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经济的快速发展加大了资源的消耗,我国的工业在整个国民经济的发展中起到了举足轻重的作用,其中,化学工业为其他各个行业持续不断地提品和服务.但是,我们在创造了快速的经济增长率和经济增长量的同时,也使整个大自然遭受了前所未有的破坏.严重的环境污染和生态破坏制约了经济的发展,也严重损害着人们的身体健康,加剧了社会的各种矛盾.于是,“绿色化学”便油然而生.
一、高中化学实施绿色化实验教学的意义
化学在人们的日常生活中起着重要的作用,是生活必不可少的组成部分.化学科学研究的成果和化学知识的应用,使我们受益匪浅,对人们防疫,延长生命,提高生活质量,都起着至关重要的作用.但是化学物质对人类做出巨大贡献的同时,化学产品及化学过程也给人带来了危害.例如矿物燃烧增加大气中的二氧化碳,引起的温度效应;硫氧化物、氮氧化物排放造成的酸雨污染;汽车尾气排放和氮氧化物和烃化物在光照下产生光化学烟雾;使用氟氯破坏臭氧层,等等.
随着环境污染日益严重,人们开始意识到保护环境的重要性.人类己经在各行各业中自觉调整行为,以期达到人与自然的和谐共处.高中化学教育在这方面显得尤为突出.高中化学应该从学生的环保意识的培养出发,需要将绿色化学概念贯穿于化学教育的整个过程中,不管化学理论教学、还是化学实验教学都需要提倡绿色化学教学,使学生逐步建立尊重自然,与自然和谐发展的信念.在高中,让学生知道如何使用化学科学避免危害,尤其是绿色化学的重要性.我们要重视学生的科学道德教育,使学生在掌握科学技术的同时,要有保护和改善生态环境,为人类美好生活做贡献的责任感.
二、绿色化学教学的建议
1.对教材内容进行补充
教师要根据教材的稳定性和可变性的信息,来决定教学内容的补充.因为课本中的教学内容编写出来后一段时期内是不会改变的,教学内容在一段时间是相对固定的,但目前化学技术的快速发展,单靠课本上的知识已经不能够满足现代的教学要求.因此,教学工作者应当在教学中补充适当的内容,使学生的绿色化学意识能在绿色化学的链条上保持完整.特别是有机化学,许多有机农产品对环境造成污染和破坏,这需要教师在教学过程中借鉴生物科技,为学生树立环保意识.
2.绿色化学实验
对学生而言,单一的、枯燥的课本不能留下了深刻的印象, 不利于强化教学效果.所以,化学实验中绿色化理念是必要的.它能使学生加深印象,使教材的各种概念更加直观,但最重要的还是使学生的分析问题和解决问题的能力得到加强.学生在实验的过程中严格按照实验规范科学地运行,避免了因过失发生各种不必要的浪费,甚至出现有害污染物泄漏事故.这对每一个未来在化工等行业从事工作的学生来说是非常重要的.在实验中培养学生严谨的工作态度和操作规程,对学生步入社会从事绿色化学是很有帮助的.
做更多的实验来增强学生的实验技能,让学生对待科学融入严谨、认真、实际的态度和意识.绿色化学是通过化学实验教学实现的.无论是试剂、溶剂、催化剂,在测试过程中都应首先考虑使用无害环境保护的物质.特别是催化剂,要优先选用有生物活性的酶和产生化学反应生成水和二氧化碳化合物的氢氧化物.化学实验的过程中,教师要指导学生合理利用试剂的用量,尽可能地节省,尽可能地小剂量使用化学试剂,为学生将来在化工领域的工作树立节约意识.
总之,只有可持续发展才是真正的发展,任何国家、任何一个人最终不能偏离绿色化学的科学发展观.为学生树立绿色化学意识是高中化学教学责任,也是每个教师义不容辞的责任.只有坚持绿色化学概念的深层渗透到每个学生的心灵,我们的环境和资源的现状才能得到改善.相信在新的经济发展前景中,绿色化学将成为一个永久的话题,逐渐深入到其他学科中.
参考文献
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利用化学学科的优势,教师可以介绍当今世界的一些重大环境污染事件及其危害,逐步树立学生的环境保护意识,让学生清醒地认识到环境保护的重要性、必要性和紧迫性,从而增强学生的环保意识。
例如:在讲“空气污染”、“水体污染”、“白色污染”时,我们可以采用分组探究性学习的教学方法,提出一些问题进行讨论和探究:谈谈防止空气污染的危害并探讨应采取的措施;污水对农业生产、居民日常生活的影响;怎样应对塑料快餐盒的方便性、低成本和环境污染的矛盾。这样的化学学习方式既可以调动学生的积极性,又可以增强学生的自主参与意识,让学生明确化学资源利用和环境保护的重要性,明确发展经济不能走先污染再治理的老路,必须要提倡绿色化学,从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,从而树立学生的绿色化学思想。
二、规范化学实验操作
在实验过程中,课程标准要求学生能够正确而且规范化地进行基本操作,在药品的取用、物质的称量、液体的量取和转移、物质的加热、玻璃仪器的洗涤、液体的过滤等做到动作准确,操作熟练,运用灵活。
但在实际的学生实验中,有些同学不能严格按照实验的要求取用试剂,误认为试剂量越大实验现象越明显,事实上这样做既影响实验的科学性和实验的效果,又会造成药品的不合理利用,还可能会对环境造成更大程度的污染。
在实际教学中,一方面我们可以严格规定取用药品的量,这样既规范了实验操作,节约药品,又减少对环境的污染,同时也培养学生严谨的实验态度和科学实验方法;另一方面我们也可以将定性实验中的药品定量化,例如在实验室制O2时,你可以根据需要氧气的量来粗略的计算所需高锰酸钾的用量,根据计算的结果来取用药品,这样做就更为合理,效果更好。因此,在化学实验中规范操作,既提高了实验的科学性、规范性,同时也为减少环境污染奠定了基础。
三、倡导发展微型实验
微型实验是一种实验操作技术,它是以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验方法,具有现象明显、节约药品、减少污染、安全、便携等优点。微型实验的问世受到广大教师、学生的欢迎,在环境因素困扰发展战略的今天,普及和推广微型化学实验具有特殊的时代意义。
实践证明:在微型化的仪器装置中进行化学实验,其试剂用量是常规实验的数十分之一甚至千分之一。比如在学习“氧气的性质”中同学们需要完成“硫在氧气中燃烧”的实验,若按常规实验每次需硫粉0.3g-0.5g,反应后生成二氧化硫为0.6g-1g,而微型实验每次仅需硫粉约0.02g,反应生成二氧化硫为0.04g,有害气体二氧化硫的排放量大大降低,减少了对空气的污染,有益于师生们的身体健康。
因此,微型化学实验不是常规实验的简单微缩,它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行的改革,“用尽可能小剂量的试剂”是微型化学实验的核心,“做尽可能小剂量的实验”是化学实验教育的思维方向,为追求“做尽可能小剂量的实验”,推动化学实验的微型化,是化学实验改革和发展的动力之一,也是绿色化学思想在化学实验中的具体体现。
四、合理改进化学实验
在化学实验中,不可避免地会产生一些有毒、有害的物质,导致教学环境被污染,直接影响师生的身体健康。因此,为了追求化学实验的绿色化,在不影响实验结果的前提下我们可以改进化学实验的内容及实验装置,从而减少实验对环境的污染。
在中学化学实验中,值得改进的实验范例有很多,如在学习“燃烧条件的探究”一课时,课本上的实验步骤是在铜片上分别放少量的白磷和红磷,然后对铜片进行加热,观察现象。该实验过程存在以下缺点:(1)本实验要求在通风橱内进行,事实上很多教师通常都在普通教室里做实验,铜片上即使放很少量的白磷,燃烧产生的白烟也会迅速弥漫教室,造成严重污染;(2)实验过程时间较长。
鉴于以上缺点,我们对实验进行了改进:把该实验中铜片上的红磷和白磷分别放入两支试管中,再取一支盛有少量水的试管放入白磷,分别在试管口处塞上棉花,在棉花上用胶头滴管滴上氢氧化钠溶液,实验时将三支试管放入盛有热水的烧杯中,一会儿没有水的试管中的白磷燃烧,产生的白烟被棉花上的氢氧化钠溶液吸收反应掉。改进后的实验操作简便安全,实验时间短,现象明显,同时产生的污染物被充分吸收,对空气几乎没有污染,完全符合绿色化学的特点。
五、妥善处理化学“三废”
化学实验中会产生大量的废弃物,如不妥善处理,随意排放,不仅对环境造成污染,而且会让学生养成不良的实验习惯,逐渐淡化环境保护意识。
比如在“酸的化学性质”实验中,多次用到盐酸和硫酸,如果对反应后的酸性液体不进行处理就直接排放,不仅会腐蚀下水管道,同时也污染水资源,对环境产生很大的破坏。其实只要在反应后的废液中加少许熟石灰进行中和反应就完成处理,举手之劳,彰显环保意识。
在实验教学中,我们不仅要对实验废弃物进行无害化处理,有时还要尽可能开发其有用之处,对有些药品进行回收利用,在实践中培养学生良好的实验习惯、环保意识以及节约资源的意识。当然需要指出,实验废弃物有的可回收,有的只适宜处理,有的两者兼之,所以应区别对待。
关键词:有机化学实验;教学;绿色化学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0088-02
师范院校担负着为未来中学教育培养后备军的重任。而作为一名合格的师范类化学专业毕业生,除了能够独立教授中学化学专业理论课之外,还应能独立开展实验课并且具备对实验课进行设计与创新的能力。有机化学实验是师范院校化学专业的必修基础课。如何能更好地提高学生学习的主动性,培养学生的实验创新能力,让学生在基础条件较差、教学经费有限的情况下能有效地利用资源开展有机化学实验,是广西等西部地区师范院校有机化学实验课教学中遇到的迫切问题。而“绿色化”教学采用先进的科学技术和教学手段,以实验过程和终端产物均达到零排放或零污染为目标,同时强调“原子经济性”的概念,能够充分利用资源和防止污染。所以,在师范院校的有机化学实验中引入绿色化学的概念,不仅能有效节约实验资源,减少化学试剂和药品的使用和污染,而且能够培养学生绿色化学思想和环境可持续发展意识。在近十年的有机化学实验教学过程中,我们总结了以下几点开展“绿色化”实验教学的经验。
一、实验内容的“绿色化”设计
目前,大多数师范院校有机化学实验课仍采用较为传统的教学模式,即基础操作实验、性质实验和基础合成实验。这其中不乏大量的重复性操作,比如分馏操作实验为基本操作实验,而在乙酰苯胺和环己烯的制备实验中同样用到,这样就存在一个操作重复进行,不仅浪费了宝贵的学时数,更消耗了大量的试剂。因此在教学内容的设计上,我们首先尽可能把基础操作实验合并到某些合成实验中,尽可能不独自训练学生的基本操作而把基本操作的训练与具体的实验结合在一起,充分利用有限的时间尽可能多做些实验。同时,把性质实验也融入到合成实验中,使学生在合成完化合物后,对化合物进行定性或定量检测,以达到性质实验的教学目的。我设计提取或合成的目标产物尽可能具有使用价值或有广西的地方持色,使学生对有机实验保持浓厚的兴趣。其次,我们加强了多步骤实验组合的探索。以往单步骤合成实验以训练学生基础操作能力为目的,实验结束后,最终产物不是简单地抛弃就是回收封存,长期积累,对环境造成极大地危害。因此我们在多步骤实验组合中把以往单步骤合成实验的产品作为下一步合成实验的原料,从而实现实验产品的综合循环利用。这种实验教学方法不仅充分体现绿色化学教育的思想,更增加了学生的学习兴趣,可谓一举而多得。比如:将乙酰乙酸乙酯的制备实验设计成多步骤合成实验,其内容包括:无水乙醇的制备,乙酸乙酯的制备和乙酰乙酸乙酯的制备。这样,一个合成实验的产物作为下一个实验的原料,当某一步的产物不够时,老师可以进行补充。
二、多媒体教学手段和网络课程的应用
我们都知道,实验操作只有多实践才能掌握,然而在学时和资金的限制下,如何让学生在有限的时间内熟练掌握实验操作技能是摆在我们面前的一个难题。为此,我们将现代化的多媒体技术应用在了有机化学实验教学中。十年来,我们采用了两步走的方针来实现教学手段的现代化。第一步:购买和引进国内外先进的获奖的多媒体教学课件,教学录像带。我们已经购买了多所高校的有机化学实验课件,如:大连理工大学的《有机化学实验》多媒体课件,高教出版社的《基础有机化学演示试验》和《减压蒸馏》教学录像带并刻成光盘。由于多媒体辅助教学引入课堂,极大提高了学生的学习兴趣,使学生在单位时间内掌握的知识比过去多得多,同时扩展了学生的知识面。第二步:实现课程教学的网络化。网络教育不仅具有突破时空限制和实现资源共享的基本特点,而且具有实现以学习者为主体的学习和协作式学习的优势,因此网络教学已经成为世界各国教育改革和发展的重要趋势。我们根据本门课程的教学需要,设计和制作了《有机化学实验》网络课程。同时,网络课程还集成了一门课程所需的所有功能,包括:实验报告的网上提交和批改,网上答疑,在线考试,学生成绩管理,网上信息资源库等功能。充分满足了《有机化学实验》的教学要求。
三、应用有机合成新方法和新技术
近年来,微波技术和超声波技术在有机合成中的应用得到了空前的发展。酶和微生物等生物催化剂和离子液体等绿色溶剂的使用对于加快反应速度、减少能耗和污染、提高产率起到了积极的作用。例如:肉桂酸是重要的有机合成工业中间体之一,广泛用于医药、香料、塑料和感光树脂等化工产品中。实验室常用的制备方法是通过苯甲醛和醋酸酐在无水醋酸钾的存在下反应制备的,但传统的合成路线反应时间较长,反应温度较高并且副产物较多,因此,产率很难提高,就算延长反应时间,产率也不超过60%。因此,为了提高产率,减少副产物乙酸的生成,简化分离步骤,我们将微波技术引入实验中,我们以吡啶作为缩合剂,采用微波辐射技术使苯甲醛和丙二酸充分反应,这样不仅缩短了反应时间,提高了反应的产率,最大限度地体现了“原子经济性”。微波技术用于肉桂酸的合成不仅避免了有机副产物的生成,也同时避免了分离纯化时有机溶剂的挥发对环境造成的负面影响,简化了实验操作步骤。在微波环境下进行肉桂酸的合成,可使产品的粗产率达100%,精产率达67%以上。由此可见先进合成方法的引用可以有效的降低污染,保护环境,是我们在条件许可的情况下值得探索和推广的有机化学实验“绿色化”的方法。
四、培养学生的“绿色化”意识
有机化学实验教学不仅要培养学生的实验操作技能和科学的实验方法,更要使学生建立绿色环保的理念。我们认为“绿色化”教育思想不仅要体现在有机化学实验课上,在有机化学理论课上也要得到充分的展现。特别是要在有机化学理论课教学过程中结合实验有关内容,进行绿色化学的教育。比如实验试剂的处理和溶剂回收再利用问题,“三废”的处理和利用,特别是要结合本地的实际情况,对“三废”的现状及危害进行分析[6]。使学生具备良好的技能、思维和判断能力。
随着科学技术的不断发展和进步,将会出现大量新的实验技术手段和新的教学理念,它们的出现会给广大教育工作者带来更多的启迪。因此,构建有机化学实验绿色化的教学模式也要与时俱进,但无论怎样改革,教学模式的科学性和可行性是我们必须注意的问题。
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关键词: 《绿色化学》 双语教学 作用
一、立足学生学习现状,提出双语教学的必要性。
大学的选修课,在大部分学生的眼里只不过是修一修学分,了解一些关于该学科前沿的知识,所以长期以来一直没有引起学生足够的重视和学习的积极性。这种现状严重影响了学生学习的积极性和接受知识的主动性,然而学生的学习需要的是,学习中必须喜爱该门课程,包括教这门课的教师,教学方法和手段,等等,因此教师要激起学生学习的兴趣。针对目前传统的汉语教学,学生早已司空见惯了,所以双语教学显得尤为必要:1.改变传统的教学模式,给学生耳目一新的感觉,以激起学生的兴趣;2.使用英语课教学使课堂的教学效果大大提高,同时也有利于学生的英语水平提高;3.部分学生已获得了大学英语四级证书,部分学生利用业余时间参加各种英语培训或英语角活动,在授课过程中基本上可以适应双语教学,课堂上亦可以与教师呼应,因此师生互动较好;4.双语教学有利于学生巩固已经学习的英语基础知识和专业英语的知识[1]。
双语教学的运用能够很好地发挥以上在绿色化学中的长处,使学生在“乐而好学”的同时,接受绿色化学的专业知识和理论、学习英语和其相关的专业词汇。因此,在目前的选修课《绿色化学》教学中是必要的,在教学过程中可以进行双语教学的尝试。
二、双语教学能够使学生在学习专业课的同时,广泛地了解关于绿色化学前沿知识,拓宽专业知识面,懂得环保的重要性。
绿色化学是上个世纪九十年代初提出来的,以从源头上治理因化学污染而导致的环境问题。作为化学专业的学生,更应该清楚化学污染而导致的严重的环境问题,清楚自身应该担负的时代使命。通过了解,对于绿色化学的概念,学生并未有较深的理解,并没有认识到严重的环境问题。产生这样一个问题的根源有三个方面的原因:1.绿色化学是一个新生的事物,认识它需要一个过程,因此它还没有走入广大师生心中,认识它、接受它需要一定的时间。2.关于绿色化学方面的参考资料少,学生不能顺利进行广泛、深入的调查和研究。
时代的车轮永远是向前滚动的,如何解决好上述问题需要一批专业人士来研究和处理。这就要求化学专业的学生不但要有深厚的专业知识,而且要具备广泛的前沿专业知识动态,更要明白环保的重要性,以及自己所担负的时代使命。现在的社会是一个信息的社会,只有掌握了更多的信息,并从中筛选,总结出适合我国国情绿色化学的概念,我们在今后的环境治理中才能多一些借鉴的经验,从而避免付出一些不必要的代价。因此,我们可以在双语教学之中掌握更多的国外有关信息,从中摸索出一条适合中国国情的绿色化学的道路。
三、适应绿色化学课程特点,打造综合性人才。
绿色化学的概念是在发达的资本主义首先提出来,具有时代的特点。资本主义社会经历了几百年的发展,社会文明已经到了一定的高度,但是在高度发展的同时也留下了一些严重的社会弊病,环境问题就是其一。他们为治理环境付出了沉重的代价,也积累了宝贵的财富。他们撰写了有关绿色化学的重要的观点和见解,与同行交流、探讨。但是目前许多有参考价值的文献基本上都是外文,如果我们在教学中采用双语教学,那么我们在学习绿色化学的同时,就能提高自己的英语水平,从而以后能更好地理解掌握外文文献。
我国目前仍处在一个快速发展的阶段,我们在享受社会发展给我们带来便利的同时,也同样承受着自己所种下的苦果――环境问题。为了避免在社会发展中走更多的弯路,可以借鉴资本主义社会的经验,为我所用。因而,我们必须精通英语,以及其有关的专业词汇。我们通过绿色化学双语的教学模式,可以让学生在学习专业知识的同时,掌握一定的外语词汇。这样不但能丰富学生的专业知识,而且能提高他们的英语水平,使他们能够与国外的专业人士作一些简单的经验交流,提高自己的综合能力。因此,在绿色化学中使用双语的教学模式可以达到一箭双雕的目的。
四、提高教师的知识层面,丰富教师的教学手段。
“师者,所以传道受业解惑也”。作为教师,必须拥有丰富的知识层面。教师更应该学习,加强自身修养,用丰富知识武装自己,这样才能在教学中游刃有余。然而许多教师满足于目前的教学现状,不愿意花时间和精力去学习新的知识,结果导致自己的知识老旧陈化,每年的授课没有新的特点,没有新的知识注入,使学生逐渐失去了对该学科学习的积极性和热情。使用双语的教学模式迫使教师去学习新知识,丰富自己的知识层面。同时,由于自己具备了一定的外语知识,教师可以更好地去翻阅外文文献,学习国外先进的教学理念,为己所用。
教师要想在授课过程中紧紧抓住学生的思维,不但要有深厚的知识,而且要有丰富的教学手段。在一般的选修课的授课过程中,教师一般比较喜欢用传统的汉语的教学模式,该模式授课简单,学生也容易理解和接受,但是由于是选修课,学生缺少像必修课那样的学习积极性,所以再利用传统的汉语教学模式很难形成挑战,也使学生逐渐失去学习的积极性和主动性。利用双语的教学模式丰富了教学的手段和方法,能给学生耳目一新的感觉,这样不但使教师在授课方法上有选择的余地,而且使授课内容更加丰富。另外,国内教材侧重于演绎――即从基本的概念、原则或公理出发一步一步地推理,而国外的教材侧重于培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。为此,如果教师具有一定的外语知识,就能吸收国外的先进的教学方法,并将其运用到自己的课堂教学中,提高教学的质量。
因此,在《绿色化学》的教学过程中采用双语教学可以提高学生的外语水平和专业知识,提升学生对该学科的认识和学习兴趣,有利于培养适合社会的综合性人才。双语教学可以丰富教师的教学手段和教学方法,可以提升教师的知识层面,从而能够更好地服务于教学工作。
参考文献:
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[关键词]环境;绿色化学;教学;教学方法
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)04-0044-02
绿色化学,也被称为环境友好化学,清洁化学或无污染化学,主要是指在化学品的设计、制造和使用过程中,利用一系列的原则来减少、甚至消除有毒有害物质的使用或在过程中的生成的化学。绿色化学的核心是“原子经济性”,基本原理是公认的十二原则。绿色化学是更高层次的环境友好化学,与环境保护不同,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染,是从物质产生的源头控制废物的产生,减少对环境的污染。所以绿色化学对环境保护及社会的可持续发展具有重要的指导意义, 这与现代化工工业发展趋势相吻合。
一、绿色化学课程教学的意义
大学生是我国科学技术未来的生力军,在大学课程中开设绿色化学课程,通过相关的教学活动培养大学生的环境保护意识,有利于从根本上防止污染,有利于实现社会可持续发展。作为化学教育工作者,我们有责任和义务将绿色化学及相关知识引入高等教育知识体系中,并系统传授给学生。
随着对绿色化学科学研究的不断深入,绿色化学的思想和观念逐步为人们接受,并被引入高校教W活动中,很多高校都开设了绿色化学课程。绿色化学作为一门新的课程,具有涉及知识面广、综合性强的特点。与化学其他课程不同,绿色化学没有完善的知识体系和教学大纲,因此如何结合时代特点和专业知识,为大学生讲授绿色化学课程,是任课教师在教学过程中面临的主要问题。作者从2009年开始在江苏师范大学为环境工程专业学生讲授绿色化学课程,在教学过程中积累了一些经验,进行了一些有益的尝试。
二、绿色化学课程教学方法的探索
针对绿色化学的课程特点,我们对其教学方法进行了以下探索。
(一)精选教学内容 启发学生的兴趣
绿色化学是一门新兴的学科,发展很快,但没有较为成熟的教材,需要教师根据教学目标选取教学内容。这也为教师提供了一定的自由空间,教师可以结合自己的科研方向和学术思想、提供最新的学术动态。另一方面,绿色化学课程的教学内容与有机化学联系紧密,涉及很多有机合成反应的方法和条件,如果只进行抽象的讲解,学生容易感到枯燥乏味。因此在教学过程中,应适时地结合实际生活,用生动的实例充实课堂教学,展现绿色化学在现代生活中的重要作用,进而激发学生对这门课程的学习兴趣。例如,介绍“白色污染”及解决措施,这样学生就会对绿色化学有更加充分的了解,也能够加深学生对绿色化学在日常生活中的实用性和重要性的认识。
绿色化学是一门交叉学科,发展速度很快,而且涉及很多化学相关领域, 因此我们在满足教学基本要求的前提下, 采用灵活多样的教学形式,并经常对教学内容进行更新。比如在课堂教学中,根据学生的接受情况,将一些相关的具有应用价值的最新研究成果添加到教学内容中。另外,也可以利用学校的网络数据库资源来提供关于绿色化学的最新科研成果的链接,以便学生随时阅览、学习,让学生了解绿色化学的研究动态及最新进展,提高学生对该门课程的学习兴趣,增强他们对新问题的求知欲望,使学生获取更多的知识。
(二)多种教学方法结合使用,启发学生思考
传统的课堂教学主要是“讲解―接受型”教学模式,教师是教学信息的主动发出者,学生则是被动地接受知识,这种教学中师生的互动交流少,教学气氛沉闷,也阻碍了学生主动学习的积极性和创新能力的培养。相比之下,研究性教学是深受广大师生欢迎的教学方式,可以将课程的内容转变成生活、生产或科学中的实际问题,以学生为中心,在教师的引导下按照科学研究的模式来分析、解决这些问题,最终达到学生获取知识、提高能力的一种教学过程。
在研究性课堂教学中,教师作为指导者,在设定的问题情境中要引导学生主动思考问题, 帮助学生找到解决问题的办法,这种教学方式有助于培养学生的创新意识。如在讲授绿色溶剂技术这个章节时,我们让学生在课前查阅相关的文献资料,了解有关的科学前沿内容。在该章节的课堂教学过程中, 可以将这节课的10~15 分钟左右的时间留给学生介绍自己的学习体会,以及对绿色溶剂技术的理解,分组进行讨论,以提高他们的学习主动性,强化学生的科学思维方式。这种自主学习可以让学生体会到学习的乐趣,同时也锻炼了学生文献查阅和使用网络资源的能力。课堂教学和学生自主学习的有机结合可以有效地提高教学效果,有利于培养创新性人才。
作为一门专业课,绿色化学每节课要传递的信息量非常大,多媒体教学技术的运用大大提高了绿色化学课程的学习效率。但是,多媒体教学的缺点是容易导致学生一直处于抄笔记的状态,没有时间去消化和思考教师讲授内容,不能和教师互动,只能被动接受课堂内容。所以要改善教学效果,就应该结合本课程的特点以及学生的实际情况,合理地使用多媒体教学手段,注意不同教学手段间的配合使用。
课堂教学是学生学习绿色化学的主要场所,但丰富多彩和形式多样的课外活动是对课堂教学的良好补充,将二者有效结合起来,能够起到事半功倍的效果。为全面提高学生的绿色化学素质,我们一方面组织学生到学校的实习基地,有合作的化工厂或制药公司参观调查并进行交流。另一方面,通过课外实验教学来配合课堂教学进行绿色化学教育,让学生在具体的实验过程中进一步强化绿色化学观念,如在环境工程专业学生的研究设计性实验中分别采用有机溶剂和离子液体为反应介质合成一些有机化合物,让学生对两种合成方法进行比较。这样不仅能锻炼学生的动手能力,而且能使他们用理论联系实际,真正感受到环境污染带来的危害性,增加他们迫切保护环境的积极性。另外在毕业设计和课程设计中有意识按绿色化学要求进行,开展专题讲座,环保展览宣传等,让绿色化学融入人才培养全过程,增强学生的环保意识。
(三)建立合理的考核机制,注意与学生的互动和反馈
在教学过程中,我们发现一些学生上课听讲不认真,主动学习积极性低,部分学生为了获得更高的平时成绩,抄袭别人的作业。因此,提高学生的学习兴趣,优化考核体系显得尤为重要。
绿色化学课程的最终成绩包括课程论文成绩和平时成绩两部分。在每学期的授课中,我们通常在完成课堂教学任务前给出课程论文的具体要求,要求学生根据绿色化学课程的学习内容,结合课程论文的具体要求,查找和阅读有关的文献,综合运用所学知识,整理和撰写课程论文。考虑到学生的实际情况,在这个环节通常也会给出一些相关指导,如每个数据库的使用教程和视频等,课程论文的完成很好地培养了学生检索文献、阅读文献、分析问题和解决问题的能力,也为环境工程专业学生的毕业论文设计打下了良好的基础。
绿色化学的平时成绩一般由出勤率,作业和课堂表现构成。不同于其他化学类课程的考核方式,在绿色化学课程的考核中,我们将学生在课堂教学中的表现以及课后心得体会也计入平时成绩。如在某些章节的课堂教学前,对学生进行分组,给每组学生布置一些题目,课堂教学中,每组可派出代表对相关问题给出解答,组与组之间可以互相提问。学生通过这个环节的学习可以更好地了解相关教学内容的背景知识,更深刻地掌握教学知识点。教师根据每组学生的表现进行打分,并将这部分成绩计入平时成绩中。课程结束后,每个参与的学生都要总结该课程的学习心得体会,对课程进行简单的评价并给出自己的意见和建议,这部分内容也作为平时成绩的一部分。以上教学活动的开展,一方面可以提高学生的学习积极性,另一方面学生给出的意见和建议可以督促任课教师改进教学方法,提高教学水平。在这门课程中,部分评价意见如下:1.绿色化学这门课跟我们的生活关系密切,感觉很有用;2.课堂上老师举的例子很生动,学到了很多东西,扩展了知识面;3.通过准备课程论文,感觉自己查阅文献的能力提高了;4.喜欢老师的讲课,内容吸引人,但是有部分反应有机化学里没学过,能否多讲一些。
总的来看,学生对这门课程的关注程度高,总体满意程度也比较高。
三、结语
绿色化学是一门面向21 世o的高层次化学,它体现了化学、科学技术、社会之间的相互影响和联系。在绿色化学教学中,教师采用研究性教学的方式,能帮助学生获得相关的知识、技能和能力,有助于学生培养创造性思维,从而更好地理解人与自然、人与社会、人与人之间的相互依存关系, 激发其社会责任感。
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[4] 仲崇立.绿色化学导论[M].北京:化学工业出版社,2000.
【摘 要】:在现今日
>> 化学教学过程中的语言艺术 化学教学过程中贯穿生活的应用 绿色化学理念在化学教学中的体现 浅谈高中化学教学过程中化学思想的培养 初中化学教学过程中化学思想的培养 高中化学教学过程中化学思想的培养探讨 语文教学过程中“美”的体现 浅谈化学教学过程中教学方式和师生关系的转变 高中化学教学过程中的探究实验教学 案例教学法在食品化学教学过程中的应用 浅谈化学教学过程中教师的导与学生的学 浅议高中化学实验探究教学过程中的实施策略 环境工程专业物理化学教学过程中的几点体会 化学教学过程中应充分发挥多媒体的作用 教学过程中强化学生通用职业素质的研究及探索 试论新课改化学教学过程中的素质教育 浅析化学教学过程中培养学生“问题意识”的策略 浅谈化学教学过程中对学生学习能力的培养 高中化学教学过程中的德育教育 初中化学教学过程中培养学生的情感态度有感 常见问题解答 当前所在位置:中国 > 教育 > 教学过程中“绿色化学”的体现 教学过程中“绿色化学”的体现 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款!安全又可靠! document.write("作者: 朱丽萍")
申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 【摘 要】:在现今日新月异的社会里,越来越重视化工生产的“绿色”。要从根本上改变人们的观念。而教师所扮演的角色正是能够做到这一点的。教师如何才能从平常的教学中融入“绿色化学”的概念,努力让学生认识到实现绿色化学的重要性,从而真正应用到工业生产当中去呢?这就需要教师从日常教学中逐步地传达给学生“绿色化学”的概念。 【关键词】:绿色化学 创新化学 绿色化学教学 实验教学 【分类号】G633.8 【正文】:
一、实施绿色化学的重要性 什么是绿色化学?现阶段,教育的主体,也就是学生和教师,对“绿色化学”的认识达到了怎样的程度呢?这一点可以通过一份调查问卷来找到答案。问卷的重点在于考察师生对于“绿色化学”内容的认识程度。比如,现阶段“绿色化学”在生产生活当中的应用有哪些,“绿色化学”与以往化学的不同之处,“绿色化学”在现实教学中实施的情况等。 从现阶段工业生产、生活以及教学中也可以发现,目前,“绿色化学”虽然是越来越受到重视,应用也越来越广。但是,“绿色化学”并没有真正得到强有力的推广。这就使得无法及时地在化工生产当中减少有毒、有害物质的使用与排放,从而导致严重的污染事故。 而随着社会的发展,人们环保意识的增强,在工业生产当中,人们已经采取了一系列的措施防止环境污染。但是,要想“绿色化学”的观念深入人心,那么必须依靠教育,从根本上来改变社会的观念。新课程改革以来,不管是上一级的教育部门,或者是地方学校,已经通过不同的形式表现出对“绿色化学”的重视。 那到底什么是“绿色化学”呢?如何实施“绿色化学教学”呢? “绿色化学”,简单来讲,就是在生产生活当中,要减少或尽量不适用有毒物质,要做到不产生有污染物质或对污染物能够重复再利用。传统化学工业已经对地球环境造成了很严重的污染,研究并实施绿色化学已经是大势所趋。 而“绿色化学教学”是利用高中的学生正是出于可塑期,在这个阶段将绿色化学知识不知不觉中融入学生的脑海中,让学生从根本上接受“绿色化学”的观念。 二、实施“绿色化学教学”的措施 教师本身对“绿色化学教学”要有一个整体的、科学的认识,要确立起化学教师特有的科学发展观。 1、教师可以通过科学前沿研究更新观念,充分认识到“绿色化学”的内容和意义,有意识地在教学过程中传递“绿色化学”的观念。 例1,遇到一些关于尾气处理的题目,可以多花几分钟介绍尾气处理的意义。 例2,SO2的性质这一节课可以引导学生去收集SO2的相关资料,认识其对环境的影响,并总结现有的防治SO2的措施等等。氮氧化物的性质这一节也是类似的处理方法。通过这两节课,学生对危害大气的气体及其防治有了根本的认识。 2、教师应关注社会上关于化学污染问题的宝岛,及时传达给学生相关信息。如匈牙利铝厂废液泄露事件;墨西哥湾石油泄漏事件;吉林石化公司双苯厂爆炸事故引起的松花江水环境污染问题;东京的地铁“沙林”事件;二垩英事件,酸雨事件以及上世纪中著名的公害事件等。在适当的时候穿插到教学当中,可以激发学生对实施“绿色化学教学”的共鸣。 3、勇于创新。对一些教学过程中遇到的实验进行创新改进,这也是化学教学过程中重点实施的地方。平时教学过程中,经常会使用到Cl2,SO2,NO,NO2等有毒气体,有气体参与或生产的密闭体系是最不好把握的。经过经年的实验发现,点滴袋和注射器是最方便,最环保的仪器。密封性能非常好,而且可以方便地观察产生的气体颜色和体积。 1)Cu与浓稀硝酸的反应中,传统使用试管进行反应,产物NO,NO2均为有毒的空气污染物,且由于NO易与O2反应,不易观察到NO的颜色。 在Cu与浓HNO3的实验中,可以采用把铜片装入点滴袋中,再用注射器注入浓HNO3溶液。 Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO)2 + 2NO2 + 2H2O 可以很清楚地观察到产物NO2的颜色为红棕色。再往点滴袋中注入水,可以观察到红棕色气体变成无色。 在Cu与稀HNO3的实验中,同样把铜片装入点滴袋中,再用注射器注入稀HNO3溶液。 3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO)2 + 2NO + 4H2O 可以观察到无色的NO气体产生,反应后再通过注射器注入O2,可以观察无色气体变为红棕色,从而检验NO气体的性质。 反应结束后,通过注射器把产物注入碱液中进行吸收即可。 点滴袋+注射器这套装置可以方便地进行Cu与浓、稀HNO3溶液的反应,并进行产物(NO,NO2)的性质检验。而且由于点滴袋体积比较大,也可以防止由于产生大量的气体从而使注射器活塞脱落的现象。 2)Cl2的性质实验。Cl2和金属Na,Fe,Cu等的反应在集气瓶中进行。反应剧烈,现象明显,但是在反应的同时会有大量的气体逸出。可以采用注射器和硬质玻璃管组合,金属放置在硬质玻璃管中(如下图)。用注射器注入Cl2,不但可以控制Cl2?的用量,还能在一种金属反应结束后更换另一种金属,非常环保。
在教学过程中,对化学实验的仪器或步骤进行改进,进行“绿色化学”教学,可以防止有毒气体的泄露,同时也可以极大地调动学生的积极性,使得学生乐于探究,乐于钻研。 4、教师要不断学习,提高自身的专业素养。 教师应不断提高应用现代教育教学技术的能力。一些实验容易产生有毒物质,比如用苯萃取水中的溴,苯酚的性质实验等,可以采用多媒体技术,利用现成的实验课件来替代。这样既可以节省药品,也可以防止有毒、有害物质不慎进入到环境中。教师也可以自己制作电子课件来替代传统的教学。特别是有关于“绿色化学”的教学,容量很大,传统的教学方法可能没有办法包含那么大容量的教学任务。而用电子课件来教学,条理清晰,学生可以通过课件的内容很快地掌握相关的知识点。或者,也可以在课堂上与学生进行网上互动等。也可以设计一个开放性的课堂。在这个开放性的课堂里,教师明确本节课的目的,提出的问题,学生立刻通过网络找到答案,再与教师交流。如此往复,学生通过自己的努力来掌握相关的知识,也提高了学生自主学习的能力,锻炼了学生应用现代手段扩展知识面的能力,提高学生分析和解决问题的能力。 三、加强对学生的化学科学情感态度教育 教师应当指导学生开展各种有关于“绿色化学”的活动,如:回收废电池,参加“地球一小时”和“无冷气日”活动,尽量不使用或减少使用塑料袋,积极回收各种可回收废弃物等活动,让学生充分地把所学与生活生产实际相联系起来,并将这些活动内容、心得以及对“绿色化学”、实施“绿色化学”教学的体会以小论文的形式进行整理归纳总结,或通过各种形式进行比赛等。这些活动可以充分调动学生参的积极性,并深刻地认识到“绿色化学”的意义所在。
化学作为自然科学的一个重要领域,在丰富人类知识宝库和满足人们衣食往行等各方面需求中,发挥着积极的和不可替代的重要作用。然而无可讳言的是,由于在化学过程中以适当地使用对人类健康和对环境有害的原料和溶剂以及污染性废物的大量排放,一些化学过程也给人类的健康和生活环境带来了严重的不利影响。为此,人们相继提出了绿色化学理念,其目的是在继续发挥化学的积极作用的同时而将其危害人类健康和人类生存环境的负面影响减少到最小。有机合成作为化学合成的重要组成部分,在绿色化学中居于举足轻重的地位;在绿色化学及其理念指导下,最终要实现绿色合成。绿色合成的目标应当是实现符合绿色化学要求的理想合成。
实现理想合成,有三个定量指标:原子经济性、环境因子和环境商。
1.原子经济性
原子经济性概念认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每个原子,使之结合到目标分子中,以实现最低排放甚至零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量:
原子利用率=(预期产物的分子量/全部生成物的分子量总和)×100%
原子经济性的特点是最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放。
2.环境因子(E)
环境因子和环境商都是由荷兰有机化学家sheldon提出来的。E—因子是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少来衡量合成反应对环境造成的影响。
E-因子=废弃物的质量(kg)/预期产物的质量(kg)
这里的废弃物是指预期产物之外的所有副产物,包括反应后处理过程产生的无机盐等。显然,要减少废弃物使E—因子较小,其有效途径之一就是改变经典有机合成中以中和反应进行后处理的常规方法。
3.环境商(EQ)
环境商(EQ)是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少、物理、化学性质及其在环境中的毒性行为等综合评价指标来衡量合成反应对环境造成的影响。
EQ=E×Q
式中E为E—因子,Q为根据废物在环境中的行为所给出的对环境不友好度。EQ值的相对大小可以作为化学合成和化工生产中选择合成路线、生产过程和生产工艺的重要因素。
为此,Wender教授认为:一种理想合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作,快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。这正是绿色合成的目标。
目前,绿色合成研究的方向是清洁合成、提高反应的原子利用率、取代化学计量反应试剂(如在催化氧化过程中只以空气中的氧气作为氧源)、新的溶剂和反应介质、危险性试剂替代品(如使用固态酸以取代传统的腐蚀性酸)、充分的反应过程、新型的分离技术、改变反应原料、新的安全化学品和材料、减少和最小化反应废弃物的产生等。
二、有机合成实现绿色合成的途径
绿色合成的目标已为有机合成实现绿色合成指明了方向。近年来,实现绿色合成的研究工作在不断进行,几种可行的途径已隐约可见。
1.使用环境友好催化剂,提高原子利用率
有机合成中,减少废物的关键是提高原子利用率,所以在选择合成途径时,除了考虑理论产率外,还应考虑和比较不同途径的原子利用率。如环氧乙烷的合成:
两步完成,原子利用率为25%。
催化方法:
一步完成,原子利用率为100%。
又如二联苯的合成,常规方法是以PdCl2为催化剂,以含苯基的有机汞化合物为原料在吡啶中进行,但操作过程较为复杂,原子利用率低。若以具有高反应活性的GaP纳米晶为催化剂,就可以直接以苯为原料,一步合成得到二联苯。
再如对硝基苯甲酸乙酯的合成,常规方法是以浓硫酸为催化剂来合成的。这种方法,虽然催化剂(浓硫酸)价廉、活性高,但反应复杂,副产物多,且浓硫酸腐蚀设备、污染环境。如果以价廉易得、性质稳定安全的苯磺酸为催化剂来合成就可以克服这些缺点,且产率可达98.6%。
可见,在有机合成中,选择合适的、环境友好的催化剂,则可以开发新的合成路线,缩短反应步骤,提高原子利用率。
2.使用环境友好介质,改善合成条件
传统的有机合成中,有机溶剂是最常用的反应介质,但是有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。理想的有机合成,可以水为介质进行;可用超临界液体为介质进行;可在无溶剂存在下进行;可以离子液体为介质进行等。
①在有机合成中,用来代替有机溶剂是一条可行的途径。这是因为水是地球上广泛存在的一种天然资源,它价廉、无毒、不危害环境。尽管大多数有机化合物在水中溶解性很差,且易分解,但研究表明有些合成反应不仅可以在水相中进行,而且还具有很高的选择性。最为典型的例子是环戊二烯与甲基乙烯酮发生的D-A环加成反应,在水中进行较之在异辛烷中进行速率快700倍。
②超临界流体是当物质处于其临界温度和临界压力以上所形成的一种特殊状态的流体,是一种介于气态与液态之间的流体状态。这种流体具有液体一样的密度、溶解能力和传热系数,具有气体一样的低粘度和高扩散系数,同时只需改变压力或温度即可控制其溶解能力并影响它为介质的合成速率。在有机合成中,CO2由于其临界温度和临界压力较低、且具有能溶解脂溶性反应物和产物、无毒、阻燃、价廉易得、可循环使用等优点而迅速成为最常用的超临界流体。
③固态化学反应的研究,使有些反应可在无溶剂存在的环境下进行,且比在溶液环境中的反应能耗低、效果更好、选择性更高,又不用考虑废物处理问题,有利于环境保护。例如,手性1,γ联二萘酚的合成,常规方法是由β萘酚与FeCl3在液相氧化偶联制得,但会产生醌类副产物。而以FeCl3—6H2O为氧化剂反应就可以在固相进行,且可得到产率为95%的联二萘酚。
④离子液体,简单地说就是安全离子组成的液体。目前研究最多的是在室温左右呈液态的含有机正离子的一类物质。例如,含N-烷基咪唑正离子的离子液体等。它们不仅可以作为有机合成的优良溶剂,且具有难挥发等优点,对环境十分友好。
3.采用洁净的有机电合成
电化学过程是洁净技术的重要组成。由于电解一般无需使用危险或者有毒试剂,且通常在常温、常压下进行,所以在绿色合成中独具魅力。例如,实现自由基环化反应,常规的方法是使用过量的三丁基锡烷,过程中存在的问题是原子利用率低、使用和产生着有毒的锡试剂。然而,利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂进行催化反应,可在温和、中性条件下完成。
4.运用高效的多步合成技术
在药物、农用化学品等精细化学品的合成中,往往涉及分离中间体的多步骤反应。为实现绿色合成,近年来,研究发展的串联反应是非常有效的。串联反应包括有一瓶多步串联和一瓶多组分串联。前者是仿照生物体内的多步链锁式反应,使反应在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行,无需分离出中间体,又不产生相应的废弃物,和环境保持友好;后者是涉及至少3种不同原料的反应于同一反应器中进行,而每步反应都是下步反应所必需的,而且原料分子的主体部分都融进到最终产物中,这是一类高效的合成方法。
5.发展和应用安全的化学品
发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和溶剂,以及其他实用化学用品,是实现绿色合成最直接的一环。可以采取适当的手段使某一分子的毒性降低而不影响其功能。例如,腈类化合物的毒性,认为是由于腈类分解而生成氰离子产生的。若将腈的α位进行取代,使其难生成自由基而不产生氰离子,则可使毒性降低,而反应功能不受影响。又如,人们开发的新型化工原料碳酸二甲酯,以其较高的反应活性和低微的毒性,代替了剧毒的光气和硫酸二甲酯,从而被誉为21世纪的“绿色化工原料”。
综上所述,绿色合成作为新的科学前沿已逐步形成,但真正发展还需要从观念上、理论上、合成技术上等,对传统的、常规的有机合成进行不断的改革和创新。
参考文献
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3 Sheldon R A,Chem.Ind.,1992,(23):903~906
我来华南师大参加国培班的学习之前就有一种期盼和愿望:我希望通过“国培”班的学习,在各方面专家的指导下,学习一些教育教学前沿性的理论和知识,使我在教育理论和教学理念上有较大的提升,实现授课方式和教育思想方面的进一步转变和提升,同时消除一些平时教学中的模糊认识。另外,期待通过这次难得的机会,能够与来自全国的高中化学界精英们行一起交流和提高。十几天来,我带着一些问题和期望来到了华南师范大学,如今又带着沉甸甸的收获、反思以及反思与冲动回到亲爱的学校和学生中。临行之前,把我十几天来的主要的收获和体会小结如下:
一、对基础教育的再认识
学习问题:我们对基础教育的定位和认识的关键是教育教学目标的确立,因为有什么样的教育教学目标就有什么样的教育。基础教育要为学生奠定什么样的基础?是知识还是学习能力?知识是手段还是目标?
收获体会:中国的教育注重培养学生扎实的“知识体系”,强调的是“学会”,而美国的基础教育注重的是培养学生的学习兴趣、好奇心、质疑能力和探究能力的“能力体系”,强调的是“会学”。中国这种“知识导向性教育”教学模式,侧重于让学生学到更多更难的知识,忽略了“能力导向性目标”教学目标下所注重培养的兴趣、好奇心和探究能力,不利于培养学生的持续学习能力和思维创新能力。基础教育的定位应该是为将来学生的发展奠定基础,追求可持续去“异化”的教育,着重培养学生的思维能力、动手能力、分析问题解决问题的能力,让学生“会学”而不仅是“学会”,为学生的未来发展奠定基础。这与我们青岛二中的“造就终生发展之生命主题的”的教育理念是一致的。
二、绿色教育
学习问题:什么是“绿色教育”?知识都是有用的吗?学生究竟学什么样的知识?怎样才能减轻学生的负担?
收获体会:王红教授在讲课中提出的绿色教育的理念,让我们感觉眼前一亮,绿色教育的涵义是:追求教育生态平衡、可持续的教学模式。强调净化学习内容并侧重培养可持续发展的人才。通过分析目前学生的知识结构,真正对学生有用的是知识结构中最核心关键的知识,目前学生所学的大多数知识是将来没有用的垃圾知识(约80%),通过净化精简知识体系,有效地减轻学生的负担,在教学实践中我们要有绿色教育的理念,特别是不能忽视净化教学内容,创造教育的绿色环境。我们期望“绿色教育”能为中国的基础教育改革带来一股清新的空气。
三、教师的专业发展
学习问题:教师专业发展的意义是什么?教师专业发展的内涵有哪些?教师专业发展的措施?
收获体会:罗秀玲老师的《问卷调查法》、肖常磊老师的《化学学科基本观念研究的内容和方法》、李南萍老师的《中学化学教学目标的研究与反思》、刘良华教授的《教师行动研究》、张俊洪教授的《有效教学的理论与实践》等课程,吴颖民教授的《关于当前教师专业发展的几个问题》。是教学第一线的教师很实用很需要的教育教学教研理论,他们站在理论与实践的高度辅以生动的实例,分析透彻,高屋建瓴,让我们真真切切得到了高端引领。
吴颖民教授的《关于当前教师专业发展的几个问题》讲座,从以下几个方面论述了教师的专业发展:1、《中国教育未来二十年发展纲要》的核心内容是:促进教育公平、提高教师质量、实施素质教育。教师专业发展是实现以上目标的关键和前提。2、教师专业发展的内涵包括专业知识、专业技能、专业精神,专业精神是教师专业发展的核心内涵;教师不仅要有扎实的专业知识和技能,更要有良好的职业态度和高尚的职业精神。3、教师专业发展要通过对自己的现状进行分析,然后制定发展目标和规划以及具体的保障措施。4、教师的专业发展有利于教师自我完善和人生价值的实现,有利于提高教师的专业地位和社会地位,也是实现教育公平和实施素质教育的保证。因此,作为教师应该自觉的进行专业发展,为基础教育的改革和发展贡献自己的力量。
张俊洪教授的《有效教学的理论与实践》是目前系统研究有效教学的前沿理论,张教授潜心研究有效教学十几年,长时间在中学教学一线进行有效教学的课题研究,理论水平高,实践经验丰富,对中学教学很有指导意义,他的教学录像很值得一看。
四、做一个幸福的教师,做一个呵护学生心灵的天使
学习问题:张俊洪教授说:“我认为,老师就是课程”,我在他的报告中领悟到:一个睿智的教育者就是应该用他的言与行,尤其是“行”作为资源,这便是所谓的言传身教,身教重于言教。一个自己不幸福的教师能让学生幸福吗?如何让自己幸福也让学生快乐幸福?为什么中国很难产生像牛顿、爱迪生、爱因斯坦、乔布斯那样的为人?
收获体会:1、“教师是离幸福最近的职业”,因为教师面对的是天真活泼,灵动可爱的学生。教师幸福的表现在:一是满意,即对自己满意、对工作满意、对生活满意;二是享受,即享受生命,享受工作,享受生活。2、教师的表现对学生的影响很大,因此教师本身也是隐性的课程资源。“幸福的教师才能教出幸福的学生”,因此教师的生存状态和对待学生的态度对学生造成的影响巨大。“泰迪的故事”启示我们:建立和谐的师生关系是教育成功的前提和关键,新的师生观认为:关系重于传授,心态重于知识,身教重于言教。3、中国的社会环境过分注重人际关系,四书五经的儒家文化就是人际关系,谋人之术,教人如何做官,“学而优则仕”,因此,要想在中国做成事,必须首先学会与人搞好关系。由于中国文化的单一性和不够宽容,对于性格怪癖情商较低的人在中国就很难立足和发展。而“天才”不是“全才”,“天才”往往是一些除了他擅长和喜欢的方面有过人之处外,在其它方面往往有缺陷的人,由于其它方面的“熄火”,才能够让他们把更多的兴趣和精力集中在感兴趣事情上,他们是上帝造人时只开了一部分窗户的人。牛顿、爱迪生、乔布斯就是这样的人。而一个七情六欲兼备,兴趣爱好广泛的人很难成为真正的天才。西方文化对人的个性的宽容成就了牛顿等一批科学巨人和怪人。这就启示我们:做一个教师对学生不要狂妄和求全责备,要对学生的天赋和个性满怀敬畏之心和宽容仁爱之心,保护学生的天性、灵性、求知欲、好奇心,激发学生的学习兴趣,培养学生的问题意识和敢于挑战权威的批判精神。若如此,则是教育幸甚民族幸甚也!4、在中国传统文化里,学习知识是一件苦差事和功利性的事,为了学习枯燥的知识要苦思冥想,为了学习要“头悬梁锥刺股”,有道是“书山有路勤为径,学海无涯苦作舟”,“不受苦中苦难为人上人”,而学习的目的是“书中自有黄金屋,书中自有颜如玉,书中自有田中粟”。显而易见,这种传统的观念对我们今天的教育的影响是消极的,成为我们当下的教育“挥之不去的梦魇”。中国青少年研究中心的调查显示,54.7%的父母要求孩子读到博士,83.6%要求孩子考试考前15名。同时相对应的是,中国青少年研究中心对全国6岁-14岁儿童进行了题为“你如何看待学习”的调查表明,仅30.3%的儿童愿意“读书学习”,而“愿意”的动机也是将学习作为老师要求、将来有个好工作、让父母满意和让同学看得起等的手段。剩余69.7%“厌学”!令人痛心疾首!!!华南师大的校长刘鸣教授说:“当下孩子们的幸福在于教育改革的成败,中国教育改革成功之时就是孩子们幸福成长之时”,他还说“一个教师教学的最高境界是让学生乐此不疲的学习”,而要做到这一点,就是让孩子愉快的做有意义的事情。西方教育家认为,孩子的好奇心求知欲是与生俱来的,热爱学习是孩子的天性,成功的教育就是保护学生的天性和灵性,让学生充满兴趣的学习。因此教师的使命首先是尊重生命,其次是呵护生命,然后是培育生命。
六、专业的提升,化学的今天和明天
在半个月的学习中,华南师大化学与环境工程学院的近十位专家为我们开设了讲座,先后开设了《纳米化学与超分子化学》、《环境友好高分子材料新进展》、《分子反应的奥秘—从手性分子谈起》、《数字化手持技术在中学化学实验教学中的应用》、《论分析化学与现代色谱分析技术》、《神奇的稀土》等新知识,从不同的方面介绍了当前化学科学的最新发展动态,并预测将来化学的发展趋势,并在中学化学教学中学生了解化学的今天和明天,激励学生热爱科学,从而树立科学的理想和志向。通过这次学习,不仅在教育理论和教育理念上有了较大的提高,在专业知识上的“充电”也很给力,收获颇丰。
七、冲动与行动
面对举国上下应试教育仍然大行其道,面对社会家长的急功近利和教育评价机制的不合理,教师和学校的处境很尴尬,学校和教师生存在素质教育和应试教育“夹缝”中,虽然山东省已不把高考成绩作为评价学校的指标,但谁又能否认高考成绩对学校的影响不是最大的。在在平日的教学中看到我的学生学的很辛苦不快乐甚至厌学时,自己也很压抑和纠结,但为了赶进度和提高成绩,又经常做一些急功近利有违素质教育的事。这一次国培后,在倾听高广芳研究员《做一个幸福的教师》讲座之后,我经过反思后终于有了必须有所行动的冲动,正像福山一中的于丽老师所说:“为了让孩子心里中种下阳光,在学习中也有些许快乐,我愿意做夹缝中的阳光,一己之力,尽己之分,做学生生命中的“贵人”。
生物酶是一种无毒、对环境友好的生物催化剂,其化学本质为蛋白质。酶的生产和应用,在国内外已具有80多年历史,进入20世纪80年代,生物工程作为一门新兴高新术在我国得到了迅速发展,酶的制造和应用领域逐渐扩大,酶的应用也日臻成熟。江南大学生物工程学院副院长周哲敏就是一位专注于生物酶科学的科研工作者。
“中国永远都是我的根”
身为江南大学生物工程学院副院长,周哲敏肩上的责任分外沉重,他为大家在现代与未来之间架设起一座梦想之桥,他善于从复杂的事物中抓住重点命脉,统观全局、却又不失细节,他身上散发出的压倒一切的魄力,吸引着大家自觉地汇聚在他身边,既紧张又快乐地学习工作。
回想回国之初,在那段特殊的日子里,为了生物工程科学的传承,老一辈教育家期盼后人已是盼得望眼欲穿。像周哲敏这样的年轻人回来,实在太及时,谁都知道,国家急需人才,江南大学需要人才……这在当时,出国与归国存在巨大“人才流动逆差”的背景下,无疑风景夺人。
周哲敏说:“中国是我的根,走到任何一个地方,无论所处位置如何,中国永远都是我的根。当时国内的科研环境很好,国家在科研方面的投入力度很大,我认为我回国后可以把我的所学充分施展出来。当时决定回国是就想着我的一些科学思想在国内能够很好地施展开来。”
大学时的专业是食品工程,也属于生物工程领域的一门学科。大学毕业后周哲敏在国内的一家食品企业工作将近5年,一个偶然的机会,他获得了去日本自费留学的资格。为了在以后的工作中更好地发挥自己的才智,他毅然辞职去了日本。
“留学这个方面,对我影响最大的应该属于我哥,因为当时他在日本留学,而且学有所成,给我讲述了留学的意义和影响。”周哲敏说。
科学无坦途,这是每一个科学工作者的切身体会。任何一件有意义的工作,总会暗生荆棘,挡在四周。刚到日本时,由于对所从事的研究课题不是很熟悉,再加上语言上的障碍,周哲敏在进行科研时,不知从何入手,也不知如何去询问。那个阶段现在看来是最困难的时候。
“好在当时的一个信念支撑着我,那就是只要不放弃,终归有办法。”因此,通过广泛的阅读,再加上与人大胆的交流,很快攻克了语言障碍,同时也明确了自己的研究目标,掌握了研究方法。这个阶段差不多将近一年的时间,也是对他个人的一个磨练。同时,对日本这个民族也有了深刻的认识。刚开始到日本,因为语言障碍,研究没有头绪,明显感觉到日本学生的不友好态度。但是通过他自己的不懈努力,两年后他的研究水平及业绩在研究室已经名列前茅,之前的那些不友好完全消失,取而代之的是对方的佩服和崇敬。
创新前沿 领航发展
入教江南大学后,作为学科带头人,为生物工程学院的学科建设、团队建设方面做出了应有的贡献。自2009年9月回国起,周哲敏教授先后入选教育部新世纪优秀人才、江苏省“双创”人才计划,是江南大学首位“双创”人才获得者。还入选江苏省“333高层次人才培养工程”和江苏省“六大高峰人才”计划,获无锡市有突出贡献中青年专家称号……
一系列的科研项目和人才计划项目为江南大学生物工程学院的发酵工程学科的建设提供了有力支撑。目前已经建立起了自己的研究团队,包括3名副教授,20名硕士和博士。结合生物工程学院的学科特点,他们立足工业用酶制剂的开发和高效制备,同时,积极开发生物法替代化学法的绿色制造新工艺。作为一个团队的负责人,在注重科研进程的同时,非常注重团队的文化建设,使整个团队表现出一种“积极向上、民主和谐”的氛围,使团队成员在提高科研水平的同时,个人素质也能够有一个良好的提升。
目前周哲敏教授团队的研究课题和项目包括一项国家自然科学基金项目,一项教育部重大项目,一项教育部新世纪优秀人才项目和一项国家科技支撑项目。主要内容是工业上生产丙烯酰胺的腈水合酶和蛋白质食品上所用的一种叫谷氨酰胺转氨酶的分子改造和高效制备。
项目目前进展顺利,已经有了一些阶段性成果。具有代表性的当属腈水合酶的合成机理及分子改造方面的研究。腈水合酶是一种含铁或含钴的金属酶,在工业生产上已经被广泛应用,其中用这种酶所生产的丙烯酰胺已近百万吨,占整个丙烯酰胺产量的三分之一。
生物技术相对于传统的化学合成法有着成本低、能耗少、少污染的优势。目前,在美国、日本、法国等发达国家,这项生物技术正在取代传统的化学合成法。在我国,腈水合酶合成丙烯酰胺的生物技术虽然起步晚,但发展势头迅猛,统计数据显示,我国生物法生产的丙烯酰胺量占整个丙烯酰胺产量的43%。丙烯酰胺是一种应用广泛的基础化工原料,在造纸、装潢以及石油开采等方面发挥着重要的作用。
随着市场的不断拓展,对丙烯酰胺的需求也在不断增长。另外这种酶也被应用在尼古丁酰胺(一种维生素)的生产上。腈水合酶的广泛应用促使科学工作者开始研究这种金属酶的合成机制和催化机理。目前他们的研究成果可以说已经走在了世界的前列,在腈水合酶分子改造方面取得的一些成果,将有利于该酶活性和稳定性的提高,不但在科学理论方面取得突破,对工业生产也具有现实意义。