当前位置:无忧公文网 >范文大全 > 征文 > 课堂教学渗透绿色化学理念的探索与实践

课堂教学渗透绿色化学理念的探索与实践

时间:2022-04-02 08:38:04 浏览次数:

摘 要: 化学教师应结合课本内容及绿色化工原理,利用绿色化学习题,实施绿色化学渗透式教学,作者对此作了实践与探索。

关键词: 绿色化学理念 渗透式教学 渗透

二十一世纪的化学将是研究和创建绿色化原理与技术的科学,就化学的外延而言,与生命、材料、环境等领域的交叉也将受到高度关注。毫无疑问,随着可持续发展战略的实施,“循环经济”、“和谐社会”等概念的提出会更大地促进绿色化学在中国的发展。绿色化学这一“预防化学污染的新观点”逐步深入人心,绿色化学教育已经成为大势所趋。

化学教师要树立可持续发展的观念,将绿色化学的思想贯穿于整个化学教育的全过程,在课堂教学中要时时结合教学内容,渗透绿色化学理念。渗透式教学就是把绿色化学的基本思想、原理、工艺和技术等知识分散并渗透到现有的课程中。

1.结合课本内容,渗透绿色化学理念

实施绿色化学教育的任务应该是每个化学教师必须履行的义务和责任,目的是培养学生能自发产生防止环境污染的行为和意识,让学生认识到只有切断污染的根源,才能真正实现绿色化学。化学教师绿色意识的树立是绿色化学走向课堂的前提,教师的观念会在教学过程中潜移默化地传递给学生。因此,结合课本的教学内容,在课堂教学中有效地渗透绿色化学理念就显得极其重要。

例如在讲氯气的性质和用途时,可以对比过氧化氢和臭氧。在造纸工业中对于纸浆的漂白,过氧化氢、臭氧等绿色氧化剂将逐渐取代氯气。因为使用过氧化氢和臭氧做漂白剂,不会产生二噁英和其他有机氯化物等有毒致癌物。再如讲到CO温室效应及其引起的全球气候变暖,威肋着人类的生存和发展,就可以启发学生思考:如何解决温室效应呢?学生通过查阅大量的资料,亲身去经历,去了解当今社会发展的新动态,会激发学习兴趣,他们会发现解决温室效应实际就是减少CO的排放或将CO消除,将CO注入深海中消除CO的危害是当今世界最新的方法[1]。

又如在学生观看钢铁的冶炼等工业生产录像时,可以介绍最近美国匹兹堡大学新开发出一种无铅环保型“绿色钢材”。这种钢材是用锡代替铅,减少了含铅钢材制造过程中的环保监测费用,降低了生产成本,且与含铅钢材同样具有良好的机械加工性能。接触法制硫酸,黄铁矿的粉碎和鼓入过量空气,以及SO等原料气的“二次转化二次吸收”,等等,是从提高原料利用率出发设计工艺;而无氰电镀等则是从采用无毒原料出发来设计工艺,均体现了“绿色化学”特点的设计思想。通过教学,学生懂得,科学技术本身就具有生态价值,包含绿色化学在内的绿色科技,将使人类与自然在高层次上和谐共处。

再如固氮工程:(1)人工化学固氮(氨的工业制法);(2)豆科植物和苜蓿根部根瘤菌的生物固氮;(3)雷雨时的闪电固氮。人工化学固氮能耗高且工艺复杂,在生产过程中易产生大量“三废”而严重污染环境。故研究如何像植物根瘤菌一样不消耗能源,不需大量厂房和机械设备并对环境无污染的生物固氮,是化学家们不懈追求的“绿色化学”目标。

2.结合绿色化工原理,渗透绿色化学理念

绿色化学的“原子经济性”是指,在化学品合成过程中,合成方法和工艺能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多地转化到最终产物中。化学反应的“原子经济性”概念是绿色化学的核心内容之一,最早由美国斯坦福大学的B.M.Trost教授提出[2]。原子利用率不同于产率,原子利用率=期望产品的摩尔质量÷反应中按计量所得物质的摩尔质量×100%。

评价绿色化工的另一重要依据是“环境因子”,它是近几年受到关注的评价指标,它比原子利用率更便于评价某种工艺指标。环境因子可定义为:在一个化学反应过程中,所生成废物质量占目标产物质量的比值。相对于每一种化工产品而言,目标产物以外的任何物质都是废物;对于原子利用率为100%的原子经济性反应,环境因子为零。培养学生的绿色化工意识,引导学生根据绿色化学的原则,反思其原理的可行性与绿色性[3,4],是实行可持续发展的基本要求。

例如,治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分是Al(OH),引导学生用铝、稀硫酸、烧碱为原料,设计出制备Al(OH)的三种途径[5]:①2Al+3HSO=Al(SO)+3H↑,Al(SO)+6NaOH=3NaSO+2Al(OH)↓;②2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H↑,2NaAlO+HSO+2HO=2Al(OH)↓+NaSO;③2Al+3HSO=Al(SO)+3H↑,2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H↑,Al(SO)3+6NaAlO+12HO=8Al(OH)↓+3NaSO。

分析、计算以上反应方程式中各个量列表如下:

由此可以看出,理论上制备相同量的目标产物Al(OH),方案①所用原料(HSO和NaOH)最多,产生的副产物(NaSO)最多,环境因子最大,方案最差。而方案③所用原料最少,产生的副产物最少,所以环境因子最小,因此,③是其中的最佳方案。

3.利用绿色化学习题,强化绿色化学意识

在化学教学中,培养学生的绿色意识,是社会可持续发展的基本要求。因此我们应有意识地选择体现绿色化学教育的试题,让学生通过解题潜移默化,逐步建立绿色意识。例题如下:

(1)据了解,我国兴建的三峡工程,将提供水力发电功率相当于2240万千瓦的火力发电站。因此三峡工程的建设将有助于控制(?摇)。

A.温室效应?摇B.城市污水的任意排放

C.白色污染?摇D.长江上游的洪涝灾害

(2)已知1克炭粉在氧气中完全燃烧放出热量32.8kJ(与1克原煤相当)。试写出相关的热化学方程式:?摇。

(3)若以火力发电,要达到2240万千瓦的功率,每年至少需耗原煤多少万吨?(每年按365天计,1千瓦小时=3.6×10焦)

本题既有选择,又有填空,还有计算,题型多样;既有化学知识,又有物理知识,综合性强。用水发电来节约煤炭资源,体现了绿色化学思想,围绕三峡工程提出问题,内容新颖,有时代感,能吸引学生的兴趣,有利于提高学生的综合素质,引导开创新能源的思考。

4.结语

绿色化学理念的渗透涉及到化学教育的许多方面,需要化学工作者不断付出艰辛的劳动,不断探索,不断完善,使绿色化学教育逐渐成为现实。化学教师必须重视这一问题,在积极整治污染的同时,大力开展绿色化学教育。当新一代人的绿色化学意识提高时,绿色化学的理念将充分地渗透,绿色化学的理论和成果将获得充分的发展。

参考文献:

[1]吴长才.中学化学实验教学绿色化的探索[J].南平师专学报,2001,(2):78-83.

[2]朱清时.绿色化学[J].化学进展,2000,(4):410-414.

[3]曾小华,王方,徐方野等.反思型教师的自我培养[J].药学教育,2009,25,(5):17-18.

[4]曾小华,王红梅.浅议多媒体课件制作中的教学规律[J].中国高等医学教育,2009,(11):9-10.

[5]谢志刚,宋仲容,王家平.无机化学教学中绿色化学理念的渗透[J].化学教育,2006,(8):25-27.

基金项目:湖北医药学院研究项目(编号:201017,2009ZQB19);项目负责人及通讯作者曾小华。

推荐访问: 课堂教学 渗透 理念 探索 实践