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序论:在您撰写绿色化学思想时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
1.1绿色化学思想的含义:
绿色化学一词最早来源于美国,主张化学研究应用与环境的友好化发展。绿色化学思想则是希望在进行化学研究或者化工生产时能够减少污染物、提高回收利用率,降低化学工作对环境造成的不利影响,重点强调了预防化学污染而不是事后处理污染的重要性。绿色化学思想在地球环境问题日益严重之后得到了广泛的认可的传播,绿色化学思想也就此传入不同的国家和地区,渗透到不同的领域,例如化工生产领域、化学教育领域等。我国在引入绿色化学思想之后,在各方面都很重视绿色化学思想的应用,尤其是在高中化学教学中更强调了绿色化学思想的重要性。
1.2绿色化学思想的特点:
绿色化学思想尽管在不同领域应用时有着不同的表现形式,但是其本质思想并没有改变,应用时也能够体现出一些共同的特征,这些特征是绿色化学思想的具体表现,主要有以下几点:第一,使用绿色的原材料。化学教学和应用都需要用到许多化学药品、试剂等,这些药品、试剂的生产应该尽量选用绿色的原材料,从源头上减少污染。第二,减少污染物排放。使用大量的化学试剂就必然存在会造成污染的物质,因此绝对不能随意丢弃化学实验或化工生产后的废弃物。第三,提高回收利用率。有许多化学用品在使用之后是能够通过其他的化学反应进行回收利用的,这样能够有效减少污染,节约资源。
2绿色化学思想在高中化学理论教学中的应用
2.1通过绿色化学思想渗透加强环保意识培养:
我国环保事业的发展需要下一代来继承,对于高中生的环保思想的培养更是重要。因此,绿色化学思想在高中化学理论教学中最主要的应用之一就是加强对学生的环保意识的培养。学生通过了解绿色化学思想和绿色化学实践知识,能够在学习过程中养成良好的思想风格,考虑到环保条件。通过这种渗透的思想教育逐步提高对学生环保意识的养成。
2.2实现科学理论教学与素质培养的结合:
绿色化学思想在高中化学教学中不仅仅是作为教学指导思想,更是可以将理论教育与素质教育结合起来,培养学生的综合素质。例如,学生在学习煤、石油等自然资源,除了能够了解其化学特性以及相关化学反应之外,还能够联系当前能源使用现状进行思考,了解节约能源的重要性,培养学生对人与自然关系的思考。通过绿色化学思想的应用,能够使得学生建立更加高层次的思想水平,提高综合素质。
3绿色化学思想在高中化学实验教学中的应用
高中化学是一门实验教学,学生通过实验更好地掌握化学知识,同时,实验教学也是绿色化学思想在教学中应用的具体体现,按照绿色化学思想的指导对高中化学实验进行改造或改善,能够直接地让学生感受到绿色化学思想的重要作用。
3.1减小实验规模:
高中化学实验教学应该加强微型化发展,即尽可能选择更少的试剂、更少的资源进行实验教学。这是绿色化学思想的一种具体应用体现,通过将化学实验微型化,在保证学生掌握实验方法的基础上可以更好地做到节约化学资源、提高教学效率。减小实验规模并不是说轻视实验教学,反而是要将有限的实验资源尽可能高效地利用起来,不仅体现了绿色化学思想,也能够帮助教学。
3.2对实验进行绿色化改造:
高中化学教学实验有的可能会产生一些污染甚至是有毒物质,除了学生需要了解某些试剂的化学性质和特点以外,老师可以指导学生对实验进行合理的绿色化改造。例如,在“自燃”这一化学实验中,以前进行演示实验采用的是白磷和二氧化硫这两种试剂,这两种试剂本身就属于有毒试剂,同时在进行实验后会产生一种叫做五氧化二硫的环境污染物。后来在绿色化学思想倡导下,高中化学教材实验普遍都对这个实验所使用的试剂进行了改变,采用无毒的镁粉和石英粉末,这两种物质反应后会产生硅化镁,再与水反应后会产生SiH4气体,这种气体在与空气接触后就可以出现自燃现象。这样将实验改造后,可以减少对有毒试剂的使用,并且减少污染物的排放。在实际的化学实验教学中,除了教材上已经进行过改造的实验,老师还可以带领学生进一步思考和探索实验的改善方法,这样不仅能够提高实验教学效率,更能加强学生对于绿色化学思想的理解。
3.3学习实验物品处理:
高中化学实验教学往往只重视实验本身,而忽视了对于实验物品的处理,在绿色化学思想的指导下,学生有必要了解如何对实验物品进行处理。例如实验反应物的分类处理,要考虑剩余的反应物是否能够重新使用;对于实验的生成物,要考虑是否有毒、是否有污染,生成物是否能够进行回收利用,如果不需要了应该用怎样的方式进行处理再丢弃;最后还应该考虑实验使用的器材,例如试管、烧杯等的清洁,防止有毒反应物遗留。这样的实验物品处理的教学既能够提高学生的绿色化学意识,更能让学生学习到更多的化学实验相关的重要知识,有效提高学生的实验教学综合素质。
4结束语
【关键词】绿色化学思想 实际教学 改革
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)24-0146-02
随着我国科学技术的迅猛发展,社会的发展也面临着严重的环境污染问题。环保意识的提升,能有效地减少社会发展进程中污染行为的产生。在现代教育体系当中,绿色化学将是今后化学教学的主旋律。化学学科具有一定的实践性和科学性,并且随着社会环境问题的突出,越发使得绿色化学思想在实际化学教育当中体现出重要作用。此外,利用化学的手段进行污染源的有效治理,促进社会的可持续发展,为我国经济的可持续发展创造良好的环境条件。
一 绿色化学的概述
1.绿色化学思想产生的背景
绿色化学的提出最早起源于发达国家,具体表达方式是化学学科与环境之间的一种友好关系。随着现代社会工业产业的逐渐发展,环境污染问题逐渐突出。绿色化学思想的应用中体现的是针对工业生产涉及的相关产业所产生的污染进行及时治理。大力提倡绿色理念,对于工业产生的废弃物进行回收并且再利用,同时使用化学手段进行工业生产原理的相关改进,减少污染源的产生。
2.绿色化学思想的特征
绿色化学思想有着具体特征,其在具体的实施中追求的是最大限度地节省能源,并且在实际的生产中尽量使用绿色无污染材料,即做到零污染是绿色理念发展的最高要求。绿色化学思想在实施当中有着以下三个特征:(1)保证原材料无污染。原材料的无污染能够有效地减少有害化学产品的产生,为自然环境的清洁提供保障;(2)严格控制废弃物排放。化学生产当中会产生相当多对自然环境有污染的废弃物,绿色化学在具体实施中体现的是零排放标准;(3)保证化学产品的可回收。可回收是绿色理念的重要体现,在实际的发展当中,化学产品广泛存在于我们的生产、生活中,保证其可回收利用能有效节约社会资源,体现了可持续发展的理念。
二 绿色化学思想在化学教学中的意义
1.绿色化学思想在化学教学中的具体应用,能增强学生的环保意识
在进行化学知识的讲解中,应重视绿色化学思想的传播,使学生对于现代环境污染的严重性有所了解。通过对环境中的具体污染问题进行介绍,使学生能够深层次地了解生活当中存在的化学污染问题,增强对于环境的保护意识。
2.绿色化学思想的具体实施,能提升教师对于绿色化学教学的深层理解
现代的实际教育中,教师在教学当中由于教学知识要求的提升,无形中忽视了绿色环保理念的渗透,造成了教育资源的浪费,绿色化学思想的出现,能使得教师进行自省,并对自身的行为进行反思,进而在实际的教学中能更重视绿色化学理念的具体实施,提升自身的综合素质,保证教育事业的可持续发展。
总之,绿色化学思想在实际的化学教学中有着重要的意义,教师重视绿色化学理念的实施,提升学生对于绿色化学的理解水平。通过对学生的课后作业的合理布置,将绿色化学的理念加入其中,提升学生的思考能力以及探索能力,对未来化学教育的开展有着重要的指导意义。
三 绿色化学思想在中学化学教学中的渗透方式
中学教材当中体现的绿色化学教育知识相对较少,这对实际的教学有着很大的影响,所以需要教师自身总结,并结合实际的教育现状,分析出绿色理念的意义。在实际教学过程中,教师可以通过以下方式向学生进行绿色化学思想的渗透。具体措施如下:
1.在教学设计中渗透绿色化学思想
在实际的应用中,教师应重视实践课程的实施。化学教育本身就是实践性较强的学科,将绿色理念与实践相结合,能够有效地提升教育水平。在实际的化学教学中,教师可利用情境模式以及课外实践的方式进行教学。如在进行二氧化碳的理论课程讲解过后,可以与学生进行实践互动,使用固定的容器对室外的空气进行采集、收集,并且通过相应的实验分析空气中的各成分具体含量,与标准含量进行比较,分析空气当中的某些气体超标现象,提升学生的实践能力以及动手能力。通过绿色化学思想在教育中的具体实施,促进环保意识的提升。
2.在化学实验教学中渗透绿色化学思想
化学教学当中涉及相当多的实验,教师可以充分利用实验进行绿色化学思想的渗透。这也是学生对于绿色化学思想理解的最直观的方式。具体的实施方法如下:
第一,实验中应注意规范性。实验是化学教学中的重要组成部分,所以在进行化学实验的过程中,应使学生重视操作的规范性。教师可通过实验现象的教学分析,对其中涉及的重要理念进行讲解,从而使得学生在实验当中理解绿色化学思想的具体实施过程。同时通过对实验过程中产生的废弃物的及时处理,教导学生可以对化学废弃物进行分类回收来提升其使用效率,加深学生对实验的理解。
第二,实验中应注意试剂的使用量。化学设计的实验相对较多,并且在实际操作当中溶剂的使用量较大。因此,改变传统的实验方式,将大容量的试管进行处理显得尤为重要。在达到实验效果的同时节省了实验试剂的使用量。即实验“微型化”,这样既能减少实验费用,又能降低排废量,减少污染,更能缩短实验时间且安全可靠。怎样才能实现实验“微型化”呢?教师可以使用微型化学实验仪器,减少试剂在器皿上的附着量。如教材中浓硫酸的性质实验,以前使用的是试管,新教材改用点穴板,这样效果更明显,还节约了药品。当然微型化学实验不是常规实验的简单微缩,也不是对常规实验的补充,它是在绿色化学思想下用“预防化学污染”的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果。
第三,实验中应注意操作及装置的改进。通过科学改进化学实验,减少环境污染。所谓科学改进实验,就是指在教材中提供的原有实验的基础上对该实验操作、实验装置进行改造,在保证实验方法更加合理化、实验目标更加清晰的前提下,力求在源头上消除污染。如铜与浓、稀硝酸的反应性质实验,按照教材的实验操作,将会产生一定量的二氧化氮或一氧化氮,危害师生身体健康,污染大气环境,如果从绿色化学的角度出发,将此实验进行改进,即在注射器内完成上述性质的实验,反应最终所得的生成物二氧化氮可用氢氧化钠溶液吸收。这样既可明显地观察到现象,掌握铜与浓、稀硝酸反应的实质,又能避免二氧化氮或一氧化氮的逸出,从而消除氮氧化物对环境的危害。
3.在习题教学中渗透绿色化学思想
习题教学是课堂教学的重要环节,它是帮助学生掌握和巩固所学知识、技能的重要手段。习题教学不仅可以开发学生的智力,还能使学生在习题中了解科技动态,学以致用,培养良好的科学态度。
例:(重庆理综)某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是___________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是__________。再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是___________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_________,理由是__________________。
(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性:KMnO4>Cl2>Br2,操作步骤为 ,实验现象为 ,但此实验的不足之处是__________。
解析:(1)通过气体的热胀冷缩来检验装置的气密性。(2)由a向c中加2mL蒸馏水后硝酸浓度变稀,反应速率降低,铜与稀硝酸反应生成NO,所以气体颜色逐渐变浅。(3)比较表中三种方案,铜与浓硝酸、稀硝酸反应除生成硝酸铜外,还生成污染环境的有毒气体NO2、NO,且耗酸量大,所以方案丙最好。(4)依据题中所给信息,首先KMnO4氧化HCl生成Cl2,然后再用Cl2氧化Br-,所以装置c是制取氯气,装置d是Cl2氧化Br-。
要实施绿色化学教育,教师必须有强烈的绿色意识,然后将具体的试题巧妙而生动地渗透到教学过程中,这样学生在学习知识的过程中,就自然地产生了保护环境、实践绿色化学思想的行动。
目前,绿色化学以其关注自然、环境、人类生存与发展的人文情怀及先进理念,已赢得了世人的广泛关注。教学中,我们应深入钻研新教材,挖掘其中的“绿色”闪光点,积极地宣传绿色化学思想,并将这一思想融入我们的课堂教学及实验教改中,只有这样,才能真正培养出具有科学素养及人文精神的人才。
参考文献
[1]李军、王小风、杨淑琼.绿色化学实验教学的研究[J].实验技术与管理,2002(1):40~42
【关键词】高中化学;绿色化学;实践探索
随着科学技术的进步,给环境带来沉重的压力,环境污染已经设计到人类生存的各行各业中了,问题日渐严重。其中化工污染成为环境污染的灾害之一,也是重中之重;生活化学的污染也逐渐突出,严重影响生态平衡。高中化学教程中,为学生灌输绿色化学的思想,提升学生对生态环境的保护意识。绿色化学是为了改善化工生产过程中所带来的有害物质的产生和传播,切断污染源,从源头上降低对环境的污染和破坏。做到从我做起,加强学生的主人翁意识。
一、高中教材中的“绿色化学”的影响
1.教学中增强学生的环保意识
环境的保护需要一代又一代人的努力去实现,因此对高中生环保意识的培养是非常重要的。所以在高中化学教学中使用绿色化学思想能够不断强化学生对环境保护的认识,潜移默化的培养了环保的意识。通过绿色化学思想在化学课堂上的体现和具体的实践,使学生能够慢慢培养良好的习惯,进而在生活中时刻考虑到环保的要求,加强对自我的约束。从而将绿色化学思想渗透在高中化学中,能够增强学生的环保意识,为我国环保事业的进一步发展奠定坚实的基础。
2.提高了学生的综合素质
绿色化学思想不仅仅是一种指导思想,更是一种人文教育的体现;应用到高中化学的教学中还能够实现素质教育和理论教育的结合,进而提高学生的综合素质。在高中化学的学习中有很多关于资源和能源的综合利用,而绿色化学思想能够引导学生对能源和资源使用现状以及对环境造成的污染进行思考,从而探究提高能源利用率的方法,认识到节约能源和资源合理运用的重要性,进一步引发对自然和人之间相互模式的探讨。通过这个过程,不断的提高学生的思想水平和对社会、自然的关心,进而提高自身的综合素质。
二、绿色化学的应用
1.手动试验教学
在化学实验过程中,使用小剂量的实验仪器,减小试剂的使用量,采用无毒无害的环保材料,降低实验过程中污染物的排放,减小化学实验对环境所造成的各项影响。指导学生按照绿色化学的方向去思考问题并解决问题,用绿色化学的方式操作实验,广泛推行绿色化学。在教学题材上,进行绿色化学的指导,不单把理论知识放在第一,更重要的是点出环保意识在实践中的渗透性。试验中做好实验记录,让学生从刚刚接触的试验中,通过动手知道化学物质的反应所带来的污染原理,对于有些高危实验则可以利用计算等方式来推演,加深学生对知识结构的理解。在实验过程中贯穿实施绿色化学的思想。教会学生理论知识的同时,还要让学生学会使用发现性思维模式来学习绿色化学,了解物质结构和化学原理,清楚地认识到生活中化学现象出现的原因,让化学服务于生活。使学生在往后的学习和工作道路中,做到绿色出行,把环境保护放到第一位。
2.通过学习多媒体技术实现绿色化学教学
科学技术的发展极大的促进了教学方式的创新,多媒体技术在教学领域的应用不仅能提高教学的效果,也能实现教学方式的绿色化。在高中化学的实验中,有很多实验是具有危险性、污染性的,但是学生由需要了解实验过程。单纯依靠老师对实验过程的描述很难达到教学的效果,因此利用多媒体课件,为学生播放实验过程的视频,不仅能吸引学生的注意力,加强对实验过程中知识的理解和掌握,还能实现教学的绿色化,减少因为实验造成的污染和危害。例如在做稀释浓硫酸时,中学生往往容易错误地把水倒入浓硫酸错误地操作了实验的操作步骤。由于浓硫酸的密度比水大,如果稀释时添加顺序颠倒,那么水会浮在水面上,又由于浓硫酸溶于水放出大量的热,足以使水沸腾,所以容易出现液体飞溅的情形。对此,我们可以用多媒体的形式将错误的实验步骤演示出来,既避免学生受到,又能起到让学生了解的效果,从而达到教学目的。
随着科技的进步,生态环境被逐步的破坏,人类才意识到环境保护的重要性,使得绿色化学趋向成熟。把绿色化学渗透到教育行业,提高学生环境保护意识,有效利用资源物质,深刻认识绿色化学对我国经济可持续发展的重要性。
参考文献:
[1]鲁水军,谢林江.新课程理念下高中绿色化学教育研究[J].新课程(中学).2014(07)
[2]马志成.高中绿色化学课程建设的初步设想[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版).2013(08)
[3]罗茂华.浅谈高中绿色化学的教学策略[J].中学生数理化(学研版).2013(08)
关键词:绿色化学思想;高中化学实验;实践
随着工业化和城镇化建设的步伐越来越快,生态环境遭到了严重的破坏,雾霾、酸雨、水土流失的问题严重。身为高中生的我们,正处在青春期的叛逆阶段,对家长和教师存在着逆反心理。高中化学实验是化学教学中的重要内容,在化学教学活动中融入绿色化学思想,将化学实验绿色化,减少化学实验对环境的污染。
一、绿色化学的概念
“绿色化学”理念是在人们生活环境受到越来越严重的污染时产生的,随着生态环境的不断恶化,人们开始重视绿色生态环保的问题。工业化与城镇化的快速发展,以及一些工业废气和化学实验对环境的污染问题比较严重。化学实验会产生很多的有毒物质,对环境和人们的身体健康都有很大的危害。绿色化学是利用现代化技术将化学实验中对环境污染严重的不良化学工艺和流程去除,最大化的减少化学实验中有毒物质的产生,为建设更加生态环保、安全健康的社会环境提供保障。目前,我国的绿色化学思想还在萌芽阶段,有关绿色化学的化学实验也在研究和讨论中。高中教育阶段的学生已经具备了很多的化学理论知识,教育者在开展化学实验活动时可以结合学生的学习能力,向学生渗透绿色化学的思想、理念,将环境保护意义植入学生的脑海中。身为高中生的我们,在身心发展阶段具有差异性、阶段性、不平衡性和互补性,我们在学习化学知识的过程中,也会进行很多的化学实验。将绿色化学思想融入到化学实验中可以在化学源头上解决环境的污染问题,重视绿色化学在化学生产中的重要性。
二、绿色化学思想在化学实验中的实践
(一)在化学实验课堂中融入绿色化学思想
高中化学课堂是渗透绿色化学思想的主要场所,教育者在日常的教学活动中利用化学理论知识,向学生灌输绿色化学理念,使学生能够更加的了解绿色化学的概念。例如在“原电池”章节的学习中,渗透绿色化学的知识可以使学生能够明白废弃电池对环境、土壤的危害性,在生活中注意对垃圾进行分类,将废弃的电池放在不可回收的垃圾桶内,减少电池对环境造成的污染。教育者在“氮的固定”章节的教学过程中,可以向学生介绍和分析最普遍的三种固氮方式:人工化学固氮、雷雨闪电固氮、豆科植物的生物固氮,分析这三种固氮的原理和特性,对这种三种方式进行比较和研究,使学生能够明白人工固氮、雷雨固氮对环境都会产生一定的污染。化学课堂中有很多教学内容中都包涵着绿色化学理念,教育者应该合理运用课堂优势,在理论知识内容中融入绿色化学思想,开展有利于学生成长的教学活动。
(二)在化学实验中进行绿色化学思想设计
化学的实践性很强,高中教育阶段的化学教学活动中大部分的内容都需要与化学实验相结合,在化学实验中验证化学的原理。新时代背景下,教育者应该注重培养学生的创新精神与实践能力。提高学生的化学实验动手能力,使学生正确掌握化学实验的精神,使用正确的方式进行化学实验。在传统的化学实验中,实验过程和实验产物对环境都会造成一定的影响,教育者应该学习和接收新的教学理念,利用绿色化学思想对化学实验课程进行设计与创新。在传统实验中有很多设计不合理的地方,有些实验方案和实验结果对环境产生的污染比较严重,对化学实验进行改进,推广微型实验。微型实验是将化学实验中的实验试剂减量,通过减少实验试剂的方法来减少有污染的实验产物产生。比如:在进行硫燃烧的实验中,化学教材中指示取0.5g的硫粉作燃烧试剂,在微型实验中我们可以只取0.1g作为实验试剂,大大地减少了二氧化硫产生。现阶段的化学实验应该结合当代的实际情况来进行,在化学实验中使我们每个人都能拥有绿色化学思想,将保护环境作为自己的事情。
(三)合理使用计算机、多媒体技术
随着互联网的逐渐普及,信息技术与网络技术快速发展,在教学中使用多媒体技术已经成为了当代教学的主要趋势。多媒体技术可以将化学的教学内容与图片、视频、音频等结合在一起,丰富教学的内容,提高学生的学习兴趣。计算机技术可以进行仿真实验,传统的化学实验会消耗大量的药品与试剂,对水资源和空气环境都有一定的污染,使用计算机、多媒体技术可以减少对昂贵、有毒试剂的使用,直接在电脑上模拟实验,既可以直观地看到实验过程和效果,又能减少一些不必要的浪费。例如:电解饱和食盐水的实验会产生大量的氯气,我们缺乏对离子的移动内容的理解,老师使用了三维动画后,在微观的角度为我们诠释了微粒的运动,在大屏幕上显示出了两极的变化,个人觉得仿真实验比真实实验的效果要好。
三、结语
“绿色”代表着环保、健康、生态,绿色化学思想在近几年的化学课程中得到众多教育者和学生的重点关注。为了国家的可持续发展和城市文明建设,我们在化学实验课程中使用绿色化学思想,将绿色化学的价值和意义体现出来。在新的时代背景下,教育者应该不断学习新的教学理念,提高自己的文化修养与专业技能,这样才能为我们开展更加科学、有效的教学活动。高中生也会在不断的学习和成长过程中,将绿色化学思想落实到每一项化学实验中,从小事做起,为保护国家的生态环境贡献一份力量。
参考文献:
[1]刘润枢.浅谈绿色化学思想在高中化学实验中的实践[J].化工管理,2016,(26):48-50,53.
[2]马志成.在高中化学实验中培养绿色化学观的教育探索[J].天津师范大学学报(基础教育版),2009,10(1):44-47.
在讲述教材的过程中要与绿色化工原理结合起来,以化工生产中某种物质的作用为切入点,在此基础上寻找可替代的更加环保的药品进行同样的操作,达到同样的目的.通过对比两种不同药品产生相同作用的过程中对环境的破坏程度,凸显绿色工艺优势,让学生选择比较环保的方式.例如,在讲述氯气的用途及化学性质时,可与双氧水在漂白纸浆过程中进行对比,双氧水在漂白的时候不会产生有毒有害物质,而氯气则产生对环境不利的物质,在此基础上,学生自然会明白实际生活中造纸工业中使用双氧水而不用氯气的原因.在讲述金属的时候,可讲述不同金属对人体的危害、粗放型的矿产资源开采方式给我们的国家经济利益和环境造成的危害,并向学生讲述正确的开采利用方式,使学生在以后的生活中贯彻绿色理念.
二、在实验教学中践行绿色理念
1.大力推行微型实验
微型实验是在满足获取化学信息的前提下,对实验进行重新设计,旨在利用较少的化学药品和较小的装置就能得到相同的实验效果.微型实验中的化学药品用量为常规用量的百分之一甚至千分之一,这样可大幅减少实验排放物对环境的污染程度,改善实验室环境,而且操作比较简便、节约实验成本、保护学生身体健康和实验环节,同时可以达到教学目标,代表绿色化学思想的发展方向.例如,微型实验中的仪器可利用身边的废旧物品自制而成,可用塑料吸管替代移液管、用小玻璃瓶制作酒精灯、用片剂铝塑包装板制作点滴板,用一次性针管针头联合内加小玻璃珠的乳胶管制成酸碱滴定管.还可将启普发生器、容量瓶等微型化.在设计实验内容时,可将实验过程经过重新设计,将实验技术、仪器和方法相似或相近的实验改进同时进行,将某些实验的废弃物可作为另一个实验原料的两个实验串联进行,从而节约药品和时间.
2.规范实验操作步骤
在进行实验教学过程中,对于装置的连接、试剂的选择、药品的称量、实验生成物的倾倒等都要严格规范操作规则,从而达到减少实验事故和环境污染、节约能源和药品的目的.例如,在进行实验前要认真检查装置的气密性,防止有毒气体泄漏;在处理“三废”时,要严格按照无害化处理后再排放,防止污染环境;在闻气体时不要敞开容器口,防止气体浪费;为避免人体受伤害,一定要在通风橱中进行挥发性较强物质的实验;在点燃易燃气体前一定要验纯;在制乙烯时一定要将碎瓷片放入反应混合液中,稀释浓硫酸时要防止暴沸;配制银氨溶液时,要随配随用等;而且对于氢气和氧气的爆鸣实验要加以改进,防止对学生造成伤害;通过规范实验操作,培养学生的绿色化学和安全意识.
3.正确处理剩余药品和废液
实验结束后要正确处理剩余的药品和废弃液体.根据国家排放标准可采取的处理废弃物方法有燃烧、分解、回收循环利用、吸收和中和等.做完实验后,教师应引导学生把酸碱盐等给累废渣废液分别倒入相应回收容器,将铜、锌、铁、铝等金属片放到指定的地点进行回收利用,除此之外,减少环境污染也可通过增加尾气吸收装置实现.例如,在做浓硫酸脱水实验中,可用水槽液封浓硫酸和蔗糖产生的刺激性气体,减少其排向空气中的量,减少污染;在制取氯气时,可用氢氧化钠溶液吸收向上排气法剩下的多余氯气.而对重金属废液进行处理,一般通过回收的方法实现实验末端处理的绿色化.在处理生成的废弃物时统一处理,减少对环境的二次危害.
三、在课外活动中延伸绿色理念
1.开展绿色化学专题活动
除了课堂进行教材知识讲解和做化学实验培养学生的绿色化学理念,还应该开展各种绿色化学专题活动,激发学生探索绿色化学的兴趣.例如,可通过邀请化学方面的专家来学校举办绿色化学知识讲座、向学生宣传绿色化学的科普知识.同时,在平常的板报活动中,鼓励学生将化学中与环保有关的知识设计在板报中进行宣传教育.化学组教师可合作举办化学文化节,设置关于绿色化学方面的问题举办竞赛活动、让学生设计与化学有关的绿色环保产品等,在全校形成宣传效果.也可组织学生对周边生活的区域进行参观调查,对周围的钢铁厂、造纸厂、污水河进行参观,使学生了解其生活环境的实际情况并了解化工生产过程,鼓励其利用自己学过的知识解决生活中遇到的实际问题,提升其绿色化学意识.也可鼓励其参与环境问题,拣拾白色垃圾、拒绝一次性东西的使用、告别塑料袋、回收废旧电池等.
2.设计实践性调研课题
教师利用假期等时间安排具有实践性的调研课题,让学生走向生活,发现生活中运用绿色化学的方法.通过对本地区生活垃圾的处理、分类及回收等问题进行调研,提出解决的方法.首先要设计调查问卷,然后对班级学生进行分组,安排组长带领本组人员进行调查.包括家用洗衣粉品牌及主要化学成分、废旧电池的处理方法、买菜时采用的包装物材质、生活污水的排放和处理等,根据对所调查与化学有关的生活数据进行分析,利用所学的化学知识分析其采用的物质及对其的处理方法对环境的作用,调动其学习化学的积极性,树立绿色化学理念.
四、结语
笔者认为在化学实验中应从以下几方面体现“绿色化学”。
一、在思想上树立化学实验绿色化的观念
“绿色化学”它不同于“环境化学”, 它是一门从源头上阻止污染的化学。从环境的治理到绿色化学思想的提出,是人类对如何解决环境问题在认识上的一次飞跃。绿色化学实验是在“绿色化学”的思想指导下,用预防化学污染的新思想、新方法和新技术,对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法。新课程教科书的编写非常重视化学实验的绿色化,增加了很多环境保护的知识,也删除了一些毒害性较大的实验。因此我们在平时的教学活动中,要注意在教学的各个步骤对学生进行化学实验绿色化思想的渗透,通过各种不同途径,如研究性学习、地方课程、课外兴趣小组等让学生体验化学实验绿色化,让每一位学生都能树立绿色化学观念和环境保护意识。
二、药品改进
只要有可能,实验过程中使用对人类健康和环境无毒或毒性很小的物质。例如:用三氯化铁溶液代替稀硝酸清洗银镜反应的试管;用“直溜汽油”代替“苯”进行有关的萃取实验。有一些反应产物可以循环使用,如Cu2(OH)2CO3加热分解的产物CuO收集起来可作“酸的通性”实验的原料之一,而“酸的通性”实验的产物CuSO4又是“质量守恒定律”实验的原料,“质量守恒定律”的实验产物Cu(OH)2悬浊液中通入CO2又可产生Cu2(OH)2CO3,这样循环不仅使化学试剂得到充分利用,节约了成本,而且对环境保护做出了贡献。但也有一些反应产物不值得回收,也不可直接倒入水池或排入下水道,至少需要对实验产物作无害化处理。如废酸可用石灰乳或碳酸钠等中和反应后埋入地下,含汞废液可用硫化钠生成硫化汞沉淀等等。
三、推广使用微型化学实验
微型化学实验(microscale laboratory简写为M.L.)是一种在微型化的条件下对化学实验创新性变革的新技术和新方法,就是尽可能用少的药品来获取最有效的实验信息。微型化学实验具有减少污染、现象明显、快速、节约、安全等优点。虽然化学教材中的实验基本上规定的试剂用量都已经是克量级,但考虑到一个班级、一个学校有这么多的学生要做实验,如果每个学生在能够保证实验效果的基础上减少用量,不仅可以减少药品的浪费外,还可以减少对环境的污染。
四、妥善处理好化学实验中的废弃物
化学实验产生的废水、废气、废渣等都会对周围环境造成不同程度的污染。如果我们对这些废弃物进行合理利用,不仅可以减少对环境的污染,还可以变废为宝。
对于废液的处理,实验室应建有专门的废酸槽和废碱槽。在实验操作中,要要求学生,每次实验完毕后的废液,一定要按指定处倾倒。一段时间后,将其进行中和达到规定的PH值后再进行排放。对于含贵重金属的废液,要经化学处理回收后再排放。严禁废液随意胡乱倾倒。比如做了银镜反应后,试管中的银镜用稀硝酸清洗后的废液可集中收集起来,可以回收其中的贵重金属银。
对于废气的处理要做好尾气的吸收或回收再利用。对于CO还原氧化铜实验中剩余的CO可以通过点燃使生成CO2的方法除去,对于Cl2等有毒气体的制取,要用相应的试剂进行除尾。
五、合理有效地利用计算机多媒体
常规的、传统化学实验不可避免地消耗许多药品和大量的水资源,尤其是对一些昂贵、有毒(如苯、苯酚等)试剂的实验,采用计算机多媒体系统进行仿真实验显得尤为重要。一般重点放在充分利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件中,根据不同的教学情况和需要,有的直接使用,有的根据该实验的特点,加以增、删、改后使用,其次通过集体共谋,自己设计制作课件。采用多媒体教学的实验往往有以下特点:1.对实验毒性很大,产生气体污染严重的,如:氯气的制取、除杂、干燥、性质、尾气处理的综合实验。2.对反应需要一定速度和时间的,如:Cl2和H2混合光照爆炸很难观察到过程,而且有一定的危险性。3.对需分析化学原理的,如:电解饱和食盐水的实验,会产生氯气,同时学生对离子的移动缺乏理解,如果用电脑三维动画从微观的角度诠释微粒的运动,并显示两极的变化,效果比实验好。
“化学实验绿色化”就是在满足教学要求的前提下,设计的化学实验彻底消除或尽量减少使用和产生有害物质,从源头上消除化学实验对环境和人类健康的负面影响。化学实验绿色化的目的是,改变只要有化学实验就会产生环境污染的现状,从绿色化学的角度研究化学实验,尽量减少化学实验对环境的污染。绿色化学实验是化学教学中实施创新教育的重要内容和必要保证。
参考文献
[1]林美凤 高中化学实验绿色化的探索.中学生数理化(教研版)[J],2009,(9),12-13。
一、高中化学教学中渗透绿色化学思想现状
1.实验教学方式传统.在传统的高中化学教学中,教师主要是按照课本的知识框架进行讲解.学生对于课本知识的掌握效果比较差,而且不能积极主动地去思考问题.特别是针对于课本提及较少的绿色化学思想,教师基本会简略讲解,不作重点解释,这就造成学生不予重视的学习心理.大部分教学还是停留在理论上,学生在实验过程中缺乏经验,不懂绿色化学的基本常识和三废的处理办法.这种传统模式,不利于提高学生的动手能力,也不利于培养学生的绿色化学思想.
2.绿色化学器材设备不全.教学资源十分有限,化学实验器材的购置比较少,缺乏微型化学、绿色化学思想的指导,化学设备比较老化保守,对于化学用品的浪费比较严重.例如,对于二氧化硫、二氧化氮等有害气体的处理装置比较少,没有专门的尾气吸收装置.在具体的实验操作过程中,对于实验过后留下的固体、液体和气体不能得到合理利用,浪费了化学材料的同时,容易引起环境污染,危害师生的身体健康.
3.教材关于绿色化学知识比较少.在高中化学教材中,没有设立专门章节进行绿色化学的讲解,主要是对化学元素、实验材料和操作流程的说明.在非金属元素章节中,有一部分内容是关于绿色化学思想的,可以将铜和硫酸反应制硫酸铜的两种方法进行比较,分析各自实验过程和实验结果的优劣.让学生加入自己的想法积极地进行讨论.在实验过程中,教师应体现绿色化学思想,引导学生进行思考,改进实验方法,重新进行流程设计.这种方法,可以提高学生的学习效率,加深学生对绿色化学的理解.
二、高中化学教学中渗透绿色化学思想策略
1.设计并配备绿色化学实验装置,药品利用绿色化.例如,在利用甘蔗制取蔗糖时,可以减小糖水的浓度,选取少量的甘蔗进行实验,在实验过程中贯彻绿色化学思想.减少实验素材的使用,自然可以减少化学污染,节约化学成本.再者,可以通过改善实验设备,减少化学物质的使用,如使用微型的点滴管、蒸馏管等,对实验流程进行重新设计与改进.例如,“SO2的制备和性质”实验,就可以改善实验装置,利用多媒体投影仪放大实验效果,使学生能够充分观察实验过程和实验成果.这种绿色环保的操作方法,不仅能够培养学生的绿色化学思想,而且保护了师生的身体健康.
2.在实验教学中渗透绿色化学理念,培养学生的绿色化学意识.增大绿色化学教学比例,将传统化学与绿色化学进行对比讲解和实验.通过对比和讲解,让学生体会到传统化学教学与绿色化学教学的差别.渗透绿色化学思想,还是要从化学课程本身抓起,改变传统的化学课程,减少理论课程的教学,增加讲解、宣传绿色化学知识的机会,提倡用有机绿色化学材料代替传统化学材料,让学生了解绿色化学思想的重要性,并且将理论与实践相结合,让学生在实验中掌握绿色化学思想方法,学会处理实验过程中产生的废气、废水、废渣,提高学生的动手能力和解决问题能力.例如,做好尾气吸收处理装置,可以用U型管连接碱溶液吸收酸性气体尾气.采取实验封闭式体系,在实验过程中,减少对室外环境的污染,还可以对废液进行二次处理,节约化学成本,这些实验过程都体现绿色化学思想.