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摘 要:近年来,随着环保意识在人们心中不断增强,绿色化学逐渐走入高中化学的教学中。绿色化学是可持续发展的需要,世界各国的教育学者都在不断地进行绿色化实验的研究。本文首先对绿色化学的概念进行阐述,从环保的角度分析目前高中化學实验教学存在的问题以及绿色化学在高中化学实验中渗透的必要性,并试图提出其相应的实施策略。
关键词:绿色化学;高中化学实验;实施策略
在高中化学课程中,实验是化学学科的基础,而化学实验是源于生活又高于生活的。随着素质教育理念及新课改的推动,在化学教学中引入环保理念已经得到教育工作者和社会各界的高度认可。绿色化学即是基于此种背景下应运而生并得与广泛应用,高中化学实验教学的绿色化不仅是对于生态环境的一种保护,也能够使学生充分发挥创造力,合理利用实验用品,对实验有更好的设计,更好的理解和运用在化学课堂中可以学到的化学知识。本文基于对绿色化学教育的认识,分析当前化学实验中存在的问题,提出使高中化学实验绿色化的实施策略。
一、绿色化学的概念
绿色化学是指用化学的技术和方法来减少甚至消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的核心思想是不再使用有毒、有害物质,不再产生废物,进而从源头上阻止污染的化学。
高中化学实验绿色化是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作,使实验室的废气、废物、废水等排放降低到最低程度并得到妥善的处理,从而使实验室的安全性和环境质量能够得到提升,师生的绿色化学和环境保护意识也得到强化。
二、高中化学实验存在的问题及其原因分析
从环境保护的角度出发,目前国内高中化学实验存在着以下几点问题:
(1)在化学实验中使用有毒物品。在当前的高中化学实验中认识大部分都会涉及到有毒或者有害物质的使用,产出物中也免不了会有有毒气体的产生,比如探究二氧化硫和氯气产生的实验。此外,当前的高中的化学实验室的设备还不能满足新课改后越来越多的实验要求,如尾气的处理装置,一般也只有通气装置,回收实验尾气以及实验课程结束后挥发残留在空气中的有毒气体的处理设备缺失。使用有毒物质和排放有毒气体不仅危害教师和学生的身体健康,还会污染环境。
(2)实验废弃物处理不当。虽然新课改后,对学生化学实验素质和能力的要求越来越高了,但在高中化学实验教学中,教师的教学能力没有能够很快的提升,比如更好的处理实验污染的能力等。同时,部分教师不懂变通,采取传统的教学模式,本身又缺乏必要的绿色化学的观念,不能对学生进行合理的指导。在实验结束后将废弃的化学品及洗涤液等有毒废物直接排放到下水道,当然普通的化学试剂不会对环境造成很恶劣的影响,但是教材试验中涉及到的强酸强碱溶液等不仅会腐蚀下水道,还会污染关联的水资源,甚至对附近的土壤造成一定的影响。
(3)新课改后的实验规模和数量增大。新课改的化学课程设置对学生的自身动手能力和创新思维的要求也越来越高。因此,高中化学教学就不断扩大实验规模和数量,不同类型的实验层出不穷,这样更增加了实验室废物的产生,对环境的恶劣影响也越来越严重。
三、绿色化观在高中化学实验中渗透的实施策略
(1)提高教师和学生对绿色化学的认知。实验在高中化学中占有重要的地位,而目前的化学实验教学教育模式中,教师占主导地位,教师是顺利开展实验教学的关键。只有化学教师自身对绿色化学理念有比较全面的认识,他才能在教学过程中把正确的绿色化学理念传导给学生,并对学生在实验过程中的排放及废弃物的处理进行有效的规范,在无形中培养学生的绿色化学理念。
此外,合理利用串联实验同样能起到培养学生绿色化学意识的作用。传统的化学实验课堂一节课只能进行一个实验,新课改后的高中实验课堂要求将几个小的化学实验集中在一起进行,成为串联实验。就是将上个实验的剩余物品或者产出品作为下个实验的原材料,从而达到有效减少实验物品浪费和不必要的污染浪费的效果,实现了废弃物品的循环利用,同样也提高了实验课堂的有效性。
(2)改善实验条件,促进实验装置的绿色化。在化学实验教学活动的开展中,实验装置是最基础的条件,绿色化学离不开实验装置的绿色化改进。可以在维持实验效果的前提下,使用无毒的安全性高的药品与实验装置。如二氧化硫与硫化氢气体的反应实验装置的改进,这两种气体都是有毒害的气体,试验中尽量做到不泄露气体,而二者的制取方法都是用固体与液体反应,且不需要加热,需用到盐酸。按照传统方法分别制取这两种气体,然后混合,势必会造成气体的泄漏。若用一个空塑料瓶,其中放入小试管,在塑料瓶和小试管中分别装入FeS 和 Na2SO3,并迅速加入盐酸,挤压塑料瓶,排出里面的部分空气,使瓶子瘪掉,然后再塞进橡皮塞。观察实验现象会看到,开始产生的二氧化硫与硫化氢使得塑料瓶鼓起来,随着反应的进行又瘪了下去。加入氢氧化钠,吸收过量气体同时中和未反应的盐酸。这样观察到了实验现象,避免了气体的泄漏。
(3)开展微型化实验,控制排放量。微型化学实验是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。微型化实验的的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,在达到相同实验效果的同时减少环境的污染,增强学生的绿色化学意识。教师在课前做好充分的准备,了解实验所有的注意事项和实验步骤,运用自身所学使化学药品得到最大化的利用,不发生药品浪费的状况,用最少的实验药品,发挥最大的实验效果,控制整个实验过程的排放量,减少污染。同时,教师应鼓励学生积极思考,对实验进行重新的设计与探索,在保证实验现象的前提下尽最大可能性的减少有毒药品的使用和有害物质的产生,发挥绿色化学的作用,培养学生绿色化学意识。
(4)引入计算机多媒体实验教学。在高中化学实验教程中,有一些化学实验的危险系数和污染程度都是相当高的,实验过程会触及多种有毒有害物质,实验的开展可能会导致实验事故,也对环境有较大的不利影响。这种实验,我们可以利用现代化教学手段来辅助教学实验,如实验录象、VCD、电脑模拟等。如氯气在氢气中燃烧的实验,氢气容易爆炸,氯气有毒,实验操作难度较大,就可以结合多媒体来进行实验教学。利用计算机多媒体技术,把实验原理、装置、流程、现象用文字、声音、图像以及动画相结合的方式达到仿真实验的效果。这样既能让学生对相关实验进行了解,使高危和重污染实验变成了绿色实验,减少了污染。此外,鉴于学生对错误的实验操作会造成什么危害只停留在一些语言文字的描述上,引不起足够的重视。若采用多媒体技术模拟错误的、违规的实验操作,将不良后果生动形象地展示给学生,使学生明确实验的安全隐患。
参考文献:
[1]李伟.在高中实验教学中体现绿色化学的思想[J].考试周刊.2011(60)
[2]胡明星,宿辉.绿色化学理念在高等化学教育中的融入[J].黑龙江高教研究.2009(07)
关键词:绿色化学;高中化学实验;实施策略
在高中化学课程中,实验是化学学科的基础,而化学实验是源于生活又高于生活的。随着素质教育理念及新课改的推动,在化学教学中引入环保理念已经得到教育工作者和社会各界的高度认可。绿色化学即是基于此种背景下应运而生并得与广泛应用,高中化学实验教学的绿色化不仅是对于生态环境的一种保护,也能够使学生充分发挥创造力,合理利用实验用品,对实验有更好的设计,更好的理解和运用在化学课堂中可以学到的化学知识。本文基于对绿色化学教育的认识,分析当前化学实验中存在的问题,提出使高中化学实验绿色化的实施策略。
一、绿色化学的概念
绿色化学是指用化学的技术和方法来减少甚至消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的核心思想是不再使用有毒、有害物质,不再产生废物,进而从源头上阻止污染的化学。
高中化学实验绿色化是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作,使实验室的废气、废物、废水等排放降低到最低程度并得到妥善的处理,从而使实验室的安全性和环境质量能够得到提升,师生的绿色化学和环境保护意识也得到强化。
二、高中化学实验存在的问题及其原因分析
从环境保护的角度出发,目前国内高中化学实验存在着以下几点问题:
(1)在化学实验中使用有毒物品。在当前的高中化学实验中认识大部分都会涉及到有毒或者有害物质的使用,产出物中也免不了会有有毒气体的产生,比如探究二氧化硫和氯气产生的实验。此外,当前的高中的化学实验室的设备还不能满足新课改后越来越多的实验要求,如尾气的处理装置,一般也只有通气装置,回收实验尾气以及实验课程结束后挥发残留在空气中的有毒气体的处理设备缺失。使用有毒物质和排放有毒气体不仅危害教师和学生的身体健康,还会污染环境。
(2)实验废弃物处理不当。虽然新课改后,对学生化学实验素质和能力的要求越来越高了,但在高中化学实验教学中,教师的教学能力没有能够很快的提升,比如更好的处理实验污染的能力等。同时,部分教师不懂变通,采取传统的教学模式,本身又缺乏必要的绿色化学的观念,不能对学生进行合理的指导。在实验结束后将废弃的化学品及洗涤液等有毒废物直接排放到下水道,当然普通的化学试剂不会对环境造成很恶劣的影响,但是教材试验中涉及到的强酸强碱溶液等不仅会腐蚀下水道,还会污染关联的水资源,甚至对附近的土壤造成一定的影响。
(3)新课改后的实验规模和数量增大。新课改的化学课程设置对学生的自身动手能力和创新思维的要求也越来越高。因此,高中化学教学就不断扩大实验规模和数量,不同类型的实验层出不穷,这样更增加了实验室废物的产生,对环境的恶劣影响也越来越严重。
三、绿色化观在高中化学实验中渗透的实施策略
(1)提高教师和学生对绿色化学的认知。实验在高中化学中占有重要的地位,而目前的化学实验教学教育模式中,教师占主导地位,教师是顺利开展实验教学的关键。只有化学教师自身对绿色化学理念有比较全面的认识,他才能在教学过程中把正确的绿色化学理念传导给学生,并对学生在实验过程中的排放及废弃物的处理进行有效的规范,在无形中培养学生的绿色化学理念。
此外,合理利用串联实验同样能起到培养学生绿色化学意识的作用。传统的化学实验课堂一节课只能进行一个实验,新课改后的高中实验课堂要求将几个小的化学实验集中在一起进行,成为串联实验。就是将上个实验的剩余物品或者产出品作为下个实验的原材料,从而达到有效减少实验物品浪费和不必要的污染浪费的效果,实现了废弃物品的循环利用,同样也提高了实验课堂的有效性。
(2)改善实验条件,促进实验装置的绿色化。在化学实验教学活动的开展中,实验装置是最基础的条件,绿色化学离不开实验装置的绿色化改进。可以在维持实验效果的前提下,使用无毒的安全性高的药品与实验装置。如二氧化硫与硫化氢气体的反应实验装置的改进,这两种气体都是有毒害的气体,试验中尽量做到不泄露气体,而二者的制取方法都是用固体与液体反应,且不需要加热,需用到盐酸。按照传统方法分别制取这两种气体,然后混合,势必会造成气体的泄漏。若用一个空塑料瓶,其中放入小试管,在塑料瓶和小试管中分别装入FeS 和 Na2SO3,并迅速加入盐酸,挤压塑料瓶,排出里面的部分空气,使瓶子瘪掉,然后再塞进橡皮塞。观察实验现象会看到,开始产生的二氧化硫与硫化氢使得塑料瓶鼓起来,随着反应的进行又瘪了下去。加入氢氧化钠,吸收过量气体同时中和未反应的盐酸。这样观察到了实验现象,避免了气体的泄漏。
(3)开展微型化实验,控制排放量。微型化学实验是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。微型化实验的的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,在达到相同实验效果的同时减少环境的污染,增强学生的绿色化学意识。教师在课前做好充分的准备,了解实验所有的注意事项和实验步骤,运用自身所学使化学药品得到最大化的利用,不发生药品浪费的状况,用最少的实验药品,发挥最大的实验效果,控制整个实验过程的排放量,减少污染。同时,教师应鼓励学生积极思考,对实验进行重新的设计与探索,在保证实验现象的前提下尽最大可能性的减少有毒药品的使用和有害物质的产生,发挥绿色化学的作用,培养学生绿色化学意识。
(4)引入计算机多媒体实验教学。在高中化学实验教程中,有一些化学实验的危险系数和污染程度都是相当高的,实验过程会触及多种有毒有害物质,实验的开展可能会导致实验事故,也对环境有较大的不利影响。这种实验,我们可以利用现代化教学手段来辅助教学实验,如实验录象、VCD、电脑模拟等。如氯气在氢气中燃烧的实验,氢气容易爆炸,氯气有毒,实验操作难度较大,就可以结合多媒体来进行实验教学。利用计算机多媒体技术,把实验原理、装置、流程、现象用文字、声音、图像以及动画相结合的方式达到仿真实验的效果。这样既能让学生对相关实验进行了解,使高危和重污染实验变成了绿色实验,减少了污染。此外,鉴于学生对错误的实验操作会造成什么危害只停留在一些语言文字的描述上,引不起足够的重视。若采用多媒体技术模拟错误的、违规的实验操作,将不良后果生动形象地展示给学生,使学生明确实验的安全隐患。
参考文献:
[1]李伟.在高中实验教学中体现绿色化学的思想[J].考试周刊.2011(60)
[2]胡明星,宿辉.绿色化学理念在高等化学教育中的融入[J].黑龙江高教研究.2009(07)