绿色化学下融入化学教学的探讨

绿色化学下融入化学教学的探讨

摘要:近些年随着科技进步,各种新型材料和化学产品相继出现,人们享受便利的同时也给环境造成了污染。怎样解决这些环境问题,成为研究热点,于是逐渐出现了“绿色化学”这一新概念。本文根据目前国内外绿色化学的发展现状,从课堂教学,化学实验,课后活动,多媒体信息教学等方面进行阐述,说明绿色化学融入化学教学是可行的。希望通过教学使学生可以形成绿色化学理念,培养学生爱护环境热爱生活的态度。

关键词:绿色化学;化学;化学教学;课堂教学;可持续发展

当下社会飞速发展,随着工业化科技化程度不断提高,人类面临的环境污染问题也越来越严重,各类环境卫生问题层出不穷。面对这一问题国家颁布多项举措用以解决,最终目标便是从根源解决科技工业生产对环境造成的破坏,而且提倡企业转型,建立人们低碳环保的生活方式。我们所接触的一切都与化学脱不开关系,化学与我们的生活息息相关,为我们的生活带来了各种便利。但回首观望,化学对人类做出巨大贡献的同时,也给人类带来了许多困扰,二氧化碳的排放,硫氧化物和氮氧化物的排放,汽车尾气的排放以及氟利昂的使用造成温室效应,酸雨,光化学污染,臭氧层破坏等一些列问题。正因为这些情况,使得许多不了解化学的人认为化学即是“有毒”、“污染”、“对人类不友好”,化学也被一些人非议与质疑。在这样的情况下,我们怎么才能改变一些人对于化学的看法,只是靠化学家们的辛勤和汗水是不够的,而是需要每个人都能正确理解和使用化学。目前很多高校都将绿色化学这一理念体现到化学教育中。我们化学教育工作者应该培养学生良好的环保意识,这是我们的责任,只有这样才能真正实现“绿色化学”的理念。也正是因为这样,绿色化学教育就要从初中阶段开始进行,在初中化学教学之中融入绿色化学理念便是必要的一步。初中化学教育既要让学生学习化学基本概念和理论,理解化学中的基本规律,同时还要让学生学会作用化学来促进社会进步与发展,尤其是要让学生知道绿色化学对于环境保护、人类健康的重要性。从这样一个角度去增强学生的学习兴趣,培养学习目的,形成一个爱护自然,保护环境的意识。在教学过程中,教师应该把绿色化学理念的基本内容和思想融入到教育中,加强学生的创新精神和社会责任感,这也正好符合新课程素质教育的要求。绿色化学理念和目前世界推行的STS(科学、技术、社会)教育思想完美契合,它更好的引导学生运用学习到的化学内容,科学理智的面对当今社会有关化学的问题和误解,憧憬化学的未来。培养学生热爱生活,保护环境,尊重生命,健康发展等观念,逐步确立绿色化学理念。

1绿色化学发展现状

1.1国外现状

美国化学会(ASA)最先提出绿色化学这一说法,又称环境无害化学,其目标便是将原来的化学化工中“先污染、后治理”转变成“从源头消除污染,使反应物的原子全部转化成所期望的最终产品”。绿色化学发展过程中,P.T.Anastas和J.C.Waner提出了绿色化学的12项原则,这12条原则的内容主要是使用安全符合绿色化学要求的反应物,反应过程最大程度产生预期产物,反应物和产物最好可以再生或循环使用。之后人们又提出绿色化学的5R理论,这些可作为工业生产中的标准。很多国家早就已经开展了绿色化学教科书的编写使用与教学工作,除了大学中专门设置的绿色化学课程,还在中学阶段将绿色化学理念融入其中。相比之下发达国家的绿色化学教育进行的更早,国民环境意识也就相对较强。

1.2国内现状

如今我们国家绿色化学发展迅速但起步较一些国家较晚,绿色化学的教育相对来说有一些落后。1998年6月中国科技大学完成了首轮的绿色化学教学[1],意味着我国绿色化学教育的起步,只是与发达国家一对比,就能感觉出重视程度不够。绿色化学理念如今已是国民素质的一部分,是判断一个国家文明程度的重要指标。绿色化学的新理念,新要求必须尽快向社会传播,这时教育正好可以是一个好的媒介,化学课程正处于关键位置。化学教育者应该肩负传播、发展的责任,进行绿色化学教学,也就是将绿色化学理念融入到教学过程之中。

2化学教学中渗透绿色化学理念的重要性

2.1绿色化学理念

绿色化学,又称为环境无害化学、清洁化学,是使用化学手段从源头解决化学化工生产过程中污染物质的产生,使反应过程不对环境产生破坏,也就是从源头上解决污染的化学[2]。绿色化学区别于传统化学的地方就是绿色化学更有利于社会的可持续发展,这是在环境污染与破坏带给人们的警示,更是一种新理念、新意识,是更高境界的化学。绿色化学与环境治理也是有着不同,绿色化学是从源头上解决污染,直接减少或者消除污染物出现的可能,是预防,比环境治理更快一步。环境治理是先污染后治理,往往有效程度不够,加之资源投入多,综合效益差。总而言之,绿色化学能够有效的解决环境问题,同时还能降低生产成本,符合社会发展要求。

2.2消除人们对化学的误解化

工生产使人类的生活发生了巨大变化,提高了人们的生活质量,同时造成了环境的破坏,诸多环境问题都与化工密不可分。在这种情况下,一些人对化学产生了厌恶、恐惧等情绪,这种对于化学的偏见影响了化学的发展。比如化学固氮法使粮食产量提高,研发药物使人类健康得到保障,这些都是离不开化学的。正是因为这样,只靠化学家在学科和化学教育方面的努力很困难,这就看出了绿色化学教育的必要性。化学教育不光要让学生学会基本知识和基础概念,更重要的是培养学生从化学的角度分析各种问题,使用化学来建设社会,特别是绿色化学对此可以起到巨大的帮助。

2.3绿色化学教育的必要性

20世纪90年代就已经有了绿色化学的概念,并且越来越被重视,以一门新兴学科的身份迅速发展[3]。中国作为发展中国家,工业一直迅速发展,人们的环境保护意识也在不断提高,而绿色化学不仅能继续提高人们的环境保护意识,还给人们环境保护提供的帮助。在新课程理念的指导下,绿色化学理念的教学是目前较好的教育方式,在教育过程中让学生明白绿色化学和环境保护的区别,一个是从源头解决,一个是出现问题后解决,这样的话能够帮助学生建立良好的价值观,培养学生学习兴趣,保证学生全面发展、综合发展,更是促进社会的和谐发展。

3绿色化学理念融入化学教学的途径

3.1在课堂教学中融入绿色化学理念

通过在课堂教学过程中,将绿色化学的理念融入到教学内容当中[4]。比如学习能源开发的时候,先是点出能源枯竭危机是行为人类过度的能源开发,再提出新能源的概念,这样就让学生清楚节约低碳的可贵之处,同时倡导使用新能源。就这样在每一节课上都融入一些环保、节约的概念[5],会让学生潜移默化的形成绿色化学所倡导的理念,而且还会加以使用。我们教师要结合生活引入绿色化学理念,时刻注意身边周围或者新闻报道中一些关于破坏环境和保护环境的事例[6]。比如说在食堂吃饭的时候有的同学会打包带走,而很多地方还是用的塑料打包,这时候就要教育学生塑料制品尽量不要去使用,即使使用也不要用完随意丢弃和燃烧。在能源开发这一节课之后可以向同学们介绍一下电池这种能源的利弊,生活中的废旧电池不要随意丢弃,可以选择投入废旧电池回收站。同时开拓思路,延伸到生活垃圾的分类处理,各垃圾处理厂的不同处理方式给环境带来怎样的变化。让绿色化学的理念融入到教学当中,学生的学习兴趣也会增强,而且对于学生建立环保节约意识的建立起到巨大帮助。

3.2在化学实验教学中融入绿色化学理念

在高校大多数的理工科专业中,无机化学实验、有机化学实验是本科生的必修课,而这两大实验课需要耗费大量的试剂药品及塑料玻璃器皿等,其中有些试剂药品本身就是有毒有害的,实验过程中也会产生有害和有毒的废水、废气和固体,再将这些污染物排放出去,不仅对环境有不良影响而且对师生的身体健康也会产生不良影响。因此,如何有效控制有害物质以减少和消除其对环境、健康的影响,是实验教师开设实验项目首要考虑的问题。在实验教学中,绿色环保的观念要贯穿整个实验的始终,使学生能够从自身健康和安全出发,真正了解“三废”的产生和相应的处理方法,并时时保持环保意识和责任心,从源头上避免环境污染。要想从源头上减少污染的产生,可以对开展实验的试剂用量进行合理化的减量,将试剂用量改为常规用量的一半或者三分之一。同时,对常规的实验内容、仪器进行改革和优化组合,普及微型实验,密闭实验过程[7]。减量化实验是对常规常量实验的改进,是在绿色化学理念指导下,用预防化学污染的新思想对常规常量实验进行改革的结果,可以从源头上降低污染。尽管实验过程中我们使用最符合绿色化学标准的反应物和实验方法,但不可避免有时会产生一些副产物,这时就要让学生学会正确的处理方式。将有毒有害的产物变为安全产物之后排放,将一些有利用价值的产物回收,留待以后使用。不能回收的产物交给专门的回收公司进行处理。

3.3开展绿色化学课外实践活动

在课堂上能够给学生讲述的内容终归是有限的,而为了让学生能够深入了解绿色化学的核心理念,除了课堂上还可以组织课外活动。课外活动的组织形式有很多,比如让学生进行网络信息收集,数据分析拓展视野,纠正一些原有的不准确的观点。有的学生会认为环境破坏是由各类工业生产企业制造的,自己个人有时的行为不会造成环境污染,这时可以用大数据教育学生,一个人每天因为洗漱、出行等会制造出大量的垃圾和资源浪费,这样让学生认识到问题的严重性,修正学生的行为习惯。总体来讲,绿色化学课外实践活动不但可以增长同学们的阅历,还可以培养学生的兴趣爱好,帮助学生形成环保节约的道德认识,促进学生健康发展。

3.4互联网辅助教育

现如今信息技术飞速发展,越来越多事情可以通过网络解决,这是人们之间交流沟通的一种新的方式。教师可以作用网络为同学们建立一个专门用于绿色化学理念教学的媒介,将一些关于绿色化学的知识通过网络传输给学生,同时倡导学生自己收集资料然后拿出来分享给同学。信息技术的发展要求每个人都要与时俱进,新兴的教育辅助手段也逐渐适用,学生也就能获得更多知识和经验。近几年,学校引入了超星电子学习通教学与管理系统,为开展线上教学提供了有利保障。应用新的教学平台,我们可以将绿色化学的微课,拓展阅读资料等于平台上,供学生随时观看学习。化学实验课程可以采取学生线上app自主学习+线下实验室课堂教学有机结合起来的方式[8]。任课教师在实验开课前,先将本次实验课的教学大纲、实验演示视频、课程教学ppt及操作流程上传学习通,对实验操作复杂,容易出错的地方提示学生反复观看,通过课前小测验、疑难解答等师生互动形式,督促学生完成课前预习,有助于学生对实验内容的充分理解,提高学习兴趣。这样就可以减少学生在实验操作过程中,由于准备不充分或者误操作导致的一些不必要的试剂仪器的浪费,减少污染物的排放对环境的有害影响。线上辅助教学的开展使得实验课程讲解更容易,学生将有更完善的实验操作,师生互动更易,学生对实验的积极性和课堂效率都得到了提高。

4结语

在当前的背景下,绿色化学理念融入化学教学是成立的,而且已经有了方向和目标。在教育学生的同时,不仅培养学生学习兴趣,让学生掌握基础知识和基本概念,而且让学生体会到绿色化学理念的意义。如今环境问题已经得到了越来越多人的重视,但是有时面对这种问题很难找到一个高效、简洁的处理方式。绿色化学理念融入化学教学则是找到了解决办法,让学生形成自己的情感认识,然后影响更多的人,让环境污染问题减少,从源头解决污染。既让学生得到发展,也让环境得到保护。绿色化学的目标是尊重自然,热爱自然,绿色化学的理念正在被越来越多的人理解,将绿色化学理念融入化学教学稳步进行。这是一项持久的、坚定的、必要进行的任务,需要我们敬爱的教师们一起努力,加油奋斗。

作者:胡雅莉 李廷斌 单位:泰山学院化学化工学院