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一、綠色化學理念的內涵和意義
1.綠色化學理念的內涵
綠色化學,又稱環境無害化學,是研究和沒計沒有或只有盡可能少的環境副作用,并在技術上、經濟上可行的化學品和化學過程的科學。其基本內涵包括:
(1)樹立可持續發展觀。它是指人口、經濟、社會、資源和環境協調發展。
(2)樹立綠色化學價值觀。人類對環境價值的認識或者說觀念、看法、觀點可以稱之為環境價值觀。
(3)樹立化學科學發展觀。以人為本,全而、協調、可持續的發展觀,促進經濟社會和人的全面發展。
(4)樹立環境和諧道德觀。環境道德觀念是人類傳統倫理道德觀念的繼承和發展,是一種人類與環境和諧相處的新道德觀念,是人類有史以來環境意識發展的最高階段[1]。
2.綠色化學理念的價值和意義
綠色化學理念注重控制化學污染源,減少或消除有害物質,提高原料的使用率和副產品的再利用,實現污染的預防。因此,綠色化學更關注人對自然的尊重及人與自然的和諧關系。
綠色化學理念要求我們在化學教育教學中以綠色意識為指導,用化學的技術、原理和方法去消除對人體健康、安全和生態環境有毒有害的化學品,去發展新的、對環境更友好的化學,以防止化學污染;而且要讓年輕的一代了解綠色化學、接受綠色化學、為綠色化學做出應有的貢獻[2]。
二、探索實施綠色理念教學路徑
1.在教學中樹立綠色化學意識
1997年國家科委主辦了以“可持續發展問題對科學的挑戰――綠色化學”為主題的第 72界香山科學會,宣告了我國綠色化學的研究和開發工作正式步入正軌。這也為廣大化學教育工作者轉變教育指導思想提出了新的課題。面對這個課題要求我們教師在授課時要樹立綠色化學的理念:
(1)在化學概念上建立與綠色化學一致的概念。從環境保護角度介紹環境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(選學)等概念,在介紹概念的同時還分析有關污染的成斟和污染物的主要來源及危害。
(2)從元素化合物知識內容的編排中已體現的綠色化學理念引到學生。應從綠色化學的角度有重點地給學生介紹有毒物質的性質、使用、保存。
(3)在物質工業生產制造的介紹中滲透綠色化學觀點。如在工藝流程中都采取了循環操作,這樣可以節省資源、提高原料的利用率。
2.結合“原子經濟性”設計綠色化學反應
綠色化學的核心內容之一就是原子經濟反應,即充分利用反應物中的各個原子,既能充分利用資源,又能防止污染。根據這種思想,我們在化學實驗中,可根據化學原理設計最合理的反應途徑,選最合適的反應物,探討最佳反應條件,使反應物全部轉化成產物,而無副產物或廢物生成[3]。例如,要求學生以銅、硫酸、水、空氣為原料,設計化學反應制取硫酸銅.并且用綠色化學的觀點分析哪種方法最佳。學生主要設計出下列兩種方案:
實驗如下表進行:
方案 CuSO4 Cu H2SO4 SO2 原子利用率
(1) 2mol 2mol 4mol 2mol 160/(160+64+36)=61.5%
(2) 2mol 2mol 2mol 0 320/(320+36)=89.9%
分析上表可知,從理論上制取2mol硫酸銅,方案(1)消耗硫酸的量最多,生成的污染物最多,原子利用率低。方案(2)消耗硫酸的量最少,沒有污染環境的SO2氣體產生,原子利用率高達89.9%,是最佳的方案。
3.在高中化學實驗教學中貫徹綠色化學觀點
綠色化學要求實驗應遵循五條綠色原則:一是開發綠色實驗。如實驗室用H2O分解制代替KClO3解法;二是防止實驗過程中尾氣、廢物等對環境的污染,實驗中有危害性氣體產生時要加強尾氣吸收,對實驗產物盡可能再利用等;三是在保證實驗效果的前提下,盡量減少實驗試劑的用量,使實驗小型化、微型化;四是對于危險或反映條件苛刻、污染嚴重或儀器、試劑價格昂貴的實驗,可采用計算機模擬化學實驗或觀看實驗錄像等辦法;五是妥善處置實驗產生的廢物,防止環境污染。
三、在實踐活動中進行綠色化學教育
(1)建立綠色化學實驗小組。教學資源較好的學??山M織有興趣的學生進行微型實驗操作,做無害化研究、環保化學試驗,進行綠色科技活動,收集有關綠色化學的資料。
(2)開展綠色化學專題活動,培養綠色化學意識。如:舉辦綠色化學知識講座,舉辦各種形式的綠色化學競賽,創設學校綠色植物園。
(3)設計研究性學習課題,鼓勵學生積極參與。如:調查本地區固體廢棄物的主要分類和回收價值;調查廢舊電池是如何處理的以及回收廢舊電池的意義價值,等等。
通過上述綠色化學教學的滲透,既能培養學生自我獲取新知識的能力,又能鍛煉學生綜合運用知識的能力及動手能力。每位化學教師都要結合具體的教學任務這個載體,充分利用新教材中的綠色化學素材,聯系化學發展的新成就,注重學生的興趣特點,隨時隨地都展開綠色化學教育,使學生了解綠色化學原理、樹立綠色化學意識,實現綠色化學教育的目標。
參考文獻
[1] 劉青生. 如何在高中化學實驗教學中滲透綠色化學理念[J]. 考試周刊,2009(9):212
1 綠色化學的現代內涵
綠色化學(GreenChemistry)概念從一提出來,就明確了它的目標,是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大程度地節約能源,在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。它的過程為零排放和零污染,具體內涵體現在五“R”上。
1.1減量一Raduclion“減量”是從省資源、少污染角度提出的,包括二層意思:(1)減少資源用量,在保證產量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉化率,減少損失率;(2)減少“三廢”排放量,主要是減少廢氣、廢水及廢渣(副產物)排放量,特別是排放廢水量必須降低到一定標準以下。在我國的臺灣,連實驗室廢水排放都制定有嚴格的標準。
1.2重復使用一Reuse重復使用不僅是降低成本的需要,也是減廢的需要。諸如化學工業過程中的催化劑、載體等,從一開始就應考慮有重復使用的設計。
1.3回收一Recycling回收可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求,回收包括:回收未反應的原料,回收副產物(含“三廢”),回收助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑?;瘜W工業產生中的循環操作程序就是一種常見的回收方式。
1.4再生一Regeneration再生是變廢為寶、節省資源能源、減少污染的有效途徑。它要求化工產品生產在它設計的開始,就應考慮到有關原材料的再生利用,特別高分子材料的再生顯得尤為重要。
2 現行中學化學教材的綠色化學觀綠色化學。對我國廣大化學工作者、化學教育工作者來說,或許還是一個新概念。但他們所從事的環境保護、環境教育工作。微型化學實驗研究和用品開發工作。都做到了與綠色化學要求的高度一致。甚至在現行中學化學教材中也充分體現了綠色化學觀。
2.1建立了與綠色化學相一致的概念現行初高中化學教材從不同角度建立了與綠色化學內涵相一致的基本概念。從環境保護角度介紹了環境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(選學)等概念,在介紹概念的同時還分析了有關污染的成因和污染物的主要來源及危害。從減量、減廢的角度介紹了循環操作、交換劑再生、催化劑中毒等概念。
2.2工業化學滲透了綠色化學觀點中學化學教材中的工業化學內容雖然較為分散也不系統,但都不例外地合理滲透了綠色化學觀點,這些觀點主要體現在:(1)為了省資源、提高轉化率和原料利用串,在工業合成氨、氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸、侯氏制堿法等工藝流程中都采取了循環操作(氧化);(2)為了防止或減少環境污染的發生,氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸工藝中都設立了尾氣處理裝置,并介紹了尾氣回收的方法及回收物的利用;(3)為了防止催化劑中毒,使催化劑重復使用,合成氨、氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸都要求對原料氣、爐氣進行凈化。另外,教材還介紹了電鍍工業中采取無氰電鍍,乙炔制乙醛中使用非汞催化劑的原因。
2.3實驗內容充分體現了綠色化學原理在中學化學課本的編制和修訂過程中,有關實驗內容安排也充分體現了綠色化學原理:(1)對常見實驗的固液試劑的取用給出了限量要求;(2)在教材修訂時刪除了有一定危險或危害的硫化氫和苯磺酸制備實驗;(3)介紹了聞氣體的方法;(4)強調了實驗中常見的事故避免、應急處理等;(4)介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;(6)在新編初中化學課本中引入了減量、減廢的微型化學實驗;(7)NO、NO2等有危害的制備實驗只安排在實驗室中進行;(8)在氯化氫、氯氣等制備實驗中強調了尾氣的處理辦法。
2.4有關物質的內容編排中,考慮到了綠色化學因素課本在有關元素化合物、有機化合物的內容編排中從綠色化學角度有重點地介紹了有毒物質的性質、使用、保存等:(1)介紹了氯氣、硫化氫、氟氣、氟化氫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、劇毒物質的毒性及使用方法,甚至用黑體字寫出加以強調;(2)在選學內容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗滌劑的功與過介紹等。
3 綠色化學與中學化學教育教學現代社會生活、經濟發展呼喚綠色化學。綠色化學的新觀點、新思想也需要及時向社會傳播。中學化學教育工作者理當承擔起這個義務與責任。
如何在中學化學教育教學的過程中體現綠色化學思想,在潛移默化中對學生進行綠色化學觀點的教育呢?
(山東中醫藥大學 藥學院,山東 濟南 250000)
摘 要:化學實驗教學改革的重要內容之一就是實驗教學綠色化,通過對實驗的研究和設計實現減少對環境的污染,是可持續化發展的必要選擇.本文就綠色化學概念、意義、原則等方面,淺析高校綠色化實驗的必要性,并初步探討了如何實施綠色化學實驗.
關鍵詞 :實驗教學改革;綠色化學實驗;環境保護
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(2015)02-0222-02
化學是一門以實驗為基礎的自然學科,但在實驗中由于藥品用量大、危險性大和使用一些易揮發、易燃、有毒的試劑很難避免對人體產生危害、對環境造成污染.在全球環境問題日益嚴峻化的現在,珍惜資源和保護環境是人類面臨的重大課題.自20世紀80年代明確提出的綠色化學,是具有明確社會需求和學科目標的新的、重要的交叉學科,近年來受到更多的高校重視[1].綠色化學實驗正是在此要求下,按照預防化學藥劑造成環境污染的思想指導下,應用新方法、新技術對常規實驗教學進行改革而形成的新的化學實驗方法.現在有很多高校在實驗教學中針對綠色化學的要求對實驗進行設計和改進做出了很多有益的嘗試,也取得了理想的效果,而且實踐證明實驗教學的綠色化對激發學生對化學的興趣、強化動手能力、培養創新思維和對樹立環境保護意識上有重要的促進作用.
筆者結合多年的實驗教學經驗,針對實驗教學綠色化的要求、意義、原則等方面進行了初步的探討.
1 綠色化學實驗教學的必要性
1.1 綠色化學的定義
綠色化學是20世紀80年代提出的新的概念,進而產生了一個新的交叉學科,其目的是用化學的技術和方法來減少那些對人類健康和環境有害的催化劑、試劑、原料等的使用,所以又被稱為環境無害化學或是環境友好化學[2].綠色化學主要是從原材料的安全行、過程的節能性、反應的經濟性和產物的環境友好性幾個方面來評價一個化學反應的可行性.其中“4R”原則是其核心內容:即拒絕使用危害品原則(Rejection)、對實驗中必須使用的有毒物質或是產生有毒物質的實驗實行減量原則(Reduction)、對一些催化劑等非反應試劑的循環利用原則(Recycling)、對可重新利用原料和試劑按照“省資源、少污染、減成本”的目標的重新利用原則(Reuse)[3].在生態環境問題日益嚴峻的今天,綠色化學的出現,為人類利用化學來解決環境問題帶來了希望.
1.2 實驗教學綠色化的必要性
化學是以實驗為基礎的自然學科,在高校化學課程中實驗教學占了很大的比重,是學生學習化學的關鍵.化學實驗教學的目的在于讓學生觀察、認識和理解化學反應、驗證已有理論和方法;熟練掌握實驗方法和技能是進行科學實驗工作的初步,能培養學生獨立思考能力、對待科學嚴肅的態度、嚴謹的學風和良好的實驗習慣和創新能力.近年來環境保護問題越來越被重視,且在實驗室逐步開展清潔實驗的概念,通過對實驗“三廢”的集中處理和科學的回收利用,達到對貴重金屬和試劑的重復利用和對“三廢”的達標處理.但實際過程中需要大量的人力,為此在綠色化學原則的指導下,開展實驗教學的綠色化是非常必要的.所以在日常教學中,應在教師和學生頭腦中樹立綠色化學的意識,從環境保護等各個方面來考慮實驗的設置、實驗方法手段等因素,使化學對環境保護發揮積極作用.
綠色化學概念也是21世紀大學生應具備的基本素質,只有較強的綠色化學理念和保護環境意識才能適應社會經濟發展的需要.當代大學生的知識面應該是復合型、綜合型的[4],而學科的交叉滲透是學科發展的必然趨勢,因此在實驗教學中不但要知道學生使用綠色的實驗方法更要向學生灌輸綠色化學理念,積極開展綠色化學實驗,努力推進實驗教學綠色化具有十分重要作用.
2 綠色化學實驗教學的要求和原則
2.1 實驗設計要求
綠色化學實驗要求實驗產物對環境無物質種類改變,或是影響極小,具體細化以下幾個方面:
(1)最佳利用率,即實驗反應中原料利用率盡可能達到百分之百.
(2)不向環境排放有毒物質或者排放物質是正常環境中本身具有的,例如N2、O2、CO2等.例如在進行有NO2氣體的實驗時,如果在普通條件下加熱一定會有一部分氣體進入空氣中,對人體和環境造成影響,但是用密封的U型胖肚管進行溫度對平衡影響的實驗時,則不會排放有毒氣體NO2.
(3)如果實驗現象明顯,可以設計微型實驗或是利用多媒體模擬實驗來減少藥品使用量和使污染物達到最小值.
(4)在處理“三廢”時盡量回收利用或是轉化為非污染物,例如實驗室常用的鉻酸洗液,在處理廢液時可將pH值調到3以下,再加入亞硫酸氫鈉使其實的Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ),然后調節廢液pH在7.5-8.5之間,使Cr(Ⅲ)形成沉淀析出[5].
2.2 綠色化學實驗的原則
綠色化學實驗首先要遵循一般的實驗原則即目的性、安全性、可行性、簡約性等,但更要遵循綠色化學原則.P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學12項原則,這些原則目前被國際所公認,它反應了近年來綠色化學領域的工作內容也指明了今后發展方向,它包括從試劑使用出發的5R原則和從化學反應出發的綠色化學原則.具體為:原來最高利用率,理想達到100%、目標產物無污染或是現有物種改變影響、反應原料和試劑綠色化、反應溶劑和催化劑等的重復利用.
3 化學實驗綠色化實現的途徑
3.1 實驗微型化
所謂實驗微型化即是在實驗中盡量減少反應物質來獲得所需要的化學信息的方法與技術,雖然在實驗過程中使用的試劑劑量很小但是也能達到準確的效果,更方便、安全、減少對環境的污染[6].從中學化學實驗到大學化學有機、無機化學實驗很多都可以用少量的試劑來進行,所以微型化學實驗覆蓋面很廣,可行性強.更值得注意的是美國的《化學教育》雜志從20世紀末就開辟了Zippo博士主持的微量化學實驗專欄,這表示微型化學實驗已成為國際化學教育的發展趨勢,國內也在這方面做了大量工作取得了豐盛成果.微型化學實驗是著眼與環境保護和實驗安全的需求,除了具有方便、安全、節省經費、保護環境的作用,還能提高學生的環保意識更能培養學生的科學素質.雖然微型化實驗興起早于綠色化學,但它的理念與綠色化學是一致的,在推廣綠色化學的今天微型實驗具有相當重要的意義.但是,在進行微型化實驗時,由于試劑劑量很小很可能帶來大的結果誤差,由此更需要注意操作的準確性與規范性.
3.2 微波化學實驗
某些實驗可以使用家用微波爐來進行,因其體積小、造價低、適應性強的特性,微波實驗一般分為濕反應和干反應.濕(液相)反應一般需要對微波爐進行改造,設計可以進行回流的微波裝置;干(非溶劑)反應使用一般的微波爐就可以.干反應由于避免了使用溶劑試劑,對環境污染較小,是微波化學反應研究的熱點.微波反應一般有以下三個特點:一是加熱速度快,反應完成時間大大縮短,符合經濟效益;二是操作簡單,適應性強,一般學生都能操作,勞動強度低;三是微波化學反應劑量很小,很多微型化學實驗都可以重新設計成微波實驗,大大減少對環境污染.
3.3 計算機輔助實驗
在設計實驗教學時既要考慮到實驗的可靠性與可行性,又要考慮經濟因素和盡可能少產生廢物,由此計算機輔助實驗就體現出了自身的優越性.它的做法首先是建立起一個盡可能全面的有機反應資料料庫,在確定明確產物之后找出一切可能產生目標產物的反應,再以此反應的原料為中間目標再去尋找可能的反應,直到找出與我們事先設計好的原料一致的路徑.這樣不但可以節省原料試劑、大大節省實驗時間,更能做到零排放物達到對環境的零污染.
有些實驗是可以通過計算機進行仿真實驗的,通過文字、圖片、動畫向學生展示實驗的基本原理、實驗過程以及注意事項,讓學生在電腦屏幕上做實驗.例如展示某些有毒氣體例如NO2的化學結構,或是金剛石等晶體結構,搭建各種復雜分子的微觀模型來直觀展示微觀世界,可以激發學生學習的興趣[7].
4 結束語
化學實驗教學的綠色化需要很長的時間來完善,一方面需要在理論上對綠色化學進行深入研究,另一方面需要從事教學工作的科研人員共同努力.而且在實施的時候也意識到了綠色化是一個理想狀態,有些經典的實驗是無法達到綠色化的要求,即使使用計算機仿真模擬也難以達到教學要求,現在能夠做到的就是盡量妥善處理“三廢”或是最大化的回收利用.總之,在每一次的實驗教學中都向學生傳輸綠色化學的理念,把綠色化學要求的實驗方法、技術貫穿到整個實驗教學中,培養學生的綠色化學意識和環境保護意識.
參考文獻:
〔1〕汪朝陽,李景寧.大學化學教學中綠色化學教育的滲透[J].大學化學,2001,16(2):19-24.
〔2〕汪敏,等.基礎化學實驗綠色化的改革與實踐[J].錦州醫學院學報,2004,2(1):24-26.
〔3〕宋廣治.在實驗室及實驗室建設中實施綠色化學教學[A].全國大學化學實驗綠色化教學研討會論文集,2000.134-136.
〔4〕閔恩澤,等.綠色化學與化工[M].北京:化學工業出版社,2000.
〔5〕韋連喜,等.創建學校綠色化學實驗室[J].實驗技術與管理,2005,22(5):105-106.
關鍵詞:高校 化學 理念 教育
中圖分類號:G43 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)05(b)-0224-01
化學作為一項基本學科,很大程度上決定了人類社會發展與進步的程度,以農藥等為代表的現代化學技術為人類社會創造了巨大的社會財富,但同時也表現出了很多的問題,比如大氣污染、全球變暖等,因此研究綠色化學便成為現代社會實現和諧可持續發展的重要途徑,而綠色化學教學理念也逐漸成為高?;瘜W教育中的重要理念。
1 高校綠色化學教育理念的重要性分析
綠色化學,也稱為環境友好化學,主要是指化學反應以原子經濟性為基本原則,即在獲取新物質的化學反應過程中,充分的利用了參與反應的原料原子,并以污染預防為重點,實現零污染零排放的化學科學。綠色化學不同于傳統的環境保護,不是被動的去治理環境的污染,而是從化學角度主動的防止污染的產生,讓污染消失在萌芽狀態。綠色化學教學理念是化學教育的重要飛躍,而且隨著社會的不斷發展與進步,綠色化學在防治污染、保障人類健康等方面發揮了重要的功能,也成為現今綠色化學發展的重要內容。
高校開展綠色化學教育是實現可持續教育的重要內容,也是高校的基本教學目標與教學任務[1],因此作為大學生,就必須具備綠色化學的基本理念,充分掌握綠色化學相關的基本知識,以推動人與自然的和諧發展以及社會的可持續進步,這是時代的要求,也是社會發展與人類進步的基本要求。由此可見,高校必須要充分實施綠色化學的基本教育教學理念,切實提高教師及學生的綠色環保意識,使教師與學生了解到綠色化學對人類生存環境及未來發展的重要性,將綠色化學的思想貫穿到整個化學教育的過程中,推動綠色化學教育理念與化學教學的有效融合,進而充分推動大學生環境保護意識的提高,促進社會的良性發展與進步。
2 綠色化學教學理念的實施
綠色化學理念主要是針對天然無公害的化學反應而提出來的,化學教育主要包括理論與實踐教育兩方面內容,因此教師需要將綠色化學教育理念滲透到理論與實踐教學環節中,重視對學生的綠色化學理念的滲透與引導,提高學生的綠色環境保護意識與社會責任感。
首先,教師需要在理論教育教學中滲透綠色化學的基本教育理念。目前,在中國大部分高校所使用的化學教材中,綠色化學理念體現的都比較少,甚至在一些化學教材中根本沒有綠色化學的體現。但由于教材的具體內容在特定的時期內是相對固定的,因此教師在教學過程中需要根據學科的發展而不斷完善教學內容,對學生進行綠色化學教育[2]。這要求高校教師首先要充分掌握綠色化學的基本理念,在教學中不斷對教材進行重組與更新,以體現綠色化學的基本教學理念,提高學生的社會責任感與環境保護意識。綠色化學的教學理念要求教師要用更加豐富的教學方法和更加現代的教學手段來體現教學內容的重要性,將綠色教育與現代教育的方式融入到實際的課堂教學中,充分利用多媒體技術,收集盡可能多的資料,展現教學的豐富性與活躍性。同時教師還需要向學生充分展現綠色化學教學理念下的綠色化學實驗教學與理論教學,講解綠色能源與綠色化學工藝等,以在潛移默化中提高學生的綠色化學意識。
其次,教師需要在實驗教育教學中滲透綠色化學的基本教育理念。第一,教師可以在實驗過程中采用微量化的實驗來節省資源的利用。微量化實驗是近些年來出現并頻繁使用的新的化學實驗方法,其主要目的在于降低化學實驗的廢液處理,以有效改善化學實驗室內的空氣與環境質量。微量化實驗是采用盡可能少的試劑來獲取相應的化學信息,減少中間生成物的轉移,進而降低試劑在器皿上的附著量。微量化實驗能夠在很大程度上節約實驗藥品,減少污染,符合綠色化學的基本教育理念,因此應當大力提倡。高校應充分利用化學實驗基本條件,在保證化學實驗質量的前提下,采用微量化實驗,這樣一方面能夠達到實驗的效果,另外還節省了資源,減少了污染,同時也提高了大學生的環保意識與綠色化學意識。第二,教師盡可能的采用封閉式的實驗,以實現實驗過程的零排放。在化學實驗中,有毒氣體的排放是不可避免的,傳統化學實驗要求在通風櫥內進行,但很多有毒氣體還是會排放道空氣中,進而影響空氣質量。綠色化學理念強調將有毒氣體實驗放在密閉的空間中進行,使系統中產生出一種能夠吸收有毒氣體的元素,進而實現有毒氣體的零排放。這要求教師對實驗方法、儀器、技術等進行新的設計,實現循環性實驗,一方面防止有毒氣體進入空氣中;另一方面還能最大限度的節約藥品,縮短實驗時間。因此,在化學實驗教學過程中,教師可以與學生合作,設計出回收及提取再利用的實驗,達到藥品與資源的循環利用,突出綠色化學教學理念的優越性。第三,教師需要重視對三廢的處理,以降低污染程度。綠色化學教學理念的本質屬性表現在對污染的阻止方面,因此,在實驗過程中,應該充分利用化學處理方法,對實驗室三廢進行回收再利用,突出綠色化學的基本教學理念。高校教師在教學過程中,充分重視對三廢的處理,是綠色化學理念的重要表現,因此教師需要將這種理念滲透給學生,培養學生良好的實驗習慣,進而提升學生的綠色化學理念,改變學生隨意排放的陋習,實現實驗室廢棄物的循環再利用,將污染降低到最低程度。第四,教師要積極采用多媒體教學技術,實現綠色化學教學。多媒體教學技術是化學實驗課程擺脫傳統實物課程的一個重要跨步,多媒體的應用與發展能夠有效解決化學實驗過程中的環境污染問題,多媒體技術能夠將那些反應相對較慢且操作要求苛刻的實驗,用更加生動的方式表現出來。另外一些有毒試劑的實驗等,通過多媒體演示,還能避免有毒氣體的排放,降低有毒氣體對環境及人體的傷害,還能節約資源,提高課堂教學效率。因此教師需要盡可能多的采用多媒體教學,向學生滲透綠色化學教學理念。
3 結論
綜上所述,綠色化學教學理念作為社會發展與時代進步過程中必須要突出的一項基本教學理念,在高?;瘜W教育教學過程中發揮著重要的作用。綠色化學一方面節約了實驗材料與資源;另一方面也很好的保護了環境,因此,是一種高效的、科學的、先進的教學理念。高校教師應該在教學過程中認真的傳授綠色化學基本內涵,將綠色化學的知識滲透到教學中,以提高學生的綠色環保意識,并為化學的發展做出自己的貢獻。
參考文獻
關鍵詞:環保 化學實驗 意識 綠色化學
環境污染是世界矚目的共同問題。隨著環境污染的日益嚴重和公眾對環境問題的日益關心,化學這門最具創造性的“中心科學”在人們眼中的聲譽開始下降。學校化學實驗室是師生學習和教研的重要場所,由此產生的環境污染和對師生健康的直接影響是不可忽視的,因此建設綠色化學實驗室,采取切實可行的有效措施防止和消除實驗室造成的環境污染,是值得廣大的化學工作者關注和思考的。
綠色化學實驗的目標和任務不是被動地治理污染,而是主動地減少和消除實驗室的化學污染。因此增強環保意識,精選實驗內容,改進實驗方式,妥善處理廢棄物等,是建設綠色化學實驗室的有效途徑[1][2]。
1 綠色化學的含義
綠色化學(Green Chemistry)又稱環境無害化學(Environmentally Benign Chemistry)、環境友好化學(Environmentally Friendly Chemistry)、清潔化學(Clean Chemistry)。
20世紀90年代初,化學家提出與傳統的“治理污染”觀念不同的“綠色化學”的觀念,它要求任何一個與化學有關的活動(包括化學原料的使用、化學和化學工程以及最終產品)對人類的健康和環境都應該是友好的。從科學觀點看,綠色化學是化學科學基礎內容的更新;從環境觀點看,它強調從源頭上消除污染;從經濟觀點看,它提倡合理利用資源和能源,降低生產成本,這是符合可持續發展要求的。
綠色化學的基本原則:
①防治污染的產生優于治理產生的污染;
②原子經濟性(設計的合成方法應將反應過程中所用的材料,盡可能全部地轉化到最終產品中);
③只要可行,應盡量采用對人類和環境低毒或無毒的合成路線;
④設計的化學品應能保留其功效,降低其毒性;
⑤應盡可能避免使用輔助物質(如溶劑、分離試劑等),即便使用也應是無毒的;
⑥應考慮到能源消耗對環境和經濟的影響,并應盡量少地使用能源(在常溫、常壓下進行);
⑦只要技術和經濟上可行,原料應是可再生的,而不是即將耗竭的;
⑧盡量避免不必要的衍生步驟(阻斷基團、保護和脫保護等);
⑨催化劑(盡可能好的選擇性)優于化學計量性試劑;
⑩化工產品在完成其使命后,應能降解為無害的物質,而不應殘留在環境中;
上述12項綠色化學的原則,反映了近年來在綠色化學領域中所開展的多方面的研究工作內容,也指明了未來發展綠色化學的方向,目前逐漸為國際化學界所接受。
2 化學實驗的環保型(綠色化)的方法[3]
2.1 實現實驗室的零污染
尋找替代性藥品。只要有可能,實驗過程中使用和生成的物質應對人類健康和環境無毒或毒性很小。積極尋找、研究、開發具有環保功能的系列化學實驗儀器和設備,多設計和制作一些全封閉的成套裝置。采用全封閉式系統也是防止和消除污染的較好方法。用綜合性實驗替代單純性實驗。將兩個或兩個以上不同的化學反應組合在一起,提高實驗的綜合性,既避免了單獨的制取和性質實驗時有毒有害物的擴散,又鞏固了學生的基本操作,提高了實驗的覆蓋面,進一步培養了學生獨立實驗的技能、技巧。對劇毒氣體的實驗,若沒有有效的預防排放措施,用實驗錄像代替,既能讓學生觀察到實驗現象和操作,又避免了有毒有害氣體的排放。
2.2 發展微型實驗,實現最低污染
微型化學實驗是在微型的化學儀器裝置中進行的化學實驗,其特點從理論上講,是以盡可能少的化學試劑而獲得比較明顯的反應結果和準確的化學信息的一種新型方法[4]。采用微型實驗技術,不僅可大幅度減少實驗費用,而且可以擴大化學實驗的覆蓋面,提高化學教學質量。其優點是減少試劑用量,僅為常規實驗的1/10―1/100,降低實驗排廢量,減少環境污染,縮短實驗時間,且安全可靠。微型化學實驗作為綠色化學的一項方法和技術,已在國內外日益得到重視和推廣。
2.3 妥善處理廢棄物減少環境污染
實驗中不可避免會產生某些有毒的氣體、液體和固體,特別是一些劇毒物質,如果直接排放就可能污染周圍空氣和水源,使環境污染,損害人體健康。因此,對廢液和廢氣要經過處理后,才能排棄[5]。實驗室常見的有害物處理方法如下:
(一)廢氣:用堿液吸收或與其它物質反應,使其變成液體或固體,再作處理。
(二)廢液:廢酸用石灰乳或碳酸鈉中和;廢鉻液用濃高錳酸鉀再生;含重金屬離子的廢液可加堿或硫化鈉使其沉積,再過濾分離,殘渣埋于地下。
(三)廢渣盡可能再生利用,不能再生的有毒物要遠離生活區深埋。
3 提高環保意識
提高環保意識是化學實驗的根本,因為實驗的主題是學生。在化學教學中培養學生的綠色化學意識是社會可持續發展的基本要求。實驗既是化學教學的重要組成部分,也是培養學生綠色化學意識的最有效途徑。
在化學實驗中也應重視環保教育,培養學生的環保責任感,把綠色化學教育滲透到化學實驗室、實驗過程中,禁止亂扔、亂倒行為。實驗教師應從我做起,既要耐心、細致的言傳身教,又要認真、嚴格地要求學生,做保護環境的模范。在實驗過程中,要教育和督促學生把廢液、廢渣倒到指定的容器并作妥善處理,并不斷改進實驗,包括盡可能采用微型實驗,盡量減少有害氣體的任意揮發,將有害氣體盡可能作化學處理,實驗的廢液,廢渣盡可能回收利用。使學生牢固地樹立起綠色化學和環境保護的意識,關心和重視綠色化學實驗室的建設。
此外,實驗室環境的潛移默化作用也不可忽視。實驗臺、柜干凈,儀器擺放整齊、有序,整個實驗室寬敞、明亮、整潔,使師生一進實驗室就產生了保護環境的強烈意識。
4 結語
環保是化學實驗發展的必要。世界各國都在進行綠色化學的研究,并注重綠色環保化學的發展與教育。作為一名化學教育工作者,如何面對綠色化學新思想、新要求,在實際教學中,把綠色化學教育貫穿于化學教學的全過程之中,是一個新的研究課題。本文試通過綠色化學內涵的介紹,再從綠色化學角度分析現行化學實驗的環保型(綠色化)的方法,最后強調環保意識的重要性,才是根本。
參考文獻
[1]朱文祥.綠色化學和綠色化學教育[J].化學教育,2001,(1):1-18
[2]張魁柱.實驗改進與環保意識[J].化學教育,1999,(2):30-31
[3]王七容,黃世英?;瘜W實驗室的綠色化設計[J]。huaxue.省略
【關鍵詞】化學教學;綠色理念;環境友好
新的課程標準明確指出:“在化學教學中,通過幫助學生了解化學制品對人類健康的影響,懂得運用化學知識和方法去治理環境,合理地開發和利用化學資源,逐步學會從化學的角度認識自然與環境的關系,分析有關的社會現象。”在高中化學教學中滲透綠色化學理念,寓環保教育于化學教學之中,建立學生綠色化學理念,培養他們與環境友好相處的意識,樹立可持續發展的觀念。
一、綠色化學理念的內涵和意義
1.綠色化學理念的內涵
綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學或清潔化學,是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則。綠色化學的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大限度地節約能源,在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。具體內涵包括:在提高轉化率的前提下,盡可能減少使用量,減少廢物排放;重復利用催化劑、載體等,降低成本減少廢棄;回收可利用資源,循環操作;有關原材料的再生利用;拒絕使用高污染原材料。
2.綠色化學理念的價值和意義
綠色化學理念注重控制化學污染源,減少或消除有害物質。提高原料的使用率和副產品的再利用,實現污染的預防。因此,綠色化學更關注人對自然的尊重及人與自然的和諧關系。
綠色化學理念要求我們在化學教育教學中以綠色意識為指導,用化學的技術、原理和方法,科學利用對人體健康、安全和生態環境有毒有害的化學品,發展新的、對環境更友好的化學,避免化學污染對環境造成的危害;讓學生了解綠色化學、接受綠色化學、為綠色化學做出應有的貢獻。
二、結合教材資源,滲透綠色化學
1.元素化合物知識內容的中已體現的綠色化學理念引導學生。如硫元素在自然界中以哪些形態存在及相互轉化,結合汽車尾氣排放,酸雨的形成等,讓學生明白污染的產生來源并啟發學生如何回收利用SO2尾氣,使學生參與其中,切身體會綠色化學理念的內涵。
2.在有機化學教學中滲透綠色化學理念。如煤的綜合利用中,探討如何提高煤燃燒熱效率,如何減少煤利用污染,煤的干餾產物如何綜合利用,怎樣減少二氧化碳的排放和綜合利用等。
3.在化學工業生產制造的介紹中滲透綠色化學觀點。如在工藝流程中都采取了哪些循環操作,目的是可以節省資源、提高原料的利用率。
4.在最新的科學信息和研究中介紹綠色化學最新進展。由于教科書存在著滯后性,教師要讓學生了解最新的科學動態,豐富學生信息資源,深刻了解綠色化學的社會價值。
三、在實驗教學中進行綠色化學教育
1.身教重于言傳。教師作為學生的引導者,在演示實驗中有意識滲透綠色化學理念:一是“微型化”是演示實驗優化的必由之路。盡可能用少的藥品獲取最有效的實驗信息,不僅試劑量少,儀器容量小,更要盡可能無污染,實驗現象直觀明顯;二是改進實驗儀器,優化實驗設計。部分產生污染,危害人體健康安全的演示實驗,通過改進實驗儀器或者尋找化學替代試劑的方法,降低或消除污染,增加實驗的安全性。例如銅與稀硝酸反應演示實驗:取一只無色磨口滴瓶,將一段細銅絲插入膠頭滴管中,用膠頭滴管吸滿稀硝酸(6mol/L),膠頭滴管中的稀硝酸和銅絲產生反應。將膠頭滴管迅速插入滴瓶中,銅絲表面產生氣泡,溶液逐漸變藍色,滴管中的液體滴入滴瓶內。當滴管內液體排空后,滴管內迅速出現紅棕色氣體。與此類似,很多實驗都可以采用這種改進方法,以減少污染、降低危險性;三是計算機多媒體技術的利用。改變傳統教學中,為增加實驗現象增加實際用量的教學模式,利用計算機多媒體技術模擬實驗,在避免環境污染降低危險性的同時,幫助學生更好地觀察實驗現象,理解實驗原理。
2.學生在進行實驗之前,教師要做好準備工作。實驗教學中要向學生介紹試劑的性質以及預防環境污染的措施。如:藥品的儲存、試劑的量取、減少廢棄物。教師準備好廢液桶,要求學生將實驗中的廢液倒入指定的容器中,將實驗中的廢酸、廢堿收集起來,減少了對下水道的腐蝕和環境的污染,回收有毒試劑,實現對實驗藥物的回收和綜合利用,提高學生的環境意識。
3.課后建立綠色化學實驗小組。在布置化學作業時,要有意識挑選一些滲透綠色化學理念,結合生活實際的習題,讓學生在練習中不斷強化綠色化學理念。
四、結論
綠色化學的廣泛應用需要一代又一代具有綠色化學意識、懂得綠色化學知識和技術的“綠色”人才。而“綠色”人才離不開綠色教育,需要通過教育來樹立學生的綠色化學理念。通過教師有意識的綠色化學教學的滲透,充分利用新教材中的綠色化學素材,聯系化學發展的新動態,注重學生的興趣特點,激發學生學習的求知欲,培養學生自我獲取新知識的能力,鍛煉學生綜合運用知識的能力及實踐能力,使學生了解綠色化學原理、樹立綠色化學意識,實現綠色化學教育的目標。
【參考文獻】
[1]劉青生,如何在高中化學實驗教學中滲透綠色化學理念[J].考試周刊,2009(9):212
[2]駱治瓊,在化學教學中滲透綠色化學理念的思考[J].中國科技教育,2010(6):102~104
對學生進行綠色化學教育不僅是現實所迫,也是落實新課標素質教育的要求。如何把綠色化學貫穿到高中化學課堂教學中,讓學生樹立起綠色意識,重視綠色化學的探究和開發,從而達到培養學生創新精神和創新能力的目的,本人認為主要從以下幾個方面進行。
一、借助現代教學媒體。樹立綠色環保意識
對學生進行環境教育,首先要使學生對環境保護的重要性、必要性和緊迫性有清醒的認識。環境危機意識是環境教育最適宜的切入點。利用學科優勢,教師可以以點帶面,介紹環境污染及其危害,逐步樹立學生的環境憂患意識,從而培養學生的綠色化學思想及可持續發展戰略。充分利用課程資源是樹立綠色環保意識的有效途徑之一。
二、在化學教學中滲透綠色化學內容
化學不僅在資源開發上能發揮重要作用,在資源的綜合利用以及環境保護方面同樣大有用武之地?,F行的中學化學教材已經融入了綠色化學知識,教學中要時刻體現出綠色化學的原則,滲透綠色化學教育。例如:在講“化學反應及其能量變化”時說說能量的開發與利用、能源的合理開發與利用;“鹵素”中氯氣用于自來水消毒的利弊、氟利昂對臭氧層的破壞與保護等;“硫和氮的氧化物”中講講酸雨的危害與防治、大氣的污染與防治等;“硅和硅酸鹽工業”中說說傳統建筑材料、裝飾材料的危害及為何提倡使用綠色建筑材料等;講“氮的氧化物”時,穿插汽車尾氣的排放、氮氧化物造成的光化學煙霧、水中氮磷過多造成富氧化而形成赤潮等的危害;講“金屬的化學性質”時,插入鋁對人體的危害與應用、金屬礦物的合理開發利用等;“烴與烴的衍生物”中講講生態環境的破壞與保護、室內化學物質的污染與健康、農藥與化學、與化學、白色污染與綜合治理等知識。使學生意識到應如何合理應用化學,用綠色化學觀點防治污染、保護環境,為人類能生存在一個綠色的地球上做出自己的貢獻。
三、學以致用,用綠色化學觀點優選化學實驗方案
在新課標的化學教材中實驗所占的比重很大,實驗過程中往往會產生、排放大量的有毒有害物質,這些物質給環境造成了危害。用綠色化學觀點改進與優化高中化學實驗,是培養學生綠色化學思想又一重要的教育途徑。實驗改進主要通過以下步驟實施:第一,發展微型實驗,節約資源、減少污染。微型化學實驗是用盡可能少的試劑在微型化的裝置中來獲取化學信息,盡可能地減少中間生成物的轉移過程,以減少試劑在器皿的附著量。微型實驗與常規實驗一樣,能得出相同的實驗結果,既節省了藥品的用量,也減少了對環境的污染。第二,改進化學實驗,向無污染方向發展。化學實驗產物中許多是有毒或有害物質,會造成環境污染。在不影響實驗結果、觀察效果的前提下,進行綠色化設計,改進實驗內容及儀器裝置,或變化實驗程序,從而盡量減少實驗試劑和實驗產物對環境的污染。第三,妥善處理實驗廢棄物,減少對環境的污染。我們學校每天在做各種不同的化學實驗,有的實驗會毒化教室,直接影響師生健康。因此,我們必須清醒地意識到減少化學實驗污染以及對污染物進行處理的緊迫性。
四、結合環保知識習題。對學生進行綠色化學思想教育
習題教學是課堂教學的重要環節,它是幫助學生掌握和鞏固所學知識、技能的重要手段。目前,由于自然資源的不合理開發和利用,污染物的超標排放,致使全球性的環境污染、生態破壞越來越嚴重,保護環境、保護地球已成為地球人的共同呼聲。學校教育必須順應時代的要求。推廣綠色化學,化學教師責無旁貸。在教學過程中,教師可選擇有關環保知識的習題,對學生進行綠色化學教育。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境、實施綠色化學的意識。
五、在研究性學習過程中深化學生的綠色化學思想
【關鍵詞】化學教育綠色化學理念環保思維
引言
我國加速教育改革也意味著社會對教育事業提高了重視程度,在教育改革的大背景下,教師要著重培養學生形成環保意識,不僅是教育改革的要求,更是社會可持續發展的關鍵。在化學教育中,通過不斷滲入綠色化學理念,可以讓綠色理念和實踐教學充分結合,在教學綠色化學知識的同時,讓學生建立綠色環保意識,形成可持續發展思維。
一、將綠色化學理念滲入化學教育的重要性
在化學教育中滲透綠色化學理念有助于進行新型化學人才的培養,在教學過程中滲透綠色化學理念可以培養學生的環保意識,可以提高化學改革的動力。在化學教學中滲入綠色化學理念可以讓學生產生環保體驗,從綠色環保角度看待化學知識。融入綠色化學理念的教學可以培養學生形成環保習慣,提高學生化學學習的效率,為社會輸送有利于社會發展的環保型人才[1]。在化學教學中,涉及到很多有毒、有害物品,使用綠色化學理念展開教學,有助于避免有毒害化學物質帶來的傷害,提高化學課堂的安全性。在保障教學質量的同時,減少學生受到的健康威脅。同時滲透綠色化學理念,要求教師轉變教學思維,從教師自身做起展開生態環境的保護,將環保意識傳遞給學生,讓學生可以得到思維的轉變,建立正確的生態價值觀。在環保思維下展開的化學教學,更加符合社會可持續發展的要求,滿足社會未來發展的需要。在環保思維指導下進行的教育,是對教學改革的落實,有助于教育事業的發展。
二、在化學教育中滲透綠色化學理念的策略
(一)重點展開綠色化學教學內容
在化學教育中,滲透綠色化學理念,需要加入綠色化學教學內容,需要讓學生突破思維的限制,明白化學和環保之間的關系。在化學教學實踐中,教師根據學生個性特點和課程內容,增加綠色化學內容,在調動學生學習興趣的同時,可以豐富學生的見識,讓學生接受綠色化學的理念[2]。如教師可以根據課程內容,將課程內容和綠色化學理念聯系起來。教師可以在教學中講解霧霾現象的形成和治理,霧霾作為社會熱議的討論話題,會快速引起學生的注意,讓學生集中注意力進行學習。經過對霧霾現象的講解,教師可以將綠色化學理念向學生傳遞,學生可以正確認識化學知識,提高學生的環保意識。通過融合綠色化學教學內容,將綠色化學理念更完整的傳遞給學生,可以將化學知識和生活問題聯系起來,提高化學教育的應用價值,讓學生更加積極主動的參與化學學習。
(二)在化學實驗中滲透綠色化學理念
在很多化學課程中,化學知識都能聯系到環保知識,在教學過程中,教師需要重視和環保理論的聯系,充分體現出學科優勢。在化學教學中,可以形成正確的價值觀,得到環保理念的灌輸。例如在實驗教學環節中,教師需要從綠色環保理念展開實驗教學,在環保理念下將化學知識和環保知識融合起來,從而可以加強學生的環保意識。在教學化學反應實驗時,教師組織學生進行討論,針對新能源開發利用進行討論,讓學生可以更深入的了解能源問題的嚴重性,從而讓學生在生活中重視能源問題,可以在生活中節約能源,這樣才算是有價值的化學教育。教師通過將化學實驗和綠色環保結合起來,讓學生可以更加全面的認識化學,了解到化學的兩面性,從而能夠在未來的生活中,做到節能環保,從自己做起建設綠色環保社會。
(三)積極使用多媒體技術
在教育領域中,多媒體技術的使用十分常見,通過使用多媒體技術,讓課堂教學取得更好的效果。如微課、慕課的使用,讓化學教育效率有了質的飛躍,使得教育改革加快了腳步。為了讓綠色化學理念更好地融入化學教育,要積極利用多媒體技術,充分發揮出多媒體技術的優勢,激發出學生學習的積極性,讓學生可以在興趣引導下更加專注的進行化學學習。例如教師可以使用動畫視頻向學生展示溫室效應、冰川變化,基于動畫視頻資料,學生更直觀了解到環境污染的嚴重性。在激發出學生學習興趣的基礎上,教師進一步介紹引發環境污染的化學藥品和化學反應。這樣綠色化學理念才能得到更好的滲透。
【關鍵詞】 化學;綠色化學;環境教育
新世紀化學發展的方向和議題是綠色化學。綠色化學又稱“環境無害化學”、“環境友好化學”、“清潔化學”,綠色化學是人類和自然和諧發展的化學,是面向新世紀提出的化學新概念,同時它也為化學教育教學提出了新的課題。作為化學教育工作者,特別是中學化學教育工作者,面對的是新世紀的中學生,讓他們盡早地對綠色化學新概念、新思想、新要求有所了解,把綠色化學教育貫穿于中學化學教學的全過程之中。本文將通過對綠色化學現代內涵的介紹,從綠色化學角度分析現行教學模式與教學內容,來討論一下如何在中學化學教學中貫穿綠色化學的意識,并讓綠色化學通過課堂教學走向生活。
1 綠色化學的內涵
綠色化學(Green Chemistry)是指設計沒有或者只有盡可能小的環境負作用,并且在技術上和經濟上可行的化學品和化學過程。它是實現預防污染的最基本和最重要的科學手段,包括許多化學領域,如合成、催化、工藝、分離和分析監測等。綠色化學概念從一提出來,就明確了它的目標,是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大程度地節約能源,在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。它的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。
綠色化學的核心內容之一是“原子經濟性”,即充分利用反應物中的各個原子,因而既能充分利用資源,又能防止污染。
綠色化學的核心內容之二,其內涵主要體現在五個“R”上:
①Raduction-減量。②Reuse-重復使用。 ③Recycling-回收。④Regeneration-再生。⑤Rejection-拒用。
對于上述綠色化學現代內涵在學術界已得到理解,在工業上也已日漸得到認可和應用,因此它的概念與內涵在教學中的貫徹也將成為必然趨勢,特別是中學化學教育教學,面對的是接受啟蒙化學教育的中學生,貫徹綠色化學內涵,推廣綠色化學成果顯得尤為重要。
2 在化學教學過程中如何對學生進行綠色化學教育
2.1 在化學課堂教學中,滲透環境教育,結合教材內容對學生進行綠色化學教育。在中學化學教材中,包含許多與環境保護有關的內容,從不同角度建立了與綠色化學內涵相一致的基本概念。從環境保護角度介紹了環境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、臭氧層破壞、溫室效應等概念,在介紹概念的同時還分析了有關污染的成因和污染物的主要來源及危害。從減量、減廢的角度介紹了循環操作、交換劑再生、催化劑中毒等概念。課本還在有關元素化合物、有機化合物的內容編排中從綠色化學角度有重點地介紹了有毒物質的性質、使用、保存等。如介紹了氯氣、硫化氫、氟氣、氟化氫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、劇毒物質的毒性及使用方法,甚至用黑體字寫出加以強調;在選學內容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗滌劑的功與過介紹等。教師在講述有關內容時應該引導學生從日常生活中尋找可見的污染造成的危害,然后再結合相關物質的性質分析造成污染的實質,從而使學生對污染的危害有更深刻的體會,并且還要根據實際情況提出避免和解決的有效措施。
教材中的工業化學也滲透了綠色化學觀點。工業合成氨、接觸法制硫酸、侯氏制堿法等工藝流程中,為了節省資源、提高原料轉化率和利用率,采取了循環操作(氧化);為了防止或減少環境污染的發生,設立了尾氣處理裝置,并介紹了尾氣回收的方法及回收物的利用;為了防止催化劑中毒,使催化劑重復使用,對原料氣或爐氣進行凈化。在講述這些內容時應明確指出實際生產中反應條件選擇的依據,循環使用有哪些好處,讓學生深刻體會到“重復使用”的綠色化學理念。另外,教材還介紹了電鍍工業中采取無氰電鍍,乙炔制乙醛中使用非汞催化劑的原因。從而引導學生理解“拒用”的綠色化學理念。
2.2 在化學試驗過程中,進行環境教育。實驗教學與綠色化學聯系最緊密、最直接,因此在實驗教學中貫徹綠色化學思想最為重要。在中學化學課本的編制和修訂過程中,有關實驗內容安排也充分體現了綠色化學原理:(1)對常見實驗的固液試劑的取用給出了限量要求;(2)在教材修訂時刪除了有一定危險或危害的硫化氫和苯磺酸制備實驗;(3)介紹了聞氣體的方法;(4)強調了實驗中常見的事故避免、應急處理等;(4)介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;(6) NO、NO2等有危害的制備實驗只安排在實驗室中進行;(7)在有毒氣體的制備實驗中強調了尾氣的處理辦法。
由此可見,為了適應綠色化學新要求,在進行中學化學實驗時可進行如下改進:(1)大力推行微型實驗,即要對常見實驗儀器進行微縮,對常用試劑要給出限量。在微型化帶來實驗現象不明顯時,可借助現代化輔助教學手段把實驗結果放大。(2) 對化學課本中有環保問題的實驗,進行改進或用多媒體課件來代替演示實驗。如有些顏色變化明顯的定性實驗可放在點滴板中進行,如Fe3+的顯色實驗等;有些定性實驗可放在濾紙上完成,如電解飽和食鹽水,檢驗醛基存在等。有些課本實驗裝置也可改進,如銅和濃稀硝酸的反應根據實驗室不同的實驗儀器可增加尾氣處理或中間裝置,以增強NO2、NO氣體的觀察效果。
2.3 結合習題對學生進行綠色化學教育。平時作業以及鞏固練習中涉及到很多題目與綠色化學理念相關,因此在做練習時也應該引導學生從綠色化學的角度來分析。如有些題目考到預防污染的手段,有些考到環境污染問題,有些涉及到原子利用率等等。
2.4 在化學課外活動中,加強環境教育。一方面,可以通過化學課外興趣小組,開展環境保護活動。例如組織學生測定大氣污染物濃度、測定附近河、湖水的酸堿度,到附近工廠進行污水排放觀察及污水處理參觀,利用節假日到野外收集廢電池等等,讓學生親身體驗環境污染的程度及其危害性,增強環境觀念。另一方面,要教育學生在日常生活中,從自身做起,從一點一滴的小事做起,時刻牢記環保使命,充分利用節約能源(如節水、節電、充分燃燒煤氣、石油液化氣等),合理分類存放生活垃圾(如電池回收、不亂到污水等),不使用污染環境的物品(如含p洗衣粉、噴發膠等),敢于同浪費資源、污染環境的行為作斗爭,努力將環境污染降低到最低程度,保護好我們的家園。
參考文獻