身首先应当有清晰的理论思路,同时对绿色化学有足够的重视,然后才可能在具体教学活动中加入绿色化学的教学元素。
3.2编写绿色化学专用教材绿色化学是一个专门性学科,其研究对象有着极大的共性,因此如果能够将其以专用教材的形式进行普及,对于绿色化学教学以及学科的发展都有着非常关键的推动意义。编写的专门针对绿色化学的教材需要做到最基本的两点要求:一是对传统化学反应式进行优化,向绿色化学的标准靠拢;二是对绿色化学进行系统整理,使之成为一个完整的学科体系。从第一点要求来说,要实现这个目标具有较大的可实施性。例如对于工业化学中硫酸的制作有多种方法可以实现,工业硫酸的生产一般是通过接触法来实现的,这一反应中首先大量的废物、废气,根据绿色化学的理论对废物、废气进行再次利用使其转化为可被其它化学工业利用的原料,就实现了绿色化学的目标,硫铁矿在燃烧过程中产生的废渣由于含有丰富的铁元素,如果按传统的处理方法不进行再利用必然会造成资源的浪费,而以此作为炼铁原料进行回收利用,既避免了废物污染又提高了资源利用率。接触法制硫酸产生的废气含有SO2,是一种有害的环境污染气体,如果将其与石灰乳或者氨水接触进行反应,就能够产生具有利用价值的石膏或亚硫酸铵。这就是绿色化学原则的表现,既避免了化学工业生产产生的废物、废气污染,又将其利用转变为其它工业原料或材料,实现了资源利用率的提高,而且也有效控制了对环境的污染。从第二点要求来说。绿色化学专用教材应当有完整的学科体系,因为高职化学教学需要以此来作为学生全面学习和认识绿色化学的基础,所以在教学编写时应当对绿色化学进行全面系统的理论和资源整理,从基本的基础理论入手对绿色化学的理论、实践研究、应用价值、化学原理等进行有效的梳理,以发挥在教学过程的实用性价值。
3.3优化实验教学方式将绿色化学的理念运用于实验教学中是实现绿色化学教学效果有效提升的重要手段。对于化学教学来说实验教学方式本身就有着非常关键的教学意义,也是最利于学生深入接触化学理论和现实意义的有效手段,绿色化学所关注的对工业化学反应过程的绿化和优化基本上都是基于化学实验手段实现的,所以实验教学中渗入绿色化学的理念是一项非常重要的教学改革途径。首先开发微型实验。在许多重要的化学实验中其用到的化学试剂是具有一定污染性或毒性的,对这种实验进行微型开发,运用更少的原料和更小的反应规模来说明化学原理,既实现了教学目的,也减少了反应产生的污染。这种具有污染性和危险性的化学实验在高职化学课程中是非常普遍的,例如氯气的取用过程如果一旦发生泄漏就会对人体造成伤害,同时还会污染环境,微型实验就是减小氯气的取用量,设计小规模的实验选择用针管来取用就能够有效避免因此产生的污染问题。
4结束语
化学是自然科学中的一门重要科学,从字面意思上理解,绿色化学就是指清洁环保无害的化学.而实际上绿色化学也就是指设计在经济、技术等方面科学合理,且对环境无负作用或者负作用很少可以忽略的化学过程.化学为人们提供物质上的需求,也为探索自然提供了信息依据.而随着当今经济的飞速发展,人们的生活水平不断提高,生态环境在人们的开发和建设下遭到了严重破坏,化学生产工程中产生的污染和破坏使得环境不断的恶化,已经危害到了我们赖以生存的家园.所以,为了满足现实生活的需要,在以保护环境和经济可持续发展为核心的情况下,一个新的化学工业理念逐渐产生———绿色化学.绿色化学的宗旨是实现对环境和人类健康没有危害,还能起到保护作用的新型化学.绿色化学在起始阶段就开始对在化学过程中出现的污染进行预防和处理,绿色化学最显著的特点就是在整个化学过程中实现零污染和零排放.所以,为了社会的可持续发展,倡导绿色化学是当前所应做的具有重要意义的工作.在初中的课程教材中引入绿色化学理念,可以让学生们了解到绿色化学的实际意义,更好地培养学生们的环保意识并启迪学生的思想,不再仅仅局限与书本上的知识而是去更充分地感受所学知识的实在价值.
二、初中化学教学中渗透绿色化学的意义
当前经济的迅速发展,工业化程度急剧增长.但是在这样的增长下却是以环境的破坏为代价而换来的,虽然在短时间我们获得很大的经济效益,但是这种“竭泽而渔”的方式带来的是惨痛的代价和教训.这样的发展是虚浮的,根基不稳自然会使建筑坍塌,对环境的破坏和污染会制约人类的发展甚至是危及子孙后代.因此,人们对生态环境也慢慢的重视起来,倡导绿色成了当今时代的主体和发展的前提,也是人们最关注的字眼.绿色化学、绿色食品、绿色出行等陆续出现在我们的生活中,让人们对绿色有了新的认识,也加深了绿色理念.绿色化学的作用也是显而易见的,如臭氧层保护,水土资源保护,大气污染的防治等等.在初中教学课程中融入绿色化学概念,可以增强中学生的环保意识.由于中学生的环保意识较差,环境道德观念落后,践踏花草、乱扔垃圾等现象随处可见.所以,绿色化学的开展不仅可以让学生们感受到化学的魅力,了解绿色化学的基本理念和过程,更可以让学生树立起绿色化学从我做起的思想.教师在绿色化学的教学过程中要重视起来,阐明绿色化学的重要性,让学生端正心态,真正地认识到绿色化学对我们的价值.化学是一门相对枯燥的学科,为了能让学生们能更好地学习好绿色化学,教师可以通过设计实验来进行绿色化学的教学,这样不仅增强了绿色化学的趣味性,更充分地让学生们投入学习之中.
三、在初中化学教学中如何融入绿色化学
1.在实际生活中倡导绿色化学
教师首要做的是端正学生的思想观念,引导学生树立起保护生态环境的思想观念,让学生能够认识到绿色化学的价值,明确绿色化学对人类发展发挥的重要作用.教师在将绿色化学融入初中化学教程中时,要注意与初中教材内容紧密联系,环环相扣.为了能起到在实际生活中倡导绿色化学的作用,教师在化学实验课堂上与学生们一起做化学实验时,必须进行无污染的绿色实验.例如,在化学实验课上开展“绿色替代溶剂技术”实验时,让学生充分感受到绿色化学为科技发展和人类社会进步作出的贡献,让学生认识到绿色化学的研究对改善生态环境的重要意义.此外,教师应教导学生保护环境要从日常生活中的小事做起,比如:节约用电用水、对垃圾进行分类处理等等,让学生在日常行为习惯中培养绿色化学意识.
2.从化学实验中传授绿色化学知识
化学实验可以使学生从教条式的教育制度中解脱出来,学生在这样新奇的体验中不仅收获了知识,也起到了将理论知识用到实际中的效果.学生们通过自己的亲手操作就实现了绿色化学的见证,更加坚定了学生通过营造绿色生活为社会和环境做贡献的决心.另外,教师应鼓励学生积极思考,开发自己的想象力并发挥个性思维,不固步自封局限思维.这样去引导学生可以加深学生对绿色化学的认识,在今后的生活工作中也能使绿色理念延误下去,扩大绿色理念的价值和作用.学生在实验中发现问题,思考问题,解决问题.在进行污染性实验时,教师应带领学生对实验进行改进,尽量降低对环境的污染程度,比如在进行“硫的燃烧”的实验时,可以尽量减少“硫”的量,降低二氧化硫的产生量,并对集气瓶进行密封的同时加微量的氢氧化钠溶液,尽可能地减少有害物质的产生.通过这样的实验,提高学生对绿色化学的学习兴趣,让学生在不知不觉之中产生保护环境的意识,并在日常生活中行动起来.
3.通过课外活动学习绿色化学
化学教师对于学生学习绿色化学,不仅局限于课堂上知识传授和讲解,还可以在课外做许多有意义的课外活动.这些课外活动不但能激发学生们的积极性,而且可以更好的吸收所学到的绿色化学相关知识.教师组织课外活动形式多样,比如:(1)到附近的化工厂进行参观考察,带领学生观察化工企业对废气、废液、废渣等的处理方式,或者让学生亲自进行指标测试,通过对水质、雨水的pH、空气污染等指标的检测,让学生通过自己的亲身体验,认识到环境污染对社会的危害;(2)教师可以给学生布置课题,以小组的形式让学生通过网络、查资料、调查问卷等方式对绿色化学进行调查,利用一节课的时间让学生展示自己的调查结果,让学生就自己的调查结果互相交流、互相评价;(3)利用学校的宣传栏,宣传绿色化学知识,或者教师可以开展绿色化学的讲座,为学生讲解绿色化学在实际生活中的应用以及近年来利用绿色化学技术在降低环境污染中取得的成就,丰富学生的课外知识,进一步加强学生保护环境的意识.
四、小结
传统的化学教育以培养更适合传统的化工产业人才为教育目标,这样的人才在企业中只关注经济效益,存在一定的原料低价、资源物价的扭曲价格的现象,会造成环境污染以及能源浪费的问题。绿色化学则是更高层次的化学,是科研工作者一直在研究的课题,是培养具有环保意识和环保知识人才的必不可少的途径。因此,作为高素质劳动者、专业性人才培养基地的高职院校,将绿色化学内容传授给学生是非常有必要的,也是时代所趋。我国高职院校中的化学教育是一个很重要的部分,高职院校的化学教育不但要培养出化学领域的专业人才,还肩负着造就新一代的化学教育工作者的重要任务,因此一定要在高职化学教学中推行绿色化学教育。
二、绿色化学在高职化学教育中的应用
1.高职化学教材要体现绿色化学的观念。目前我国高职化学教材中关于绿色化学的渗透还比较缺乏。能够开设绿色化学课程的高职学校应该根据自己的实际教学情况来选择适合的教材,通过对教材的应用不断地反馈和积累绿色化学相关的信息,及时的对教学内容或者教材内容进行修改和调整,始终保持教材内容和教学内容的前瞻性和创造性。教材对于学生学习知识来说是十分重要的,学生对于知识结构的认识基本是从教材上转化而来的,因此,教材结构的好坏直接影响着学生知识结构构建的好坏。由此可见,教材的改革是势在必行的,改革应该在原教材的基础上去除糟粕、留取精华,将绿色化学的概念和理论渗透在教材之中,让学生在全面掌握化学基础知识的同时对绿色化学知识进行更好的应用和学习,构筑严谨的化学知识体系,适应时代的要求和发展。
2.高职化学教学要体现绿色化学。高职化学教育工作者应该树立可持续发展观,要将绿色化学的教育思想贯穿到整个化学教育中,要让学生清楚地认识到将传统的“粗放型”化学转变为“集约型”的绿色化学是科学技术进步的重大体现,也是化学领域发展的重大飞跃,老师应该在课堂教学中时刻体现绿色化学的原则,并以适当的方式来将绿色化学的知识进行渗透。
3.在化学实验教学中进行绿色化学的教育①教师进行准确的示范,保证绿色化学的实施基础。在化学教学中,化学演示是老师向学生传授知识的重要手段,也是老师对学生科学操作方法和环境教学的最直接的方式。在进行演示实验时,老师应该注意自己操作的规范性,将绿色化学教育渗透到每一个演示步骤之中。②创新实验方式和实验内容。高职化学课本中的有些实验存在一定的危险性,这需要老师在教学时加以修改和创新。与此同时,还应该减少对于玻璃仪器的实验依赖性,一些颜色明显的定性实验可以在点滴板上进行,例如Fe的显色试验等。
这种定性的实验还可以在滤纸上完成,例如电解饱和食盐水,检验醛基的存在等等。另外,还可以利用多媒体计算机软件等来进行仿真实验,但是要以学生能给获得基本的操作训练为前提。③把绿色化学理念贯穿于整个实验过程。高职的学生在中学阶段已经获得了基本的实验技能,对于规范操作也有了一定的了解,在这个基础上老师要对学生进行绿色化学理念的教育,要求学生在实验之前准备好预备实验计划,让学生对实验过程中可能出现的污染问题进行思考。最重要的是要在实验中培养学生的绿色化学的精神。
关键词:绿色科学;环保意识;生态环境
一、绿色化学
绿色化学又称“环境友好化学”。绿色化学是当今国际上化学学科研究的前沿。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。绿色化学的核心内容是“原子经济性”,即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。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、化学教学中渗透绿色化学理念,提高学生环保意识
新的课程标准也明确指出:“在化学教学中,通过帮助学生了解化学制品对人类健康的影响,懂得运用化学知识和方法去治理环境,合理地开发和利用化学资源,逐步学会从化学的角度认识自然与环境的关系,分析有关的社会现象”。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学教育阶段,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。
(一)对化学教育工作者的要求
化学教师在教学活动中起主导作用,因此教师只有观念更新了,具备了绿色意识才会产生积极的行为效果。要把绿色化学的理念贯穿到整个化学教育之中:首先,化学教育工作者要树立可持续发展的观念。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。其次,化学教师要在课程内容中体现绿色化学的理念。化学教育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从基础教育到高等教育的始终。教师在课堂教学、实验等方面,要始终贯彻绿色化学的思想;要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。最后,教师要积极进行教改探索。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。对一些探究实验进行创新。
(二)绿色化学理念在化学教学中的渗透
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.密切联系化学教学内容适当延伸,适时渗透绿色化学理念,不断提高学生的环保意识
老师在教学实践中,应该紧扣教学大纲,认真钻研教材,深入探讨课本中环境教育的因素,详细列出中学化学各个章节可进行环境教育的内容,有计划、有目的地施以环境教育。初中化学主要涉及的环境问题:(1)认识“三废”(废水、废气和废渣)处理的必要性以及处理的一般原则。(2)了解典型的大气、水、土壤污染物的来源及危害。(3)认识合理使用化肥、农药对保护环境的重要意义。(4)初步形成正确、合理地使用化学物质的意识,认识化学在环境监测与环境保护中的重要作用。
2.结合实验,改进实验,强化环境保护和绿色化学理念的教育
在实验教学中,要求学生严格按实验操作要求完成。对一些可能对环境造成不良影响的实验进行改进,如硫在空气中(可在集气瓶中完成)、在氧气中燃烧时可先在集气瓶中加少量的吸收液(如氢氧化钠);还有对燃烧的条件探究实验时,对装置进行改进,用两支试管分别装少量的红磷、白磷,同时用胶塞密闭放在80 ℃水中,防止白磷燃烧后产生的浓厚的白烟排放在空气中,另外红磷可以重复使用。
3.联系实际,切实开展环境保护教育
仅就初中化学教学中的环保内容,还远远不能激起学生的共鸣。作为教师,报纸、广播、电视等新闻媒体每天都有大量的环境题材应及时搜集与化学和环境有关的资料,恰到好处的结合到日常教学中去,通过讲解、分析、讨论,使学生心灵受到震动。结合我校零排放工程――西昌俊波外国语学校污水处理及中水回用工程,进行水污染及治理和节约水资源的教育。
4.开展多种活动,提高学生的环保意识
由于环境问题的综合性、人为性和它的实践性,因此,进行环境教育的一个有效途径是开展丰富多彩的各种活动,提供人人参与的机会,创设一种人人参与的环境和氛围,让每个学生都真正参与进来,使他们在活动中真正思考人的作用和责任。开展多种形式的活动:讨论课、专栏宣传、课外实验、实地参观社会调查和环保小组等。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和环境保护的迫切性。
因此,在社会生产、人类生活中都应贯穿绿色化学的思想,让每位学生都应养成具有环境保护意识的人,在生活中对其废弃物也要妥善处理,绝不能随意倾倒,造成环境污染,有的还可以变废为宝。
总之,地球是全人类共同的家园,重视环境问题日益突出,保护环境是全人类的共同责任。所以应提高每一位教育工作者的环保素养,特别是化学教育工作者,应当好排头兵,担负起环保教育的神圣使命。
参考文献:
[1]仲崇立.绿色化学导论.1版.化学工业出版社,2000.
[2]化学课程标准.北京师范大学出版社,2001.
一、绿色化学的概念
按照美国《绿色化学》杂志的定义,绿色化学是指,在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂.而今天的绿色化学是指,能够保护环境的化学技术.通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.
二、初中化学教学中渗透绿色化学理念的意义
1.全球存在环境问题,绿色化学理念需要深入人心.根据调查统计,初中学生有近六成的人没有接触过绿色化学,有些教师也缺乏对绿色化学的认识和学习.随着我国工业的不断发展,环境污染日益严重,绿色化学和绿色生产需要加大重视.这就需要受教育对象对环境保护的意义有深刻理解.在化学教学过程中,教师要引导学生学习绿色化学,了解绿色化学的意义.
2.绿色化学促进化学工业的发展,也是我国社会发展的需要.绿色化学理念的倡导,对于实现绿色化学工业生产有重要作用,帮助人们改变对化学产业高污染的传统观念,形成对化学产业正确的认识.同时,教育是一个国家的根本,初中教学是培养人才的一个基础阶段,也是我国实现可持续发展的关键因素之一,肩负着培养学生的环保理念使它扎根于化学价值体系中的责任.
3.绿色化学理念符合新课标素质教育的要求.绿色化学旨在阻止污染的产生,消除由工业产生的废物,保护人民的健康、社会的安全、资源的可持续利用.对于初中化学教师来说,要注重培育学生向正确的价值方向发展,素质教育是重中之重.在初中化学教学中,教师要不断创新教学方式,渗透绿色化学理念.
三、初中化学教学中渗透绿色化学理念的策略
1.在知识教学中渗透绿色化学理念.新课程标准下的初中化学教材已经包含了很多关于环保相关的内容,所以是环保教育的一个可行工具.教师要善于挖掘教材中的隐形因素,将绿色化学理念与化学教学相结合,将课本知识点的教学内容迁移至学生的实际生活中,让学生感受绿色化学理念,形成绿色化学意识.
2.在习题教学中渗透绿色化学理念.化学习题教学是课堂教学的重要环节之一,能够帮助学生巩固所学知识.在习题教学中渗透绿色化学理念,不仅能使学生了解绿色化学,而且能使学生学以致用,培养学生的科学态度.通过结合课本知识,教师有意识地设计一些题目,引导学生用绿色化学的观念进行解答,使学生深入了解绿色化学的意义.过程与方法层面的习题,要求学生能够利用绿色化学知识解释相关问题,并掌握问题大致解决方法.情感态度与价值观层面的习题,要求学生可以获得相关信息和结论,逐步树立绿色化学意识.
3.在实验教学中渗透绿色化学理念.在实验教学中渗透绿色化学理念的主要途径是引起学生对化学实验进行思考.绿色化学为主题的实验与过去的化学实验不同,它强调实验过程中使用制剂、反应过程的绿色化,利用药品减少污染物排放,使用对环境友好的制剂,从而改进化学实验,使化学实验符合绿色化学理念.因此,教师应在每个化学实验中贯彻绿色化学思想,引导学生以绿色化学理念开展化学实验设计.此外,教师应引导学生利用所学知识正确处理、回收实验废弃物或循环利用.
[关键词]绿色化学;素质;教育;作用
[中图分类号]G633.8[文献标识码] A
素质教育在国内教育界的呼声日益高涨,但是面对中国的应试教育,一路坎坷,很不乐观。中国著名历史学家章开沅老先生曾说,人类正在毁灭自然,我们要尽快改变这种现象,急需提高全人类的素质。老先生的几句话,道破了素质教育在社会、历史、人类发展方面的紧迫性。众所周知,各种化学污染又是造成环境恶化、自然生态破坏的罪魁祸首。随着工业社会经济的发展,绿色化学的概念被提出并迅速得到全世界的认同,绿色化学教育在促进素质教育方面同样有不可小觑的作用。
1绿色化学的概念
绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个“新化学婴儿”,绿色化学的概念由美国化学会(ACS)提出,目前得到世界广泛的响应,它涉及分析化学、生物化学、催化、有机合成等学科,内容广泛。其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染;反应物的原子全部转化为期望的最终产物。绿色化学不同于传统化工化学的最大特点就是,在始端采用预防污染的科学手段。如此一来,过程和终端均为零排放或零污染。故此,绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。“化学的绿色化”已作为世界上很多国家新世纪化学进展的主要方向之一。
2绿色化学教育的必然性
传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。
据统计,由于煤等矿产资源的燃烧,20世纪末全世界每年排出的二氧化硫达到1.5×108t。作为人口大国,中国当时的生产方式无疑也是粗放型的,我国1997年二氧化硫的排出量为1.408×10 t,1999年为1.114×10 t,其中90%来自煤的燃烧。此外,矿石中的一些有害元素,如铅、汞等也会随气体排出。
水污染是环境污染的一个重要方面,影响着整个环境生态系统和人类的生存健康。据“中国2000年水环境预测与对策研究”报道,每年都有数以万吨计的酚、氰、砷、汞、铬、铅、锡和石油类有害物质进入江河湖海。2000年,中国污水总量为7.9×1010t,工业废水为6.121×1010t。
固体污染方面主要有以下表现。我国的矿物资源主要靠自给,由于矿石品位低、开采技术不先进,采矿过程中造成的固体废弃物较多,造成不同程度的污染。据1988年不完全统计,仅煤炭、冶金、电力、化工行业一年就产生5.6×108t固体废物。截至1988年,全国积存的露天废物已达66×108t,占地面积为5.3×108m3,其中农田占3.5%。
由此可见,不管从环保、经济的角度看,还是从社会的视角看,化学工业都不能再承担使用和产生有毒有害物质所造成的结果,我们需要大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色化学。
绿色化学是未来的发展趋势,也是世界的希望。目前我国正在逐力加大对学生素质教育的培养,知识与社会接轨、理念与世界同步必不可少。这就要求我们在化学教学中大力提倡绿色化学教育。
3绿色化学教育对促进素质教育的作用
在中学化学实验中,大多实验只强调培养学生的实验技能,有关环境污染及防治的内容并不多,几乎不涉及实验中的“三废”对环境的污染及防治问题。即使偶有涉及此类问题,也只谈其危害和治理,这只是传统的环境化学保护或防治,而不是从污染始端预防的角度出发。如此,很容易使学生形成错误的认识,认为人类在防止化学污染方面无能为力,化学科学本身或化工生产污染环境是必然的。
绿色化学思想及其基本知识在中学化学教学中十分重要。我们可以通过改变教学方法、改进化学实验方案等形式组织学生参观临近的水泥厂、造纸厂、制糖厂等化工企业,观察生产厂家对排放废液的治理情况。也可以让学生观察被污染的水源、土壤等情况,在观察和比较中认识环境保护的重要性,激发他们的学习积极性。这样,不仅可以培养学生的环境意识和人文情怀,还可以全面提高学生的综合素质。
为了让学生充分了解现代科学技术和绿色化学技术在实际生产中的应用成果,还可以带领学生参观污水处理厂或化工新型企业,增强他们学习绿色化学知识的兴趣,使学生很好地掌握环境化学知识。另外,化学教师也要时刻更新自己的知识结构,授课过程中不断传授绿色化学的观念,让绿色化学和环保意识潜移默化地渗透到同学的心中。在教学中还可以把绿色化学和常规化学反应进行对比,在对比中让学生认识到绿色化学的好处。授课过程中采用多媒体教学等多种教学方法,加深学生对绿色化学的认识和理解。
综上可见,绿色化学教育在促进素质教育的历程中意义重大。21世纪,宣传、普及绿色化学教育是时展的迫切要求,中学化学教学工作者必须走在时代的前列,大胆创新,为全面实现素质教育献策献力。
参考文献:
[1]李慧欣.21世纪中学化学教学应加强绿色化学教育[J].甘肃教育学院学报:自然科学版,2001,10.
[2]邱定蕃.资源循环[J].中国工程科学,
2002.
[3]黄尚毅,段巨龙.化学发展的新方向――绿色化学[J].江西教育学院学报:自然科学版,1999,20(3):35.
所谓“绿色化学理念”就是人们在社会生产、生活和实践中,就环境日趋恶化防治关键是减少乃至杜绝化学污染源而逐步形成的绿色化学重要性的认识,其基本内涵包括:(1)树立可持续发展观。它是指人口、经济、社会、资源和环境协调发展。(2)树立绿色化学价值观。人类对环境价值的认识或者说观念、看法、观点可以称之为环境价值观。(3)树立化学科学发展观。以人为本,全面、协调、可持续的发展观,促进经济社会和人的全面发展。(4)树立生态和谐道德观。生态道德观念是人类传统社会道德观念的继承和发展,是在现代工业文明引发的人与环境关系日益尖锐的情况下产生和发展起来的,一种人类与环境和谐相处的新道德观念,是人类有史以来环境意识发展的最高阶段。
2.绿色化学理念在高中化学教学中渗透的现状
绿色化学旨在研究化学实验的同时要考虑对环境的影响因素,是对当代的化学研究者和化学教师提出的新任务。对于大多化学研究者来说都是一个全新的概念,但新课改的要求下,化学教师必须高度重视绿色化学的理念,并将其渗透到高中化学教学课程中十分重要。现阶段,许多从事环境保护和微型化学实验的实际工作计划已经做到了与绿色化学相一致的要求,包括化学教材中得内容也充分体现了绿色化学理念。
2.1在化学概念上建立与绿色化学一致的概念
化学教师在教学过程中已经开始重视绿色化学的概念,并结合了化学教材的许多内容的相关概念进行化学教学,他们大多从环境保护角度包括:环境污染、三废、大气污染物、酸雨、温室效应等概念,从减量、减废的角度介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念中渗透绿色化学的理念,将这些能见、易懂的高学化学教材中的概念体现在绿色化学的概念中,已经为中学阶段开展绿色化学教学奠定了良好基础。
2.2在物质工业生产制造的介绍中渗透了绿色化学的观点
如工艺流程中都采取了循环操作,这样可以节省资源、提高原料的利用率。如:在合成氨工业、氨氧化法制取硝酸等工艺流程中。如防止或减少污染物排放的过程中设置了尾气处理装置或回收再利用装置。
3.在化学实验中渗透绿色化学理念的有效措施
3.1尽量避免使用有毒害的反应物和催化剂
例如,在教授高中化学实验的过程中,关于制乙烯这个实验,教师就可以教学生用氧化铝代替浓硫酸来完成这个实验,这样能减少硫酸的污染。教师也可以借鉴化工生产中不断出现新的新工艺方法和新型的催化剂,为高中化学实验绿色化提供技术支撑。化学教师应该注意把工业成果应用于实际教学,既加强理论与实际的结合,同时也使化学实验更加绿色化。
3.2改变实验装置,使产生毒害性物质的实验也能变成绿色化的实验
如二氧化硫和硫化氢反应的实验装置,传统的方法先分别制取二氧化硫和硫化氢,然后混合二氧化硫和硫化氢,必然造成气体的泄漏。为减少气体的泄漏污染,用一个小的空塑料矿泉水瓶,在其中放入小试管,塑料瓶、小试管中分别装入Na2SO3和FeS,然后迅速在其中分别加入盐酸,最后加入氢氧化钠,吸收过量气体或者中和未反应的盐酸。化学教师不能仅仅局限与课本和传统的知识观念,必须在实验中不断发现问题,总结教训和大胆探索新方法,才能真正将化学实验变成绿色,才能更好的为学生提供绿色化学的理念教学实验。
3.3进行微型化实验,减少排放,实现绿色化学
在实验中可以借助小试管、点滴板、多用滴管、井穴板等微型化的的仪器,控制学生滴加药品的用量,减少药品的使用;在保证现象的前提下尽量降低反应溶液浓度;组合实验,通过实验的试纸化,减少反应物的使用及有害物的排放。
4.4师生规范实验操作也有利于促进绿色化学实验室的建设
首先,经济飞速发展,人们越来越注重资源利用的效率,而绿色化学恰恰强调原子效率的高利用率。其次,随着国民素质的提升,绿色、环保、无公害等与环境保护息息相关的信息日益为人们所关注,绿色化学的节能减排也将日益成为民众所关心的话题。最后,在国家层面,我国已在绿色化学方面开展了大量的研究工作,并对与之相关的研究项目予以扶持,而且相关政策也出台,可以说,我国绿色化学的快速发展时代已经到来,当代大学生作为未来化学化工领域的生力军,一定要牢固树立绿色化学理念。
2有机化学教学中绿色化学的渗透
2.1理论教学
(1)教师在进行教案编辑时,应该有目标、有计划地编入相关的绿色化学知识,所编入的知识要带有一定趣味性,并以生动形象的方式呈现给学生。这样,既可以提高学生学习的积极性,又有利于师生间的教学互动,活跃课堂氛围;同时,学生接受课堂教学信息的效率也随之提高,可谓是一举多得。
(2)在理论教学时,教师应根据教学内容,将有关绿色化学概念适时地介绍给学生,最好采用多媒体,以图文结合方式呈现出来;同时,还可以播放与有机化学相关的绿色化学的视频。其实,有机化学的内容有许多与绿色化学密切相关,如在讲解相转移催化剂时,可以用如下反应说明相转移催化剂在提高反应产率、减少有机溶剂使用等方面所具有的优势,其中就蕴含有绿色化学理念。
(3)在课间休息时,播放一些有关化学污染和绿色化学成功减少污染的图片和短视频,在视觉、听觉等感官上给学生以强烈的刺激,使得学生能够深刻地记住绿色化学,理解绿色化学,重视绿色化学,合理利用绿色化学。这样,进一步提高学生对绿色化学的认识,让学生充分认识到绿色化学给人们生产生活带来的诸多好处以及非绿色化学所带来的污染等诸多弊端,从而提高学生学习绿色化学的兴趣和热情。
2.2实验教学
(1)在有机化学实验教学中,要大量结合反应实例,在感知上提升学生对绿色化学的认知。例如,在进行羟醛缩合反应时,传统的反应需要用大量的有机溶剂和无机碱,也会产生多种副产物;如果依据绿色化学理念,对实验进行改进,可以采用不使用有机溶剂的无溶剂反应,不仅产率不会降低,副产物也相应减少。在己二酸的合成过程中,需要用高锰酸钾作氧化剂,易造成环境污染;若将合成方法进行改进,用H2O2氧化环己酮合成己二酸,反应的副产物是水,几乎不产生有害物质。酯化反应时,一般要用强酸催化,反应的废弃物会对水土环境产生严重的污染;若利用绿色化学理念,改用固体酸或分子筛催化,不仅不存在污染,而且催化剂还能重复使用,同时还能降低反应成本。这样举例教学,一方面帮助学生树立绿色化学理念,另一方面激发学生的学习兴趣,教学效果得到有效改善。
(2)在有机化学实验教学中,教师要在学生实验时,要求学生在没有必要的情况下,不要过量使用化学试剂;学生实验完成后,教师要指导学生利用和回收反应产品,正确处理“三废”,强调实验室“三废”管理制度。例如,在柱层析分离实验中,对已经使用的溶剂进行回收、分离和再利用。在安排实验项目时,应尽量选择反应产物可以连续利用的实验项目,让每次实验所得的产物可以做下一步实验或下一次实验的反应物。例如,1-(4-甲苯基)乙醇制备实验,先利用Fridel-Crafts酰基化反应制备芳香酮,然后再利用制备的芳香酮进行还原反应,得到最终产物。这样,既可以节约成本,又能够减少对环境污染。另外,在反应过程中,还可以对反应仪器进行选择,尽量减少反应药物的投入量,从而进一步减少有害化学品的使用。可喜的是,国内很多高校都在尝试将有机实验微型化。
2.3课外实践
有机化学是一门来自实践的科学,在理论教学的同时,安排了对应的实验,这虽然能提高学生的化学操作技能,但对学生解决实际问题能力的培养和绿色化学理念的形成还显得不足。为此,在不影响学生正常生活学习的情况下,教师可以适当地布置课外实践作业,让学生以小组为单位,利用课余时间到工厂或者生活聚集区采集样本,并对所取得的样本进行检验分析,确定污染成分,找到污染源,并根据分析结果,制定体现绿色化学理念的治理方案。这样,既可以提高学生动手能力,又可以帮助学生树立环保意识和绿色化学理念。另外,在条件允许下,教师可以带领学生到体现绿色化学理念的有机化学品生产工厂进行实地考察和参观,让学生进一步认识到绿色化学在化工生产中的重要作用和重大意义。
3结束语
一、推广绿色化学理念的必要性
1、绿色化学理念是未来发展的方向。经济快速发展的同时,人们忽略了环境的保护,资源的珍惜,资源浪费、环境污染、疾病传播等等问题的出现逐渐引起人们的重视。以破坏和污染环境为代价的粗放型经济发展方式已经不符合当期时展的要求,绿色化学理念正是一种环保、科学、可持续发展的理念,是当前经济、社会、生态环境发展的需要。这符合当前实际的需求,是未来发展的方向。
绿色化学的发展有利于培养学生的环保意识和环保理念,推广环保行为的进行,自觉将理论运用于实践中,在全社会形成保护环境,减少污染,可持续发展的风尚。
2、利于化学的推广和进步。新课程教学中大量融入新化学理念,绿色化学是高中教学课程的重要目标。在新课程教学标准中,已经将绿色化学放在了教学的重要地位,化学课程的教学更加强调环境与发展的可持续性。通过绿色化学理念的传播,培要学生的良好方法和操作,从实践中规范日常行为,通过化学教学提高学生的实践能力的同时,减少实验的危害性,增强了安全性,在改良传统实验课程的同时,探索了更先进、科学的实验方法,有助于化学课程的研究和发展,有利于化学的推广和进步。
绿色额化学理念的推广在客观上刺激了现代化学的发展。有利于改良传统实验方法,改良制作工艺,提高资源利用率和推广无污染、环保材料的使用。在客观上刺激了化学实验的改良升级,提倡更加科学、规范、环保的实验。绿色化学理念的传播,推动了现代化学的发展和变革[1]。
二、传统化学教学中面临的问题
学校条件有限,化学实验设施简陋,规范性差。部分学校的规范性建设上较差,为了开设实验课而开设,没有规范的实验设施条件,缺乏合格的化学老师,实验步骤不够规范等等,都容易导致实验过程发生意外。实验的不规范性、不科学性,不仅影响实验效果的呈现,也会造成实验材料的浪费和环境的污染。
传统化学教学中对绿色化学认识不足。传统化学教学中,教师更重视理论知识的传授,没有对学生的意识、素质的培养方面进行引导。有的学生甚至不知道绿色化学的概念。可见传统化学教学对绿色化学的认识和重视程度不够,没有将这一理念贯穿于讲学中,更没有将绿色化学融入教学环节,学生对此没有概念,绿色化学传播范围狭小。
化学实验中过程中,会接触到有毒有害物质。传统化学实验,缺乏绿色化学观念,在实验中,对实验涉及的化学材料不够重视,对有毒有害物质的防范不够规范,缺乏科学、严谨、规范的制度约束。在实验中很容易造成受伤或危害环境的事情发生[2]。
三、如何在高中化学教学中推广绿色化学理念
1、重视绿色化学理念,提高学生绿色化学意识。在高中化学教学中,将绿色化学理念渗透到高中化学教学中的各个层面,教师尤其要明确绿色化学理念的重要性对当前经济社会转型,减少污染、减少能耗,经济社会可持续发展的重要意义。教师在传输知识的同时,要以身作则,引导学生理论与实践相结合,引导学生在实际生活中要减少有害物质的使用,使用无害环保的物质,例如减少一次性方面袋,使用可降解包装袋等行为,倡导学生保护环境,保护资源。
2、在实验过程中对实验生产物质和实验废弃物进行分类处理,严防环境污染。在实验过程中,难免有废弃物的产生,这些物质的处理必须科学、严谨的分类处理,可以分类回收的进行回收,不能回收的要科学、合理、规范的处理,严防环境的污染。
3、改良传统化学实验,降低实验的危险性。严格按照实验的步骤和规范进行实验操作,对传统实验中不合理和不科学的地方进行改良。对实验步骤进行严格要求,规范化学生操作,对实验的场地空间、实验设施、教师配备进行严格要求和考量。对于危害性大和毒性较大的实验材料进行禁用和限用,能替换进行替换。尤其危险性大的实验必须在教师的监控下进行实验。
4、理论与实际相结合,引导学生在日常生活中坚持绿色理念。引导学生将绿色化学理念待入生活,在生活中也使用环保、无危害的产品。例如使用不含氟的牙膏,使用无磷的洗涤产品、不使用一次方面袋、垃圾分类回收等等。在学生意识中培养环保的理念,形成绿色化学的行为习惯,顺应时代的发展,增强社会责任感。
5、引导学生合理利用资源,减少资源浪费。无论在教学中还是实际生活中,尽量减少化学材料的使用,多次循环利用,减少资源的浪费。尤其在教学实验中,规范操作,控制好化学材料的用量和比例,根据实验需求领取材料,将化学实验材料分种类合理放置,将剩余材料进行回收,减少不必要的浪费[3]。
四、结语
目前我国正出处于经济转型的战略时期,同时我国倡导和建设资源节约型、环境友好型社会,主张可持续发展战略,绿色化学理念正是顺应这一时代要求。在高中化学教学中传播绿色化學理念是时展的需要,也是现代化学发展的需要,也是培养未来新人的需要。在高中化学教学中传播绿色化学理念,提高学生环保意识,有利于在全社会形成节约资源、保护环境的意识,产生良好的经济效益、生态效益。
参考文献
[1]尹博,钟克利.高校化学教学中绿色化学理念的渗透与探究[J].才智,2016,(08):143-144.
[2]陈默.浅析“绿色化学”理念在高中化学教学中的应用[J].中国校外教育2014.(05):152-154.
[3]于湛英.浅谈高中化学教学中渗透绿色化学思想[J].生物技术世界,2015,(09):209.