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1.1綠色化學思想的含義:
綠色化學一詞最早來源于美國,主張化學研究應用與環(huán)境的友好化發(fā)展。綠色化學思想則是希望在進行化學研究或者化工生產時能夠減少污染物、提高回收利用率,降低化學工作對環(huán)境造成的不利影響,重點強調了預防化學污染而不是事后處理污染的重要性。綠色化學思想在地球環(huán)境問題日益嚴重之后得到了廣泛的認可的傳播,綠色化學思想也就此傳入不同的國家和地區(qū),滲透到不同的領域,例如化工生產領域、化學教育領域等。我國在引入綠色化學思想之后,在各方面都很重視綠色化學思想的應用,尤其是在高中化學教學中更強調了綠色化學思想的重要性。
1.2綠色化學思想的特點:
綠色化學思想盡管在不同領域應用時有著不同的表現(xiàn)形式,但是其本質思想并沒有改變,應用時也能夠體現(xiàn)出一些共同的特征,這些特征是綠色化學思想的具體表現(xiàn),主要有以下幾點:第一,使用綠色的原材料。化學教學和應用都需要用到許多化學藥品、試劑等,這些藥品、試劑的生產應該盡量選用綠色的原材料,從源頭上減少污染。第二,減少污染物排放。使用大量的化學試劑就必然存在會造成污染的物質,因此絕對不能隨意丟棄化學實驗或化工生產后的廢棄物。第三,提高回收利用率。有許多化學用品在使用之后是能夠通過其他的化學反應進行回收利用的,這樣能夠有效減少污染,節(jié)約資源。
2綠色化學思想在高中化學理論教學中的應用
2.1通過綠色化學思想滲透加強環(huán)保意識培養(yǎng):
我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展需要下一代來繼承,對于高中生的環(huán)保思想的培養(yǎng)更是重要。因此,綠色化學思想在高中化學理論教學中最主要的應用之一就是加強對學生的環(huán)保意識的培養(yǎng)。學生通過了解綠色化學思想和綠色化學實踐知識,能夠在學習過程中養(yǎng)成良好的思想風格,考慮到環(huán)保條件。通過這種滲透的思想教育逐步提高對學生環(huán)保意識的養(yǎng)成。
2.2實現(xiàn)科學理論教學與素質培養(yǎng)的結合:
綠色化學思想在高中化學教學中不僅僅是作為教學指導思想,更是可以將理論教育與素質教育結合起來,培養(yǎng)學生的綜合素質。例如,學生在學習煤、石油等自然資源,除了能夠了解其化學特性以及相關化學反應之外,還能夠聯(lián)系當前能源使用現(xiàn)狀進行思考,了解節(jié)約能源的重要性,培養(yǎng)學生對人與自然關系的思考。通過綠色化學思想的應用,能夠使得學生建立更加高層次的思想水平,提高綜合素質。
3綠色化學思想在高中化學實驗教學中的應用
高中化學是一門實驗教學,學生通過實驗更好地掌握化學知識,同時,實驗教學也是綠色化學思想在教學中應用的具體體現(xiàn),按照綠色化學思想的指導對高中化學實驗進行改造或改善,能夠直接地讓學生感受到綠色化學思想的重要作用。
3.1減小實驗規(guī)模:
高中化學實驗教學應該加強微型化發(fā)展,即盡可能選擇更少的試劑、更少的資源進行實驗教學。這是綠色化學思想的一種具體應用體現(xiàn),通過將化學實驗微型化,在保證學生掌握實驗方法的基礎上可以更好地做到節(jié)約化學資源、提高教學效率。減小實驗規(guī)模并不是說輕視實驗教學,反而是要將有限的實驗資源盡可能高效地利用起來,不僅體現(xiàn)了綠色化學思想,也能夠幫助教學。
3.2對實驗進行綠色化改造:
高中化學教學實驗有的可能會產生一些污染甚至是有毒物質,除了學生需要了解某些試劑的化學性質和特點以外,老師可以指導學生對實驗進行合理的綠色化改造。例如,在“自燃”這一化學實驗中,以前進行演示實驗采用的是白磷和二氧化硫這兩種試劑,這兩種試劑本身就屬于有毒試劑,同時在進行實驗后會產生一種叫做五氧化二硫的環(huán)境污染物。后來在綠色化學思想倡導下,高中化學教材實驗普遍都對這個實驗所使用的試劑進行了改變,采用無毒的鎂粉和石英粉末,這兩種物質反應后會產生硅化鎂,再與水反應后會產生SiH4氣體,這種氣體在與空氣接觸后就可以出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。這樣將實驗改造后,可以減少對有毒試劑的使用,并且減少污染物的排放。在實際的化學實驗教學中,除了教材上已經進行過改造的實驗,老師還可以帶領學生進一步思考和探索實驗的改善方法,這樣不僅能夠提高實驗教學效率,更能加強學生對于綠色化學思想的理解。
3.3學習實驗物品處理:
高中化學實驗教學往往只重視實驗本身,而忽視了對于實驗物品的處理,在綠色化學思想的指導下,學生有必要了解如何對實驗物品進行處理。例如實驗反應物的分類處理,要考慮剩余的反應物是否能夠重新使用;對于實驗的生成物,要考慮是否有毒、是否有污染,生成物是否能夠進行回收利用,如果不需要了應該用怎樣的方式進行處理再丟棄;最后還應該考慮實驗使用的器材,例如試管、燒杯等的清潔,防止有毒反應物遺留。這樣的實驗物品處理的教學既能夠提高學生的綠色化學意識,更能讓學生學習到更多的化學實驗相關的重要知識,有效提高學生的實驗教學綜合素質。
4結束語
【關鍵詞】綠色化學思想 實際教學 改革
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)24-0146-02
隨著我國科學技術的迅猛發(fā)展,社會的發(fā)展也面臨著嚴重的環(huán)境污染問題。環(huán)保意識的提升,能有效地減少社會發(fā)展進程中污染行為的產生。在現(xiàn)代教育體系當中,綠色化學將是今后化學教學的主旋律。化學學科具有一定的實踐性和科學性,并且隨著社會環(huán)境問題的突出,越發(fā)使得綠色化學思想在實際化學教育當中體現(xiàn)出重要作用。此外,利用化學的手段進行污染源的有效治理,促進社會的可持續(xù)發(fā)展,為我國經濟的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。
一 綠色化學的概述
1.綠色化學思想產生的背景
綠色化學的提出最早起源于發(fā)達國家,具體表達方式是化學學科與環(huán)境之間的一種友好關系。隨著現(xiàn)代社會工業(yè)產業(yè)的逐漸發(fā)展,環(huán)境污染問題逐漸突出。綠色化學思想的應用中體現(xiàn)的是針對工業(yè)生產涉及的相關產業(yè)所產生的污染進行及時治理。大力提倡綠色理念,對于工業(yè)產生的廢棄物進行回收并且再利用,同時使用化學手段進行工業(yè)生產原理的相關改進,減少污染源的產生。
2.綠色化學思想的特征
綠色化學思想有著具體特征,其在具體的實施中追求的是最大限度地節(jié)省能源,并且在實際的生產中盡量使用綠色無污染材料,即做到零污染是綠色理念發(fā)展的最高要求。綠色化學思想在實施當中有著以下三個特征:(1)保證原材料無污染。原材料的無污染能夠有效地減少有害化學產品的產生,為自然環(huán)境的清潔提供保障;(2)嚴格控制廢棄物排放?;瘜W生產當中會產生相當多對自然環(huán)境有污染的廢棄物,綠色化學在具體實施中體現(xiàn)的是零排放標準;(3)保證化學產品的可回收。可回收是綠色理念的重要體現(xiàn),在實際的發(fā)展當中,化學產品廣泛存在于我們的生產、生活中,保證其可回收利用能有效節(jié)約社會資源,體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理念。
二 綠色化學思想在化學教學中的意義
1.綠色化學思想在化學教學中的具體應用,能增強學生的環(huán)保意識
在進行化學知識的講解中,應重視綠色化學思想的傳播,使學生對于現(xiàn)代環(huán)境污染的嚴重性有所了解。通過對環(huán)境中的具體污染問題進行介紹,使學生能夠深層次地了解生活當中存在的化學污染問題,增強對于環(huán)境的保護意識。
2.綠色化學思想的具體實施,能提升教師對于綠色化學教學的深層理解
現(xiàn)代的實際教育中,教師在教學當中由于教學知識要求的提升,無形中忽視了綠色環(huán)保理念的滲透,造成了教育資源的浪費,綠色化學思想的出現(xiàn),能使得教師進行自省,并對自身的行為進行反思,進而在實際的教學中能更重視綠色化學理念的具體實施,提升自身的綜合素質,保證教育事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
總之,綠色化學思想在實際的化學教學中有著重要的意義,教師重視綠色化學理念的實施,提升學生對于綠色化學的理解水平。通過對學生的課后作業(yè)的合理布置,將綠色化學的理念加入其中,提升學生的思考能力以及探索能力,對未來化學教育的開展有著重要的指導意義。
三 綠色化學思想在中學化學教學中的滲透方式
中學教材當中體現(xiàn)的綠色化學教育知識相對較少,這對實際的教學有著很大的影響,所以需要教師自身總結,并結合實際的教育現(xiàn)狀,分析出綠色理念的意義。在實際教學過程中,教師可以通過以下方式向學生進行綠色化學思想的滲透。具體措施如下:
1.在教學設計中滲透綠色化學思想
在實際的應用中,教師應重視實踐課程的實施。化學教育本身就是實踐性較強的學科,將綠色理念與實踐相結合,能夠有效地提升教育水平。在實際的化學教學中,教師可利用情境模式以及課外實踐的方式進行教學。如在進行二氧化碳的理論課程講解過后,可以與學生進行實踐互動,使用固定的容器對室外的空氣進行采集、收集,并且通過相應的實驗分析空氣中的各成分具體含量,與標準含量進行比較,分析空氣當中的某些氣體超標現(xiàn)象,提升學生的實踐能力以及動手能力。通過綠色化學思想在教育中的具體實施,促進環(huán)保意識的提升。
2.在化學實驗教學中滲透綠色化學思想
化學教學當中涉及相當多的實驗,教師可以充分利用實驗進行綠色化學思想的滲透。這也是學生對于綠色化學思想理解的最直觀的方式。具體的實施方法如下:
第一,實驗中應注意規(guī)范性。實驗是化學教學中的重要組成部分,所以在進行化學實驗的過程中,應使學生重視操作的規(guī)范性。教師可通過實驗現(xiàn)象的教學分析,對其中涉及的重要理念進行講解,從而使得學生在實驗當中理解綠色化學思想的具體實施過程。同時通過對實驗過程中產生的廢棄物的及時處理,教導學生可以對化學廢棄物進行分類回收來提升其使用效率,加深學生對實驗的理解。
第二,實驗中應注意試劑的使用量?;瘜W設計的實驗相對較多,并且在實際操作當中溶劑的使用量較大。因此,改變傳統(tǒng)的實驗方式,將大容量的試管進行處理顯得尤為重要。在達到實驗效果的同時節(jié)省了實驗試劑的使用量。即實驗“微型化”,這樣既能減少實驗費用,又能降低排廢量,減少污染,更能縮短實驗時間且安全可靠。怎樣才能實現(xiàn)實驗“微型化”呢?教師可以使用微型化學實驗儀器,減少試劑在器皿上的附著量。如教材中濃硫酸的性質實驗,以前使用的是試管,新教材改用點穴板,這樣效果更明顯,還節(jié)約了藥品。當然微型化學實驗不是常規(guī)實驗的簡單微縮,也不是對常規(guī)實驗的補充,它是在綠色化學思想下用“預防化學污染”的新實驗思想、新方法和新技術對常規(guī)實驗進行改革和發(fā)展的必然結果。
第三,實驗中應注意操作及裝置的改進。通過科學改進化學實驗,減少環(huán)境污染。所謂科學改進實驗,就是指在教材中提供的原有實驗的基礎上對該實驗操作、實驗裝置進行改造,在保證實驗方法更加合理化、實驗目標更加清晰的前提下,力求在源頭上消除污染。如銅與濃、稀硝酸的反應性質實驗,按照教材的實驗操作,將會產生一定量的二氧化氮或一氧化氮,危害師生身體健康,污染大氣環(huán)境,如果從綠色化學的角度出發(fā),將此實驗進行改進,即在注射器內完成上述性質的實驗,反應最終所得的生成物二氧化氮可用氫氧化鈉溶液吸收。這樣既可明顯地觀察到現(xiàn)象,掌握銅與濃、稀硝酸反應的實質,又能避免二氧化氮或一氧化氮的逸出,從而消除氮氧化物對環(huán)境的危害。
3.在習題教學中滲透綠色化學思想
習題教學是課堂教學的重要環(huán)節(jié),它是幫助學生掌握和鞏固所學知識、技能的重要手段。習題教學不僅可以開發(fā)學生的智力,還能使學生在習題中了解科技動態(tài),學以致用,培養(yǎng)良好的科學態(tài)度。
例:(重慶理綜)某興趣小組設計出如圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應”的實驗,以探究化學實驗的綠色化。
(1)實驗前,關閉活塞b,試管d中加水至浸沒長導管口,塞緊試管c和d的膠塞,加熱c,其目的是___________。
(2)在d中加適量NaOH溶液,c中放一小塊銅片,由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸,c中反應的化學方程式是__________。再由a向c中加2mL蒸餾水,c中的實驗現(xiàn)象是___________。
(3)下表是制取硝酸銅的三種方案,能體現(xiàn)綠色化學理念的最佳方案是_________,理由是__________________。
(4)該小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性:KMnO4>Cl2>Br2,操作步驟為 ,實驗現(xiàn)象為 ,但此實驗的不足之處是__________。
解析:(1)通過氣體的熱脹冷縮來檢驗裝置的氣密性。(2)由a向c中加2mL蒸餾水后硝酸濃度變稀,反應速率降低,銅與稀硝酸反應生成NO,所以氣體顏色逐漸變淺。(3)比較表中三種方案,銅與濃硝酸、稀硝酸反應除生成硝酸銅外,還生成污染環(huán)境的有毒氣體NO2、NO,且耗酸量大,所以方案丙最好。(4)依據題中所給信息,首先KMnO4氧化HCl生成Cl2,然后再用Cl2氧化Br-,所以裝置c是制取氯氣,裝置d是Cl2氧化Br-。
要實施綠色化學教育,教師必須有強烈的綠色意識,然后將具體的試題巧妙而生動地滲透到教學過程中,這樣學生在學習知識的過程中,就自然地產生了保護環(huán)境、實踐綠色化學思想的行動。
目前,綠色化學以其關注自然、環(huán)境、人類生存與發(fā)展的人文情懷及先進理念,已贏得了世人的廣泛關注。教學中,我們應深入鉆研新教材,挖掘其中的“綠色”閃光點,積極地宣傳綠色化學思想,并將這一思想融入我們的課堂教學及實驗教改中,只有這樣,才能真正培養(yǎng)出具有科學素養(yǎng)及人文精神的人才。
參考文獻
[1]李軍、王小風、楊淑瓊.綠色化學實驗教學的研究[J].實驗技術與管理,2002(1):40~42
【關鍵詞】高中化學;綠色化學;實踐探索
隨著科學技術的進步,給環(huán)境帶來沉重的壓力,環(huán)境污染已經設計到人類生存的各行各業(yè)中了,問題日漸嚴重。其中化工污染成為環(huán)境污染的災害之一,也是重中之重;生活化學的污染也逐漸突出,嚴重影響生態(tài)平衡。高中化學教程中,為學生灌輸綠色化學的思想,提升學生對生態(tài)環(huán)境的保護意識。綠色化學是為了改善化工生產過程中所帶來的有害物質的產生和傳播,切斷污染源,從源頭上降低對環(huán)境的污染和破壞。做到從我做起,加強學生的主人翁意識。
一、高中教材中的“綠色化學”的影響
1.教學中增強學生的環(huán)保意識
環(huán)境的保護需要一代又一代人的努力去實現(xiàn),因此對高中生環(huán)保意識的培養(yǎng)是非常重要的。所以在高中化學教學中使用綠色化學思想能夠不斷強化學生對環(huán)境保護的認識,潛移默化的培養(yǎng)了環(huán)保的意識。通過綠色化學思想在化學課堂上的體現(xiàn)和具體的實踐,使學生能夠慢慢培養(yǎng)良好的習慣,進而在生活中時刻考慮到環(huán)保的要求,加強對自我的約束。從而將綠色化學思想滲透在高中化學中,能夠增強學生的環(huán)保意識,為我國環(huán)保事業(yè)的進一步發(fā)展奠定堅實的基礎。
2.提高了學生的綜合素質
綠色化學思想不僅僅是一種指導思想,更是一種人文教育的體現(xiàn);應用到高中化學的教學中還能夠實現(xiàn)素質教育和理論教育的結合,進而提高學生的綜合素質。在高中化學的學習中有很多關于資源和能源的綜合利用,而綠色化學思想能夠引導學生對能源和資源使用現(xiàn)狀以及對環(huán)境造成的污染進行思考,從而探究提高能源利用率的方法,認識到節(jié)約能源和資源合理運用的重要性,進一步引發(fā)對自然和人之間相互模式的探討。通過這個過程,不斷的提高學生的思想水平和對社會、自然的關心,進而提高自身的綜合素質。
二、綠色化學的應用
1.手動試驗教學
在化學實驗過程中,使用小劑量的實驗儀器,減小試劑的使用量,采用無毒無害的環(huán)保材料,降低實驗過程中污染物的排放,減小化學實驗對環(huán)境所造成的各項影響。指導學生按照綠色化學的方向去思考問題并解決問題,用綠色化學的方式操作實驗,廣泛推行綠色化學。在教學題材上,進行綠色化學的指導,不單把理論知識放在第一,更重要的是點出環(huán)保意識在實踐中的滲透性。試驗中做好實驗記錄,讓學生從剛剛接觸的試驗中,通過動手知道化學物質的反應所帶來的污染原理,對于有些高危實驗則可以利用計算等方式來推演,加深學生對知識結構的理解。在實驗過程中貫穿實施綠色化學的思想。教會學生理論知識的同時,還要讓學生學會使用發(fā)現(xiàn)性思維模式來學習綠色化學,了解物質結構和化學原理,清楚地認識到生活中化學現(xiàn)象出現(xiàn)的原因,讓化學服務于生活。使學生在往后的學習和工作道路中,做到綠色出行,把環(huán)境保護放到第一位。
2.通過學習多媒體技術實現(xiàn)綠色化學教學
科學技術的發(fā)展極大的促進了教學方式的創(chuàng)新,多媒體技術在教學領域的應用不僅能提高教學的效果,也能實現(xiàn)教學方式的綠色化。在高中化學的實驗中,有很多實驗是具有危險性、污染性的,但是學生由需要了解實驗過程。單純依靠老師對實驗過程的描述很難達到教學的效果,因此利用多媒體課件,為學生播放實驗過程的視頻,不僅能吸引學生的注意力,加強對實驗過程中知識的理解和掌握,還能實現(xiàn)教學的綠色化,減少因為實驗造成的污染和危害。例如在做稀釋濃硫酸時,中學生往往容易錯誤地把水倒入濃硫酸錯誤地操作了實驗的操作步驟。由于濃硫酸的密度比水大,如果稀釋時添加順序顛倒,那么水會浮在水面上,又由于濃硫酸溶于水放出大量的熱,足以使水沸騰,所以容易出現(xiàn)液體飛濺的情形。對此,我們可以用多媒體的形式將錯誤的實驗步驟演示出來,既避免學生受到,又能起到讓學生了解的效果,從而達到教學目的。
隨著科技的進步,生態(tài)環(huán)境被逐步的破壞,人類才意識到環(huán)境保護的重要性,使得綠色化學趨向成熟。把綠色化學滲透到教育行業(yè),提高學生環(huán)境保護意識,有效利用資源物質,深刻認識綠色化學對我國經濟可持續(xù)發(fā)展的重要性。
參考文獻:
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[2]馬志成.高中綠色化學課程建設的初步設想[J].內蒙古師范大學學報(教育科學版).2013(08)
[3]羅茂華.淺談高中綠色化學的教學策略[J].中學生數(shù)理化(學研版).2013(08)
關鍵詞:綠色化學思想;高中化學實驗;實踐
隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建設的步伐越來越快,生態(tài)環(huán)境遭到了嚴重的破壞,霧霾、酸雨、水土流失的問題嚴重。身為高中生的我們,正處在青春期的叛逆階段,對家長和教師存在著逆反心理。高中化學實驗是化學教學中的重要內容,在化學教學活動中融入綠色化學思想,將化學實驗綠色化,減少化學實驗對環(huán)境的污染。
一、綠色化學的概念
“綠色化學”理念是在人們生活環(huán)境受到越來越嚴重的污染時產生的,隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化,人們開始重視綠色生態(tài)環(huán)保的問題。工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,以及一些工業(yè)廢氣和化學實驗對環(huán)境的污染問題比較嚴重?;瘜W實驗會產生很多的有毒物質,對環(huán)境和人們的身體健康都有很大的危害。綠色化學是利用現(xiàn)代化技術將化學實驗中對環(huán)境污染嚴重的不良化學工藝和流程去除,最大化的減少化學實驗中有毒物質的產生,為建設更加生態(tài)環(huán)保、安全健康的社會環(huán)境提供保障。目前,我國的綠色化學思想還在萌芽階段,有關綠色化學的化學實驗也在研究和討論中。高中教育階段的學生已經具備了很多的化學理論知識,教育者在開展化學實驗活動時可以結合學生的學習能力,向學生滲透綠色化學的思想、理念,將環(huán)境保護意義植入學生的腦海中。身為高中生的我們,在身心發(fā)展階段具有差異性、階段性、不平衡性和互補性,我們在學習化學知識的過程中,也會進行很多的化學實驗。將綠色化學思想融入到化學實驗中可以在化學源頭上解決環(huán)境的污染問題,重視綠色化學在化學生產中的重要性。
二、綠色化學思想在化學實驗中的實踐
(一)在化學實驗課堂中融入綠色化學思想
高中化學課堂是滲透綠色化學思想的主要場所,教育者在日常的教學活動中利用化學理論知識,向學生灌輸綠色化學理念,使學生能夠更加的了解綠色化學的概念。例如在“原電池”章節(jié)的學習中,滲透綠色化學的知識可以使學生能夠明白廢棄電池對環(huán)境、土壤的危害性,在生活中注意對垃圾進行分類,將廢棄的電池放在不可回收的垃圾桶內,減少電池對環(huán)境造成的污染。教育者在“氮的固定”章節(jié)的教學過程中,可以向學生介紹和分析最普遍的三種固氮方式:人工化學固氮、雷雨閃電固氮、豆科植物的生物固氮,分析這三種固氮的原理和特性,對這種三種方式進行比較和研究,使學生能夠明白人工固氮、雷雨固氮對環(huán)境都會產生一定的污染?;瘜W課堂中有很多教學內容中都包涵著綠色化學理念,教育者應該合理運用課堂優(yōu)勢,在理論知識內容中融入綠色化學思想,開展有利于學生成長的教學活動。
(二)在化學實驗中進行綠色化學思想設計
化學的實踐性很強,高中教育階段的化學教學活動中大部分的內容都需要與化學實驗相結合,在化學實驗中驗證化學的原理。新時代背景下,教育者應該注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與實踐能力。提高學生的化學實驗動手能力,使學生正確掌握化學實驗的精神,使用正確的方式進行化學實驗。在傳統(tǒng)的化學實驗中,實驗過程和實驗產物對環(huán)境都會造成一定的影響,教育者應該學習和接收新的教學理念,利用綠色化學思想對化學實驗課程進行設計與創(chuàng)新。在傳統(tǒng)實驗中有很多設計不合理的地方,有些實驗方案和實驗結果對環(huán)境產生的污染比較嚴重,對化學實驗進行改進,推廣微型實驗。微型實驗是將化學實驗中的實驗試劑減量,通過減少實驗試劑的方法來減少有污染的實驗產物產生。比如:在進行硫燃燒的實驗中,化學教材中指示取0.5g的硫粉作燃燒試劑,在微型實驗中我們可以只取0.1g作為實驗試劑,大大地減少了二氧化硫產生?,F(xiàn)階段的化學實驗應該結合當代的實際情況來進行,在化學實驗中使我們每個人都能擁有綠色化學思想,將保護環(huán)境作為自己的事情。
(三)合理使用計算機、多媒體技術
隨著互聯(lián)網的逐漸普及,信息技術與網絡技術快速發(fā)展,在教學中使用多媒體技術已經成為了當代教學的主要趨勢。多媒體技術可以將化學的教學內容與圖片、視頻、音頻等結合在一起,豐富教學的內容,提高學生的學習興趣。計算機技術可以進行仿真實驗,傳統(tǒng)的化學實驗會消耗大量的藥品與試劑,對水資源和空氣環(huán)境都有一定的污染,使用計算機、多媒體技術可以減少對昂貴、有毒試劑的使用,直接在電腦上模擬實驗,既可以直觀地看到實驗過程和效果,又能減少一些不必要的浪費。例如:電解飽和食鹽水的實驗會產生大量的氯氣,我們缺乏對離子的移動內容的理解,老師使用了三維動畫后,在微觀的角度為我們詮釋了微粒的運動,在大屏幕上顯示出了兩極的變化,個人覺得仿真實驗比真實實驗的效果要好。
三、結語
“綠色”代表著環(huán)保、健康、生態(tài),綠色化學思想在近幾年的化學課程中得到眾多教育者和學生的重點關注。為了國家的可持續(xù)發(fā)展和城市文明建設,我們在化學實驗課程中使用綠色化學思想,將綠色化學的價值和意義體現(xiàn)出來。在新的時代背景下,教育者應該不斷學習新的教學理念,提高自己的文化修養(yǎng)與專業(yè)技能,這樣才能為我們開展更加科學、有效的教學活動。高中生也會在不斷的學習和成長過程中,將綠色化學思想落實到每一項化學實驗中,從小事做起,為保護國家的生態(tài)環(huán)境貢獻一份力量。
參考文獻:
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在講述教材的過程中要與綠色化工原理結合起來,以化工生產中某種物質的作用為切入點,在此基礎上尋找可替代的更加環(huán)保的藥品進行同樣的操作,達到同樣的目的.通過對比兩種不同藥品產生相同作用的過程中對環(huán)境的破壞程度,凸顯綠色工藝優(yōu)勢,讓學生選擇比較環(huán)保的方式.例如,在講述氯氣的用途及化學性質時,可與雙氧水在漂白紙漿過程中進行對比,雙氧水在漂白的時候不會產生有毒有害物質,而氯氣則產生對環(huán)境不利的物質,在此基礎上,學生自然會明白實際生活中造紙工業(yè)中使用雙氧水而不用氯氣的原因.在講述金屬的時候,可講述不同金屬對人體的危害、粗放型的礦產資源開采方式給我們的國家經濟利益和環(huán)境造成的危害,并向學生講述正確的開采利用方式,使學生在以后的生活中貫徹綠色理念.
二、在實驗教學中踐行綠色理念
1.大力推行微型實驗
微型實驗是在滿足獲取化學信息的前提下,對實驗進行重新設計,旨在利用較少的化學藥品和較小的裝置就能得到相同的實驗效果.微型實驗中的化學藥品用量為常規(guī)用量的百分之一甚至千分之一,這樣可大幅減少實驗排放物對環(huán)境的污染程度,改善實驗室環(huán)境,而且操作比較簡便、節(jié)約實驗成本、保護學生身體健康和實驗環(huán)節(jié),同時可以達到教學目標,代表綠色化學思想的發(fā)展方向.例如,微型實驗中的儀器可利用身邊的廢舊物品自制而成,可用塑料吸管替代移液管、用小玻璃瓶制作酒精燈、用片劑鋁塑包裝板制作點滴板,用一次性針管針頭聯(lián)合內加小玻璃珠的乳膠管制成酸堿滴定管.還可將啟普發(fā)生器、容量瓶等微型化.在設計實驗內容時,可將實驗過程經過重新設計,將實驗技術、儀器和方法相似或相近的實驗改進同時進行,將某些實驗的廢棄物可作為另一個實驗原料的兩個實驗串聯(lián)進行,從而節(jié)約藥品和時間.
2.規(guī)范實驗操作步驟
在進行實驗教學過程中,對于裝置的連接、試劑的選擇、藥品的稱量、實驗生成物的傾倒等都要嚴格規(guī)范操作規(guī)則,從而達到減少實驗事故和環(huán)境污染、節(jié)約能源和藥品的目的.例如,在進行實驗前要認真檢查裝置的氣密性,防止有毒氣體泄漏;在處理“三廢”時,要嚴格按照無害化處理后再排放,防止污染環(huán)境;在聞氣體時不要敞開容器口,防止氣體浪費;為避免人體受傷害,一定要在通風櫥中進行揮發(fā)性較強物質的實驗;在點燃易燃氣體前一定要驗純;在制乙烯時一定要將碎瓷片放入反應混合液中,稀釋濃硫酸時要防止暴沸;配制銀氨溶液時,要隨配隨用等;而且對于氫氣和氧氣的爆鳴實驗要加以改進,防止對學生造成傷害;通過規(guī)范實驗操作,培養(yǎng)學生的綠色化學和安全意識.
3.正確處理剩余藥品和廢液
實驗結束后要正確處理剩余的藥品和廢棄液體.根據國家排放標準可采取的處理廢棄物方法有燃燒、分解、回收循環(huán)利用、吸收和中和等.做完實驗后,教師應引導學生把酸堿鹽等給累廢渣廢液分別倒入相應回收容器,將銅、鋅、鐵、鋁等金屬片放到指定的地點進行回收利用,除此之外,減少環(huán)境污染也可通過增加尾氣吸收裝置實現(xiàn).例如,在做濃硫酸脫水實驗中,可用水槽液封濃硫酸和蔗糖產生的刺激性氣體,減少其排向空氣中的量,減少污染;在制取氯氣時,可用氫氧化鈉溶液吸收向上排氣法剩下的多余氯氣.而對重金屬廢液進行處理,一般通過回收的方法實現(xiàn)實驗末端處理的綠色化.在處理生成的廢棄物時統(tǒng)一處理,減少對環(huán)境的二次危害.
三、在課外活動中延伸綠色理念
1.開展綠色化學專題活動
除了課堂進行教材知識講解和做化學實驗培養(yǎng)學生的綠色化學理念,還應該開展各種綠色化學專題活動,激發(fā)學生探索綠色化學的興趣.例如,可通過邀請化學方面的專家來學校舉辦綠色化學知識講座、向學生宣傳綠色化學的科普知識.同時,在平常的板報活動中,鼓勵學生將化學中與環(huán)保有關的知識設計在板報中進行宣傳教育.化學組教師可合作舉辦化學文化節(jié),設置關于綠色化學方面的問題舉辦競賽活動、讓學生設計與化學有關的綠色環(huán)保產品等,在全校形成宣傳效果.也可組織學生對周邊生活的區(qū)域進行參觀調查,對周圍的鋼鐵廠、造紙廠、污水河進行參觀,使學生了解其生活環(huán)境的實際情況并了解化工生產過程,鼓勵其利用自己學過的知識解決生活中遇到的實際問題,提升其綠色化學意識.也可鼓勵其參與環(huán)境問題,揀拾白色垃圾、拒絕一次性東西的使用、告別塑料袋、回收廢舊電池等.
2.設計實踐性調研課題
教師利用假期等時間安排具有實踐性的調研課題,讓學生走向生活,發(fā)現(xiàn)生活中運用綠色化學的方法.通過對本地區(qū)生活垃圾的處理、分類及回收等問題進行調研,提出解決的方法.首先要設計調查問卷,然后對班級學生進行分組,安排組長帶領本組人員進行調查.包括家用洗衣粉品牌及主要化學成分、廢舊電池的處理方法、買菜時采用的包裝物材質、生活污水的排放和處理等,根據對所調查與化學有關的生活數(shù)據進行分析,利用所學的化學知識分析其采用的物質及對其的處理方法對環(huán)境的作用,調動其學習化學的積極性,樹立綠色化學理念.
四、結語
筆者認為在化學實驗中應從以下幾方面體現(xiàn)“綠色化學”。
一、在思想上樹立化學實驗綠色化的觀念
“綠色化學”它不同于“環(huán)境化學”, 它是一門從源頭上阻止污染的化學。從環(huán)境的治理到綠色化學思想的提出,是人類對如何解決環(huán)境問題在認識上的一次飛躍。綠色化學實驗是在“綠色化學”的思想指導下,用預防化學污染的新思想、新方法和新技術,對常規(guī)實驗進行改革而形成的化學實驗的新方法。新課程教科書的編寫非常重視化學實驗的綠色化,增加了很多環(huán)境保護的知識,也刪除了一些毒害性較大的實驗。因此我們在平時的教學活動中,要注意在教學的各個步驟對學生進行化學實驗綠色化思想的滲透,通過各種不同途徑,如研究性學習、地方課程、課外興趣小組等讓學生體驗化學實驗綠色化,讓每一位學生都能樹立綠色化學觀念和環(huán)境保護意識。
二、藥品改進
只要有可能,實驗過程中使用對人類健康和環(huán)境無毒或毒性很小的物質。例如:用三氯化鐵溶液代替稀硝酸清洗銀鏡反應的試管;用“直溜汽油”代替“苯”進行有關的萃取實驗。有一些反應產物可以循環(huán)使用,如Cu2(OH)2CO3加熱分解的產物CuO收集起來可作“酸的通性”實驗的原料之一,而“酸的通性”實驗的產物CuSO4又是“質量守恒定律”實驗的原料,“質量守恒定律”的實驗產物Cu(OH)2懸濁液中通入CO2又可產生Cu2(OH)2CO3,這樣循環(huán)不僅使化學試劑得到充分利用,節(jié)約了成本,而且對環(huán)境保護做出了貢獻。但也有一些反應產物不值得回收,也不可直接倒入水池或排入下水道,至少需要對實驗產物作無害化處理。如廢酸可用石灰乳或碳酸鈉等中和反應后埋入地下,含汞廢液可用硫化鈉生成硫化汞沉淀等等。
三、推廣使用微型化學實驗
微型化學實驗(microscale laboratory簡寫為M.L.)是一種在微型化的條件下對化學實驗創(chuàng)新性變革的新技術和新方法,就是盡可能用少的藥品來獲取最有效的實驗信息。微型化學實驗具有減少污染、現(xiàn)象明顯、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點。雖然化學教材中的實驗基本上規(guī)定的試劑用量都已經是克量級,但考慮到一個班級、一個學校有這么多的學生要做實驗,如果每個學生在能夠保證實驗效果的基礎上減少用量,不僅可以減少藥品的浪費外,還可以減少對環(huán)境的污染。
四、妥善處理好化學實驗中的廢棄物
化學實驗產生的廢水、廢氣、廢渣等都會對周圍環(huán)境造成不同程度的污染。如果我們對這些廢棄物進行合理利用,不僅可以減少對環(huán)境的污染,還可以變廢為寶。
對于廢液的處理,實驗室應建有專門的廢酸槽和廢堿槽。在實驗操作中,要要求學生,每次實驗完畢后的廢液,一定要按指定處傾倒。一段時間后,將其進行中和達到規(guī)定的PH值后再進行排放。對于含貴重金屬的廢液,要經化學處理回收后再排放。嚴禁廢液隨意胡亂傾倒。比如做了銀鏡反應后,試管中的銀鏡用稀硝酸清洗后的廢液可集中收集起來,可以回收其中的貴重金屬銀。
對于廢氣的處理要做好尾氣的吸收或回收再利用。對于CO還原氧化銅實驗中剩余的CO可以通過點燃使生成CO2的方法除去,對于Cl2等有毒氣體的制取,要用相應的試劑進行除尾。
五、合理有效地利用計算機多媒體
常規(guī)的、傳統(tǒng)化學實驗不可避免地消耗許多藥品和大量的水資源,尤其是對一些昂貴、有毒(如苯、苯酚等)試劑的實驗,采用計算機多媒體系統(tǒng)進行仿真實驗顯得尤為重要。一般重點放在充分利用現(xiàn)有條件下的網絡信息資源素材庫和教學軟件中,根據不同的教學情況和需要,有的直接使用,有的根據該實驗的特點,加以增、刪、改后使用,其次通過集體共謀,自己設計制作課件。采用多媒體教學的實驗往往有以下特點:1.對實驗毒性很大,產生氣體污染嚴重的,如:氯氣的制取、除雜、干燥、性質、尾氣處理的綜合實驗。2.對反應需要一定速度和時間的,如:Cl2和H2混合光照爆炸很難觀察到過程,而且有一定的危險性。3.對需分析化學原理的,如:電解飽和食鹽水的實驗,會產生氯氣,同時學生對離子的移動缺乏理解,如果用電腦三維動畫從微觀的角度詮釋微粒的運動,并顯示兩極的變化,效果比實驗好。
“化學實驗綠色化”就是在滿足教學要求的前提下,設計的化學實驗徹底消除或盡量減少使用和產生有害物質,從源頭上消除化學實驗對環(huán)境和人類健康的負面影響?;瘜W實驗綠色化的目的是,改變只要有化學實驗就會產生環(huán)境污染的現(xiàn)狀,從綠色化學的角度研究化學實驗,盡量減少化學實驗對環(huán)境的污染。綠色化學實驗是化學教學中實施創(chuàng)新教育的重要內容和必要保證。
參考文獻
[1]林美鳳 高中化學實驗綠色化的探索.中學生數(shù)理化(教研版)[J],2009,(9),12-13。
一、高中化學教學中滲透綠色化學思想現(xiàn)狀
1.實驗教學方式傳統(tǒng).在傳統(tǒng)的高中化學教學中,教師主要是按照課本的知識框架進行講解.學生對于課本知識的掌握效果比較差,而且不能積極主動地去思考問題.特別是針對于課本提及較少的綠色化學思想,教師基本會簡略講解,不作重點解釋,這就造成學生不予重視的學習心理.大部分教學還是停留在理論上,學生在實驗過程中缺乏經驗,不懂綠色化學的基本常識和三廢的處理辦法.這種傳統(tǒng)模式,不利于提高學生的動手能力,也不利于培養(yǎng)學生的綠色化學思想.
2.綠色化學器材設備不全.教學資源十分有限,化學實驗器材的購置比較少,缺乏微型化學、綠色化學思想的指導,化學設備比較老化保守,對于化學用品的浪費比較嚴重.例如,對于二氧化硫、二氧化氮等有害氣體的處理裝置比較少,沒有專門的尾氣吸收裝置.在具體的實驗操作過程中,對于實驗過后留下的固體、液體和氣體不能得到合理利用,浪費了化學材料的同時,容易引起環(huán)境污染,危害師生的身體健康.
3.教材關于綠色化學知識比較少.在高中化學教材中,沒有設立專門章節(jié)進行綠色化學的講解,主要是對化學元素、實驗材料和操作流程的說明.在非金屬元素章節(jié)中,有一部分內容是關于綠色化學思想的,可以將銅和硫酸反應制硫酸銅的兩種方法進行比較,分析各自實驗過程和實驗結果的優(yōu)劣.讓學生加入自己的想法積極地進行討論.在實驗過程中,教師應體現(xiàn)綠色化學思想,引導學生進行思考,改進實驗方法,重新進行流程設計.這種方法,可以提高學生的學習效率,加深學生對綠色化學的理解.
二、高中化學教學中滲透綠色化學思想策略
1.設計并配備綠色化學實驗裝置,藥品利用綠色化.例如,在利用甘蔗制取蔗糖時,可以減小糖水的濃度,選取少量的甘蔗進行實驗,在實驗過程中貫徹綠色化學思想.減少實驗素材的使用,自然可以減少化學污染,節(jié)約化學成本.再者,可以通過改善實驗設備,減少化學物質的使用,如使用微型的點滴管、蒸餾管等,對實驗流程進行重新設計與改進.例如,“SO2的制備和性質”實驗,就可以改善實驗裝置,利用多媒體投影儀放大實驗效果,使學生能夠充分觀察實驗過程和實驗成果.這種綠色環(huán)保的操作方法,不僅能夠培養(yǎng)學生的綠色化學思想,而且保護了師生的身體健康.
2.在實驗教學中滲透綠色化學理念,培養(yǎng)學生的綠色化學意識.增大綠色化學教學比例,將傳統(tǒng)化學與綠色化學進行對比講解和實驗.通過對比和講解,讓學生體會到傳統(tǒng)化學教學與綠色化學教學的差別.滲透綠色化學思想,還是要從化學課程本身抓起,改變傳統(tǒng)的化學課程,減少理論課程的教學,增加講解、宣傳綠色化學知識的機會,提倡用有機綠色化學材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學材料,讓學生了解綠色化學思想的重要性,并且將理論與實踐相結合,讓學生在實驗中掌握綠色化學思想方法,學會處理實驗過程中產生的廢氣、廢水、廢渣,提高學生的動手能力和解決問題能力.例如,做好尾氣吸收處理裝置,可以用U型管連接堿溶液吸收酸性氣體尾氣.采取實驗封閉式體系,在實驗過程中,減少對室外環(huán)境的污染,還可以對廢液進行二次處理,節(jié)約化學成本,這些實驗過程都體現(xiàn)綠色化學思想.