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綠色化學(xué)的特點及核心范文1
[關(guān)鍵詞] 化學(xué)實驗教學(xué);綠色化學(xué)教育;環(huán)境保護(hù)教育
[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1008-2549(2017) 06-0108-02
“綠色化學(xué)”是伴隨著綠色食品、綠色消費的生活概念而提出的。綠色化學(xué)換言之又稱無害化學(xué),是利用化學(xué)來防止環(huán)境污染的一種可取性措施。生活各方面不再使用有毒的有害物|以及妥善處理產(chǎn)生的廢棄物,做到從根源上阻止污染的產(chǎn)生是綠色化學(xué)的使用理念。從根本上通過化學(xué)改善保護(hù)環(huán)境,推動工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展是綠色化學(xué)的目標(biāo)。以此我們應(yīng)該在化學(xué)實驗教學(xué)中加入綠色化學(xué)教育,使學(xué)生能夠從化學(xué)的角度使用相關(guān)知識對環(huán)境污染作出分析以及對一些化學(xué)現(xiàn)象做出合理解釋。綠色化學(xué)代表的不僅僅是一種理念,更是在生活實際操作中所帶來的社會環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的效益。我們要在化學(xué)實驗和化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最大可能地減少廢棄物的排放問題,盡可能做到“零排放”,從根源上解決環(huán)境污染問題。
一 綠色化學(xué)的核心涵義
綠色化學(xué)又為環(huán)境友好化學(xué),通過利用化學(xué)的技術(shù)來對環(huán)境污染問題進(jìn)行處理,來降低或者消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計或者制造的過程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生,使設(shè)計的化學(xué)過程和環(huán)境更加環(huán)保友好,從而在源頭上緩解化學(xué)污染的問題。
綠色化學(xué)從原料的安全性、節(jié)能型以及友好型等方面評價化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)勢。原子利用率及環(huán)境因子則是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。充分利用化學(xué)反應(yīng)物中的每一個反應(yīng)分子,從而在充分利用資源的同時又能防止環(huán)境污染。原子的利用率越高,那么相應(yīng)的所產(chǎn)生的污染物就越少,環(huán)境因子越小,相應(yīng)的對環(huán)境做成的污染也就越小。環(huán)境因子是在化學(xué)反應(yīng)過程中,所生成的廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比重。
把綠色化學(xué)融入化學(xué)實驗教學(xué)中去,有效地減少化學(xué)實驗中所產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境造成的污染,培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)境綠化意識;化學(xué)這門自然學(xué)科與社會環(huán)境的聯(lián)系十分密切,在化學(xué)實驗中引入綠色化學(xué)教學(xué)模式,從而培養(yǎng)綠色化學(xué)人才。
二 化學(xué)實驗中引入綠色化學(xué)
1 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識
化學(xué)實驗實則是一個產(chǎn)生廢棄物的過程,同時也是制造污染導(dǎo)致環(huán)境破壞的課程。當(dāng)化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢棄物順著實驗室的下水道排出時,污染物便會流入河中或者滲透進(jìn)地下,那么一些有機(jī)物和重金屬就會對土質(zhì)、河流造成嚴(yán)重污染,從而損害人類健康,影響人們的正常生活,因此在化學(xué)實驗教學(xué)中要不斷滲透綠色化學(xué)的思想,對學(xué)生重視環(huán)境、愛護(hù)環(huán)境的習(xí)慣進(jìn)行培養(yǎng),養(yǎng)成好習(xí)慣。對待所產(chǎn)生的廢棄物要進(jìn)行及時回收處理,堅決不能隨便倒瀉,導(dǎo)致環(huán)境的污染。在化學(xué)實驗室中需要分別設(shè)立“廢酸回收瓶”和“廢堿回收瓶”,對在化學(xué)實驗中產(chǎn)生的廢酸廢堿進(jìn)行回收。比如化學(xué)實驗中,所產(chǎn)生的硫酸鏈霉素與硫酸鐵產(chǎn)生反應(yīng)后生成的結(jié)合物在進(jìn)行傾倒之前,應(yīng)該將其中規(guī)定的PH后排放,那么對實驗室不能立即處理掉的有害物質(zhì)比如破損溫度計中的水銀,就要妥善處理將其回收入瓶中用水封好,通過有機(jī)化合物等回收到指定容器內(nèi)送進(jìn)藥品庫進(jìn)行統(tǒng)一處理。在這一過程中要特別注意,電池不能進(jìn)行倒置,否則其中有害液體將滲出污染環(huán)境。
2 加強(qiáng)綠色化學(xué)實驗教學(xué)改革
綠色化學(xué)實驗本就是化學(xué)實驗教學(xué)課程中的教育創(chuàng)新內(nèi)容,其指導(dǎo)方針是以綠色化學(xué)為主要內(nèi)容,用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法以及新技術(shù)來對化學(xué)實驗內(nèi)容及教育方法進(jìn)行相應(yīng)的一定改進(jìn),極大減少實驗室所產(chǎn)生的三廢物質(zhì),也在一定程度上消除有害物質(zhì),來實現(xiàn)綠色化學(xué)的要求。比如在“二元溶液沸點組成圖的繪制”實驗進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn),由原來的二元溶液一環(huán)乙烷改為乙醇一環(huán)乙烷。因為苯對人體有危害,同時也會造成環(huán)境污染,改為乙醇之后有效地對其所含毒性進(jìn)行降低,并且對回收液進(jìn)行重調(diào)沸點,再次利用。這樣做不僅減少了化學(xué)試驗成本還相應(yīng)的降低了化學(xué)環(huán)境污染,使得乙醇一環(huán)乙烷被回收反復(fù)利用,不倒瀉在環(huán)境中。
3 開展化學(xué)的微型試驗
綠色化學(xué)實驗是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下,對常規(guī)的化學(xué)實驗進(jìn)行一定的教學(xué)改革從而形成的新的化學(xué)實驗辦法。通過大力開展微型的化學(xué)實驗,主要通過改用常規(guī)的小容量儀器,在對實驗方法實驗操作不變的前提之下進(jìn)行微型實驗,從而減少了藥品用量,以及反應(yīng)物和造成的污染 。而另一方面所進(jìn)行微型實驗會使整個實驗過程更加安全、便捷,有效地減少了化學(xué)實驗的成本經(jīng)費。比如在進(jìn)行硫酸鏈霉素水解速度常數(shù)以及乙酸乙酯皂化反應(yīng)常數(shù)的化學(xué)測驗時,從原定化學(xué)實驗容器20ml改為10ml的取樣,試劑的用量特別少,操作起來就相比之前更加迅速簡練,重要的是采用微型容器不會對環(huán)境造成污染。
4 重視實驗產(chǎn)生的廢棄液體回收處理
化學(xué)實驗室所產(chǎn)生的廢棄液體種類比較多但是量不是很大,我們通過結(jié)合實驗內(nèi)容,對廢棄液體進(jìn)行規(guī)整分類,將其分類儲存在統(tǒng)一規(guī)定的容器之中,由專門的工作人員處理廢棄液體。那么在對廢棄液體進(jìn)行處理的過程中就需要實驗指導(dǎo)老師對其認(rèn)真負(fù)責(zé),注重培養(yǎng)學(xué)生的操作技能訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)環(huán)境的保護(hù)意識。因此要求學(xué)生對于實驗之后產(chǎn)生的廢棄液體以及渣滓必須倒入制定的容器之中。實驗室的工作人員及指導(dǎo)老師也必須具有高度的責(zé)任心,對各種廢棄液體進(jìn)行及時認(rèn)真地收集。經(jīng)過處理之后,達(dá)到國家允許排放標(biāo)準(zhǔn)即可排放。
三 綠色化實驗教學(xué)相應(yīng)措施
1 教學(xué)內(nèi)容綠色化
在原有的教材實驗基礎(chǔ)之上,對實驗的系列進(jìn)行改造,對綠色化學(xué)實驗的內(nèi)容加以改造。在保證實驗方法科學(xué)合理的同時,以保護(hù)環(huán)境為實驗?zāi)康模M(jìn)行化學(xué)實驗。在實驗中,化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢棄物較多,回收利用的較少,對資源造成了浪費,形成化學(xué)實驗的環(huán)境污染。在一些有毒氣體制備的試驗中,應(yīng)對產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行處理或者燒掉,最大程度地把有毒氣體轉(zhuǎn)為無毒或者毒性降解物。針對化學(xué)實驗的大綱內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整安排,針對基礎(chǔ)的化學(xué)操作進(jìn)行重組并且相應(yīng)地減少,將基礎(chǔ)實踐融入進(jìn)化學(xué)實驗中去,選取綠色無害的化學(xué)內(nèi)容,對基礎(chǔ)操作以及性質(zhì)驗證的化學(xué)實驗所需的物質(zhì)進(jìn)行節(jié)省,從而減少對化學(xué)環(huán)境的污染。在安排實驗項目內(nèi)容時,按照大綱要求的基本實驗操作步驟盡量分解在每次的滴定實驗之中。在實驗過程中本著綠色化學(xué)的思想原則直接訓(xùn)練學(xué)生使用吸量管、滴定管等容器的基本操作技能,而不必去分開單獨練習(xí)。這樣既節(jié)省了化學(xué)實驗所需的實驗時間又減少了開展化學(xué)相關(guān)實驗所需要的藥品開銷,同樣針對性地減少了環(huán)境污染。
2 串聯(lián)實驗,充分利用
在大多數(shù)化學(xué)實驗中,重絡(luò)酸鉀法測定鐵是一個與生活緊密相關(guān)的經(jīng)典實驗,學(xué)生在此實驗中可以掌握實驗所證實還原的基本定法理論。那么在此同時,實驗過程所需要的重絡(luò)酸鉀是一種非常穩(wěn)定、氧化性適宜的滴定劑。通過串聯(lián)實驗做成一個系列實驗,使得前部實驗的產(chǎn)物應(yīng)用于下個實驗當(dāng)中,在檢查學(xué)生實驗效果的同時還有效的增強(qiáng)了學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識,達(dá)到物盡其用的效果。針對串聯(lián)實驗可見不僅減少了對藥品方面的浪費,相應(yīng)地降低了對環(huán)境的污染。
3 建立網(wǎng)上實驗室,進(jìn)行仿真實驗
隨著我國計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,通過計算機(jī)對化學(xué)實驗進(jìn)行模仿已經(jīng)是當(dāng)下化學(xué)教學(xué)中擺脫傳統(tǒng)物質(zhì)實驗的改革,它的發(fā)展不僅僅是教育方法技巧的更新,更是對保護(hù)自然資源緩解化學(xué)所造成的環(huán)境污染的一種方式。
我們通過在網(wǎng)上建立化學(xué)實驗室,將模擬實驗有效地利用到化學(xué)實驗課程中去,來達(dá)到化學(xué)教育的輔助教學(xué)目的。在模擬實驗開始之前,要對學(xué)生進(jìn)行組織觀看各種儀器的操作及簡要分析,通過計算機(jī)模擬實驗對儀器進(jìn)行仿真講解以及實驗過程的仿真操作,幫助學(xué)生完成化學(xué)實驗的機(jī)理及儀器操作基本原理;進(jìn)行傳統(tǒng)化學(xué)實驗中不應(yīng)出現(xiàn)的違規(guī)化學(xué)操作,將后果展現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生看到所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性,避免后果的產(chǎn)生。采用多媒體實驗仿真手段,方便地解決了減少環(huán)境污染,深化綠色化學(xué)的理念。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上理解掌握化學(xué)理論。不僅能夠很好地解決傳統(tǒng)化學(xué)實驗中的不足,更是化學(xué)實驗實現(xiàn)綠色化學(xué)事項的重要研究內(nèi)容,也是減少化學(xué)實驗室廢棄物對環(huán)境造成污染的最佳途徑。
參考文獻(xiàn)
綠色化學(xué)的特點及核心范文2
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué) 多媒體教學(xué) 教學(xué)改革
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)。它的核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過程和化工生產(chǎn)中,盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的物質(zhì)。
化學(xué)教育尤其大學(xué)化學(xué)教育是為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的。醫(yī)學(xué)類職業(yè)是與人類生死、健康休戚相關(guān)的事業(yè),保障人類健康離不開藥物,藥物合成又離不開化學(xué),而化學(xué)工業(yè)的發(fā)展又在很大程度上直接影響了人類的健康。如何在這三者之間構(gòu)建和諧,綠色化學(xué)是唯一出路。綠色化學(xué)不應(yīng)是一門獨立學(xué)科,而應(yīng)是一種指導(dǎo)思想,是人們應(yīng)該傾力追求的目標(biāo)[1]。作為大學(xué)化學(xué)教師,我們首先應(yīng)該結(jié)合實際情況,將綠色化學(xué)教育滲透到教學(xué)工作中去,通過廣泛的宣傳教育,讓學(xué)生樹立起綠色化學(xué)意識,培養(yǎng)出具有綠色化學(xué)意識的一代新人[2]。綠色化學(xué)成為醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)教育的一個重要組成部分,給改革課堂教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力提供了良好的契機(jī)。
1.提高自身實施綠色化學(xué)教育的能力和專業(yè)水平。
綠色化學(xué)是化學(xué)科學(xué)與物理、生物、材料及信息等科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,是化學(xué)科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步。因此教學(xué)人員不但需要具備化學(xué)基礎(chǔ)知識、理論和技能,還要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)關(guān)于綠色化學(xué)的理論知識,了解有關(guān)綠色化學(xué)技術(shù)的最新研究成果和發(fā)展方向,掌握相關(guān)學(xué)科的知識。
2.改革實驗方式,避免實驗污染物產(chǎn)生。
化學(xué)實驗中總有氣體、液體或固體產(chǎn)物的生成,或多或少地會產(chǎn)生有害或有毒的實驗廢棄物。筆者所在的安徽三聯(lián)學(xué)院醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)課程針對的是文理兼收的醫(yī)藥營銷專業(yè)學(xué)生,他們畢業(yè)后從事藥物開發(fā)、合成的可能性很小,進(jìn)行化學(xué)實驗實際意義不大,因此在實際教學(xué)中取消了實驗操作環(huán)節(jié)。對于個別必要的實驗,借助網(wǎng)絡(luò),利用錄像、多媒體課件、Flas、計算機(jī)虛擬實驗等現(xiàn)代教育技術(shù)手段進(jìn)行演示,避免了化學(xué)污染物的產(chǎn)生。
3.針對職業(yè)需要,整合醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)知識結(jié)構(gòu),添加綠色化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
筆者選用了張法浩主編的《醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)》,該教材包含了無機(jī)、分析及有機(jī)化學(xué)的內(nèi)容。隨著教學(xué)改革的深入,根據(jù)專業(yè)的特點及教育部對高職學(xué)生理論知識“夠用為度”的原則,我院該課程總學(xué)時只有72節(jié),比過去減少了二分之一,這就要求教師在教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法等方面做出調(diào)整,以適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要[3]。要更多地將醫(yī)藥營銷工作中實際需要的知識融入教學(xué)過程,摒棄那些不重要又晦澀難懂的知識,使醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)真正成為理論的基石。現(xiàn)行教材內(nèi)容與職業(yè)缺乏緊密聯(lián)系,忽視了與實際的聯(lián)系,學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動性和積極性。因此,筆者對課程進(jìn)行了重新整合,刪減和壓縮了教材中電解質(zhì)溶液、酸堿滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子軌道理論等章節(jié)內(nèi)容。將壓縮的理論和實驗課時用以補(bǔ)充綠色化學(xué)內(nèi)容[4][5],多元化、多層次、多角度地向?qū)W生揭示、展現(xiàn)綠色化學(xué)與基礎(chǔ)化學(xué)的緊密聯(lián)系。對晦澀難懂的內(nèi)容以教師精講為主;常識性的內(nèi)容由學(xué)生講解;與生活息息相關(guān)相關(guān)的內(nèi)容設(shè)計題目,讓學(xué)生發(fā)表見解、分組討論或辯論,然后由教師進(jìn)行總結(jié)。這樣既突出了重點、難點,又培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)的能力,提高了學(xué)習(xí)興趣。
4.學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識、原理,結(jié)合綠色化學(xué),撰寫科技小論文。
作業(yè)是課程教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié),是課堂教學(xué)的繼續(xù)和延伸。除了布置教材習(xí)題外,為讓學(xué)生更深入更主動地將綠色化學(xué)的理念滲透到傳統(tǒng)化學(xué)學(xué)習(xí)中,在課程結(jié)束前,筆者布置學(xué)生選擇與“可持續(xù)發(fā)展”有關(guān)的選題,通過探究和調(diào)查,查找相關(guān)文獻(xiàn)、資料,并對其進(jìn)行分析、解釋、評價、調(diào)查、討論、研究,寫出科技小論文。從對連續(xù)三屆學(xué)生提交的論文情況看,由于平時的教學(xué)中始終貫穿了“綠色”這個與人類健康密切相關(guān)的主題,學(xué)生興趣濃厚、選題廣泛、立意明確,從問題的提出到問題的解決,學(xué)生始終是決策者、行動者。學(xué)生從可持續(xù)發(fā)展的高度去關(guān)心環(huán)境及環(huán)境問題,更深刻地理解了人與自然、人與社會、人與人之間的相互依存關(guān)系,認(rèn)識到他們的態(tài)度、行為和決定將對現(xiàn)在和未來的全球環(huán)境、整個社會產(chǎn)生影響,激發(fā)了學(xué)生的憂患意識和社會責(zé)任感。
5.改革教學(xué)方式及成績評定方式。
隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的普及,多媒體教學(xué)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。五年的教學(xué)中,筆者經(jīng)歷了傳統(tǒng)教學(xué)――傳統(tǒng)教學(xué)+多媒體教學(xué)――多媒體教學(xué)這一教學(xué)手段改革過程。實踐證明,利用多媒體教學(xué),無論信息量還是教學(xué)效果都得到了極大的提升。
完整的教學(xué)過程應(yīng)該包括成績的評定,考試方法的創(chuàng)新是教學(xué)改革不可缺少的環(huán)節(jié)。從2005級開始,課程成績的評定項目包括:平時成績20分,科技論文40分,理論考試40分。前兩項是基本體現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的考核,占總分60%,比重超過了理論知識的考核,既有利于調(diào)動學(xué)生提高自身素質(zhì)的積極性,又促進(jìn)了教改的不斷推進(jìn)和完善。
筆者經(jīng)過幾年嘗試性地將綠色化學(xué)融入到醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)的教學(xué)探索,逐漸實現(xiàn)了“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”的教學(xué)理念,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。教學(xué)中及時滲透綠色化學(xué)方面的知識,適當(dāng)?shù)丶由詈退季S拓展,使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育,成為有綠色化學(xué)理念的新一代高職大學(xué)生,是時代的要求,是素質(zhì)教育的要求。
參考文獻(xiàn):
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綠色化學(xué)的特點及核心范文3
[關(guān)鍵詞]綠色化學(xué);素質(zhì);教育;作用
[中圖分類號]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A
素質(zhì)教育在國內(nèi)教育界的呼聲日益高漲,但是面對中國的應(yīng)試教育,一路坎坷,很不樂觀。中國著名歷史學(xué)家章開沅老先生曾說,人類正在毀滅自然,我們要盡快改變這種現(xiàn)象,急需提高全人類的素質(zhì)。老先生的幾句話,道破了素質(zhì)教育在社會、歷史、人類發(fā)展方面的緊迫性。眾所周知,各種化學(xué)污染又是造成環(huán)境惡化、自然生態(tài)破壞的罪魁禍?zhǔn)住kS著工業(yè)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,綠色化學(xué)的概念被提出并迅速得到全世界的認(rèn)同,綠色化學(xué)教育在促進(jìn)素質(zhì)教育方面同樣有不可小覷的作用。
1綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué)是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的,是一個“新化學(xué)嬰兒”,綠色化學(xué)的概念由美國化學(xué)會(ACS)提出,目前得到世界廣泛的響應(yīng),它涉及分析化學(xué)、生物化學(xué)、催化、有機(jī)合成等學(xué)科,內(nèi)容廣泛。其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染;反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。綠色化學(xué)不同于傳統(tǒng)化工化學(xué)的最大特點就是,在始端采用預(yù)防污染的科學(xué)手段。如此一來,過程和終端均為零排放或零污染。故此,綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。“化學(xué)的綠色化”已作為世界上很多國家新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。
2綠色化學(xué)教育的必然性
傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重,目前每年產(chǎn)生的有害廢物達(dá)3億噸~4億噸,給環(huán)境造成危害,并威脅著人類的生存。
據(jù)統(tǒng)計,由于煤等礦產(chǎn)資源的燃燒,20世紀(jì)末全世界每年排出的二氧化硫達(dá)到1.5×108t。作為人口大國,中國當(dāng)時的生產(chǎn)方式無疑也是粗放型的,我國1997年二氧化硫的排出量為1.408×10 t,1999年為1.114×10 t,其中90%來自煤的燃燒。此外,礦石中的一些有害元素,如鉛、汞等也會隨氣體排出。
水污染是環(huán)境污染的一個重要方面,影響著整個環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)和人類的生存健康。據(jù)“中國2000年水環(huán)境預(yù)測與對策研究”報道,每年都有數(shù)以萬噸計的酚、氰、砷、汞、鉻、鉛、錫和石油類有害物質(zhì)進(jìn)入江河湖海。2000年,中國污水總量為7.9×1010t,工業(yè)廢水為6.121×1010t。
固體污染方面主要有以下表現(xiàn)。我國的礦物資源主要靠自給,由于礦石品位低、開采技術(shù)不先進(jìn),采礦過程中造成的固體廢棄物較多,造成不同程度的污染。據(jù)1988年不完全統(tǒng)計,僅煤炭、冶金、電力、化工行業(yè)一年就產(chǎn)生5.6×108t固體廢物。截至1988年,全國積存的露天廢物已達(dá)66×108t,占地面積為5.3×108m3,其中農(nóng)田占3.5%。
由此可見,不管從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的角度看,還是從社會的視角看,化學(xué)工業(yè)都不能再承擔(dān)使用和產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)所造成的結(jié)果,我們需要大力研究與開發(fā)從源頭上減少和消除污染的綠色化學(xué)。
綠色化學(xué)是未來的發(fā)展趨勢,也是世界的希望。目前我國正在逐力加大對學(xué)生素質(zhì)教育的培養(yǎng),知識與社會接軌、理念與世界同步必不可少。這就要求我們在化學(xué)教學(xué)中大力提倡綠色化學(xué)教育。
3綠色化學(xué)教育對促進(jìn)素質(zhì)教育的作用
在中學(xué)化學(xué)實驗中,大多實驗只強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能,有關(guān)環(huán)境污染及防治的內(nèi)容并不多,幾乎不涉及實驗中的“三廢”對環(huán)境的污染及防治問題。即使偶有涉及此類問題,也只談其危害和治理,這只是傳統(tǒng)的環(huán)境化學(xué)保護(hù)或防治,而不是從污染始端預(yù)防的角度出發(fā)。如此,很容易使學(xué)生形成錯誤的認(rèn)識,認(rèn)為人類在防止化學(xué)污染方面無能為力,化學(xué)科學(xué)本身或化工生產(chǎn)污染環(huán)境是必然的。
綠色化學(xué)思想及其基本知識在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中十分重要。我們可以通過改變教學(xué)方法、改進(jìn)化學(xué)實驗方案等形式組織學(xué)生參觀臨近的水泥廠、造紙廠、制糖廠等化工企業(yè),觀察生產(chǎn)廠家對排放廢液的治理情況。也可以讓學(xué)生觀察被污染的水源、土壤等情況,在觀察和比較中認(rèn)識環(huán)境保護(hù)的重要性,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性。這樣,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識和人文情懷,還可以全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
為了讓學(xué)生充分了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和綠色化學(xué)技術(shù)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用成果,還可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀污水處理廠或化工新型企業(yè),增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)綠色化學(xué)知識的興趣,使學(xué)生很好地掌握環(huán)境化學(xué)知識。另外,化學(xué)教師也要時刻更新自己的知識結(jié)構(gòu),授課過程中不斷傳授綠色化學(xué)的觀念,讓綠色化學(xué)和環(huán)保意識潛移默化地滲透到同學(xué)的心中。在教學(xué)中還可以把綠色化學(xué)和常規(guī)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行對比,在對比中讓學(xué)生認(rèn)識到綠色化學(xué)的好處。授課過程中采用多媒體教學(xué)等多種教學(xué)方法,加深學(xué)生對綠色化學(xué)的認(rèn)識和理解。
綜上可見,綠色化學(xué)教育在促進(jìn)素質(zhì)教育的歷程中意義重大。21世紀(jì),宣傳、普及綠色化學(xué)教育是時展的迫切要求,中學(xué)化學(xué)教學(xué)工作者必須走在時代的前列,大膽創(chuàng)新,為全面實現(xiàn)素質(zhì)教育獻(xiàn)策獻(xiàn)力。
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綠色化學(xué)的特點及核心范文4
【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);廢棄物處理;學(xué)以致用;化學(xué)教學(xué)
綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”,最早產(chǎn)生于化學(xué)工業(yè)發(fā)達(dá)的美國。1991年由美國化學(xué)會(ACS)提出并成為了美國環(huán)保署(EPA)的中心口號,目前得到世界廣泛的響應(yīng)。按照美國《綠色化學(xué)》(Green Chemistry)雜志的定義,綠色化學(xué)是指:在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時應(yīng)有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。綠色化學(xué)發(fā)展到今天是指能夠保護(hù)環(huán)境的一種化學(xué)技術(shù).它可通過使用自然能源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì).利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲藏技術(shù)的開發(fā),并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少廢棄物排放量。其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染;反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。
傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)已經(jīng)給人類環(huán)境帶來了很多污染。20世紀(jì)有2285萬多種人工合成的化合。由于早期的化學(xué)工業(yè)很多并沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍內(nèi),導(dǎo)致污染環(huán)境。科學(xué)既要認(rèn)識世界、改造世界,同時也要保護(hù)世界。為了應(yīng)對化學(xué)所面臨環(huán)境污染的挑戰(zhàn),提倡綠色化學(xué)刻不容緩。
化學(xué)是高中的一門重要課程,并且高中化學(xué)是學(xué)生真正接觸化學(xué)的早期與基礎(chǔ)。從化學(xué)入門就培養(yǎng)綠色化學(xué)的思想是非常重要并且也是必要與緊迫的,非常有重要意義的。
綠色化學(xué)是整個化學(xué)界的新概念,也是化學(xué)教學(xué)中的新理念。它要求教師必須在課堂課中課后教學(xué)中重視環(huán)境保護(hù),做好廢棄物的處理工作,并采取相應(yīng)的對策,落實綠色思想,增強(qiáng)學(xué)生們的環(huán)保理念。
素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)動手能力,在化學(xué)教學(xué)中經(jīng)常需要做化學(xué)實驗,進(jìn)行化學(xué)實驗的時候一定是會產(chǎn)生廢棄物的。如果教師沒有認(rèn)真處理,就會污染環(huán)境,而且不是教師一個人污染環(huán)境,而是帶著班集體一起污染環(huán)境。如果教師從始至終都落實綠色化學(xué)的思想,那么就會影響一個班集體走向合理處理廢棄物,愛護(hù)環(huán)境。另外教師應(yīng)該在化學(xué)中,合理設(shè)計化學(xué)實驗,從源頭上遏制廢棄物的生成,這樣雙向結(jié)合就能有效的防止化學(xué)教學(xué)和實驗所產(chǎn)生的廢棄物污染環(huán)境。
教師對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)思想的規(guī)范引導(dǎo),不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意思,教育學(xué)生從源頭上愛護(hù)環(huán)境,認(rèn)真處理廢棄物,更好地保護(hù)環(huán)境,而且將環(huán)保意思深入學(xué)生的內(nèi)心,從而提高學(xué)生的自覺性,逐漸把環(huán)保帶人日常生活,注重對周圍環(huán)境的保護(hù),提高教學(xué)效果。
那么在化學(xué)教學(xué)中究竟如何滲透綠色化學(xué)的思想呢?筆者在親身教學(xué)過程中覺得可以從以下幾個方面:
1首先,從全局看,將綠色想融入化學(xué)的整個教學(xué)過程中
教師要提高自身的行動自覺性,樹立綠色化學(xué)思想,并將它貫穿于整個化學(xué)課堂教學(xué),并以自身的行動帶領(lǐng)學(xué)生,幫助學(xué)生樹立綠色化學(xué)思想觀念。比如在學(xué)習(xí)氯這一個富集于海水中的元素時,介紹其化學(xué)性質(zhì)和特點,并具體在生活中運(yùn)用到的地方。生活中我們常常用到氯的化合物,比如漂白劑。常用的漂白劑是會影響環(huán)境,污染環(huán)境的,那么有沒有好的其他物品代替氯的化合物制成漂白劑呢?然后用聯(lián)想法引出過氧化氫,介紹其性質(zhì),通過化學(xué)方程式,向?qū)W生介紹過氧化氫無污染的特點。同時指出氯氣和過氧化氫的不同特點,如果將同樣具有清潔漂白效果的過氧化氫代替氯氣制成漂白劑原料的話,既能增強(qiáng)漂白效果,又能避免環(huán)境污染,從源頭上防止化學(xué)污染。這便是綠色化學(xué)。
2然后,將綠色化學(xué)思想融入高中實驗化學(xué)教學(xué)中
化學(xué)實驗就要真正的實施體現(xiàn)綠色化學(xué)思想的時刻。首先,在課堂之前,我會設(shè)計微型實驗,采用小號的實驗裝置和化學(xué)儀器,節(jié)約化學(xué)藥劑的用量。然后在實驗前會告訴學(xué)生認(rèn)真對待化學(xué)原料,嚴(yán)格按照劑量進(jìn)行化學(xué)實驗,不輕易浪費化學(xué)劑量,從實驗前就將減少環(huán)境污染的綠色化學(xué)灌輸學(xué)生的思想里。比如,在進(jìn)行氯氣性質(zhì)的化學(xué)實驗中,可以用少量的漂白液和稀硫酸,在小號的培養(yǎng)器皿里面制成氯氣,有效減少了對環(huán)境的污染。
在進(jìn)行化學(xué)實驗過程中,同樣需要謹(jǐn)記綠色化學(xué)思想。教師必須嚴(yán)格按照實驗步驟,采用標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)劑量以及盡量用綠色無毒,安全無害的化學(xué)制劑,如在白磷自燃的實驗中,可以采用磷化鎂進(jìn)行水解,產(chǎn)生的氫化磷會自燃直接代替白磷自燃,產(chǎn)生五氧化二磷,從而有效避免了有毒有害的物質(zhì)產(chǎn)生。
在化學(xué)實驗結(jié)束后,教師必須照嚴(yán)格按照要求處理產(chǎn)生的廢棄物,尤其是有污染的廢棄物要妥善處理。比如采用中和、分解、深埋、回收等措施,避免廢棄物污染環(huán)境,將綠色思想落到實處。
3在化學(xué)課堂中,將綠色化學(xué)思想與日常生活相互聯(lián)系
在化學(xué)教學(xué)過程中,可以將所學(xué)的知識與現(xiàn)今的環(huán)境污染直觀的聯(lián)系起來。比如學(xué)習(xí)C這個元素的時候,對其常規(guī)氧化物一氧化碳和燃?xì)庵卸荆細(xì)獗?lián)系在一起。二氧化碳和溫室效應(yīng)聯(lián)系在一起,這樣直觀淺顯既能讓學(xué)生輕松掌握化學(xué)知識點,同時又能提高他們的環(huán)保意識。
另外也可以組織防污染興趣小組重點關(guān)注生活中常見的各種污染,如生活中常見的噪音污染,光污染,水污染,固體廢棄物污染等,小組成員們一起分析這些污染的成因,學(xué)習(xí)了解污染給我們生活帶來的危害,并引導(dǎo)學(xué)生們?nèi)绾晤A(yù)防這些污染的存在等等。
4將綠色化學(xué)思想融入學(xué)生課后的課外實踐與生活中
在課后,教師可以提倡學(xué)生們進(jìn)行綠色化學(xué)實踐活動,比如回收廢舊電池,學(xué)習(xí)了解廢舊電池對環(huán)境的污染,回收的價值;洗滌產(chǎn)品的分類及對環(huán)境可能產(chǎn)生的污染;家庭固態(tài)廢棄物的分類和回收價值等等。通過這些調(diào)查活動,使學(xué)生們更好地選擇日常生活用品,有效地處理廢棄物,避免環(huán)境污染。
綠色化學(xué)的特點及核心范文5
【關(guān)鍵詞】高職院校 化學(xué)教學(xué) 綠色化學(xué)教育 環(huán)保意識
目前,環(huán)境問題已成為當(dāng)今人類面臨的嚴(yán)峻而緊迫的問題。20世紀(jì)90年代初,美國化學(xué)會針對日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,提出了“綠色化學(xué)”口號。“綠色化學(xué)”是指在反應(yīng)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(zhì)。綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。作為化學(xué)教育工作者,我們有必要在化學(xué)教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育,使綠色化學(xué)的觀點與新課標(biāo)的教學(xué)融合在一起,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、參與意識和決策能力。
一、 聯(lián)系地方環(huán)境狀況,樹立學(xué)生的環(huán)境憂患意識
利用化學(xué)學(xué)科優(yōu)勢,教師可以密切聯(lián)系當(dāng)?shù)貙嶋H,給學(xué)生介紹本地區(qū)的資源特點、工業(yè)狀況、環(huán)境現(xiàn)狀,以及本地區(qū)突出的環(huán)境問題。隨著改革開放的深入,地方工業(yè)和經(jīng)濟(jì)得到前所未有的飛速發(fā)展,但隨之而來的城市污水、工業(yè)“三廢”的無節(jié)制排放,不僅阻礙了農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,而且給生態(tài)系統(tǒng)造成了重大危害,嚴(yán)重危及人體的健康。我們應(yīng)組織學(xué)生成立化學(xué)興趣小組,利用閑暇時間對空氣和附近工廠的廢水進(jìn)行采樣分析化驗,指導(dǎo)學(xué)生寫出有關(guān)環(huán)保方面的調(diào)查報告。讓學(xué)生親身體驗到污染給人們帶來的危害,培養(yǎng)學(xué)生對環(huán)境保護(hù)的責(zé)任感,讓學(xué)生意識到實施綠色化學(xué)的重要性;明確發(fā)展經(jīng)濟(jì)不能走先污染再治理的老路,要提倡綠色化學(xué),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(xué)生的綠色化學(xué)思想。
二、在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)內(nèi)容
現(xiàn)行的化學(xué)教材已經(jīng)融入了一定的綠色化學(xué)知識,教師要時刻滲透綠色化學(xué)教育。例如:實驗室制氯氣的實驗中,多余的氯氣應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收,防止尾氣對環(huán)境造成污染,教師可同時講解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(hù)等;在談到“硫和氮的氧化物”的問題時,教師可講解酸雨的危害與防治、大氣的污染與防治;在談到“氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化”時,教師可介紹硝酸型酸雨和光化學(xué)煙霧的危害,以及汽車尾氣的處理;在“原電池”的教學(xué)中,教師應(yīng)指出化學(xué)電源產(chǎn)生的負(fù)面影響,并倡導(dǎo)回收舊電池,減少污染;在講“化學(xué)反應(yīng)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,等等,使學(xué)生意識到應(yīng)合理應(yīng)用化學(xué),用綠色化學(xué)觀點防治污染、保護(hù)環(huán)境,并為人類在綠色的地球上生存作出自己的貢獻(xiàn)。
三、在實驗教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想
化學(xué)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(zhì),這些物質(zhì)的產(chǎn)生排放給環(huán)境造成了危害。 在化學(xué)實驗中實施綠色化學(xué),有利于充分發(fā)揮現(xiàn)有藥品的利用率,減少原料的消耗,降低實驗成本,減少學(xué)校的開支,同時可減少污染的排放,提高環(huán)境質(zhì)量。在實驗教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想,教師可以從下幾個方面著手。
1. 開展微型化學(xué)實驗
用綠色化學(xué)的新理念對化學(xué)實驗進(jìn)行微型化,發(fā)展微型化學(xué)實驗,利用微型儀器、盡可能少的試劑進(jìn)行實驗,能減少中間生成物的轉(zhuǎn)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。
2. 改進(jìn)化學(xué)實驗,減少環(huán)境污染
化學(xué)實驗總伴隨著氣體、液體或固體物質(zhì)的生成,這些產(chǎn)物中許多是有毒或有害物質(zhì),會造成環(huán)境污染。做實驗時教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真考慮這些實驗有沒有污染環(huán)境,是否可循環(huán)利用、可回收再用、可再生利用,如何防止污染。在不影響實驗結(jié)果、觀察效果的前提下,改進(jìn)實驗內(nèi)容與儀器裝置,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。
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
在化學(xué)演示和學(xué)生分組實驗中,都存在著“廢氣、廢液、廢渣”的問題,這些問題的處理過程,是培養(yǎng)學(xué)生良好的環(huán)保習(xí)慣和體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的難得的機(jī)會。在實驗操作過程中,教師在演示實驗時要言行一致,做到實驗操作正確規(guī)范,尤其是涉及綠色化學(xué)教育的內(nèi)容,比如在藥品的取用和稱量、液體的量取和轉(zhuǎn)移、過濾等基本操作過程中,準(zhǔn)確熟練的動作可避免藥品灑落、揮發(fā)而造成污染。每次實驗完畢后的廢液,一定要按指定程序傾倒或回收,這樣才會牢固樹立學(xué)生的環(huán)保意識。
4. 創(chuàng)意利用廢物
綠色化學(xué)的特點及核心范文6
(山東中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,山東 濟(jì)南 250000)
摘 要:化學(xué)實驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一就是實驗教學(xué)綠色化,通過對實驗的研究和設(shè)計實現(xiàn)減少對環(huán)境的污染,是可持續(xù)化發(fā)展的必要選擇.本文就綠色化學(xué)概念、意義、原則等方面,淺析高校綠色化實驗的必要性,并初步探討了如何實施綠色化學(xué)實驗.
關(guān)鍵詞 :實驗教學(xué)改革;綠色化學(xué)實驗;環(huán)境保護(hù)
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-260X(2015)02-0222-02
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,但在實驗中由于藥品用量大、危險性大和使用一些易揮發(fā)、易燃、有毒的試劑很難避免對人體產(chǎn)生危害、對環(huán)境造成污染.在全球環(huán)境問題日益嚴(yán)峻化的現(xiàn)在,珍惜資源和保護(hù)環(huán)境是人類面臨的重大課題.自20世紀(jì)80年代明確提出的綠色化學(xué),是具有明確社會需求和學(xué)科目標(biāo)的新的、重要的交叉學(xué)科,近年來受到更多的高校重視[1].綠色化學(xué)實驗正是在此要求下,按照預(yù)防化學(xué)藥劑造成環(huán)境污染的思想指導(dǎo)下,應(yīng)用新方法、新技術(shù)對常規(guī)實驗教學(xué)進(jìn)行改革而形成的新的化學(xué)實驗方法.現(xiàn)在有很多高校在實驗教學(xué)中針對綠色化學(xué)的要求對實驗進(jìn)行設(shè)計和改進(jìn)做出了很多有益的嘗試,也取得了理想的效果,而且實踐證明實驗教學(xué)的綠色化對激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的興趣、強(qiáng)化動手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維和對樹立環(huán)境保護(hù)意識上有重要的促進(jìn)作用.
筆者結(jié)合多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗,針對實驗教學(xué)綠色化的要求、意義、原則等方面進(jìn)行了初步的探討.
1 綠色化學(xué)實驗教學(xué)的必要性
1.1 綠色化學(xué)的定義
綠色化學(xué)是20世紀(jì)80年代提出的新的概念,進(jìn)而產(chǎn)生了一個新的交叉學(xué)科,其目的是用化學(xué)的技術(shù)和方法來減少那些對人類健康和環(huán)境有害的催化劑、試劑、原料等的使用,所以又被稱為環(huán)境無害化學(xué)或是環(huán)境友好化學(xué)[2].綠色化學(xué)主要是從原材料的安全行、過程的節(jié)能性、反應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)物的環(huán)境友好性幾個方面來評價一個化學(xué)反應(yīng)的可行性.其中“4R”原則是其核心內(nèi)容:即拒絕使用危害品原則(Rejection)、對實驗中必須使用的有毒物質(zhì)或是產(chǎn)生有毒物質(zhì)的實驗實行減量原則(Reduction)、對一些催化劑等非反應(yīng)試劑的循環(huán)利用原則(Recycling)、對可重新利用原料和試劑按照“省資源、少污染、減成本”的目標(biāo)的重新利用原則(Reuse)[3].在生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)峻的今天,綠色化學(xué)的出現(xiàn),為人類利用化學(xué)來解決環(huán)境問題帶來了希望.
1.2 實驗教學(xué)綠色化的必要性
化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,在高校化學(xué)課程中實驗教學(xué)占了很大的比重,是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的關(guān)鍵.化學(xué)實驗教學(xué)的目的在于讓學(xué)生觀察、認(rèn)識和理解化學(xué)反應(yīng)、驗證已有理論和方法;熟練掌握實驗方法和技能是進(jìn)行科學(xué)實驗工作的初步,能培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力、對待科學(xué)嚴(yán)肅的態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和良好的實驗習(xí)慣和創(chuàng)新能力.近年來環(huán)境保護(hù)問題越來越被重視,且在實驗室逐步開展清潔實驗的概念,通過對實驗“三廢”的集中處理和科學(xué)的回收利用,達(dá)到對貴重金屬和試劑的重復(fù)利用和對“三廢”的達(dá)標(biāo)處理.但實際過程中需要大量的人力,為此在綠色化學(xué)原則的指導(dǎo)下,開展實驗教學(xué)的綠色化是非常必要的.所以在日常教學(xué)中,應(yīng)在教師和學(xué)生頭腦中樹立綠色化學(xué)的意識,從環(huán)境保護(hù)等各個方面來考慮實驗的設(shè)置、實驗方法手段等因素,使化學(xué)對環(huán)境保護(hù)發(fā)揮積極作用.
綠色化學(xué)概念也是21世紀(jì)大學(xué)生應(yīng)具備的基本素質(zhì),只有較強(qiáng)的綠色化學(xué)理念和保護(hù)環(huán)境意識才能適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要.當(dāng)代大學(xué)生的知識面應(yīng)該是復(fù)合型、綜合型的[4],而學(xué)科的交叉滲透是學(xué)科發(fā)展的必然趨勢,因此在實驗教學(xué)中不但要知道學(xué)生使用綠色的實驗方法更要向?qū)W生灌輸綠色化學(xué)理念,積極開展綠色化學(xué)實驗,努力推進(jìn)實驗教學(xué)綠色化具有十分重要作用.
2 綠色化學(xué)實驗教學(xué)的要求和原則
2.1 實驗設(shè)計要求
綠色化學(xué)實驗要求實驗產(chǎn)物對環(huán)境無物質(zhì)種類改變,或是影響極小,具體細(xì)化以下幾個方面:
(1)最佳利用率,即實驗反應(yīng)中原料利用率盡可能達(dá)到百分之百.
(2)不向環(huán)境排放有毒物質(zhì)或者排放物質(zhì)是正常環(huán)境中本身具有的,例如N2、O2、CO2等.例如在進(jìn)行有NO2氣體的實驗時,如果在普通條件下加熱一定會有一部分氣體進(jìn)入空氣中,對人體和環(huán)境造成影響,但是用密封的U型胖肚管進(jìn)行溫度對平衡影響的實驗時,則不會排放有毒氣體NO2.
(3)如果實驗現(xiàn)象明顯,可以設(shè)計微型實驗或是利用多媒體模擬實驗來減少藥品使用量和使污染物達(dá)到最小值.
(4)在處理“三廢”時盡量回收利用或是轉(zhuǎn)化為非污染物,例如實驗室常用的鉻酸洗液,在處理廢液時可將pH值調(diào)到3以下,再加入亞硫酸氫鈉使其實的Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ),然后調(diào)節(jié)廢液pH在7.5-8.5之間,使Cr(Ⅲ)形成沉淀析出[5].
2.2 綠色化學(xué)實驗的原則
綠色化學(xué)實驗首先要遵循一般的實驗原則即目的性、安全性、可行性、簡約性等,但更要遵循綠色化學(xué)原則.P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學(xué)12項原則,這些原則目前被國際所公認(rèn),它反應(yīng)了近年來綠色化學(xué)領(lǐng)域的工作內(nèi)容也指明了今后發(fā)展方向,它包括從試劑使用出發(fā)的5R原則和從化學(xué)反應(yīng)出發(fā)的綠色化學(xué)原則.具體為:原來最高利用率,理想達(dá)到100%、目標(biāo)產(chǎn)物無污染或是現(xiàn)有物種改變影響、反應(yīng)原料和試劑綠色化、反應(yīng)溶劑和催化劑等的重復(fù)利用.
3 化學(xué)實驗綠色化實現(xiàn)的途徑
3.1 實驗微型化
所謂實驗微型化即是在實驗中盡量減少反應(yīng)物質(zhì)來獲得所需要的化學(xué)信息的方法與技術(shù),雖然在實驗過程中使用的試劑劑量很小但是也能達(dá)到準(zhǔn)確的效果,更方便、安全、減少對環(huán)境的污染[6].從中學(xué)化學(xué)實驗到大學(xué)化學(xué)有機(jī)、無機(jī)化學(xué)實驗很多都可以用少量的試劑來進(jìn)行,所以微型化學(xué)實驗覆蓋面很廣,可行性強(qiáng).更值得注意的是美國的《化學(xué)教育》雜志從20世紀(jì)末就開辟了Zippo博士主持的微量化學(xué)實驗專欄,這表示微型化學(xué)實驗已成為國際化學(xué)教育的發(fā)展趨勢,國內(nèi)也在這方面做了大量工作取得了豐盛成果.微型化學(xué)實驗是著眼與環(huán)境保護(hù)和實驗安全的需求,除了具有方便、安全、節(jié)省經(jīng)費、保護(hù)環(huán)境的作用,還能提高學(xué)生的環(huán)保意識更能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì).雖然微型化實驗興起早于綠色化學(xué),但它的理念與綠色化學(xué)是一致的,在推廣綠色化學(xué)的今天微型實驗具有相當(dāng)重要的意義.但是,在進(jìn)行微型化實驗時,由于試劑劑量很小很可能帶來大的結(jié)果誤差,由此更需要注意操作的準(zhǔn)確性與規(guī)范性.
3.2 微波化學(xué)實驗
某些實驗可以使用家用微波爐來進(jìn)行,因其體積小、造價低、適應(yīng)性強(qiáng)的特性,微波實驗一般分為濕反應(yīng)和干反應(yīng).濕(液相)反應(yīng)一般需要對微波爐進(jìn)行改造,設(shè)計可以進(jìn)行回流的微波裝置;干(非溶劑)反應(yīng)使用一般的微波爐就可以.干反應(yīng)由于避免了使用溶劑試劑,對環(huán)境污染較小,是微波化學(xué)反應(yīng)研究的熱點.微波反應(yīng)一般有以下三個特點:一是加熱速度快,反應(yīng)完成時間大大縮短,符合經(jīng)濟(jì)效益;二是操作簡單,適應(yīng)性強(qiáng),一般學(xué)生都能操作,勞動強(qiáng)度低;三是微波化學(xué)反應(yīng)劑量很小,很多微型化學(xué)實驗都可以重新設(shè)計成微波實驗,大大減少對環(huán)境污染.
3.3 計算機(jī)輔助實驗
在設(shè)計實驗教學(xué)時既要考慮到實驗的可靠性與可行性,又要考慮經(jīng)濟(jì)因素和盡可能少產(chǎn)生廢物,由此計算機(jī)輔助實驗就體現(xiàn)出了自身的優(yōu)越性.它的做法首先是建立起一個盡可能全面的有機(jī)反應(yīng)資料料庫,在確定明確產(chǎn)物之后找出一切可能產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng),再以此反應(yīng)的原料為中間目標(biāo)再去尋找可能的反應(yīng),直到找出與我們事先設(shè)計好的原料一致的路徑.這樣不但可以節(jié)省原料試劑、大大節(jié)省實驗時間,更能做到零排放物達(dá)到對環(huán)境的零污染.
有些實驗是可以通過計算機(jī)進(jìn)行仿真實驗的,通過文字、圖片、動畫向?qū)W生展示實驗的基本原理、實驗過程以及注意事項,讓學(xué)生在電腦屏幕上做實驗.例如展示某些有毒氣體例如NO2的化學(xué)結(jié)構(gòu),或是金剛石等晶體結(jié)構(gòu),搭建各種復(fù)雜分子的微觀模型來直觀展示微觀世界,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣[7].
4 結(jié)束語
化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化需要很長的時間來完善,一方面需要在理論上對綠色化學(xué)進(jìn)行深入研究,另一方面需要從事教學(xué)工作的科研人員共同努力.而且在實施的時候也意識到了綠色化是一個理想狀態(tài),有些經(jīng)典的實驗是無法達(dá)到綠色化的要求,即使使用計算機(jī)仿真模擬也難以達(dá)到教學(xué)要求,現(xiàn)在能夠做到的就是盡量妥善處理“三廢”或是最大化的回收利用.總之,在每一次的實驗教學(xué)中都向?qū)W生傳輸綠色化學(xué)的理念,把綠色化學(xué)要求的實驗方法、技術(shù)貫穿到整個實驗教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識和環(huán)境保護(hù)意識.
參考文獻(xiàn):
〔1〕汪朝陽,李景寧.大學(xué)化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)教育的滲透[J].大學(xué)化學(xué),2001,16(2):19-24.
〔2〕汪敏,等.基礎(chǔ)化學(xué)實驗綠色化的改革與實踐[J].錦州醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2004,2(1):24-26.
〔3〕宋廣治.在實驗室及實驗室建設(shè)中實施綠色化學(xué)教學(xué)[A].全國大學(xué)化學(xué)實驗綠色化教學(xué)研討會論文集,2000.134-136.
〔4〕閔恩澤,等.綠色化學(xué)與化工[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.
〔5〕韋連喜,等.創(chuàng)建學(xué)校綠色化學(xué)實驗室[J].實驗技術(shù)與管理,2005,22(5):105-106.