學科教育論文-在化學教學中滲透綠色化學教育 .doc

學科教育論文-在化學教學中滲透綠色化學教育摘要“綠色化學”是指在反應過程和化工生產(chǎn)中,盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害物質。將綠色化學知識自然、生動地滲透到化學教學中,使學生牢固樹立起綠色化學和環(huán)境保護的意識,關注綠色化學,推動綠色化學事業(yè)的發(fā)展。關鍵詞綠色化學教育教學化學研究與應用的一個重要目標就是開發(fā)和利用自然界的一切可能的物質資源和能量資源，為人類生存和社會發(fā)展提供必要的物質和能源基礎；這一過程必須同自然環(huán)境相互協(xié)調，走可持續(xù)發(fā)展的道路。實施清潔生產(chǎn)既能滿足人們的物質需求又可以合理使用自然資源，同時又可以保護環(huán)境。綠色化學的核心就是利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。因此，綠色化學有利于保護人類賴以生存的環(huán)境，實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。作為化學教育工作者，我們有必要在中學化學教學中對學生進行綠色化學教育，使綠色化學的觀點與新課標的教學融合在一起，進一步培養(yǎng)學生的社會責任感、參與意識和決策能力。怎樣對學生進行綠色化學教育呢？一、綠色化學教育體現(xiàn)新課標素質教育的要求在我國環(huán)境保護的教育已納入化學新課標的基本理念及教材之中。解決化學污染，最根本的問題就是培養(yǎng)具有環(huán)境保護意識的人，需要將綠色化學思想貫穿于中學化學教育的全過程，尤其是在化學實驗中貫穿綠色化學思想。綠色化學又稱為環(huán)境無害化學、環(huán)境友好化學、清潔化學。其理想在于不再使用有毒、有害的物質，不再產(chǎn)生廢物。從化學科學觀點來看，綠色化學是化學科學基礎內(nèi)容的更新；從環(huán)境觀點來看，它強調從源頭上消除污染；從經(jīng)濟觀點來看，它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，這是符合可持續(xù)發(fā)展要求的。所以，對學生進行綠色化學教育不僅是現(xiàn)實所迫，也是迎合新課標素質教育的要求。那么，怎樣對學生進行綠色化學教育呢？筆者認為主要有以下幾個方面：一是以點帶面，逐步樹立學生的環(huán)境憂患意識。二是見縫插針，在化學教學中滲透綠色化學知識。三是學以致用，用綠色化學觀點改進中學化學實驗。二、化學教學中如何對學生進行綠色化學教育（一）以點帶面逐步樹立學生的環(huán)境憂患意識對學生進行環(huán)境教育，首先要使學生對環(huán)境保護的重要性、必要性和緊迫性有清醒的認識。環(huán)境危機意識是環(huán)境教育最適宜的切入點。利用化學學科優(yōu)勢，教師可以以點帶面，介紹環(huán)境污染及其危害，逐步樹立學生的環(huán)境憂患意識，從而培養(yǎng)學生的綠色化學思想及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。例如：在講化學“硫和氮的氧化物”一節(jié)時，先讓學生閱讀“圖4-19空氣質量日報”，并由學生相互討論工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染的嚴重性。進而有的放矢地講述了世界環(huán)境污染最著名的“八大公害”和“十大事件”，讓學生認識到保護環(huán)境、防止污染的重要性和緊迫性。又如在講“化學與資源綜合利用、環(huán)境保護”一節(jié)時，采用分組進行探究性學習的教學方法，課后提出3個探究問題通過網(wǎng)絡查找資料或走訪專家、學者，了解綠色化學的含義并體會綠色化學對人類可持續(xù)發(fā)展的重要性。對中央電視臺7臺報道中的污水對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響、垃圾污染對居民日常生活的影響等問題，談談防止污染的重要性并探討應采取的措施，寫出一篇小論文。怎樣應對塑料快餐盒的方便性、低成本和環(huán)境污染的矛盾？這樣既可以調動學生的積極性，又可以鼓勵學生的自主參與意識。讓學生明確化學資源利用和環(huán)境保護的重要性，明確發(fā)展經(jīng)濟不能走先污染再治理的老路，要提倡綠色化學，從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，從而樹立學生的綠色化學思想。（二）在化學教學中滲透綠色化學內(nèi)容化學不僅在資源開發(fā)上能發(fā)揮重要作用，在資源的綜合利用以及環(huán)境保護方面同樣大有用武之地?，F(xiàn)行的中學化學教材已經(jīng)融入了綠色化學知識，教學中要時刻體現(xiàn)出綠色化學的原則，滲透綠色化學教育。例如：在講“化學反應及其能量變化”時說說能量的開發(fā)與利用、能源的合理開發(fā)與利用；“鹵素”中氯氣用于自來水消毒的利弊、氟利昂對臭氧層的破壞與保護等；“硫和氮的氧化物”中講講酸雨的危害與防治、大氣的污染與防治等；“硅和硅酸鹽工業(yè)”中說說傳統(tǒng)建筑材料、裝飾材料的危害及為何提倡使用綠色建筑材料等；講“氮的氧化物”時，穿插汽車尾氣的排放、氮氧化物造成的光化學煙霧、水中氮磷過多造成富氧化而形成赤潮等的危害；講“金屬的化學性質”時，插入鋁對人體的危害與應用、金屬礦物的合理開發(fā)利用等；“烴與烴的衍生物”中講講生態(tài)環(huán)境的破壞與保護、室內(nèi)化學物質的污染與健康、農(nóng)藥與化學、毒品與化學、白色污染與綜合治理等知識。使學生意識到應如何合理應用化學，用綠色化學觀點防治污染、保護環(huán)境，為人類能生存在一個綠色的地球上做出自己的貢獻。（三）在實驗教學中滲透綠色化學思想在新課標化學教材中實驗所占的比重很大，實驗過程中往往會產(chǎn)生、排放大量的有毒有害物質，這些物質的產(chǎn)生排放給環(huán)境造成了危害。用綠色化學觀點改進中學化學實驗，是培養(yǎng)學生綠色化學思想又一重要的教育方法。同時，實驗又是綠色化學教育中不可缺少的組成部分。對中學化學實驗進行微型實驗，使其向無污染方向發(fā)展，這是當今中學化學實驗的發(fā)展方向。實驗主要通過以下步驟實施：發(fā)展微型實驗；改進實驗及儀器裝置；處理化學實驗的廢棄物。1劑量最小化，最大限度減少污辱源要大力推行微型實驗，即對一些常見實驗儀器進行微縮，對常用試劑藥進行限量。傳統(tǒng)的中學化學實驗對環(huán)境的危害性極大。本人曾對學生進行過關于化學實驗的問卷調查，結果顯示約有52%的學生認為做化學實驗不安全；對于一些有污染的實驗，約有46%的學生表示不想做?？梢姵Ｒ?guī)實驗的不足，因此，用綠色化學的新理念對化學實驗進行微型化，發(fā)展微型化學實驗，利用微型儀器、盡可能少的試劑進行實驗，能減少中間生成物的轉移過程和試劑在器皿中的附著量，從而減少實驗中的“三廢”。它具有現(xiàn)象明顯、效果良好、節(jié)約實驗材料和時間、減少污染、安全、便攜等優(yōu)點，受到廣大師生的歡迎。實踐證明：就常規(guī)化學實驗而言，在無機和有機性質實驗中，質量取0.11g、溶液取25mL是屬于常量法；在微型化學實驗中，性質實驗的藥品、試劑用量僅需要常規(guī)實驗用量的10%30%左右。以下的兩組就是常規(guī)實驗與微型實驗的相互比較實驗：實驗名稱藥品用量實驗條件與結果藥品常規(guī)實驗微型實驗常規(guī)實驗微型實驗苯的硝化反應濃硝酸1.5mL0.3mL水浴加熱8分鐘制得2.0mL淡黃色油狀物水浴加熱6分鐘制得1.0mL淡黃色油狀物濃硫酸2.0mL0.4mL苯1.0mL0.2mL酯化反應乙醇3.0mL0.7mL加熱5分鐘得乙酸乙酯3.5mL加熱2分鐘得乙酸乙酯1.0mL冰醋酸2.0mL0.5mL濃硫酸2.0mL0.5mL濃硫酸6.0mL1.5mL由此看出：微型實驗與常規(guī)實驗一樣，可得出相同的實驗結果，但它們的藥品用量是常規(guī)實驗的1/31/5左右。既節(jié)省了藥品的用量，也減少了對環(huán)境的污染。因此，微型化學實驗不是常規(guī)實驗的簡單微縮，它是在綠色化學思想下用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規(guī)實驗進行的改革和發(fā)展。盡可能小劑量試劑是微型化學實驗的核心，“盡可能小劑量實驗”是化學實驗教育的思維方向，為追求“盡可能小劑量實驗”，推動化學實驗的改進和完善，這是化學實驗改革和發(fā)展的動力之一，綠色化學思想在化學實驗中的具體體現(xiàn)。2改進化學實驗，減少環(huán)境污染化學實驗總伴隨著氣體、液體或固體物質的生成,這些產(chǎn)物中許多是有毒或有害物質,會造成環(huán)境污染。在不影響實驗結果、觀察效果的前提下，改進實驗內(nèi)容及儀器裝置,或變化實驗程序,從而盡量減少實驗試劑和實驗產(chǎn)物對環(huán)境的污染。在現(xiàn)行化學教材中，有些實驗指明了藥品濃度，有些實驗沒有指明藥品濃度，對許多涉及藥品濃度的實驗探索和改進，既節(jié)約了藥品保證實驗效果，又減少了環(huán)境污染。如銅與稀、濃硝酸的反應，教材中都有演示實驗和學生實驗，如果按教材中做，不僅浪費藥品，而且產(chǎn)生釋放出NO和NO2等有害氣體。實踐中可把演示實驗和學生實驗進行合并，利用廢醫(yī)用一次性注射器作實驗儀器，拔掉針頭，按上橡膠塞，藥品是濃硝酸、銅片和NaOH溶液。又如：氯氣與金屬鈉反應的實驗。實驗操作：鈉與氯氣反應的裝置可作如下改進（圖1）：將一根玻璃管與氯氣發(fā)生器相連，玻璃管內(nèi)放一塊黃豆粒大的金屬鈉（已吸凈煤油），玻璃管尾部塞一團浸有NaOH的棉花球。先給鈉預熱，到鈉熔融成圓球時，撤火，通入氯氣，即可見鈉著火燃燒，生成大量白煙。圖1原課本中氯氣與金屬的反應是在敞開的裝置下進行，把盛滿氯氣的集氣瓶扣在加熱過的金屬鈉上，由于反應后有氯氣剩余，給師生和環(huán)境帶來了危害。改進后的實驗裝置則基本制止多余氯氣的外泄。在實驗工作中，用綠色化學的思想來指導，更能有效地防止污染。3實驗操作規(guī)范化，妥善處理實驗廢棄物，減少對環(huán)境的污染全國的中學每天在做各種不同的化學實驗。大部分實驗的藥品用量在課本中都沒有明確給出限量，如果把藥品規(guī)定用量和濃度，既方便施教，又方便操作。特別是像制備氯氣、硫化氫、二氧化硫等氣體，做銅與硝酸、濃硫酸的反應，乙烯乙炔的制備實驗等，往往會毒化教室，直接影響師生健康。因此，我們必須清醒的意識到減少化學實驗污染以及對污染物進行處理的緊迫性。通過相應的試劑將實驗產(chǎn)生的污染物作化學處理，以消除或減少污染物地排放。例如對CCl4的回收利用，在中學化學實驗中四氯化碳是一種重要的有機溶劑，萃取實驗中經(jīng)常用到。以CCl4為代表的氯代烴作為一類耐生物降解的有機化合物，是飲用水源中倍受關注的污染物。它具有一定的水溶性和揮發(fā)性，同時又有較強的溶脂性，能在人體內(nèi)得到生物富集進而嚴重危害人體健康，此類物質多數(shù)已被確定或被認為是高度可疑的致癌物質。高中一年級化學就有一個用CCl4萃取碘水的實驗，使用過的CCl4要求回收，進行再生利用，具有一定的經(jīng)濟價值。現(xiàn)介紹“鎂粉再生法”回收CCl4，具體方法如下：萃取后的CCl4因溶解了碘而呈紅色，加入鎂粉后，充分攪拌，直至CCl4紅色褪盡，過濾就得到無色透明的CCl4。發(fā)生如下的反應：Mg+I2=MgI2也可以用鋅粉代替鎂粉與CCl4反應：每100mLCCl4需要用0.025g鋅粉，但是為了加快反應速度，提高幾倍鎂或者鋅粉用量。上述重點從三個主要方面闡述了在化學教學中如何對學生進行綠色化學教育，除此之外，還可以結合習題教學及實踐活動進行綠色化學教育。三、在化學教學中進行綠色化學教育的意義現(xiàn)代教育提倡的是素質教育，綠色化學思想的教育有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和社會責任感，是實施素質教育的重要途徑。綠色化學不是一門獨立的學科，它是一種戰(zhàn)略、一種方針、一種指