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關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);發(fā)展現(xiàn)狀;高中化學(xué)
一、什么是“綠色化學(xué)”
綠色化學(xué)(Green Chemistry)又稱(chēng)清潔化學(xué)(Clean Chemistry)、環(huán)境友好化學(xué)(Environmentally Friendly Chemistry)、環(huán)境無(wú)害化學(xué)(Environmentally Benign Chemistry )。綠色化學(xué)的先驅(qū)、原美國(guó)綠色化學(xué)研究所所長(zhǎng)、耶魯大學(xué)P.T. Anastas教授在1992年給出的“綠色化學(xué)”的定義是:“The design of chemical products and processes that reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances ”翻譯成中文即減少或消除危險(xiǎn)物質(zhì)使用和產(chǎn)生的化學(xué)產(chǎn)品和過(guò)程的設(shè)計(jì)。我們可以把綠色化學(xué)的核心內(nèi)容理解為在化學(xué)工藝和反應(yīng)中不再使用有毒、有害的物質(zhì),并力求反應(yīng)中原子利用率達(dá)到100%,不再產(chǎn)生廢物,實(shí)現(xiàn)“零排放”。從而從源頭上根除污染,研究環(huán)境友好的新反應(yīng)、新過(guò)程、新產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)化學(xué)與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
二、“綠色化學(xué)”的起源和發(fā)展
綠色化學(xué)最初起源于美國(guó)。1984年美國(guó)環(huán)保局(EPA)提出“廢物最小化”,倡導(dǎo)減少產(chǎn)生廢物和回收利用廢物,從而達(dá)到廢物排放最少的目的。綠色化學(xué)的思想萌芽。
1989年美國(guó)環(huán)保局又提出了“污染預(yù)防”的概念,指出最大限度地減少生產(chǎn)場(chǎng)地產(chǎn)生的廢物,包括減少使用有害物質(zhì)和更有效地利用資源,并以此保護(hù)自然資源。綠色化學(xué)的思想初步形成。
1990年,美國(guó)頒布了“污染防治”法案,將污染的防治確立為國(guó)策。該法案中第一次明確提出“綠色化學(xué)”一詞,并定義“綠色化學(xué)”為采用最小的資源和能源消耗,產(chǎn)生最低排放的工藝過(guò)程。
1991年,美國(guó)環(huán)保局污染預(yù)防和毒物辦公室啟動(dòng)“為防止污染變更合成路線”的研究基金計(jì)劃,用以資助化學(xué)品設(shè)計(jì)與合成中污染預(yù)防的研究項(xiàng)目。1993年研究的項(xiàng)目擴(kuò)展到安全化學(xué)品、綠色溶劑等方面,該計(jì)劃更名為“綠色化學(xué)計(jì)劃”。
同一時(shí)期,日本等其他很多國(guó)家的政府、學(xué)術(shù)界和企業(yè)也開(kāi)始關(guān)注“綠色化學(xué)”的研究和開(kāi)發(fā)。
1995年美國(guó)設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”,1999年澳大利亞皇家化學(xué)研究所(RACI)設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”,此外英國(guó)設(shè)立了“英國(guó)綠色化學(xué)獎(jiǎng)”“綠色化工水晶獎(jiǎng)”,并創(chuàng)辦了世界第一本名為《綠色化學(xué)》(Green Chemistry)的雜志。日本也設(shè)立了“綠色和可持續(xù)發(fā)展化學(xué)獎(jiǎng)”。這些政府行為都極大地促進(jìn)了綠色化學(xué)的蓬勃發(fā)展。
三、我國(guó)“綠色化學(xué)”的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)政府和學(xué)術(shù)界也很重視在綠色化學(xué)方面的研究。
1995年,中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部開(kāi)展了“綠色化學(xué)與技術(shù)”的院士咨詢活動(dòng),分析了國(guó)內(nèi)外綠色化學(xué)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。
1996年,國(guó)家召開(kāi)了“工業(yè)生產(chǎn)中綠色化學(xué)與技術(shù)”研討會(huì),并出版了《綠色化學(xué)與技術(shù)研討會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告匯編》。
1997年,國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)與中國(guó)石油化工集團(tuán)公司聯(lián)合立項(xiàng)啟動(dòng)了“九五”重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“環(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)工程”。中國(guó)科技大學(xué)綠色科技與開(kāi)發(fā)中心在該校舉行了專(zhuān)題討論會(huì),并出版了《當(dāng)前綠色科技中的一些重大問(wèn)題》的論文集。同年,香山科學(xué)會(huì)在北京召開(kāi)了第72次學(xué)術(shù)研討會(huì),閔恩澤院士、陳家墉院士等都做了有關(guān)綠色化學(xué)的重要報(bào)告。
1998年,合肥舉辦了第一屆國(guó)際綠色化學(xué)高級(jí)研討會(huì),這些都加快了我國(guó)綠色化學(xué)研究的步伐。
四、“綠色化學(xué)”在高中化學(xué)中的滲透
1.“綠色化學(xué)”在高中化學(xué)新課標(biāo)和教材中的體現(xiàn)
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)學(xué)科的很多重要知識(shí)、理論都是從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)并總結(jié)的。所以,綠色化學(xué)思想融入化學(xué)學(xué)科是必然趨勢(shì)?!镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中已經(jīng)明確提到了綠色化學(xué)的概念,比如,“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”模塊中提出“形成綠色化學(xué)的觀念,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)”“樹(shù)立綠色化學(xué)思想,形成環(huán)境保護(hù)的意識(shí)”。
根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)的高中化學(xué)教材也有很多地方體現(xiàn)了綠色化學(xué)的概念。比如,必修2第四章第二節(jié)“化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)”里第二大點(diǎn)就是環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)。用一張圖可以簡(jiǎn)單明了地介紹綠色化學(xué)的特點(diǎn)。在緊接著的思考交流部分通過(guò)比較環(huán)氧乙醚制備的新舊工藝,介紹了原子利用率100%的反應(yīng)是體現(xiàn)綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)。
再如,選修1“生活與化學(xué)”第四章第三節(jié)垃圾資源化中治理白色污染的3R原則就源自綠色化學(xué)提出的“5R”原則:減量(reduction)、重復(fù)使用(reuse)、回收(recycling)、再生(regeneration)和拒用(reject)。
高中化學(xué)教材中最能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”理念的是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)現(xiàn)行人教版高中化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做了簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì):
對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中涉及的會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的物質(zhì)也做了簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì):
由上面兩個(gè)表可以看出人教版高中化學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)多、涉及的可能污染環(huán)境的物質(zhì)也不少,因此高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)“綠色化”是高中化學(xué)教師必須關(guān)注和研究的問(wèn)題。
2.“綠色化學(xué)”在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的體現(xiàn)
(1)推廣微型化實(shí)驗(yàn)
微型化實(shí)驗(yàn)儀器的體積小,藥品的用量可以減至常規(guī)所需量的十分之一或更少。與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比,微型化實(shí)驗(yàn)的突出特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)成本低、環(huán)境污染少、反應(yīng)速度快、安全系數(shù)高、實(shí)驗(yàn)效果好。尤其是藥品用量少、速度快、污染小的特點(diǎn)與綠色化學(xué)的理念完全一致,且十分適合中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
(2)利用多媒體模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)
高中化學(xué)里有一些危險(xiǎn)系數(shù)大或污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)并不適合課堂演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn),比如,電解飽和食鹽水、氫氣在氯氣中燃燒等。我們可以從網(wǎng)絡(luò)上下載實(shí)驗(yàn)視頻,或通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)。這樣既使學(xué)生了解了實(shí)驗(yàn)過(guò)程,加深了對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“零投入和零污染”,也是某種意義上的綠色化學(xué)。
3.“綠色化學(xué)”在高中化學(xué)試卷中的體現(xiàn)
近幾年的高考化學(xué)試卷都有濃厚的綠色化學(xué)色彩。例如,2013、2015年江蘇卷第一題選擇題就是直接考查保護(hù)環(huán)境的幾種做法;實(shí)驗(yàn)流程題更是大多體現(xiàn)了變廢為寶,循環(huán)利用等綠色化學(xué)的思想。高考是有教育功能和導(dǎo)向作用的,高考試題對(duì)綠色化學(xué)的關(guān)注,勢(shì)必引導(dǎo)高中教學(xué)對(duì)學(xué)生環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng),從而引起全社會(huì)對(duì)綠色化學(xué)的關(guān)注。
我們要在實(shí)際教學(xué)中滲透綠色化學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí),增強(qiáng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)的使命感,讓綠色化學(xué)的理念在學(xué)生的頭腦中深深扎根,形成良好的社會(huì)環(huán)保氛圍,促使我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。
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對(duì)于綠色化學(xué)的概念,教材上涉及的很少,如何讓學(xué)生學(xué)習(xí)綠色化學(xué)更是少的可憐,那么教師如何來(lái)構(gòu)建學(xué)生的這種理念呢?學(xué)生如何來(lái)學(xué)習(xí)綠色化學(xué)更好呢?怎樣才能讓學(xué)生深刻地理解綠色化學(xué)呢?這一直以來(lái)都是困擾著教師的一個(gè)問(wèn)題。那如何來(lái)解決這個(gè)困惑呢?我認(rèn)為可從以下三個(gè)方面入手,大家可以借鑒一下。
一、綠色化學(xué)的概念的確立。
從學(xué)生接觸綠色化學(xué)的字眼開(kāi)始,把綠色化學(xué)融入中學(xué)課程教材改革和課堂教學(xué)改革之中,這是中學(xué)化學(xué)教育的嶄新課題。就應(yīng)該讓他們知道綠色化學(xué)的定義,綠色化學(xué)是由美國(guó)化學(xué)會(huì)提出的化學(xué)無(wú)害概念,是能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù),它可以通過(guò)使用自然資源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì),利用太陽(yáng)能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲(chǔ)藏技術(shù)的開(kāi)發(fā),并考慮節(jié)能節(jié)省資源、減少?gòu)U棄物排放量。綠色化學(xué)又稱(chēng)“環(huán)境友好化學(xué)”、“環(huán)境無(wú)害化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。綠色化學(xué)的定義就是從生產(chǎn)資料就是無(wú)污染、無(wú)公害的,生產(chǎn)過(guò)程也應(yīng)該是無(wú)污染、無(wú)公害的,生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品也應(yīng)該是無(wú)污染、無(wú)公害的產(chǎn)品。從概念上就讓學(xué)生有一個(gè)大致的理解,從而對(duì)一些常聽(tīng)到的綠色建筑、綠色食品有一個(gè)初步的了解。最起碼知道綠色的東西并不是單純的指綠色,而是指無(wú)污染、無(wú)公害的,是對(duì)人體有好處的東西,所以從一開(kāi)始就給學(xué)生一個(gè)正確的理念,對(duì)概念有所了解。
二、綠色化學(xué)的核心及特點(diǎn)的滲透。
綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)壞境的污染, 按照綠色化學(xué)的原則、最理想的化工生產(chǎn)方式是:反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。它的主要特點(diǎn)是:1.充分利用資源和能源,采用無(wú)毒、無(wú)害的原料。2.在無(wú)毒、無(wú)害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少?gòu)U物箱環(huán)境排放。3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”。4.生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。對(duì)于綠色化學(xué)的核心和特點(diǎn)的滲透,主要的是在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生樹(shù)立防治污染、保證人類(lèi)生存質(zhì)量的責(zé)任感。我們教師應(yīng)該把握住這一點(diǎn),充分利用學(xué)生的優(yōu)點(diǎn),激勵(lì)和激發(fā)他們的興趣,調(diào)動(dòng)他們的積極性。對(duì)于農(nóng)村的孩子來(lái)說(shuō),學(xué)習(xí)綠色化學(xué)更是難上加難,各種實(shí)驗(yàn)設(shè)施的不完善都導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)困難,和對(duì)化學(xué)的直觀認(rèn)識(shí)。那我們就利用現(xiàn)有的、現(xiàn)實(shí)的實(shí)例來(lái)給學(xué)生進(jìn)行滲透,例如:我們冬天燒煤取暖、做飯??吹綗熿F繚繞、聞到刺鼻的、嗆人的氣味,我們有怎樣的感覺(jué),這會(huì)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,這個(gè)現(xiàn)象符合綠色化學(xué)的核心特點(diǎn)嗎?再有,我們看到的三輪車(chē)、汽車(chē)排放的尾氣對(duì)壞境有怎樣的危害?讓學(xué)生討論這些對(duì)壞境的危害和如何預(yù)防這些危害,我們應(yīng)如何采取措施防止和減少這些污染?這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,而且能使他們感知環(huán)境污染的危害性和環(huán)境保護(hù)的迫切性。
三、綠色化學(xué)在教學(xué)中的貫穿和實(shí)施。
1 綠色化學(xué)的教育現(xiàn)狀
綠色化學(xué)的概念起源于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,他們最先開(kāi)始意識(shí)到環(huán)保的重要性,并且將這個(gè)概念融入到學(xué)生的教育當(dāng)中,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)真正的綠色化學(xué)。首先是美國(guó),美國(guó)不但在中學(xué)生課堂中提出了綠色化學(xué),還將其寫(xiě)進(jìn)教材中,積極開(kāi)發(fā)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和綠色污染化學(xué)材料,從而提高學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí)。不僅如此,美國(guó)的相關(guān)協(xié)會(huì)還舉辦了一系列的關(guān)于綠色環(huán)保的主題活動(dòng),讓學(xué)生和公眾都充分參與了進(jìn)來(lái)。
現(xiàn)在,美國(guó)還在不斷修整中學(xué)化學(xué)教材,在其中大量介紹了綠色化學(xué)的知識(shí),并告訴學(xué)生哪些化學(xué)物質(zhì)是有毒的,從而避免污染。美國(guó)還在一些大學(xué)中設(shè)立了關(guān)于綠色化學(xué)的專(zhuān)業(yè),并且舉辦綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng),對(duì)獲得獎(jiǎng)項(xiàng)的優(yōu)秀大學(xué)生進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。一些大學(xué)生已經(jīng)開(kāi)始使用安全無(wú)毒的化學(xué)原料,或者是采取有效措施來(lái)減少資源的消耗。這也說(shuō)明學(xué)生的環(huán)保意識(shí)得到了一定的提高。
后來(lái),另外一些國(guó)家也紛紛開(kāi)始實(shí)施綠色化學(xué)的教育,比如日本,日本編寫(xiě)了一些關(guān)于綠色化學(xué)的教學(xué)培訓(xùn)資料。而我國(guó)的綠色化學(xué)觀念相對(duì)來(lái)說(shuō)較落后,一直到上個(gè)世紀(jì)90年代末,我國(guó)一所大學(xué)開(kāi)始編寫(xiě)《綠色化學(xué)》的教材,其他一些高校也紛紛進(jìn)行效仿。但是比起其他發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)在這方面的普及程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前,我國(guó)已經(jīng)開(kāi)設(shè)了一些關(guān)于綠色化學(xué)的教育培訓(xùn)課程,為綠色化學(xué)的發(fā)展提供了條件,奠定了基礎(chǔ)。
到21世紀(jì)初,多個(gè)國(guó)家已經(jīng)設(shè)立了綠色化學(xué)的獎(jiǎng)項(xiàng),用于獎(jiǎng)勵(lì)在這個(gè)領(lǐng)域有一定的貢獻(xiàn),或者有一些成就的人,美國(guó)還專(zhuān)門(mén)設(shè)立了培訓(xùn)機(jī)構(gòu),用于培訓(xùn)綠色化學(xué)領(lǐng)域的人才,并且鼓勵(lì)他們參加綠色化學(xué)的獎(jiǎng)項(xiàng)。
2 綠色化學(xué)教育將面臨的挑戰(zhàn)
2.1 要讓學(xué)生弄清楚復(fù)雜的化學(xué)成分
化學(xué)物質(zhì)里的有毒成分以及其他成分很復(fù)雜,教師要讓學(xué)生明確認(rèn)識(shí)到有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境和水質(zhì)的破壞,并且還要讓學(xué)生明白化學(xué)物質(zhì)的有毒性是可以進(jìn)行控制的。不但要讓學(xué)生弄懂復(fù)雜的化學(xué)成分,還要讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中明確這些有毒分子處于環(huán)境中發(fā)生的變化,這一個(gè)比較難的過(guò)程,對(duì)于教師來(lái)說(shuō),也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
2.2 如何將綠色化學(xué)的教學(xué)延伸到現(xiàn)實(shí)的環(huán)保措施中
雖然中學(xué)生綠色化學(xué)傳授的知識(shí)是有關(guān)于環(huán)保的,但是這些知識(shí)僅僅只是停留在原理和理論上,如何將綠色化學(xué)的教學(xué)延伸到現(xiàn)實(shí)的環(huán)保措施當(dāng)中,這將是一個(gè)難題,也是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。比如,對(duì)助劑或者溶劑的毒性進(jìn)行測(cè)試,并且開(kāi)發(fā)出無(wú)毒原料來(lái)代替助劑,這對(duì)于教師來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn),對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)更是一個(gè)挑戰(zhàn)。
2.3 教師的能力和技能
綠色化學(xué)除了要求教師要有基本的化學(xué)知識(shí)以外,還要求教師要對(duì)環(huán)保知識(shí)及其他領(lǐng)域的知識(shí)有一定的了解,因此也對(duì)教師的能力和技能有了較高的要求。另外,綠色化學(xué)教學(xué)還要求教師在傳授知識(shí)的時(shí)候,教會(huì)學(xué)生如何分解材料、如何用環(huán)?;瘜W(xué)成分來(lái)代替有毒材料,等等。如果學(xué)校不對(duì)教師進(jìn)行培訓(xùn),教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)就會(huì)無(wú)法滿足知識(shí)的需要,因此,教師的能力和技能對(duì)于綠色化學(xué)來(lái)說(shuō)也是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。
2.4 教學(xué)方法的挑戰(zhàn)性
綠色化學(xué)的教學(xué)方法也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),并且要求教師改變過(guò)去的“粗放型”教學(xué)方法,從而轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹s型”教學(xué)方法,同時(shí),這也是綠色化學(xué)對(duì)教學(xué)的一個(gè)要求。教師不但要幫助學(xué)生了解化學(xué)知識(shí),還要使學(xué)生意識(shí)到環(huán)保的重要性,在整個(gè)化學(xué)課程中,要將環(huán)保無(wú)污染的理念貫穿于整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域,又要把綠色化學(xué)的內(nèi)容和知識(shí)融入到化學(xué)教學(xué)當(dāng)中去,從原理到實(shí)驗(yàn)過(guò)程,各個(gè)環(huán)節(jié)都要采取環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)。
3 綠色化學(xué)教育的措施
3.1 改進(jìn)不環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方法
在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,應(yīng)該盡量采用環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方法,并且選用一些無(wú)毒無(wú)危害的材料。比如綠色自燃實(shí)驗(yàn),在之前的課堂上,教師都采用的是白磷來(lái)給大家做實(shí)驗(yàn),但是白磷是一種危害性極強(qiáng)的物質(zhì),而且白磷在燃燒的過(guò)程中發(fā)揮的有毒氣體會(huì)對(duì)空氣造成污染。因此,可以用其他一些無(wú)毒的物質(zhì)或者材料來(lái)代替白磷,比如碳粉等。
3.2 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性
在化學(xué)課堂上,教師要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性,可以鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)“減量、減廢”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或者改造,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。除此之外,也要給學(xué)生灌輸節(jié)省資源的觀念,帶領(lǐng)或者指導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)教材中的化工生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行分析,或者重新設(shè)計(jì)一條生產(chǎn)工藝流程,必要的時(shí)候,還可以借助計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),通過(guò)這個(gè)過(guò)程可以培養(yǎng)學(xué)生的思維與創(chuàng)造性。
3.3 更新教學(xué)手段
原來(lái)的化學(xué)教學(xué)方法已經(jīng)不能再適應(yīng)綠色化學(xué)的要求了,教師必須及時(shí)更新教學(xué)手段。通過(guò)有效的教學(xué)工具、教學(xué)材料以及訓(xùn)練手段來(lái)向?qū)W生傳授知識(shí),讓他們形成綠色化學(xué)的意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。新的教學(xué)手段有多媒體(投影、錄像、光盤(pán)等)以及計(jì)算機(jī)技術(shù),便于學(xué)生和教師獲取知識(shí)和技術(shù),同時(shí)也有利于促進(jìn)學(xué)生用可持續(xù)發(fā)展的眼光來(lái)思考問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);綠色理念;初中化學(xué);新型人才
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,環(huán)境污染現(xiàn)象也日趨嚴(yán)重,對(duì)于環(huán)境污染的治理不僅要采取相應(yīng)的措施,還應(yīng)該從人們的理念和思想出發(fā),增加人們的環(huán)保意識(shí)。綠色化學(xué)是針對(duì)全球化學(xué)污染、環(huán)境保護(hù)提出的教學(xué)理念,它不僅符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的要求,也是保護(hù)環(huán)境、防治環(huán)境污染的一種手段。初中化學(xué)教育是學(xué)生化學(xué)的啟蒙階段,因此也是樹(shù)立綠色化學(xué)觀念的最佳時(shí)機(jī)。在中學(xué)的教育教學(xué)中為學(xué)生灌輸一定的綠色化學(xué)理念,將綠色化學(xué)融入化學(xué)教育課堂之中,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生健康化學(xué)觀,樹(shù)立正確環(huán)保意識(shí)有重要意義。
一、綠色化學(xué)
(1)綠色化學(xué)的含義。綠色化學(xué)是指在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品的過(guò)程中,應(yīng)有效利用可再生原料,一方面消除廢物,另一方面避免使用有毒的、危險(xiǎn)的試劑和溶劑。同時(shí),綠色化學(xué)又稱(chēng)“環(huán)境無(wú)害化學(xué)”“環(huán)境友好化學(xué)”“清潔化學(xué)綠色化學(xué)”,是通過(guò)使用自然能源,避免造成環(huán)境負(fù)擔(dān)和有害物質(zhì)排放的一種保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù),它涉及有機(jī)合成、催化、分析化學(xué)等多種學(xué)科。綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)就是在生產(chǎn)過(guò)程始端便采用科學(xué)的預(yù)防污染措施,使整個(gè)過(guò)程以及終端形成零排放或零污染。初中化學(xué)教育正是秉承這樣的環(huán)保意識(shí),將綠色化學(xué)這一理念貫穿于教育教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí),樹(shù)立學(xué)生的綠色化學(xué)觀念,為國(guó)家培養(yǎng)新世紀(jì)所需要的新型人才。
(2)初中化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)教育的現(xiàn)狀及意義。綠色化學(xué)教育理念是一種新型教育理念,在化學(xué)教育中還處于初始滲入階段。從目前的初中化學(xué)教育來(lái)看,開(kāi)展的綠色化學(xué)教育時(shí)間并不長(zhǎng),許多化學(xué)教師對(duì)綠色化學(xué)理念也不甚了解,因而在教學(xué)中滲入綠色化學(xué)理念還顯得比較困難,甚至有教師認(rèn)為開(kāi)展綠色化學(xué)教育是一種毫無(wú)意義的教育活動(dòng)。同時(shí),部分初中化學(xué)教師的思想觀念還未得到轉(zhuǎn)變,教師自身環(huán)保意識(shí)不強(qiáng),對(duì)于綠色化學(xué)的新理念和新要求在化學(xué)教育教學(xué)中不夠重視,抑或在教學(xué)實(shí)踐中,不能將綠色化學(xué)理念與自身的教學(xué)方式和素質(zhì)教育進(jìn)行有效結(jié)合,教學(xué)效果不佳。
當(dāng)前,我們正處于一個(gè)隨處可見(jiàn)化學(xué)品的世界里,食品添加劑、汽車(chē)燃料、清潔洗滌等物品,都存在著大量的化學(xué)添加劑。雖然這些化學(xué)物品給人們的生活帶來(lái)極大的方便,卻也給環(huán)境造成了一系列的負(fù)擔(dān)?,F(xiàn)如今,環(huán)境污染嚴(yán)重是一個(gè)全球化問(wèn)題,教育教學(xué)秉承可持續(xù)發(fā)展觀引入綠色化學(xué)教育理念,對(duì)剛接觸化學(xué)啟蒙的初中學(xué)生推廣綠色化學(xué)成果,是初中化學(xué)教育的重要課題,對(duì)社會(huì)發(fā)展亦有著重要意義。
二、如何在初中化學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念
(1)以教材為基本滲透綠色化學(xué)意識(shí),樹(shù)立學(xué)生環(huán)保觀念。初中化學(xué)教師在最初就需要將綠色化學(xué)理念引入課堂,從教材入手滲透綠色化學(xué)意識(shí),將綠色化學(xué)理念貫穿于整個(gè)化學(xué)教育過(guò)程。
首先,要確立綠色化學(xué)思想。在化學(xué)課堂之初,教師就應(yīng)該明確提出綠色化學(xué)的概念、意義及作用,讓學(xué)生充分了解綠色化學(xué)對(duì)社會(huì)及環(huán)境帶來(lái)的益處,才能確立學(xué)生的彩色化學(xué)思想。同時(shí),綠色化學(xué)思想還是化學(xué)教師應(yīng)該具備的基本素質(zhì)之一,教師加強(qiáng)自身綠色化學(xué)意識(shí),才能有效地將這種思想傳遞給學(xué)生。
其次,在教學(xué)過(guò)程中融入綠色化學(xué)意識(shí)?;瘜W(xué)課堂是學(xué)生接受知識(shí)主要場(chǎng)所之一,教師能夠通過(guò)課堂教學(xué)將知識(shí)直接而高效地灌輸給學(xué)生。因此,教師在教學(xué)中,應(yīng)該積極研究綠色化學(xué)內(nèi)容和課本知識(shí)的有效整合,盡可能地發(fā)揮課堂教學(xué)的有效性,將環(huán)保思想、綠色理念、環(huán)境知識(shí)融入課堂,讓學(xué)生充分了解到綠色化學(xué)的重要性和實(shí)效性。在初中化學(xué)中也涉及許多相關(guān)內(nèi)容,如“自然界中的水”這一章節(jié)中涉及愛(ài)護(hù)水資源、水資源凈化等相關(guān)環(huán)境問(wèn)題。在這一章節(jié),正好可以指出,我國(guó)是一個(gè)水資源相對(duì)缺乏的國(guó)家,工業(yè)三廢和生活污水的排放都嚴(yán)重破壞了我國(guó)水資源環(huán)境。還可以結(jié)合“赤潮”現(xiàn)象和“水俁病”等事件,形象且直觀地讓學(xué)生了解綠色化學(xué)的重要性,同時(shí)又能夠加深學(xué)生綠色環(huán)保意識(shí)。同時(shí),教師還可以認(rèn)真發(fā)掘教材中與綠色化學(xué)相關(guān)的知識(shí),有效地為化學(xué)教育作補(bǔ)充。例如,在學(xué)習(xí)“我們周?chē)目諝狻边@一章節(jié)時(shí),可以滲透諸多關(guān)于大氣污染與防治的知識(shí)。另外,還可以借助網(wǎng)絡(luò)資料等,與學(xué)生一起討論環(huán)境與化學(xué)的關(guān)聯(lián),加深學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)理念的理解。
第三,課后開(kāi)展綠色化學(xué)教育活動(dòng)。在課后,舉辦與綠色化學(xué)為主題的活動(dòng),能夠讓學(xué)生在實(shí)踐中更深刻地體會(huì)綠色化學(xué)理念。比如,開(kāi)展適合初中生的自來(lái)水消毒劑成分調(diào)查、參與附近水質(zhì)檢測(cè)酸堿性檢測(cè)、測(cè)定雨水PH值、廢物回收利用等活動(dòng)。同時(shí),教師還可以組織關(guān)于綠色化學(xué)的一些演講活動(dòng)來(lái)宣傳綠色文化。
(2)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課也應(yīng)該注重綠色化學(xué)理念的滲入,教師在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)從節(jié)約能源、減少污染的角度出發(fā),利用盡可能少的化學(xué)實(shí)驗(yàn)物品獲得最好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液和廢渣等進(jìn)行有效處理,將可以再利用的廢液或廢渣進(jìn)行分類(lèi)回收。如:在“二氧化碳的制取與性質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)過(guò)程所產(chǎn)生的廢酸液可用來(lái)中和廢堿液。在試驗(yàn)中要充分利用無(wú)毒、無(wú)害的原料,以減少向環(huán)境排放廢物,引導(dǎo)學(xué)生充分利用身邊的用品作為實(shí)驗(yàn)原材料,如利用雞蛋殼和白醋制取二氧化碳,注射器可以在某些試驗(yàn)中代替膠頭滴管。
總之,“綠色化學(xué)”已經(jīng)成為當(dāng)前化學(xué)教學(xué)研究的重要課題,初中階段滲透綠色化學(xué)理念,有利于學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題的重視,有助于為國(guó)家培養(yǎng)新世紀(jì)所需要的新型人才。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:環(huán)境污染;治理;綠色化學(xué);滲透途徑
一、綠色化學(xué)的產(chǎn)生背景
20多年前,傳統(tǒng)的化學(xué)化工作為生產(chǎn)主力,秉承著“先污染后治理”的原則發(fā)展了多年以后,隨之而來(lái)的問(wèn)題終于一發(fā)不可收拾,傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中排放了大量的有毒有害物質(zhì),企業(yè)已無(wú)法承受沉重的環(huán)保費(fèi)用,這需要國(guó)家大力研發(fā)從源頭上減少和消除污染的工具。因此環(huán)境保護(hù)和治理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、資源的有效開(kāi)發(fā)利用和人類(lèi)的健康安全等一系列問(wèn)題迫切需要人類(lèi)創(chuàng)新出新的理論和技術(shù)手段。綠色化學(xué)作為環(huán)境友好化學(xué),在解決環(huán)境污染問(wèn)題上的作用是不容小覷的。在這種大背景下,在初中化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行綠色化學(xué)教育對(duì)于學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和綠色化學(xué)理念的形成,是十分有必要的。
二、綠色化學(xué)的基本概念和具體特點(diǎn)
綠色化學(xué)又稱(chēng)環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無(wú)害化學(xué)、清潔化學(xué),使用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或者消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用,按照綠色生產(chǎn)的原則,具有的特點(diǎn)是:(1)充分利用資源和能源,采用無(wú)毒、無(wú)害的反應(yīng)物;(2)操作反應(yīng)過(guò)程中使用無(wú)毒無(wú)害的反應(yīng)物以減少向環(huán)境排放廢物;(3)提高原料利用率,使所有原料在反應(yīng)中都被消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”;(4)生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境有保護(hù)作用、對(duì)社區(qū)安全的和對(duì)人體健康的產(chǎn)品。
三、初中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念的途徑
綠色化學(xué)理念的基本概念和綠色化學(xué)的特點(diǎn)應(yīng)用于初中化學(xué)教學(xué)中有哪些途徑?在化學(xué)課程中綠色化學(xué)理念怎樣得到滲透?針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)綠色化學(xué)教育的現(xiàn)狀,在本文中,將從化學(xué)課堂教學(xué)中的學(xué)習(xí)方法、化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的布置安排及課下習(xí)題等方面,對(duì)初中化學(xué)教學(xué)如何滲透綠色化學(xué)理念、通過(guò)什么途徑、采取何種措施等方面進(jìn)行探討。
(一)結(jié)合課本內(nèi)容,開(kāi)展綠色化學(xué)教學(xué)
學(xué)生接受新知識(shí)的能力越來(lái)越強(qiáng),化學(xué)也是,這就要求教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容精確把握,在課堂上將綠色化學(xué)理念穿插到每個(gè)知識(shí)點(diǎn)中。課上要理論聯(lián)系實(shí)際,針對(duì)現(xiàn)在大氣、土壤等方面存在的普遍問(wèn)題對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),灌輸綠色化學(xué)的理念,讓他們對(duì)空氣污染、溫室效應(yīng)、白色污染等問(wèn)題有更生活化的認(rèn)識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生善于思考和觀察的能力,引導(dǎo)他們關(guān)注社會(huì)環(huán)保問(wèn)題,并將社會(huì)問(wèn)題與日常知識(shí)點(diǎn)集合起來(lái)研究,激發(fā)學(xué)生的求知欲和解決實(shí)際問(wèn)題的欲望。
(二)以“課上常提問(wèn),課下勤思考”的方式開(kāi)展教學(xué)
為了加深學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí),課上對(duì)學(xué)生提出化學(xué)相關(guān)的、生活化的問(wèn)題,布置作業(yè)讓學(xué)生自行解決,無(wú)論是通過(guò)查閱資料還是求助親友的方式,目的是鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的能力和善于發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的能力。例如:課上出題,日常生活中為什么要購(gòu)買(mǎi)無(wú)磷洗衣粉?為什么農(nóng)業(yè)部禁止使用敵敵畏,BBT等仿效優(yōu)越的農(nóng)藥?日常生活中的廢電池該如何讓處理?第二節(jié)課再公布答案。這些問(wèn)題學(xué)生通過(guò)查閱資料等方式基本可以解決,這樣一方面可以學(xué)習(xí)到許多前言東西,熟練掌握查閱技術(shù);另一方面,又可以從生活瑣事中獲得化學(xué)知識(shí),了解使用無(wú)毒無(wú)害制劑,平常注意節(jié)約自然資源,防止環(huán)境污染,用所學(xué)知識(shí)來(lái)為保護(hù)環(huán)境打下良好基礎(chǔ)。
(三)在實(shí)驗(yàn)課中開(kāi)展綠色化學(xué)教育
化學(xué)作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),日常實(shí)驗(yàn)課程必不可少,實(shí)驗(yàn)的重要性包括(1)使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶印象深刻,培養(yǎng)學(xué)生思考和動(dòng)手能力,使學(xué)生扎實(shí)掌握化學(xué)知識(shí)。(2)反應(yīng)物是實(shí)驗(yàn)必需品,教導(dǎo)學(xué)生選擇過(guò)程中必須注意無(wú)毒無(wú)污染,從源頭控制環(huán)境污染(3)反應(yīng)過(guò)程可能會(huì)產(chǎn)生廢氣或者廢料,進(jìn)而造成的較嚴(yán)重的污染,這時(shí)候可對(duì)學(xué)生布置作業(yè),要求他們進(jìn)行更為環(huán)保的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),引導(dǎo)他們掌握更多甚至是并未環(huán)境改造做出努力(4)實(shí)驗(yàn)盡量避免大型實(shí)驗(yàn),一方面可節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品,另一方面又可減少污染。
四、總結(jié)
環(huán)境污染的治理任重道遠(yuǎn),綠色化學(xué)的蓬勃發(fā)展作為最有效的方法,需要在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念才能夠取得持久進(jìn)步。學(xué)??梢栽谌粘=虒W(xué)中及課外時(shí)間中將綠色化學(xué)的觀念慢慢滲透,可以通過(guò)組織綠色化學(xué)知識(shí)點(diǎn)答題賽、綠色化學(xué)主題征文或者傳統(tǒng)工業(yè)利與弊的辯論賽等多種方式增加學(xué)生的積極參與。作為人類(lèi)靈魂的工程師應(yīng)該走在時(shí)代前沿為祖國(guó)的花朵引導(dǎo)方向,掌握更多的綠色化學(xué)在日常教學(xué)中的滲透方法為我國(guó)環(huán)境改善竭盡全力。
參考文獻(xiàn):
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隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步,人類(lèi)面臨巨大的環(huán)境問(wèn)題,可持續(xù)發(fā)展非常重要。綠色化學(xué)的觀念符合人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的要求,近十年來(lái)發(fā)展迅速。綠色化學(xué)涉及有機(jī)合成、工業(yè)催化、分析化學(xué)、生物化學(xué)等領(lǐng)域與學(xué)科,其中有機(jī)合成對(duì)于人類(lèi)具有不可估量的意義。從早期的有機(jī)試劑、藥物、塑料到近代的維生素、激素、色素、抗生素、高分子材料以及各種具有特殊性能的現(xiàn)代材料都是有機(jī)合成的產(chǎn)物,當(dāng)今國(guó)計(jì)民生的各個(gè)方面都離不開(kāi)有機(jī)合成產(chǎn)品。在有機(jī)合成中應(yīng)用綠色化學(xué)的思想,能夠節(jié)約資源并防止環(huán)境污染,從根本上改變傳統(tǒng)的有機(jī)合成理念。
二、有機(jī)合成教學(xué)現(xiàn)狀
我國(guó)大學(xué)教育不斷發(fā)展,各高等院?;瘜W(xué)系專(zhuān)業(yè)劃分得更細(xì),培養(yǎng)人才的綜合素質(zhì)更高。高等院校的有機(jī)合成課程是化學(xué)、生物、藥學(xué)等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課之一,是最能體現(xiàn)綠色化學(xué)思想的一門(mén)課程。1998年中國(guó)科技大學(xué)首先把綠色化學(xué)單獨(dú)作為一門(mén)課程[1],現(xiàn)在開(kāi)設(shè)綠色化學(xué)課程的高校越來(lái)越多,但是作為綠色化學(xué)課程最重要組成部分的綠色有機(jī)合成化學(xué)的教學(xué)發(fā)展緩慢。目前大多高等院校使用的教材沒(méi)有根本性的改革,依然使用在傳統(tǒng)教材基礎(chǔ)上改版的教材,缺少綠色化學(xué)的思想?,F(xiàn)行各種教材反映的內(nèi)容只是從有機(jī)合成的合理性、簡(jiǎn)便性方面考慮,并沒(méi)有注意反應(yīng)的原料、催化劑、溶劑和最終產(chǎn)品是否無(wú)毒無(wú)害,反應(yīng)過(guò)程中的廢棄物是否盡可能少等綠色化學(xué)原則。Anastas等[2]提出12條關(guān)于綠色化學(xué)的原則,用來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、生產(chǎn)過(guò)程、最終產(chǎn)物是否綠色,其中最基本的原則就是原子經(jīng)濟(jì)性原則;采用無(wú)公害的原料;無(wú)公害的反應(yīng)條件;終產(chǎn)物環(huán)境友好。綠色化的有機(jī)合成化學(xué)教學(xué)正是我國(guó)教育發(fā)展最需要的教學(xué),在教學(xué)中貫穿綠色化學(xué)的思想,讓每個(gè)學(xué)生都有綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的概念。綠色化學(xué)新技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用,能培養(yǎng)適合我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀的綠色化學(xué)工作者,并為以后我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展輸送高素質(zhì)的人才。
三、有機(jī)合成綠色化教學(xué)的策略
(一)貫穿原子經(jīng)濟(jì)性原則
在有機(jī)合成課程課堂教學(xué)過(guò)程中,會(huì)講到許多基本有機(jī)反應(yīng),這時(shí)就應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的思想,首先要在基本的合成反應(yīng)中體現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)性原則。原子經(jīng)濟(jì)性就是反應(yīng)分子中的原子全部進(jìn)入最終產(chǎn)品,沒(méi)有任何副產(chǎn)物[3]。原子經(jīng)濟(jì)性與有機(jī)合成反應(yīng)產(chǎn)率不同,產(chǎn)率是目標(biāo)反應(yīng)產(chǎn)物的生成量和原料中某一組分加入量的比值。當(dāng)原料和產(chǎn)物由幾個(gè)組分組成時(shí),某一產(chǎn)品的產(chǎn)率再高,它仍存在其它副產(chǎn)品,沒(méi)有達(dá)到廢物“零排放”的要求。例如,Wittig反應(yīng)產(chǎn)率較高,一般可達(dá)80%以上,但Wittig試劑的較少部分被利用到產(chǎn)物中,其余都成為副產(chǎn)物。所以,Wittig反應(yīng)的原子利用率低,原子經(jīng)濟(jì)性很差??梢?jiàn),應(yīng)使用產(chǎn)率和原子經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)概念作為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),才能實(shí)現(xiàn)更“綠色化”,更有效的化學(xué)合成反應(yīng)。
有機(jī)反應(yīng)中最常見(jiàn)的主要包括4類(lèi):重排反應(yīng),取代反應(yīng)、消除反應(yīng)和加成反應(yīng)等,重排反應(yīng)和加成反應(yīng)基本屬于原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng),而有些反應(yīng),如取代反應(yīng)和消除反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性則不一定高,另外,成鍵周環(huán)反應(yīng),如Diels-Alder反應(yīng),[2+2]、[3+2]環(huán)加成反應(yīng)屬于原子經(jīng)濟(jì)性的,而氧化-還原反應(yīng)類(lèi)型很多,不能用“原子經(jīng)濟(jì)性”來(lái)衡量,只是化學(xué)氧化還原反應(yīng)一般有毒,而電氧化-還原反應(yīng)對(duì)環(huán)境更友好。除了對(duì)這些學(xué)過(guò)的反應(yīng)進(jìn)行歸納總結(jié)外,還可向同學(xué)們介紹一些綠色新反應(yīng),如:Ene反應(yīng)(雙烯合成)類(lèi)似Diels-Alder反應(yīng),反應(yīng)通式為:
X=Y=C=C,C=O,C=S,N=O,N=N等。
金屬?gòu)?fù)分解反應(yīng)(RCM 反應(yīng))是一種過(guò)渡金屬催化反應(yīng),反應(yīng)通式為:
R=芳香基、烷基、芳香雜環(huán);
R1=H,COOR,烷基
X=O,NCOOR,NTs,NSO2PH
DO(DEt)2,SO2PH,SO3PH,SOPH
EWG=吸電子基,如-COR,-CHO,-CN,-COOR
以上的各反應(yīng)都是綠色化學(xué)的基本反應(yīng),在講課的過(guò)程中就應(yīng)該貫穿綠色化學(xué)的基本思想,讓學(xué)生在對(duì)比中明白綠色化學(xué)的概念,讓學(xué)生在今后的工作學(xué)習(xí)中都有綠色化學(xué)的概念,在合成某些產(chǎn)品時(shí)盡量用原子經(jīng)濟(jì)性來(lái)衡量整個(gè)反應(yīng)過(guò)程。
(二)原料與產(chǎn)物無(wú)公害
1.盡量用無(wú)毒無(wú)害的原料
綠色化學(xué)基本原則中包括原料無(wú)公害,在設(shè)計(jì)有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)時(shí)就應(yīng)該尋找安全有效的反應(yīng)原料,進(jìn)而得到功效卓著而無(wú)毒無(wú)害的產(chǎn)品。例如:合成聚氨酯時(shí),傳統(tǒng)的方法一般要采用光氣作為原料,而光氣是可致命的劇毒氣體。新的綠色化學(xué)合成方法則完全不使用光氣,不僅消除了劇毒原料光氣的使用,并且反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物是水,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,同時(shí)解決了兩方面的問(wèn)題,整個(gè)聚氨酯合成的實(shí)驗(yàn)更加接近綠色化學(xué)。
如:亞氨基二乙酸二鈉的合成也可以改變?cè)希苊馐褂眉兹?、氫氰酸紫等劇毒原料?/p>
NH3+2HCHO+2HCN NCCH2NHCH2CN
由以上反應(yīng)方程式可以看出,傳統(tǒng)方法合成亞氨基二乙酸二鈉的步驟要繁瑣,要用到HCHO、HCN劇毒物質(zhì),還要用到NH3,并且產(chǎn)物不能轉(zhuǎn)化完全,對(duì)環(huán)境的污染較大。新的合成方法簡(jiǎn)單,只需要在銅催化劑的條件下就能直接合成出亞氨基二乙酸二鈉,副產(chǎn)物是H2,對(duì)環(huán)境的污染也較小。在講課過(guò)程中可以將多種有機(jī)合成方法進(jìn)行對(duì)比分析,找出最符合綠色化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的合成原料與產(chǎn)物,讓學(xué)生充分的理解綠色化學(xué)的基本原則。在學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程中,要應(yīng)用最綠色的有機(jī)合成方法,降低實(shí)驗(yàn)室對(duì)環(huán)境的污染與對(duì)學(xué)生身體的危害。
2.利用可再生資源為原料
在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)過(guò)程中,利用可再生的原料可以減少對(duì)環(huán)境的污染并符合經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。例如:用氧化法合成己二酸(ADA),傳統(tǒng)方法合成已二酸的實(shí)驗(yàn)通常用致癌物質(zhì)苯或苯酚作原料,在原料上就不符合綠色化學(xué)的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)學(xué)生的身體健康有一定的危害。新的合成工藝可以直接用葡萄糖合成出,并且葡萄糖能夠通過(guò)植物的光合作用直接得到,使原料的成本降低,并且合成的工藝簡(jiǎn)化對(duì)環(huán)境污染減少。這種符合綠色化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的新合成方法可以應(yīng)用在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。
3.設(shè)計(jì)更安全的產(chǎn)品
有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該考慮合成出產(chǎn)物是否有毒,盡量通過(guò)通過(guò)改變和修飾有毒物質(zhì)的結(jié)構(gòu),消除其“致毒反應(yīng)”[4]。例如:聯(lián)苯胺是很好的染料中間體,但具有極強(qiáng)的致癌作用,可以對(duì)其分子結(jié)構(gòu)加以改造,變?yōu)槎一?lián)苯胺,既保持了染料的功能,又消除了致癌性。
在設(shè)計(jì)具有特定功能的化學(xué)產(chǎn)品時(shí),還應(yīng)考慮它能否降解,要使其降解,也可通過(guò)在分子結(jié)構(gòu)中入特殊功能團(tuán)來(lái)促使其降解。通過(guò)水解或者光解使大分子結(jié)構(gòu)變成可以生物降解的基團(tuán)。
(三)研究安全有效的反應(yīng)條件
在有機(jī)合成的基本反應(yīng)中,除了考慮反應(yīng)原料及產(chǎn)物的綠色化外,還要注意反應(yīng)過(guò)程中所用的催化劑和溶劑的綠色化。通過(guò)催化劑與溶劑的改變,改善整個(gè)反應(yīng)條件,使整個(gè)合成反應(yīng)安全有效。
1.尋找安全有效的催化劑
在常見(jiàn)的有機(jī)合成反應(yīng)中所用的催化劑大多為硫酸、三氯化鋁,三氟化石朋等酸性催化劑,這類(lèi)酸催化反應(yīng)都是在均相條件下進(jìn)行,對(duì)設(shè)備腐蝕作用大,并且容易形成酸霧、廢酸液污染環(huán)境,危害人體健康。目前解決的方法是使酸催化劑負(fù)載化或均相催化劑的多相化。在工業(yè)中可以采用的方法是用固體酸如酸性白土、混合氯化物、分子篩等代替液體酸,盡量減少酸霧的形成,并且通過(guò)一定的方法對(duì)固體酸回收,用該催化劑取代傳統(tǒng)的三氯化鋁,催化劑用量降為原來(lái)的1/10,廢棄物氯化氫的排放量減少了3/4,而產(chǎn)率增大到了70%。
2.尋找安全有效的反應(yīng)介質(zhì)
傳統(tǒng)的反應(yīng)介質(zhì)大都是有毒的有機(jī)溶劑二氯甲烷,乙腈,甲醇等不僅危害人體健康,而且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。超臨界流體(SCF)特別是超臨界二氧化碳(scCO2),超臨界(SCW,scCO2)以及水作溶劑;符合綠色化學(xué)的要求,有不少反應(yīng)已大量使用此介質(zhì),Pinacol(頻那醇)零排反應(yīng)原在液相中需要強(qiáng)酸作催化劑,而且催化劑的壽命較短,反應(yīng)速度和選擇性很低,現(xiàn)在此條件下超臨界水中不加任何催化劑下反應(yīng),速度比蒸餾條件下快100倍。Cannizzaro反應(yīng)在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)反應(yīng)條件中需使用大量的堿作催化劑,后處理步驟多,且產(chǎn)物純度較差。
一、推廣綠色化學(xué)理念的必要性
1、綠色化學(xué)理念是未來(lái)發(fā)展的方向。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí),人們忽略了環(huán)境的保護(hù),資源的珍惜,資源浪費(fèi)、環(huán)境污染、疾病傳播等等問(wèn)題的出現(xiàn)逐漸引起人們的重視。以破壞和污染環(huán)境為代價(jià)的粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式已經(jīng)不符合當(dāng)期時(shí)展的要求,綠色化學(xué)理念正是一種環(huán)保、科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的理念,是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境發(fā)展的需要。這符合當(dāng)前實(shí)際的需求,是未來(lái)發(fā)展的方向。
綠色化學(xué)的發(fā)展有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和環(huán)保理念,推廣環(huán)保行為的進(jìn)行,自覺(jué)將理論運(yùn)用于實(shí)踐中,在全社會(huì)形成保護(hù)環(huán)境,減少污染,可持續(xù)發(fā)展的風(fēng)尚。
2、利于化學(xué)的推廣和進(jìn)步。新課程教學(xué)中大量融入新化學(xué)理念,綠色化學(xué)是高中教學(xué)課程的重要目標(biāo)。在新課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中,已經(jīng)將綠色化學(xué)放在了教學(xué)的重要地位,化學(xué)課程的教學(xué)更加強(qiáng)調(diào)環(huán)境與發(fā)展的可持續(xù)性。通過(guò)綠色化學(xué)理念的傳播,培要學(xué)生的良好方法和操作,從實(shí)踐中規(guī)范日常行為,通過(guò)化學(xué)教學(xué)提高學(xué)生的實(shí)踐能力的同時(shí),減少實(shí)驗(yàn)的危害性,增強(qiáng)了安全性,在改良傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的同時(shí),探索了更先進(jìn)、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,有助于化學(xué)課程的研究和發(fā)展,有利于化學(xué)的推廣和進(jìn)步。
綠色額化學(xué)理念的推廣在客觀上刺激了現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展。有利于改良傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法,改良制作工藝,提高資源利用率和推廣無(wú)污染、環(huán)保材料的使用。在客觀上刺激了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改良升級(jí),提倡更加科學(xué)、規(guī)范、環(huán)保的實(shí)驗(yàn)。綠色化學(xué)理念的傳播,推動(dòng)了現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展和變革[1]。
二、傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)中面臨的問(wèn)題
學(xué)校條件有限,化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施簡(jiǎn)陋,規(guī)范性差。部分學(xué)校的規(guī)范性建設(shè)上較差,為了開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課而開(kāi)設(shè),沒(méi)有規(guī)范的實(shí)驗(yàn)設(shè)施條件,缺乏合格的化學(xué)老師,實(shí)驗(yàn)步驟不夠規(guī)范等等,都容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)生意外。實(shí)驗(yàn)的不規(guī)范性、不科學(xué)性,不僅影響實(shí)驗(yàn)效果的呈現(xiàn),也會(huì)造成實(shí)驗(yàn)材料的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。
傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)中對(duì)綠色化學(xué)認(rèn)識(shí)不足。傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)中,教師更重視理論知識(shí)的傳授,沒(méi)有對(duì)學(xué)生的意識(shí)、素質(zhì)的培養(yǎng)方面進(jìn)行引導(dǎo)。有的學(xué)生甚至不知道綠色化學(xué)的概念??梢?jiàn)傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)對(duì)綠色化學(xué)的認(rèn)識(shí)和重視程度不夠,沒(méi)有將這一理念貫穿于講學(xué)中,更沒(méi)有將綠色化學(xué)融入教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生對(duì)此沒(méi)有概念,綠色化學(xué)傳播范圍狹小。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)中過(guò)程中,會(huì)接觸到有毒有害物質(zhì)。傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn),缺乏綠色化學(xué)觀念,在實(shí)驗(yàn)中,對(duì)實(shí)驗(yàn)涉及的化學(xué)材料不夠重視,對(duì)有毒有害物質(zhì)的防范不夠規(guī)范,缺乏科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的制度約束。在實(shí)驗(yàn)中很容易造成受傷或危害環(huán)境的事情發(fā)生[2]。
三、如何在高中化學(xué)教學(xué)中推廣綠色化學(xué)理念
1、重視綠色化學(xué)理念,提高學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)。在高中化學(xué)教學(xué)中,將綠色化學(xué)理念滲透到高中化學(xué)教學(xué)中的各個(gè)層面,教師尤其要明確綠色化學(xué)理念的重要性對(duì)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型,減少污染、減少能耗,經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要意義。教師在傳輸知識(shí)的同時(shí),要以身作則,引導(dǎo)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際生活中要減少有害物質(zhì)的使用,使用無(wú)害環(huán)保的物質(zhì),例如減少一次性方面袋,使用可降解包裝袋等行為,倡導(dǎo)學(xué)生保護(hù)環(huán)境,保護(hù)資源。
2、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)物質(zhì)和實(shí)驗(yàn)廢棄物進(jìn)行分類(lèi)處理,嚴(yán)防環(huán)境污染。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,難免有廢棄物的產(chǎn)生,這些物質(zhì)的處理必須科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆诸?lèi)處理,可以分類(lèi)回收的進(jìn)行回收,不能回收的要科學(xué)、合理、規(guī)范的處理,嚴(yán)防環(huán)境的污染。
3、改良傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn),降低實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)的步驟和規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中不合理和不科學(xué)的地方進(jìn)行改良。對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行嚴(yán)格要求,規(guī)范化學(xué)生操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)地空間、實(shí)驗(yàn)設(shè)施、教師配備進(jìn)行嚴(yán)格要求和考量。對(duì)于危害性大和毒性較大的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行禁用和限用,能替換進(jìn)行替換。尤其危險(xiǎn)性大的實(shí)驗(yàn)必須在教師的監(jiān)控下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
4、理論與實(shí)際相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中堅(jiān)持綠色理念。引導(dǎo)學(xué)生將綠色化學(xué)理念待入生活,在生活中也使用環(huán)保、無(wú)危害的產(chǎn)品。例如使用不含氟的牙膏,使用無(wú)磷的洗滌產(chǎn)品、不使用一次方面袋、垃圾分類(lèi)回收等等。在學(xué)生意識(shí)中培養(yǎng)環(huán)保的理念,形成綠色化學(xué)的行為習(xí)慣,順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。
5、引導(dǎo)學(xué)生合理利用資源,減少資源浪費(fèi)。無(wú)論在教學(xué)中還是實(shí)際生活中,盡量減少化學(xué)材料的使用,多次循環(huán)利用,減少資源的浪費(fèi)。尤其在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,規(guī)范操作,控制好化學(xué)材料的用量和比例,根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求領(lǐng)取材料,將化學(xué)實(shí)驗(yàn)材料分種類(lèi)合理放置,將剩余材料進(jìn)行回收,減少不必要的浪費(fèi)[3]。
四、結(jié)語(yǔ)
目前我國(guó)正出處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略時(shí)期,同時(shí)我國(guó)倡導(dǎo)和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì),主張可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,綠色化學(xué)理念正是順應(yīng)這一時(shí)代要求。在高中化學(xué)教學(xué)中傳播綠色化學(xué)理念是時(shí)展的需要,也是現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的需要,也是培養(yǎng)未來(lái)新人的需要。在高中化學(xué)教學(xué)中傳播綠色化學(xué)理念,提高學(xué)生環(huán)保意識(shí),有利于在全社會(huì)形成節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的意識(shí),產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);途徑;化學(xué)實(shí)驗(yàn)
化學(xué)是一門(mén)與我們生活息息相關(guān)的學(xué)科,更是與我們生活環(huán)境的安全性相聯(lián)系的學(xué)科,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生對(duì)化學(xué)課程的理解的重要途徑,所以,綠色化學(xué)的提出是非常必要的,是人類(lèi)與自然和諧相處的重要理念。
一、什么是綠色化學(xué)
綠色化學(xué),又被稱(chēng)為環(huán)境無(wú)害化學(xué)或者是環(huán)境友好化學(xué)。通過(guò)綠色化學(xué),能夠讓我們國(guó)家的發(fā)展在剛開(kāi)始就采用了防止環(huán)境污染的手段,從而在促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)保護(hù)好我們的環(huán)境。綠色化學(xué)推動(dòng)了我國(guó)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革,強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中排放物的無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染,最終實(shí)現(xiàn)零排放。這樣的觀念深入,對(duì)于促進(jìn)我國(guó)的和諧發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
二、在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)綠色化學(xué)觀的教育途徑
1.要有效處理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的廢棄物及排放物
在我們的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中,我們一定要有效地處理實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢棄物以及排放物,通過(guò)將不同實(shí)驗(yàn)相互聯(lián)合起來(lái),可以做到上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物,這樣一來(lái),不僅能夠節(jié)約化學(xué)藥品,同時(shí)還能夠減少不必要的廢棄物的產(chǎn)生及排放,最終達(dá)到了節(jié)約資源和環(huán)保的目的,提高了學(xué)生綠色化學(xué)的意識(shí)。
2.規(guī)范學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作,提高實(shí)驗(yàn)效率
化學(xué)實(shí)驗(yàn)之所以會(huì)有浪費(fèi)出現(xiàn),主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)并非一次性就能夠成功的,而是經(jīng)過(guò)多次的探索和實(shí)驗(yàn)才能夠得到結(jié)果的。那么,這就要求我們的學(xué)生能夠掌握好正確的實(shí)驗(yàn)操作步驟,從而提高實(shí)驗(yàn)過(guò)程的精確性,提高實(shí)驗(yàn)過(guò)程的準(zhǔn)確度,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性,最終提高實(shí)驗(yàn)的效率。同時(shí),教師在安排實(shí)驗(yàn)的同時(shí)一定要合理地安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,盡可能做到實(shí)驗(yàn)室的安全性,達(dá)到綠色化學(xué)的教學(xué)目的。
3.尋找實(shí)驗(yàn)原料替代品
在我們的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中,往往會(huì)用到一些有毒、有害的化學(xué)物質(zhì),為了減少化學(xué)物質(zhì)的危害,我們可以尋找具有相同效應(yīng)的,但毒性較弱的替代品,從而提高實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全性,并同時(shí)減少實(shí)驗(yàn)中對(duì)環(huán)境的危害。
綠色化學(xué)是為了保護(hù)好我們的生活環(huán)境所提出的新概念,在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一定要滲透其理念,這樣才能夠全面提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);環(huán)保;教育現(xiàn)狀;未來(lái)發(fā)展
一、綠色化學(xué)教育的必要性及重要性
21世紀(jì)是綠色文明的世紀(jì),綠色科技將成為21世紀(jì)適應(yīng)于可持續(xù)發(fā)展要求的主導(dǎo)。不同于傳統(tǒng)科技,綠色科技具有綜合化與生態(tài)化的顯著特點(diǎn)。綠色化學(xué)正是給21世紀(jì)綠色產(chǎn)業(yè)、綠色消費(fèi)和綠色文明帶來(lái)希望的綠色科技。近幾個(gè)世紀(jì)中,已錯(cuò)過(guò)多次現(xiàn)代化發(fā)展的我國(guó),必須緊緊抓住這一機(jī)遇。這便需要千千萬(wàn)萬(wàn)具有綠色知識(shí)、懂得綠色化學(xué)技術(shù)和知識(shí)的人才堅(jiān)持不懈的努力,而綠色化學(xué)人才的培養(yǎng)離不開(kāi)綠色化學(xué)教育。
綠色化學(xué)教育是當(dāng)代學(xué)生素質(zhì)教育的重要內(nèi)容。綠色化學(xué)教育是化學(xué)教育的前沿,又是化學(xué)教育發(fā)展的必須。具有綠色化學(xué)的常識(shí),也是建設(shè)我們未來(lái)美好家園的保證。綠色化學(xué)教育是對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)教育思維方式的更新和發(fā)展。在具體教學(xué)中,應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立綠色化學(xué)的思維方式,用“5R”原則來(lái)考慮化學(xué)反應(yīng)問(wèn)題,在綠色化學(xué)教育與實(shí)踐中,化學(xué)教育必須體現(xiàn)綠色化學(xué)的新內(nèi)容,要在課程教材中體現(xiàn)綠色化學(xué)的理念,在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)中,要始終貫穿綠色化學(xué)的思想,樹(shù)立環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。
二、以高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)倡導(dǎo)綠色化學(xué)教育
1.立足顯而易見(jiàn)的綠色化學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行綠色化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)
在多種版本的化學(xué)新教材中都包含了非常明顯的綠色化學(xué)內(nèi)容,比如魯教版 《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》 教材末尾處“主題拓展從實(shí)驗(yàn)室到工廠——化工過(guò)程開(kāi)發(fā)”,不僅將實(shí)驗(yàn)室儀器與工廠設(shè)備聯(lián)系起來(lái)、將科學(xué)研究與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系起來(lái),還對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行了正面介紹。人教版 《化學(xué)2》(必修)最后一章直接以“化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用”為題目,其第二節(jié)專(zhuān)門(mén)以“資源綜合利用 環(huán)境保護(hù)”為題,本節(jié)第二部分更是以“環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)”為標(biāo)題對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行了正面介紹。教材的這種設(shè)計(jì)使綠色化學(xué)的思想更加明確化和系統(tǒng)化,教學(xué)中應(yīng)立足這些顯而易見(jiàn)的綠色化學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行綠色化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì),開(kāi)展綠色化學(xué)教育。
2.努力挖掘教材內(nèi)容潛在的綠色化學(xué)思想
教材中除了有明顯“綠色化學(xué)”提法的內(nèi)容外,還有許多內(nèi)容包含綠色化學(xué)的思想和觀念。例如,在講有機(jī)化合物塑料時(shí),以廢棄塑料的回收利用為例,讓學(xué)生討論其可能的途徑,認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)廢舊物資再生與綜合利用的作用;在講化學(xué)反應(yīng)與能量這一主題時(shí),結(jié)合燃料燃燒效率的提高、高能清潔燃料的開(kāi)發(fā)和新型燃料電池的研制,安排一些調(diào)查與交流活動(dòng),提出合理化建議。通過(guò)這樣的教學(xué)設(shè)計(jì),可以讓學(xué)生意識(shí)到資源的循環(huán)利用、能源的優(yōu)化應(yīng)用以及環(huán)境的源頭治理對(duì)可持續(xù)發(fā)展的意義。此外,還有許多可以充當(dāng)綠色化學(xué)教育素材的內(nèi)容,比如當(dāng)學(xué)習(xí)氮和硫的氧化物時(shí),讓學(xué)生討論減少大氣污染物的原理和方法;當(dāng)涉及到土壤污染、白色污染、廢水處理等內(nèi)容時(shí),讓學(xué)生討論防治方法,體會(huì)化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的意義;在介紹溫室效應(yīng)和全球氣溫變暖的主要原因時(shí),可以補(bǔ)充二氧化碳被壓縮成為超臨界流體時(shí)可以作為一種優(yōu)良的綠色化學(xué)溶劑。教學(xué)中要努力挖掘這些內(nèi)容潛在的綠色化學(xué)思想,適時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)思想和觀念的教育
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化是 《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》 的要求,也是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的要求。在不同課程模塊實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想、培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保意識(shí),也是進(jìn)行綠色化學(xué)教育可操作性最強(qiáng)、效果最明顯的途徑。
對(duì)一些實(shí)驗(yàn)成本高、危險(xiǎn)性大、污染較重的實(shí)驗(yàn),比如氨溶于水的噴泉實(shí)驗(yàn)、堿金屬銣和銫與水的反應(yīng)、爆炸實(shí)驗(yàn)、黑面包實(shí)驗(yàn)等,可以考慮通過(guò)視頻影像、flash 動(dòng)畫(huà)等手段利用計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng)加以呈現(xiàn),化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真化不使用化學(xué)原料、無(wú)毒無(wú)污染、成本低,與綠色化學(xué)思想相吻合。但仿真實(shí)驗(yàn)不能取代實(shí)際操作,一是實(shí)驗(yàn)仿真化需硬件條件支持,只適合經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、配備多媒體系統(tǒng)的學(xué)校;二是仿真不能取代實(shí)際反應(yīng),仿真也不能取代動(dòng)手操作,因其不能提供學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,與提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、推行素質(zhì)教育的宗旨相違背。但適度使用仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)于快速高效地向?qū)W生解釋實(shí)驗(yàn)原理還是非常有效的。高中化學(xué)教學(xué)中有不少實(shí)驗(yàn)采用的原料或產(chǎn)物有一定毒性,可以考慮采取封閉的方式進(jìn)行綠色化改進(jìn)。如二氧化硫、二氧化氮等的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),就可以利用醫(yī)用注射器將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為封閉實(shí)驗(yàn),防止有毒物質(zhì)逸出或滲漏。也可以把有毒氣體的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)兩套裝置合二為一,采用連續(xù)性實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì),降低有毒氣體逸出的幾率,獲取較好的環(huán)保效果。此外,實(shí)驗(yàn)中剩余藥品、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物等注意回收利用和無(wú)害化處理,不能隨意丟棄;在有氯氣、二氧化氮、二氧化硫等有毒氣體參與的反應(yīng)中,向?qū)W生強(qiáng)調(diào)尾氣處理、防止污染大氣的重要性,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為滲透綠色化學(xué)思想、培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保習(xí)慣的良好契機(jī)。
三、綠色化學(xué)教育的發(fā)展趨勢(shì)
化學(xué)教育工作者要樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的觀念,使綠色化學(xué)思想、內(nèi)容從基礎(chǔ)教育貫穿到高等教育,讓學(xué)生了解綠色化學(xué),樹(shù)立綠色意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的操作、運(yùn)用、開(kāi)發(fā)等方面,多從綠色化學(xué)的角度來(lái)思考;從綠色的角度來(lái)說(shuō),中學(xué)化學(xué)很多物質(zhì)的制取、化學(xué)工藝等等都值得重新考慮。這給改革課堂教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神提供了一個(gè)良好的契機(jī)。
綠色化學(xué)不但有重大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益,而且說(shuō)明化學(xué)的負(fù)作用是可以避免的,顯示了人的能動(dòng)性。綠色化學(xué)不是把人看成是自然的主宰者,而是看作自然界普通的一員,追求的是人對(duì)自然的尊重,人與自然的和諧發(fā)展。人類(lèi)在向自然界索取、創(chuàng)造富裕生活的同時(shí),不能以犧牲人類(lèi)自身生存環(huán)境作為代價(jià)。作為新世紀(jì)的一代,我們不但要去了解綠色化學(xué),接受綠色化學(xué),更應(yīng)為綠色化學(xué)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]孫同明.新課程理念下高中綠色化學(xué)教育研究[J].教育研究與實(shí)驗(yàn). 2009(S2)
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