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關(guān)鍵詞:有機化學(xué);綠色化;實驗;教學(xué)模式
前言:要想實現(xiàn)有機化學(xué)實驗的綠色化必須是從思想上抓起,從人們的思想意識上改變,從每個化學(xué)老師的思想開始。對整個化學(xué)實驗的過程嚴格把關(guān),在材質(zhì)上采用安全、無污染的材料,催化劑的使用也要注意安全性,對于一定會產(chǎn)生污染的實驗要注意污染的處理。從自身坐做起,為學(xué)生做好榜樣。
1.有機化學(xué)實驗的含義及意義
有機化學(xué)是化學(xué)中極為重要的一門分支,又稱為碳化合物的化學(xué),是研究有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備的學(xué)科。
有機化學(xué)實驗對化學(xué)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,對化學(xué)工業(yè)的發(fā)展也是相當(dāng)?shù)闹匾?,有機化學(xué)實驗是現(xiàn)在的普通高?;瘜W(xué)、化工、材料、藥學(xué)、食品、生物、環(huán)境、農(nóng)學(xué)等專業(yè)以及相近專業(yè)本科生一門必修課。在有機化學(xué)實驗過程中經(jīng)常會用到有毒性的試劑,溶劑,有的時候也會合成一些有毒性的物質(zhì),這是化學(xué)發(fā)展中必然會產(chǎn)生的污染,但是現(xiàn)在全世界都在提倡綠色環(huán)保,低碳的概念,因此化學(xué)實驗中的這些有毒物體就必然引起公眾的反感,包括一些具有高腐蝕性的催化劑,實驗后產(chǎn)生的廢棄、廢渣、廢液處理不當(dāng)對環(huán)境也會造成很大的污染,這種影響比一般的污染所持續(xù)的時間也會更久。因此,如何實現(xiàn)有機化學(xué)實驗的環(huán)保性,這是有機化學(xué)的發(fā)展中一個新的課題,一個主要的研究方向,高校如何構(gòu)建有機化學(xué)的綠色實驗化成為迫在眉睫的問題,在試驗中和教學(xué)中,如何向?qū)W生灌輸“綠色化學(xué)”的概念是現(xiàn)在高校教師首要考慮的問題,必須做到學(xué)生從觀念和認識上意識到環(huán)境保護,可持續(xù)發(fā)展才是根本的發(fā)展。從根源上認識到環(huán)境的發(fā)展和環(huán)境的保護,提高實驗教學(xué)的質(zhì)量同時也要注意可協(xié)調(diào)發(fā)展的重要。
2.我國有機化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
我國的有機化學(xué)發(fā)展的相較于西方來說,發(fā)展的速度和技術(shù)都相對來說是落后的,我國的有機化學(xué)實驗也停留在最初的模式上,采用的是傳統(tǒng)的教學(xué)模式,我國傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗采用的是基本操作實驗+基礎(chǔ)合成實驗+性質(zhì)實驗。相較于西方對化學(xué)的重視,我國在教學(xué)上仍然采用的是照本宣科,遵從教材,缺少積極主動的改革和創(chuàng)新,這是化學(xué)實驗要不得的思想,現(xiàn)在的高校教學(xué)實驗仍是簡單的基本技能,蒸餾、分餾、回流、水蒸氣蒸餾、干燥、過濾、加熱、冷卻、攪拌、萃取、重結(jié)晶等。這些基本的合成、提煉實驗都存在著諸多的弊端,首先,材料的選擇上存在著對人身的威脅以及對環(huán)境的污染,毒性較大,易揮發(fā),而且部分材質(zhì)還存在著高腐蝕性的缺點;其次,這種具有諸多缺點的試劑的使用量還很大,將會產(chǎn)生很多的廢棄物,普通人用眼看不到,但是長此以往,環(huán)境將會被破壞;再次,我們做過實驗的人都知道,這只是一堂課,課堂結(jié)束后我們的實驗結(jié)果都是直接的傾倒,不會經(jīng)過任何的處理,這對環(huán)境的污染是相當(dāng)?shù)膰乐氐?,而且這種基本的實驗反復(fù)的做,是沒有實際意義的。從這些分析中不難看出這都是違背環(huán)境發(fā)展原則的,違背了綠色化學(xué)的基本概念,這些在威脅我們這一代身體健康的同時也會為人類帶來無法消除的永久性威脅。面對這種情況,改變是必須的,而且是迫在眉睫的。
3.有機化學(xué)實驗綠色化教學(xué)模式及實施方案
3.1 新型教學(xué)模式
有機化學(xué)實驗綠色化教學(xué)模式就是從化學(xué)實驗的每一步去改變,達到實驗從頭到尾無污染,是有機化學(xué)實驗發(fā)展的目標。這種教學(xué)模式相較于傳統(tǒng)的模式,更加符合我國發(fā)展的要求和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求。新的模式從原料的選取到試劑的使用以及用量都是有一定的標準的,在教學(xué)手段上也運用了先進的現(xiàn)代化媒體,在試驗的方法方式上注重環(huán)保的概念,三者的配合促成了新型的有機化學(xué)實驗綠色教學(xué)模式的發(fā)展。
3.2 具體的實施方案
當(dāng)設(shè)計好實驗的方式后,具體實施的時候要注意每個環(huán)節(jié)的把關(guān),在有機化學(xué)實驗的課程中,包括很大一部分基本的實驗,傳統(tǒng)的基本實驗采用的都是有毒性的物質(zhì)或者高度揮發(fā)的對環(huán)境有污染的材質(zhì),只要在不違背教學(xué)意義的基礎(chǔ)上,基礎(chǔ)實驗是可以采用簡單的無污染的試劑達到教學(xué)的目的,訓(xùn)練學(xué)生的操作技能以及讓學(xué)生掌握實驗的基本目的。這種做法在達到環(huán)保的同時也達到了教學(xué)的目的。教學(xué)目的的實踐中還包括合成實驗的操作,合成實驗教學(xué)目的是讓學(xué)生充分了解化合物的制備方法,并且對基本實驗掌握的更加純熟,新的教學(xué)模式本著綠色教學(xué)的目的對合成實驗進行了改革,包括題目的選擇以及相關(guān)科研結(jié)果的使用,甚至包括多步驟的實驗,多步驟的實驗相對于單步驟的實驗產(chǎn)生的廢棄物變少,變廢為寶,是環(huán)境發(fā)展的根本要求。而且在部分高校中還出現(xiàn)了設(shè)計型實驗,也就是學(xué)生和老師共同發(fā)揮想象,創(chuàng)造新的實驗,這種實驗的要求是本著綠色化的理念,所運用的材料也要求安全、無污染,這在提升學(xué)生創(chuàng)意空間的同時也對有機化學(xué)的發(fā)展做出了貢獻,是一舉雙得的好事,值得提倡。
在進行實驗過程中,我們都選用了低污染或者無污染的材質(zhì),但是不能保證合成過程中不會產(chǎn)生廢氣物,不會對環(huán)境造成污染,因此,對實驗的方法、過程要嚴格把關(guān),保證每一步的實驗安全且穩(wěn)定,產(chǎn)生的污染要盡可能的降低,實驗的每一步都要有相關(guān)污染的處理環(huán)節(jié)。在部分條件好的高校,采用了世界先進的技術(shù)和設(shè)備,相對產(chǎn)生的廢棄物就少,但是對條件相對較差的學(xué)校就要注意實驗的步驟,以及對每一步的廢棄物有回收利用和清理的程序。從實驗的手段到實驗的過程都需要嚴格密切的注意,不論是運用傳統(tǒng)的方式還是現(xiàn)代化的方式都要注意培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。
關(guān)鍵詞:藥學(xué)實驗;教育改革;綠色化學(xué)
1藥學(xué)與化學(xué)
藥學(xué)是化學(xué)的衍生學(xué)科,而化學(xué)也是藥學(xué)的基礎(chǔ)與靈魂。藥學(xué)高等教育離不開基礎(chǔ)的化學(xué)教育,無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、儀器分析、物理化學(xué)這五大化學(xué)為藥學(xué)的后續(xù)教學(xué)奠定了必要的理論和實驗基礎(chǔ),因此眾多醫(yī)藥高校無一例外都將它們作為藥學(xué)基礎(chǔ)主干課程??梢哉f,化學(xué)貫穿著藥學(xué)生的學(xué)習(xí)和未來的職業(yè)生涯。藥學(xué)高等教育的重要組成部分之一是實驗教學(xué),部分實驗設(shè)計都直接來源于化學(xué)教育實驗設(shè)計,對培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、科研思維、創(chuàng)新能力都有重要的作用。值得注意的一點是,化學(xué)中存在的一些問題也在藥學(xué)實驗中不可避免的顯現(xiàn)出來,甚至因藥學(xué)領(lǐng)域的特點而放大加劇,例如有機溶劑在藥學(xué)實驗中用量遠大于普通化學(xué)實驗,所造成的環(huán)境問題也更加嚴重。近年來化學(xué)的概念朝著環(huán)境友好的方向不斷的發(fā)展,而藥學(xué)似乎沒能緊跟上步伐,因為觀念滯后帶來的問題日趨嚴重,追隨時代潮流的藥學(xué)教育改革刻不容緩。
2綠色化學(xué)
2.1綠色化學(xué)的定義
隨著國家以及世界對人類生存環(huán)境問題的愈加重視,“綠色化學(xué)”概念的提出符合人類與環(huán)境友好共處的發(fā)展方向。綠色化學(xué)是環(huán)境友好的化學(xué),是指在化學(xué)品的設(shè)計、開發(fā)、制備和應(yīng)用過程中利用化學(xué)原理來減少或消弭對人類健康和環(huán)境有害的物質(zhì)的使用和產(chǎn)生。其中心思想是把化學(xué)和化工生產(chǎn)的現(xiàn)有技術(shù)路線從“先污染、后治理”改變?yōu)椤皬脑搭^上根除污染”,它與分析化學(xué)、有機合成、催化生物化學(xué)等學(xué)科都密不可分,身處當(dāng)今國際化學(xué)研究的前沿[1]。綠色化學(xué)是對環(huán)境問題的重新審視,要求我們在獲得新物質(zhì)的過程中,不只是在化學(xué)反應(yīng)末端控制廢物的產(chǎn)生,而是要在化學(xué)過程中盡量減少產(chǎn)生廢物,提高反應(yīng)過程的原子經(jīng)濟性,充分利用每一個原子,使反應(yīng)物分子中的原子全部轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物,從而實現(xiàn)對環(huán)境的治理由治標轉(zhuǎn)變?yōu)橹伪荆?]。
2.2綠色化學(xué)的十二條原則
美國的總統(tǒng)科技顧問P.T.Anastas博士和馬薩諸塞大學(xué)的J.C.Waner教授通過大量的研究工作,提出了綠色化學(xué)的十二條原則。這些原則目前是獲得世界公認的指導(dǎo)綠色化學(xué)發(fā)展的基本原則:(1)防止污染優(yōu)于治理污染;(2)提高原子經(jīng)濟性;(3)盡量在化學(xué)合成中減少使用有毒原料和產(chǎn)生有毒物質(zhì);(4)設(shè)計安全的化學(xué)品;(5)使用無害無毒的助劑及溶劑;(6)合理使用和節(jié)省能源;(7)利用可再生資源來代替消耗性資源合成化學(xué)品;(8)盡量減少非必須的衍生步驟;(9)采用高選擇性催化劑來代替化學(xué)計量助劑;(10)產(chǎn)物的易降解性;(11)發(fā)展分析方法,對污染物實施在線監(jiān)測和控制;(12)減少易燃易爆物質(zhì)的使用,最大程度地降低事故隱患[3]。
3綠色化學(xué)對藥學(xué)實驗教學(xué)的啟示
實驗過程中會產(chǎn)生一定的環(huán)境污染是不爭的事實。但藥學(xué)高等教育領(lǐng)域似乎視而不見、仍在按步就班的繼續(xù)這種陋習(xí),以及因觀念滯后、改革不力而放任、加劇對環(huán)境不利影響的做法,與現(xiàn)實中大家對治理這些污染的認識仍然停留在“先污染、再治理”的落后思維一脈相承。雖然實驗室所制造的單次污染量相對于工業(yè)污染來說不大,但是因為同一院校、不同專業(yè)的學(xué)生也有可能會重復(fù)同樣的實驗,若不加以控制,不容忽視的累積效應(yīng)堆積在排放區(qū)附近必定會造成一定的排放污染[4]。因此,減少藥學(xué)實驗污染的工作刻不容緩、勢在必行;藥學(xué)實驗教育改革也應(yīng)順應(yīng)歷史、與時俱進。本文將從綠色化學(xué)12原則中選取對藥學(xué)實驗教學(xué)改革有積極實際意義且急迫、可行的五條,并舉出具體實例加以論述。
3.1防止污染優(yōu)于治理污染
綠色化學(xué)摒棄了傳統(tǒng)的先污染后治理的化學(xué)思維,倡導(dǎo)從源頭上防止污染,這是其與傳統(tǒng)化學(xué)的最主要區(qū)別。從這個意義出發(fā),在實驗教育之前,應(yīng)該在理論課上向?qū)W生傳達綠色化學(xué)精神,培養(yǎng)環(huán)保的理念。在保證教學(xué)質(zhì)量的情況下,優(yōu)化教學(xué)項目,慎重選擇實驗內(nèi)容,遵循環(huán)境友好、低能耗、經(jīng)濟性等原則,重新設(shè)計污染更小、更環(huán)保的教學(xué)實驗。同時,還有一個現(xiàn)象值得注意。除了不合理的實驗設(shè)計帶來的污染外,有些污染往往來自人為的不恰當(dāng)操作[5]。通常而言,學(xué)生對于實驗室的基本規(guī)定并不熟悉,對三廢(廢氣、廢液、廢渣)的處理十分草率。例如,將廢液直接倒入下水道等行為比比皆是,從而導(dǎo)致的環(huán)境污染可謂是無妄之災(zāi)。這些情況都是可以通過提前教育得到改善的。在進入實驗室之前,應(yīng)督促學(xué)生預(yù)習(xí),最好讓學(xué)生手寫紙面材料,以便學(xué)生能夠熟悉實驗流程,再對學(xué)生進行理論指導(dǎo),規(guī)范實驗操作,將綠色化學(xué)的概念貫徹在教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生的良好實驗習(xí)慣,不僅能夠提高實驗效率,還能減少試劑損失。此外,要引導(dǎo)正確的三廢處理方式。實驗中制備的固體和液體產(chǎn)物可以用套用法,不能套用的固體進行統(tǒng)一回收;可以提純再利用含有有機溶劑的液體,針對一些酸、堿度過高以及重金屬離子的廢水進行統(tǒng)一處理;廢氣用吸收裝置回收,并且要在實驗臺上安裝排風(fēng)裝置,這樣能對防止污染作出一些裨益[6]。
3.2盡量在化學(xué)合成中減少使用有毒原料和產(chǎn)生有毒物質(zhì)
有機化學(xué)的一個重要組成部分是化學(xué)合成,在藥學(xué)中的合成概念更加廣泛,合成實驗也是實驗教學(xué)中不可或缺的一部分?;瘜W(xué)家將綠色化學(xué)的12條原則定為評定合成路線、生產(chǎn)過程及化合物是否為綠色的規(guī)范。因此,綠色有機化學(xué)實驗在原料、合成方法和制備過程的選擇以及產(chǎn)物的生成等方面都應(yīng)該盡量減小對環(huán)境的污染。要堅持選擇無公害的原料、反應(yīng)條件,盡量控制生成環(huán)境友好型產(chǎn)物,并且減少甚至“零排放”副產(chǎn)物,即實現(xiàn)全過程綠色化[7]。實驗時,要在保障基本操作訓(xùn)練的前提下,盡可能地選擇少用毒性和具有腐蝕性的原料的實驗。
3.3使用無害無毒的助劑及溶劑
在天然藥物化學(xué)、中藥化學(xué)等課程中,使用有機溶劑提取天然藥物中的有機成分是其他所有實驗的基礎(chǔ)。有機溶劑用量大、回收困難等特點注定了污染的存在。水作為另一種常見溶劑,提取效率較低,但環(huán)保無污染,且經(jīng)濟節(jié)約,符合綠色化學(xué)要求。在實驗效率影響比較小的情況下,應(yīng)該盡可能地以水為溶劑提取,避免有毒有害和揮發(fā)性有機溶劑的使用,尤其是鹵代烴類溶劑。除了更換溶劑之外,現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展還給我們提供了另一種思路。隨著化學(xué)實驗技術(shù)和儀器的發(fā)展,應(yīng)積極將微波輔助萃取、超聲波提取等方法廣泛應(yīng)用到實驗教學(xué)中去。此類方法提取效率高,所需溶劑少,而且能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)到化學(xué)發(fā)展新趨勢[8]。有機化學(xué)實驗課程中催化劑被廣泛使用,在不影響實驗效果的情況下,應(yīng)盡量選擇無毒、無害、無腐蝕性的催化劑代替強腐蝕性的催化劑。例如在酯化反應(yīng)中使用超強固體酸代替濃硫酸、在陽離子沉淀實驗中使用硫代乙酰胺替代有毒的硫化氫。
3.4合理使用和節(jié)省能源
在必須開展的實驗項目中,盡可能設(shè)計串聯(lián)實驗。傳統(tǒng)化學(xué)實驗是在理論課開設(shè)的同時配合展開的。每個實驗基本都是孤立、單獨展開的,實驗完成后,產(chǎn)物不能進行合理利用的話就會成為廢棄物,如果處理過程只是簡單拋棄,則會極大地危害環(huán)境。而串聯(lián)實驗是指通過恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整實驗教學(xué)計劃,打破學(xué)科和實驗間的界限,將同一學(xué)科兩個或兩個以上不同的化學(xué)實驗組合在一起,將前面實驗的產(chǎn)物變成后面的實驗原料,這種實驗教學(xué)方法在檢查學(xué)生操作技能的同時還提高了化合物的使用率,印證了綠色化學(xué)的觀念。這增加了學(xué)科間的關(guān)聯(lián)性,對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科整體觀和創(chuàng)新思維都是有所裨益的。例如,制備乙酸乙酯的實驗完成后可以用其產(chǎn)物去制備乙酰乙酸乙酯[9]。而且每一個實驗的產(chǎn)物以及純度與下一個實驗的進行都緊密相關(guān),這使學(xué)生要認真對待實驗,實驗積極性得到了充分調(diào)動[10]。實驗過程中很多學(xué)生因為沒有形成節(jié)約的觀念,在稱量時操作不嚴謹,稱量過后又忘記密封試劑,導(dǎo)致試劑浪費較多,這就需要在實驗開始前說明,特別是在進行需要使用一些容易吸濕的藥品的實驗前老師要著重強調(diào);量取有機試劑時,容易灑出較多試劑,這種情況下需要老師將大瓶試劑用小試劑瓶分裝、小試劑瓶配置吸管以便于取用;在對照品和薄層展開劑的配制過程中,學(xué)生會配制過多造成浪費,針對這個問題,老師可以提前配好,或者學(xué)生合作配制展開劑;此外微型實驗也是目前實驗教學(xué)中節(jié)省能源的新思路,微型實驗是指用微量的藥品在微型的儀器中進行的實驗方法與技術(shù),通過少原料、少排放、少污染,體現(xiàn)綠色化學(xué)的理念。比如過去在試管中進行的化學(xué)現(xiàn)象驗證實驗改在點滴板上操作,使用試劑只需幾滴,大大減少了試劑的用量,而達到了預(yù)期的教學(xué)效果[11]。
3.5盡量減少非必須的衍生步驟
綠色化學(xué)的要求之一是反應(yīng)要具備“原子經(jīng)濟性”,也就是原料分子中到底有百分之幾的原子轉(zhuǎn)變成了產(chǎn)物。如果在反應(yīng)中包含一些消除及降解等衍生步驟,則會由于生成與目標產(chǎn)物無關(guān)的分子,使得該反應(yīng)的原子經(jīng)濟性變低。反應(yīng)中的衍生步驟越少,原子的利用率越高,目標產(chǎn)物的產(chǎn)率越高,副產(chǎn)物或廢物的排放量就越低[12],也利于做到環(huán)境友好。實驗室合成對溴苯胺常用的方法是用錫-鹽酸還原法,其合成過程以苯胺為初始原料,通過形成乙酰苯胺、對溴乙酰苯胺等中間體的過程,保護了芳胺上的氨基,減小了芳胺發(fā)生衍生反應(yīng)的可能性,進而提高了對溴苯胺的產(chǎn)率,提高了反應(yīng)的“原子經(jīng)濟性”。
關(guān)鍵詞:化學(xué)實驗 激發(fā) 學(xué)習(xí)興趣
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),化學(xué)中的許多基本規(guī)律都是從實驗中總結(jié)出的。化學(xué)實驗不單是學(xué)習(xí)化學(xué)和進行化學(xué)研究的重要手段,還是化學(xué)的一個基本觀點,生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技中的化學(xué)現(xiàn)象,也可以通過化學(xué)實驗,加以驗證或進行探究,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中勤于觀察、規(guī)范操作,學(xué)會設(shè)計實驗方案、認真操作、記錄現(xiàn)象和相關(guān)數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、反思評價、排除故障、獲得真知。
一、 提供更多的動手動腦操作時間和空間
化學(xué)實驗分為兩大類:演示實驗和分組實驗。演示實驗是化學(xué)教學(xué)中的常用手段和重要組成部分。它作為一種真實、形象的教學(xué)操作形式,既有展示化學(xué)知識的直觀效應(yīng),又有表演操作的示范作用。演示實驗一般是在課堂上由教師完成,學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象來總結(jié)知識點。比如,在學(xué)科初始課上,教師可以通過做一些小實驗,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。如“會跳舞的碳?!薄澳О酎c燈”“清水變牛奶”“美麗的噴泉”等引入,同學(xué)感到很驚訝,有的小聲議論,很想弄明白其中的道理。這時,教師再因勢利導(dǎo),告訴學(xué)生這些奇妙的現(xiàn)象都是化學(xué)原理支持的,“你自己想不想探究化學(xué)世界的奧妙?”學(xué)生異口同聲地回答:“想?!贝藭r,學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣很濃,渴望學(xué)好化學(xué)的火種已深埋在了學(xué)生的內(nèi)心。在這一基礎(chǔ)上進行化學(xué)實驗,就能夠認真觀察、規(guī)范操作及自主評價,并能在實驗中產(chǎn)生興奮、滿足、喜悅等情感體驗,從而使化學(xué)實驗興趣進一步加強,接受和提高操作能力加快。我在上演示課時常常提前告訴學(xué)生要做的實驗,告訴他們做實驗時的注意事項,給他們思考的時間,這樣他們便會利用課余時間通過課本認識儀器,了解化學(xué)藥品的一些特殊性質(zhì)。分組實驗前教師可先規(guī)范實驗步驟,講解實驗注意事項,然后引導(dǎo)學(xué)生通過自己操作,動手、動腦、討論、總結(jié)回顧知識的過程,增加學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。另外,在實驗教學(xué)過程中,教師還可以一邊教學(xué)一邊指導(dǎo)學(xué)生做實驗,讓學(xué)生在動手、動腦、動口中去獲得知識,提高用新知識去解決實驗中的問題的能力。結(jié)果表明,這樣教學(xué)學(xué)生動手興趣濃,學(xué)習(xí)中不感覺累,學(xué)習(xí)效果突出。
二、 將實驗向課外延伸,擴大實驗的自主性
實驗的設(shè)計及操作過程給學(xué)生留下思考的余地,有利于發(fā)揮他們的主觀能動性,激發(fā)他們的思維。我在所教班級中成立課外化學(xué)實驗小組,利用課外活動時間,培養(yǎng)學(xué)生選擇實驗器材、寫實驗步驟、規(guī)范操作、設(shè)計記錄表格、分析實驗結(jié)果的能力,使學(xué)生能夠?qū)ψ约旱膶嶒炦M行反思評價,有效提高了他們的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力,使他們真正成為實驗的主宰,增強了他們學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。譬如用生活中唾手可得的原料自制簡易凈水器、制作純綠色汽水、用電飯鍋做蛋糕等,讓學(xué)生懂得一些利用化學(xué)知識進行生產(chǎn)實踐的道理,培養(yǎng)學(xué)生就地取材、廢物利用的思維意識。或者自編自導(dǎo)一場化學(xué)晚會,序幕一拉開,幾個女同學(xué)翩翩起舞,把“噴花似錦”“噴霧成字”兩個節(jié)目以優(yōu)美的歌舞形式表演出來。接著,化學(xué)魔術(shù)、化學(xué)游戲、化學(xué)謎語等豐富多彩的節(jié)目把他們帶入五光十色的化學(xué)世界,伴隨著 “聲聲爆竹”,看到 “清水變色”“無中生有”,就急著想了解為什么會有這樣的現(xiàn)象。這樣,既可以調(diào)節(jié)緊張的學(xué)習(xí)生活,又可以讓學(xué)生輕松愉快地獲得化學(xué)知識。
學(xué)生自發(fā)地將動腦、動手相結(jié)合,在以自己為主宰的實驗中掌握知識、鞏固知識、利用知識去解決生活問題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)新精神。在我所教班級實驗小組成員中,有成績較好的學(xué)生,也有中下游的學(xué)生,通過每周兩次實驗小組活動,不斷有新成員加入,學(xué)生積極性較高,特別是中下游成績的學(xué)生認真做每個實驗,嚴格按操作步驟,不會就看書,不懂就問,成績不斷提高,與此同時學(xué)化學(xué)的信心也逐漸增強。
三、 注重實驗教學(xué)的啟發(fā)性和探索性
一、學(xué)好化學(xué)基本概念和理論知識
學(xué)習(xí)所有的學(xué)科都不能離開基礎(chǔ)知識的積累,學(xué)習(xí)的過程就如同搭積木,要想把積木搭得又高又穩(wěn),就必須打好下面的基礎(chǔ),確?;A(chǔ)的穩(wěn)固[1]。所以,要想把高中化學(xué)真正掌握好,就必須確?;A(chǔ)知識的牢固,一定不能記錯相關(guān)知識點?;瘜W(xué)學(xué)科的重要內(nèi)容就是化學(xué)的理論、基本概念,其科學(xué)性和嚴密性十分強,我們只需要把概念中的關(guān)鍵字詞抓住進行理解記憶就可以了。例如,可以細分化學(xué)概念,在記憶時將各部分關(guān)系理清楚,比如,氧化物含有氧元素、兩種元素和化合物三部分。同時,我們還需要在固定的?r間檢測自己的記憶成果,特別是針對化學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱的一些同學(xué)。我們可以立足于課堂上所了解的自身學(xué)習(xí)情況,和自身的化學(xué)成績相結(jié)合,和化學(xué)成績好的同學(xué)一組,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,利用課余時間同學(xué)之間可以相互抽背知識點,將化學(xué)知識點把握好。同時,可以對手中練習(xí)資料中的基礎(chǔ)概述部分予以充分利用,自己歸納和總結(jié)知識點或記憶和背誦練習(xí)冊上已經(jīng)列出的基礎(chǔ)知識歸納,只有牢牢掌握基礎(chǔ)知識,我們才可以獲得理想的成績。
二、認真把握課堂時間,提高課堂學(xué)習(xí)效率
要想使課堂時間得到有效利用,在學(xué)習(xí)中必須要集中注意力。由于化學(xué)相似于其他科目,知識是融會貫通的,只要因為注意力不集中沒有掌握到哪個知識點就會致使不能清晰全面地掌握到整個章節(jié),這樣自然也就難以將化學(xué)的學(xué)習(xí)成績提高。所以,我們必須把課堂時間充分把握住,將課堂利用率有效提高,全身心投入到學(xué)習(xí)活動中,仔細琢磨教師說的每一個細點,這勢必就可以把化學(xué)的成績提高。以“雙氧水分解實驗”為例,受到高錳酸鉀催化劑的影響,雙氧水分解成氧氣和水。那么這到底是在雙氧水中加入高猛酸酸鉀,還是在高猛酸鉀中加入雙氧水呢?若是上課認真聽講的同學(xué)馬上就能知道應(yīng)是在雙氧水中倒入適量的高錳酸鉀,這樣才可以把雙氧水催化成氧氣和水。公式為。
三、重視實驗,培養(yǎng)動手能力
在化學(xué)的學(xué)習(xí)中實驗是不可缺少的重要組成部分[2]。在對元素化合物的有關(guān)化學(xué)性質(zhì)進行研究,在分離和提純物質(zhì)時,通常都要借助實驗的手段對其進行驗證,或通過探究把結(jié)論得出,所以要把化學(xué)學(xué)好并對實驗引起高度重視。在實驗的各個環(huán)節(jié)中都應(yīng)認真操作、勇敢投身于實驗之中。要科學(xué)合理的設(shè)計實驗,也就是程序合理、操作方便、裝置簡單、現(xiàn)象明顯、細心觀察、認真思考教師在課堂上的演示實驗,將實驗的步驟、原理、要領(lǐng)和現(xiàn)象掌握到,在教材中所安排的實驗是對我們動手能力進行培養(yǎng)的最佳機會,要全身心投入到實驗活動中,并認真操作。此方法借助對某一過程或某一事物中所存在的不同之處,從而有針對地把問題提出來,因為這些不同之處中通常有諸多問題存在,所以,在學(xué)習(xí)時要善于把不同之處抓住將問題找到。比如,在日常生活中,用容器裝固體物質(zhì)的時候,容器的口始終朝上,而《序言》中,裝有固體堿式碳酸銅的試管,它的管口卻是要稍稍向下傾斜的,其原因是什么?我們應(yīng)對其中的內(nèi)涵進行認真思考。
四、總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容
在學(xué)習(xí)高中化學(xué)的時候我們很容易就能看出高中化學(xué)知識點并不集中,這使我們的學(xué)習(xí)難度有所加大,同時也將我們的復(fù)習(xí)難度加大了,這就需要我們在課余時間有條理地總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容,同時在學(xué)習(xí)化學(xué)的時候我們會和形式多樣的化學(xué)實驗相接觸,在把化學(xué)實驗完成的過程中我們可以立足于自身學(xué)習(xí)的理論知識,結(jié)合理論和實踐,那么我們還應(yīng)該總結(jié)實驗的注意事項以及實驗的步驟。在總結(jié)的過程中,我們不用總結(jié)全部的知識點和詳細內(nèi)容,這樣既會讓我們花費很多不必要的時間,同時效果也十分不理想。其實,我們應(yīng)簡單明了的進行總結(jié),對課堂上的知識概要予以總結(jié)就可以了。
關(guān)鍵詞:新課改 高中化學(xué) 綠色化學(xué) 教育理念
新課改進一步提升了“綠色化學(xué)”教育理念的地位。面對綠色化學(xué)新理念、新要求,如何結(jié)合當(dāng)前的素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育,把綠色化學(xué)理念貫穿于高中化學(xué)新課程教學(xué)的全過程中,是一個非常值得我們深思的問題。
一、在課堂教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念
1.剖析教材內(nèi)容(知識點),尋找結(jié)合點,滲透綠色化學(xué)理念。教材是教學(xué)過程中知識的載體。在我們目前所用教材中,涉及了許多有關(guān)環(huán)境保護、綠色化學(xué)的知識點,比如環(huán)境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧、固體廢棄物、重金屬污染等,緊密聯(lián)系生活實際,強調(diào)走綠色化學(xué)之路的必然性和重要性。
2.結(jié)合綠色化工原理,正反對比,凸顯綠色化學(xué)理念?;瘜W(xué)教師的綠色意識是綠色化學(xué)走進課堂,潛移默化地傳遞給學(xué)生的前提,在課堂教學(xué)過程中,以目標物質(zhì)在化工生產(chǎn)中的某一作用為切入點,通過尋找替代物質(zhì),并進行有針對性的對比,用事實凸顯綠色工藝的優(yōu)勢。例如在介紹氯氣的化學(xué)性質(zhì)及其用途時,可以對比雙氧水,在造紙工業(yè)中對于紙漿的漂白,雙氧水等綠色氧化劑將逐漸取代氯氣。因為使用雙氧水做漂白劑,不會產(chǎn)生一些含氯的有毒有害物質(zhì),對環(huán)境比較有益。
二、在化學(xué)實驗中踐行綠色化學(xué)理念
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),而化學(xué)實驗往往存在“三廢”的問題,面對綠色化學(xué)的新理念,我們可以從以下幾個方面入手。
1.化學(xué)實驗微型化?;瘜W(xué)實驗微型化是在滿足獲取化學(xué)信息目標的前提下,對化學(xué)實驗進行重新設(shè)計與探索,使其盡可能減少化學(xué)試劑的用量。儀器裝置小、化學(xué)試劑用量少是微型化學(xué)實驗的兩個基本特點。微型化學(xué)實驗的試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,能改善實驗室環(huán)境,大幅度減少實驗室空氣和水體的排放污染,具有操作方便、節(jié)約藥品、減少污染的優(yōu)點,代表了綠色實驗發(fā)展的方向。對氯氣的性質(zhì)實驗進行改進后,可以將氯氣的制備通過漂白液與稀硫酸在培養(yǎng)皿中反應(yīng)制得,此反應(yīng)生成的氯氣迅速擴散到培養(yǎng)皿中的其他液滴里進行反應(yīng),具有生成的氯氣量少、環(huán)境污染小、實驗效果明顯,且可同時驗證多個性質(zhì)的優(yōu)點。
2.化學(xué)實驗操作規(guī)范化?;瘜W(xué)實驗操作有非常嚴格的標準,比如藥品的稱量、試劑的取用、三廢的處理等等,各個操作步驟必須嚴格按照標準來進行,否則,不但會造成藥品、能源的浪費,污染環(huán)境,有時候還可能會發(fā)生比較嚴重的實驗事故,給師生的人身安全及生活環(huán)境造成比較大的傷害。比如在進行化學(xué)實驗時,實驗“三廢”必須嚴格按照標準無害化處理后排放。通過規(guī)范化的實驗操作,培養(yǎng)學(xué)生的安全意識和綠色化學(xué)意識。
3.化學(xué)實驗藥品無害化。進行化學(xué)實驗的目的是為了更直觀地將一些實驗現(xiàn)象或?qū)嶒炘碚故窘o學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生通過實驗探索科學(xué)、獲取知識的興趣。能展示同一實驗原理或?qū)嶒灛F(xiàn)象的化學(xué)試劑可能并不唯一,通過對實驗步驟或反應(yīng)途徑進行設(shè)計,盡可能選擇一些對環(huán)境友好的原料、催化劑等。比如我們常用白磷來展示“自燃”這個實驗現(xiàn)象,但有很多缺點,白磷毒性較大,且產(chǎn)物對環(huán)境污染也比較嚴重,此時我們可以用Mg2Si水解產(chǎn)生的SiH4在水面上自燃代替白磷,實驗過程無毒無污染,體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念。
4.“三廢”處理標準化?!叭龔U”處理是化學(xué)實驗過程中的重要組成部分,針對“三廢”種類的不同,處理方法多種多樣,但“無害化”是共同的標準。在實驗過程中,作為教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生將各種廢液、廢渣按照處理方法不同,分門別類倒入各自的回收容器內(nèi),然后采用相應(yīng)的處理方法,比如中和、分解、吸收、燃燒、回收循環(huán)利用等對其進行處理。
5.計算機輔助模擬高危實驗。個別化學(xué)實驗在操作過程中涉及到的有毒有害物質(zhì)比較多,或危險系數(shù)比較大(易燃、易爆等),既對環(huán)境造成的污染比較大,又給師生身體安全及健康帶來極大的危害,這些與綠色化學(xué)的目標和原則相違背,在這種情況下,采用計算機模擬就顯得尤為重要。利用計算機技術(shù)對實驗原理、實驗設(shè)備、工藝流程進行模擬,使學(xué)生在仿真操作過程中有一種身臨其境的感受,這樣既有助于學(xué)生理解、掌握理論知識,又減少了“三廢”污染。
三、在課外實踐中延伸綠色化學(xué)理念
化學(xué)是一門與生活聯(lián)系緊密的科學(xué),讓學(xué)生將課堂上所學(xué)的化學(xué)知識融入到生活當(dāng)中,培養(yǎng)學(xué)生利用化學(xué)知識發(fā)現(xiàn)、解決生活中各種問題的能力,利用課外活動和社會實踐來延伸學(xué)生的綠色化學(xué)理念。
1.設(shè)計實踐性調(diào)研課題,調(diào)動學(xué)生求知的積極性。利用假期時間,帶領(lǐng)學(xué)生調(diào)查本地區(qū)生活垃圾的分類、回收及循環(huán)利用的問題。比如廢舊電池是如何處理的,如果處理不當(dāng)會給我們的生活帶來怎樣的危害;家用洗衣粉的常用品牌、主要化學(xué)成分、對環(huán)境有何影響;“白色污染”的來源及可行的解決方法等,通過這些與化學(xué)有關(guān)的社會生活現(xiàn)象,讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題,提出自己的看法或解決方法,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性,樹立正確的、綠色的化學(xué)理念。
2.開展綠色化學(xué)專題活動,引導(dǎo)學(xué)生樹立綠色化學(xué)意識。邀請相關(guān)專家進入校園舉辦有關(guān)綠色化學(xué)的知識講座、科普宣傳等,并結(jié)合化學(xué)競賽、化學(xué)板報,積極引導(dǎo)學(xué)生樹立綠色化學(xué)的意識,同時,也可以組織學(xué)生對身邊的一些污染現(xiàn)象進行調(diào)查,比如生活垃圾、造紙廢水等,明確這些污染物的產(chǎn)生、危害及處理方法,使學(xué)生在課堂所學(xué)的化學(xué)知識進一步得到深化,培養(yǎng)其學(xué)習(xí)化學(xué)的濃厚興趣,增強實踐能力,最終提升學(xué)生的綠色化學(xué)理念。
四、結(jié)束語
總之,綠色化學(xué)是未來化學(xué)發(fā)展的必然趨勢,也是我們?nèi)祟惿妗⑴c自然和諧相處的根本保證,而高中教育是圍繞全民族素質(zhì)提高進行的教育,在高中化學(xué)教育中引入綠色化學(xué)的理念,使學(xué)生樹立牢固的綠色化學(xué)觀,引導(dǎo)他們成為有責(zé)任感的新時期社會主義接班人,對于中華民族的可持續(xù)性發(fā)展,具有非常重要的意義。
參考文獻:
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