时间:2022-10-10 11:49:40
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇绿色化学教育,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
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: 中学化学教学 绿色化学教育 环保意识
目前,环境问题已成为当今人类面临的严峻而紧迫的问题。20世纪90年代初,美国化学会针对日益严重的环境污染问题,提出了“绿色化学”口号。“绿色化学”是指在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。绿色化学的核心就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。作为化学教育工作者,我们有必要在中学化学教学中对学生进行绿色化学教育,使绿色化学的观点与新课标的教学融合在一起,进一步培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。
一、 联系地方环境状况,树立学生的环境忧患意识
利用化学学科优势,教师可以密切联系当地实际,给学生介绍本地区的资源特点、工业状况、环境现状,以及本地区突出的环境问题。随着改革开放的深入,我县工业和经济得到前所未有的飞速发展,但随之而来的城市污水、工业“三废”的无节制排放,不仅阻碍了农业、水产养殖业的发展,而且给生态系统造成了重大危害,严重危及了人体的健康。我们应组织学生成立化学兴趣小组,利用闲暇时间对空气和附近工厂的废水进行采样分析化验,指导学生写出有关环保方面的调查报告。让学生亲身体验到污染给人们带来的危害,培养学生对环境保护的责任感,让学生意识到实施绿色化学的重要性;明确发展经济不能走先污染再治理的老路,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、在化学教学中渗透绿色化学内容
现行的中学化学教材已经融入了绿色化学知识,教师要时刻渗透绿色化学教育。例如:实验室制氯气的实验中,多余的氯气应用氢氧化钠溶液吸收,防止尾气对环境造成污染,教师可同时讲解氯气用于自来水消毒的利弊、氟利昂对臭氧层的破坏与保护等;在“硫和氮的氧化物”的教学中,教师可讲解酸雨的危害与防治、大气的污染与防治;在“氮氧化物的产生及转化”的教学中,教师可介绍硝酸型酸雨和光化学烟雾的危害,以及汽车尾气的处理;在“原电池”的教学中,教师应指出化学电源产生的负面影响,并倡导回收旧电池,减少污染;在讲“化学反应及其能量变化”时说说能量的开发与利用、能源的合理开发与利用,等等,使学生意识到应合理应用化学,用绿色化学观点防治污染、保护环境,并为人类在绿色的地球上生存作出自己的贡献。
三、在实验教学中渗透绿色化学思想
在新课标化学教材中实验所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的有毒有害物质,这些物质的产生排放给环境造成了危害。 在中学化学实验中实施绿色化学,有利于充分发挥现有药品的利用率,减少原料的消耗,降低实验成本,减少学校的开支,同时可减少污染的排放,提高环境质量。在实验教学中渗透绿色化学思想,教师可以从下几个方面着手。
1.开展微型化学实验。
用绿色化学的新理念对化学实验进行微型化,发展微型化学实验,利用微型仪器、尽可能少的试剂进行实验,能减少中间生成物的转移过程和试剂在器皿中的附着量,从而减少实验中的“三废”。它具有现象明显、效果良好、节约实验材料和时间、减少污染、安全、便携等优点,受到广大师生的欢迎。
2.改进化学实验,减少环境污染。
化学实验总伴随着气体、液体或固体物质的生成,这些产物中许多是有毒或有害物质,会造成环境污染。做实验时教师要引导学生认真考虑这些实验有没有污染环境,是否可循环利用、可回收再用、可再生利用,如何防止污染。在不影响实验结果、观察效果的前提下,改进实验内容与仪器装置,或变化实验程序,从而尽量减少实验试剂和实验产物对环境的污染。
如:钠与氯气反应的装置可作如下改进(图1):将一根玻璃管与氯气发生器相连,玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油),玻璃管尾部塞一团浸有NaOH的棉花球。先给钠预热,到钠熔融成圆球时,撤火,通入氯气,即可见钠着火燃烧,生成大量白烟。
在实验中,用绿色化学的思想来指导,能有效地防止污染。
3.实验操作规范化,妥善处理实验废弃物,减少对环境的污染。
在化学演示和学生分组实验中,都存在着“废气、废液、废渣”的问题,这些问题的处理过程,是培养学生良好的环保习惯和体现绿色化学理念的难得的机会。在实验操作过程中,教师在演示实验时要言行一致,做到实验操作正确规范,尤其是涉及绿色化学教育的内容,比如在药品的取用和称量、液体的量取和转移、过滤等基本操作过程中,准确熟练的动作可避免药品洒落、挥发而造成污染。每次实验完毕后的废液,一定要按指定程序倾倒或回收,这样才会牢固树立学生的环保意识。
4.创意利用废物。
利用生活中的一些废物作为化学实验中的容器或反应装置,既可节省开支,又可使废物得到充分的利用。如将一些沐浴露的塑料瓶改制成小型水槽,以饮料吸管作气体导管,用废弃的玻璃胶水瓶和墨水瓶、易拉罐铝片和棉绳等制作酒精灯,以冰激凌的塑料小勺作固体药品的角匙,青霉素药瓶可做试剂瓶、集气瓶,一次性输液器可做导气管、多用滴管,塑料吸引管可做取药管,等等。
关键词:初中化学;渗透;绿色化学;教育;探析
绿色化学是区别于传统化学的一门新兴的前沿学科,它一经出现就引起了各国的研究探讨。二十一世纪,如何把绿色化学渗透到化学教学中一经成为我国化学教学研究的重要课题。从小培养学生们的绿色化学意识,把学生们培养成为化学专门人才的重担就肩负在了化学教学工作者的身上。那么怎么在初中化学教学过程中渗透绿色化学就成为教学工作者面对的首要问题。下面我们将从初中化学教学中渗透绿色化学的实践和意义方面进行探讨。
一、在初中化学中渗透绿色化学的意义
素质教育的提出,促使学生们向着提高综合素质的方向努力。而化学教育要想顺应素质教育的发展,就必须接受绿色化学教育,在化学教学过程中培养学生们的绿色化学意识。绿色化学意识有利于培养学生们热爱和尊重大自然,对其牢固树立绿色意识起到了加强作用。
二十一世纪,人类生存面对的最大问题来自于环境。科学技术的发展不仅带来了社会的进步,还带来的环境污染和恶化。绿色化学的提出是环境的要求也是教育发展的必要。学生们在学习绿色化学的同时,能够更好地体会保护环境的重要性,对于自身素质的提高也起到了促进作用。
二、初中化学中渗透绿色化学思想的实践研究
2.1有计划地安排绿色化学教育内容
绿色化学作为新兴的化学学科,虽然融入了初中化学教材,但是内容却不是很详尽。作为化学教学工作者,在这个时候就应该肩负起引导工作,在教学过程中引导学生体会绿色化学的好处,在在课堂上缓慢自然地渗透绿色化学的内容和意义。
例如,在初中化学教学中,根据教材内容,在讲解化学反应和合成过程中,讲解生成物和化学反应对环境的污染,对人类的危害。氯气消毒的化学反应中,讲解的同时,要渗透此过程造成的水氮磷过多造成的赤潮给予人类和环境的危害;汽油在化学反应中如何反应以驱动汽车给人来带来方便和进步的同时,讲解汽油在燃烧过程中,造成汽车尾气对空气的污染,对人类健康的危害。
这样,教师的逐步渗透才是绿色化学渐渐深入学生意识的切入点。所以在初中化学教育中,教师们应该有计划地逐步安排绿色化学的教学内容,以提高学生们的绿色化学意识。
2.2在化学教学过程中强化绿色化学意识
在初中化学教学中渗透绿色化学意识,不仅能够培养学生们的绿色环保意识,这也是社会实现可持续发展的基本要求。
在绿色化学教育的同时,进行一些可以强化学生们绿色化学意识的活动可以潜移默化地建立和强化他们的绿色化学意识。
例如,在讲授工业生产类章节的时候,基本讲解绿色化学的内容和释义后。组织学生们在生活中发现化学反应对环境和人类的危害,并对此活动进行发言讨论,初步对这些化学反应的认识和解决化学对环境危害的解决方法。这样的学习形式不仅仅能够激发学生们的学习积极性,还能在潜意识里深化绿色化学在生活中的重要性,是他们下意识里建立绿色化学的意识。
绿色化学意识的强化是学生们学习化学和能力培养的重要方法,在初中化学教学中不仅仅要注意绿色化学的渗透,还应该及时对绿色化学意识进行强化。
2.3利用“环境保护日”,加大绿色化学渗透力度
环境保护日,是大力宣传绿色化学的最好时间。这一天不仅仅社会关注环境,会有大量的宣传单页和画册,而且学校还会借此开展一系列活动以实践素质教育。这对绿色化学教育是一个加大的宣传。
例如,环境保护日,教师可以借此开展一次大型自由发言班会,学生们可以利用网络、图书馆等工具查阅绿色化学相关知识和有关图片。
绿色化学的教学不仅仅是在课堂上,只有在生活细节上能时刻引起学生们的关注和重视,才真正实现了绿色化学的渗透。所以,教师们应该利用一切能吸引学生关注的工具和活动,在最大程度上使他们关注和重视绿色化学。
2.4重视培养实验活动中的绿色化学意识
化学作为一门实验学科,化学实验在教学中占有重要的不可替代的作用。要实现绿色化学真正的深入人心就必须重视其在实验活动中的渗透。
在实验活动中加强绿色化学意识就要注重实验细节的改进。以往的教学中,因为课时条件的限制,或者是教师不在意,有些有害的实验气体会被学生们随意排放。那么在绿色化学的教学模式下,就要求教师注意这些细节。教师可以在实验过程中告诫学生,实验气体要尽量排放入玻璃瓶中,并把这个细节广泛运用到每一个实验中去,只有这样,学生们在实验课程中渐渐养成环保的习惯,逐步深化绿色化学意识。
对实验的重视是绿色化学教学的重要环节,教师在化学实验教学中一定要重视绿色化学的实践,以身作则,从每一个细节每一个步骤严格实践绿色化学原则。使学生们养成环保、健康的绿色意识和习惯。
【关键词】绿色化学 环境保护意识 化学教育
中图分类号:R197 文献标识码:B 文章编号:1005-0515(2010)12-293-02
绿色化学是实现化学污染防治的基本方法和科学手段,要防治化学污染,最关键的问题是从小培养具有环境保护意识的人,这就需要将绿色化学思想贯穿于化学教育的全过程。
为了保护人类赖以生存的环境,应该努力把治理污染变成预防污染。
1 通过专题讲座宣传绿色化学
环境污染是世界各国面临的严峻的问题,环境保护和地球上的每一个人都息息相关。我们可在教学过程中,开设绿色化学专题讲座,一般每学期1~2次。讲座内容要与课本知识紧密联系,形式可以灵活掌握。可请环保部门的专家结合本地环境现状来校举行讲座,也可请化工厂的领导介绍他们工厂的生产情况和环保情况,并接受同学们的咨询,还可由教师开办讲座。如事先收集一些环保资料如《教室能安装有色玻璃吗》、《碗上套塑料袋真的卫生吗》、《一次性筷子的警告》、《臭氧层的忧思》等等,教师简要讲解后,学生再自由讨论,对于这样的讲座,学生都非常乐意听,且容易接受,通过几年的学习,学生所树立的绿色化学意识和所形成的环境保护观念,将为他们在以后工作中关心环境打下良好的基础。
2 通过课堂教学自然地渗透绿色化学
课堂教学是教学工作的中心环节,也是学生接受知识的重要途径。绿色化学是二十一世纪化学发展的一个崭新课题,通过课堂自然地引入绿色化学知识,十分重要。如在卤化银的性质教学中,介绍传统的摄影技术时,卤化银底片的显影、定影、冲洗等处理过程中,需要处理废液、回收银等,启发学生能否消除这一系列过程带来的环境污染的问题?然后告诉学生,美国艾玛逊公司用干视技术将曝光底片经热处理即可成像解决了这一难题。另外,如讲二氧化硫时,就要向学生说明它是一种主要的大气污染物,是形成酸雨的主要物质。空气中的二氧化硫主要来源于工业燃煤和工业燃油,其余则来源于生活燃煤等,它既直接危害人的身体健康,又可导致水质酸化,水生动物减少或绝迹,树木、庄稼枯死。1952年12月“伦敦烟雾事件”就是因为二氧化硫的污染而导致一周内死亡4703人,2个月死12000人的重大悲剧[1]。这时可联系向大气中排放有毒气体的有关规定,向学生介绍减少二氧化硫排放的措施以及二氧化硫的吸收方法。这样不仅激起学生浓厚的学习兴趣,也使学生了解科技发展的一般情况,同时也使学生感到绿色化学就在身边,激发了学生的求知欲望。
3 通过化学实验体现绿色化学
化学是以实验为基础的学科,实验在化学教学中占有重要的地位,通过化学实验体现绿色化学,对培养学生的环境保护和习惯十分有效。
3.1 发展微型化学实验
微型化学实验是由美国MAYO博士于八十年代初提出,它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新思想对常规实验进行改革而发展起来的。其特点是实验药品微量化及实验仪器微型化,其优点是可降低实验费用,降低实验排放量,缩短实验时间,且安全可靠。杭州师院周宁怀教授研制的多用滴管和井穴板微型实验仪器,价廉实用。如用该套仪器电解水制氢氧爆鸣气,通入起泡剂产生小气泡,点火爆鸣,实验快速安全,可分组实验或投影实验。另外,按照中学课本演示制取溴苯的实验,可能会有溴蒸气挥发出来,我们可对此实验重新进行绿色化设计,利用一次性注射器、输液器、粉针瓶和普通小药瓶做实验仪器,实现了实验过程的全封闭操作,解决了污染问题,效果很好[2]。
3.2 防止实验污染
化学实验中采取措施减少和防止污染环境,这种化学实验的绿色化设计是实验改革的趋势之一。如用可燃的有毒气体一氧化碳还原金属氧化物时,可采用边反应边点燃的方法,或采用先收集后点燃的方法除去尾气中的一氧化碳。另外,实验室用四氯化碳从碘水中萃取碘,得到含碘的四氯化碳溶液,由于该液不易分离,往往将其当作废液倒掉,既造成了浪费,又污染了环境,这时,我们可根据二者沸点相差较悬殊,利用蒸馏的方法可将二者分离开来并回收,有效地防止了污染。
3.3 重视实验安全
化学实验中使用的药品大部分有毒、易燃或有腐蚀性,实验过程中有时会产生有毒蒸气、烟雾和粉尘,重视并提高实验的安全性是化学实验的基本要求。如钠和水反应时比较剧烈,生成的碱液易溅出,改进的方法是:将小块钠丢入折成漏斗形的滤纸,放入盛水的烧杯中,使金属钠刚好与水接触,盖上铁丝网防止液体溅出,观察到烧杯中冒烟,燃烧,并听到轻微的爆鸣声,水变成红色。这一改进较好地防止碱液溅出,突出了钠与水反应放热、生成氢气和碱的现象。值得一提的是将钠块投入盛水的培养皿中投影,能全面认识钠与水反应“浮,熔,游,消,变”的现象,生动、直观、安全。
3.4 综合利用实验产物
传统化学实验的产物往往被弃置或排放,不但浪费很大,而且污染环境。其实,在中学化学中,有些实验的产物正是另一些实验的原料,这就需要对实验产物综合利用。如我们可以把“油脂的皂化实验”的产物肥皂收集起来用于清洁实验室,再把副产物甘油收集起来,作为“多元醇的性质实验”的实验原料,把“乙醛的氧化”实验的产物作为“乙酸的性质”的实验原料,这样化学试剂得到了合理的利用,不但减少了化学实验中的浪费,而且对环保也作出了积极的贡献,充分体现了绿色化学的理念。
4 通过绿色化学具体落实绿色化学
化学与社会生活和生命环境紧密联系,它贴近社会,贴近生活,通过丰富多采的环保课外活动,将绿色化学思想落到实处,可提高学生的环保意识和应用化学知识解决环保问题的能力。
4.1 贴近生活,学以致用
化学是一门贴近社会,贴近生活的科学,它是为了更好地服务于社会,服务于生活一种工具。废油对环境特别是水体的污染已众所周知,现在,脱排油烟机的使用防止了废油向空气中扩散,可收集后的废油又可能对环境造成新的污染,脱排油烟机中的废油在空气中久置会由稀变稠,其下层为褐色的粘稠油,不论放多久,此褐色的油都不会干。利用这些废油对橡胶内胎有阻漏作用,可组织学生进行一次课外活动。先收集一定量的废油,再让学生完成以下三个实验:一、确定废油由稀变稠的原因;二、确定废油对橡胶内胎的腐蚀作用;三、确定废油对橡胶内胎的阻漏作用。通过实验,学生明白了废油变稠与空气中的氧化有关,废油对橡胶有一定的腐蚀作用,它能有效地阻止内胎的慢性漏气。因此,只要把废油密封于塑料瓶中,使用时灌入自行车内胎即可,这样不仅除了自行车常常需要打气的烦恼,而且解除了废油对环境的二次污染,一举两得。
4.2 走向社会,重视实践
要搞好课外活动,必须充分发挥学生的主体性,教师要善于利用学生参加环保活动的热情,引导学生积极主动地参与活动。活动前,组织他们共同拟定活动方案,使他们有目的、有重点地进行活动,亲手获得第一手资料。活动后,经过思考讨论后再综合得出结论。如一次活动课中,学生参观了某造纸厂。参观前,师生共同拟定了一个思考纲要:一、仔细观察厂址位置并解释;二、观察厂区上空、地面环境情况;三、调查工人及周边居民患病情况;四、该厂会产生哪些环境污染物,应该采取什么样的环保措施;五、写一份总结,主要分析该厂在环保方面存在的不足,并提出改进方案。学生带着这些问题边观察边思考,不但对环境污染问题有了感性认识,而且使他们感到知识的不足,明白了搞好环保活动没有牢固的基础知识也是不行的,通过这种理论联系实际的环保活动,使学生在课堂获得的绿色化学知识在实践中得到巩固应用和深化,促进了学生的化学学习,提高了学生的环保意识。
在教学的全过程中渗透绿色化学,对于普及和提高学生的环保意识,激发学生的学习兴趣,提高学生将化学知识应用于环保实际的能力都具有重要意义。
参考文献
[关键词] 化学实验教学;绿色化学教育;环境保护教育
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549(2017) 06-0108-02
“绿色化学”是伴随着绿色食品、绿色消费的生活概念而提出的。绿色化学换言之又称无害化学,是利用化学来防止环境污染的一种可取性措施。生活各方面不再使用有毒的有害物|以及妥善处理产生的废弃物,做到从根源上阻止污染的产生是绿色化学的使用理念。从根本上通过化学改善保护环境,推动工业生产发展是绿色化学的目标。以此我们应该在化学实验教学中加入绿色化学教育,使学生能够从化学的角度使用相关知识对环境污染作出分析以及对一些化学现象做出合理解释。绿色化学代表的不仅仅是一种理念,更是在生活实际操作中所带来的社会环境和经济方面的效益。我们要在化学实验和化学产品生产过程中最大可能地减少废弃物的排放问题,尽可能做到“零排放”,从根源上解决环境污染问题。
一 绿色化学的核心涵义
绿色化学又为环境友好化学,通过利用化学的技术来对环境污染问题进行处理,来降低或者消除化学产品设计或者制造的过程中有害物质的产生,使设计的化学过程和环境更加环保友好,从而在源头上缓解化学污染的问题。
绿色化学从原料的安全性、节能型以及友好型等方面评价化学反应的优势。原子利用率及环境因子则是绿色化学的核心内容。充分利用化学反应物中的每一个反应分子,从而在充分利用资源的同时又能防止环境污染。原子的利用率越高,那么相应的所产生的污染物就越少,环境因子越小,相应的对环境做成的污染也就越小。环境因子是在化学反应过程中,所生成的废物质量占目标产物质量的比重。
把绿色化学融入化学实验教学中去,有效地减少化学实验中所产生的废弃物对环境造成的污染,培养了学生的环境绿化意识;化学这门自然学科与社会环境的联系十分密切,在化学实验中引入绿色化学教学模式,从而培养绿色化学人才。
二 化学实验中引入绿色化学
1 加强环境保护意识
化学实验实则是一个产生废弃物的过程,同时也是制造污染导致环境破坏的课程。当化学实验产生的废弃物顺着实验室的下水道排出时,污染物便会流入河中或者渗透进地下,那么一些有机物和重金属就会对土质、河流造成严重污染,从而损害人类健康,影响人们的正常生活,因此在化学实验教学中要不断渗透绿色化学的思想,对学生重视环境、爱护环境的习惯进行培养,养成好习惯。对待所产生的废弃物要进行及时回收处理,坚决不能随便倒泻,导致环境的污染。在化学实验室中需要分别设立“废酸回收瓶”和“废碱回收瓶”,对在化学实验中产生的废酸废碱进行回收。比如化学实验中,所产生的硫酸链霉素与硫酸铁产生反应后生成的结合物在进行倾倒之前,应该将其中规定的PH后排放,那么对实验室不能立即处理掉的有害物质比如破损温度计中的水银,就要妥善处理将其回收入瓶中用水封好,通过有机化合物等回收到指定容器内送进药品库进行统一处理。在这一过程中要特别注意,电池不能进行倒置,否则其中有害液体将渗出污染环境。
2 加强绿色化学实验教学改革
绿色化学实验本就是化学实验教学课程中的教育创新内容,其指导方针是以绿色化学为主要内容,用预防化学污染的新思想、新方法以及新技术来对化学实验内容及教育方法进行相应的一定改进,极大减少实验室所产生的三废物质,也在一定程度上消除有害物质,来实现绿色化学的要求。比如在“二元溶液沸点组成图的绘制”实验进行了相应的改进,由原来的二元溶液一环乙烷改为乙醇一环乙烷。因为苯对人体有危害,同时也会造成环境污染,改为乙醇之后有效地对其所含毒性进行降低,并且对回收液进行重调沸点,再次利用。这样做不仅减少了化学试验成本还相应的降低了化学环境污染,使得乙醇一环乙烷被回收反复利用,不倒泻在环境中。
3 开展化学的微型试验
绿色化学实验是在绿色化学的思想指导下,对常规的化学实验进行一定的教学改革从而形成的新的化学实验办法。通过大力开展微型的化学实验,主要通过改用常规的小容量仪器,在对实验方法实验操作不变的前提之下进行微型实验,从而减少了药品用量,以及反应物和造成的污染 。而另一方面所进行微型实验会使整个实验过程更加安全、便捷,有效地减少了化学实验的成本经费。比如在进行硫酸链霉素水解速度常数以及乙酸乙酯皂化反应常数的化学测验时,从原定化学实验容器20ml改为10ml的取样,试剂的用量特别少,操作起来就相比之前更加迅速简练,重要的是采用微型容器不会对环境造成污染。
4 重视实验产生的废弃液体回收处理
化学实验室所产生的废弃液体种类比较多但是量不是很大,我们通过结合实验内容,对废弃液体进行规整分类,将其分类储存在统一规定的容器之中,由专门的工作人员处理废弃液体。那么在对废弃液体进行处理的过程中就需要实验指导老师对其认真负责,注重培养学生的操作技能训练,引导学生对化学环境的保护意识。因此要求学生对于实验之后产生的废弃液体以及渣滓必须倒入制定的容器之中。实验室的工作人员及指导老师也必须具有高度的责任心,对各种废弃液体进行及时认真地收集。经过处理之后,达到国家允许排放标准即可排放。
三 绿色化实验教学相应措施
1 教学内容绿色化
在原有的教材实验基础之上,对实验的系列进行改造,对绿色化学实验的内容加以改造。在保证实验方法科学合理的同时,以保护环境为实验目的,进行化学实验。在实验中,化学实验产生的废弃物较多,回收利用的较少,对资源造成了浪费,形成化学实验的环境污染。在一些有毒气体制备的试验中,应对产生的尾气进行处理或者烧掉,最大程度地把有毒气体转为无毒或者毒性降解物。针对化学实验的大纲内容进行相应的调整安排,针对基础的化学操作进行重组并且相应地减少,将基础实践融入进化学实验中去,选取绿色无害的化学内容,对基础操作以及性质验证的化学实验所需的物质进行节省,从而减少对化学环境的污染。在安排实验项目内容时,按照大纲要求的基本实验操作步骤尽量分解在每次的滴定实验之中。在实验过程中本着绿色化学的思想原则直接训练学生使用吸量管、滴定管等容器的基本操作技能,而不必去分开单独练习。这样既节省了化学实验所需的实验时间又减少了开展化学相关实验所需要的药品开销,同样针对性地减少了环境污染。
2 串联实验,充分利用
在大多数化学实验中,重络酸钾法测定铁是一个与生活紧密相关的经典实验,学生在此实验中可以掌握实验所证实还原的基本定法理论。那么在此同时,实验过程所需要的重络酸钾是一种非常稳定、氧化性适宜的滴定剂。通过串联实验做成一个系列实验,使得前部实验的产物应用于下个实验当中,在检查学生实验效果的同时还有效的增强了学生环境保护意识,达到物尽其用的效果。针对串联实验可见不仅减少了对药品方面的浪费,相应地降低了对环境的污染。
3 建立网上实验室,进行仿真实验
随着我国计算机技术的飞速发展,通过计算机对化学实验进行模仿已经是当下化学教学中摆脱传统物质实验的改革,它的发展不仅仅是教育方法技巧的更新,更是对保护自然资源缓解化学所造成的环境污染的一种方式。
我们通过在网上建立化学实验室,将模拟实验有效地利用到化学实验课程中去,来达到化学教育的辅助教学目的。在模拟实验开始之前,要对学生进行组织观看各种仪器的操作及简要分析,通过计算机模拟实验对仪器进行仿真讲解以及实验过程的仿真操作,帮助学生完成化学实验的机理及仪器操作基本原理;进行传统化学实验中不应出现的违规化学操作,将后果展现给学生,让学生看到所产生后果的严重性,避免后果的产生。采用多媒体实验仿真手段,方便地解决了减少环境污染,深化绿色化学的理念。让学生在学习的基础之上理解掌握化学理论。不仅能够很好地解决传统化学实验中的不足,更是化学实验实现绿色化学事项的重要研究内容,也是减少化学实验室废弃物对环境造成污染的最佳途径。
参考文献
关键词:绿色化学;高中化学;应用;分析探讨
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-8437(2015)02-0030-01
进入21世纪以来,人类已经步入到一个科学知识水平和科学技术水平相当发达的社会。化学这门科学也与人们的实际生活密切相关,但由于其特殊性,化学对人类的生活环境也带来了一定的消极影响。在此背景下,高中化学的教学中可以引入绿色化学思想,以提高学生的环境保护意识,使学生在学习化学的过程中自觉贯彻环境保护的思想,以保证与人类生存环境友好相处[1]。
1 高中化学教学中绿色化学思想教育的意义
绿色化学思想的核心是指在工业、农业等生产过程中,利用化学原理尽可能地避免使用有害原材料,尽可能的减少有害物质的产生和排放[2]。绿色化学的概念最早是在美国产生,这种思想充分体现了社会对环境保护工作的重视,体现了人类与环境的有号相处。
众所周知,由于科学技术的进步,工业、农业等获得了高速发展,人类的生活水平显著提高,但随之而来的是生态环境破坏日益严重,已经开始危害到人类自身的健康与安全。而其中一些化学废弃物造成的环境污染不仅是严重的,而且是不可逆转的,严重破坏了人类的生存环境[3]。因此,为了保护人类自身生存的环境和子孙后代的幸福,需要人类社会积极传播绿色化学思想,提高人们的环境保护意识,使人们重视化工生产带来的危害,并努力改善化工生产技术和设备,减少化学废弃物的排放,从根本上切断化工污染源,进而减少环境污染和破坏,降低环境压力。
青年学生是人类社会未来的建设者,他们的环境保护意识与保护环境的能力与未来社会发展密切相关。因此,在中学化学教学中渗透绿色化学思想具有极其重要的意义,需要广大化学教师高度重视并大力实践。
2 高中化学教学中绿色化学思想教育的思考
2.1 将绿色化学思想适时引用到教材中
高中化学教材中有很多有机化合物、无机化合物,以及各种各样的元素,教师在进行这类化学知识的教学时,可以将绿色化学思想渗透到教材中。在学习高中化学中的有机物和无机物的时候,可以充分将其与现代社会环境中存在的问题相联系,在尽可能地突出绿色化学思想,让学生更好的掌握化学知识并了解学习化学的意义和作用,并能通过所学的知识解决实际生活中出现的环境问题。例如,教师在讲解有关磷的知识点的时候,可以将其与“三废”问题相联系,让学生们探讨磷化工生产对环境所带来的危害,并寻找有效的控制污染的办法。这样将绿色化学思想适时引用到教材中,能让学生关注自身的生存环境,重视生活中的环保工作,通过教师的指导,还能学到很多课外知识。
2.2 将绿色化学思想融入到高中化学实验教学中
化学是一门实践性很强的学科,化学实验是化学教学的主要内容和形式,也是渗透绿色化学思想的主要时机。因此,教师给学生上实验课的时候,可以将绿色化学理念融入到化学实验教学中,使学生直接受到绿色化学的影响。教师要把绿色化学思想渗透到化学实验的每一个环节中,让学生能够更好地掌握和理解绿色化学思想。例如,教师在进行某一化学实验的时候产生了少量的二氧化硫废弃物,这时教师就可以用活性炭吸附这些二氧化硫气体,在处理废弃物的同时对学生讲解二氧化硫的危害,这样则能更好地体现出绿色化学的思想。
2.3 将绿色化学思想延伸到课堂之外
除了在课堂上渗透绿色化学的思想外,在课后也不能放松对学生的绿色化学教育。教师可以开展能体现绿色化学思想的课外活动,也可以为学生布置能体现绿色化学思想的课后习题,但要注意结合教材内容,寻找与生活相关的绿色化学。
总之,化学与人类的生活息息相关,教师一定要坚持绿色化学的理念,培养学生的绿色化学意识,将绿色化学思想充分渗透到化学教学的过程中,并深刻理解绿色化学的重要意义。
参考文献:
[1] 毛长军.在高中化学教学中渗透绿色化学思想[J].少儿科学
周刊(教学版),2014(6):151-151,152.
[2] 陈平平.绿色化学思想在高中化学教学中的应用[J].新课程
学习・中旬,2015(1):102-102.
(一)对高职院校学生进行“环境意识”培养的重要性
环境意识是人们通过一系列心理活动过程而形成的对环境保护的认识和行为倾向,是人对自然环境的理论、情感、意志、知觉等观念形态的总和,它包括了环境伦理意识、对环境科技知识和常识的了解、环境政治经济与法制意识以及环境心理意识。环境意识已成为人类文化素质的重要组成部分,它将使人的言语行为更具有目的性和自觉性,使个体能够主动的认识、评价和保护环境,自觉地调控自身的言语行为,使之更符合规范与道德。早在1992年,我国政府就明确提出了“加强环境基于“环境意识”培养的高职绿色化学教育柳州城市职业学院 张 琳教育,不断提高全民族的环境意识”的对策。高职学生毕业后,他们将承担生产一线、社会服务等领域主要岗位的工作,提高这一学生群体的环境意识水平,树立可持续发展的观念,对经济、社会的持续、健康发展具有不可估量的作用。显然,环境意识是高职学生应具备的素养。
(二)高职院校开展绿色化学教育的必要性
许多环境问题都与化学物质有着直接的关系,具备一定的化学知识使得人们在碰到环境问题时能够做出及时的辨别和判断,并得出解决的方法手段,以减小环境危害,保障人体健康。绿色化学是化学学科的前沿,化学学科的特点,决定了绿色化学教育在培养和提升学生环境意识中具有较其他学科更多的优势。高职院校学生,通过接受绿色化学教育,会逐步具备绿色化学的思想,具备绿色观念,直至能用绿色化学的思维方式来指导自己的工作,用绿色化学的方法手段来解决生产生活实践中可能碰到的环境问题,而且,他们将成为一个具有较高环境意识的群体,用自己的行为影响身边的每一个人。现如今,国际社会已将绿色环境、绿色家园作为共同追求的目标,国内各行各业都已经意识到要生存、要发展,就必须在资源的合理利用、降低能耗、环境保护这些方面加以足够的重视,甚至是让其成为行业企业的发展理念和文化。基于此,行业企业对员工提出了更高的要求,也寄予了更高的期望,员工的环境意识、可持续发展意识、较强的社会责任感,将帮助行业企业长久处于不败之地。由此可见,在高职院校中实施绿色化学教育符合社会可持续发展的需求,是必要的。在高职院校开展基于“环境意识”培养的绿色化学教育,不仅可以让绿色化学教育的目的、目标更明确,而且教育内容、教育途径的选择也更易于让高职院校所接受。
二、基于“环境意识”培养的高职绿色化学内容体系构建
绿色化学的教学内容包括以下几大方面:绿色化学原则、绿色化学理念、绿色化学原理、绿色化学技术和绿色工艺等。基于高职学生的知识结构及能力特点,在开展绿色化学教育的过程中,内容的选择非常关键,我们不需要去追求专业深度,而应该把教学重点放在原则、理念上,选择一些贴近实际、反映学科与技术、技术与生活生产,体现环境保护的内容,同时介绍一些化学领域中涉及到环境、伦理、道德、法律等方面的知识。也就是说在高职中开展绿色化学教育,教学目标可定位在让学生建立起一种可持续发展的理念,强化学生的绿色观念,时刻牢记人类对于环境与社会的责任感,培养学生的环境意识。绿色化学恰好可以承载环境意识培育和环境知识传输这一核心任务。
三、基于“环境意识”培养的高职绿色化学教育实施途径
课堂教学是开展绿色化学教育的主阵地,能够较系统的让学生接受绿色化学知识的教育,然而受到教学课时数及学生知识结构的影响,在高职院校中,绿色化学课程作为必修课开设很少,多以选修课的形式开设。为了让绿色化学教育在高职院校中的普及面更广,使更多学生的环境意识得到提升,可考虑灵活多样的实施途径。
(一)安排绿色化学教育讲座
选择学生较为关注的社会热点问题,比如绿色食品、赤潮的危害、异常天气的形成、新能源、生态城市建设等,从化学学科的角度,有针对性地开展专题讲座,这不仅能够使学生掌握绿色化学的相关知识,还能进一步提升环境认识。
(二)利用环境保护纪念日,开展主题宣传
3月17日世界保护臭氧层日、3月22日世界水日、4月22日世界地球日、6月5日世界环境日,利用这些环境保护纪念日开展主题班团会,举办专题宣传栏等,充分挖掘隐含的绿色化学知识,对学生进行绿色化学宣传,教育学生在日常生活中,从身边点点滴滴的小事做起,时刻牢记环境保护的责任,保护我们的大家小家。
(三)成立社团或兴趣小组
化学教师要更新观念。化学教师已经习惯于传统的教学内容,对于“粗放型”化学研究的内容及其产生化学污染的负面影响问题认为是理所当然的。因此,首先要更新化学教师自身的观念,认识到化学污染是可避免而且应该避免的,树立可持续发展的观念,使传统“粗放型”化学向“集约型”绿色化学转变。第三,化学教育要普及、宣传绿色化学意识,使之成为广大学生正确的环境意识、科学意识。绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益,而且说明化学的负面作用是可以避免的,化学科学是有能力消除其自身的副作用的。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用,是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展作用的产物,对化学本身而言是一个新阶段的到来。作为新世纪的一代,不但有责任了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学做出应有的贡献,而且要有能力去发展新的、对环境更友好的化学,以防止化学污染。第四,设计开放研究性课题,让学生自主探求解决环境问题的新方式。注意选择布置学生力所能及而又与其自身生活密切相关的课题,如让学生做有关加碘盐的调查报告、本地区降雨酸度的调查、白酒中甲醇含量的调查、水发食品中甲醛含量的调查等,使学生感受到化学污染就在每个人身边,每个人都有责任做推广绿色化学的工作。
二、设计和进行绿色化学实验
除了在课堂教学中随时随地渗透绿色化学思想之外,更重要的绿色化学教育阵地是实验教学环节。在实验中学生可以及时直观地看到或感到化学污染的危害及绿色化学的效益,因此,实施绿色化学教育必须抓住化学实验这一环节。化学实验是化学学科的基石,是体现绿色化学内容、培养学生绿色意识的主要途径。尤其是高职教育,旨在培养技能型实用型人才,因此更需注重实验教学。高职课程中约有一半以上的知识是通过实验引入的,但是在设计实验的时候却很少关注到绿色化学教育问题。在实验设计中只重视操作方便、装置简单、现象明显,却很少顾及环境污染问题,更谈不上对实验进行绿色化设计。而现在,绿色化学观念的影响已越来越广泛,新一代化学工作者只有尽快跟上时代步伐,接受最先进的绿色化学观念,学习最先进的绿色化学方法,才能对自身的发展、行业的发展乃至整个人类和世界的可持续发展产生有利影响。因此,我们必须在高职化学实验教学中尽快改变这种做法,设计和进行绿色化学实验。具体应从以下几方面入手:
1、选择对环境影响尽可能小的反应物
寻找实验中有毒药品的替代品在不影响实验效果的前提下,将某些易产生有害物质的实验换成无害物质的实验。如在“比较电解质导电能力”的实验中,使用的酸、碱、盐分别是盐酸、醋酸、氢氧化钠,替代了原来对环境有污染的反应物,既达到比较电解质导电能力强弱的目的,又避免氮气的污染。
2、提倡进行微型实验
学生实验微型化,有利于减少污染,增加安全系数。微型化学实验是20世纪80年代在西方掀起的一种试验方法,其优点是试剂用量少,是常量实验的十分之一至千分之一,药品用量小,微量排放,减少了污染。我国在微型化学实验方面取得了可喜研究成果,杭州师范学院的周宁怀教授开发研制成功一套适合微型实验的仪器,可进行一些高职化学实验。为推行微型实验,我们采用常量法和微型实验进行比较。一个班实验采用常量法,在试管中完成,实验用的试剂饱和氯水、溴水、四氯化碳都有毒害,实验时气味很浓,污染严重。另一个班采用微型实验,将试管改为塑料的点滴板,用配套塑料拉成的滴管进行实验,结果试剂用量远低于常量实验,且现象明显,实验室几乎无气味。所以,在保证实验成功的前提下,推广微型实验和少量化学实验,可最大限度减少污染。
3、对部分实验进行改革、整和和规范
例如:铜与浓、稀硝酸的反应实验,反应一旦开始,就不好控制,并会产生有毒气体二氧化氮和一氧化氮,而一氧化氮在试管中立即与氧气结合变成二氧化氮,其自身的颜色却很难观察到。为此,可以这样改进:在一个洁净的针管中加入少许铜片,排除空气;另在一小烧杯中注入稀硝酸并微热;用注射器吸取少量稀硝酸,迅速用小胶帽盖住注射器吸口。当观察到蓝色溶液、无色气体时(活塞会随着气体的产生缓慢外移),打开瓶帽,拉动活塞,吸入空气,会看到气体由无色变成红棕色,此时迅速将气体注入足量氢氧化钠溶液中。上述实验由于进行了少许改进而变得简单可行,效果明显,无污染。部分实验对实验技术、方法、仪器等进行重新设计,把分散的实验综合起来,这样,可防止有毒气体进入空气,而且,还可以节约药品和缩短实验时间。如:铜分别与稀硝酸、浓硝酸的反应,演示实验和学生分组实验都有,如果按课本上做,不仅浪费药品,而且产生释放出一氧化氮与二氧化氮等有毒气体。实践中可把演示实验和学生分组实验合并成边讲边做实验。
4、改进实验仪器
用密封的成品仪器代替有毒实验,避免了有害物质的产生。用密封的成品化仪器来完成有毒的化学实验,这种仪器和药品可循环使用,不存在污染毒害。如碘的升华实验,可用碘锤(密封的成品化仪器)来完成,具体方法是:碘锤一头滴冷水,另一头在酒精灯上加热,因冷水起到冷凝作用,碘升华后凝聚在碘锤上方内壁,反之也可。再如,温度对化学平衡影响实验,可采用密封有二氧化氮的U型胖肚管来进行。
5、注意药品和“三废”的回收处理和再利用
我们国家是一个人口大国,也是一个资源大国。但是,经济的发展带动了资源的消耗量日益加大,人口的数量仍在持续增加,人均可分配的各种资源也越来越少。目前摆在我们国家面前最大矛盾就是——是牺牲环境来换取经济的高速发展,还是限制人均资源的使用来保护现有的生态环境不再被破坏。我国的工业为整个国民经济的发展起到了举足轻重的作用,其中的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,整个大自然也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。这种现状迫切要求我们改变生产模式,改变研究模式,在化学工业中引“绿色化学”的理念,将末端治理环境污染转为源头防范和治理。绿色化学又称环境无害化学(EnvironmentallyBenignChemistry)、环境友好化学(EnvironmentallyFriendlyChemistry)、清洁化学(CleanChemistry),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、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产品等的使用和产生。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不在产生废物,不再处理废物。它是一门从源头上阻止污染的化学,是更高层次的化学。我们从绿色化学的定义上就能够知道它是秉承着对人类可持续发展的责任而产生的。绿色化学引导人们更加关注环境、关注公众问题。1996年美国设立的“总统绿色化学挑战奖”就是美国“绿色化学挑战计划”的内容,这个奖项旨在鼓励人们努力探索绿色化学,应用绿色化学的成果。日本的新阳光计划确定了绿色化学在这个国家的技术研究和开发。我们国家在上个世纪90年代仍在努力发展经济,只有1996年开过一次研讨会,主题是“工业生产中绿色化学与技术”,虽然只是一个研讨会,但是这表明我们国家已经开始重视环境保护和绿色化学工业成果的研制和开发。一年之后,召开的香山会议则正是宣告我国开始了以“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”为主题的绿色化学研发工作。上述这些例子都是我们在化学教学的过程中应该努力研究并在教学过程和教学成果中体现出来的良好借鉴。
二、绿色化学秉承的发展思路和模式
它在现有的科学技术前提下,努力应用各种无害无污染的原材料来替代有毒有害的原材料、在应用各种原材料的过程中尽量实现节约和效率转化最大化、在污染物的排放尽量实现减少零排放化。
(一)高效是化学始终追求的目标
高效体现的思路是尽可能少地利用原材料,尽可能多地制造成品;尽可能少地排放污染物,尽可能多地提高转化率。国家制定的污染物排放标准实际上是建立在假设每一个化学工业企业都按照高效生产的操作前提上的。
(二)回收和重复利用材料
回收体现的是降低节约资源的理念,重复利用体现的是降低成本的理念。两者都是资源节约型社会下改善企业经营成本的有效方法。对于自然环境难以净化或在短时期内难以净化的各种材料,应实现重复利用;而对于那些高污染的化学制成品比如电池应当尽量实现回收利用。在社会倡导回收利用材料是一种有效的绿色途径。
(三)通过回收实现的再生利用和对高成本高污染原材料的拒绝使用
在化学制成品的生产设计环节就应当考虑再生利用,高分子原材料在自然环境中的污染时最为明显的,只有在设计的时候就考虑到将其纳入回收的范畴,才能使废物变成宝物,将污染变为绿色。而拒绝使用的那部分高污染、无法替代和无法回收、重复利用和再生的高危材料应当尽量寻找替代品,拒绝使用之。
三、绿色化学教学的探索和应用
绿色化学教学和研究在高校的课程设置中上没有明确的规定,但是在各种教材和政策中都有体现。我们先从国外的一些学校的实验来看:美国的俄勒冈大学是美国绿色化学课程的先行者,该学校在1997年就将绿色化学的原理和实践引入到了化学教学课程中。通过各种绿色化学实验取代传统的实验在美国率先创造出了安全无污染的实验环境和研究环境;澳大利亚的莫纳什大学则在2000年成立绿色化学中心,这个大学成为了世界上研究和教育绿色化学的领导者。国外的大学对绿色化学的探索和应用为我国的高校提供了经验,因此我国的高校在探索和应用绿色化学的过程中应加强对教学的渗透。大学生毕业后进入到社会研究和生产的过程中将成为我们国家化学工业的主要力量。在大学的教学内容中融入绿色化学的理念,是加强他们绿色环保意识和可持续发展意识的重要教学任务。
首先要对教材进行改革,要增加化学教材中有关绿色化学的理论知识和各个国家在绿色化学领域中的先进成果。对于学生来说,多与老师加强绿色化学方面知识的探讨和交流是十分必要的;对于老师来说,要主动引导学生在学习和生活中多对绿色化学方面的知识关注程度。比如说,对于各种工业原料的附加产品的研究,既要对工业原料在加工过程中的有害气体加以研究,又要对工业原料的制成品、附加产品和工业废料的环境危害程度进行研究和对比;
再比如从同样一种工业原料提取各种有机物,使用蒸馏的方法还是其他方法能减少有害气体的排放等等。其次是要在教学中树立绿色环保节能意识。教师要起表率作用,首先树立这种意识。要多阅读各种相关的书籍、文章文献,要改变传统的教学方式和思维,要在课堂教学和实验时多强调化学物质的排放有害性,而不是只顾及化学物质的功能性和有效性。教育工作者要在课余时间关注绿色化学的教学和研究的各种动向和轨迹,努力在课堂中将这些动向和轨迹传授给学生。然后要针对教材的固定性和信息资讯的变动性努力做教学内容的灵活补充。由于教材编写出来之后的一段时间内是不会变动的,其中的教学内容在一段时间内是相对固定的,但是目前日新月异的科技发展速度将绿色化学定格在一个比较滞后的位置。所以,教学工作者应当在教学中进行适当的内容补充,使学生的绿色化学意识能够在一个完整的链条上得到延续。特别是有机化学,许多有机物都会对环境产生污染和破坏,这需要老师在教学过程中对这些有机物多加强调,对这些有机物的减少排放上多借鉴生物科技,以微生物作为催化剂,成功合成所需要的化学制剂。最后对学生而言,单一而枯燥的教材授课不能达到加强印象的效果,所以,化学实验绿色理念的融入必不可少。实验能够使学生加深印象,使教材中的各种概念更加形象化,巩固化学知识,但是最重要的还是使学生将分析问题、动手解决问题的能力得到强化。
一、正确认识化学的两面性
我们知道,能源、资源、信息和生命,皆与化学有着紧密的相互联系。化学给我们的生活带来了幸福,促进了社会的发展,但有时也会造成各种公害,影响人与自然的和谐相处。
(1)化学对人类的贡献。在现代社会,化学产品可以说是数不胜数。比如,化学为机械工业提供了电石、黏合剂、成型剂等;为汽车制造业提供了合成纤维、合成树脂、橡胶、涂料、石棉、玻璃等;为电子工业提供了光刻胶、焊接剂、硅烷、高分子凝聚剂等;为国防工业提供了稳定的同位素、推进剂、密封材料、特种材料、高性能复合材料等;为建筑行业提供了塑料门窗、铝合金、聚乙烯管道等。在农业方面,化学产品能补充天然物质的不足并替代天然物质,从而节省了大面积的耕地。比如,用合成纤维代替棉花、用合成橡胶替代天然橡胶。化学肥料在农业增产中,也往往起着主导作用。这样看来,化学促进了人类社会的发展。
(2)化学带来的危害。很多事物往往具有两面性,化学促进了社会生产的发展,但有时也给人类带来危害。像塑料、洗涤剂、合成纤维、橡胶、装饰材料、化肥、农药,虽然给人类的生活带来一定的益处,但它们的害处有时显而易见:污染我们生活的环境,破坏人类赖以生存的大自然,危害着人体健康。比如,化肥及农药的不合理使用,工业废水、生活污水的任意排放,都会造成严重的水污染,让河流不再清澈。又如,化学工业的主要原料是煤、石油、天然气这些化石燃料,它们在化工生产过程中会产生大量的二氧化碳、二氧化硫、粉尘等物质,从而造成大气污染。世界著名的比利时马斯河谷烟雾事件、伦敦烟雾事件,就是典型的例子。无视环境所付出的代价,是巨大而又惨重的。
二、倡导“绿色化学”,走可持续发展之路
来自化学工业的各种有形无形的污染,是导致目前严重环境问题的主要根源。人类环保意识的觉醒与可持续发展的需要,促进绿色化学应运而生。我们要学好化学知识,利用化学及其他技术,减少或消除那些对人类健康、生态环境有害的物质。
(1)可持续发展观。在化学教学过程中,教师要注重更新教育理念,不要让学生死记化学方程式等枯燥的知识点,要在具体的生活情境中学习化学,培养学生的环保意识。要结合生活中的化学实例,把学生从书本中解放出来,引导学生关心大自然,关心社会的可持续发展。可持续发展是我们新时期的发展观。我们既要充分重视经济建设,又要充分重视环境保护,要做到环境与经济的协调发展,促使人与自然和谐共处。因为“在社会主义现代化建设中,必须把贯彻实施可持续发展战略始终作为一件大事来抓。经济的发展,必须与人口、环境、资源统筹考虑,不仅要安排好当前的发展,还要为子孙后代着想,为未来的发展创造更好的条件,绝不能走浪费资源、走先污染后治理的路子,更不能吃祖宗饭、断子孙路”。
(2)倡导“绿色化学”,培养学生的环保意识。同学们都知道,煤、石油、天然气是不可再生的宝贵资源,其储量十分有限。人类应积极寻找其他可再生的替代资源,以保持人类的可持续发展。从我国能源发展的趋势和环境保护的要求来看,必须注重能源与环境的协调发展,长期实施节能优先战略,推进能源结构“绿色化”进程,依靠化学技术来减少污染。这就是顺应时代进步和社会发展而应运而生的“绿色化学”理念,也正是解决这场发展与环保矛盾的锐器。绿色化学又称为环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,绿色化学的理想是不再使用有毒、有害的物质,原料百分之百地转化成产物,生产对环境友好的产品。绿色化学是积极主动地从源头防止化学污染,不是被动地治理环境污染。只有从源头杜绝污染的产生,才能更好地做到可持续发展。而在平时的化学实验过程中,我们也要主动探索,对化学实验方案进行绿色化设计,适当调整教学内容,提倡微型化学实验,减少化学用品的数量,减少各种化学实验的潜在污染问题。
三、结束语
【关键词】绿色化学 教学理念 可持续发展
绿色化学理念是一种新型的化学战略思想,其核心内容是在化工生产和研究的过程中减少化学对生态环境、人类健康、社会安全的影响,同时追求社会经济发展和绿色化学的协调统一,最大限度地合理利用资源,绿色化学之所以得到各国政府和学术界的追捧,是它适应了可持续发展的需求,适应了当今的环境战略思想,它更是一种合理有效保护环境的手段。绿色化学不是一门独立的学科,而是一种科学的战略方针,是社会经济可持续发展的指导思想。而中学的化学教育是树立绿色化学观念的最佳时机,学校和老师更应当注重学生在此阶段的理念培养。
一、绿色化学
1.绿色化学的含义。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、危险的试剂和溶剂。随着时代的变迁、科技的发展,绿色化学又有了新一层的含义,绿色化学又称“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”,是指能够保护环境的化学技术,它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质,利用太阳能光触媒和氢能源制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。
2.绿色化学的原则。绿色化学的原则一共十二点,这些原则可以作为化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。
(1)防止污染优于污染形成后处理。
(2)在设计合成方法的时候,应当最大限度地将投入的材料均转换到最终产品当中。
(3)尽可能使反应中使用和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小。
(4)在保持化学产品的功效时尽量降低毒性。
(5)对于辅助剂的选用上尽量选择避免,在无可避免时应当采用无毒害物质。
(6)能量使用应最小,并应考虑其对环境和经济的影响,合成方法应在常温、常压下操作。
(7)最大限度地使用可更新原料。
(8)尽量避免不必要的衍生步骤。
(9)催化试剂优于化学计量试剂。
(10)化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型。
(11)分析方法应能真正实现在线监测,在有害物质形成前加以控制。
(12)对于材料应当谨慎选用,避免化学事故的发生。二、绿色化学理念在中学教学过程中的应用
1.必要性。学生在中学时期是思想意识形成的关键阶段,中学教育阶段所形成的理念会随着人的一生而影响以后的生活习惯和行为意识。所以,从中学开始将“绿色化学”理念渗透给学生是十分必要的。
2.具体措施
(1)确立绿色化学思想。绿色化学理念的建立要通过绿色化学思想的建立才能实现。教师在教学的过程中要积极研究绿色化学的主要内容,以绿色化学理念为教学指导思想,将化学知识进行整合,同社会、经济、环境等问题进行联系,将绿色化学思想渗透到知识体系中,进行归纳、整合。
(2)与化学知识进行整合。在中学化学教学过程中,其主要目标是要求学生对化学这门科目进行初步了解。教师在讲解的过程当中,要将具体的事例和化学知识进行联系,对学生进行绿色化学理念的渗透。
(3)化学实验。化学实验是化学教学和学习过程中的重要组成部分,在课堂教学外,还应当在化学实验中进行“绿色化学”理念的引导。在化学实验中,学生可以更直观地观察到化学现象,在亲自动手实验的过程中,培养学生的绿色化学能力,教师从旁指导,渗透绿色化学教育,增强学生的环保意识。
“绿色化学”是当前化学研究界的主流趋势,也是社会科技发展的必然趋势,因此,教育改革势必会成为我国教育改革的重点,这不仅是为化学的研究注入新的活力,还为环境保护指明了方向。在当前的中学化学教育过程中,虽然还不能进行系统的绿色化学教学,但是随着教育的改革,绿色化学一定会形成系统的绿色化学教育体系,为社会的发展和环境的保护作出贡献。
参考文献:
关键词:化学教学 绿色化学观念 环境保护
一、在课堂教学中渗透绿色化学观念
初中化学教材中潜在环境保护教育的内容很多,把这些内容的教学与环境保护教育有机地结合起来,把绿色化学观念科学地、巧妙地渗透到各章节中,让学生自身意识到,为了不让环境污染威胁人类自身的生存,就一定要保护环境,从我做起,从现在做起。对于刚刚接触化学的初中学生,要尽可能多举事例,借以提升学生的环保意识,加强学生绿色化学观念的教育。
例如,在学习“空气组成”的知识时,除了给学生讲述大气的主要污染物,大气污染的来源和危害,还列举了1952年英国伦敦烟雾事件造成1.2万人死亡和1995年我国上海市发生的“光化学烟雾”事件;在学习“氧气”后利用教材对“臭氧”的介绍,说明被广泛应用于汽车及室内冷藏、冰箱、电器的冷却等方面的氟利昂,已造成大气臭氧层的破坏,直接威胁人类的生存;在学习了“煤和石油”的知识后,可以介绍石油、煤等化石燃料以及它们的加工产品在燃烧过程中会产生一些含氮、含硫的化合物,排放到大气中对空气造成污染;在学习“水”这一课的同时,淡水资源的危机,水体的污染便可蕴涵当中。纵观全球资源,淡水资源很短缺,不是取之不尽,用之不竭的,并且分布又不均匀,而由于工业生产的废渣、废液、废气和生活污水的任意排放,农业上农药、化肥的过量施用等造成的水污染又在进一步加剧,造成淡水供需矛盾尖锐。有朝一日,人类将面对“滴水贵如油”的严重局面。这样可使学生认识到环境污染给人类带来的重大惨剧和极大伤害,从而可使学生进一步体会到保护生态环境,保护自身生存环境的必要性,树立起绿色的化学观念。
二、在化学实验中融入绿色化学观念
化学实验与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在化学实验中贯彻绿色化学思想最为重要。初中学生刚接触化学,必须严格要求学生按照实验操作的规则进行实验。化学实验产生的废气、废渣、废水等都或多或少地对周围环境造成不同程度的污染。教师在实验操作过程中要求学生每次实验结束后,将废弃液或剩余的固体药品倾倒在指定的容器中。为了加强学生的环保意识,可让学生将收集的废液稍作处理后再行排放,实验结束后把仪器洗净放回原处,做干净实验室的卫生。这样从一开始就让学生养成良好的实验习惯,受到直观的环境保护的教育,使学生进入化学实验室后就受到绿色化学的教育。
例如,做硫在氧气中燃烧的演示实验时,由于硫燃烧生成的二氧化硫是气体污染物之一,所以应强调硫的用量,并在盛氧气的集气瓶中事先放入少量碱溶液吸收二氧化硫。又如,实验室制取二氧化碳可用注射器作微型实验,拔下注射器活塞,在针筒中放入大理石,塞上活塞,在针筒中吸入盐酸,马上连接导管。
三、在课外活动中设计绿色化学活动
化学课堂教学是进行绿色化学观念教育的重要阵地,也为进行绿色化学观念培养搭建了很好的平台。在化学第二课堂、兴趣小组、知识竞赛等课外活动的设计中,我以地球化学知识为基础,生态系统中物质循环和能量流动为导线,阐述空气、水体、土壤、森林、植物与人类的关系,增加了包括环境保护、新能源、卫生保健食品等方面内容;展示绿色生态环境和严重污染地区的明显对比,简单说明现在人人都关注的环境问题,利用课外小组宣传或讲座等多种传播方式来提高学生的环保意识,让学生切身感觉到我们身边到处都是绿色化学的环境,养成学生环境保护的习惯和绿色化学观念。
四、在考试练习中强化绿色化学观念
在布置化学作业时,在不偏离教材和教学大纲要求的前提下,教师要精心设计一些渗透绿色化学观念的习题,以便巩固学生有关保护环境的化学知识,使学生在练习中不断强化绿色化学观念。
五、在调查研究中增强完善环保意识
教师要切合实际地因材施教,高度重视学生的环保意识,培养学生自己解决问题的能力。在教学中,我定期组织学生进行社会实践和环境污染的调查。
例如,在教学中教师可提出农村的饮水问题、沼气池的建设、化肥厂的排污、西北的沙尘天气、家乡的空气污染等学生关心的小课题,让学生进行调查。理论联系实际引导学生写出调查报告、提出解决方案、撰写环保小论文的活动,学生积极性高,收效良好。
例如,我在教学中就提出的农村的饮水问题,事先列出调查提纲:1.本村(或家)的水井建在什么地方?2.你认为是否受到污染?3.如何防止井水污染?让学生带着这些问题,去考察思考,写出调查报告。通过调查,学生清晰认识到农村吃水的问题多:有些水井建在低洼的地方,如池塘边、农田里,不同程度受到了农药化肥或其他有毒物的污染;有的村几百人共用一口井,又无井盖,垃圾随时可掉入井中,造成污染。而有些农户先在无污染的地方,一家打一口井,将井口用盖子封闭起来,再装上摇式活塞抽水机,随用随抽,比较清洁卫生,值得借鉴推广。通过一些社会调查活动,培养了学生的观察和思考问题的能力,增强了学生的环境意识。
在化学教学中,要使学生把绿色化学观念转变成自觉的行动,教师在教学过程中要充分运用教材资源,有目的、有计划地在学生的学习中贯穿绿色化学观念,让每一位学生都意识到保护环境人人有责,在学生头脑中都有环保忧患意识,时刻知道环境保护的重要性。渐渐地给学生树立起对环境的忧患意识,培养学生的绿色化学观念,使学生成为保护环境的生力军。
参考文献:
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