化学教学论文：在化学教学中渗透绿色环保理

摘  要: “绿色化学”即是用化学的技术和方法养活或消除那些对人类健康、社会安全、生态环境有害的原料、催化、溶剂、产物、副产物等的使用与产生。不仅充分利用资源,而且不产生污染,因此它对我国的现代化建设和人类的未来生活都有着十分重要的意义。将绿色环保理念自然、生动地渗透到化学教学中,使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,关注绿色化学,推动绿色化学事业的发展。

关键词:  绿色化学  化学教学 环保

绿色化学在节约资源、防治污染、保障人类健康与安全方面发挥了日益显著的作用,受到社会广泛的关注。1996年美国设立总统绿色化学挑战奖。日本也制定了新阳光计划,确定绿色化学的环境无害制造技术,从这些实例我们可以看到,绿色化学不仅成为企业与学术界,也成为政府的研究与开发重点,这对我国的建设和发展来说,既是严峻的挑战,也是难得的发展机遇。

作为一名中学化学教育工作者,面对绿色化学新概念、新思想、新要求,在实际教育教学中,把绿色化学教育贯穿于中学化学教学中是非常重要和必要的。绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:

(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;

(2)在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;

(3)提高原子的利用率,实现“零排放”;

(4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

进入21世纪以来,“循环经济”一词频频出现在媒体上。传统经济是一种由“资源-产品-垃圾”单向流动的线性经济,其特征是高开采、低利用、高排放。循环经济把经济活动组织成一个“资源-产品-再生资源”的反馈式流程,其特征是低开采、高利用、低排放,以产品清洁生产、资源循环利用和废物高效回收为标志。所有的物质和能源要在不断的经济循环中的得到合理和持久的利用,而且对自然环境的影响降低到尽可能小的程度。循环经济不仅仅是一个经济学概念,而且是一项社会系统过程。循环经济理念的贯彻思路就是绿色化学思想的体现。绿色化学是可持续发展战略在化学中的具体体现。绿色化学的策略从根本上讲是师法自然。在大自然的物质循环里,各类植物是经过各种不同的生化反应后,产生各类蔬菜、水果供动物食用;而动物的排泄物、遗体再经由细菌分解而释回大自然,供应植物养分所需。化学反应物的循环利用就是最绿色的大自然的化学制造工艺。人类化学的最终目标就是要学习这种循环利用的方式。

在我国环境保护的教育已纳入化学新课标的基本理念及教材之中。解决化学污染,最根本的问题就是培养具有环境保护意识的人,通过教师在化学教学中对教材的二次开发和利用,挖掘教材中的隐含因素,把绿色化学作为一个重要的研究内容,将绿色化学思想贯穿于中学化学教育的全过程,尤其是在化学实验中贯穿绿色化学思想,就可以将绿色化学和我们的化学教学紧密联系起来,在化学教学中不断地渗透绿色化学教育理念,培养21世纪的高素质人才。那么,怎样对学生进行绿色化学教育呢?笔者认为主要有以下几个方面:一是以点带面,逐步树立学生的环境忧患意识。二是见缝插针,在化学教学中渗透绿色化学知识。三是学以致用,用绿色化学观点改进中学化学实验。

比如《联合制碱》一课通过对比氨碱法和联合制碱法的相同点和不同点,学会用绿色化学的观点来分析工业生产的优缺点。树立绿色环保的思想,为可持续发展做出自己的贡献。联合制碱法是侯德榜先生于1942年研究成功的制碱工艺,为世界制碱工业的发展起到了积极的影响,这其中蕴涵了自然科学的发现和研究方法,体现了化学研究的缜密之美,是人类智慧和科学精神的集中载体,对学生人文道德的提高与智力的发展有着重要的促进作用。同时联合制碱是一种“绿色化学”生产工艺。体现了“循环经济”的理念。绿色化学要求最大限度利用原料,最大限度减少废物排放,在氨碱法中NH3、CO2回收循环符合绿色化学思想,而生成大量无用的CaCl2和食盐的低利用率违背了绿色化学。联合制碱原料利用率高、变废为宝,对环境污染少,符合循环经济,体现绿色化学和可持续发展思想。

笔者创设本部分教学时以化学史为背景,一方面让学生追踪当年科学家发现的思路,通过模拟实验的设计和流程的改进,体会科学研究的过程,积累人类在了解世界、创造世界过程中所表现出的人类精神和科学态度。因了解复杂化学体系的系统分析方法,给学生今后创造性解决问题提供有用的思维模型。另一方面由于化学史以不可代替的独特方此通过教学情景的创设,让学生感悟这笔巨大的精神财富,必定为他们树立不断实践创新的标范和动力。1926年,永利碱厂生产的“红三角”牌纯碱在美国费城举办的万国博览会上荣获了金质奖章。这一袋袋的纯碱是中华民族的骄做,它象征着中国人民的志气和智慧。八十四年之后,2010年在上海举办新一届世博会,有多少科学家带来的像侯德榜先生这样的创新发明让我们翘首以盼。再如在镁的提取及应用中,强调氯气循环利用生产盐酸,节约资源,并减少污染。在氮的循环中,介绍了硝酸型酸雨和光化学烟雾的危害,以及汽车尾气的处理。实验室制氯气的实验中,多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收,防止了尾气对环境污染。实验室制氯气的实验中,多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收,防止了尾气对环境污染。在二氧化硫的性质和作用中,介绍了硫酸型酸雨的危害。在浓硫酸与铜的反应中,多余的SO2用氢氧化钠溶液吸收,防止了尾气对环境污染。在原电池的教学中指出了化学电源产生的负面影响,并倡导回收旧电池,减少污染。在新课标化学教材中实验所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的有毒有害物质,这些物质的产生排放给环境造成了危害。用绿色化学观点改进中学化学实验,是培养学生绿色化学思想又一重要的教育方法。比如中学教材中制备氯气、二氧化硫等气体,铜与硝酸、浓硫酸的反应实验等,往往毒害教室、实验室的空气,直接影响师生健康。我们要争取“绿色化学实验”教学。可通过改进实验装置,变化实验的形式,将有害气体尽可能作化学处理,以消除或减少有害气体的排放,尽量减少实验产物对环境的污染。如Cu与浓硫酸反应时,产生的气体不能不作处理直接排入大气中,而应在试管口用沾有NaOH溶液的棉花球吸收,防止污染环境。在进行化学实验时,不断改进化学实验方法,则可消除或减少有害气体的排放,例如,在浓硝酸与铜片反应的实验中,释放出的NO2是有刺激性气味的有毒气体,危害了同学们身体健康。如果改成微型实验效果将好得多,将铜片改成细长铜丝,这样只需拉出铜丝于试管外,即可随时中断反应,减少了不断逸出的NO2对教室环境的污染,也能达到实验的教学目的。另外将有毒实验改成封闭实验。如氯气的制备与性质实验、二氧化硫的制备与性质实验,改为针筒实验。如二氧化硫的性质实验:在若干个试管中收集好二氧化硫气体,并用医用滴瓶的胶塞封住试管口,用若干个注射器分别吸取NaOH、酸性KmnO4溶液、溴水等,分别注入收集好的二氧化硫的试管中,观察实验现象。本实验完全在封闭的条件下进行,无任何有害气体逸出。在做学生实验时,还要引导教育学生,注意实验前后各种有害(毒)物质的取用和处理,以及各种废物的循环利用,不使周围环境受到污染。同时教育学生要从爱护自己的周围环境做起,使校园有一个良好的环境,努力实现校园“零污染”。实验后的废液、废渣尽可能回收利用,在实验过程中,注重环保问题,不仅可以大大减少环境污染,而且能对学生直接渗透绿色化学思想。把绿色化学思想贯穿在化学教学的全过程中,一方面是为了从小培养有强烈环保意识的人,另一方面,绿色化学实验本身就是化学教学中实施素质教育的重要内容和必要保证。

随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正席卷全球,二十一世纪将成为绿色世纪。绿色化教育有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会可持续发展,中学化学教学不仅要使学生懂得基础化学原理,了解物质化学变化的基本规律,更要使学生知道人类怎样运用化学科学来避害扬利,尤其是绿色化学起到的重大作用。在中学化学教学中应该加强绿色化学思想的宣传,使学生清除从社会上带来的对化学的种种误解和偏见,尤其要突出环保意识。在化学教学中,渗透绿色化学思想,应用绿色化学的理念进行化学教学设计,并且还要着重介绍绿色化学在防治大气污染、温室效应,保护臭氧层,保护土壤、水质及生态环境中的重要贡献,介绍化学产品对提高生活质量,保障人类健康和安全方面所起的作用,从而激发学生学习化学的兴趣,明确化学学习的目的。真正做到绿色无所不在,只有这样我们的教育才能够充满生机,绿意盎然。