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【關(guān)鍵詞】 化學(xué)教育 ;綠色化學(xué)教育; 環(huán)保意識
1 “綠色化學(xué)”的提出和內(nèi)涵
“綠色化學(xué)”這個名稱最早出現(xiàn)在美國環(huán)保局的官方文件中,以突出化學(xué)對環(huán)境的友好。1995年,美國總統(tǒng)克林頓、副總統(tǒng)戈爾專設(shè)了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”,以推動社會各界進行化學(xué)污染預(yù)防和工業(yè)生態(tài)學(xué)研究,鼓勵支持重大的創(chuàng)造性的科學(xué)技術(shù)突破,從根本上減少乃至杜絕化學(xué)污染源。由于上述原因,使得“綠色化學(xué)”理念日益提上日程。
“綠色化學(xué)”是當(dāng)今社會提出的一個新理念。在“綠色化學(xué)工藝”中,理想狀態(tài)是反應(yīng)物中所有原子全部轉(zhuǎn)到所要制得的產(chǎn)物中去,即原子利用率為100%(原子經(jīng)濟性)。原子的利用率越高,意味著生產(chǎn)過程中廢物的排放量越少,這樣對環(huán)境的影響也就越小。但實際很難做到,許多反應(yīng)存在副反應(yīng)或生成不需要的物質(zhì),只要這些物質(zhì)如水等對環(huán)境無污染,也符合綠色化學(xué)的理念。
把綠色化學(xué)融合于中學(xué)課程教材改革和課堂教學(xué)改革之中,便綠色化學(xué)成為中學(xué)化學(xué)教學(xué)的一個重要的組成部分,這是中學(xué)化學(xué)教育的嶄新課題和歷史使命。
2 “綠色化學(xué)”在中學(xué)化學(xué)中的滲透
2.1 立足課堂,滲透綠色化學(xué)知識與理念。
化學(xué)課堂是教與學(xué)的主陣地,也是向?qū)W生傳授綠色化學(xué)知識的好場所。而且綠色化學(xué)的要求與環(huán)境保護教育的宗旨是高度一致的。在實施環(huán)境保護教育過程中,要向?qū)W生闡明綠色化學(xué)的觀點、要求,使他們樹立起防治污染、保護人類生存環(huán)境的責(zé)任感和使命感。化學(xué)教師要充分挖掘和利用教材中的環(huán)保內(nèi)容,采取滲透的方式,在介紹某種物質(zhì)或操作方法時自然地引入相關(guān)的環(huán)保知識,讓學(xué)生增長環(huán)保知識。如講二氧化硫時,我就向?qū)W生說明它是一種主要的大氣污染物,它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物質(zhì),空氣中二氧化硫70%來源于工業(yè)燃料,12%來源于工業(yè)燃油,其余則來源于生活燃煤等。最后讓學(xué)生討論:如何防止和減少SO2的污染。這樣既增強了學(xué)生的環(huán)保意識,又調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性 。
2.2 借助實驗,培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成綠色化學(xué)的習(xí)慣與能力。
化學(xué)實驗教學(xué)不僅可以使學(xué)生觀察到用語言難以表達清楚的清晰的實驗現(xiàn)象,增強直觀的感性認識,而且能培養(yǎng)學(xué)生觀察、描述、分析問題和解決問題的能力。但實驗必定會涉及到有害、有毒的物質(zhì),從某種意義上講學(xué)校中環(huán)境污染主要來源于化學(xué)實驗。實驗教學(xué)與綠色化學(xué)聯(lián)系最為緊密,最為直接,在實驗教學(xué)貫徹綠色化學(xué)思想是非常必要的。
2.2.1 藥品的貯存方法的規(guī)范化。如易揮發(fā)的液溴、濃硝酸、濃鹽酸等用鐘罩封閉貯存;對大多數(shù)有機物如苯、甲苯、丙酮、甲醛等用專柜避光保存;對劇如汞、白磷等用專柜上鎖保存,定期檢查貯存情況。
2.2.2 實驗中尾氣的吸收處理。如在制取硫化氫、二氧化硫、氯氣、氯化氫、一氧化氮、二氧化氮、氨氣、一氧化碳等有毒有害氣體時一定要通過演示實驗講清吸收的原因(有害氣體不允許直接排放到大氣中),強調(diào)尾氣吸收的重要性,使學(xué)生深深認識到:只要涉及氣體的制備問題就應(yīng)考慮尾氣處理。
關(guān)鍵詞:綠色催化劑;綠色化學(xué)
一、催化劑與綠色催化劑
催化劑是一種物質(zhì)的特定稱呼,是指在化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)速率,但本身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。催化劑會誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變,而使化學(xué)反應(yīng)變快或減慢或者在較低的溫度環(huán)境下進行。催化劑在工業(yè)上也稱為觸媒。
綠色催化劑是指在催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中,不產(chǎn)生環(huán)境污染,甚至是“零排放”,從而能夠?qū)崿F(xiàn)清潔生產(chǎn)的這樣一類催化劑。
二、綠色化學(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)。近年來,綠色化學(xué)的研究工作主要圍繞化學(xué)反應(yīng)、原料、催化劑、溶劑和產(chǎn)品的綠色化展開的。綠色化學(xué)代表著二十一世紀化學(xué)學(xué)科的主流方向,而綠色催化劑將是綠色化學(xué)的重要組成部分。
綠色化學(xué)對人類社會的發(fā)展和進步有著深遠的影響,而綠色催化技術(shù)在綠色化學(xué)發(fā)展中作用十分重要。因為,80%以上的傳統(tǒng)化工過程都與催化作用有關(guān)。近年來隨著人類對能源、環(huán)境和健康等問題的普遍關(guān)注,綠色催化劑的作用和地位獲得了新的評價。
三、綠色催化劑的種類
(一)分子篩催化劑
分子篩催化劑,又稱沸石分子篩催化劑,系指以分子篩為催化劑活性組分或主要活性組分之一的催化劑。分子篩具有離子交換性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性,并有良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性,可制成對許多反應(yīng)有高活性、高選擇性的催化劑。
(二)雜多酸催化劑
雜多酸是一類由中心原子(俗稱雜原子)和配位原子(多原子)按一定的空間結(jié)構(gòu)、借助氧原子橋聯(lián)成的含氧多元酸。是強度均勻的質(zhì)子酸,并有氧化還原能力,通過改變組成,可調(diào)節(jié)酸強度和氧化還原性能。水分存在時形成的擬液相也能影響其酸性和氧化還原能力。雜多酸有固體和液體兩種形態(tài)。
(三)固體超強酸催化劑
超強酸是比100%硫酸還強的酸,其HO
(四)光催化劑
這是一類借助光的激發(fā)而進行催化反應(yīng)的催化劑,如ZnO-CuO-H2O2,在紫外光作用下,可對染料廢水進行催化脫色,脫色率近100%。TiO2光催化劑光解二氯乙酸、光的光解制氫、CO2的光催化固碳都是為未來解決能源、人工光合作用的主要催化反應(yīng)。
(五)電極催化劑
在這類電化學(xué)反應(yīng)中,電極既是電化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物場所 也是供應(yīng)和接收電子的場所,故兼有催化和促進電子遷移的雙重功能。通過外部電路調(diào)控電極電位,可對反應(yīng)條件、反應(yīng)速率進行調(diào)控。
(六)酶催化劑
酶催化劑可以說時一種真正的綠色催化劑,它是一種能加速特殊反應(yīng)的生物分子,有近乎專一的催化性能。
(七)膜催化劑
膜催化劑是將催化劑制成膜反應(yīng)器,反應(yīng)物可選擇性的穿越催化膜并發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)物也可以選擇性的穿過膜而離開反應(yīng)區(qū)域,從而有效地調(diào)節(jié)反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度,這也是將膜技術(shù)和催化綜合的一種催化工藝。
四、綠色催化劑在綠色化學(xué)上的應(yīng)用
(一)分子篩催化劑
分子篩熱穩(wěn)定性好,在900K時仍存在催化活性,因而用它制成蜂窩狀陶瓷,用于汽車尾氣的催化劑轉(zhuǎn)化的載體。另外,分子篩催化裂化在石油化學(xué)工業(yè)中已大量使用。催化裂化分子篩催化劑一般是稀土元素或高價金屬元素取代鈉元素的Y型分子篩。與普通硅鋁催化劑相比,具有活性高,熱穩(wěn)定性好的特點,可在較緩和條件下進行反應(yīng),同時允許在630~680℃的高溫下再生以更好地恢復(fù)活性。此外,它抗中毒能力強,能加工某些含重金屬較多的劣質(zhì)原料。
(二)雜多酸催化劑
作為酸催化劑,其活性中心既存在于“表相”,也存在于“體相”。雜多酸有類似于濃液的“擬液相”,這種特性使其具有很高的催化活性,既可以表面發(fā)生催化反應(yīng),也可以在液相中發(fā)生催化反應(yīng),雜多酸如前所述既是氧化催化劑,還是光電催化劑。十二鎢磷酸,用于催化丙烯水合制異丙醇,轉(zhuǎn)化率中等,選擇性很高,是成功應(yīng)用的典范。
雜多酸具有的可調(diào)控酸性,它取代HF、硫酸、磷酸,以固體形式進行多相催化反應(yīng),用雜多酸做催化劑可提高反應(yīng)的回收率。與沸石分子篩催化劑類似,它具有不腐蝕設(shè)備、資源利用充分、不污染環(huán)境、工藝簡便等優(yōu)點。雜多酸又因其兼具氧化、光電催化等功能,在化工生產(chǎn)尤其是石油化工生產(chǎn)中被廣泛采用。
(三)固體超強酸催化劑
固體超強酸在丙醇水合制異丙醇和異丙醚,甲醇和異丙烯制甲基叔丁基醚、醇酸酯化、烴的硝化、氧化氯代烴的還原等反應(yīng)中都體現(xiàn)出優(yōu)良的催化性能。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)教學(xué)綠色化學(xué)
化學(xué)科學(xué)的發(fā)展使社會的進步和人類生活水平的提高奠定了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)主要注重反應(yīng)的高選擇性和高產(chǎn)率,往往忽視了原料的有效利用和反應(yīng)完成后廢物的處理等問題。因此,許多現(xiàn)有的化工過程,片面地追求經(jīng)濟效益,卻沒有效利用資源,忽視了生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響。這對人類的健康和生存環(huán)境造成了極大的負面影響。保護環(huán)境和充分利用有限資源已成為全人類的共同事業(yè),綠色化學(xué)作為一門從源頭上實現(xiàn)零污染的化學(xué)應(yīng)運而生。綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒有害物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物。從科學(xué)觀點看,綠色化學(xué)是化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新:從環(huán)境觀點看,它是從源頭上消除污染;從經(jīng)濟觀點看,它合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本,符合經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求。
綠色化學(xué)即是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物。它是一門從源頭上阻止污染的化學(xué),讓所用的化學(xué)物質(zhì)和它的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換過程與環(huán)境更加友好,它具有良好的現(xiàn)實經(jīng)濟效益和深遠的社會效益,是知識經(jīng)濟時代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
所以,在中學(xué)化學(xué)教育中進行綠色化學(xué)的教育非常必要。
一.利用現(xiàn)代教育技術(shù)進行綠色化學(xué)教育
首先,化學(xué)中很多內(nèi)容都與綠色化學(xué)有關(guān),可事先把相關(guān)綠色化學(xué)知識做成多媒體課件,教學(xué)過程中利用多媒體技術(shù)將其投影到銀幕上,這樣不但信息量大,而且形象生動。同時,能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,是課堂氣氛活躍,教學(xué)效果自然理想。比如,在烴類章節(jié)教學(xué)中,可以簡單講述有關(guān)石油加工煉制過程及能源危機方面的知識,還可以介紹白色污染。所謂“白色污染”,是人們對難以降解的塑料垃圾污染環(huán)境現(xiàn)象的一種形象的稱謂。
其次,運用多媒體技術(shù)進行課堂教學(xué),既可以將圖、文、聲、像融為一體,使教與學(xué)的活動變得更加豐富多彩,又可以寓知識學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、智力開發(fā)于生動活潑的形象中,從而引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體教學(xué)可以迅速的把課程資源顯示在學(xué)生的面前,既可以大量節(jié)省教師講課、板書的時間,又可以使教師傳授更多的知識,在一定的程度上增加了課堂的容量,并能取得較好的效果。興趣是最好的老師,運用多媒體教學(xué)便以學(xué)生集中注意力。
二.在課堂上滲透綠色化學(xué)觀,強化環(huán)境保護的重要
化學(xué)課堂是教學(xué)的陣地,也是向?qū)W生傳送知識的好場所。在化學(xué)教學(xué)過程中,要抓住切入點,掌握好時機,及時滲透化學(xué)理念,使他們意識到,任何化學(xué)生產(chǎn)過程都與環(huán)境密切相關(guān)。例如:講二氧化硫時,要向?qū)W生說明它是造成大氣環(huán)境污染的重要污染物,是造成酸雨的禍首。目前硫化礦冶煉廠、火力發(fā)電廠、生活燃煤是產(chǎn)生二氧化硫的主要污染源。講到臭氧部分是,引入南極上空臭氧層空洞的發(fā)現(xiàn)及臭氧層空洞給人和生物帶來的影響的內(nèi)容。講到緩沖溶液時,適當(dāng)補充人體血液和土壤的緩沖體系,使學(xué)生意識到酸雨和未經(jīng)處理的工業(yè)廢水對水質(zhì)和土壤的危害。教師在講解這些內(nèi)容時,一定要聯(lián)系生活實際,列舉、演示一些污染給人帶來危害的典型實例并組織學(xué)生進行觀看和討論,讓學(xué)生充分認識環(huán)保重要性的同時,加深對提倡減少廢物排放的綠色化學(xué)的涵義的理解,同時讓學(xué)生認識到,要解決既要發(fā)展,又要解決環(huán)境的問題,傳統(tǒng)化學(xué)是不行的,只有綠色化學(xué)才符合這樣的要求。
三.在課堂外,采用多種方式宣傳綠色化學(xué)觀,強化環(huán)境保護意識
定期進行專題講座,了解綠色化學(xué)的最新進展;配合課堂教學(xué),組織課外實驗;實地參觀調(diào)查鄰近的自來水廠、污水處理站、化工廠并進行實地調(diào)查。讓綠色化學(xué)的思想和內(nèi)容貫穿于整個教育活動中,真正做到綠色無處不在,只有這樣我們的教育才能夠充滿生機,綠意盎然。
四.化學(xué)實驗教學(xué)中綠色化學(xué)的理念的滲透
1.減少用量
例如;在檢驗so42-離子的實驗中,學(xué)生往往一下子加入了較多的BaCl2溶液。假如在實驗前向?qū)W生講解鋇類化合物中毒性最大是易溶于水的BaCl2,水中鋇離子最大允許濃度為1.0mg/L,過量的氯化鋇轉(zhuǎn)入廢液中會造成水質(zhì)污染、土壤污染,并且讓學(xué)生通過查表知道BaSO4是溶解度最小的不溶性鹽,在1L水中僅容解1.05x10-5mol,只要加入少量的BaCl2溶液即可觀察到明顯的白色沉淀現(xiàn)象,這樣既節(jié)約了試劑,又達到了實驗?zāi)康?,更重要的是凈化了實驗環(huán)境,增加了學(xué)生的綠色化學(xué)意識。
2.循環(huán)使用
例如:氧化還原反應(yīng)實驗中過氧化氫氧化性的實驗,傳統(tǒng)實驗Pb2++S2-=PbS黑色沉淀,PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O,Pb2+是有毒金屬,從綠色化學(xué)角度考慮應(yīng)淘汰,將這個實驗改為I-與H2O2反應(yīng)則溶液的顏色由無色變?yōu)樽丶t色,即可證明H2O2將I-氧化成I2,此實驗現(xiàn)象明顯,使用試劑種類少,且碘是可再生原料,符合綠色化學(xué)的原理。
3.回收利用
我們國家是一個人口大國,也是一個資源大國。但是,經(jīng)濟的發(fā)展帶動了資源的消耗量日益加大,人口的數(shù)量仍在持續(xù)增加,人均可分配的各種資源也越來越少。目前擺在我們國家面前最大矛盾就是——是犧牲環(huán)境來換取經(jīng)濟的高速發(fā)展,還是限制人均資源的使用來保護現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境不再被破壞。我國的工業(yè)為整個國民經(jīng)濟的發(fā)展起到了舉足輕重的作用,其中的化學(xué)工業(yè)為其他各個行業(yè)持續(xù)不斷地提品和服務(wù)。但是,我們在創(chuàng)造了快速的經(jīng)濟增長率和經(jīng)濟增長量的同時,整個大自然也遭受了前所未有的破壞。嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞制約了經(jīng)濟的發(fā)展,也嚴重損害著人們的身體健康,加劇了社會的各種矛盾。這種現(xiàn)狀迫切要求我們改變生產(chǎn)模式,改變研究模式,在化學(xué)工業(yè)中引“綠色化學(xué)”的理念,將末端治理環(huán)境污染轉(zhuǎn)為源頭防范和治理。綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)(EnvironmentallyBenignChemistry)、環(huán)境友好化學(xué)(EnvironmentallyFriendlyChemistry)、清潔化學(xué)(CleanChemistry),綠色化學(xué)即是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對人類健康、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)品等的使用和產(chǎn)生。綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì),不在產(chǎn)生廢物,不再處理廢物。它是一門從源頭上阻止污染的化學(xué),是更高層次的化學(xué)。我們從綠色化學(xué)的定義上就能夠知道它是秉承著對人類可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任而產(chǎn)生的。綠色化學(xué)引導(dǎo)人們更加關(guān)注環(huán)境、關(guān)注公眾問題。1996年美國設(shè)立的“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”就是美國“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)計劃”的內(nèi)容,這個獎項旨在鼓勵人們努力探索綠色化學(xué),應(yīng)用綠色化學(xué)的成果。日本的新陽光計劃確定了綠色化學(xué)在這個國家的技術(shù)研究和開發(fā)。我們國家在上個世紀90年代仍在努力發(fā)展經(jīng)濟,只有1996年開過一次研討會,主題是“工業(yè)生產(chǎn)中綠色化學(xué)與技術(shù)”,雖然只是一個研討會,但是這表明我們國家已經(jīng)開始重視環(huán)境保護和綠色化學(xué)工業(yè)成果的研制和開發(fā)。一年之后,召開的香山會議則正是宣告我國開始了以“可持續(xù)發(fā)展問題對科學(xué)的挑戰(zhàn)——綠色化學(xué)”為主題的綠色化學(xué)研發(fā)工作。上述這些例子都是我們在化學(xué)教學(xué)的過程中應(yīng)該努力研究并在教學(xué)過程和教學(xué)成果中體現(xiàn)出來的良好借鑒。
二、綠色化學(xué)秉承的發(fā)展思路和模式
它在現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)前提下,努力應(yīng)用各種無害無污染的原材料來替代有毒有害的原材料、在應(yīng)用各種原材料的過程中盡量實現(xiàn)節(jié)約和效率轉(zhuǎn)化最大化、在污染物的排放盡量實現(xiàn)減少零排放化。
(一)高效是化學(xué)始終追求的目標高效體現(xiàn)的思路是盡可能少地利用原材料,盡可能多地制造成品;盡可能少地排放污染物,盡可能多地提高轉(zhuǎn)化率。國家制定的污染物排放標準實際上是建立在假設(shè)每一個化學(xué)工業(yè)企業(yè)都按照高效生產(chǎn)的操作前提上的。
(二)回收和重復(fù)利用材料回收體現(xiàn)的是降低節(jié)約資源的理念,重復(fù)利用體現(xiàn)的是降低成本的理念。兩者都是資源節(jié)約型社會下改善企業(yè)經(jīng)營成本的有效方法。對于自然環(huán)境難以凈化或在短時期內(nèi)難以凈化的各種材料,應(yīng)實現(xiàn)重復(fù)利用;而對于那些高污染的化學(xué)制成品比如電池應(yīng)當(dāng)盡量實現(xiàn)回收利用。在社會倡導(dǎo)回收利用材料是一種有效的綠色途徑。
(三)通過回收實現(xiàn)的再生利用和對高成本高污染原材料的拒絕使用在化學(xué)制成品的生產(chǎn)設(shè)計環(huán)節(jié)就應(yīng)當(dāng)考慮再生利用,高分子原材料在自然環(huán)境中的污染時最為明顯的,只有在設(shè)計的時候就考慮到將其納入回收的范疇,才能使廢物變成寶物,將污染變?yōu)榫G色。而拒絕使用的那部分高污染、無法替代和無法回收、重復(fù)利用和再生的高危材料應(yīng)當(dāng)盡量尋找替代品,拒絕使用之。
三、綠色化學(xué)教學(xué)的探索和應(yīng)用
綠色化學(xué)教學(xué)和研究在高校的課程設(shè)置中上沒有明確的規(guī)定,但是在各種教材和政策中都有體現(xiàn)。我們先從國外的一些學(xué)校的實驗來看:美國的俄勒岡大學(xué)是美國綠色化學(xué)課程的先行者,該學(xué)校在1997年就將綠色化學(xué)的原理和實踐引入到了化學(xué)教學(xué)課程中。通過各種綠色化學(xué)實驗取代傳統(tǒng)的實驗在美國率先創(chuàng)造出了安全無污染的實驗環(huán)境和研究環(huán)境;澳大利亞的莫納什大學(xué)則在2000年成立綠色化學(xué)中心,這個大學(xué)成為了世界上研究和教育綠色化學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)者。
國外的大學(xué)對綠色化學(xué)的探索和應(yīng)用為我國的高校提供了經(jīng)驗,因此我國的高校在探索和應(yīng)用綠色化學(xué)的過程中應(yīng)加強對教學(xué)的滲透。大學(xué)生畢業(yè)后進入到社會研究和生產(chǎn)的過程中將成為我們國家化學(xué)工業(yè)的主要力量。在大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中融入綠色化學(xué)的理念,是加強他們綠色環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展意識的重要教學(xué)任務(wù)。首先要對教材進行改革,要增加化學(xué)教材中有關(guān)綠色化學(xué)的理論知識和各個國家在綠色化學(xué)領(lǐng)域中的先進成果。對于學(xué)生來說,多與老師加強綠色化學(xué)方面知識的探討和交流是十分必要的;對于老師來說,要主動引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中多對綠色化學(xué)方面的知識關(guān)注程度。比如說,對于各種工業(yè)原料的附加產(chǎn)品的研究,既要對工業(yè)原料在加工過程中的有害氣體加以研究,又要對工業(yè)原料的制成品、附加產(chǎn)品和工業(yè)廢料的環(huán)境危害程度進行研究和對比;再比如從同樣一種工業(yè)原料提取各種有機物,使用蒸餾的方法還是其他方法能減少有害氣體的排放等等。其次是要在教學(xué)中樹立綠色環(huán)保節(jié)能意識。教師要起表率作用,首先樹立這種意識。要多閱讀各種相關(guān)的書籍、文章文獻,要改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式和思維,要在課堂教學(xué)和實驗時多強調(diào)化學(xué)物質(zhì)的排放有害性,而不是只顧及化學(xué)物質(zhì)的功能性和有效性。教育工作者要在課余時間關(guān)注綠色化學(xué)的教學(xué)和研究的各種動向和軌跡,努力在課堂中將這些動向和軌跡傳授給學(xué)生。然后要針對教材的固定性和信息資訊的變動性努力做教學(xué)內(nèi)容的靈活補充。
由于教材編寫出來之后的一段時間內(nèi)是不會變動的,其中的教學(xué)內(nèi)容在一段時間內(nèi)是相對固定的,但是目前日新月異的科技發(fā)展速度將綠色化學(xué)定格在一個比較滯后的位置。所以,教學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)在教學(xué)中進行適當(dāng)?shù)膬?nèi)容補充,使學(xué)生的綠色化學(xué)意識能夠在一個完整的鏈條上得到延續(xù)。特別是有機化學(xué),許多有機物都會對環(huán)境產(chǎn)生污染和破壞,這需要老師在教學(xué)過程中對這些有機物多加強調(diào),對這些有機物的減少排放上多借鑒生物科技,以微生物作為催化劑,成功合成所需要的化學(xué)制劑。最后對學(xué)生而言,單一而枯燥的教材授課不能達到加強印象的效果,所以,化學(xué)實驗綠色理念的融入必不可少。實驗?zāi)軌蚴箤W(xué)生加深印象,使教材中的各種概念更加形象化,鞏固化學(xué)知識,但是最重要的還是使學(xué)生將分析問題、動手解決問題的能力得到強化。多做實驗有利于學(xué)生強化實驗的技能,同時對學(xué)生對待科學(xué)的嚴謹、認真、實際的態(tài)度融入意識中去。綠色化學(xué)是可以通過化學(xué)的實驗教學(xué)有效實現(xiàn)的。無論是試劑、溶劑還是催化劑,在試驗的過程中都應(yīng)當(dāng)首先盡量考慮使用無害的環(huán)保的物質(zhì),而各種溶劑和催化劑,在試驗前的準備階段要優(yōu)先考慮各種替代品或者避免使用有毒有害的物質(zhì)。
綠色化學(xué)化學(xué)教學(xué)教學(xué)滲透現(xiàn)代社會,特別是近幾十年來,由于人類生產(chǎn)、生活活動造成嚴重的生態(tài)環(huán)境問題。全球性的10大環(huán)境問題都直接或間接與化學(xué)物質(zhì)污染有關(guān)。如何減少污染,保護環(huán)境,使化學(xué)工業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展道路,成為世人關(guān)注的重大課題,“綠色化學(xué)”,因此應(yīng)運而生。
一、綠色化學(xué)的內(nèi)涵
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)和原子經(jīng)濟化學(xué)。這一概念從一提出來,就明確了它的目標是研究和尋找能充分利用無毒回收、再生和重復(fù)使用的有毒副作用、污染作用明害原材料,最大限度地節(jié)約能源,在各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)凈化和無污染反應(yīng)途徑。具體內(nèi)涵體現(xiàn)在“5R”上。
1.減量
“減量”是從節(jié)省資源減少污染角度提出的,包括兩層意思:一是減少用量,在保證產(chǎn)量的情況下如何減少用量;二是減少廢物排放。
2.重復(fù)使用
重復(fù)使用,不僅是降低成本節(jié)約物質(zhì)的需要,也是減廢的需要。
3.回收
回收既是節(jié)省資源的需要,也是充分減少污染的需要,指反應(yīng)后的生成物,只要有一定價值的都要進行回收,目的是最大限度地使用原料。
4.再生
再生是變廢為寶,節(jié)省資源、能源,減少污染的有效途徑。
5.拒用
拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對一些能引起無法替代的、無法回收、再生和重復(fù)使用的有毒副作用、污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)反應(yīng)過程中使用。
二、化學(xué)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育
綠色化學(xué)不是一門全新的科學(xué)。它是一種戰(zhàn)略思想或一種理念,它要求化學(xué)家在研究化學(xué)轉(zhuǎn)化的同時,研究這種轉(zhuǎn)化對環(huán)境、健康和安全的影響。傳統(tǒng)的化學(xué)教育只涉及到物質(zhì)的組成、化學(xué)反應(yīng)原理等內(nèi)容,幾乎沒有從環(huán)境保護的角度去研究如何減少或消除化學(xué)反應(yīng)對環(huán)境的污染。綠色化學(xué)教育是對傳統(tǒng)的化學(xué)教育思維方式的更新和發(fā)展,教師應(yīng)當(dāng)把綠色化學(xué)的思想滲透到化學(xué)教學(xué)中,使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)的教育。因此,綠色化學(xué)應(yīng)成為化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的核心觀念之一,教師應(yīng)將其貫穿于化學(xué)教學(xué)的始終。
1.通過提高化學(xué)教師的綠色化學(xué)意識,增強綠色化學(xué)觀念
實施綠色化學(xué)教育的任務(wù)應(yīng)該是每個化學(xué)教師必須履行的義務(wù)和責(zé)任,目的是培養(yǎng)學(xué)生能自發(fā)產(chǎn)生防止環(huán)境污染的行為和意識,讓學(xué)生認識到只有切斷污染的根源,才能真正實現(xiàn)綠色化學(xué)。
而要實施綠色化學(xué)教育,教師必須有強烈的綠色意識,首先利用自己的言行去感染學(xué)生,使其逐漸產(chǎn)生對綠色化學(xué)的意識,然后結(jié)合具體事例巧妙而生動地滲透到教學(xué)過程的某些環(huán)節(jié)中,在教學(xué)過程中潛移默化地傳授給學(xué)生,這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中,就自然地產(chǎn)生了保護環(huán)境、實施綠色化學(xué)的意識。
2.通過課堂教學(xué),讓“綠色化學(xué)”的雨露滋潤化學(xué)課堂教學(xué)
課堂教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的主陣地。要向?qū)W生傳授綠色化學(xué)知識肯定離不開課堂教學(xué)。在課堂教學(xué)中,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,通過滲透的方式,用實際生動的范例將綠色化學(xué)意識和綠色化學(xué)原理充實到化學(xué)教學(xué)中,使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育。
3.依托綠色化學(xué)實驗,樹立綠色化學(xué)形象
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。單獨通過課堂講授綠色化學(xué)知識和滲透綠色化學(xué)理念是遠遠不夠的,還必須根據(jù)綠色化學(xué)教育的理念和要求,對實驗教學(xué)課程體系進行重組?;瘜W(xué)實驗是最能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的一個重要部分。因此,我們在化學(xué)教學(xué)中,就要盡可能地體現(xiàn)綠色化學(xué)的“5R”原則。具體措施可從以下幾方面著手:
⑴精選實驗項目。
⑵對實驗中的催化劑、試劑、工藝路線進行改進。
⑶推廣微型化學(xué)實驗,開設(shè)微量或半微量實驗。
⑷采用多媒體教學(xué),進行仿真化學(xué)實驗。
⑸采用全封閉的實驗系統(tǒng)。
⑹采用串聯(lián)試驗或組合式化學(xué)實驗。
⑺回收實驗產(chǎn)物,使實驗產(chǎn)物循環(huán)利用。
⑻開發(fā)現(xiàn)代實驗技術(shù)手段:①無溶劑有機合成;②引進微波、超聲波技術(shù)來作為反應(yīng)能源。
⑼改進和設(shè)計實驗裝置,使得實驗設(shè)備可以循環(huán)使用。
4.通過實踐活動,滲透綠色化學(xué)意識,提高綠色化學(xué)素質(zhì)
⑴結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)保狀態(tài),通過調(diào)查、實踐報告等手段,總結(jié)當(dāng)?shù)丨h(huán)?,F(xiàn)狀,并運用課堂所學(xué)知識提出可行性解決辦法。
⑵學(xué)用結(jié)合,有意識地開展“綠色行動”。
⑶組織學(xué)生開展教育宣傳活動環(huán)?;顒?。
⑷建立綠色化學(xué)實驗研究小組。
當(dāng)然,上述四個環(huán)節(jié)不是一成不變的,而是相輔相成、相互滲透、互為補充的。
三、結(jié)束語
將綠色化學(xué)教育滲透于化學(xué)教學(xué)中的做法是可行的。綠色化學(xué)不是一門獨立的學(xué)科,它是在傳統(tǒng)化學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的更高層次的化學(xué),而綠色化學(xué)教育是化學(xué)教育內(nèi)容上的重大更新,已經(jīng)得到世界各國政府、企業(yè)界和化學(xué)界的廣泛關(guān)注和重視,是實施可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。
作為化學(xué)教師,應(yīng)把傳授綠色化學(xué)知識作為自己義不容辭的責(zé)任。將綠色化學(xué)知識自然、生動地滲透到化學(xué)教學(xué)中,使學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識的時候,就受到綠色化學(xué)思想的熏陶,掌握綠色化學(xué)知識,牢固地樹立起綠色化學(xué)和環(huán)境保護的意識,關(guān)注綠色化學(xué),那么他們在以后的工作中就會自覺地想到和用到綠色化學(xué)知識。
在中學(xué)教學(xué)中,注重綠色化學(xué)并滲透,培養(yǎng)并增強中學(xué)生的環(huán)保意識,使他們認識到自己是環(huán)保的主人,“水能載舟也能覆舟”。讓全社會都關(guān)注環(huán)境問題,這是我們持續(xù)努力的目標。隨著我國教育改革的不斷深入和發(fā)展,綠色化學(xué)教育必將讓綠色化學(xué)的理念在學(xué)生的頭腦中深深扎根,為以后的工作打下良好的理論基礎(chǔ),促使我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)。
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