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中學(xué)化學(xué)教育中的綠色化學(xué)教育研究
中學(xué)化學(xué)教育中的綠色化學(xué)教育研究
福建省沙縣第一中學(xué) 魏華姬
【摘要】當(dāng)前，在高中化學(xué)教育中滲透綠色化學(xué)理念，并將綠色化學(xué)教育內(nèi)容融入到化學(xué)教學(xué)中已經(jīng)成為化學(xué)教學(xué)改革的必然趨勢。這就要求化學(xué)教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，強化綠色化學(xué)教育意識，突出綠色化學(xué)在高中化學(xué)教學(xué)中的地位和作用。文章在分析中學(xué)綠色化學(xué)教育目標(biāo)的基礎(chǔ)上，對中學(xué)化學(xué)教育中有效開展綠色化學(xué)教育的途徑進(jìn)行探討。
【關(guān)鍵詞】高中；化學(xué)教學(xué)；綠色化學(xué)；化學(xué)實驗
一、中學(xué)綠色化學(xué)教育目標(biāo)
綠色化學(xué)是用現(xiàn)代化學(xué)和化工生產(chǎn)技術(shù)，消除或減少對人類健康、生態(tài)環(huán)境有毒的原料、催化劑、試劑和溶劑的使用，不生產(chǎn)有毒有害產(chǎn)物、副產(chǎn)物和廢物的一門新興學(xué)科，其宗旨是實現(xiàn)有害物質(zhì)零排放，從源頭上防止污染、保護(hù)環(huán)境。對于中學(xué)化學(xué)教育而言，綠色化學(xué)教育已經(jīng)成為了不可或缺的組成部分，其教育目標(biāo)具體包括以下方面：
1.知識與技能。理解綠色化學(xué)概念、原則，了解綠色化學(xué)誕生與發(fā)展，認(rèn)識生產(chǎn)生活中的綠色化學(xué)現(xiàn)象；學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的研究方法，掌握化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識與技能，能夠完成簡單的綠色化學(xué)實驗；理解綠色化學(xué)與其他科學(xué)之間的聯(lián)系，能夠運用有關(guān)知識和方法解決綠色化學(xué)問題。
2.過程與方法。在探究綠色化學(xué)問題的過程中，理解綠色化學(xué)意義，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)團隊合作精神，增強科學(xué)探究能力；掌握獲取、加工綠色化學(xué)信息的方法，能夠提出具有探究價值的綠色化學(xué)問題，提高自主學(xué)習(xí)、自主思考、自主探究綠色化學(xué)知識的能力。
3.情感態(tài)度與價值觀。培養(yǎng)學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的興趣，激發(fā)參與綠色化學(xué)宣傳與科技活動的熱情，感受綠色化學(xué)與自然、社會之間的和諧發(fā)展關(guān)系；增強將綠色化學(xué)知識應(yīng)用于實踐中的意識，能夠合理判斷與綠色化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題；關(guān)注與綠色化學(xué)密切相關(guān)的熱點問題，樹立綠色意識和可持續(xù)發(fā)展觀念，主動承擔(dān)起學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的責(zé)任，強化保護(hù)環(huán)境和造福后代的使命感。
二、中學(xué)化學(xué)教育中有效開展綠色化學(xué)教育的途徑
1.在課堂教學(xué)中滲透綠色化學(xué)教育。高中化學(xué)課堂教學(xué)是滲透綠色化學(xué)教育的主渠道，教師要積極創(chuàng)造綠色化學(xué)教學(xué)條件，構(gòu)建綠色化學(xué)知識體系，不斷充實化學(xué)課本內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識。在介紹化學(xué)史時，教師可從正反兩方面滲透綠色化學(xué)思想教育。講解放射性元素時，教師要對居里夫婦的精神及堅決反戰(zhàn)的人格表示欽佩，但也要就海灣戰(zhàn)爭中使用貧鈾彈對環(huán)境造成的危害提出批評。介紹環(huán)境問題時，教師可著重于介紹20世紀(jì)發(fā)生的公害事件，指明工業(yè)及傳統(tǒng)化學(xué)是造成公害的主要原因，使學(xué)生明確綠色化學(xué)是解決環(huán)境問題的重要途徑。通過在課堂教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想教育，激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣，不斷強化學(xué)生的環(huán)保意識、綠色意識。
2.在實驗教學(xué)中滲透綠色化學(xué)教育。在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，應(yīng)最大限度地實現(xiàn)實驗的綠色化，引導(dǎo)學(xué)生樹立綠色化學(xué)思想和環(huán)境保護(hù)意識，具體教學(xué)策略如下：
�。�1）改進(jìn)化學(xué)實驗。首先，采用無毒原料、溶劑、催化劑進(jìn)行化學(xué)實驗。例如，做完銀鏡反應(yīng)后，可將清洗試管的硝酸替換為三氯化鐵溶液，避免產(chǎn)生二氧化氮有害氣體；在萃取碘單質(zhì)實驗中，可將四氯化碳替換為二氯甲烷作為萃取劑，消除刺激性氣味，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量；在乙烯的制備實驗中，可將硫酸替換為氧化鋁作為催化劑，避免濃硫酸造成污染；其次，優(yōu)化化學(xué)實驗方法。又如，在海帶碘元素的檢驗實驗中，可將灼燒提取法改進(jìn)為煮沸提取法，簡化實驗操作程序，縮短實驗時間，減少因灼燒造成的室內(nèi)空氣污染；再次，改進(jìn)化學(xué)實驗裝置。再如，利用密閉的裝置減少實驗敞開操作，可將注射器作為密閉的反應(yīng)容器，進(jìn)行銅和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制備與性質(zhì)等實驗，將污染物消除在密閉裝置內(nèi)。
�。�2）開展微型化學(xué)實驗。在高中化學(xué)實驗中，可在保證實驗教學(xué)效果的前提下進(jìn)行微型化學(xué)實驗，以達(dá)到降低實驗成本、提高環(huán)保效益的目的。微型化學(xué)實驗多采用點滴板、小試管、井穴板、多用滴管等微型化儀器，使用最小化的試劑用量，一般液體用量不超過1mL，甚至一些現(xiàn)象明顯的定性實驗可在試紙或濾紙上完成，如碘顯色反應(yīng)、溴水褪色、苯酚的檢驗、驗證鹽類溶液酸堿性等實驗。
�。�3）“三廢”的綠色化處理。在高中化學(xué)實驗中，要及時對必須使用的有毒、有害化學(xué)品和生成的污染物進(jìn)行綠色化處理，從源頭處控制“三廢”對環(huán)境造成的污染。在廢氣處理過程中，可采用封閉的實驗操作方法，減少有害廢氣的產(chǎn)生量，并對廢氣進(jìn)行有效處理或用氣囊收集。在廢液處理中，可利用中和反應(yīng)處理含酸堿的廢液，使溶液pH值達(dá)到6.5～8.5之后再排放；也可用碳酸鹽沉淀法、硫化物沉淀法等方法沉淀、分離含有重金屬離子的廢液。在廢渣處理中，可回收一些化學(xué)實驗中剩余或產(chǎn)生的金屬進(jìn)行再利用，如銅與硝酸反應(yīng)剩余的銅片、銀鏡反應(yīng)生成的銀等。對于不能綜合利用的固體生成物則要進(jìn)行無毒化處理。
�。�4）利用多媒體教學(xué)技術(shù)。在高中化學(xué)實驗中，教師可利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)技術(shù)輔助實驗教學(xué)，尤其對于危險系數(shù)大、污染嚴(yán)重的實驗而言，可通過電腦模擬、實驗錄像等對實驗過程進(jìn)行演示，實現(xiàn)廢棄物的“零排放”。同時，教師也可利用多媒體教學(xué)技術(shù)模擬錯誤的實驗操作，將不良的實驗后果形象地展示給學(xué)生，讓學(xué)生認(rèn)清實驗操作不規(guī)范帶來的嚴(yán)重后果，以及實驗室“三廢”對環(huán)境造成的惡劣影響，加深學(xué)生對綠色化學(xué)的認(rèn)識。
3.在課外實踐中滲透綠色化學(xué)教育。在高中化學(xué)教育中，教師要積極組織課外實踐活動，讓學(xué)生體驗和感知傳統(tǒng)化學(xué)對環(huán)境造成的嚴(yán)重危害，認(rèn)清利用化學(xué)手段進(jìn)行末端污染治理的局限性，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注綠色化學(xué)，理解綠色化學(xué)的重要意義。教師可根據(jù)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，組織形式多樣的課外實踐活動，如實地調(diào)查、環(huán)保知識競賽、探究性學(xué)習(xí)、文獻(xiàn)研究等。在實地調(diào)查中，教師可帶領(lǐng)學(xué)生參觀污水處理廠、化工廠、無公害蔬菜生產(chǎn)基地、生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)等，對當(dāng)?shù)厮Y源、空氣質(zhì)量、環(huán)境污染情況進(jìn)行調(diào)查；在探究性學(xué)習(xí)中，教師可開設(shè)相關(guān)課題，組織學(xué)生進(jìn)行課題研究，如研究生物催化劑的優(yōu)點、研究高效低毒農(nóng)藥等，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力，達(dá)到課題研究的預(yù)設(shè)目標(biāo)；在文獻(xiàn)研究中，既可讓學(xué)生利用圖書館館藏資源和互聯(lián)網(wǎng)資源，收集有關(guān)綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)的文獻(xiàn)資料，也可邀請有關(guān)專家學(xué)者來校進(jìn)行講座，使學(xué)生獲取最新的科研信息。通過開展多樣化的課外實踐活動，促使學(xué)生更加關(guān)注綠色化學(xué)，能夠運用已學(xué)的化學(xué)知識分析和解決生活中遇到的問題。
總而言之，隨著綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的滲透，綠色化學(xué)教育已經(jīng)成為高中化學(xué)教育的重要組成部分，對化學(xué)教師提出了新的要求。為此，高中化學(xué)教師必須強化綠色化學(xué)意識，在課堂教學(xué)中融入綠色化學(xué)理論，最大限度地實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化，并積極組織課外綠色化學(xué)實踐活動，從而確保高中綠色化學(xué)教育目標(biāo)的實現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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