時間:2022-02-18 04:36:26
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇綠色化學生活論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
摘要:現如今,隨著科學技術的快速發展,人們的生活水平得到改善,環境問題也隨之而來,因此,近些年,我國對綠色化學的關注度越來越高。在教育層面,化學學科屬于科學性學科,其化學實驗教學的綠色、無污染,對于保護自然環境具有重要意義。基于此,本文從綠色化學的教育理念出發,致力于將該理念完全滲透在整個化學教學過程中,尤其在實驗環節,實現真正意義上的綠色教學。
關鍵詞:綠色化學;高中化學;實驗教學;滲透研究
在現代社會背景下,提高化學教學質量,對于推動教育事業的發展具有重要意義。我們都知道化學科目包含兩個部分,一部分理論,一部分實驗,相比較而言,實驗部分才是該學科的主要部分,同時也是教學中的重、難點部分,而化學試劑、設備、實驗過程的無污染操作,對于學生的身體健康和環境都是一種保護,因此,將綠色化學的教學理念滲透在實驗教學中的各個環節,是很有必要的。
1立足教材內容,挖掘綠色化學資源,增強綠色化學觀念
對于課本內容,大多是以化工實驗為例,因此,對于綠色化學的理念也可從這些方面入手。例如:
1.1節省資源:我們都知道氨氣在我們的生活中很常見,尤其存在于廁所中的每個角落,因此,在氨氣的制取和使用過程中,可以通過這方面的循環操作,來達到節省資源的效果;
2.1尾氣處理:實驗過程中最讓人頭疼的便是對尾氣的處理了,無論是鋼鐵的冶煉還是化學氣體的制取,都需要對實驗尾部進行處理,因此,對這方面內容可以在實驗后期,安裝一個吸收裝置,對物品進行集中處理,將綠色化學理念踐行到底。
2在化學實驗教學過程中進行綠色化學教育
2.1改進實驗方案和裝置,優化實驗效果
在條件允許的情況下,對實驗裝置和方案進行改進,能夠取得意想不到的教學效果,同時能夠減少反應物質對環境的污染。
例如,《SO2的性質》。對于這部分內容,課本上所講述的、關于該氣體的制取方法是通過亞硫酸鈉固體與濃硫酸反應得到的。在實際操作過程中,可能會因為實驗人員較多,造成氣體制取過量的情況發生,且這類氣體在流入空氣中后,會對環境造成污染。同時,簡陋的實驗設備和過程,也不利于實驗現象的觀察,因此,對該實驗裝置或方案進行改進是很有必要的。在此基礎上,對于實驗方案的改進,先讓學生了解SO2的制取并不只有該章節介紹的一種,其通過硫磺與氧氣的燃燒反應,也能得到SO2氣體,這樣就能夠有效解決氣體產生過量的情況發生了。其次,對于實驗過程的改進,可以通過在封閉處進行實驗的方法,減少SO2氣體在空氣中的排放,達到綠色化學的效果。
2.2化學實驗微型化處理
“微型化”的重點在于“微”,所謂的“微”,就是將實驗所用到的儀器、設備、劑量減少或減小,但不改變實驗的原理、步驟以及過程,以此來達到微型效果。同時,經過微反應后,產生的反應物質也會減少,污染也就隨之減少了。
例如,《乙炔的制取和性質》。對于這部分內容來說,無論是借助多媒體進行演示,還是直接進入實驗室實驗,都具有一定的不足。主要包括三方面的不足:1.對反應物的處理不當;2.實驗過程不嚴謹,耗時較長,反應物被污染;3.尾部處理工作未做好,造成環境污染。對于第一個問題,我們都知道CaS、Ca3P2、Ca3As2等物質,在遇到水后,就會產生異味氣體,對于實驗者來說,無疑是一種身心上的折磨,因此,當對該類試劑處理不當時,就會產生一定的環境污染;對于第二個問題,乙炔的實驗過程并不是在全封閉狀態下進行的,而且對于實驗試劑的用量也沒有一個準確的限制,時常更無法控制,因此,會很容易造成反應物的污染;對于第三個問題,也是實驗中常遇到的問題。在實驗結束后,學生們通常會將實驗物質隨意丟進垃圾桶,而不是集中或分類處理,這就很容易造成水體污染或空氣污染。
而在進行微型化處理后,不僅減少了試劑的使用量,還采用了飽和的硫酸銅洗氣,這在減少成本輸出的同時,還達到了綠色化學的標準,減少了環境污染,且微型化實驗處理,也使得實驗的效果更加直觀、清晰。
2.3通過多媒體進行實驗教學
對于實驗環節來說,難免會產生一些有毒氣體或者物質,因此,利用多媒體進行輔助教學是很有必要的,它能規避一些不必要的麻煩,同時降低實驗操作的危險系數。尤其對于一些理論知識掌握不牢固和操作能力不強的學生來說。此外,高中化學科目中所包含的內容也包括一些靠課本內容理解不透徹的知識點,對于這部分內容,必須借助多媒體,通過動態演示才能夠加深理解。
例如,《離子鍵的形成》。對于這部分內容,如果光靠課本上的講解,是不能夠完全掌握其變化的規律和原則的,因此它需要借助多媒體進行演示。實驗中,在不脫離課本內容的基礎上,以“鈉在氯氣中燃燒”的實驗過程為例,對離子鍵的形成做主要講述。通過演示,我們能夠觀察到該反應的過程十分劇烈,還會釋放出有毒氣體——氯氣。且在此實驗過程中,如果減少試劑的使用,則無法進行正常實驗;而如果使用過量的試劑,則又會導致有毒氣體的釋放量增加,污染空氣。因此,借助多媒體進行演示教學,是很有必要的,這也正符合綠色化學的教學理念,是提高教學效果的不二之選。
3結語
化學學科作為高中階段的必修科目之一,對于學生的成長發育有著重要影響。因此,將綠色化學的教學理念滲透在化學實驗教學過程中,不僅能夠培養學生的綠色意識,還能引導他們更加規范、合理的使用化學試劑,這在保證他們人身安全的同時,也保護了我們賴以生存的環境。然而,綠色化學理念的滲透過程并不是一蹴而就的,需要長久的耐心和時間來完成,因此,作為一名合格的化學老師,要具備“上下而求索”的決心。
化學教育畢業論文范文模板(二):基于高中化學教育困境進行的教育研究論文
摘要:現如今,教育體制改革的逐漸深入推動,使得高中教育制度有了質的飛躍,對于傳統教育而言,其發展的固有思維使得教育內容體系過于單一,教學設備與實踐的缺乏讓高中化學教育面臨著更多的困境。為了讓高中學生的學習跟得上教學改革發展的步伐,它要求每一位教育工作者應學會自檢自查,提升自我教學方式、教學質量水平,追根溯源,找準定位并制定有效的解決方案去提升整體的高中化學教學水平。如何創新現代高中化學的教學方式,將理論與實踐知識具體結合,讓學生學有所用,解決高中化學教育存在的問題,是當前教育工作者需亟待解決的。本文旨在從高中化學教學困境入手,結合筆者自身經驗,提出自己的見解。
關鍵詞:高中化學;教育困境;研究建議
一、國內高中化學教育面臨的挑戰
(一)教育形式的書面化
國內素質教育發展較晚,在父母與教育工作者眼中,學生的分數起關鍵作用,這也促成了如今高中化學教學模式的書面形式化。教師這些年在培養學生的化學知識上依舊停留在書面教學中,對很多化學理論并未實踐過,因此在教學模式上缺乏創新意識,學生在學習過程中未被化學這門課程所吸引,很難通過興趣去主動學習化學。高中化學教學模式發展至今,依然注重傳統知識點的學習灌輸,忽視了學生作為學習的主體,其書面化的片面教學模式使得學生極不情愿的去學習新的知識點,很多難以理解的化學內容,學生苦于無條件、無時間去動手實踐,只能死記硬背。除了部分客觀因素存在之外,像一些化學試劑的腐蝕性較強,危險性較高,如若操作有誤,后果不堪設想,是不提倡實驗的,其他一些輕實驗還是可以操作的。目前化學教學是重形式,輕實踐,這種現象很難在短時間去消除,這就需要教學工作者不斷的調整自身的思想。
(二)基礎教學設施的缺乏
化學學科的實驗性很強,在學習上需要配備相應的教學設備,好的輔助器材會直接影響到教師的上課情況,這關乎到整個高中化學教學的水平程度,更是學生迅速掌握化學知識的有效手段。但就目前國內的教學環境而言,化學實驗教學的地位較低,實驗過程較為復雜,對于精準儀器的使用需要花費大筆的資金,資金僅用于教學與實際不符,使得學校化學教學設備普遍是缺乏的。設備短缺就直接造成了許多化學實驗無法進行,學生不能親自動手進行實驗操作,對許多化學知識也就無法深入理解,像化學教師在講解方程式的時候,一些反應是較為微觀的,但結果卻是很復雜的,如若不能通過儀器去操作,很多步驟都無法完成,但這種精密儀器價格昂貴,實驗室沒有條件能夠配備,學生對這些知識的掌握就只能通過化學教師的口頭講解和書本的文字介紹來學習。
(三)注重教學理論,偏離實際
高中化學這門學科一直是高中生的必修課,但教學形式過于單一,其學習內容還只是停留在理論層面,在實踐成果的領域探索不多,且教師對于教學知識的講解依舊偏離學生的主體地位,未結合學生的興趣與需求發展狀況,使得學生在學習化學課程上較為吃力。現今教學背景下仍舊將高考置于重中之重,這就使得高中化學教師偏離教學初衷,一味的灌輸知識理論,而忽視了化學學科的實踐性,學生對于化學知識的繁瑣復雜進而產生厭學的心態。高考時間爭分奪秒,對于繁雜的化學式子,高中生不得不采用死記硬背的方式,這無疑更是加重學生學習的負擔,也不利于化學教學。如何打破這種舊有的傳統理念,改進化學教學內容趨于形式化,優化化學教學體系,讓化學課程的學習更接近生活,并將學到的知識運用到生活中,是教學工作者需不斷思考的方向。
二、應對高中化學教育困境的策略
(一)理論結合實踐
畢業論文題目應該明確、精練、有概括性。題目的字數一般在25字以內,必要時可加副標題。
2.摘要與關鍵詞
摘要
應概括地反映出畢業論文的目的、內容、方法、成果和結論。中文摘要以300~350字為宜。外文摘要內容及格式應與中文摘要一致,英文摘要約250個實詞。
關鍵詞
從論文標題或正文中挑選3~5個最能表達主要內容的詞作為關鍵詞,按詞條的外延層次排列,外延大的排在前面。同時有中、英文對照,分別附于中英、文摘要后。
3.目錄
目錄中的標題要與正文中標題一致,要求標題層次清晰,標明頁碼。
4.正文
正文是畢業論文的核心部分,一般應包括緒論、主體及結論等部分。
4.1緒論(前言、引言)
緒論(前言、引言)一般作為第一部分,是畢業論文主體的開端。包括畢業論文的背景及目的、國內外研究狀況和相關領域中已有的研究成果、本課題的意義、采用方法、理論依據和具備的條件、畢業論文構成及主要內容等。
4.2本論
本論是畢業論文的主體,包括實驗材料、研究內容與方法、實驗結果與分析(討論)等。在本部分要運用各方面的實驗結果和研究方法,分析問題,論證觀點,盡量反映出自己的科研能力和學術水平。本論應該結構合理、層次清楚、重點突出、文字簡練通順。對論文中出現的名詞術語、物理量、公式、數字、圖表、符號、計量單位等一律采用國際、國家通用標準。
4.3結論
畢業論文的結論單獨作為一章編寫。結論是畢業論文的總結,是整個論文的歸宿。要求精煉、準確地闡述自己的創造性工作或新的見解及其意義和作用,還可進一步提出需要討論的問題和建議。
5.參考文獻
畢業論文的撰寫應本著嚴謹求實的科學態度,凡有引用他人成果之處,均應按論文參考或引證的先后順序排列于參考文獻中(15篇左右)。
6.致謝
致謝中主要感謝導師和對畢業論文工作有直接貢獻及幫助的人士和單位。
7.附錄
對于一些不便放入正文中、但作為畢業論文又是不可缺少的部分,或有重要參考價值的內容,可編入畢業論文的附錄中。
基礎醫用化學論文范文欣賞:
【摘要】本文針對大一醫學生各門基礎化學課程實驗教學的改革探索,從精選實驗內容、優化實驗項目到改進教學方法、提升教學手段等各方面采取的措施進行小結。
【關鍵詞】化學課程;實驗教學;改革
面向醫學院一年級新生開設的醫用基礎化學課程包括《基礎化學》、《無機化學》及《有機化學》等,涵蓋臨床醫學、預防醫學、藥學、醫學檢驗技術、護理學等專業。在課程教學中,實驗課是最能發展學生智力、培養學生創新精神和科學思維方法的環節,鑒于中學階段學生進行化學實驗訓練很少甚至空白,如何在大一時利用有限的實驗課學時更好地培養醫學生的基本操作技能,培養學生的創新精神和實驗能力已成為課程教學的重要任務。多年來,各高校針對化學各專業學生進行的基礎化學實驗內容及體系的改革與實踐取得了一定的成效[1-4],普遍建立了“基礎實驗-中級實驗-綜合實驗-創新實驗-畢業論文”一條龍的實驗教學體系,時間從大一延續至大四。將這些成功經驗照搬用于醫學生的化學課程實驗教學顯然是不合適的。醫用基礎化學課程的實驗教學不僅需要結合醫學專業特色挑選實驗內容,更得考慮在有限的實驗時數內,通過教學方法及手段的改革與實踐,激發大學一年級學生的主觀能動性,提高教學質量。對此,我們進行了如下一些探索,取得了較好的效果。
1精選實驗項目,優化實驗內容
基礎化學實驗“水質總硬度測定”[5]除了自來水樣外,增加了岳麓山泉水、白沙井水兩個樣品,不僅激發學生興趣,還能通過水質硬度大小對人體健康影響的討論,培養學生對醫學專業的熱愛。
在“熔點測定”[6]實驗中,除了練習毛細管法外,還將顯微熔點測定儀以及數字化熔點測定儀的使用方法介紹給學生,使學生在掌握經典方法的同時認識較先進的儀器設備。待實驗經費較充裕時可以考慮購買,讓學生動手操作并引導學生對實驗手段、實驗結果進行對比。
“常壓蒸餾及沸點測定”[6]除了蒸餾工業酒精外,將另一樣品溴苯改為汽車防凍液,因為溴苯毒性大,不符合綠色化學理念,另外,化學實驗課程體系改革的基本要求是“橫向整合,縱向打通”,重視課程的層次性和教學內容的相關性[1],將《基礎化學》理論課中學習的依數性凝固點降低、沸點升高與《有機化學》課程基本操作訓練聯系起來,既貼近生活,提高學生實驗的積極性,又補充和完善了防凍液的基本性能[7]數據;更重要的是讓學生認識到知識體系的系統性。
及時將文獻中介紹的新知識、新方法及科研成果引入到實驗中。例如,“乙酸正丁酯的制備”,將催化劑由濃硫酸改為一水合硫酸氫鈉[8]及TiO2/SO42-固體超強酸[9],按照綠色化學的理念對實驗內容進行相應改進。同時,該實驗對產品的表征除了根據餾液的沸點外,將折光率的測試改為確定樣品密度,只需在稱量產品質量后量取產品體積即可,操作簡單易行。產品沸點以及產品密度相互佐證,提高了產品表征的可靠性。
2改進教學方法,提升教學手段
化學實驗一般遵從學生預習、老師詳細講解示范以后學生動手操作的教學模式,在實驗講解的過程中總會有少數學生心不在焉或似懂非懂,導致實驗過程不順利或影響實驗結果。采用提問式、討論式或其它方式相結合的教學方法,比如“乙酸正丁酯的制備”:如何創造條件使平衡右移?反應完成后最經濟有效的除去雜質方案?產品的表征可以通過哪些方法或途徑等問題的提出,都能引發學生進行思考并參與討論,或者由某一學生演示實驗裝置的安裝、分液漏斗的使用操作等,使每位學生都能用心參與,不再有旁觀者,進而對實驗方案、操作步驟以及原理都有充分地認識,做到動手前對整個實驗過程思路非常清楚、實驗時心中有數。
對實驗中學生遇到的問題,盡可能采用啟發式或者探究式的教學方法,和學生通過討論找出問題所在并得到解決方案,比如“分子模型操作”實驗中,有學生對含兩個相同手性碳的酒石酸化合物的球棒模型與Fischer投影式的表達以及內消旋化合物、對稱面和對稱中心的概念理解感覺有困惑,指導老師在學生做好模型的基礎上,先要求學生回憶Fischer投影式書寫規則,再結合模型進行Fischer投影式的表達;接著借助內消旋酒石酸分子模型說明對稱面、對稱中心的定義;最后和一對對映體的模型進行對比,使學生充分理解內消旋化合物的含義。“乙酸正丁酯的制備”,直接回流法和分水回流法哪種方法產率較高?建議和同組同學商量后選定其中一種方法進行實驗,合成產品產率的高低影響因素有很多,只有通過整個班甚至整個年級兩種方法實驗結果的統計才能得出較為合理的結論。“水質總硬度測定”實驗,有些滴定后的樣品放置一段時間后為什么返紅?分水回流法制備乙酸正丁酯,分水器在實驗過程中如果發現有點漏,如何補救?等問題,教師不是簡單地給出一個答案,而是要求學生經過思考、討論,分析可能原因并通過實驗確認結果如何。啟發式或探究式教學方法的實施可以提高學生解決實際問題的能力。通過與同組同學的商量、討論解決問題的同時,培養了學生團結合作的精神。
實驗過程中貫穿綠色化學理念,例如要求學生預習并思考,實驗會產生哪些廢物?如何處理?另外,節水、節電、節約試劑,比如蒸餾裝置,相對兩組冷凝水串連并將冷凝水開到最小;乙醇可反復用于“從茶葉中提取咖啡因”等,是我們在實驗教學過程中加強學生綠色化學意識的一些做法。
在改進教學方法的同時,利用實驗錄像素材,結合PowerDirector、Authorware等軟件制作視頻以及多媒體實驗教學課件[11-13],可以保證在較少的時間里盡可能多地介紹相關化學實驗知識。目前已完成實驗視頻5項,包括水蒸氣蒸餾、分光光度法測定鐵等,并已應用于2012、2013級醫學各專業學生的實驗教學中,效果良好。逐步開展和完善現代化實驗教學手段,是醫用基礎化學課程實驗教學改革的重頭戲,任重而道遠。
通過教學方法的改進和教學手段的提升,使學生帶著問題和對問題的興趣進行實驗,能增強學生發現問題、解決問題的能力和信心,促進學生進一步學習的興趣,提高學生對醫用基礎化學實驗課的能動性,保證教學質量,為后續課程的學習打下良好的基礎。
【參考文獻】
[1]張樹永,張劍榮,陳六平.大學化學實驗教學改革的基本問題和措施初探[J].大學化學,2009,24(4):24-28.
[2]肖小華,鄒小勇,張杰鵬,等.基礎化學實驗(綜合)教學改革與實踐[J].大學化學,2013,28(4):36-38.
[3]付穎,葉非.基礎化學系列實驗課程體系優化[J].大學化學,2013,28(2):25-28.
1 綠色化學的含義
化學對人類作出了巨大的貢獻。人類生活的各個方面,從衣、食、住、行的生活必需品到汽車、電視、洗衣機等家用品,無不與化學有關。可以說化學改變了人類的生活方式,提高了人類的健康與生活水平。但化學的這些巨大貢獻卻同時伴隨著一定的代價,那就是制造、使用與處理這些合成物質對人類健康及生活環境造成的負面影響。綠色化學的口號最早是由美國提出的。綠色化學即是用現代化學和化工生產的技術去減少或消除對人類健康、社區安全、生態環境有毒的原料、催化劑、溶劑和試劑的使用,不產生有毒有害的產物、副產物和廢物。綠色化學與傳統化學最根本的區別就在于綠色化學是對環境不產生污染的化學,發展不產生污染的新化學反應和化學產品,從源頭上消除污染,使化學產品既能為人類服務又不污染環境,有利于社會的可持續發展。它是化學發展的新階段,是促使人類與環境協調發展的更高層次的化學。
2 教師要樹立綠色化學實驗意識,并在教學活動中實踐
初中生的年齡尚小,自主學習和規范的能力有限,因此需要老師進行引導,尤其是在綠色理念背景下進行化學實驗,這是一個比較新穎的話題,學生有一定的陌生感,也缺乏理論的指導,因此必須依靠老師的力量讓他們明確綠色化學實驗理念的精髓,并在實驗中進行運用。作為學生們的領路人,化學教師首先要樹立綠色實驗意識,然后明白具體的實驗操作方法,指導學生進行綠色化學實驗。多數化學實驗會消耗大量的藥品,產生各種有毒有害的氣體、液體或固體,對外界環境產生污染,處理不當會損害學生的健康。
3 規范實驗操作
化學實驗中,師生都要接觸有害物質和無害物質,在實驗中也會聞到有害和無害氣體。因此,必須指導學生要嚴格按照實驗操作的程序,有條不紊地進行各種實驗。正確地聞氣體、取藥品、取有毒性原料,甚至如何蓋瓶蓋、放置試劑、取藥品的各種工具的選用、取用藥品量的多少都要向學生交代清楚;改進實驗方法,設計合理的實驗裝置。盡量采用封閉措施,減少師生被動接受有毒有害氣體的污染。實驗結束后,處理化學廢物和實驗中產生的廢氣。把儀器洗滌干凈放回原處,擦洗干凈實驗桌面,這些都要認真細致指導,使實驗活動從始至終成為對學生進行環境教育的課堂。
4 引入習題內容滲透綠色化學理念
在初中化學教學的過程中,有很多的化學練習題,教師可以通過利用引用化學習題的方式,滲透綠色化學理念,使學生在長時間的練習過程中,形成良好的綠色化學理念。例如教師可以通過為學生布置“在我們生活中,燒烤、油炸食品通常被稱之為‘垃圾食品’,這種食品在生產的過程中會對我們的生活帶來哪些的不利因素?在油炸的過程中會產生哪種化學物質?”等問題,指導學生對問題的分析和研究。
5 重視培養實驗活動中的綠色化學意識
化學作為一門實驗學科,化學實驗在教學中占有重要的不可替代的作用。要實現綠色化學真正的深入人心就必須重視其在實驗活動中的滲透。
在實驗活動中加強綠色化學意識就要注重實驗細節的改進。以往的教學中,因為課時條件的限制,或者是教師不在意,有些有害的實驗氣體會被學生們隨意排放。那么在綠色化學的教學模式下,就要求教師注意這些細節。教師可以在實驗過程中告誡學生,實驗氣體要盡量排放入玻璃瓶中,并把這個細節廣泛運用到每一個實驗中去。
一、通過化學教學滲透綠色化學教育
在化學教學中,可把本地區環境污染的典型事例自然地、生動地滲透到化學教學中,讓學生親身體驗到污染給人們帶來的危害,培養學生對環境保護的責任感,明確實施綠色化學的重要性。例如:硫酸工業制法的教學,在講SO2尾氣的污染時,讓學生看酸雨危害的錄像,還讓學生做將SO2回收制取H2SO2,及液態SO2的練習題。使學生體會到回收SO2,不但可以減少污染,減少經濟損失,而且還可變廢為寶,制取新產品,提高經濟效益。在講氮族元素這一章時,進行素質教育的整體設計,特別講解氮在自然界的循環。穿插汽車尾氣的排放,氮氧化物造成光化學煙霧,水中氮磷過多造成水富營養化,形成赤潮造成污染等等環保知識。
另外,教科書上的很多化學實驗內容在操作過程中會造成大氣或水體污染,如:無機化學中Cl2的制取和性質實驗,硫及其化合物的性質實驗,氮化合物的性質實驗及有關重金屬鹽的實驗等等,還有有機化學中的許多實驗。在教學中教師除傳授知識和培養實驗技能外,還要著重引導學生對污染環境的化學實驗的裝置進行改革、創新,使其成為綠色化學實驗。將Cl2的制備和性質實驗改在一個封閉、連通、透明的裝置中進行操作,這樣既不影響實驗效果,也不污染大氣,又可增強學生的環保意識。
在這里介紹一下原料綠色化的簡單例子。氫氰酸是劇毒物質,對工人的健康損害很大,同時,排放含CN-的污水、廢氣也嚴重污染環境。因此,現在電鍍工藝中主要使用無氰電鍍,無氰電鍍的電鍍液中不含CN-。無氰電鍍液的配方可鼓勵學生去因特網上查找。在講解氯氣的漂白作用(實際上是HCIO的漂白作用)時,不妨告訴學生:現在造紙廠和自來水廠已逐步用二氧化氯(ClO2)、過氧化氫(H2O2)、臭氧(O2)等,代替氯氣作漂白劑和消毒劑,這樣可避免產生二惡英和其他有機氯化物,因為二惡英和許多有機氯化物多為致癌物。在講解高二教材第四章“石油、煤”一節時,應告訴學生,目前95%以上的有機化學品都來自石油和煤。但是,石油和煤都是不可再生資源,伴隨著人類的開采、利用將逐步耗竭。因此,利用可再生資源合成化學品是綠色化學研究的又一戰略。
能源綠色化要求生產過程應該盡量控制在溫和的溫度和壓力下進行,使能耗最低,并盡量使用可再生能源。關于這個條件,高二教材第七章第二節提及利用高分子膜淡化海水、處理污水和能量轉化等方面的范例。采用高分子膜淡化技術就不需加熱蒸餾,可節約大量能源,為緩解能源的不足帶來希望。高三教材第四單元“氯堿工業”一節中也介紹了“離子交換膜法電解制堿技術”,該法具有能耗低的優點。而關于能源的凈化、無害化,高二教材第四章第六節詳細介紹了煤的干餾、汽化和液化技術。高三教材第三單元第四節,專門討論了“使用石化燃料的利弊及新能源的開發”。我國是世界上最大的耗煤國,積極開展煤的無污染利用和綜合利用十分重要。這方面的綠色化學技術主要有等離子除硫除塵、生物化學除硫等。曾有一系列的檢測表明,我國有一半左右的城市兒童血鉛含量超過了國際公認的鉛中毒標準。罪魁禍首就是為提高汽油的辛烷值而添加的一種名為四乙基鉛的抗爆震劑(見高二教材第99頁閱讀材料)。最新的綠色化學成果已開發出通過固體酸催化工藝提高汽油辛烷值,為汽油無鉛化提供了強有力的技術支持。
最后,告訴學生,最好的防治辦法是“不讓污染物產生”,如改變燃料的結構、成份,尋找新能源,大量植被造林,城市禁止使用煤而改用管道煤氣等。這樣教學豐富了課堂教學內容,提高了學生的學習興趣,又溶進了綠色化學教育。
二、通過實驗教學培養學生的綠色意識
化學實驗的污染排放看似微不足道,但其成分復雜,累計效應實在不容忽視,尤其不能忽視的是實驗的育人功能。因為化學實驗是培養學生科學素養、注重化學與環境之間密切關系的關鍵環節。因此,化學實驗的綠色化設計,應該大有作為。
在化學演示實驗和學生分組實驗中,都存在著“廢氣、廢液、廢渣”的問題,這些實際問題的處理過程,是培養學生良好的環保習慣的難得機會。廢氣如何處理?如氯氣的全封閉制取裝置(尾氣用NaOH吸收);廢液如何處理?如分組實驗制乙烯后硫酸的回收;廢渣如何處理?如制H,后鋅粒的回收等等。盡管有些回收處理較繁瑣,遠沒有亂倒亂丟方便,但若放松了這一關,就至少有兩方面的危害:從近處看,污染物積少成多,造成實驗室長期的危害和隱患。例如積累在下水管道里的Zn粒若遇到大量的酸,甚至會造成H,爆炸,這種災害已有所聞;往遠處看,貪方便,圖省力的不嚴謹的習慣一旦形成,積重難返,就會產生不守法規、污染環境的新一代,誤人子弟,誤民誤國。
三、通過化學課外活動加強綠色化學教育
英國教育專家的統計表明,青少年時代親歷過的實踐活動,對一個人終身的影響占有很大的份量。這說明親自“感覺”這個世界遠遠比知道這個世界更重要。如果只讓學生們坐在教室里討論離他們很遙遠而且憑他們目前的力量根本無法解決的問題(如化學污染、環境危機等),久而久之,他們就會被這種無能為力的悲觀和沮喪所淹沒,對綠色化學的目標的實現產生懷疑。基于上述“體驗比理解更重要”的教育理念,在實施綠色化學教育時,完全有必要組織學生進行環境調查、撰寫綠色化學科技小論文等活動。學生通過調查去親自體驗綠色化學問題。
在學“肥皂和洗滌劑”時,提到:有的洗滌劑含有磷元素,造成水體富營養化,促使水生藻類大
量繁殖,水中的溶解氧降低,使水質變壞。目前,合成洗滌劑導致的水體污染已引起人們極大的關注,并正積極研制無磷等新型洗滌劑,以減輕環境污染。因此,教師可組織學生對當地的水體進行考察。
學生學習了臭氧之后,教師組織學生閱讀有關臭氧的知識,1984年科學家發現南極上空臭氧空洞;其實是氟里昂對臭氧層的破壞作用,這正是產品綠色化方面的問題,但是真正的元兇是Cl原子,而Cl原子的產生與氟里昂有關,生活中氟里昂的產生主要在家用電冰箱、換氣扇,要求學生調查家里的這類電器,并寫成小報告在全班進行演講。還有許多例子,如自己所在城市的空氣狀況,這就需要了解周圍的工廠及機動車輛的多少,同樣寫成報告的形式。還可以留心閱讀家庭日化用品(如洗衣粉、滅蚊劑、干電池、化妝品、調味品、醫用藥品等)的說明書,特別是其原料成分的說明,聯系已了解的綠色化學知識,分清哪些成分是符合綠色化學要求的,哪些是不符合綠色化學要求、需要逐步替代的,對這類日化用品要逐步減少使用,使用后要考慮如何減少對環境的污染。
總之,在實施綠色化學教育時,完全有必要組織學生進行工廠及環境調查、撰寫綠色化學科技小論文等活動。使學生通過調查去親自體驗綠色化學問題。
我國的綠色化學的研究和開發剛剛起步,而綠色化學不僅僅是科研戰線或化工戰線的任務,在整個化學領域都要實現從傳統化學到綠色化學的轉變。作為普及化學知識和培養能力、肩負培養化學專門人才重任的化學教育,就必須義不容辭的地承擔起普及、宣傳和實施綠色化學教育的任務,讓綠色化學教育成為21世紀素質教育的重要內容,把綠色化學教育的思想和內容貫穿在整個教學工作的全過程,使學生認識到化學在社會發展、提高人們生活質量、增進人們身體健康、實現人與自然和諧發展中的作用,更要認識到化學給環境帶來的負面影響,從而使學生牢固樹立起綠色化學和環境保護的意識,認識到綠色化學是“防”,環境保護是“治”,只有從根本上切斷污染源,才能真正做到環境保護。
上海市化學化工學會教育委員會主任范杰教授代表與會的化學化工學會負責人和各校師生感謝東道主華東師大校系領導和老師們為會議提供的周到安排。同時介紹了上海市市長韓正同志今年1月下旬視察化工企業時對本市化學工業提出跨市發展,輻射全國;加大研發力度,實施創新技術;一伴化規劃,整合資源,做大做強等要求。為廣大化學工作者展示了上海市21世紀化學工業繼續發展的宏偉藍圖,倍受鼓舞。我們要用化學在追求美好生活,促進高新技術發展中所作出的貢獻,消除人們對化學的誤解,吸引更多的年青人投身化學專業學習,應對未來能源、資源不足的挑戰、環境污染加劇和溫室效應增大帶來負面影響作出努力和貢獻。
交流會上20位同學的精彩報告和師生間熱烈融洽的互動式討論,為會議營造了極為和諧的氛圍。
優秀論文涉及有關催化反應的機理探討、多種納米材料的合成、食品安全中監測方法研究、抗癌藥物的活性研究、皮膚抗衰老的機理、環境水體中重金屬的檢測方法和儀器的開發等與高新技術和人們生活密切相關的多個領域。
經過評委討論,有10位同學獲得壹等獎。他們是:劉嘉、黎朝、陸穎音、李永璽、戴逸婧、丁支、王荔祖、馬麗君、張若男和王歡。
有十位獲得二等獎,他們是:徐陽、劉媛媛、徐慧婷、應佚倫、、張蕾、沈明月、虞珊、蔣迪發和徐浩。
1.培養學生的創新精神
在教學中,改變傳統化學教學中學生那種“唯科學”的學習方法,鼓勵學生主動參與;提倡研究性學習,使學生經過分析、批判、綜合、創新等思維過程,深入了解化學科技的實用性和社會價值。例如,對公眾關心的“白色污染”問題,讓學生課后查找一些資料,做一些調研農產品的綜合利用等等都可以作為研究性課題引入教學中,讓學生研究和探討,收集和處理信息,分析和尋找解決問題的方法,使他們在了解化學的實際應用過程和對社會生活的直接影響中,形成理性批判與創新意識,提高實踐能力。
2.融入人文教育
綠色化學教育的首要任務是建立一種新的綠色觀念體系,強調人類對環境與發展的責任感,培養學生以“科技與社會”之間和諧發展為基礎的道德、倫理和科學價值觀念。綠色化學教育不只關注化學科學的理論體系,而且重視其應用價值和在社會層面上的反思,使學生了解綠色化學的科學理念、思想方法、實用性和社會經濟價值等,深入理解科學的“雙刃劍”作用,形成科學的價值觀。綠色化學將科學、技術、社會有機地聯系起來,在“化學科學”與“人文科學”之間架起橋梁,讓學生了解化學與社會、經濟、環境之間的相互關系,改變舊有的思維方式,能夠以科學的眼光來觀察、分析社會中的矛盾和問題。
二、中學綠色化學教育的實施策略
對于中學化學教育工作者來說,強化綠色意識、更新傳統觀念是中學化學教育工作者的當務之急。在強化綠色意識、更新傳統觀念的基礎上,要把綠色化學思想和知識融合于課堂內外各教學環節之中。
1.在課堂教學中滲透
第一,可以在化學史的介紹中滲透。在正反兩方面的史實中滲透綠色化學思想的教育。例如,在講放射性元素時,對居里夫婦的精神表示欽佩,對居里夫人堅決反戰的人格表示尊敬,但同時又要對在海灣戰爭中使用貧鈾彈而對環境和人類造成災難的人提出批評。還可以介紹環境問題,介紹20世紀發生的公害事件,探索發生的原因,指出傳統化學及工業是產生公害的原因,提出綠色化學是解決環境問題的根本途徑,建立綠色化學的根本觀念。這樣的化學史話很多,既能培養學生學習化學的興趣,又能從中教育學生學習化學是要為人類造福。相信他們在被故事感動的同時,心中也會慢慢積累起環保意識、綠色意識。
第二、在化學實驗教學中滲透。化學是一門以實驗為基礎的科學,化學實驗是學生學習化學知識、解決生產和生活中的實際問題的重要途徑和方法,是化學教學中必不可少的環節。教學中的一些化學實驗每次排放的污染物雖然不多,但積少成多,對環境也有不良的影響,并且對學生會產生一種反面教育。因此,在化學實驗教學中,首先教師要以身作則,注意對化學實驗進行綠色化改造,使教師在傳授化學知識與化學實驗實際操作中保持言行的一致性,給學生樹立一個很好的行為模式和榜樣,學生就會在現在和將來自覺地模仿教師的行為模式,自然地形成環保意識,實現綠色化學的目標。其次,教導學生在化學實驗中遵循綠色化學的原則,做到實驗藥品的減量化、循環或回收再利用,選擇污染少、裝置簡單、產物易分離、安全性高的實驗方法,在無法避免使用或產生有毒有害物質時,必須采取有效的保護和消害處理。例如:不論用氯酸鉀與二氧化錳混合加熱制取,還是用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣,都會留有固體混合物,回收處理較麻煩。而改用雙氧水與二氧化錳混合制取,不僅操作更簡單,且方便回收二氧化錳。甚至可以采用電解水的方法來制取,既得到氧氣,同時也得到氫氣,無廢棄物產生。
2.在課外實踐活動中學習
通過讓學生自己去實踐,從感性上去體驗和感知傳統化學給環境帶來的嚴重污染以及用化學手段治理這些污染的局限性,使他們的思想從如何治理污染轉移到如何從源頭制止污染,以至于關注綠色化學,理解綠色化學的重要性,進而學習綠色化學,實現綠色化學教育的目的。配合化學課堂教學,采取形式多樣的課外實踐活動,例如,實地調查、文獻調查、探究性學習、環保知識競賽、寫小論文比賽等。
3.班會、校會、板報、校園廣播中宣傳
宣傳也是樹立綠色意識的一種有效手段。搞好校園宣傳工作,必將有利于綠色意識的強化。
4.化學教材的綠色化
教材是教學內容的主要載體。教材建設是搞好教學的基礎,綠色化學是新的化學領域,必須在教材中有良好的體現,才能服務于教學。因此加強教材建設是搞好綠色化學教學改革的前提。教材編寫的大綱和內容體系應以化學原理知識為基礎,以綠色化學為主線,以學科交叉融合為前提構建新的教材體系,充分體現前沿性、前瞻性、創造性、發展性。
5.通過試題形式強化學生對綠色化學的認識
引言
新課標提出以全面提高每一個學生的科學素養為核心,以探究、合作、啟發、講授、自學、討論、網絡等方式和手段,創建新的課堂模式。建立生態課堂能使學生在教師的引導下自由開放、獨立自主地學習,培養創新精神、實踐能力和終身學習的能力。
作為一名中學化學教師,要指導學生開展綜合實踐活動的情況,搭建生態課堂理念,培養學生的創新能力。
一、“微型趣味化學”實驗走入課堂,激發學生的實踐活動熱情
通過學校開設的選修課,老師講述有關生活、社會與化學的聯系話題,而后教師和學生配合變“化學魔術”。根據安全、簡易、新奇和學生實際,選擇“紙上層析”、“吹氣生火”、“空瓶發煙”、“自制銀鏡”、“滴水生煙”“水下森林”、“星光飛舞”等節目,變幻莫測的化學魔術不僅能使學生大開眼界,而且從老師的介紹中懂得了科學道理。學生也可親自動手設計趣味化學實驗,形象直觀的實驗現象讓學生充分體會到創作的樂趣,提高了動手能力。
經典案例:水下森林
實驗原理:
氯化亞鈷、硫酸銅、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸鎳等這些小晶體與硅酸鈉發生化學反應,結果生成紫色的硅酸亞鈷、藍色的硅酸銅、紅棕色的硅酸鐵、淡綠色的硅酸亞鐵、深綠色的硅酸鎳、白色的硅酸鋅。這些小晶體和硅酸鈉的反應,是非常獨特而有趣的化學反應。當把這些小晶體投入到玻璃缸里后,它們的表面立刻生成一層不溶解于水的硅酸鹽薄膜,這層帶色的薄膜覆蓋在晶體的表面上;然而,這層薄膜只允許水分子通過,而把其他物質的分子拒之門外,當水分子進入這種薄膜之后,小晶體即被水溶解而生成濃度很高的鹽溶液于薄膜之中,由此而產生了很高的壓力,使薄膜鼓起直至破裂。膜內帶有顏色的鹽溶液流了出來,又和硅酸鈉反應,生成新的薄膜,水又向膜內滲透,薄膜又重新鼓起、破裂……如此循環下去每循環一次,花的枝葉就新長出一段。只需片刻,就形成了枝葉繁茂花盛開的水下花園了。
二、“生態課堂”的構建
用化學的方法去治理環境,去積極尋找新能源。化學應用于生活的各個角落,它可以方便人們的生活,可以改善環境。通過正面引導,切身實踐,培養學生生態環保理念。
科學探究是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。它涉及提出問題、猜想與假設、制定計劃、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等過程,大大有利于創新能力的培養。
科學探究活動采用研究性學習的方式,探究問題源于教材,高于教材。
1.開展“飲水與健康”研究性學習。水的危機正威脅著人類的生存,由于大氣污染,工業廢水排放,農藥化肥污染,核泄露,管道腐蝕,自來水加氯、加沉淀劑等,使得人們對飲水的問題產生了困惑與恐慌。我們該到何處去尋找清澈、潔凈而又健康的水?學生自己通過各種渠道查找資料、采集水樣、分組實驗、分析討論、撰寫論文。
2.開展“空氣污染質量調查”。通過對大氣的監測,演示講解環境保護知識,增強學生的環保意識,激發學生的參與熱情,學生使用大氣采樣器親至現場采樣,分析處理數據,得出當時空氣的質量等級,進一步分析討論,撰寫環保論文。
如上等等方式,有學生思考探究項目,老師加以指導,課堂上展示研究成果,并寫成小論文等形式,既能提高學生科學素養,又能激發學生學習熱情,并提高環境意識。
三、設計最優教學過程,開發學生潛能
教學中教師應根據教學的需求、學生的接受能力,設計最優教學過程,不僅要體現知識與技能、過程與方法,更要關注學生的創新精神、科學探究的情感意志及健全人格的培養,鼓勵學生在學習過程中產生新的思路與方法,在合作、對話、探究、反思的過程中掌握知識技能,挖掘自己的潛能。
例如,在學習鹵族元素時,布置學生一個實驗習題:“探究氯水的成份”。首先要求學生課前設計實驗方案,并簡述方案的設計思想。然后,讓學生交流設計方案和設計思想,并進行篩選,確定最佳方案,最后實施實驗方案,得出實驗結論。在這一活動程中,學生實現了由已知信息加工變異出新穎信息,從而使學生的理論知識得到鞏固,實驗技能得到提高,創造性思維得到發展。
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)02C-0125-02
化學科學的研究成果使人們衣食住行各個方面都受益匪淺。但與此同時,隨著化學品的大量生產和廣泛應用,人類原本綠色平和的生態環境遭受著嚴重的破壞。面對生存危機,人類重新審視傳統化學,于20世紀90年代提出了綠色化學這一新的科學思想和發展戰略。綠色化學可以詮釋為環境友好化學,它的核心內涵是在反應過程和化工生產中盡量減少或徹底消除使用和產生有害物質,它從源頭上阻止污染物的產生。綠色化學的誕生,為人類最終從化學的角度解決環境污染的問題帶來了希望,讓越來越多的國家和人們認識到了其對社會進步、經濟發展及對化學界本身產生的巨大影響,而且它向人類展示了發展科學、造福社會卻不以犧牲環境為代價的新境界,為人類鋪設了一條可持續發展的道路。本文試分析高職高專院校開展綠色化學教育的必要性,并針對高職高專院校綠色化學教育中存在的問題,提出高職高專院校綠色化學教育的實施措施。
一、高職高專院校開展綠色化學教育的必要性
隨著社會公眾對環境保護及國民經濟可持續發展的日益關注,各國逐漸認識到對社會各階層,尤其是對大中學校的學生進行綠色化學教育至關重要。美國和英國等國家很早就開始在各類院校開展綠色化學課程教育或綠色化學思想、理念、原則的滲透性教育。我國綠色化學與教育基本上能跟上國際的步伐,目前,已有中國科技大學、清華大學、中山大學、四川大學、首都師范大學等國內知名本科院校開設了綠色化學必修課或選修課。然而,在大部分的高職高專院校中至今沒有開展綠色化學的相關教育。高職高專院校是以培養高等技術應用型專門人才為根本任務的,高職高專的畢業生應具備基礎理論適度、技術應用能力強、知識面較寬、素質高等特點。在高職高專院校中實施綠色化學教育,向學生傳遞綠色化學的科學思想和基本原理,介紹綠色化學的基本原則,讓學生認識綠色化學在可持續發展中的重要作用,能夠在未來的生產生活實踐中學以致用。一批批高職高專畢業生進入社會走上工作崗位,他們必將成為生產制造、社會服務等領域的主力軍,在這其中,只有接受過綠色化學教育,他們才能用綠色化學的思維方式來指導生產生活實踐,解決生產生活實踐中可能碰到的環境、資源、能源問題。況且當下,合理利用資源、減少能耗、保護環境,是企業得以生存和持續發展的根本保證。在這樣的前提下,企業就希望自己的員工具有環境意識和可持續發展的意識,以及具備較強的社會責任感。可見,在高職高專院校中實施綠色化學教育是必要的,符合企業行業的需求,符合社會可持續發展的需求。
二、高職高專院校開展綠色化學教育面臨的問題
(一)綠色化學教育師資隊伍薄弱
許多高職高專院校的化學化工類教師對綠色化學都不是太熟悉,這是綠色化學教育中面臨的最大問題。教育部門或院校本身可以通過進修班、研修班、研討會等形式對教師進行系統的綠色化學知識培訓,而教師本身也應該不斷收集了解綠色化學發展的最新動向、前沿信息。只有形成一支高素質的綠色化學師資隊伍,才能使綠色化學教育得到根本的保障。
(二)綠色化學教材缺乏
目前,針對高職高專學生編寫的綠色化學教材不多,使教師和學生的選擇受到限制,這也給綠色化學教育工作者提出了更大的挑戰。
三、高職高專院校綠色化學教育的實施措施
綠色化學教育的首要任務是建立一種新的綠色觀念體系,強調人類對環境與發展的責任感,培養學生以“科技與社會”之間和諧發展為基礎的道德、倫理和科學價值觀念。根據高職高專院校的培養模式和培養目標,高職高專院校開展綠色化學教育,可以從以下幾個方面著手:
(一)形成寬專業、多層次的教育體系
綠色化學的教學內容主要包括綠色化學的科學思想、綠色化學基本原理、綠色化學技術和綠色化學工藝等。其中,綠色化學的科學思想和基本原理是綠色化學的精髓,可以使人們形成綠色理念,是所有高職高專學生都應該了解和學習的,在教育方式上可以靈活多樣。綠色化學技術和工藝具有較強的專業性,只能向具備化學專業知識的學生開設,然而在大部分的高職高專院校中,雖然開設有化學化工或相關專業,但由于學生的知識水平及結構較本科生有限,培養目標也較本科生不同,綠色化學技術和工藝這些內容對于高職高專學生來說不一定需要掌握,可以考慮通過案例滲透的形式讓學生有所了解。也就是說在高職高專院校中,綠色化學的科學思想和基本原理才是學生們學習和了解的重點。針對不同的學習對象,綠色化學的教學目標、教學形式等也是有所區別的,可以通過表1體現高職高專院校綠色化學教育體系。
表1 高職高專院校綠色化學教育體系
授課對象 教學目標 教學內容 教學形式
除化學化工及相關專業外,各專業高職高專學生 了解綠色化學思想和基本原理,培養環境意識及基本科學素養 綠色化學的科學思想、基本原理、綠色原料、綠色化學品等 素養課、選修課、專題講座、主題活動、社團指導、主題宣傳
化學化工及相關專業高職高專學生 更全面理解綠色化學理論,常識性了解一些基本綠色工藝與技術 綠色化學的科學思想、基本原理、綠色原料、綠色溶劑、綠色催化、綠色資源綠色化學工藝與技術案例 限選課、選修課、專題講座、主題活動、興趣小組研究、專業實習實踐
鑒于高職高專學生的知識結構及能力結構特點,在實施綠色化學教育的過程中,要盡可能避免繁雜深奧的綠色化學原理及工藝技術,而應注重講授一些貼近生活、聯系生產實際、反映最新科技、體現環境保護的內容,同時介紹一些與化學科技發展相關的環境、倫理、道德、法律等人文社會方面的知識,如可持續發展理論、人類生存的地球、人與自然、清潔生產、綠色標志、美國“總統綠色化學挑戰獎”、日本“新陽光計劃”等。選擇這些易于被接受、實用性強的知識,既能激起學生學習綠色化學的興趣,促使學生樹立綠色意識,同時也與高職高專培養知識面較寬、素質高的高技能運用型人才這一培養目標相符合。
(二)在基礎課教學中滲透綠色化學
由于受教學課時及學生知識、能力結構的限制,在高職高專中專門開設綠色化學必修課的可行性不強,需要把綠色化學內容滲透到基礎化學教學中,使綠色化學的思想和內容貫穿于基礎課的教學。如用綠色化學的實例充實教學內容,使學生在潛移默化中受到綠色化學教育;再如化學實驗中,要求學生遵守實驗規則,規范實驗操作,盡可能降低實驗藥品濃度,減少藥品的損耗,預防環境污染。還可以指導學生優化實驗設計方案,使其成為綠色實驗。在基礎課教學中滲透綠色化學為改革課堂教學、培養學生的創新精神和創新能力提供了良好的契機。
(三)充分利用實習實訓開展綠色化學教育
在高職高專院校的課程設置中,專業頂崗實習實訓占據了將近一半的課時,如果能充分利用學生接觸社會的時機,讓學生開展一些綠色化學的研究性學習,勢必會取得較校內開展課堂教學更好的效果。綠色化學強調人類對社會的責任感,在學生進入實習階段之前,設置一些與社會息息相關的研究性課題,如地方空氣和水質污染情況、城市垃圾的處理、洗滌劑的合理使用、農藥的合理使用、汽車尾氣污染狀況及控制方法、農產品的綠色化、城市污水處理、綠色包裝等,讓學生利用實習實訓的機會開展調查、研究、分析、討論,最終形成結論,使他們意識到綠色化學的應用會帶來的社會效應,真切體會和感受到綠色化學與社會、與經濟、與環境之間的相互關系,從而改變舊有的思維方式,以科學的眼光來觀察社會中存在的矛盾和問題,形成綠色的理念,科學的價值觀。
(四)開展豐富多彩的課外活動,宣傳綠色化學
面對高職高專院校中種類繁多的專業群,要讓綠色化學得到普及,必須開辟課外活動這一陣地。專題講座、專題宣傳、主題論文大賽、校園論壇、社團、興趣小組等等,都是很好的開展綠色化學教育的途徑,而且這些豐富多彩的活動,還能變學生的被動學習為主動參與,提高學生對綠色化學的關注度。
總之,綠色化學不是一門獨立的學科,它是一種戰略、一種方針、一種指導思想、一種研究策略。將綠色化學思想和內容滲透給高職高專院校的學生,使學生具有較高的社會責任感和較高的環境意識,這對整個社會、經濟的發展都將起到積極的作用。
【參考文獻】
[1]周曉明.STS教育與綠色化學教育[J].現代教育科學,2004(3)
[2]周曉明,劉劍洪,張培新.綠色化學教育的思考與實踐[J].中山大學學報論叢,2004(3)
【中圖分類號】G712
一、綠色化學產生原因
1、20世紀發生的化學污染事件
1952年12月,英國倫敦濃霧遮空,迫使所有飛機停飛,車、人難以前行,禍端為煤燃燒排放的粉塵和二氧化硫,死亡12000人。1986年,瑞士萊茵河藥品庫失火,30噸農藥隨滅火用水排入水中,50多萬尾魚死亡,4000萬人畜飲水受到影響。
2、與綠色化學有關的環境問題
如今,全球的十大環境問題中,有八個就是與綠色化學有關的。
(1)大氣污染主要指有機污染物和CO、CO2等無機污染的排放,致使可視度降低,太陽光的直接輻射減少,酸雨引發,臭氧層破壞,全球暖化。(2)水體污染,水質惡化,降低水體使用價值。(3)酸雨蔓延,造成眾多海洋生物滅絕,土地荒漠化。(4)臭氧層破壞,強烈的紫外線輻射將無阻攔的直達地面,致使細胞內的DNA改變,人體免疫系統的機能減退,皮膚癌滋生,農作物產量遞減。(5)垃圾滯留據不完全統計,全球的垃圾堆量達100億噸以上。(6)溫室效應大氣中的CO2、水蒸氣等吸收能量后返回地面,使得近地面15米處形成一個"溫室",溫室效應會導致全球暖化,冰雪融化。(7)森林銳減世界森林每年遞減2000萬公頃。(8)物種瀕危到2040年,預計有70萬個物種永遠滅絕。
二、綠色化學的本質和特點
綠色化學的實質,就是從更根本上消除污染,從治理污染轉化為預防污染,綠色化學的根本目的是從節約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統化學,從而使我們對環境的治理從治標轉向治本。"化學反應的綠色化",要求原料100%轉化為期望的產物,在整個過程的實施中具有以下特點:①原料無毒無害;②反應條件(所用催化劑)無毒無害;③反應具有高效性和高選擇性,副產品少,實行"零排放",是"原子經濟性"的;④減量、重復、循環使用;⑤產品對環境是友好的;⑥符合價廉物美的傳統標準。
三、綠色化學的發展前景
1、部分已開發出來的綠色化學項目
美國的DOW化學公司,發明了用100%O2作為起泡劑,生產聚苯乙烯泡沫塑料盒快餐盒,整個生產流程安全無毒,實現了化學生產工藝的綠色化。把H2、CO、CH4等燃料直接輸入,反復氧化,使化學能轉化為電能就是一種新型的綠色電池-燃料電池。為了消除"白色污染"我國研制出一種塑料,把乳酸作為生產高分子的合成材料,合成具有生物兼容性的可降解塑料。我國很多城市在汽車上都裝有尾氣處理裝置,即裝置中加入鉑、鈀等催化劑,使有毒的CO、NO轉化為無毒的N2、CO2,從源頭上有效的控制了污染物的排放。
2、回歸現實,讓綠色化學發展和推廣,任重道遠
綠色化學作為一種新興的科學,正在我們的生活領域中逐一滲透,我們應該用現有的技術手段,最大限度的減少對環境的危害,同時也要從原子經濟性和價廉物美的角度考慮,把目光放遠些,把研究深入些。目前雖然開發出來了不少綠色產品,但有的產品工藝過于復雜,有的產品生產成本過高,有的產品效果不明顯,有的產品有潛在的安全隱患等等諸多因素,導致這些已經開發出來的綠色產品,只是處于實驗室狀態,走入不了市場,生命力不長久。我們一定要加大力度,從現在做起,從我做起,在教學中滲透綠色化學,在生活實際中宣傳綠色化學,讓社會各界都重視環保,保護地球,優化和完善綠色化學,讓人類與自然和諧共處,傾心打造我們溫馨的綠色家園。
四、教師在化學教學中應加強綠色化學的滲透
綠色化學體現了化學科學、技術與社會的相互聯系和相互作用,是化學科學高度發展以及社會對化學科學發展的作用的產物,對化學本身而言是一個新階段的到來。化學教師更應該把綠色化學貫穿于各個教學環節,讓學生懂得保護環境,開發新能源的重要性和迫切性。
1、在理論教學中滲透綠色化學
教師可以收集一些大氣污染,水體污染、酸雨侵襲,臭氧層破壞的音像視頻材料,在多媒體教學中展示給學生看。讓學生真正明白只有一個地球,人與自然應該和諧共處。適時引導學生結合當地實際,思考用哪些方法可以節約水資源,特別是節約淡水資源,樹立起關心水、節約水、護水的好風尚。明白水是人類寶貴的自然資源,長期污染下去,也許有一天,最后一滴水,將是人類的眼淚這一深刻道理。
2、在實驗設計中體現綠色化學
保護好環境,就是保護好我們的溫馨家園,化學教學范圍內涉及到的能引起環境污染的物質有CO、CO2、Br2、H2S、SO2、NO2等,化學教師更應該在實驗設計中,有意識的滲進綠色化學理念,引導學生設計多種實驗方案,探究減少或避免對環境造成污染的最佳途徑。
3、在實踐活動中突出綠色化學
實踐活動是課堂教學的完善和延伸,也是學生參與社會的主渠道之一,化學教師可以組織課外興趣小組,以綠色化學的視角走到社會中去,開展社會實踐調查,親身體驗環境污染的危害性,并寫好調查報告,結合所學知識設計出實驗方案,寫好小論文,用演講、出版報等形式做好宣傳,使學生對造成空氣污染,水體污染等現狀增加認識,達成共識,自覺宣傳環保,重視環保。如采用以下方式引導學生參與社會實踐。(1)到地區企業產礦去,了解這些產礦附近農作物的生長情況,抽取水樣,測定水質情況,測定PH值;(2)調查某一地區形成酸雨的主要原因;(3)測定SO2對一些有色花的漂白效果;(4)測定某產礦附近的Hg2+、Cu2+等金屬離子的含量,等等有利于學生運用知識,加強環保的問題讓學生去進行課外實踐。
4、在考試命題中貫穿綠色化學
近年來,隨著人們生活質量的不斷提高,關注生命,關注健康已成為時代的主旋律,綠色化學也由科學術語走進居家生活,我們在各種化學考試中都要涉及到綠色化學,且要由單一的直向性的考察轉化為多元化的實驗設計與知識的整合。
一、論文的研究意義與背景
改革開放以來我國經濟社會迅速發展,工業污染也隨之加重,大量化學產品的使用既給環境造成了嚴重的污染,也給人類帶來白色垃圾、環境致癌物質、酸雨效應、溫室效應等一系列的環境問題。所謂綠色化學,就是指把化學知識以及化學技術和化學方法應用于化學產品以及化學過程中,目的是為了減小或者消除它對人類環境造成的不良影響。首先,筆者認為加強中學生的綠色化學教育是我們國家可持續發展的必要選擇。綠色化學概念的提出從源頭上預防和消除了環境污染的影響因素,為可持續的發展提供了重要的方法和途徑。其次,素質教育的基本要求之一就是要讓學生樹立綠色化學的意識,培養他們的創新精神和實踐能力。最后,綠色化學教育是現代中學化學教學改革的需要,與學生的實際生活密切相連。
二、如何在化學教學中滲透綠色化學教學的理念
1.理論和實驗教學內容貫穿綠色化學的概念
如何在化學教學的課堂中貫穿綠色化學的教學方法和理念,是每一個教育者都應該考慮的一個問題。具體來說就是在進行中職化學教學的同時,把綠色化學的知識內容以及相關實驗不斷地滲透到課堂中去。比如在講到鹵族元素化學性質的同時,以氯氣為例,氯氣與水反應所產生的次氯酸具有強大的漂白和消毒作用,但是氯氣與自來水中的有機物作用會產生一些致癌物質,為了減少有毒化學試劑的使用,美國與日本等發達國家已經用二氧化氯來實現對飲用水的消毒處理。最近幾年以來工業廢水的隨意排放正在污染著人們的身心健康。可以在教學的過程中讓學生觀察硫酸生產的化學反應以及鋼鐵熔煉過程中廢水是如何產生的,系統地講解這些工業廢水將會對人們的日常生活造成怎樣的損害,通過使用哪些綠色化學技術可以降低工業廢水的排放。這樣將綠色化學教學的理念不斷滲透到課堂教學中去。
2.聯系生活實際,滲透綠色化學的教學理念
教師要時刻關注國內外有關化學環境污染和環境治理方面的新聞和案例。比如前幾年比較流行的“白色污染”,就是使用了大量的聚乙烯塑料袋而產生的。通過這個案例可以讓學生首先了解聚乙烯這種物質的危害性,其在燃燒的過程中,會產生大量的黑煙以及會導致溫室效應的二氧化碳,另外在這些黑煙里還會有致癌物質二惡英。如果將這些白色垃圾進行掩埋處理,10年時間都不會被分解,反而會對土壤的性能造成嚴重的損害。為了應對白色污染,2006年國家開始推廣可降解的白色聚合物塑料,可向學生具體介紹以淀粉、纖維素等天然可降解的有機聚合物,這些有機聚合物分解以后為二氧化碳和水。另外在講解廢舊電池的處理過程中,為了避免廢舊電池所造成的鎘污染,可以讓學生了解到廢舊電池還有大量的金屬元素,可以進行回收再利用。
3.重新設計對環境友好的化學反應途徑和產品
在化學實驗課堂中,對于一些產生有毒化學物質的反應可以采用其他途徑的化學反應來實現。比如在制備氧氣的化學反應時,次氯酸鉀在二氧化錳作為催化劑的條件下會有部分氯氣產生,從而造成對環境和人體的污染。我們可以使用一些重金屬陽離子與一些單質(木炭、碘粒、鐵絲)或者是一些金屬氧化物作為催化劑對過氧化氫進行還原,進而產生氧氣,而且化學反應的產物對環境并不會造成污染。比如在講解到一氧化碳還原氧化銅的實驗時,由于一氧化碳有劇毒,可以采用氫氣來進行氧化銅的還原反應。
隨著工業化社會的不斷發展,綠色化學的理想就是把傳統的污染治理轉變成對化學污染的預防,為人類的可持續發展提供一些有益的途徑與方法。筆者通過閱讀相關參考文獻,并結合多年的化學教學實踐,對如何在無機化學教學中實現綠色化學教學模式進行了相關研究,在介紹綠色化學概念的基礎上,筆者認為可以從以下三個方面實施綠色化學教學:一是,應該把綠色化學的概念貫穿于理論和實驗教學中;二是,聯系生活實際,滲透綠色化學的教學理念;三是,重新設計對環境友好的化學反應途徑和產品。
參考文獻:
[1]劉超.談化學教學中綠色化學教育的滲透[J].泰安師專學報,2002.24(3).