綠色化學(xué)的核心概念范文
時間:2023-11-20 17:28:25
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篇1
長期以來,學(xué)?;瘜W(xué)實驗側(cè)重較單一的教材知識和驗證性實驗,缺乏綜合性實驗,學(xué)生長期處于一種“實驗—污染—再實驗—再污染”的模式中,這容易使學(xué)生形成“環(huán)境保護就是治理污染”的錯誤思維方式。這就需要對化學(xué)課程進行改革,改進實驗內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的化學(xué)理念,開展化學(xué)實驗綠色化就能很好的體現(xiàn)當(dāng)前素質(zhì)教育的要求。
一、新課程的理念與創(chuàng)新
教育改革的核心是課程改革,創(chuàng)新是教育制度改革的靈魂,教育制度創(chuàng)新的重點是課程創(chuàng)新。新課程與以往相比有著重大變化,它全面推進素質(zhì)教育,努力培養(yǎng)學(xué)生健全的個性和完整的人格,重視學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新精神、健康的審美情趣的形成以及科學(xué)和人文素養(yǎng)的培養(yǎng)等?;瘜W(xué)科學(xué)尤其是化學(xué)實驗需要在實踐過程中融入新課程改革的思想和理念,注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。
二、綠色化學(xué)概述
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué),是指設(shè)計沒有或者只有盡可能小的環(huán)境負(fù)作用,并在技術(shù)上和經(jīng)濟上都有利的化學(xué)品和化學(xué)過程。
綠色化學(xué)的提出是可持續(xù)發(fā)展對環(huán)境的挑戰(zhàn)。它是一門從源頭上防止污染的化學(xué),其核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過程和化工生產(chǎn)中,盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有毒物質(zhì),減少化學(xué)污染的生成。
1. 綠色化學(xué)的特點
綠色化學(xué)研究的中心問題是化學(xué)反應(yīng)?;瘜W(xué)工藝及其產(chǎn)物具有四方面特點:①化學(xué)反應(yīng)的原料是無毒無害的;②反應(yīng)條件如溶劑、催化劑是無毒無害的;③反應(yīng)產(chǎn)物是對環(huán)境是友好的;④化學(xué)反應(yīng)具有原子經(jīng)濟性,廢物無污染。
2. 綠色化學(xué)研究的內(nèi)容
一般來說,一個化學(xué)反應(yīng)受四方面影響:①反應(yīng)原料的性質(zhì);②反應(yīng)條件;③反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì);④反應(yīng)合成的路線。這四方面也是綠色化學(xué)研究的內(nèi)容。
當(dāng)前綠色化學(xué)研究的重點是:①改進實驗,研究變換反應(yīng)原料,設(shè)計對人類健康和環(huán)境保護的物質(zhì),這是綠色化學(xué)的關(guān)鍵部分;②改善反應(yīng)條件,提高產(chǎn)率,減少廢物的生產(chǎn)和排放,降低危害;③選擇更安全、對環(huán)境更友好的合成路線。綠色化學(xué)著眼于安全、環(huán)保這兩個概念,不僅針對人類的健康,還包括整個生態(tài)環(huán)境的保護。
三、化學(xué)實驗綠色化研究
1. 化學(xué)實驗綠色化
化學(xué)實驗綠色化是以綠色化學(xué)的理論和方法為核心和基本原則,對化學(xué)實驗進行改進,盡可能減少環(huán)境污染或無污染,使化學(xué)實驗過程達到綠色化的方法。
化學(xué)實驗綠色化是新世紀(jì)化學(xué)實驗改革的重點方向和嶄新課題,是用預(yù)防化學(xué)污染的新思想和新技術(shù)對常規(guī)實驗進行改革而形成的化學(xué)實驗新方法。它的目標(biāo)是選擇對環(huán)境無毒無害的反應(yīng)原料來進行化學(xué)實驗,合理的設(shè)計實驗裝置,嚴(yán)格要求實驗過程,并妥善做好實驗后的處理工作,使整個化學(xué)實驗實現(xiàn)零污染。通過上述來實現(xiàn)綠色化學(xué)的要求和目的。轉(zhuǎn)貼于
2. 實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化的方法和途徑
(1)樹立綠色化學(xué)思想觀念,增強環(huán)境保護意識
在化學(xué)課堂教學(xué)和實驗過程中注重向?qū)W生灌輸“綠色化學(xué)”的理念,具體體現(xiàn)綠色化學(xué)的新概念、新方法和新技術(shù)。這不僅能夠使綠色化學(xué)的概念植入學(xué)生的頭腦中,還能使學(xué)生在實驗過程中培養(yǎng)預(yù)防化學(xué)污染的新思想。
(2)開展微型化學(xué)實驗
在微型化的實驗裝置中進行的化學(xué)實驗稱為“微型化學(xué)實驗”。微型化學(xué)實驗著眼于環(huán)境安全和污染預(yù)防的需要,其試劑用量是常規(guī)實驗的十分之一,反應(yīng)時間節(jié)約三分之一。由于反應(yīng)的原材料大大減少,實驗設(shè)計時更安全,且污染小、效率高,更貼近綠色化學(xué)的要求。
(3)改進對環(huán)境危害較大的實驗
許多有機化學(xué)反應(yīng)如溴苯的制備;具有放射性元素參與或生成的反應(yīng)等,應(yīng)該廢除或改進。這些化學(xué)實驗對人體健康和自然環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害和污染,應(yīng)選擇無毒害的實驗或毒性很小的實驗來代替。
(4)利用計算機輔助多媒體仿真實驗
篇2
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);大學(xué)化學(xué);應(yīng)用
中圖分類號:X13 文獻標(biāo)識碼:A
引言
隨著社會的不斷進步,人口數(shù)量急劇增加,面對資源的不斷消耗,人均資源占有量日益減少,此外,人類生活中排放的大量生活污染物和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量工業(yè)污染物使人類生存環(huán)境迅速惡化?;瘜W(xué)品及其生產(chǎn)過程對環(huán)境造成的污染不容忽視,嚴(yán)峻的資源匱乏及環(huán)境污染為化學(xué)工作者帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。自20世紀(jì)90年代初,綠色化學(xué)受到越來越多的關(guān)注。當(dāng)今國際化學(xué)科學(xué)爭相將綠色化學(xué)視為化學(xué)研究的前沿和熱點,綠色化學(xué)已成為實現(xiàn)我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展急待解決的重大科技問題。普及綠色化學(xué)知識,灌輸綠色化學(xué)思想,最有效的方式是將綠色化學(xué)引入大學(xué)化學(xué)教育體系。目前,我國已將綠色化學(xué)教育作為大學(xué)化學(xué)教育的重要組成部分帶入大學(xué)化學(xué)課程中。
1綠色化學(xué)的內(nèi)涵
綠色化學(xué)(Green Chemistry)是指在制造和應(yīng)用化學(xué)品時,實現(xiàn)原料的充分有效利用,消除或避免廢物的產(chǎn)生,避免使用有毒、危險的試劑,建立環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝,使化學(xué)工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
綠色化學(xué)的核心內(nèi)容是原子經(jīng)濟性,理想的原子經(jīng)濟性反應(yīng)是原料分子中的原子全部(100%)轉(zhuǎn)變成所需要的產(chǎn)物,不產(chǎn)生廢物或副產(chǎn)物。綠色化學(xué)具有以下顯著優(yōu)點:(1)從經(jīng)濟觀點看,綠色化學(xué)合理利用資源和能源,符合可持續(xù)發(fā)展的要求;(2)從環(huán)境觀點看,綠色化學(xué)以廢物零排放為目標(biāo),力爭從根本上消除環(huán)境污染;(3)從科學(xué)觀點看,綠色化學(xué)與社會發(fā)展相適應(yīng),在傳統(tǒng)化學(xué)的基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新。
2綠色化學(xué)在大學(xué)化學(xué)教育中的應(yīng)用
綠色化學(xué)作為一種指導(dǎo)思想,更是一種教育手段,將綠色化學(xué)的理念帶進高校化學(xué)教育的課堂,引入的不是一門獨立的學(xué)科,也不只是一種先進的概念,而是通過廣泛的宣傳教育,通過將綠色化學(xué)作為一門普及的課程,培養(yǎng)學(xué)生自主的綠色化學(xué)意識。綠色化學(xué)教育可以培養(yǎng)和增強學(xué)生的環(huán)保意識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力,從而對學(xué)生價值觀、人生觀的形成均產(chǎn)生積極的影響。大學(xué)化學(xué)教育工作者首先應(yīng)該結(jié)合實際情況,在化學(xué)教育過程中融入綠色化學(xué)理念,使學(xué)生在掌握基本化學(xué)原理的同時,能夠主動運用綠色化學(xué)的思維去處理問題,成為更能滿足社會可持續(xù)發(fā)展需要的綠色人才。
首先,綠色化學(xué)由于具有成本低、轉(zhuǎn)化率高、環(huán)保等特點,已在無機合成化學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。如通過熱化學(xué)循環(huán)分解水制備氫氣,利用核能或太陽能進行大規(guī)模、無污染制備氫氣;水熱/溶劑熱合成是無機合成最好的方法之一,其具有密封,原料不泄露,不會造成環(huán)境污染,低碳等優(yōu)點,如利用水熱/溶劑熱合成微孔材料及功能粉料等。
其次,有機化學(xué)教學(xué)應(yīng)從綠色化學(xué)的角度考慮,從以下方面著手:(1)目標(biāo)產(chǎn)物綠色化;(2)反應(yīng)條件綠色化;(3)單一反應(yīng)的原子利用率;(4)反應(yīng)試劑綠色化。如烯烴和溴的加成反應(yīng)可在陽光的引發(fā)下完成,太陽輻射能是一種無污染的綠色能源,能夠直接利用太陽輻射能是綠色化學(xué)家們所追求的,也是解決目前資源有限、環(huán)境污染及全球變暖等問題的根本出路。
3綠色化學(xué)在化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用
化學(xué)實驗綠色化是21世紀(jì)大學(xué)化學(xué)實驗課程改革的重點方向。針對我國高等院校實驗教學(xué)中普遍存在的環(huán)境污染問題,我國大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中需要開展以綠色化學(xué)為理念的實驗體制,體現(xiàn)了環(huán)境保護和綠色化學(xué)的要求。
(1)培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)新理念
教師在化學(xué)實驗教學(xué)中,應(yīng)有意識地將綠色化學(xué)的理念和可持續(xù)發(fā)展觀借助教學(xué)過程傳遞給學(xué)生,在潛意識中為學(xué)生注入綠色化學(xué)的思想,讓學(xué)生真正了解綠色化學(xué),意識到綠色化學(xué)對于保護人類、資源及生存環(huán)境的重要性,讓學(xué)生從內(nèi)心牢固地樹立綠色意識,在生活及今后的工作中自覺地養(yǎng)成環(huán)保習(xí)慣。
(2)改進常規(guī)實驗方法
在達到實驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上,將常規(guī)實驗按照一定的比例縮小。既減少了試劑的用量,降低了實驗成本,又可以減少“三廢”物質(zhì)的排放量,另外還節(jié)省了資源,減少了對環(huán)境的污染。設(shè)計綜合性實驗。將多個實驗按照實驗的內(nèi)在聯(lián)系有機地串聯(lián)起來,將上一個實驗的產(chǎn)物作為下一個實驗的原料,合理利用實驗產(chǎn)物,減少產(chǎn)物的處理工作,既可以減少重復(fù)性實驗操作,縮短實驗時間,也可減少污染物產(chǎn)生的數(shù)量。通過以上兩個簡單的方法可以實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化,另外還可通過多媒體教學(xué)等手段實現(xiàn)化學(xué)實驗的綠色化。
(3)積極處理“三廢”
針對實驗中產(chǎn)生的廢水、廢渣、廢氣,采取相應(yīng)的措施進行處理,例如每間無機實驗室均需安置一個專門的廢液收集桶或廢渣收集處,在實驗過程中統(tǒng)一收集,實驗結(jié)束后統(tǒng)一處理;針對廢氣可以通過安裝正壓送風(fēng)系統(tǒng),有效地處理實驗過程中產(chǎn)生的廢氣。
4綠色化學(xué)課程的設(shè)置
化學(xué)教育工作者不僅要關(guān)注自己的教學(xué)任務(wù),還應(yīng)當(dāng)時刻注意收集國內(nèi)外最新的綠色化學(xué)信息和成果,充分挖掘和利用教材中的相關(guān)內(nèi)容進行剖析,做到與時俱進,使課程內(nèi)容新穎,將綠色化學(xué)融入理論教學(xué)中,時時刻刻以的思想指導(dǎo)教學(xué)。培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約資源和能源、保護環(huán)境的意識,從思想教育和技術(shù)教育兩方面對其進行教育。
化學(xué)、化工類專業(yè)學(xué)生具有較好的化學(xué)基礎(chǔ)知識,對于這部分學(xué)生可以通過開設(shè)綠色化學(xué)必修課,不僅僅讓學(xué)生了解綠色化學(xué),更重要的是在實際生活中能夠運用綠色化學(xué)的理念。對于非化學(xué)、化工類專業(yè)的學(xué)生應(yīng)開設(shè)綠色化學(xué)公共選修課,主要學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的科學(xué)思想、灌輸綠色化學(xué)理念,讓其養(yǎng)成綠色化學(xué)意識。
結(jié)語
綠色化學(xué)作為一種全新的概念,從防止污染和節(jié)約資源的觀點對傳統(tǒng)化學(xué)進行了重新審視,并在傳統(tǒng)化學(xué)的基礎(chǔ)上進行改革,與單純的環(huán)境保護不同,綠色化學(xué)是對人類與環(huán)境友好的化學(xué)。高等學(xué)校的化學(xué)教育目的是為國家培養(yǎng)和造就化學(xué)高層次的人才,面對化學(xué)由傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)邁進的新變革,化學(xué)教育工作者應(yīng)在大學(xué)化學(xué)教育中時刻體現(xiàn)綠色化學(xué)思想,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)理念,培養(yǎng)具有綠色化學(xué)意識的化學(xué)人才。
篇3
1、淺析高中綠色化學(xué)教學(xué)
1.1高中綠色化學(xué)的主要內(nèi)容
要想在高中化學(xué)中貫徹好綠色化學(xué)的思想,就要在教學(xué)的各個方面都要著重體現(xiàn)出綠色環(huán)保的意義。如教師的備課內(nèi)容要與綠色化學(xué)相結(jié)合;實驗教學(xué)課程的過程中要全程注意做到無害和環(huán)保;學(xué)生對化學(xué)原理的理解也都要引導(dǎo)其從綠色化學(xué)的角度去思考;將綠色化學(xué)與生活實踐充分結(jié)合起來等。
高中綠色化學(xué)的教學(xué)模式擺脫了傳統(tǒng)的應(yīng)試教育思想禁錮。使學(xué)生不僅從中學(xué)到了化學(xué)的理論知識更提高了注重環(huán)保的思想素質(zhì)。真正實現(xiàn)了利用化學(xué)知識為生活服務(wù)的最終目的。生活中要如何利用化工原料進行生產(chǎn)操作以及要如何處理產(chǎn)出的廢物等工作都離不開綠色化學(xué)的指導(dǎo)。
高中綠色化學(xué)的教學(xué)目的除了使學(xué)生能夠樹立環(huán)保意識和在生活中學(xué)以致用外,另一個重要的方面就是使環(huán)保思想滲透于人們的日常生活中。綠色化學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別就在于傳統(tǒng)教學(xué)只需要學(xué)生掌握課堂上所學(xué)的理論知識,而綠色化學(xué)則是需要學(xué)生既要掌握理論知識又要注重環(huán)境保護。
1.2綠色化學(xué)的重要影響
從高中開始就在化學(xué)教學(xué)中給學(xué)生貫徹綠色化學(xué)的思想理念,其目的旨在使人們在學(xué)生時代就知道當(dāng)今的社會環(huán)境急需要快速有效的降低化學(xué)生產(chǎn)所帶來的污染,消除化學(xué)生產(chǎn)中排出的有害污染物質(zhì)。而這一目的可以通過對可再生資源的循環(huán)利用來逐步實現(xiàn)。在高中化學(xué)教學(xué)中,綠色化學(xué)思想的貫徹具有十分重要的指導(dǎo)作用。
通過綠色化學(xué)主要理論觀點與內(nèi)容和傳統(tǒng)化學(xué)理論與方法的融合,在高中教學(xué)過程中不僅可以保證化學(xué)教學(xué)的有效進行,而且還可以使學(xué)生們充分了解綠色化學(xué)的思想理念從而做到有效的環(huán)境保護。
2、高中綠色化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容
2.1高中化學(xué)理論教學(xué)
要想在理論教學(xué)中貫徹綠色化學(xué)的思想,需要從教材中的事例入手。比如教師在講到氮與硫的氧化物這一段時,可以舉例從酸雨是如何形成的、酸雨的危害性以及如何防治酸雨這三個方面進行詳細(xì)的講解。在講到金屬知識這一段時,可以舉例從金屬會對人體造成哪些傷害以及如何有效開采利用礦產(chǎn)資源兩方面進行詳細(xì)講解。使學(xué)生在事例中能夠更加輕松的掌握充分的理論知識,在以后的學(xué)習(xí)和生活中也能夠繼續(xù)貫徹綠色化學(xué)的思想理念,從保護身邊的環(huán)境、防止身邊的污染做起。
2.2高中化學(xué)實驗教學(xué)
要想在高中化學(xué)中貫徹綠色化學(xué)的思想理念,就要保證在實驗教學(xué)的過程中原料的(可再生)選擇、全過程的(綠色化)監(jiān)控、實驗產(chǎn)物的(環(huán)?;┨幚磉@三個環(huán)節(jié)的綠色無污染。使環(huán)保理念與實驗環(huán)節(jié)在課堂上緊密相連。只有實現(xiàn)化學(xué)實驗教學(xué)的無害化,才能真正使學(xué)生們將所學(xué)到的化學(xué)理論與環(huán)保理念完美的相融合。
3.高中綠色化學(xué)教學(xué)實踐
3.1充分利用多媒體進行授課
現(xiàn)階段,多媒體教學(xué)隨著計算機的飛速發(fā)展,已經(jīng)普及到了各個學(xué)科的教學(xué)中去。通過多媒體進行教學(xué)不僅可以實現(xiàn)傳統(tǒng)書本授課所達不到的教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生們對化學(xué)學(xué)習(xí)的濃厚興趣,而且還可以在節(jié)約實驗成本(在高中化學(xué)教學(xué)中有很多的教學(xué)實驗條件比較復(fù)雜而且污染比較嚴(yán)重,有時無法一次性成功完成,不僅浪費原料還造成重復(fù)污染)的同時保證教學(xué)授課效果達到預(yù)期的目標(biāo)。
3.2重點推行微型實驗
在進行微型實驗的過程中,不僅可以節(jié)約實驗試劑,而且還能減少實驗有害物的產(chǎn)生。從綠色化學(xué)的角度出發(fā),微型實驗不僅僅只是傳統(tǒng)大型實驗的濃縮版本,而且還是有效節(jié)約實驗成本、保護實驗環(huán)節(jié)和學(xué)生身體健康的得力教學(xué)方法。值得各個中學(xué)在高中化學(xué)實驗教學(xué)中進行推廣。
3.3整個實驗過程的綠色化
所謂實驗過程的綠色化就是在整個高中實驗教學(xué)過程中達到綠色實驗的目的。高中綠色實驗教學(xué)的整個過程可以大致的分為三個階段,首先是在選取原材料的時候要注意材料是否可以進行再次的利用;其次是在設(shè)計整個實驗環(huán)節(jié)步驟的時候要注意避免實驗過程對周圍環(huán)境造成的污染和破壞并有效減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生;最后是對于教學(xué)實驗中產(chǎn)生的有害物質(zhì)要注意采用環(huán)保的手段進行處理。
篇4
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);化學(xué)教育;教師意識;重要性
化學(xué)教育的目標(biāo)是普及化學(xué)知識、培養(yǎng)能力,它是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要組成部分。因此,如何把綠色化學(xué)與化學(xué)教育結(jié)合起來,成為化學(xué)工作者的一個巨大的挑戰(zhàn)。
如要將綠色化學(xué)的觀念融入到化學(xué)教育領(lǐng)域,則要從兩個方面入手:第一、培養(yǎng)教師的綠色化學(xué)意識。教師在教學(xué)活動中直接或間接的影響著學(xué)生,因此培養(yǎng)教師的綠色化學(xué)意識對學(xué)生對綠色化學(xué)的認(rèn)識就顯得尤為重要。第二、對學(xué)生進行綠色化學(xué)教育、普及綠色化學(xué)知識。使綠色化學(xué)意識深入到每一個中學(xué)生的心中,體現(xiàn)在每一個中學(xué)生的日常行為中。
1、綠色化學(xué)的定義
“綠色化學(xué)”由美國化學(xué)會(ACS)提出,目前得到世界廣泛的響應(yīng)。其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染;反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。綠色化學(xué)的核心內(nèi)容主要體現(xiàn)在五個“R”上。第一是Reduction―“減量”,即減少“廢水、廢氣、固體廢棄物”排放。第二是Reuse―“再利用”。第三是Recycling―“回收”,可以有效實現(xiàn)“省資源、少污染、減成本”。第四是Regeneration―“再生”,即變廢為寶,節(jié)省資源、能源,減少污染。第五是Rejecton―“拒用”,指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復(fù)使用的,有毒副作用及污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)過程中使用,這是杜絕污染的最根本的途徑[1]。
2、化學(xué)教育與綠色化學(xué)
化學(xué)教育的目標(biāo)是普及化學(xué)知識、培養(yǎng)能力,它是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要組成部分?;瘜W(xué)教育貫穿于化學(xué)學(xué)習(xí)的全過程中,在化學(xué)知識普及的初期,學(xué)生處于啟蒙階段,在此時,實施綠色化學(xué)的概念傳輸,對于學(xué)生綠色化學(xué)意識的建立是至關(guān)重要的。
2.1 加強教師的綠色化學(xué)意識
教師是教學(xué)活動的主導(dǎo)者,知識的講解者,對于學(xué)生知識、情感態(tài)度價值觀的建立都有著一定的影響。只有教師具有綠色意識,才能培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識,促進學(xué)生的學(xué)習(xí)和情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng)。而對于我國大多數(shù)的教師,他們習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,不愿意去改變,這些都無法實現(xiàn)綠色化學(xué)教育。因此?,F(xiàn)在教師的綠色化學(xué)意識培養(yǎng)與加強就顯得很重要。作為一個化學(xué)教師,為了促進教學(xué),促進綠色化學(xué)滲入教學(xué)領(lǐng)域中,就必須做到:及時了解最新的環(huán)境信息,及時掌握相關(guān)環(huán)境動態(tài);培養(yǎng)自身環(huán)境意識;時常構(gòu)思相關(guān)環(huán)境問題的治理對策,善于和學(xué)生討論交流,傾聽學(xué)生的意見,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,刻意培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識。
2.2 實施綠色化學(xué)教育
教師在日常的教學(xué)活動中引入綠色化學(xué)的相關(guān)知識。例如,在做CO還原Fe2O3實驗時,為防止未反應(yīng)的CO污染空氣,進行尾氣處理,引導(dǎo)學(xué)生探討尾氣處理的方法,促進學(xué)生形成綠色化學(xué)意識。在做MnO2制取氧氣實驗中,MnO2作為催化劑,實現(xiàn)循環(huán)使用,這是實驗過程真正實現(xiàn)重復(fù)使用節(jié)約資源能源的化學(xué)實驗要求。在教學(xué)活動中,針對相應(yīng)的環(huán)境污染事件進行綠色化學(xué)教育,共同探討相關(guān)問題。例如,針對現(xiàn)今存在的溫室效應(yīng)問題,教師組織相應(yīng)的教育教學(xué)活動,讓學(xué)生討論起因,相應(yīng)的對策。使學(xué)生充分了解現(xiàn)在存在的環(huán)境問題的同時,讓學(xué)生針對問題進行思考。針對酸雨侵蝕文物的事件,倡導(dǎo)他們主動去了解相應(yīng)的環(huán)境問題以及帶來的危害。使他們形成關(guān)注環(huán)境問題,鼓勵他們用綠色化學(xué)的思想去思考生活中的各種現(xiàn)象,形成綠色化學(xué)意識。
3 化學(xué)教育中滲入綠色化學(xué)的重要性
現(xiàn)階段,許多學(xué)校已經(jīng)開設(shè)綠色化學(xué)相關(guān)的學(xué)科課程,將綠色化學(xué)相關(guān)知識滲入到化學(xué)教育活動中對于學(xué)生的培養(yǎng)與教育十分重要。
3.1 綠色化學(xué)教育有利于創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)
在化學(xué)教育的過程中引入綠色化學(xué)的知識和相關(guān)概念,引發(fā)學(xué)生思考,有利于學(xué)生創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。例如,在做CO還原CuO實驗時,需要進行尾氣處理,此時便可以引導(dǎo)學(xué)生,讓學(xué)生進行協(xié)作討論,培養(yǎng)合作精神,同時讓學(xué)生自己主動去想象相關(guān)對策解決問題,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新性思維,讓學(xué)生進行尾氣處理,增強學(xué)生的環(huán)保意識,培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識?!霸姵亍币还?jié)中引入存在的電池污染問題,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注環(huán)境問題,培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識,讓學(xué)生進行思考、討論。
3.2 綠色化學(xué)教育有利于價值觀的培養(yǎng)
化學(xué)中有許多的實驗,在實驗過程中,有目的的節(jié)約原料,潛移默化的影響學(xué)生,使學(xué)生明白在化學(xué)實驗過程中,原料節(jié)約的重要性,引導(dǎo)學(xué)生形成綠色化學(xué)意識,形成節(jié)約的好習(xí)慣,也有利于學(xué)生金錢觀的端正?;瘜W(xué)實驗中也會存在“廢氣,廢液,固體廢棄物”的處理與排放,教師適當(dāng)?shù)囊胂嚓P(guān)內(nèi)容,給以學(xué)生正確的做法,有利于形成環(huán)境友好型化學(xué)實驗,利于學(xué)生綠色化學(xué)意識的培養(yǎng)。
3.3 綠色化學(xué)教育有利于可持續(xù)發(fā)展
化學(xué)教育者要樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念,將綠色化學(xué)的觀念滲入到化學(xué)教育的全過程中。讓學(xué)生明白“竭澤而漁”式的經(jīng)濟發(fā)展終歸是沒有用的,使他們明白地球上的資源,能源總會有消耗M的那一天,我們不能為了謀求發(fā)展就大肆浪費,過度使用。在教學(xué)過程中,可以相應(yīng)例子,說明“竭澤而漁”式發(fā)展的后果,使學(xué)生明白綠色化學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的意義。
3.4 綠色化學(xué)教育有利于培養(yǎng)學(xué)生關(guān)愛生命的情感
前些年的一些商家為了謀求利益制造了所謂的“三聚氰胺奶粉”“蘇丹紅的鴨蛋”等等,以此為例教育學(xué)生,使他們明白生命的可貴性不是錢可以衡量的,謀求利益固然沒錯,但是這不能是建立在他人的健康上。據(jù)報道,據(jù)報道,每年都有數(shù)以萬計的人因食品污染、大氣污染、水體污染、土壤污染等因素導(dǎo)致死亡或誘發(fā)各種疾病而死亡。我國每年食物中毒人數(shù)約2~4萬人,并且估計這個數(shù)字尚不到實際發(fā)生數(shù)的1/10[2]。教師通過這些非綠色化學(xué)教育,喚醒學(xué)生的良知,使他們自覺愛護和保護我們懶以生存的生態(tài)環(huán)境,關(guān)愛生命。同時讓學(xué)生懂得,科學(xué)技術(shù)本身就具有生態(tài)價值,包含綠色化學(xué)在內(nèi)的綠色科技,將使人類與自然在高層次上和諧相處。
綜上所述,將綠色化學(xué)滲入到化學(xué)教育中,對學(xué)生創(chuàng)新性思維、正確價值觀的培養(yǎng),對可持續(xù)發(fā)展,以及培養(yǎng)學(xué)生關(guān)愛生命的情感都起著至關(guān)重要的作用,進而對學(xué)生的人生觀等的發(fā)展也起著積極地作用。用我們科學(xué)的教育,使學(xué)生建立牢固的綠色化學(xué)理念和環(huán)保意識。使他們在今后的人生中,嚴(yán)格恪守自己的原則,成為綠色化學(xué)家,為以后的綠色化學(xué)發(fā)展貢獻自己的一份力。
參考文獻:
[1]陳海建?;瘜W(xué)教育中的綠色化學(xué)[M].科教平臺,2006,18(194).
篇5
下面結(jié)合自己的教學(xué)實踐就在初中化學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念談點體會.
一、滲透綠色化學(xué)理念內(nèi)涵
滲透綠色化學(xué)理念,顧名思義,就是把綠色化學(xué)理念由淺入深地對學(xué)生進行教育,讓學(xué)生意識到:我們是生活在一個化學(xué)無處不在的世界,人們利用化學(xué)創(chuàng)造了很多方便人們生活的東西,但使人感到遺憾的是,這些創(chuàng)造品中很多為有毒且有害的化學(xué)制造品.在我們生活的城市中,城市發(fā)展也對環(huán)境問題有所考慮不周,人們的綠色化學(xué)環(huán)保意識淡薄.綠色化學(xué)理念是研究環(huán)境問題的化學(xué)家提出的.有些全球性的化學(xué)污染,如溫室效應(yīng)所造成的冰川溶解,酸雨造成的世界各地的農(nóng)作物無法生長或死亡等,都是人們不具有綠色化學(xué)理念所產(chǎn)生的問題,也是人們必須要解決的問題.
二、滲透綠色化學(xué)理念的意義
1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)習(xí)效果.滲透綠色化學(xué)理念的教育方法與傳統(tǒng)的初中化學(xué)教育有著根本的區(qū)別.如果課本有著根本的靈魂,那么綠色化學(xué)理念可以稱為初中化學(xué)的靈魂之源.整個化學(xué)教育之中要貫穿綠色化學(xué)理念.如果僅僅在初中化學(xué)教育中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)概念,學(xué)生根本學(xué)不到本質(zhì)的學(xué)習(xí)理念.為了適應(yīng)新世紀(jì)的發(fā)展,在初中培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)理念就顯得尤為重要.教給學(xué)生具有綠色化學(xué)理念的化學(xué)知識,使學(xué)生覺得正在學(xué)習(xí)的化學(xué)并非枯燥無趣,而是在生活中無處不在、活靈活現(xiàn)的化學(xué).具有綠色化學(xué)理念的化學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)起來更有積極性.學(xué)生只有主動去學(xué)習(xí)、去探索,直至發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的樂趣所在,才能提高學(xué)習(xí)效果.同時,能夠提高學(xué)生的自信心.
2.造就教育新高度,提高教學(xué)水平.初中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念并非一蹴而就,而是從開始到結(jié)束都要貫徹下去,讓每一個學(xué)生都能受到比較完整的綠色化學(xué)教育.綠色化學(xué)教育同以往的化學(xué)教育方式不同,學(xué)生要以一種新的心態(tài)、新的方式和方法去面對和學(xué)習(xí).這不僅是對學(xué)生的挑戰(zhàn),也是對教師傳播綠色化學(xué)理念的挑戰(zhàn).教師的責(zé)任不僅是授課,授之以魚更要授之以漁,比學(xué)習(xí)更重要的是學(xué)習(xí)方法.
三、綠色化學(xué)理念的應(yīng)用
1.初中化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀.在初中化學(xué)教學(xué)中開展綠色化學(xué)教育的時間不是很久,有些教師對綠色化學(xué)教育仍舊不是很熟悉.在綠色化學(xué)理念教育中,教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生了解并逐步接受綠色化學(xué),使學(xué)生在頭腦中樹立綠色化學(xué)的思維構(gòu)想.綠色化學(xué)教育是未來化學(xué)教育理念的必然趨勢,正確樹立綠色化學(xué)理念,有利于學(xué)生活學(xué)活用化學(xué)知識,感受化學(xué)對改善人類生活和促進社會發(fā)展的作用,注重與化學(xué)有關(guān)的社會問題,消除身邊人對化學(xué)的一些誤解,更加堅信綠色化學(xué)的美好未來,增強學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的興趣.綠色化學(xué)理念,有利于引導(dǎo)學(xué)生熱愛自然,尊重自然,與自然和平友好相處,共同發(fā)展.這是綠色化學(xué)人才發(fā)展的必要保證.
2.綠色化學(xué)理念滲透整體化.在時代洪流中,唯有將綠色化學(xué)理念滲透整體化,才能將其傳播出去.因此,僅僅是教師、學(xué)生了解綠色化學(xué)理念是不夠的.綠色化學(xué)理念的培養(yǎng)是基于學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)化學(xué)知識之上的,能夠體現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì).綠色化學(xué)理念的滲透教育必然成為培養(yǎng)學(xué)生綠色環(huán)保和認(rèn)真學(xué)習(xí)的重要方式.必須轉(zhuǎn)換思想的是人類,以“綠色”為核心談環(huán)保,才是重點.
3.綠色化學(xué)理念的構(gòu)建.綠色化學(xué)理念的學(xué)習(xí)如同鑄造高樓,其內(nèi)部必須擁有綠色化學(xué)理念的構(gòu)建.這樣的高樓,才能聳立在藍天白云之間.因此,綠色化學(xué)理念雖然只是一個虛擬的、看不見的框架,但只有擁有這樣一個框架,才能勾勒出美好的未來.而綠色化學(xué)的目標(biāo)和理念正是初中化學(xué)教育中環(huán)境保護的理論指導(dǎo).以綠色化學(xué)的目標(biāo)和理念為指導(dǎo)思想進行環(huán)境保護教育,把綠色化學(xué)理念知識同垃圾處理、廢水處理結(jié)合起來,才能構(gòu)建出綠色化學(xué)理念的框架.
總之,在初中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念,正如給化學(xué)這樣一門學(xué)科輸入了靈魂,使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加富有積極性,教師的教學(xué)更加具有引導(dǎo)作用,從而促進教育進步.
參考文獻
篇6
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);大學(xué);化學(xué)實驗;策略
大學(xué)化學(xué)屬于工科院校非化學(xué)化工專業(yè)設(shè)置的一門基礎(chǔ)課程,也是大學(xué)中唯一的化學(xué)類課程,其教學(xué)效果關(guān)系著學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。大學(xué)化學(xué)面對的是非化學(xué)化工專業(yè)的學(xué)生,在實驗教學(xué)中引入綠色化學(xué)理念,具有獨特的優(yōu)勢。現(xiàn)階段,綠色化學(xué)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為化學(xué)科研工作的前沿,受到了各國政府部門的高度關(guān)注。
1綠色化學(xué)的概念與意義
綠色化學(xué),也稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或者清潔化學(xué),是一門基于化學(xué)學(xué)科,具備明確的科學(xué)目標(biāo)和社會需求的新興學(xué)科。從概念上分析,綠色化學(xué)是指在進行化學(xué)品制造和使用的過程中,通過對原料的有效利用以及合理的操作,盡可能消除廢棄物,減少和避免對有毒有害化學(xué)試劑的使用。發(fā)展綠色化學(xué)的主要目標(biāo),是在節(jié)約資源的前提下,從源頭上進行污染的防治工作,將環(huán)境治理從治標(biāo)轉(zhuǎn)為治本。與傳統(tǒng)化學(xué)相比,綠色化學(xué)最為顯著的特點有兩個,一是最大限度的對原材料進行了利用,二是最大限度的減少了廢棄物的排放。從科學(xué)的觀點分析,綠色化學(xué)是針對傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的一種改進與創(chuàng)新;從經(jīng)濟的觀點分析,綠色化學(xué)通過對資源的合理利用,能夠有效降低成本;從環(huán)境的觀點分析,綠色化學(xué)能夠從根本上對污染進行治理,符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的客觀要求[1]。推動化學(xué)實驗的綠色化,是當(dāng)前大學(xué)化學(xué)實驗課程改革的重要方向,受到了科研機構(gòu)、政府部門以及學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注,也取得了比較明顯的成效?;诰G色化學(xué)原則,構(gòu)建全新的大學(xué)實驗化學(xué)體系,針對當(dāng)前普遍存在的高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)中的環(huán)境污染問題進行深入探究,可以有效減少環(huán)境污染,體現(xiàn)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展。從目前來看,綠色化學(xué)已經(jīng)逐漸成為化學(xué)教育的一個重要內(nèi)容,通過相應(yīng)的研究和實踐,能夠?qū)瘜W(xué)實驗室中的常見廢棄物進行無害化處理,減少化學(xué)實驗過程中的環(huán)境污染,保證了實驗過程的綠色化,同時也促進了學(xué)生環(huán)保意識和綜合素質(zhì)的提高。
2大學(xué)化學(xué)實驗污染問題的誘發(fā)因素
就目前而言,在大學(xué)化學(xué)實驗中,環(huán)境污染問題頻發(fā),其主要誘發(fā)因素有幾個:
2.1認(rèn)識不足,經(jīng)費欠缺
當(dāng)前,許多高校在化學(xué)實驗室的建設(shè)中,存在著資金投入不足的問題,經(jīng)費往往只能用于購買實驗藥劑,或者進行實驗器材的更新,沒有直接針對實驗廢棄物進行處理的設(shè)備,在污染防治方面顯得力不從心。同時,部分高校對于化學(xué)實驗引發(fā)的環(huán)境污染問題缺乏到位的認(rèn)識,在實驗中一味強調(diào)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,忽視了對于藥品、設(shè)備以及學(xué)生操作的管理。教師和實驗室管理人員缺乏環(huán)保意識,認(rèn)為實驗過程中產(chǎn)生的污染可以直接忽略。在這樣的背景下,一些實驗室會直接將實驗產(chǎn)生的廢棄物倒入垃圾桶或者下水道,而氣體廢物則直接排放,造成了比較嚴(yán)重的環(huán)境污染問題[2]。
2.2重視不足,安排不當(dāng)
在對化學(xué)實驗的內(nèi)容進行安排時,由于缺乏環(huán)保意識,沒有重視污染防治工作,導(dǎo)致實驗的設(shè)計不合理,容易引發(fā)環(huán)境污染。另外,部分高校沒有及時對試驗教材進行更新,使得化學(xué)實驗的內(nèi)容陳舊,缺乏創(chuàng)新,甚至僅僅要求學(xué)生能夠了解化學(xué)實驗的目的,掌握化學(xué)實驗的步驟和結(jié)果,對于實驗可能帶來的污染問題則直接無視,影響了學(xué)生的全面健康發(fā)展。
2.3理論不足,回收缺失
在化學(xué)實驗過程中,產(chǎn)生的廢棄物類型多樣,回收處理流程繁瑣,從目前來看并沒有專門針對化學(xué)廢棄物回收處理的理論指導(dǎo),嚴(yán)重影響了實驗室廢棄物的回收工作,也是造成化學(xué)實驗室環(huán)境污染問題的一個主要原因[3]。針對上述問題,高校以及相關(guān)部門應(yīng)該及時更新觀念,強化認(rèn)識,采取切實有效的應(yīng)對措施,逐步推進高?;瘜W(xué)實驗的綠色化,順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需求,做好環(huán)境保護工作。
3綠色化學(xué)背景下化學(xué)實驗有效策略
3.1提高環(huán)保意識
在開展化學(xué)實驗教學(xué)的過程中,應(yīng)該加強對于學(xué)生的教育,引導(dǎo)其樹立起良好的環(huán)保意識。應(yīng)該認(rèn)識到,在新的發(fā)展環(huán)境下,傳統(tǒng)化學(xué)正在逐漸朝著綠色化學(xué)轉(zhuǎn)百年,而綠色化學(xué)并不僅僅是科研人員的任務(wù),更是需要整個化學(xué)領(lǐng)域的共同參與。對于教師而言,可以通過相應(yīng)的案例,講解國內(nèi)和國外的一些環(huán)境污染事件,使得學(xué)生能夠清除的認(rèn)識到環(huán)境保護的重要性和迫切性。例如,在對環(huán)境污染問題進行講解時,可以引入分組討論的教學(xué)方法,針對一些比較典型的環(huán)境問題,展開討論:空氣污染有哪些危害?霧霾的誘發(fā)因素是什么?如何正確處理塑料袋便捷性、經(jīng)濟性與環(huán)境污染之間的矛盾沖突?通過這樣的方式,可以激發(fā)學(xué)生對于學(xué)習(xí)的積極性和主動性,使得其能夠主動參與到討論中,認(rèn)識到發(fā)展綠色化學(xué)的重要性,提升學(xué)生的環(huán)保意識[4]。
3.2加大資金投入
綠色化學(xué)實驗的開展離不來資金和設(shè)備的支持,對于高校而言,必須重視化學(xué)實驗室建設(shè),增加相應(yīng)的設(shè)備。例如,可以在通風(fēng)管道出風(fēng)口設(shè)置氣體處理裝置,同時在實驗室中統(tǒng)一設(shè)立廢棄物分類系統(tǒng),由學(xué)校組織專人人員進行定期收集和處理,避免廢棄物的隨意排放。在條件允許的情況下,還可以在學(xué)校設(shè)置廢水處理系統(tǒng),在提升污水凈化效率和效果的同時,也可以作為環(huán)保教育的一個基地。3.3規(guī)范實驗操作在開展化學(xué)實驗的過程中,新課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,學(xué)生必須能夠熟練掌握基本操作,對進行藥品取用、物質(zhì)稱量、加熱處理、器皿洗滌等操作是,動作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,運用靈活。但是在實際教學(xué)中,部分學(xué)生并不能嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)定進操作,甚至存在著試劑量越大實驗現(xiàn)象越顯著的錯誤認(rèn)識,不僅導(dǎo)致了藥品的嚴(yán)重浪費,而且引發(fā)了更大的環(huán)境污染問題。對此,教師應(yīng)該對化學(xué)實驗的操作進行規(guī)范,減少浪費和污染問題,同時也能夠培養(yǎng)學(xué)生形成演進的實驗態(tài)度,引導(dǎo)其掌握科學(xué)的實驗方法。另外,可以在定性實驗中,對藥品的使用進行定量化,例如,在制作氧氣時,可以結(jié)合相應(yīng)的化學(xué)方程式,依照需要的氧氣的量,對所需高錳酸鉀的用量進行估算,以此為依據(jù)取用藥品,這樣可以有效減少浪費問題。
3.4倡導(dǎo)微型實驗
所謂微型實驗,實際上是一種化學(xué)實驗操作技術(shù),通過盡量少的試劑,獲取盡量多的化學(xué)信息,相比較常規(guī)的化學(xué)實驗,微型實驗具有節(jié)約藥品、現(xiàn)象明顯、減少污染、安全可靠等優(yōu)點,在環(huán)境污染問題日漸嚴(yán)峻,可持續(xù)發(fā)展理念持續(xù)深化的背景下,進行微型實驗的普及和推廣意義重大。需要注意的是,微型實驗并非是簡單的對常規(guī)化學(xué)實驗進行壓縮,而是在綠色化學(xué)原則背景下,以預(yù)防化學(xué)污染的技術(shù)、思路和方法,對常規(guī)化學(xué)實驗進行改革和創(chuàng)新,其核心在于利用盡可能少的試劑獲得預(yù)期的實驗?zāi)繕?biāo),可以說,微型實驗是綠色化學(xué)在化學(xué)實驗教學(xué)中的一種典型體現(xiàn)。例如,在進行銅與稀硝酸的反應(yīng)實驗中,會產(chǎn)生大量的一氧化氮氣體,如果不能對其進行有效處理,會帶來比較嚴(yán)重的環(huán)境污染,但是如果想要對其進行統(tǒng)一收集和處理,則需要大量的資金和專業(yè)的設(shè)備。對此,可以重新對實驗裝置進行設(shè)計,引入微型實驗。在具體實驗中,可以在經(jīng)過消毒的針管內(nèi),放入銅片,排盡空氣,然后吸取少量的稀硝酸,以膠塞堵塞針頭。當(dāng)觀察到藍色溶液,同時活塞被氣體推動后,將針管內(nèi)的溶液注入到氫氧化鈉溶液中,藍色沉淀物的出現(xiàn)表明硝酸銅也氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)。拉動活塞吸入空氣,看到針管內(nèi)部逐漸變成紅棕色,將其注入到滴有酚酞試劑的氫氧化鈉溶液中,紅棕色逐漸消失,對NO的性質(zhì)進行惡劣驗證。這樣的實驗不僅操作簡單,可靠性強,而且不會產(chǎn)生污染。
3.5改進實驗操作
在部分化學(xué)實驗中,會生成一些有毒有害物質(zhì),影響師生的身體健康,引發(fā)環(huán)境污染問題。從綠色化學(xué)的角度,可以在保證實驗效果的前提下,對實驗操作進行適當(dāng)?shù)母倪M,減少污染。例如,在銅與濃硫酸的反應(yīng)實驗中,會生成二氧化硫氣體,不僅氣味難聞,而且對于人體的危害較大。此時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生進行積極討論,看如何才能夠避免實驗過程中二氧化硫氣體的泄露,同時對其性質(zhì)進行驗證。經(jīng)討論和總結(jié),將原本的實驗裝置改造成了圖1的樣式(略去了夾具和酒精燈)。經(jīng)檢驗,該裝置具有較強的密封性,可以根據(jù)實際需要,隨時進行反應(yīng)或者停止反應(yīng),也可以對二氧化硫的性質(zhì)進行檢驗,更能夠?qū)U氣進行處理,符合綠色化學(xué)的基本要求。圖1改進實驗裝置
4結(jié)語
總而言之,在可持續(xù)發(fā)展理念不斷深化的背景下,綠色化學(xué)逐漸興起,并且迅速成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點,構(gòu)建綠色化學(xué)實驗室,對化學(xué)實驗過程中的環(huán)境污染問題進行有效預(yù)防和控制,是非常重要的。對于大學(xué)化學(xué)教師而言,在開展化學(xué)實驗教學(xué)的過程中,應(yīng)該始終貫穿綠色化學(xué)理念,提高學(xué)生的環(huán)保意識,從根本上對污染進行治理,營造出一個綠色健康的學(xué)習(xí)環(huán)境。
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篇7
關(guān)鍵詞:有機化學(xué)化工 綠色化學(xué) 應(yīng)用探析
1. 引言
化學(xué)是現(xiàn)今人們生活中必不可少的重要學(xué)科,其產(chǎn)生的各項發(fā)明以及用品都為人們的生活作出了很大的貢獻。而就在化學(xué)為人們帶來便利的同時,其在生產(chǎn)過程中排放的有害物質(zhì)以及化學(xué)廢品也對我國自然環(huán)境以及人民健康都帶來了嚴(yán)重的隱患。而就在這種嚴(yán)峻的形式中,綠色化學(xué)的概念出現(xiàn)在了人們的面前,其能夠在正常發(fā)揮化學(xué)自身作用的同時將化學(xué)對于人身以及環(huán)境所造成的威脅降至最低。正是由于綠色化學(xué)的這種全新理念以及巨大潛力,也使得其成為了我國目前的熱點之一。
2 .綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué),也可以稱為環(huán)境無害化學(xué),其存在的意義就是在設(shè)計生產(chǎn)化學(xué)用品的過程中避免對環(huán)境造成危害,并保證設(shè)計出的化學(xué)產(chǎn)品無論是在經(jīng)濟上還是技術(shù)上都可以實施的一個過程,其具體分為對于化學(xué)物質(zhì)的合成、催化、檢測等等環(huán)節(jié)。近年來,世界各方對于綠色化學(xué)都作出了一定的研究,并以綠色化學(xué)原料、綠色溶劑、綠色催化劑等方面積極開展綠色化學(xué)的研究。
3. 綠色化學(xué)在有機化工中的應(yīng)用
在對綠色化學(xué)概念具有一定的了解后可以知道,如果想真正的使一個有機化學(xué)合成都實現(xiàn)綠色化,其同許多方面以及因素間都會存在很大的聯(lián)系。在有機化學(xué)合成過程中,首先需要研究的就是所使用的化工原料是否能夠更加綠色,而當(dāng)對化學(xué)原料確定之后,則應(yīng)當(dāng)對以往的反應(yīng)流程進行細(xì)致的觀察分析,研究生產(chǎn)流程是否合理、是否還存在更為綠色、環(huán)保的生產(chǎn)流程。而在這個過程中,對于在化工反應(yīng)中所必須用到的催化劑以及溶劑等方面因素也應(yīng)當(dāng)盡可能的保持其綠色化,從而保障化工反應(yīng)的“全綠色”化進展。
圖1 綠色化學(xué)的主要應(yīng)用
3.1 綠色原料
在實現(xiàn)綠色化學(xué)的過程中,首先需要面對的問題就是原料的綠色化,其也正是我們實現(xiàn)綠色有機合成的基礎(chǔ)。比如在我國的有機化工合成中,所使用的生產(chǎn)原料通常都是石油化工原料,而將其有效的替換為綠色生物原料,則是在綠色化學(xué)理念中的重要方式,也是對我國環(huán)境起到保護作用的重要途徑。對于生物原料而言,其主要由纖維素以及淀粉兩大部分所組成,其中,淀粉在化學(xué)反應(yīng)中較為容易轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵w維素則能夠在木質(zhì)素以及結(jié)晶的作用下,通過纖維素酶來將其以一種間接的方式轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?。而?dāng)我們獲得葡萄糖之后,則能夠以其作為原料,通過相應(yīng)酶的作用獲得己二酸,從而通過這種方式代替以往利用笨獲得己二酸的方式。因為我們知道,笨是一種對人體有害的物質(zhì),有很大的致癌幾率,所以在技術(shù)以及經(jīng)濟的保證下,在有機合成的過程中實現(xiàn)使用原料的去笨化,則能夠起到起到很好的保護環(huán)境以及保護人類健康的作用,也正是我國開展綠色化學(xué)的一個重要目標(biāo)。
3.2 綠色催化劑
在綠色化學(xué)中,要求在化學(xué)反應(yīng)中應(yīng)當(dāng)具有高效的反應(yīng)速度,并且當(dāng)化學(xué)反應(yīng)完畢后應(yīng)當(dāng)?shù)玫奖M可能少的副產(chǎn)物,從而最終實現(xiàn)少排放甚至零排放,并以此作為現(xiàn)今社會提倡的原子經(jīng)濟特征。而同傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)相比,這種具有高效、多選擇性的催化方式也能夠很好的符合我國開展綠色化學(xué)的需求。而在其中,原子經(jīng)濟則是我國開展綠色化學(xué)的一個核心理念,其主要強調(diào)的是在化學(xué)反應(yīng)過程中,應(yīng)當(dāng)將所有參與到反應(yīng)中的原子都能夠出現(xiàn)在反應(yīng)物中,并在反應(yīng)的過程中不會出現(xiàn)廢棄物,而部分常見反應(yīng)如加成反應(yīng)、重排反應(yīng)以及化合反應(yīng)等都屬于原子經(jīng)濟性反應(yīng)。
圖2 綠色催化劑應(yīng)用
3.2.1 催化不對稱
在有機合成反應(yīng)中,催化不對稱合成也是一種行之有效的合成方式,而這種催化不對稱方式也在我國成為了一個人們廣泛研究的特點。通過不對稱催化方式的應(yīng)用,不僅能夠在反應(yīng)的過程中獲得一些在其它精細(xì)化工以及農(nóng)藥領(lǐng)域中所需求的中間物品,還能夠在反應(yīng)的過程中獲得對環(huán)境、人類友好的綠色合成技術(shù),例如我們經(jīng)常開展的氫酯化反應(yīng)、酶催化以及氫硅烷化反應(yīng)等都屬于催化不對稱反應(yīng)。
3.2.2 新型催化反應(yīng)
目前,堿和液體酸是我國在進行有機合成過程中經(jīng)常會使用到的催化劑類型,且這兩者都具備高催化效率以及低成本的優(yōu)點,受到了人們的廣泛應(yīng)用。而與此同時,這兩者在具備高效、低廉優(yōu)點的同時卻存在著對設(shè)備高腐蝕性的缺點,使我們在對其使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)較大的環(huán)境污染,且其在反應(yīng)的過程中經(jīng)常會伴隨大量的副反應(yīng),使我們在完成工作后經(jīng)常會出現(xiàn)問題難以處理、副反應(yīng)繁雜等問題。而為了使這種缺點得到良好的克服,就需要我們應(yīng)當(dāng)加強綠色催化劑的研究力度。目前,我國在這方面已經(jīng)具備了一定的成果,并獲得了分子篩催化劑以及相轉(zhuǎn)移催化劑等綠色催化劑,并且都具有高效、無害的特點,具有很高的實用價值。
3.3 綠色溶劑
圖3 綠色溶劑的應(yīng)用
3.3.1 水溶劑的應(yīng)用
在自然界中,水是一種最為基本、也是非常豐富的一種溶劑,并且具有無污染、無毒、成本低廉的優(yōu)點。當(dāng)我們開展化學(xué)有機反應(yīng)時,當(dāng)實驗環(huán)境保持在水中進行會更加安全簡單,也不會存在像其它溶劑介質(zhì)具有易燃、易爆的安全威脅。在普通類型的有機合成過程中,我們可以大膽的將其中的去保護合成以及官能團保護都適當(dāng)省略,從而更加簡化了合成的操作步驟,是一種非常理想的試驗溶劑。同時,有機金屬反應(yīng)在有機合成中也是我國化學(xué)合成一個重要成果,有機銦試劑就是在這種情況中產(chǎn)生的一個較為成功的案例。這種試劑存在的最大特點就是當(dāng)碳水化合物形成相應(yīng)碳鍵時,其自身具備的官能團不需要對其采取保護,而在一般合成過程中都會使用保護基,也城市為了獲得更好的選擇性,而如果僅僅通過一種方式或者沒有選擇性的方式來進行,就只會平白的增加反應(yīng)步驟,并且的消耗更多原料、能量的同時增加了廢棄物的排放。
3.3.2 離子液體溶劑
所謂離子液體溶劑,就是指在溫度適宜以及溫度較低的情況下,處于液體的狀態(tài)的鹽可以由相關(guān)元素的無機陰離子以及有機陽離子這兩大部分組成。通常來說,其能夠適應(yīng)的溫度范圍非常廣,同時還具有制造成本地、溶解度強、能夠循環(huán)利用、易于回收的優(yōu)點,被化學(xué)界認(rèn)為是一種非常理想的溶劑,并在世界范圍的工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用。比如在以往溶劑環(huán)境中,我們通過芳烴以及烯烴來進行烷基化反應(yīng)是不可能完成的,而在例子液體溶劑中,則能夠在適當(dāng)催化劑的作用之下保證此反應(yīng)在普通室溫中就能夠良好的發(fā)生,并且獲得較好的生產(chǎn)率。目前,部分反應(yīng)如氧化還原反應(yīng)、烯烴氫化反應(yīng)、偶聯(lián)反應(yīng)、 氫甲?;磻?yīng)以及酶促反應(yīng)都能夠在離子液體中順利的完成。而在水以及離子溶劑之外,部分物質(zhì)如超臨界流體也可以作為綠色溶劑使用,目前,臨界二氧化碳是人們研究較多的溶劑之一,其由于自身具有的安全性、無毒性而受到人們的廣泛關(guān)注,具有較好的研究意義。
4. 結(jié)束語
總的來說,在我國目前號召可持續(xù)發(fā)展、綠色經(jīng)濟的背景下,開展綠色化學(xué)具有重要的意義。在上文中,我們對于綠色化學(xué)中重要的綠色材料、綠色溶劑以及綠色催化劑的應(yīng)用進行了一定的分析與探討,需要我們在實際生產(chǎn)中進一步掌握應(yīng)用方式,從而有效的推動我國綠色化學(xué)發(fā)展的進程。
參考文獻:
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篇8
【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);廢棄物處理;學(xué)以致用;化學(xué)教學(xué)
綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”,最早產(chǎn)生于化學(xué)工業(yè)發(fā)達的美國。1991年由美國化學(xué)會(ACS)提出并成為了美國環(huán)保署(EPA)的中心口號,目前得到世界廣泛的響應(yīng)。按照美國《綠色化學(xué)》(Green Chemistry)雜志的定義,綠色化學(xué)是指:在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時應(yīng)有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。綠色化學(xué)發(fā)展到今天是指能夠保護環(huán)境的一種化學(xué)技術(shù).它可通過使用自然能源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì).利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲藏技術(shù)的開發(fā),并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少廢棄物排放量。其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染;反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。
傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)已經(jīng)給人類環(huán)境帶來了很多污染。20世紀(jì)有2285萬多種人工合成的化合。由于早期的化學(xué)工業(yè)很多并沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍內(nèi),導(dǎo)致污染環(huán)境??茖W(xué)既要認(rèn)識世界、改造世界,同時也要保護世界。為了應(yīng)對化學(xué)所面臨環(huán)境污染的挑戰(zhàn),提倡綠色化學(xué)刻不容緩。
化學(xué)是高中的一門重要課程,并且高中化學(xué)是學(xué)生真正接觸化學(xué)的早期與基礎(chǔ)。從化學(xué)入門就培養(yǎng)綠色化學(xué)的思想是非常重要并且也是必要與緊迫的,非常有重要意義的。
綠色化學(xué)是整個化學(xué)界的新概念,也是化學(xué)教學(xué)中的新理念。它要求教師必須在課堂課中課后教學(xué)中重視環(huán)境保護,做好廢棄物的處理工作,并采取相應(yīng)的對策,落實綠色思想,增強學(xué)生們的環(huán)保理念。
素質(zhì)教育強調(diào)動手能力,在化學(xué)教學(xué)中經(jīng)常需要做化學(xué)實驗,進行化學(xué)實驗的時候一定是會產(chǎn)生廢棄物的。如果教師沒有認(rèn)真處理,就會污染環(huán)境,而且不是教師一個人污染環(huán)境,而是帶著班集體一起污染環(huán)境。如果教師從始至終都落實綠色化學(xué)的思想,那么就會影響一個班集體走向合理處理廢棄物,愛護環(huán)境。另外教師應(yīng)該在化學(xué)中,合理設(shè)計化學(xué)實驗,從源頭上遏制廢棄物的生成,這樣雙向結(jié)合就能有效的防止化學(xué)教學(xué)和實驗所產(chǎn)生的廢棄物污染環(huán)境。
教師對學(xué)生進行綠色化學(xué)思想的規(guī)范引導(dǎo),不僅能夠增強學(xué)生的環(huán)保意思,教育學(xué)生從源頭上愛護環(huán)境,認(rèn)真處理廢棄物,更好地保護環(huán)境,而且將環(huán)保意思深入學(xué)生的內(nèi)心,從而提高學(xué)生的自覺性,逐漸把環(huán)保帶人日常生活,注重對周圍環(huán)境的保護,提高教學(xué)效果。
那么在化學(xué)教學(xué)中究竟如何滲透綠色化學(xué)的思想呢?筆者在親身教學(xué)過程中覺得可以從以下幾個方面:
1首先,從全局看,將綠色想融入化學(xué)的整個教學(xué)過程中
教師要提高自身的行動自覺性,樹立綠色化學(xué)思想,并將它貫穿于整個化學(xué)課堂教學(xué),并以自身的行動帶領(lǐng)學(xué)生,幫助學(xué)生樹立綠色化學(xué)思想觀念。比如在學(xué)習(xí)氯這一個富集于海水中的元素時,介紹其化學(xué)性質(zhì)和特點,并具體在生活中運用到的地方。生活中我們常常用到氯的化合物,比如漂白劑。常用的漂白劑是會影響環(huán)境,污染環(huán)境的,那么有沒有好的其他物品代替氯的化合物制成漂白劑呢?然后用聯(lián)想法引出過氧化氫,介紹其性質(zhì),通過化學(xué)方程式,向?qū)W生介紹過氧化氫無污染的特點。同時指出氯氣和過氧化氫的不同特點,如果將同樣具有清潔漂白效果的過氧化氫代替氯氣制成漂白劑原料的話,既能增強漂白效果,又能避免環(huán)境污染,從源頭上防止化學(xué)污染。這便是綠色化學(xué)。
2然后,將綠色化學(xué)思想融入高中實驗化學(xué)教學(xué)中
化學(xué)實驗就要真正的實施體現(xiàn)綠色化學(xué)思想的時刻。首先,在課堂之前,我會設(shè)計微型實驗,采用小號的實驗裝置和化學(xué)儀器,節(jié)約化學(xué)藥劑的用量。然后在實驗前會告訴學(xué)生認(rèn)真對待化學(xué)原料,嚴(yán)格按照劑量進行化學(xué)實驗,不輕易浪費化學(xué)劑量,從實驗前就將減少環(huán)境污染的綠色化學(xué)灌輸學(xué)生的思想里。比如,在進行氯氣性質(zhì)的化學(xué)實驗中,可以用少量的漂白液和稀硫酸,在小號的培養(yǎng)器皿里面制成氯氣,有效減少了對環(huán)境的污染。
在進行化學(xué)實驗過程中,同樣需要謹(jǐn)記綠色化學(xué)思想。教師必須嚴(yán)格按照實驗步驟,采用標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)劑量以及盡量用綠色無毒,安全無害的化學(xué)制劑,如在白磷自燃的實驗中,可以采用磷化鎂進行水解,產(chǎn)生的氫化磷會自燃直接代替白磷自燃,產(chǎn)生五氧化二磷,從而有效避免了有毒有害的物質(zhì)產(chǎn)生。
在化學(xué)實驗結(jié)束后,教師必須照嚴(yán)格按照要求處理產(chǎn)生的廢棄物,尤其是有污染的廢棄物要妥善處理。比如采用中和、分解、深埋、回收等措施,避免廢棄物污染環(huán)境,將綠色思想落到實處。
3在化學(xué)課堂中,將綠色化學(xué)思想與日常生活相互聯(lián)系
在化學(xué)教學(xué)過程中,可以將所學(xué)的知識與現(xiàn)今的環(huán)境污染直觀的聯(lián)系起來。比如學(xué)習(xí)C這個元素的時候,對其常規(guī)氧化物一氧化碳和燃?xì)庵卸?,燃?xì)獗?lián)系在一起。二氧化碳和溫室效應(yīng)聯(lián)系在一起,這樣直觀淺顯既能讓學(xué)生輕松掌握化學(xué)知識點,同時又能提高他們的環(huán)保意識。
另外也可以組織防污染興趣小組重點關(guān)注生活中常見的各種污染,如生活中常見的噪音污染,光污染,水污染,固體廢棄物污染等,小組成員們一起分析這些污染的成因,學(xué)習(xí)了解污染給我們生活帶來的危害,并引導(dǎo)學(xué)生們?nèi)绾晤A(yù)防這些污染的存在等等。
4將綠色化學(xué)思想融入學(xué)生課后的課外實踐與生活中
在課后,教師可以提倡學(xué)生們進行綠色化學(xué)實踐活動,比如回收廢舊電池,學(xué)習(xí)了解廢舊電池對環(huán)境的污染,回收的價值;洗滌產(chǎn)品的分類及對環(huán)境可能產(chǎn)生的污染;家庭固態(tài)廢棄物的分類和回收價值等等。通過這些調(diào)查活動,使學(xué)生們更好地選擇日常生活用品,有效地處理廢棄物,避免環(huán)境污染。
篇9
關(guān)鍵詞: 綠色化學(xué) 化學(xué)教育 環(huán)保意識
一、引言
化學(xué)推動著人類社會的發(fā)展,滲透于生活的方方面面,然而化學(xué)又是一把雙刃劍,在給人類帶來巨大貢獻的同時,產(chǎn)生的大量廢物和有毒物質(zhì)日益侵害著人類的健康和地球的環(huán)境,破壞可持續(xù)發(fā)展,人類已經(jīng)認(rèn)識到這一點,并且亟須解決這個大問題,綠色化學(xué)這一理念正是在這個背景下產(chǎn)生的。綠色化學(xué)對保護人類賴以生存的環(huán)境起著重要作用,作為化學(xué)教育的實施者,有必要在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念,將綠色化學(xué)的特點和性質(zhì)與新課程內(nèi)容相融合,大力普及環(huán)境科學(xué)知識,培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識,從而進一步提高學(xué)生的環(huán)保意識。
二、化學(xué)的功與過
化學(xué)萌芽最早可以追溯到原始時候,自從人類無意中發(fā)現(xiàn)火之后,便開始食用熟食,結(jié)束了茹毛飲血的野蠻時代,從此進入文明時代。在逐步了解和利用一些物質(zhì)變化的過程中,學(xué)會了制陶、冶煉,以后又懂得了釀造、染色等技術(shù),制得了對人類而言具有使用價值的產(chǎn)品。隨著人類社會的迅速發(fā)展,化學(xué)這門學(xué)科得以壯大,并成為與其他很多學(xué)科相互滲透的大學(xué)科,越來越多的化學(xué)知識被應(yīng)用于人們生活的各個方面。無可非議,化學(xué)確實極大地改變了我們的生活,并且推動了整個人類社會的發(fā)展。
然而世上沒有什么東西是盡善盡美的,化學(xué)也一樣,它在給我們帶來貢獻的同時,也在侵害著人類健康及地球環(huán)境,并且受到影響的范圍非常廣泛,例如,在農(nóng)業(yè)方面,人們利用農(nóng)藥防治農(nóng)業(yè)害蟲的歷史已有2000余年,農(nóng)藥在一定程度上達到提高農(nóng)作物產(chǎn)量的目的,也給人類健康帶來威脅,還污染水土資源及空氣,并且使病菌、害蟲對農(nóng)藥的抗藥性增強了;塑料給人類帶來了方便,同時存在困擾,塑料回收分類時很困難,且極易燃燒,產(chǎn)生的氣體既有毒又污染空氣;酸雨和溫室效應(yīng)不容忽視。為此,早在1991年就有有識之士提出綠色化學(xué)的號召,并立即得到了全世界的積極響應(yīng)[1]。
三、什么是綠色化學(xué)
綠色化學(xué)作為一種現(xiàn)代化學(xué)理念,適用于各種化學(xué)領(lǐng)域。它提倡從源頭就采用消除或減輕污染的科學(xué)手段,充分利用資源、能源,采用無害原料,在無毒、無害的條件下進行反應(yīng),并力圖使所有作為原料的原子都能被產(chǎn)品消納,實現(xiàn)“零排放”,從而使整個過程和終端實現(xiàn)化學(xué)污染防治的一種基本方法。利用綠色化學(xué)理念有益于保護人類賴以生存的地球環(huán)境,對實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展提供可行科學(xué)依據(jù)及方法[2]。而作為化學(xué)教學(xué)的組織者,在化學(xué)教學(xué)活動中滲透綠色化學(xué)思維,突出綠色化學(xué)對保護人類生存環(huán)境的貢獻,如防治臭氧層空洞、溫室效應(yīng),改善土壤、水質(zhì)等,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在獲取知識的同時提高環(huán)境保護意識,在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。
四、在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)的途徑
1.先從教師自身做起
化學(xué)教學(xué)的實施者在整個化學(xué)教學(xué)中起主導(dǎo)作用,俗話說得好:“要給學(xué)生一杯水,教師先要有一桶水?!盵3]要在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思維理念,教師自己必須先深入了解綠色化學(xué),如它提出的背景、概念、性質(zhì)特點及它對可持續(xù)發(fā)展作出的貢獻等。只有教育者本身了解并接受綠色化學(xué)相關(guān)知識及理念,才能對受教育學(xué)生產(chǎn)生積極的影響。這就要求教師做到以下幾點:首先不停地補充新知識,積極參與到與綠色化學(xué)相關(guān)的培訓(xùn)活動中,如各學(xué)校之間組織的綠色化學(xué)交流會等,樹立較強的綠色意識,利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源收集相關(guān)環(huán)境信息和環(huán)保知識;其次,有勇于創(chuàng)新的精神,善于發(fā)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容中與綠色化學(xué)息息相關(guān)的線索,并積極思考如何在教學(xué)中體現(xiàn);最后,在日常教學(xué)活動中端正教學(xué)態(tài)度,時刻嚴(yán)格要求自己的實驗操作,做到以身作則、言行統(tǒng)一,試想,如果教師都沒有像自己教學(xué)中要求學(xué)生的那樣進行實驗,那么又如何影響學(xué)生,提高他們的環(huán)保意識呢?
2.將綠色化學(xué)思維與課堂教學(xué)內(nèi)容相連
課堂教學(xué)是學(xué)生獲得化學(xué)知識最有利的途徑,以教學(xué)內(nèi)容為出發(fā)點延伸,將相關(guān)綠色化學(xué)理念滲透其中,不僅擴展學(xué)生的課外知識,同時這連貫、富有邏輯的講解更深入人心,使學(xué)生印象深刻。
在講到必修Ⅰ《金屬的化學(xué)性質(zhì)》與選修Ⅰ《維生素與微量元素》這兩節(jié)內(nèi)容時,進一步補充重金屬元素及過量微量元素對人類健康及生態(tài)環(huán)境的影響。如鎘鎳電池制造業(yè)、合金制造業(yè)、玻璃業(yè)等化工廠在生產(chǎn)人類社會發(fā)展的必需品時產(chǎn)生的鎘、汞等重金屬,排入水中造成大量水生物死亡,破壞生態(tài)平衡,而被土壤吸收造成莊稼減產(chǎn),不但如此,人喝下這樣的水,將引起重金屬中毒,輕則嘔吐、腹痛、呼吸困難,重則危及生命。另外作為人類必需的微量元素,也不是多多益善的,如鋅元素如果補充過量,則不但會影響人體內(nèi)其他微量元素的正常吸收和利用,而且可能引起身體組織的損傷;而鐵元素攝入過量將引起肝硬化和糖尿病的發(fā)生,嚴(yán)重者甚至?xí)猩kU。通過提供這部分資料引導(dǎo)學(xué)生進行化學(xué)實驗,如高錳酸鉀檢驗不飽和烴、氰酸鉀檢驗三價鐵離子、銅與濃硫酸等涉及金屬離子的反應(yīng)和其他化學(xué)反應(yīng)時,不要將實驗后的化學(xué)試劑等廢棄物隨意傾倒,而是轉(zhuǎn)入指定容器內(nèi)統(tǒng)一處理回收。
必修Ⅱ第二章第二節(jié)《化學(xué)能與電能》中介紹了幾類電池,在學(xué)習(xí)電池原理的時候,不如介紹一下廢舊電池中含有汞、鉛、鎘等重金屬。據(jù)有關(guān)資料顯示,一節(jié)一號電池爛在地里,能使1平方米的土壤永久失去利用價值,而一粒紐扣電池可使600噸水受到污染,相當(dāng)于一個人一生的飲水量[4]。然后建議學(xué)生不要亂扔廢舊電池,在收集到一定數(shù)量后將它們送去廢舊電池回收站進行回收處理。
在高中化學(xué)知識學(xué)習(xí)中,很多有氣體生成的實驗都是有毒的,如氨氣、二氧化硫、氯氣的制備與它們的性質(zhì)實驗,銅與稀硝酸、濃硝酸分別反應(yīng)生成有毒的一氧亞氮、二氧化氮氣體的反應(yīng)等,但它們又都是比較重要的內(nèi)容。對于這類實驗,教材上在這些實驗裝置末端加了一個尾氣吸收裝置,如氯化銨與氫氧化鈣反應(yīng)制取氨氣的裝置,生成多余氨氣用稀硫酸吸收。而酸性氣體的制備及性質(zhì)實驗則是用氫氧化鈉或其他堿液吸收。在講到這些內(nèi)容時,提出“書上為什么這么‘多此一舉’”的問題,引發(fā)學(xué)生思考,然后說明這些氣體對環(huán)境及人體的不良影響,由此提高學(xué)生的警惕性及環(huán)境保護意識。
除此之外,為了遵循綠色化學(xué)思維理念,進一步減小實驗給學(xué)生及周圍環(huán)境造成影響,在做所有化學(xué)實驗時應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生不浪費藥品、嚴(yán)格按照教材要求的劑量做實驗的好習(xí)慣,力求用最少的實驗劑量得到最佳實驗效果,做到從源頭上減小污染[5]。
3.將綠色化學(xué)思維延伸到課外
組織類似《家庭生活污染與環(huán)?!愤@樣的討論會,利用網(wǎng)絡(luò)資源給學(xué)生提供相關(guān)信息,如“家庭生活產(chǎn)生的污染要比工業(yè)污染占的比重大,前者占到了約60%,一個人一天平均要制造0.9千克垃圾,5個不可降解的塑料袋,2~3個一次性飯盒;一個人因洗發(fā)、洗澡、洗衣服等一天平均制造200升廢水正在污染著河流、大海和土壤”[6]。讓學(xué)生感受到自身周圍存在很嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,意識到自己可以為環(huán)境保護出一份力,然后通過討論得到解決方案,決心從自己身邊的小事做起,減少對環(huán)境的污染。如使用節(jié)能燈;節(jié)約用水,一水多用,漱口、洗臉、洗衣服的水可以用來沖廁所;垃圾在丟棄時實行分類原則;拒絕或盡量少用塑料袋和一次性用品:筷子、飯盒等;盡量減少個人化學(xué)用品,如牙膏、洗發(fā)水、洗衣粉、肥皂的使用量;不用含氟利昂的冰箱;出行時盡量選擇步行,如果路途遠,則可以選擇乘坐公交車等。
鼓勵學(xué)生進行課外實驗,如《當(dāng)?shù)睾铀?、雨水酸堿性的檢測》和《廢舊電池的回收和利用》等,學(xué)生在努力完成實驗的過程中不但鍛煉他們的動手能力,而且提高對現(xiàn)在環(huán)境污染的重視度。積極將綠色化學(xué)思維擴展到課外實驗,有助于進一步強化綠色化學(xué)環(huán)保教育。
組織學(xué)生參觀本地鄰近的污水處理站、化工廠等,拓寬他們的眼界,并進行實地調(diào)查,回來后大家互相交流參觀后的感受。這樣的活動不僅有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力與實事求是的科學(xué)態(tài)度,而且能客觀地讓他們認(rèn)識到環(huán)境污染的危害性和環(huán)境保護的迫切性[7]。
五、結(jié)語
事實上,綠色化學(xué)還可以延伸到其他更為廣泛的生活空間,隨著人類逐漸發(fā)現(xiàn)綠色化學(xué)對可持續(xù)發(fā)展的重要性,21世紀(jì)將成為綠色化學(xué)的世紀(jì)。通過不斷學(xué)習(xí),從教師自身做起,并在研究與實施綠色化學(xué)滲透在教學(xué)的過程中,對學(xué)生產(chǎn)生積極影響,使他們從自己的身邊小事開始,逐步提高綠色環(huán)保意識,同時在一定程度上培養(yǎng)他們的社會責(zé)任感,另外,為了給子孫后代留下碧海青天、綠樹環(huán)繞的自然面貌,教師有責(zé)任、有義務(wù)培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識,保護人類賴以生存的地球環(huán)境是我們應(yīng)盡的義務(wù)和一直努力的目標(biāo)。
參考文獻:
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[5]李海鵬.淺談在化學(xué)教學(xué)中對學(xué)生開展環(huán)保教育[J].學(xué)園教育科研,2011,12.
篇10
關(guān)鍵詞:中學(xué)生 化學(xué) 發(fā)展 發(fā)展趨勢
21世紀(jì)的社會主角是當(dāng)代的中學(xué)生,21世紀(jì)的化學(xué)發(fā)展還要靠當(dāng)代中學(xué)生的努力。要想在化學(xué)方面有所建樹,中學(xué)生就應(yīng)該了解化學(xué)的發(fā)展歷程及未來的發(fā)展趨勢。
自人類出現(xiàn)后,化學(xué)便與人類結(jié)下了不解之緣。遠古時代的鉆木取火,用火燒煮食物,制陶,冶銅和鐵器等等,這些化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用極大地促進了當(dāng)時社會生產(chǎn)力的發(fā)展,標(biāo)志著人類社會的進步。今天,化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,在科學(xué)技術(shù)和社會生活的各個方面起著越來越大的作用。那么,從古至今,伴隨著人類社會的進步,化學(xué)歷史的發(fā)展經(jīng)歷了哪些時期呢?
一、化學(xué)學(xué)科發(fā)展歷程的回顧
1、遠古的工藝化學(xué)時期
在遠古的工藝化學(xué)時期,人類的制陶、冶金、釀酒、染色等工藝,主要是憑借幾千萬年的實踐經(jīng)驗摸索出來的,當(dāng)時化學(xué)雖然知識還沒有形成,但已經(jīng)有了萌芽,這便是化學(xué)發(fā)展的萌芽時期。
2、煉丹術(shù)和煉金術(shù)時期
大約到了公元前1500年,人們開始對長生不死向往,戰(zhàn)國時期的方士認(rèn)為只有金石之類的不朽之物方能成就人們的不死之身。于是,煉丹術(shù)便由此開始。由于絲綢之路的開通,中國的煉丹術(shù)逆向傳入歐洲的波斯和阿拉伯地區(qū)。這時的波斯已經(jīng)伊斯蘭化,伊斯蘭教徒?jīng)]有得道成仙、長生不老的觀念,他們只有對金的崇拜,于是人們想把其他金屬皆變作黃金,因此煉丹術(shù)在該地區(qū)演化成煉金術(shù)。這便是最早的化學(xué)實驗,化學(xué)方法轉(zhuǎn)而在醫(yī)藥和冶金方面得到了正當(dāng)?shù)膽?yīng)用。在歐洲文藝復(fù)興時期,出版了一些有關(guān)化學(xué)的書籍,第一次有了“化學(xué)”這個名詞。英語的chemistry起源于alchemy(煉金術(shù))。
3、燃素化學(xué)時期
從1650年到1775年,隨著冶金工業(yè)和實驗室經(jīng)驗的積累,人們總結(jié)感性知識,認(rèn)為可燃物能夠燃燒是因為它含有燃素,燃燒的過程是可燃物中燃素放出的過程,可燃物放出燃素后成為灰燼。
4、定量化學(xué)時期
氣體化學(xué)的定量方法的應(yīng)用,從化學(xué)科學(xué)內(nèi)部不斷地沖擊著陳舊的燃素學(xué)說。而在十八世紀(jì)后期的工業(yè)革命和資產(chǎn)階級民主革命,推動整個自然科學(xué)進入了一個空前的發(fā)展時期。這就又在化學(xué)科學(xué)外部提供了燃素學(xué)說,建立科學(xué)燃燒理論的條件。綜合這些因素,就使得化學(xué)家能夠把從氣體性質(zhì)中推導(dǎo)出來的物理概念應(yīng)用到傳統(tǒng)的化學(xué)中去,建立了新的氧化學(xué)說。1775年前后,拉瓦錫用定量化學(xué)實驗闡述了燃燒的氧化學(xué)說,開創(chuàng)了定量化學(xué)時期,實現(xiàn)了一場深刻的化學(xué)革命。這樣,化學(xué)也就從傳統(tǒng)的經(jīng)驗技術(shù)性的學(xué)科,轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢杂脭?shù)學(xué)進行定量計算的學(xué)科了。
二、化學(xué)學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀
20世紀(jì)初化學(xué)已深入到原子、分子層次,化學(xué)成為在原子、分子層次上研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性能的科學(xué),建立了一套物質(zhì)分子的研究方法(包括理論研究和計算,分子層次上的測量,微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)的研究)。這些科研成果如約里奧-居里夫婦用人工方法創(chuàng)造出放射性元素、在費米領(lǐng)導(dǎo)下成功地建造了第一座原子反應(yīng)堆、化學(xué)鍵和現(xiàn)代量子化學(xué)理論的建立、合成化學(xué)、高分子科學(xué)的建立和發(fā)展等等使化學(xué)發(fā)生了深刻地變化。
在進入21世紀(jì)的今天,人們在談?wù)摽茖W(xué)的發(fā)展時指出,“這將是一個生命科學(xué)和信息科學(xué)的世紀(jì)?!蹦敲椿瘜W(xué)還有什么用呢?如諾貝爾獲得者H.W.Kroto在回答這個問題時所述,“正是因為是生命科學(xué)和信息科學(xué)的世紀(jì),所以化學(xué)才更為重要?!币驗檫@是一門承上啟下、滲透于各種新興交叉學(xué)科的中心科學(xué)?;瘜W(xué)的原理和這些研究方法廣泛使用于其他學(xué)科,使化學(xué)滲透到其他學(xué)科形成許多新的交叉前沿學(xué)科,從而使化學(xué)處于中心學(xué)科的地位。
材料化學(xué)、生命化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、綠色化學(xué)等均屬于新的交叉前沿學(xué)科。
1、材料化學(xué)
材料科學(xué)的發(fā)展十分迅速,它是物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物、工程等一級學(xué)科交叉而產(chǎn)生的新學(xué)科領(lǐng)域。材料化學(xué)處于核心地位,它的應(yīng)用目的性很強。它是人類衣、住、行、用的原料,也是社會生產(chǎn)的最根本的物質(zhì)基礎(chǔ)。比如新型高分子薄膜材料及其多層膜形成技術(shù)的研發(fā)成功,才使得舉世稱譽的“水立方”游泳館的設(shè)計得以實現(xiàn),為2008年北京奧運會增添了色彩。
功能材料是新材料領(lǐng)域的核心,是社會發(fā)展、國民經(jīng)濟及國防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。它不僅對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用,還對我國相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、實現(xiàn)跨越式的發(fā)展起著重要的促進作用。
當(dāng)前國際功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨著新的突破,諸如超導(dǎo)材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉(zhuǎn)換及材料的分子、原子設(shè)計等正處于日新月異的發(fā)展之中,發(fā)展功能材料技術(shù)正在成為一些發(fā)達國家強化其經(jīng)濟及軍事優(yōu)勢的重要手段。
目前已發(fā)現(xiàn)上千種超導(dǎo)材料,但是實際上只有鈮基超導(dǎo)體[1]真正投入使用。以NbTi[2]、Nb3Sn為代表的實用超導(dǎo)材料已實現(xiàn)了商品化。以鈮為基礎(chǔ)的導(dǎo)體做成線材、電纜和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體已經(jīng)成為高磁場領(lǐng)域必不可少的工具。
鈮基超導(dǎo)體最突出的用途是醫(yī)療診斷上的磁性共振成像技術(shù)(MRI)。 在醫(yī)療器械領(lǐng)域,超導(dǎo)體已經(jīng)開辟出約2.5 B$ 的市場。MRI的一個典型的功能例子是腦成像,因血液中氧的含量不同,因而其磁特性不同,從而可探測大腦的活動。
第二個重要用途是核磁共振(NMR)的光譜技術(shù),NMR 光譜在化學(xué),生物學(xué),醫(yī)學(xué)和材料研究領(lǐng)域已成為有力的分析工具。在NMR光譜方面,被研究的某一同位素共振線的光譜被記錄下來和分析,可以得到試樣中分子結(jié)構(gòu)的信息。商業(yè)用NMR光譜的范圍現(xiàn)在300 MHz(7T)和900 MHz (18.8T)之間。磁場達到400 MHz(9.4T)以上時,只能采用NbTi導(dǎo)體。對于500 MHz (11.8T) 和更高磁場的磁體, 其內(nèi)部高磁場部分采用的是Nb3Sn導(dǎo)體制成, 因此是NbTi/Nb3Sn的復(fù)合體。
另一個應(yīng)用領(lǐng)域是核熔融技術(shù)。電能不僅可以由重核分裂產(chǎn)生, 而且可以用氫同位素核融解來生產(chǎn)。熔融反應(yīng)只能發(fā)生在非常高的溫度下,此時必須采用加入粒子的等離子體。該等離子體必須包容在高磁場內(nèi),該高磁場必須用超導(dǎo)磁體產(chǎn)生,應(yīng)用Nb3Sn材料的熔融裝置具有很高的磁場。核熔融為今后電力生產(chǎn)提供了另一種選擇。
2、生命化學(xué)
生命化學(xué)是運用化學(xué)原理及方法研究生命現(xiàn)象及其運動規(guī)律的學(xué)科。它是從分子水平來研究生物體的:研究其成分及它們?nèi)绾伟磭?yán)密特定的方式組合而成;研究其各部分為什么具有其特殊的生理功能;研究生物體是如何進行物質(zhì)與能量新陳代謝的;研究生物體如何繁殖,遺傳的原因等等。生命化學(xué)對于改良和創(chuàng)造新生物品種,充分利用資源,豐衣足食,提高生活質(zhì)量和健康水平以及改善環(huán)境均具有極其重要意義。
3、環(huán)境化學(xué)
環(huán)境化學(xué)是環(huán)境科學(xué)的一個分支,就其基礎(chǔ)來看更多的屬于化學(xué)范疇,它使用化學(xué)的基本原理和方法來研究環(huán)境問題。環(huán)境化學(xué)是研究環(huán)境中物質(zhì)相互作用的學(xué)科。環(huán)境化學(xué)的研究任務(wù)主要指分析檢測環(huán)境介質(zhì)中存在的有害物質(zhì),追蹤它們的來源以及在環(huán)境介質(zhì)中化學(xué)物質(zhì)的行為,了解有害物質(zhì)對生物和人體產(chǎn)生不良影響的規(guī)律,由此會推動環(huán)境分析化學(xué)、大氣環(huán)境化學(xué)、水環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)等三級學(xué)科的發(fā)展。
4、綠色化學(xué)
綠色化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)過程以“原子經(jīng)濟性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的原料的每個原子,實現(xiàn)零排放。這樣不僅充分利用了資源,而且不會產(chǎn)生污染,并采用無毒、無害的溶劑、助劑和催化劑,生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護、社區(qū)安全和人身健康的環(huán)境友好產(chǎn)品。化學(xué)家不僅要考慮化學(xué)品生產(chǎn)的可行性及其用途,還要設(shè)計出不產(chǎn)生或減少污染的化學(xué)過程。綠色化學(xué)將會改變化學(xué)工業(yè)的面貌。
三、化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢
1、化學(xué)仍是提高人類生存質(zhì)量和生存安全的有效保障
不斷提高生存質(zhì)量和生存安全是人類進步的標(biāo)志?;瘜W(xué)研究至少可以從三方面對保證生存質(zhì)量的提高做出貢獻:
① 通過研究各種物質(zhì)和能量的生物效應(yīng)的化學(xué)基礎(chǔ),特別是搞清楚兩面性的本質(zhì),找出最佳利用條件;
② 研究開發(fā)對環(huán)境無害的化學(xué)品和生活用品,研究對環(huán)境無害的生產(chǎn)方式。提供安全有防病作用的食物和食物添加劑(特別是抗氧化劑),改進食品儲存加工方法,以減少不安全因素,有效防止“三聚氰胺”、“瘦肉精”、“有色饅頭”、“奶茶塑膠”、“有毒黃瓜”等類似事件發(fā)生。
③ 研究大環(huán)境與小環(huán)境中不利因素的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化與人體的相互作用,提出優(yōu)化環(huán)境建立潔凈生活空間的途徑。
健康是重要的生存質(zhì)量的標(biāo)志,預(yù)防疾病將是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的中心任務(wù)?;瘜W(xué)可以從分子水平了解病理過程,提出預(yù)警生物標(biāo)志物的檢測方法,建議預(yù)防途徑。
2、化學(xué)在能源和資源的合理開發(fā)和高效安全利用中起關(guān)鍵作用
21世紀(jì)初期,我國重點能源仍然為煤碳、石油、天然氣等能源。這就要求研究高效潔凈的轉(zhuǎn)化技術(shù)和控制低品位燃料的化學(xué)反應(yīng),使之既能保護環(huán)境又能降低成本。此外還要開發(fā)新能源,新能源必須滿足高效、經(jīng)濟、潔凈、安全的要求。太陽能、新型的高效潔凈電源與燃料電池都將成為21世紀(jì)的重要能源。
3、化學(xué)將繼續(xù)推動材料科學(xué)發(fā)展
2l世紀(jì)電子信息技術(shù)將向更快、更小、功能更強的方向發(fā)展。目前正在致力于量子計算機、生物計算機、分子電路、生物蕊片等高新技術(shù),進入分子信息技術(shù)階段要求化學(xué)家設(shè)計、合成所需的物質(zhì)和材料。
化學(xué)家還應(yīng)該研究各種與電子信息有關(guān)的材料的性質(zhì)和功能以及與各個層次結(jié)構(gòu)的關(guān)系,特別是物質(zhì)與能量的相互作用的化學(xué)特征,創(chuàng)造具有特殊功能的新物質(zhì)和新材料。
最后希望學(xué)生們努力學(xué)習(xí)化學(xué),將來為化學(xué)的發(fā)展作出貢獻,加快社會發(fā)展,提高人們的生活質(zhì)量,讓化學(xué)改變整個世界!
參考文獻:
[1] Helmut Krauth. FABRICATION AND APPLICATION OF NbTi AND Nb3Sn SUPERCONDUCTORS.
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