時間:2023-06-05 09:56:59
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇綠色化學思想,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
隨著科學技術的進步,給環境帶來沉重的壓力,環境污染已經設計到人類生存的各行各業中了,問題日漸嚴重。其中化工污染成為環境污染的災害之一,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,提升學生對生態環境的保護意識。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保意識
環境的保護需要一代又一代人的努力去實現,因此對高中生環保意識的培養是非常重要的。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境保護的認識,潛移默化的培養了環保的意識。通過綠色化學思想在化學課堂上的體現和具體的實踐,使學生能夠慢慢培養良好的習慣,進而在生活中時刻考慮到環保的要求,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,能夠增強學生的環保意識,為我國環保事業的進一步發展奠定堅實的基礎。
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;應用到高中化學的教學中還能夠實現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狀以及對環境造成的污染進行思考,從而探究提高能源利用率的方法,認識到節約能源和資源合理運用的重要性,進一步引發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,采用無毒無害的環保材料,降低實驗過程中污染物的排放,減小化學實驗對環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現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象出現的原因,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,把環境保護放到第一位。
2.通過學習多媒體技術實現綠色化學教學
科學技術的發展極大的促進了教學方式的創新,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,生態環境被逐步的破壞,人類才意識到環境保護的重要性,使得綠色化學趨向成熟。把綠色化學滲透到教育行業,提高學生環境保護意識,有效利用資源物質,深刻認識綠色化學對我國經濟可持續發展的重要性。
參考文獻:
[1]魯水軍,謝林江.新課程理念下高中綠色化學教育研究[J].新課程(中學).2014(07)
[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].中學生數理化(學研版).2013(08)
新時期,伴隨新課標的落實與可持續發展理念的貫徹,“綠色化學思想”應運而生,并日漸被應用到化學教學中,用以指導化學教學。對此,文章以高中化學教學為例,談談綠色化學思想在教學中的應用。
關鍵詞:
高中化學 綠色化學思想 化學實驗
所謂“綠色化學”,指的就是在制造并應用化學產品時,合理利用各種原材料,杜絕使用各種有毒或危險的溶劑與試劑,并對化學廢棄物品加以處理,以減少其對環境的破壞。而在高中化學教學中滲透“綠色化學思想”,不僅迎合了新時期所倡導的“可持續發展原則”,而且還能引導學生更加合理、有效地應用各種化學原材料,減少化學污染,形成生態保護意識,有著重要的現實意義。
1.在化學內容講解中滲透綠色化學思想
對于高中化學教學,其內容不僅涵蓋了基本化學理論與知識,還蘊含著豐富的綠色化學思想,為此,教學中,教師要有意識地挖掘出書本中蘊含的綠色化學思想,并將其展示在學生面前,實現化學理論知識同綠色化學思想的有機融合,從而讓學生在學習各種化學理論知識的同時,樹立綠色化學理念[1]。同時,教師還應具體結合教學內容,合理安排教學計劃與活動,對于涉及到污染物的內容,要逐步引導學生強化對環境情節型反應物質的反思與討論,使之更加深入了解綠色化學思想。如在講解“化學反應及其能量變化”內容時,筆者就引入了關于能量開發、利用與能源合理開發利用的知識;在講解“鹵素”內容時,就告知學生氯氣用于自來水消毒中的優勢與不足、氟利昂在臭氧層的保護和破壞等;如在講解“硫與氮的氧化物”內容時,向學生簡要介紹酸雨的形成機制、危害與具體的防治措施等,告訴學生汽車尾氣作為一種氮氧化合物,是造成光化學煙霧與水體富營養化等的主要原因,從而讓學生把握化學知識的同時,認識到環境保護的重要性。通過這樣一種形式來讓學生認識到化學在日常生活中的應用,并逐步形成綠色化學觀念。
2.在化學實驗操作中滲透綠色化學思想
第一,倡導微型實驗,減少資源浪費。同常規實驗相比,微型實驗不僅可獲得與之等同的實驗結果,還能大大減少相關化學試劑的應用,減少環境污染。如用塑料吸管代替移液管,用一次性針管針頭+內加小玻璃珠乳膠管制作酸堿滴定管,用小玻璃瓶制作酒精燈等,以此來節約實驗成本,保護環境,迎合綠色化學理念[2];第二,改進化學實驗,優化操作。如在迎合實驗要求的前提下,適當減少采樣量;盡量不要購置用不上的試劑,并盡量使用可回收試劑,使用可降解無磷洗滌劑;實驗操作中,盡量使用酒精溫度計,以免因水銀溫度計的使用而造成不必要的汞污染;第三,盡量選用無害原材料。如在向學生演示“白磷自燃”現象的時候,就可先對Mg2Si進行水解處理,而經水解后的生成的SiH4在水平上同樣可出現自燃現象。但是,在這個試驗中,并未生成有害氣體或物質,卻也達到了教學效果,并體現了“綠色化學思想”;第四,有效處理廢棄物。①嚴禁向下水口傾倒廢棄化學試劑或由實驗生成的有害、有毒物質,也不可堆放在陽臺、或樓道等公共場合,需統一收集、統一處理;②采用化學辦法處理無法直接利用的有害物質。如對實驗殘留一氧化碳進行燃燒處理;對酸液進行堿液中和處理;③對廢棄物簡單處理后使之變廢為寶。如針對“錳酸鉀制取氧氣”實驗中的殘留固體可當做部分實驗制取氧氣的一個催化劑,而且其最終殘余物還可用在“鉀焰色反應”實驗中等。
3.在化學課外活動中滲透綠色化學思想
第一,積極展開綠色化學專題活動。在化學教學中,除了要在教學內容講解與實驗操作中滲透綠色化學思想,教師還應積極展開各種有意義的綠色化學專題活動,以此來調動學生積極探索綠色化學的欲望。如在情況允許下,自己邀請化學方面專家來校開展關于“綠色化學知識”的講座,向學生科普綠色化學知識;在日常班級板報活動中,鼓勵、指導學生將同環保相關的內容設計進去,展開宣傳教育;組織全校舉辦“化學文化節”等;第二,積極設計具有實踐性的調研課題。放假期間,教師可結合所學內容引導學生展開實踐性調研,鼓勵學生深入現實生活,尋出現實生活中實現綠色化學的辦法。如組織學生就本地生活垃圾處理、分類與回收問題展開調研,并結合調研情況提出對應解決辦法。
4.結語
總而言之,“綠色化學思想”在高中化學教學中的應用,不僅是人們主動同自然和諧相處的一個表現,同時也是我國積極創設“環境友好型、資源節約型”社會的一個重要舉措。為此,在教學中,教師要有意識的將綠色化學思想滲透到化學理論知識講解中、化學實驗操作中與化學課外課題研究中,循序漸進地培養高中生的綠色化學意識,實現高中綠色化學教學目標,從整體上促進化學教學有效性。
作者:黃美媛 單位:贛縣中學北校區
參考文獻
關鍵詞:實驗教學;綠色化學;教育觀
化學學科是建立在實驗活動基礎上的。在化學教學中,實驗發揮著十分關鍵的作用,它是促進學生知識能力發展的重要方法和途徑。目前,綠色化學思想已經在世界范圍內廣泛傳播并得到大力倡導,對于走可持續發展道路、實現人與自然和諧相處具有重要
意義。
一、樹立綠色化學觀
1.樹立綠色化學的教育觀
綠色化學要求從根源上對環境污染進行有效防控,維護人類生存質量,改善人類生活環境,保護生態自然,有利于激發化學學科活力,促進其健康發展。根據教育體制改革以及高中化學新課改要求,綠色化學思想應始終貫穿于化學教學全過程,把綠色化學和高中化學教育有機結合起來。
2.樹立綠色化學的價值觀
所謂環境價值觀,指的是人類對于環境具有價值的認識理解或者思想觀念、看法。也就是改變以往判斷事物利害關系以人為中心的思想觀念,倡導從人與自然和諧發展角度出發,用綠色化學思想指導化學教學活動,除了探究化學物質、化學實驗對于人類的危害影響外,重點在于探究其對應自然環境的影響。
3.貫徹落實綠色化學理念
一方面,教師要加強自身知識體系的更新完善,對化學進行重新認識,從思想上有質的提高。特別要深入全面了解綠色化學思想內容和重要意義,主動肩負起宣傳普及綠色化學理念的使命,積極開展綠色化學研究。另一方面,教師要把綠色化學理念融入實際教學中,創造良好的綠色化學情境,逐漸感染學生。
二、將綠色化學思想滲透實驗設計環節
要把綠色化學思想融入化學實驗活動,首先要用綠色化學思想來設計實驗,也就是綠色環保的材料,讓化學反應做到“原子經濟性”,最終產物也應該是綠色無害的。因此要開展綠色化學實驗,關鍵在于根據綠色化學思想來設計化學實驗方案。
三、運用綠色化學思想選取實驗素材
1.倡導綠色化學理念,盡可能用無毒無污染的藥品試劑來代替毒性、污染性高的藥品試劑
在確保實驗效果的基礎上,用無毒無害或者毒害污染程度低的試劑來代替毒性、污染性強的試劑,盡可能用無毒無污染的藥品試劑來代替毒性、污染性高的藥品試劑。
2.對于化學實驗產生的廢棄物要妥善處理
實驗室內的廢棄化學藥劑以及實驗中產生的廢水、廢渣,都不能隨便亂丟或者直接倒進下水道,不能把廢棄化學藥劑擺放在走廊、陽臺等公共場所。
我認為,要想在高中實驗教學中滲透綠色化學思想,教師要樹立綠色化學教育觀,對學生灌輸綠色化學理念,還要將綠色化學思想滲透實驗設計環節,并運用綠色化學思想選取實驗素材,處理化學廢棄物。
參考文獻:
[1]樊彥伶.綠色化學理念在高中化學實驗中的滲透:以人教版普通高中課程標準實驗教材為例[J].實驗教學與儀器,2010,27(04).
關鍵詞: 高中化學實驗 綠色 化學思想
《普通高中化學課程標準(實驗)》規定必修課程的設計要“體現綠色化學思想”,要讓學生了解“在化工生產中遵循‘綠色化學’思想的重要性”,還將“樹立綠色化學思想”作為《實驗化學》選修模塊“化學實驗基礎”主題的第三條“內容標準”,并將“形成綠色化學的觀念”作為《實驗化學》選修模塊的課程目標之一。這在以往的化學教學大綱中是從未有過的,表明新課程標準的制定非常重視綠色實驗化學思想的形式和應用。
1.在實驗設計時考慮綠色化
在化學實驗中體現綠色化學思想,應首先重視化學實驗設計的綠色化,即選取綠色化的原料、采用“原子經濟性”的化學反應,使所獲得的產物綠色化。所以要想在實驗中做到綠色化,最重要的是能夠做到實驗方案設計上的綠色化。在實驗設計過程中,教師要積極查閱相關資料,充分考慮試劑的用量、有毒物質的使用和三廢的排放等問題,根據化學教學需要,發現、設計或選擇沒有污染和安全的實驗取代那些污染嚴重或危險性大的實驗。對于一個最佳的綠色實驗方案,在設計時要充分體現“微(微型化)”、“密(密封性)”、“組(組合實驗)”、“代(新型替代品)”、“改(改進實驗)”等思想。以下四例實驗的改進,在實驗設計時充分考慮了綠色化。
(1)濃度對2NO2?葑N2O4平衡影響實驗的改進 ,可得一個與原平衡體系完全相同的參照標準。溫度稍有變化即可辨別其顏色差別。裝置如圖1所示,三個連通著的容器里,盛有NO2和N2O4達到平衡的混合氣體,然后夾緊橡皮管A、B處,把一個燒瓶放入熱水里,把另一個燒瓶放入冰水(或冷水)里,觀察混合氣體的顏色變化,并與常溫時盛有相同混合氣體的錐形瓶中的顏色進行對比。
(2)二氧化硫與硫化氫反應的實驗。將二氧化硫收集于燒瓶后,按圖2裝置。緩緩通入硫化氫,即從燒瓶底部開始,沿著內壁由上到下析出淡黃色物質和水珠涌下。隨著析出硫的量增多,瓶壁顏色愈來愈艷麗,宛如一朵正在盛開的黃。對于二氧硫與硫化氫混合的方法,一般做法有:①各收集在兩集氣瓶中,對口混合;②各收集在兩注射器中并聯通,在一端注入其中的一種;③把兩種氣體同時通入某一容器中,這些實驗現象雖也明顯,但遠不如上面的方法引人入勝。
(3)硫化氫受熱分解實驗的一點思考。硫化氫受熱分解實驗,有許多教學參考書都采用在通過硫化氫的長玻璃管上加熱的方法,甚至在玻管一端纏上濕棉花(冷凝),分解產物硫可在一端析出(如圖3-1),但實驗現象往往不明顯。原因可能為:①通過受熱的玻璃管,硫化氫分解量少;②玻璃管內壁過于光滑或硫化氫流速太大,分解產物難以附著即被帶走。 將玻璃管改為干燥管,并在管內兩邊放少許玻璃纖維(如圖3-2)。先通硫化氣一會兒(要燒掉),夾緊橡皮管,停止通硫化氫。加熱干燥管,即在管內壁兩側析出黃色粉末(硫)。
(4)紅磷變白磷及燃燒的實驗 ,裝置如圖4所示。①用細鐵絲把米粒般大小的紅磷送入玻璃管中(內徑4~6毫米,長15~20厘米)。加熱紅磷,開始時紅磷與玻璃管內的空氣發生燃燒,但空氣不暢火焰即滅。紅磷升華成蒸氣,在兩側約2厘米遠處內壁冷凝,各有一薄層白磷(部分帶黃色)析出,待紅磷剩下不多時停止加熱。
②過半分鐘玻璃管內白磷發光燃燒,燒瓶內產生大量白煙(而紅磷未燃)。燃燒產物溶于水生成了酸。
通過這樣的實驗方案設計,可從源頭上消除化學污染物的產生,真正體現化學實驗綠色化的理念,而且能加強學生的環保意識。
2.在實驗過程中體現綠色化
在實驗設計中已經考慮了綠色化,更重要的是要在實驗過程中體現綠色化。在實驗過程中的綠色化可以體現在以下幾個方面。
(1)推廣使用微型化學實驗,節約藥品,減少污染。
微型化學實驗具有減少污染、現象明顯、快速、節約、安全等優點。雖然化學教材中的實驗基本上規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,而且可以減少對環境的污染。我們在實驗過程中嚴格督促學生按量取用試劑,糾正學生取用藥品“多多益善”的錯誤思想。鋁箔在氧氣中燃燒實驗所用的鋁箔可取自學生熟悉的口香糖(如綠箭等)的鋁箔包裝紙,將其背面的紙燒去。這種鋁箔既薄又純,很容易燃燒。實驗中用火柴引燃鋁箔較困難,可改用鎂帶來引燃。木炭還原氧化銅的實驗中的木炭可用激光復印機、打印機硒鼓中剩余的碳粉代替,碳粉顆粒很細,能與氧化銅粉充分接觸,實驗成功率較高,同時也是變廢為寶的體現。燒不壞的手帕是個比較經典的趣味實驗,其實燒不壞的不只是棉手帕,用紙手帕(面巾紙)或普通的紙張代替棉手帕,實驗效果也很好。
(2)推行綠色化學,盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑。
在保證實驗效果的前提下,用無毒害、無污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強的試劑,盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑。在一些特定實驗要用到高毒性藥品時,一定要用封閉的收集桶收集廢液。在滿足實驗要求的情況下,適當降低采樣量;不要購買暫時用不上的試劑;盡量利用可回收的試劑;應使用可降解的無磷洗滌劑;使用酒精溫度計,從而避免水銀溫度計可能帶來的汞污染。在萃取操作的演示實驗中,考慮到溴單質的劇毒性,我將CCl4萃取溴水的實驗改為CCl4萃取碘水。這樣既可以防止因溴蒸氣的揮發而造成對學生的危害,又可以減少環境污染。
(3)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,不僅可以減少對環境的污染,而且可以變廢為寶。
1教師沒有明確的綠色化學教育設計和目標
由于應試教育思想的根深蒂固,老師對于化學的教育目標是提高升學率,老師對學生的教育完全是停留在化學知識的教育層面上,而且,由于老師的教育方式方式或許陳舊和刻板,在課堂上只是一味的給學生傳導化學理論知識,而不注重培養他們正確的價值觀,也不去鍛煉他們的實踐能力,使得學生成為化學知識的被動接受者,他們沒有很多自己動手設計并獨立完成化學實驗的機會和能力,也更不會去自己動手去實踐綠色化學實驗,更加不會關聯到綠色化學于環境保護的重大意義。此外,目前,在很多師范院校,對學生的考核還只是停留在以理論知識為主的層面上,考核也不會涉及到有關化學科學的人文素養和環境素養,所以在教育中,對學生的應試教育和培養學生應考能力已成為一種很難改變的教育思想,雖然有關教學方案已經幾經修訂完善,但是老師重視理論,輕視實踐的思想還是無法改變。
2提升我國綠色化學教育的措施
2.1改變老師化學教育的觀念要想推行綠色化學的教育思想,首先必須改變老師的對于化學的教學觀念,只有老師重視起來綠色化學的的教育,才有可能去引導學生加強綠色化學的思想意識。首先,學校應該對老師進行定期培訓,讓老師能夠認識到綠色化學的重要性,并且培訓老師實施綠色化學教育時應該側重的點和有效實施綠色化學的措施,并且,學校也可以派遣有資歷的老師去典型的學校進行溝通交流,學習人家綠色化學的有效方案,來更好的完善自己的教學理念和方案。老師自己也應該積極的去改變自己的教學觀念,自己設定一套能夠有效發展綠色化學教育的教學方案,并且明確自己的教學目標,以更好的開展綠色化學的教育工作。
2.2在化學教育的過程中給學生滲透綠色化學的知識教師在化學教育的過程中應該時不時的給學生滲透綠色化學的知識,首先,老師應該增加實驗實踐在化學教學中的比重,有些化學知識是必須通過實驗實踐學生才能夠深刻的理解,通過實驗,可以直觀的觀察到實驗現象,這樣很容易的就可以了解一些物質的性質,否則只靠干巴巴的說教,學生是不能夠將這些知識理解透徹的。然后,在進行實驗時,老師應該精心設計實驗,盡量讓實驗方法精密,有些實驗會產生有害氣體,這時老師就應該讓學生學會如何去除去這些有害氣體,以免其散發到空氣中去造成污染;而在生成某些產物的時候,有的方法會產生有害物質,而有的方法就不會產生,這時老師應該引導學生學會用最無害的方法去制產物;除此之外,老師要學會高效的整合實驗,我們在驗證某一物質的多種性質時,往往用數個單一的實驗去驗證,這樣既耗時耗力,又浪費反應物,所以老師可以有效的將這些單一的實驗進行有機組合,讓反應物能夠被高效的反應利用,從而發到綠色化學得目的,等等,這些都是綠色化學的例子,老師可以有效用這些綠色化學實驗的例子,向學生滲透綠色化學的思想理念,讓學生能夠深切體會到綠色化學的重要性,進而深化認識到保護環境的保護環境的重要性,從而積極參與到保護環境的行列中去。
2.3適當的對化學教材進行改革或許是新課程得改革沒有完全滲入到師范院校中,部分師范院校的化學教材的內容太過陳舊,所以,師范院校應該適當的對其化學教材進行改革,盡可能多的將綠色化學的思想融入到化學教材中去,讓學生從根本上就可以接觸到綠色化學的思想理念。
3結語
總之,在化學教育的過程中,老師應該充分利用教材中的綠色化學的知識模塊,盡量給學生設置實踐化學實驗的機會,讓學生能夠自己切身的體驗綠色化學的理念,同時,老師應該精心設計實驗過程,想學生滲透綠色化學的思想,讓學生能夠真正領悟到綠色化學的積極意義,能夠主動意識到綠色化學對于保護環境的重要性,從而積極參與到保護環境的行動中去。
作者:胡金陵單位:江西省吉安師范學校
關鍵詞:綠色理念;實驗教學;滲透
綠色化學主要就是指環境無害化、友好化的清潔化學,通過使用先進的生產技術從而保證生產或者實驗過程中減少對于環境的污染,實現保護環境的目的。初中階段作為學生價值觀念形成的重要時期,直接關系到我國可持續發展戰略的實施。所以,這就要求教師在初中化學實驗教學過程中,應該注重滲透綠色化學實驗的理念,使學生能夠在掌握化學基本知識的基礎上,可以應用化學原理來優化生活,促進社會的良好發展。只有在教學過程中幫助學生形成綠色化學實驗的理念,才能夠消除學生對于化學的誤解,形成良好的環境保護意識。
一、在化學知識點中滲透綠色化學的理念
在初中化學教學過程中,教師應該善于挖掘教材中綠色理念的隱形因素,從而在化學實驗教學過程中有效結合綠色化學,使學生在潛移默化中接受綠色化學的理念。只有這樣,才能夠使學生形成基本的綠色化學意識,才能夠在具體的化學學習過程中堅持這種理念,保證綠色化學活動的展開。
如在學習《我們周圍的空氣》的時候,教師應該針對教材中的內容對學生進行綠色化學理念的引導,使學生能夠深入理解化學理念。教師只有在學習這些知識點的時候進行綠色化學理念的滲透,才能夠保證在進行化學實驗的時候,學生能夠秉持綠色化學理念,積極創新化學實驗方法,使用先進的技術來保證綠色化學實驗的具體實施。
二、在習題練習中滲透綠色化學理念
在初中化學學習過程中,教師還可以借助習題練習來進行綠色化學理念的滲透,使學生能夠掌握綠色化學的最新信息,并且在化學實驗中更加有效地應用綠色化學理念。通過這樣的方式,可以幫助學生利用綠色化學知識解決實際問題,真正實現學以致用的目的。這就要求教師在習題練習中,應該注重深入分析理解習題,增強學生的理解,有效滲透綠色化學的理念。
如教師可以針對綠色化學設計一些習題,讓學生在做習題的過程中深入理解綠色化學理念,掌握綠色化學的知識。想要更加有效地開展綠色化學實驗,也需要教師能夠引導學生在習題中進行練習,找到滲透綠色化學理念的方法。教師可以針對綠色化學的概念、綠色化學理念的方向以及具體的綠色化學實驗的方式等設計習題,讓學生在對于綠色化學的基礎知識有深入了解的基礎上,有效提高學生對于綠色化學理念的理解程度,從而更好地在實驗和實踐中具體實施。
三、注重綠色化學宣傳,增強環保意識
思想作為學生行動的先導,只有讓學生把綠色化學理念作為自己自覺的行動,使學生樹立起環保的態度,才能夠培養學生改造和優化環境的能力。所以,這就需要教師應該注重讓學生接受綠色化學的思想,用思想來引導學生的行為。在實際教學中,教師應該有效利用教學資源,有計劃和有針對性地對學生進行綠色化學教學。如學習了化學對社會進步的貢獻以及化學給人類生活帶來便利的同時,教師可以介紹綠色化學的概念,使學生準確了解綠色化學的重要性。通過對于綠色化學概念以及特點等進行講解,對于綠色化學的重要性有深刻的認識。教師應該讓學生理解化學并不是污染的代名詞,并且有效利用化學知識可以使學生改善人們的生活,優化人類生存的環境。所以這就需要我們科學利用化學知識,秉持綠色化學理念。教師應該對于綠色化學實驗以及生產的方法進行講解,使學生能夠知道怎樣更加環保地應用化學知識促進社會經濟的發展。只有加強綠色化學理念的宣傳,培養學生的環保意識,才能夠保證學生在綠色化學理念下進行化學實驗的時候,有效提高化學實驗教學的有效性。
四、在化學實驗實踐中滲透綠色化學思想
想要使學生在綠色化學理念下更加有效地學習化學實驗相關知識,關鍵在于教師能否引導學生在化學實踐中不斷理解綠色化學理念,在實踐中滲透綠色化學理念。通過這樣的方式,使學生學習的效率大大提高在綠色化學理念下進行化學學習,為社會經濟的發展和可持續發展做出貢獻。例如,在進行《硫在氧氣中燃燒》的實驗的時候,教師應該要求學生嚴格按照要求開展實驗。要嚴格保證硫的使用量,避免產生的二氧化硫對于空氣造成污染。教師應該通過引導學生進行類似的實驗,使學生在實驗實踐中能夠更好理解綠色化學理念,并且可以在實驗過程中更加有效的踐行綠色化學實驗的理念只有這樣,才能夠保證綠色化學實驗的順利實施,減少對于環境的危害,實現可持續發展。
綜上所述,在我國大力提倡科學發展觀的背景下,在初中化學實驗教學中滲透綠色化學的理念已經成為了中發展的趨勢。在初中化學實驗教學中滲透綠色化學的理念是一項長遠的過程,所以,這就需要教師應該采取循序漸進的方式,通過對于課本中綠色素材的挖掘和使用,從而引導學生不斷地探索,找到開展綠色化學實驗教學的有效方法。只有不斷滲透綠色化學理念,使學生對于綠色實驗化學有真正的理解,才能夠使其為綠色化學做出貢獻。
參考文獻:
【關鍵詞】綠色化學理念;高中;化學教學;滲透方式
在化學產品的制造過程中切忌有毒試劑的使用,充分發揮原材料的功能,從化學原理的角度上,消除污染環境的有毒物質,這便是“綠色化學”。綠色化學理念在高中化學教學中的推廣不僅是我國可持續發展戰略的要求,也是學生環保思想培養的重要步驟。但結合我國高中的現實狀況來看,其推廣情況并不理想,在高中教學中遇到許多障礙。我們需對此進行積極有效分析并探索相關解決辦法,以達到高中化學以綠色化學理念為基礎進行教學活動的目標。
一、“綠色化學”未被重視原因
1.思想意識層面。高中學校教師思想觀念未得到轉變。高中教師普遍關注“教學質量”,即對學生化學理論知識的培養,對學生思想觀念的培養重視力度非常不夠。這源于教師陳舊的思想觀念,其沒有意識到當下環境問題的嚴重性,更沒有理解綠色化學理念的真正意義。因而,課堂教學內容并未體現綠色化學理念。
學生在高中以前的教育中未曾受到綠色化學理念的熏陶,其進入高中后,受老師家長的影響,學生僅重視自身理論知識的學習力度,忽視其思想素養的提升和對社會時事熱點的了解,另外,課堂上教師未對其進行綠色化學理念的相關教育,從根本上來講,綠色化學理念難以進入學生的思想意識中。
2.實驗層面。實驗規模的增加。由于我國實行了新課改,為提高學生的創新能力和動手能力,高中化學的實驗數量急劇增加,造成許多新的問題,如過分追求實驗數量,對實驗的質量、進行必要性沒有把控好,造成許多實驗資源的浪費。在實驗操作中,如果缺乏嚴謹的態度,導致不當操作的發生,會造成實驗中有毒物質的泄露,例如,實驗中不小心打破水銀溫度計,液態汞在空氣中蒸發,汞蒸氣或汞化合物一般都有劇毒,這不僅會給老師和學生的身體健康產生威脅,亦會污染環境,這些都與綠色化學理念相悖。
實驗垃圾未被妥善處理。部分老師缺乏科學處理實驗廢棄物的觀念,實驗完成后,無論實驗中產生的廢棄物是否有毒,都統統倒入下水道中,一些強酸強堿物質不僅會腐蝕下水管道,更會加劇水資源和土壤的污染,最終影響人體健康。
二、綠色化學理念在化學教學實踐中的重要性
1.促進學生創新能力發展及環保意識培養。綠色化學理念給廣大化學教師提出了更高更嚴格的要求,傳統教育中,“理論知識十分重要”的思想在教師心中根深蒂固,直接影響其教學方式,學生在大量理論知識的灌輸下,缺乏主動性,其創新創造能力難以得到發展。甚至在化學實驗中,教師也只注重實驗結果,對實驗過程不屑一顧,有的甚至剝奪了學生實驗的權利,大多數實驗都由老師在課堂上展示給學生,學生無法切身接觸體驗實驗,其動手創新能力的發展受到了極大的限制。因此,教師在課堂中需樹立綠色環保意識,將這些知識無形的融入到化學理論知識中,并加大學生的實驗參與度,逐漸擺脫傳統教學模式的限制,提升學生的創新能力及環保意識。
2.促進學科內容的轉變。從“化學”本身來看,雖然發展速度較快,但其學科內容在一定程度上還存在不足,綠色化學理念的提出,對化學這門學科的進步與發展提供了支持, 是其自身的重大突破。我國高中化學教材雖涉及到綠色化學的相關內容,但都只是簡單介紹,并未完全滲透到學科內容中。環境問題是當今時代的主題,高中教材內容的設定必須圍繞綠色化學理念展開,在綠色環保的基礎上,建構化學理論知識體系。
三、解決綠色化學滲透難的措施
1.改變教師傳統保守的思想觀念。教師應使其思想符合時展的潮流,結合社會環境保護的熱點話題,將“綠色化學”理念融入到理論知識中,在課堂中,著重向學生講述化學污染的嚴重性及其防護辦法,例如,實驗中發生水銀溫度計的破裂,教師需告誡學生汞蒸氣是含有劇毒的,面對此情況,必須迅速的開窗透風。這種方式借助生活中的實例向學生展現化學的魅力。在教學過程讓學生了解化學一方面會產生有毒污染物質危害人體健康及環境,但另一方面又是服務于人類的重要工具,使其明確綠色化學的重要性,并將其運用到日常生活中。
2.提升實驗質量。在普通化學實驗中,由于技術的限制,對實驗藥品的需求量非常大,這不僅造成資源的浪費,還會產生大量有害物質,進而污染環境。因而,減小實驗規模及數量或者對實驗環節進行優化,會降低實驗藥品的使用量以及污染物質的產生量。
3.科學處理實驗垃圾。化學實驗中產生有毒有害物質是不可避免的,但經過合理科學處理后,大多數可進行再生循環使用。對于較少部分危害較大的物質,需進行專業處理,將其轉化為無污染物質。在實驗課中需培養學生處理實驗垃圾的能力,使其將綠色化學理念融入到生活中。
【參考文獻】
關鍵詞:知識;內容;化學
中圖分類號:G633文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2009)10-0165-01
一、中學階段綠色教育的重要性
中學化學課程標準指出:中學階段的化學課程主要是幫助學生理解化學對社會發展的作用,能從化學的視角去認識科學、技術、社會和生活方面的有關問題,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治理環境污染,合理地開發和利用化學資源:增強學生對自然和社會的責任感;使學生在面臨與化學有關的社會問題的挑戰時,能做出更理智、更科學的決策。而貫穿這些知識和內容一條重要的線索就是綠色教育。綠色化學、綠色食品、綠色環保、綠色能源等無不滲透到材料科學、生命科學、環境科學和能源科學之中。綠色教育有助于學生對化學與社會、化學與生活、化學與環境、化學與材料、化學與能源等知識更理性的認識,能使學生更好的理解化學與發展的辯證關系,促使學生創造性思維和創新精神的發展。中學階段的化學課程具有啟蒙性、基礎性,而可持續發展觀的預見性和全民參與性也要求:綠色意識要從小培養起,培養要向全人類。所以在中學階段加強綠色化學思想教育顯得尤為重要,使學生畢業后無論奔赴何種工作崗位,都能具備節能降耗、防止污染等綠色意識,象綠色的種子一樣播撒在全國各地,為改善中國的環境和可持續發展戰略打下基礎。
二、綠色教育的內容
應以綠色化學為樹干,以綠色食品、綠色能源、綠色建材等綠色意識為枝葉。
首先,要理解綠色化學的含義及其作用:綠色化學又稱環境無害化學,是指從污染預防的基本思想出發,在化學品生產的始端就采用預防的科學手段。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。綠色化學的目標是不使用有毒、有害的物質,不生產廢物,不處理廢物。它和“末端治理”不同,是一門“從源頭上阻止污染”的化學。防止污染總比治理污染更顯主動,所以實施綠色化學才能從根本上保護環境。可見,綠色化學是對環境更友善的化學,是人類追求與自然和諧相處更完美的一種高級表現。其次,要理解綠色食品、綠色能源、綠色建材等綠色概念的含義,以充實和豐富綠色教育的內容。
當然綠色教育遠不能局限于以上內容,只要是對環境友好,無公害,能使人類和自然和諧相處和諧發展的都屬于綠色教育范疇,包括其做法和思維等。
三、實施綠色教育的幾點做法
(一)在教材中滲透綠色意識,中學化學教材的內容中本身就包涵著許多綠色化學的知識。對這些知識進行挖掘并結合教材、生產、生活實際地講解,能激發學生學習化學的興趣,更好的理解和運用知識。如在講化學反應中指出化合反應(A+BAB)最符合綠色化學理念,在講生命必須元素時引入綠色食品,在講能源時引入綠色能源,講材料時引入綠色建材等等。
(二)運用多種教學方法
授課時可以采用作專題講座、專題討論、網上查詢、課外活動、參觀調查、親身體驗等靈活多樣的方式進行。如開展《化肥、農藥污染與人體健康》講座,討論“生活污染點滴及其危害有哪些?”,收集綠色奧運相關資料,調查當地的污染狀況和取得的成果,入住綠色生態園等。實踐證明,實施綠色化學教育更貼近生產和生活實際,激發學生學習化學的興趣,培養學生的創新思維。但要注意,中學階段綠色教育在知識上不能過高追求深度,主要是灌輸綠色思想、培養學生節約資源、保護環境等綠色意識。
(三)以綠色化學實驗促使學生綠色意識具體化發展
〔中圖分類號〕 G633.8 〔文獻標識碼〕 C
〔文章編號〕 1004—0463(2013)12—0060—01
隨著中學新課程標準的實施,中學化學教師越來越關注化學實驗的“綠色化”問題。綠色化學是社會對化學科學發展的新要求,對于人類社會的可持續發展具有重要意義。
1.中學化學實驗“綠色化”是幫助學生樹立綠色化學理念、建立環保意識、養成良好行為習慣的有效途徑。
《化學課程標準》指出,化學課程的內容要“體現綠色化學的思想”,要使學生“樹立綠色化學思想”、“樹立珍惜資源、愛護環境、合理使用化學物質的觀念”、“強化實驗安全意識”。化學實驗教學與綠色化學聯系最為緊密,也最為直接。因此,在實驗教學中貫徹綠色化學思想尤為重要。
在實驗教學中,廢氣不加以吸收,廢液、廢渣隨意排放,所有這一切對學生的負面影響是不可低估的。污染嚴重的實驗以及隨意排放實驗廢物的行為給學生傳遞的不良信息是:實驗產生的廢氣、廢液直接排放到環境中并無大礙。應該看到,實驗教學過程中隨意處理“三廢”,不僅直接影響著環境,更對學生有著不良的示范作用。
教師應把綠色化學的思想滲透到化學教學中去,指導化學實驗的設計,在實驗中減少化學用品使用量和污染物排放量,并規范自己和學生的實驗操作,幫助學生養成良好的實驗操作習慣,讓學生知道隨意排放污染物是一種錯誤的行為。
2.中學化學實驗“綠色化”是開展實驗探究、實現學生人人動手實驗的重要保證。
化學實驗是學生學習化學、實現科學探究的重要途徑,是化學課程內容的有機組成部分,也是實現化學教學目標的基本保證。新課程提倡每個學生都親自動手做實驗,學生實驗的數量大大增加。但由于許多學生對于化學實驗不夠了解,對人身安全有所擔憂,造成了有些學生只希望“看實驗”而不愿意“做實驗”的現象。化學實驗“綠色化”,既能減少化學實驗室的污染,又能降低危險事故的發生幾率,減輕學生對化學實驗的恐懼感,為實現學生人人動手實驗提供了重要保證。
按照綠色化學的思路設計,改進的化學實驗往往更加安全、更加環保,同時也更加適合學生動手操作。這對于鼓勵學生積極參與實驗教學過程,在實驗過程中掌握化學實驗的基本技能,提高學生的科學素養都是極為有利的。
3.中學化學實驗“綠色化”有利于控制實驗室的污染,是保護環境的重要措施。
當前中學化學實驗產生的大量有害廢棄物還沒有統一規范的處理辦法。許多學校對實驗廢棄物的處理相當隨意,不經意間就對環境——包括空氣、水、土壤造成了污染。有統計顯示,在我國學生的高中階段,人均有害廢液的排放量大約是100 mL/年~400mL/年,因此,中學化學實驗室是不可忽視的污染源之一。以高中化學中“銅和濃硫酸反應”的實驗為例,如果每個實驗小組取2mL濃硫酸,則會產生400mL左右的二氧化硫氣體,一個班(24個實驗小組)的實驗就排放出9600mL二氧化硫氣體。按實驗室空間為90m2×3m=270m3計算,實驗期間,實驗室內二氧化硫氣體的質量濃度約為100mg/m3,是我國規定居民區大氣中二氧化硫最大允許質量濃度(0.15mg/m3)的667倍。這些氣體擴散到大氣中,也會對環境造成嚴重危害。
摘 要:綠色觀念下的高中化學教學要在教學整個過程體現出“綠色”的特點,綠色觀念是近年來的一種新觀念,其目的在于喚起人們與大自然和諧共生的意識,在各行各業都已有廣泛的應用。在高中化學教學中也要以綠色觀念的基本指導思想,用綠色觀念指導綠色化學教學,對這一問題做了探討。
關鍵詞:高中化學;綠色化學;化學教學
在綠色觀念的指導下,綠色化學又叫環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。綠色化學的理想和目標在于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物。它是一門從源頭上阻止環境污染的新興學科分支,它追求可持續發展。不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物,把污染治理轉變為污染預防,從而在源頭上消除化學污染。要實現綠色化學、消除污染,就必須不斷提高化學工業制造的科學技術水平,使化學品的使用盡量無毒、無害、無副作用。那么,在我們的高中化學教學中,自然也要遵循這樣一個思路,接下來,本文將對如何在綠色觀念指導下開展化學教學提出一些想法。
一、當前我國化學教學“綠色”的欠缺之處
雖然在科研和工業生產領域,綠色化學已經越來越受重視,也有很多綠色化學產品早已在我們的生活中出現,然而,在化學的教學領域,綠色觀念還沒有受到教師的重視,化學教學“綠色”屬性不明顯,亟須對這一觀念進行普及并從設備等方面加強配套。綠色觀念在高中化學中的推廣需要由上而下的順序來進行,從教育部提高對綠色化學的重視,由教育部牽頭組織對教師進行綠色化學的培訓,形成規范成熟的培訓體系,從思想上讓教師和各級教育主管部門將綠色觀念重視起來,并在教學和教輔工作中體現出來。因此,光靠某個或某幾個教師的一己之力是很難起到實效的。
二、將綠色觀念滲透到高中化學實驗教學中
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,現行的高中教材大多知識是通過實驗引入的,但是在化學實驗中,較少體現綠色化學的內容。因此,要在教學中滲透綠色化學理念,還需要實驗綠色化學設計。按照綠色觀念,我們可以總結出化學實驗應該具備的一些特點:選擇無毒無害的實驗材料;反應條件安全無害;實驗過程盡可能零排放,減少污染;實驗產品對環境無害;盡可能讓實驗經濟高效。這些特點充分考慮到對環境的保護,對資源的節約態度,這就要求教材的編寫首先貫徹這些理念,教師在實驗設計中也要充分遵循。在實驗過程中,將這些理念傳遞給學生,并且嚴格監督。化學實驗難免會產生“三廢”,在綠色化學的思想指導下,我們要將“三廢”的處理作為一項重要內容,如可以設計回收的實驗,提高廢物的利用率。
三、綠色觀念指導下的高中化學課堂教學
高中化學課堂教學也是教學的重要組成部分,在教學中,教師要逐漸向學生滲透綠色化學的思想,培養學生的化學意識和化學思維。例如,可以通過向學生介紹綠色化學的由來,從而激發他們強烈的綠色意識。20世紀六、七十年代隨著工業化進程的加快,企業生產效率不斷提高的同時,卻給地球自然資源帶來了嚴重破壞,資源不斷嚴重透支,難以為繼,而且,很多的化學制品給自然造成了不可逆的傷害,例如不可降解的塑料制品,需要幾百年的時間才能被地球降解吸收,這些都是非常嚴峻的問題,地球上所有物種的生存都受到挑戰。因此,就是在這樣的形勢下,一些有識之士提出了綠色觀念,與大自然和諧共生,在這種和諧的狀態下發展科技,制造產品和使用產品,這無疑是有利于子孫后代的正確選擇。
四、在課外實踐中貫徹綠色觀念
化學與社會生活聯系密切,因此學生的化學學習不應該局限于課堂內,教師要引導學生走出化學課堂,深入社會實踐,使課堂學習的理論知識得到深化,培養學生的能力,通過實踐活動使學生深化對綠色化學觀的認識。課外活動內容豐富,形式多樣,對提高學生的化學學習興趣有很大的促進作用。雖然,綠色觀念已經被大力倡導和推廣了很多年,可是很多人仍然從思想上認識不夠。所以,教師可以專門組織學生對附近一些存在污染問題的企業進行考察,讓學生親自觀察排污的情況,周邊的生態情況,通過這樣的方式,提高他們保護環境的意識,樹立正確的觀念,從而指導自身的學習和生活。
五、鼓鈦生開展綠色化學的課題研究
課堂教學是環境教育的主陣地,課外活動強化教育,通過一些相關的課外研究性調查性的活動,不僅使學生較好掌握環境化學有關的知識,發展的環保技能,提高學生靈活運用知識初步解決實際環境的能力和動手能力、創新能力,增強學生的環境憂患意識和環境社會責任感,全面提高學生的素質,有利于實施素質教育。
總之,作為教師要首先樹立“綠色化學”的意識,在教學中認真貫徹綠色化學的理念,在提高學生化學知識素養的同時,在學生內心播下綠色文明的種子,促進學生綜合素質的協調發展。
一、滲透綠色化學思想
綠色化學又稱環境友好化學,它研究的中心問題是使化學及應用具有以下特點:(1)采用無毒無害的原料;(2)在無毒無害的條件下進行;(3)具有“原子經濟性”;(4)產品應對環境友好;(5)滿足“價廉物美”的傳統標準。
教師在全面把握教材的基礎上,擴充綠色化學內容,如原子經濟論、綠色反應、綠色能源等,引導學生建立綠色化學思想。用3R原則,即減量化、再利用、再循環的思維方式來考慮和解決實際問題。中學化學教材中有許多涉及化工生產和實際生活的問題,是進行綠色意識滲透的好素材。采取實例講解、對比實驗和工業流程模擬的方法進行滲透是行之有效的。例如在講“氮的固定”時,介紹三種途徑:(1)人工化學固氮;(2)雷雨閃電固氮;(3)豆科植物根瘤菌的固氮。人工化學固氮能耗高且工藝復雜,生產過程中易產生大量“三廢”而嚴重污染環境;雷雨閃電固氮在實踐上不便于控制和掌握,對環境也很不友善。固氮量有限且易流失;而植物根瘤菌,既不消耗能源,又不需要大量廠房和機械設備,對環境無污染的生物固氮是化學家不懈追求的目標。
二、實施綠色化學實驗
化學是一門實踐性很強的學科,化學實驗是化學教學中的重要環節。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,對常規實驗進行改革而形成的化學實驗的新方法。實踐證明,綠色化學實驗在激發學習興趣、增強動手能力、培養創新思維、樹立環保觀念上有獨特的地位與功效。
1 推廣微型實驗是實現綠色化的重要途徑。微型化學實驗是指以微小量的試劑,在微型化的儀器裝置中進行的化學實驗。微型實驗所用試劑量一般為常規量的十分之一至千分之一,它具有現象明顯、操作簡單快捷、節省經費、減少污染、安全、便于攜帶等優點。比如,做硫在氧氣中燃燒的實驗時,把硫粉從常規用量的0.5克減少為0.02克。生成二氧化硫的量從1克減少為0.04克,排污量大大降低。
微型實驗儀器可以利用廢棄物代替。像注射器既能充當滴管、做反應容器,還能制取和收集氣體;青霉素藥瓶可做試劑瓶、集氣瓶,一次性輸液器可做導氣管、多用滴管等。
2 改進實驗是實驗綠色化的有效手段。很多化學實驗是沿用多年的設計方案,污染環境且成本高,長期以來一直危害著師生的身心健康,因此需要加以改進,以達到安全可靠、快捷方便、現象明顯、可控制排污量的效果。
比如測量空氣中氧氣含量實驗。在注射器A中吸入一定體積空氣,C的活塞推至底部。在一段細玻璃管B中放人適量銅粉,用乳膠管和注射器連接起來。實驗時,用酒精燈加熱B處銅粉,慢慢地推人A的活塞,空氣通過熱的銅粉發生反應后進人C中。使C的活塞外移。再推人C的活塞,使氣體經過熱銅粉進入A內,如此反復2--3次,空氣中的氧氣全部被消耗掉。再冷卻至室溫,把剩余氣體全部推人A內,觀察減小的體積,約合五分之一,準確度很高。該實驗與在鐘罩內點燃紅磷測定含氧量的實驗相比。沒有毒性物質生成,安全可靠,且新穎別致,很能激發學生的學習興趣。
【關鍵詞】 化學實驗 綠色化 污染 措施
化學是一門實驗性學科,其化學實驗是高校化工、生物、材料、師范類化學等專業的必修課程。化學實驗室在履行其實驗和試驗功能的同時也向環境排放著大量的污染物質,這就帶來了額外的化學環境問題,環境污染的加劇其因素之一是化學品引起的危害。因此,改善環境的迫切任務就使得“化學實驗綠色化”應運而生。化學實驗綠色化是以綠色化學的理念和方法為核心和基本原則對化學實驗進行改進,使得化學實驗過程達到綠色化的方法。
1. 綠色化學的概念
1984 年美國環保局( EPA ) 提出廢物最小化, 基本思想是通過減少生產廢物和回收利用廢物達到廢物最少, 這是綠色化學的最初思想。1989年美國環保局又提出了污染預防的概念, 它是指最大限度地減少生產場地產生的廢物, 包括減少使用有害物質和更有效地利用資源, 并以此來保護自然資源。至此, 綠色化學的思想初步形成。1990年美聯邦政府通過防止污染行動的法令, 第一次使用綠色化學一詞。1992 年美國環保局又了污染預防戰略。1995 年美國政府設立了總統綠色化學挑戰獎。1999 年英國皇家化學會創辦第一份國際性綠色化學雜志, 日本也制定了以環境無害制造技術等綠色化學為內容的新陽光計劃, 綠色化學很快成為國際化學科學的前沿。
綠色化學( Green Chemistry) 又稱環境無害化學( Environmental Benign Chemistry), 是指從污染預防的基本思想出發, 在化學品生產的始端就采用預防的科學手段, 整個過程和終端均為零排放或零污染, 它研究的中心問題是使化學反應及其產物具有以下特點: (1) 采用無毒、無害的原料;(2) 在無毒、無害的反應條件( 催化劑、溶劑) 下進行; (3) 具有原子經濟性, 即反應具有高選擇性, 極少副產品, 甚至實現零排放; (4) 產品應是對環境友好的; (5) 滿足物美價廉的傳統標準。
2. 大學化學實驗綠色化的主要內容
化學實驗綠色化主要內容包括: (1) 化學試劑綠色化。應選擇無毒或毒性較小的試劑及利用可再生資源( 如生物質作試劑) 。(2) 溶劑綠色化。應盡量選擇水作溶劑, 避免有毒有害和揮發性有機溶劑的使用, 特別是鹵代烴類溶劑的使用。(3) 催化劑綠色化。應采用無毒無害無腐蝕性的物質作催化劑。(4) 反應條件綠色化。應選擇無有毒副產物生成或有毒副產物生成最小化的反應條件。(5) 化學反應綠色化。應選擇不產生“三廢”的原子經濟反應。(6) 反應產物綠色化。反應的生成物( 產物和副產物) 應無毒無害, 是環境友好產品。(7) 劑量綠色化。化學反應所需試劑、溶劑、催化劑的用量在保證實驗效果的前提下, 要達到實驗劑量最小化。( 8) 末端處理綠色化。對實驗產生的“三廢”進行無毒無害化處理,確保污染最小化。即化學反應全過程綠色化。
3. 大學化學實驗綠色化的途徑
3.1實驗項目的選擇
本著從源頭制止污染, 而不是在末端治理污染的原則, 盡量選擇低毒、污染較小且后處理容易的具有環保型的實驗項目。在高校化學實驗中, 性質實驗是別人已設計好的驗證性實驗, 綜合操作技能的要求不如制備實驗要求高, 化學實驗過程中消耗化學試劑種類繁多, 成本較高, 每看完一個實驗現象, 就要棄去這批用過的試劑, 其中不乏一些有毒、有害物質, 這樣不僅造成大量的浪費, 而且對環境造成一定的污染, 這與綠色辦學理念相悖。因此提倡將性質實驗進行壓縮, 選取具有代表性的、低毒的性質實驗來鍛煉學生的基本操作技能。選擇與環境保護密切相關的實驗, 如硫酸銅提純中產品的回收、水的總硬度的測定以及廢舊電池的回收和利用等, 讓學生了解有害物質對人體和環境的危害, 學習有害物質的鑒定、分離、提純和回收利用等方法, 這是培養學生環境保護意識和能力的重要手段。
3.2分析方法的選擇
測定同一物質含量的方法常常有多種, 可以選擇使用無毒或低毒、污染小的試劑方法來進行同一目的的實驗。
3.3替代性試劑的尋找
綠色化目標是將化學過程危害性降至最小。實驗中要盡可能不用或少用危險化學品, 如易燃、易爆、有毒、刺激或有腐蝕性的, 特別是劇毒物質。要研究取代危險化學品特別是劇毒化學品的方法,盡可能地選擇對人體和環境危害小的藥品, 做到低毒化。即使無危害物質也應盡可能減少使用, 因為任何化學物質過多時都會污染環境。通過化學實驗中用到的有毒、有害、易腐蝕藥品, 使人們明白這些藥品對環境、對人類健康的影響, 感覺到有毒有害物質在人們身旁, 體會到保護環境就是保護人類自己。
3.4密封儀器的使用
用密封的成套儀器來完成有毒的化學實驗, 使儀器和藥品循環使用, 不存在污染毒害。
3.5推廣微型化學實驗
被譽為化學實驗的革命的微型化學實驗是近20年來發展很快的一種化學實驗方法、新技術。它是在微型化的儀器裝置中進行的化學實驗, 其試劑用量比相應的常規化學實驗節省90% 以上, 是公認的以盡可能少的試劑來獲取所需化學信息的實驗原理與技術。微型化學實驗室是綠色化學的組成部分, 它既能從源頭上節約原材料和時間, 減少污染, 又具有安全、便捷、高效等優點, 是化學實驗教學改革中的一個重要方面。
3.6引進微波、超聲波技術
微波作為一種新型能量形式, 其促進化學反應速度可比傳統的加熱技術快數倍及至數千倍,具有反應條件溫和、操作方便、時間短( 節能) 、產率高、產品易純化、減少用量或不用溶劑、加熱時微波設備本身幾乎不輻射能量, 可避免環境高溫, 改進工作環境, 對環境友好等優點。在化學實驗中引入微波、超聲波技術, 如微波輔助提取、微波消化、微波灼燒、超聲催化, 不但能減少環境污染, 節約能源,是實現化學實驗綠色化的一個重要方法。
3.7研究對基礎化學實驗廢液的處理
化學實驗要產生大量的廢棄物, 如做完實驗,把廢液往水池中一倒, 自來水一沖, 不及時處理隨意排放, 久而久之不僅對環境造成污染, 而且會淡化人們的環保意識, 養成不良的習慣。廢液絕不可以倒入下水道, 應該設有廢液缸, 作統一回收處理。
放棄有污染的傳統化學實驗, 探索傳統化學實驗的綠色化改造, 是化學實驗工作的必然趨勢。實現大學化學實驗綠色化的途徑還很多。總之,全面實現化學實驗綠色化的道路還很漫長, 這期間, 不但需要對化學實驗教學進行綠色化改革, 更需要高校化學教育工作者對化學實驗綠色化的方法進行深入的研究與探索, 推動整個高等化學教育質量的提高。
參考文獻:
[1] 朱清時. 綠色化學與可持續發展[J] . 中國科學院院刊, 1997( 6) : 415-420.