大學(xué)化學(xué)理論課和實驗課中滲透綠色化學(xué)知識與理念,化學(xué)教學(xué)論文

大學(xué)化學(xué)理論課和實驗課中滲透綠色化學(xué)知識與理念,化學(xué)教學(xué)論文當前,化學(xué)面臨人類可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保衛(wèi)等要求的宏大挑戰(zhàn).傳統(tǒng)的化學(xué)為人類提供了數(shù)不清的物質(zhì)產(chǎn)品,不斷知足人類社會的經(jīng)濟和文化需求,使人類今天的生活豐富多彩.能夠講化學(xué)工業(yè)給人類醫(yī)療保健、娛樂及衣食住行等各方面帶來宏大進步,然而與此同時也使得全球的生態(tài)環(huán)境遭到了嚴重的毀壞.據(jù)調(diào)查,全球的十大環(huán)境問題中的大部分,如大氣污染、臭氧層毀壞、海洋污染、土地退化和沙漠化、淡水資源緊張和污染、生物多樣性減少以及環(huán)境公害等都直接或間接與化學(xué)和化工產(chǎn)品的化學(xué)物質(zhì)污染有關(guān),這些不良現(xiàn)象嚴重威脅到了人類的生存[1].因而,為了更好的保衛(wèi)生存環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目的,人們提出了綠色化學(xué)這一全新的概念.綠色化學(xué)又稱為清潔化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)[2],即用化學(xué)中的方式方法與技術(shù)去消滅或者減少那些對生態(tài)環(huán)境與人類健康有害的副產(chǎn)品、產(chǎn)物、試劑與溶劑、催化劑、有害的原料等.綠色化學(xué)是更高層次層次的化學(xué),其主要特點是原子經(jīng)濟性,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)經(jīng)過中充分利用每個原料原子,實現(xiàn)零排放,既充分利用資源,又不產(chǎn)生污染,最終理想則在于不再使用有害、有毒物質(zhì),不再處理廢物和產(chǎn)生廢物.因而,綠色化學(xué)的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統(tǒng)化學(xué),進而使我們對環(huán)境的治理從治標轉(zhuǎn)向治本.作為培養(yǎng)高素質(zhì)勞動者和專門人才的高等院校,更應(yīng)當把綠色化學(xué)作為一門重要的課程教授給學(xué)生,以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識,保衛(wèi)環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目的[3].1998年,在中國科學(xué)院院士、中國科技大學(xué)校長朱清時的積極倡導(dǎo)和支持下,中國科技大學(xué)率先把綠色化學(xué)作為一門獨立的課程進行開設(shè),隨后,在很多高校也開設(shè)了綠色化學(xué)課程,但是,仍然有不少高校的老師沒有能意識到將此重要的新信息傳遞給學(xué)生的重要性.另外,固然有部分高校已開場著手為研究生或高年級本科生開設(shè)綠色化學(xué)課程,但在當下相當多的高校存在教學(xué)課時緊張的狀況下,又帶來了其專門的教學(xué)時間難以布置的新矛盾,因而,把綠色化學(xué)的相關(guān)內(nèi)容浸透在化學(xué)專業(yè)的各門課程當中,是解決這一矛盾切實可行的辦法.綠色化學(xué)在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中的浸透能夠從下面兩大方面進行:1理論課堂教學(xué)中浸透綠色化學(xué)知識.在我們國家大多數(shù)高校所使用的化學(xué)教學(xué)資料中,牽涉綠色化學(xué)內(nèi)容的還很少,有些甚至是空白.一般來講,教學(xué)資料的內(nèi)容在一定時期內(nèi)是固定不變的,而科學(xué)的發(fā)展卻是日新月異的,所以真正準確、完好的教學(xué)內(nèi)容是需要隨著學(xué)科的發(fā)展而補充和完善的.因而,學(xué)校要進行綠色化學(xué)教育,僅僅靠當前的教學(xué)資料內(nèi)容是不夠的,而等待教學(xué)資料的修改和完善時間上也是不允許的.因而,在課堂教學(xué)中,拓寬教學(xué)內(nèi)容,浸透綠色化學(xué)知識是很有必要的.比方,在無機化學(xué)課程中,當講授過渡金屬元素部分時,可結(jié)合前段時間的毒大米事件,解釋大米為什么會有毒以及怎樣防治,講明為防止環(huán)境污染和根據(jù)綠色化學(xué)的要求加以回收有毒重金屬;在碳族元素章節(jié)中除介紹溫室效應(yīng)和全球氣溫變暖外,尤其應(yīng)說到當CO2被壓縮到超過其臨界點成為超臨界流體時有很多優(yōu)良性能:無毒、不可燃、價廉,因而它能夠作為一種加快很多反響的優(yōu)良的綠色化學(xué)溶劑[4].在有機化學(xué)中,講授到易揮發(fā)有毒溶劑時,除了介紹它們的基本性質(zhì)以外,還要強調(diào)使用經(jīng)過中要注意的事項,避免污染環(huán)境,并且要回收利用.這樣,一方面提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,另一方面開闊學(xué)生的視野及加強綠色觀念和環(huán)保意識,更有利于學(xué)生了解本學(xué)科的發(fā)展方向及在社會生產(chǎn)中所起到的重要作用.為了更好地使學(xué)生在潛移默化中遭到綠色化學(xué)的教育,就要求高校老師不僅有強烈的綠色意識,還要有扎實的理論基礎(chǔ),把握綠色化學(xué)知識,了解綠色化學(xué)的最新科研結(jié)果和科研方向,同時還要學(xué)習(xí)與之相關(guān)學(xué)科的知識,只要老師的素質(zhì)和知識水平提高了,才能對教學(xué)資料游刃有余的進行重組、拓展和更新,對未具體表現(xiàn)出出綠色化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進行及時的補充、適當?shù)耐貙?并加以引導(dǎo),進而使綠色化學(xué)的理念浸透到學(xué)生的思想中,加強學(xué)生的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展的先進理念,用時不多,又可收到事半功倍的效果,培養(yǎng)了高素質(zhì)的人才.綠色化學(xué)理念倡導(dǎo)教學(xué)方式方法多樣化,教學(xué)手段當代化.近些年從幻燈機到數(shù)字投影儀,從仿真模型到多媒體模擬,應(yīng)用科技的發(fā)展將當代教育方式方法融入課堂教學(xué)中,充分利用多媒體課件形象直觀展示綠色化學(xué)內(nèi)容,更快地獲取綠色化學(xué)的研究信息,充分利用多樣的教學(xué)方式和手段浸透綠色化學(xué)的理念.2實驗教學(xué)中浸透綠色化學(xué)理念.化學(xué)離不開實驗,實驗教學(xué)是化學(xué)教育的基本方式方法,實驗教學(xué)不僅能夠促使學(xué)生理解和穩(wěn)固理論知識,而且能夠加強學(xué)生觀察問題、分析問題、解決問題的能力.但是實驗中不可避免的會牽涉到有害、有毒的物質(zhì),實驗教學(xué)與綠色思想聯(lián)絡(luò)最為嚴密,最為直接,在實驗教學(xué)中貫徹綠色化學(xué)思想是非常必要的[5].2.1在實驗教學(xué)中使學(xué)生樹立綠色化學(xué)意識.在實驗中創(chuàng)新性地解決化學(xué)實驗的污染問題,減少對環(huán)境的污染,浸透環(huán)境保衛(wèi)思想,使學(xué)生樹立綠色化學(xué)意識.如:對于實驗經(jīng)過中水銀溫度計的使用,實驗開場時向?qū)W生講解水銀溫度計的正確使用方式方法和水銀對人體及環(huán)境的危害,要求學(xué)生假如在實驗經(jīng)過中不慎打破了溫度計,應(yīng)撒上適量的硫粉處理,使之轉(zhuǎn)化成毒性小的硫化汞以減少對環(huán)境的危害.2.2融合實驗內(nèi)容,采用微型化實驗.微型化實驗是最近幾年剛剛發(fā)展起來的新的化學(xué)實驗方式方法,它是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實驗方式方法與技術(shù),所用化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾特別之一乃至幾千分之一,因而實驗污染物的生成量被大大地減少了.如硫酸亞鐵銨的制備實驗由常量改為微量后,試劑用量僅為原用量的1/10;性質(zhì)實驗采用半微量分析,將25mL大試管改為5mL小試管,試液用量從幾毫升變?yōu)閹椎?而實驗現(xiàn)象則愈加明顯.這種實驗方式不單單是對常規(guī)化學(xué)實驗的簡單微縮,也不是和常規(guī)化學(xué)實驗的互相補充和對立,而是在綠色化學(xué)理念的引導(dǎo)下,以預(yù)防實驗污染為目的,利用新技術(shù)、新方式方法、新思想對常規(guī)化學(xué)實驗的進一步發(fā)展和改革.同時微型化學(xué)實驗還具有開展容易、教學(xué)效果好、環(huán)保、安全等特點,這既與綠色化學(xué)的理念相符,實現(xiàn)了保衛(wèi)環(huán)境、節(jié)約資源的目的,又有助于高校學(xué)生綠色化學(xué)理念的樹立.2.3重視三廢處理,實現(xiàn)污染最低化綠色化學(xué)的宗旨是倡導(dǎo)節(jié)約,阻止污染,因而對于實驗室的三廢,應(yīng)該用化學(xué)的處理方式方法,進行回收再利用,這樣既實現(xiàn)綠色化學(xué)的理念,又節(jié)約開支.如:控制Cr、Pb、Hg等重金屬和NO、CO、H2S等有害氣體的排放量,定期對實驗中集中回收的含Cr、Pb、Hg等重金屬和NO、CO、H2S的廢液進行處理.對于失效的鉻酸洗液,要嚴格控制直接排放.先用亞硫酸氫鈉或硫酸亞鐵復(fù)原為Cr3+,再用稀氫氧化鈉溶液沉淀Cr3+之后過濾回收.重視三廢處理,實現(xiàn)污染最低化,應(yīng)該是高校老師進行綠色化學(xué)教學(xué)把握的一條原則.要把三廢不經(jīng)處理直接排放的危害,從學(xué)生第一次走進實驗室就浸透給學(xué)生,使學(xué)生樹立綠色化學(xué)的理念,養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,改變隨意排放不及時回收的陋習(xí),增設(shè)研究實驗后廢棄物無害化處理的教學(xué)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生重視妥善處理和回收實驗廢棄物,實現(xiàn)循環(huán)再利用和污染最低化,逐步加強學(xué)生的綠色化學(xué)意識.2.4采用多媒體輔助教學(xué),實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化.對于有一些藥品消耗量大或易燃易爆、操作不易控制或者是環(huán)境污染嚴重的實驗,能夠借助多媒體進行模擬演示實驗,把實驗經(jīng)過清楚明晰、生動、逼真地展現(xiàn)給學(xué)生,既讓學(xué)生觀察到操作經(jīng)過和實驗現(xiàn)象,把握了實驗內(nèi)容,又避免了有毒有害物質(zhì)的生成和廢物排放.這樣既完成了教學(xué)任務(wù),還將綠色化學(xué)的教學(xué)理念浸透到了化學(xué)實驗教學(xué)的經(jīng)過中.如芳烴和鹵代烴的性質(zhì)實驗,改用計算機模擬教學(xué),無污染,實驗現(xiàn)象明顯,教學(xué)效果顯著.3結(jié)論.在大學(xué)化學(xué)的理論、實驗教學(xué)等方面,老師要想方設(shè)法向?qū)W生浸透綠色化學(xué)的思想,通過綠色化學(xué)知識的浸透,不僅擴展了學(xué)生的知識面,激發(fā)了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和創(chuàng)新能力,而且加強了學(xué)生的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展的先進理念,使學(xué)生能更好地認識社會,更好地勝任將來的崗位.因而,這種簡便、有效的做法值得我們?nèi)ミM一步完善和推廣應(yīng)用.以下為參考文獻:[1]李金芳,于欣偉,鄭成.綠色化學(xué)的研究現(xiàn)在狀況與發(fā)展趨勢[J].廣東化工,2004(8):5-7.[2]朱清時.綠色化學(xué)進展[J].大學(xué)化學(xué),1997(6):7.[3]