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【關(guān)鍵詞】中學(xué)化學(xué);綠色化學(xué);有效措施
隨著生活水平的提高,環(huán)境問題也日益凸顯。綠色化學(xué)是現(xiàn)如今解決環(huán)境問題的新型有效方法。它的主要目的在于有效地解決化學(xué)給環(huán)境造成的危害,進(jìn)一步保護(hù)環(huán)境。在中學(xué)實(shí)施綠色化學(xué)內(nèi)容,不僅僅能幫助學(xué)生培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的思想還能進(jìn)一步提高熱愛環(huán)境的文明素質(zhì)。
一、中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育實(shí)施的意義
1.教化學(xué)生形成可持續(xù)性發(fā)展的理念
人口的持續(xù)增長(zhǎng)問題一直都是困擾著專家們重要話題之一,這同時(shí)也僅僅圍繞著資源和環(huán)境等相關(guān)問題,這些問題都是現(xiàn)如今急需迫切解決的棘手問題,已經(jīng)引起了一定的廣泛關(guān)注,但是關(guān)注他們的同時(shí)我們要認(rèn)清事實(shí)的本質(zhì)內(nèi)容:我們要堅(jiān)持走可持續(xù)性發(fā)展道路。綠色化學(xué)離不開可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,同時(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略能夠進(jìn)一步有效詮釋綠色化學(xué)的重要性的意義。中學(xué)的綠色化學(xué)的學(xué)習(xí)就是在積極培養(yǎng)學(xué)生們走可持續(xù)性發(fā)展之路。
2.幫助學(xué)生找到解決化學(xué)產(chǎn)生的環(huán)境問題的方法
現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和進(jìn)步能夠進(jìn)一步幫助我們提高防治環(huán)境污染的水平。傳統(tǒng)的化學(xué)研究已經(jīng)大大造成了對(duì)環(huán)境和生態(tài)文明的迫害,原來的我們技術(shù)水平達(dá)不到的能力,現(xiàn)在有了綠色化學(xué)就能積極改善這種現(xiàn)狀。綠色化學(xué)教育不像從前的單一化模式教學(xué)水平,而是大大融入了對(duì)環(huán)境的諸多關(guān)注,有效地加強(qiáng)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù),所以實(shí)施綠色化學(xué)教學(xué)能夠幫助學(xué)生找到解決化學(xué)產(chǎn)生的環(huán)境問題的方法。
3.提高學(xué)生的綜合素質(zhì)
綠色化學(xué)的實(shí)施能夠提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。綠色化學(xué)將先進(jìn)的科學(xué)文化知識(shí)與創(chuàng)新的保護(hù)環(huán)境理念的有機(jī)地結(jié)合在一起。在教化學(xué)生的同時(shí)可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)環(huán)境的真情實(shí)感,為以后保護(hù)環(huán)境事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量,這是從側(cè)面有效地對(duì)學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)化教育的具體化步驟之一。
二、中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育具體實(shí)施內(nèi)容
1.在課堂教學(xué)中進(jìn)一步普及綠色化學(xué)的重要內(nèi)容
教師們要找到一種新型的教學(xué)方法去普及綠色化學(xué)的內(nèi)容。有效地結(jié)合教學(xué)的內(nèi)容,對(duì)學(xué)生進(jìn)行滲透化的綠色化學(xué)教育,充分挖掘知識(shí)內(nèi)容,有效地灌輸綠色化學(xué)的積極意義。在介紹講解知識(shí)的同時(shí),自然地滲透綠色化學(xué)中的環(huán)保知識(shí),讓學(xué)生們不僅掌握了化學(xué)的必要知識(shí),還能進(jìn)一步培養(yǎng)的他們熱愛環(huán)境的高尚品質(zhì)。
現(xiàn)如今的大型考試中都會(huì)結(jié)合社會(huì)的重要話題進(jìn)行討論和研究,化學(xué)學(xué)科也不例外。所以教師應(yīng)該在平時(shí)的化學(xué)教學(xué)過程中就要有效滲透這方面的問題。讓綠色化學(xué)結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效地整合,然后根據(jù)事實(shí)情況進(jìn)行講解,這樣可以大大提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
綠色化學(xué)本來就和我們的生活息息相關(guān),我們不能拋開事實(shí)說話,所以綠色化學(xué)是現(xiàn)如今的大勢(shì)所趨。我們?cè)谪瀼鼐G色化學(xué)的內(nèi)涵時(shí),不僅幫助了人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展,也能激發(fā)下一代的學(xué)習(xí)熱情。教師們要努力培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí),這是現(xiàn)如今教學(xué)發(fā)展中刻不容緩的任務(wù)。
2.有效地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于綠色化學(xué)的學(xué)習(xí)熱情,積極建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體系
化學(xué)的學(xué)習(xí)主要是以實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容的學(xué)科。所以教師們的著力點(diǎn)也要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷完善。試驗(yàn)中所需要的化學(xué)試劑和藥品對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的危害,教師在進(jìn)行講解知識(shí)的同時(shí),不能忘記提醒學(xué)生保護(hù)環(huán)境的重要性。規(guī)范實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要對(duì)廢物的處理做正確的規(guī)范化教導(dǎo),在啟蒙階段就要對(duì)學(xué)生進(jìn)行規(guī)范化教學(xué),幫助他們培養(yǎng)綠色化學(xué)的高尚情感。
在原來的化學(xué)教學(xué)過程中往往忽視了對(duì)“三廢”的處理,這是嚴(yán)重錯(cuò)誤的行為,教師要引起一定的重視,在以后的教學(xué)過程中進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)“三廢”的防治問題,進(jìn)一步滲透綠色化學(xué)的重要性。不僅是“三廢”問題,還有一些重金屬鹽等等問題的防治。
3.加強(qiáng)課外化學(xué)方面的課外活動(dòng),提高環(huán)保意識(shí)有效彌補(bǔ)化學(xué)所帶來的環(huán)境問題
教師還要在普及綠色化學(xué)的知識(shí)同時(shí),積極開展有關(guān)化學(xué)的課外活動(dòng),豐富學(xué)生的可以生活,這樣的不僅可以培養(yǎng)他們對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)熱情還能擴(kuò)寬他們的視野。主要的活動(dòng)有如下幾種:實(shí)地參觀和調(diào)查研究、開展板報(bào)評(píng)比活動(dòng)、進(jìn)行專題講座、組織相關(guān)綠色化學(xué)的宣傳活動(dòng)等等。
三、結(jié)束語(yǔ)
綠色化學(xué)是人們有效解決環(huán)境問題的新型理念和方法。它不僅僅是人類的思想研究上的質(zhì)的飛躍,也是一種獨(dú)特的創(chuàng)新性話題的深討。通過教師對(duì)學(xué)生綠色化學(xué)的教學(xué)過程,能夠有效地培養(yǎng)他們熱愛自然、保護(hù)自然的高尚情操。還能對(duì)知識(shí)的各個(gè)環(huán)節(jié)做深入地綠色化學(xué)研究,努力培養(yǎng)他們對(duì)未來的社會(huì)、家庭以及本身的使命感。
參考文獻(xiàn):
[1]楊水金,侯倩,蔡千喜,徐明波.中學(xué)化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)理念的滲透[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,03:66-70.
關(guān)鍵詞 化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生 綠色化學(xué)意識(shí) 綠色化學(xué)原則 綠色化學(xué)素養(yǎng)建構(gòu)
近年來,隨著科技的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展,資源與能源消耗逐漸加大,大量生活垃圾和工業(yè)污染物的排放,以及化學(xué)品的濫用,使人類的生存環(huán)境日益惡化,這不僅嚴(yán)重威脅到人類的健康、生存與發(fā)展,更危及子孫后代的前途和命運(yùn)。然而,幾乎所有的環(huán)境問題都與化學(xué)有著直接或間接的關(guān)系。就化學(xué)化工本身來說,傳統(tǒng)上,一方面化學(xué)家在開發(fā)化學(xué)物質(zhì)合成方法時(shí),主要考慮效率,另一方面合成化學(xué)家在開發(fā)與設(shè)計(jì)如何合成所需化學(xué)品的方法時(shí),只重視化學(xué)工程的始端,往往忽略處于過程末端的廢物處理問題。所以,許多已存在的化學(xué)過程,在獲得滿意經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),卻對(duì)環(huán)境和人類健康造成了極大的負(fù)面影響。為了保護(hù)環(huán)境,走可持續(xù)發(fā)展的道路,培養(yǎng)具有社會(huì)責(zé)任感的年輕一代,在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中滲透綠色環(huán)保理念是非常必要的?;瘜W(xué)教師不但應(yīng)是科學(xué)文化知識(shí)的傳播者,更應(yīng)成為綠色環(huán)保理念的創(chuàng)導(dǎo)者和踐行人。為了有針對(duì)性地對(duì)化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育,筆者就化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的認(rèn)識(shí)進(jìn)行了調(diào)研。
1.調(diào)查方案的設(shè)計(jì)
以綠色化學(xué)的概念、作用及原則為主要調(diào)查內(nèi)容,通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,進(jìn)行問卷設(shè)計(jì);采用問卷調(diào)查及訪談方法對(duì)山西晉中學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院2—4年級(jí)化學(xué)(含師范)及應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查。對(duì)獲得的第一手資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并對(duì)有關(guān)問題進(jìn)行綜合分析,在此基礎(chǔ)上參閱相關(guān)文獻(xiàn)給出相應(yīng)對(duì)策與建議。本次調(diào)查采用以班發(fā)放問卷、現(xiàn)場(chǎng)答卷與收卷方法。實(shí)發(fā)問卷400份,收回有效問卷364份。
2.調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)
化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)認(rèn)識(shí)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)見表1。
3.調(diào)查結(jié)果分析
表1顯示,多數(shù)學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的屬性有較好的理解與認(rèn)識(shí);不少學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的作用理解與認(rèn)識(shí)不足,甚至是錯(cuò)誤的。如約74.2%的學(xué)生誤認(rèn)為“綠色化學(xué)使化工過程含有廢物處理環(huán)節(jié),因而會(huì)使整個(gè)費(fèi)用增加”。這些學(xué)生不懂得,先污染后治理,不僅難度大,費(fèi)用不菲,而且多數(shù)需要停產(chǎn)整頓,隨之而來的是更大的經(jīng)濟(jì)損失。如果化工過程實(shí)現(xiàn)了綠色化,即做到五個(gè)“R”:第一Reduction——“減量”,即減少“三廢”排放;第二Reuse——“重復(fù)使用”,即重復(fù)使用催化劑、載體等;第三Recycling——“回收”;第四Regeneration——“再生”;第五Rejection——“拒用”,指對(duì)一些無法替代、無法回收、無法再生和重復(fù)使用的,有毒副作用及污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)過程中使用,這就能有效實(shí)現(xiàn)節(jié)省資源、能源,減少污染,變廢為寶,降低成本的目標(biāo),避免出現(xiàn)先污染后治理的惡劣情況。僅約54.2%的學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到“綠色化學(xué)追求高選擇性化學(xué)反應(yīng),極少副產(chǎn)品,甚至達(dá)到原子經(jīng)濟(jì)性”。原因是不少學(xué)生缺少對(duì)原子經(jīng)濟(jì)性的認(rèn)識(shí)。原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,指原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物“零排放”??梢?,綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng),首先是最大限度地利用原料,其次是最大限度地減少?gòu)U物的排放。
表1中選項(xiàng)8-19是綠色化學(xué)的12條原則。學(xué)生對(duì)其中9條原則有較好的理解與認(rèn)識(shí)。但僅約52.7%的學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)要求“能量使用應(yīng)最小,并應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響”。以前化學(xué)家在設(shè)計(jì)化學(xué)過程時(shí),往往考慮的是如何提高產(chǎn)率,而忽略了能量問題,認(rèn)為該問題是工程師的事情,使得化學(xué)工業(yè)成為了耗能大戶。生產(chǎn)和使用能量的工程,往往也會(huì)造成污染,如以煤為燃料所提供的熱能,多用一份能量,就多一份污染。因此,設(shè)計(jì)化工過程的化學(xué)家需要對(duì)化工各階段進(jìn)行調(diào)節(jié)與優(yōu)化,從根本上改變其對(duì)能量的需求,從而使能量最低,減小對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響,減輕對(duì)能源危機(jī)帶來的壓迫。僅約42.3%的學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到,化工過程應(yīng)盡量避免不必要的衍生步驟。衍生步驟會(huì)帶來更多的副產(chǎn)物,消耗更多的資源與能量。更多的產(chǎn)物意味著可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生更多的污染和破壞,必然產(chǎn)生需要處理更多廢物的費(fèi)用;更多能量的使用會(huì)使成本變高,造成不必要的能源浪費(fèi)。因此,在化工過程中應(yīng)最大限度地避免衍生步驟,以降低原料的消耗及對(duì)人類健康與環(huán)境的影響。僅約32.4%的學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到化工過程中催化試劑優(yōu)于化學(xué)計(jì)量試劑?;瘜W(xué)化工專業(yè)學(xué)生應(yīng)該明確,催化反應(yīng)不僅具有提高原料利用率與降低廢物產(chǎn)生的益處,而且催化劑可以降低反應(yīng)活化能,既利于控制,也可以降低反應(yīng)發(fā)生所需要的溫度。選擇性催化劑是綠色化學(xué)的重要工具和重點(diǎn)研究方向。
4.思考與建議
不少學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的作用、原則缺少認(rèn)識(shí),其主要原因:一是學(xué)校對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育重視不夠,缺少要求;二是化學(xué)類專業(yè)課的課堂教學(xué)缺少綠色化學(xué)思想與原則的滲透;三是沒有開設(shè)“綠色化學(xué)”課程,學(xué)生缺少了對(duì)綠色化學(xué)系統(tǒng)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。樹立綠色化學(xué)思想,不僅是化學(xué)家與化工專家的事,而且是所有從事與化學(xué)有關(guān)的人們關(guān)注的事。作為專門培養(yǎng)化學(xué)化工專業(yè)高級(jí)人才的高校,應(yīng)把綠色化學(xué)理念滲透到化學(xué)教育的全過程中,并作為課改與教改的指導(dǎo)思想。
4.1在化學(xué)類的基礎(chǔ)課教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想
化學(xué)教材中蘊(yùn)涵有大量綠色化學(xué)的素材,因此,在課堂教學(xué)中要時(shí)時(shí)體現(xiàn)綠色化學(xué)的原則和思想。通過環(huán)境污染及其危害的具體事例,讓學(xué)生了解我國(guó)乃至全球環(huán)境日益惡化的現(xiàn)狀,并探討相應(yīng)的解決措施,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到石油、天然氣、煤炭等能源與資源作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)都是不可再生的,新能源和可再生能源是重要的戰(zhàn)略選擇,從而對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源與能源的重要性、必要性和緊迫性有清醒的認(rèn)識(shí),明確發(fā)展經(jīng)濟(jì)不能走先污染再治理的老路。把“原子經(jīng)濟(jì)性理論”、現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)與方法滲透到理論課與實(shí)驗(yàn)課中,就如何優(yōu)化定量與定性實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)合成及當(dāng)前資源利用、環(huán)境污染、化學(xué)品亂用等重大問題與學(xué)生進(jìn)行討論,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)思想及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,為學(xué)生在校學(xué)習(xí)與以后的工作中能夠充分發(fā)揮化學(xué)的正面作用,更好地造福于人類社會(huì)奠基。
4.2在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中培養(yǎng)綠色化學(xué)理念
化學(xué)化工專業(yè),各類實(shí)驗(yàn)課所占的比重很大,實(shí)驗(yàn)過程中往往會(huì)產(chǎn)生、排放大量的污染環(huán)境的有毒有害物質(zhì),這就需要實(shí)驗(yàn)教師盡量改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),應(yīng)用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)研究新成果,以綠色化學(xué)思想與原則指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)儀器和試劑的選擇,指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)“三廢”的處理,在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中力求減少或避免有毒有害廢物的產(chǎn)生,為師生和工作人員提供安全的工作環(huán)境。為此,首先,在實(shí)驗(yàn)中盡量采用無毒無害的反應(yīng)原料。在進(jìn)行無機(jī)、有機(jī)、分析、物化等實(shí)驗(yàn)時(shí),在滿足教學(xué)需要的情況下,為避開毒害品的使用,可考慮尋找替代品,變更反應(yīng)路線,設(shè)計(jì)綠色實(shí)驗(yàn)方案,如用維生素B1替代劇毒的KCN做催化劑進(jìn)行安息香縮合反應(yīng);以葡萄糖替代有致癌作用的苯為起始原料,用遺傳工程獲得的微生物為催化劑合成已二酸;用新型的固體溴化劑四丁基三溴化銨替代Brz與苯酚、苯胺反應(yīng)制備對(duì)位的一溴代物,不僅反應(yīng)產(chǎn)物更易于控制,避免了使用Br2帶來的有毒、易揮發(fā)、不便準(zhǔn)確量取等弊端,而且還具有可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。其次,使用封閉實(shí)驗(yàn)裝置,回收實(shí)驗(yàn)廢料。注意化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇、設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)體現(xiàn)綠色化。一方面盡量減少污染很嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn),另一方面對(duì)一些實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生有毒有害氣體、且污染環(huán)境的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新,想方設(shè)法將其設(shè)計(jì)成為封閉的實(shí)驗(yàn)裝置。包括:氣體發(fā)生與收集裝置、氣體性質(zhì)反應(yīng)容器、尾氣收集與處理、導(dǎo)氣裝置等。在無法封閉的情況下,要注意回收、通風(fēng)或采取其他防護(hù)措施。對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢料,設(shè)法予以回收或適當(dāng)處理。第三,采用微型實(shí)驗(yàn)。在微型化的條件下對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與探索,以達(dá)到用盡可能少的試劑來獲取盡可能多的化學(xué)信息。
4.3開設(shè)專門的綠色化學(xué)課程
首先,從課程設(shè)置上滿足培養(yǎng)具有綠色環(huán)境意識(shí)的新一代化學(xué)工作者和公民的需要出發(fā),借鑒國(guó)內(nèi)外大學(xué)的經(jīng)驗(yàn),開設(shè)“環(huán)境生態(tài)化學(xué)”、“零排放有機(jī)化學(xué)”、“環(huán)境友好催化”、“綠色生態(tài)材料”、“生物技術(shù)”、“綠色能源”、“綠色化學(xué)導(dǎo)論”等綠色化學(xué)選修課程。其次,使綠色化學(xué)課程內(nèi)容體現(xiàn)基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性與時(shí)代性。教學(xué)內(nèi)容以綠色化學(xué)的12條原則為主線,圍繞綠色化學(xué)的基本問題展開討論,介紹綠色化學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展,綠色化學(xué)的概念、原理、應(yīng)用、主要研究成果及動(dòng)向。第三,依據(jù)綠色化學(xué)課程內(nèi)容的特點(diǎn),采用講授、討論、研究、參觀、調(diào)查和文獻(xiàn)研究等適當(dāng)?shù)慕谭?,提高教學(xué)質(zhì)量,把學(xué)生的心留在課堂上。
關(guān)鍵詞:環(huán)境化學(xué);可持續(xù)發(fā)展;自然資源
中圖分類號(hào):X13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)02-0078-02
近年來,環(huán)境化學(xué)的研究發(fā)展迅速。2011年9月21至9月24日,第六屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)在上海市舉行。會(huì)議的主題是“環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”,充分體現(xiàn)了“創(chuàng)新、參與、合作、前瞻”的會(huì)議宗旨,旨在促進(jìn)環(huán)境化學(xué)學(xué)科的發(fā)展,推動(dòng)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)研究的合作,加快環(huán)境化學(xué)的持續(xù)發(fā)展。環(huán)境化學(xué)包括檢測(cè)化學(xué)污染物、化學(xué)的演變趨勢(shì)、生態(tài)效應(yīng)等多方面,它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),它的發(fā)展壯大與振興經(jīng)濟(jì)息息相關(guān),但是它也存在缺陷。目前受到條件限制,對(duì)于“三廢”的治理不夠完善,使其排放量大、污染大。環(huán)境保護(hù)是我國(guó)的基本國(guó)策,可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)的指導(dǎo)思想,這就需要我們高度重視環(huán)境化學(xué)及其可持續(xù)發(fā)展。
1 環(huán)境化學(xué)的發(fā)展
不可否認(rèn),環(huán)境化學(xué)的研究發(fā)展為大氣、水、土壤環(huán)境等的污染防治提供了使用價(jià)值,其初步形成了新型的學(xué)科體系,為我國(guó)的環(huán)境污染防治和環(huán)境的保護(hù)做出了貢獻(xiàn)。
1.1 發(fā)展歷程
自19世紀(jì)70年代開始,對(duì)于環(huán)境化學(xué)的研究就已經(jīng)從各個(gè)方面著手,其大致包含為污染源的普查、污染控制、環(huán)境容量等,其中工業(yè)“三廢”的污染涉及面較廣,投入精力相對(duì)較多。在迅速發(fā)展的同時(shí),近年來酸雨的形成、水體富營(yíng)養(yǎng)化等與人類生活息息相關(guān)的環(huán)境問題將其的發(fā)展推向了,并且在環(huán)境化學(xué)方面還包含了形態(tài)分析、采樣技術(shù)等多個(gè)方面,著重于對(duì)大氣污染物的表征、遷移、轉(zhuǎn)化以及有機(jī)物的水環(huán)境化學(xué)等的研究。這些研究的發(fā)展也在實(shí)際中起到積極的作用,推動(dòng)了我國(guó)環(huán)保事業(yè)的前進(jìn),促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展?,F(xiàn)階段,其向縱深發(fā)展,逐步形成體系和特色,真正實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo)。我國(guó)環(huán)境化學(xué)的迅速發(fā)展以及學(xué)科之間的相互交錯(cuò),使得環(huán)境化學(xué)的內(nèi)容得到了豐富和提高,已經(jīng)加快了邁向國(guó)際化的腳步。
1.2 可持續(xù)發(fā)展對(duì)其的影響
環(huán)境科學(xué)的研究是與國(guó)際水平存在差距的。根據(jù)國(guó)情和環(huán)境問題的發(fā)展,結(jié)合全球發(fā)展的趨勢(shì),可持續(xù)發(fā)展越來越成為環(huán)境化學(xué)發(fā)展的重點(diǎn)。其對(duì)立足本國(guó)國(guó)情、著眼于未來等多方面都有很大的作用,對(duì)于國(guó)家及時(shí)競(jìng)爭(zhēng)也是挑戰(zhàn)。從目前的情況看來,環(huán)境化學(xué)的研究已經(jīng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn),但是其能夠模擬實(shí)驗(yàn)深入研究的少,與客觀現(xiàn)實(shí)聯(lián)系不密切,獨(dú)創(chuàng)方式缺乏,與“科學(xué)發(fā)展觀”的聯(lián)系還存在差距。應(yīng)當(dāng)放在對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重大影響且能夠改善目前環(huán)境污染狀況的重大問題上來,發(fā)揮出巨大的潛力。同時(shí)還應(yīng)該將獨(dú)創(chuàng)性、系統(tǒng)性、完整性合理地結(jié)合起來,結(jié)合發(fā)展過程的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,取得關(guān)鍵性的突破。
2 環(huán)境化學(xué)可持續(xù)性發(fā)展的過程
環(huán)境保護(hù)是我國(guó)的基本國(guó)策,在環(huán)境化學(xué)的生產(chǎn)過程中離不開其可持續(xù)性發(fā)展的理念,可持續(xù)發(fā)展中研究的環(huán)境化學(xué)表現(xiàn)在如下五個(gè)方面:
2.1 水沉積物的環(huán)境化學(xué)
近年來,水沉積物中的金屬以及金屬有機(jī)物研究的加深、研究水沉積物中酸性揮發(fā)性硫化物的活動(dòng)性等,將環(huán)境化學(xué)進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展以擴(kuò)大對(duì)其他金屬的研
究等。
2.2 污染的土壤恢復(fù)化學(xué)研究
由于近年來固體廢棄物的大量填埋以及化學(xué)研究物品的處理不當(dāng)?shù)纫鸬膯栴}導(dǎo)致土壤和地下水的嚴(yán)重污染,嚴(yán)重影響了人們的日常生活,各個(gè)國(guó)家都已經(jīng)投入資金研究土壤恢復(fù)技術(shù)。目前,有污染的生物恢復(fù)成為國(guó)際熱點(diǎn),大多利用表面活性劑等材料來吸附固體有機(jī)物。化學(xué)固化劑的研究也漸漸有了起色,并且各式各樣的方法發(fā)展,例如液相萃取法、氧化法等,土壤化學(xué)涉及生活,更應(yīng)該制定合理的方案。
2.3 生物地球化學(xué)循環(huán)
隨著全球生物地球化學(xué)的深化,它已經(jīng)反映在多層次的時(shí)空布局中,生物源中碳排放是焦點(diǎn)問題,硫化物的排放也是研究的熱點(diǎn),它們的不確定因素有很多,作為污染物其源、匯及相互轉(zhuǎn)化的影響許多方面,其健康的影響以及全球的循環(huán)成為焦點(diǎn)。
2.4 環(huán)境化學(xué)的新技術(shù)研究
對(duì)環(huán)境化學(xué)研究的各個(gè)方面都來源于對(duì)分析方法和技術(shù)的相互配合要求,新技術(shù)的應(yīng)用以及相互配合都促進(jìn)了環(huán)境化學(xué)研究的發(fā)展,近段時(shí)間大氣氣溶膠技術(shù)的不斷發(fā)展采用了多種技術(shù),例如質(zhì)子彈性散射、掃描質(zhì)子微探針、激光微探針質(zhì)譜等。有機(jī)分析中,近年來連用技術(shù)的不斷發(fā)展以及各個(gè)方面的智能技術(shù)的應(yīng)用都促進(jìn)了其可持續(xù)性發(fā)展。
2.5 清潔生產(chǎn)中的環(huán)境化學(xué)
清潔生產(chǎn)的目標(biāo)是節(jié)能、降耗、減污,盡量減小污染物的排放量來實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的全過程控制,其內(nèi)容包含了多個(gè)方面,例如清潔的原材料、生產(chǎn)過程、改變反應(yīng)條件、反應(yīng)過程及排放物的反應(yīng)。對(duì)于其的要求不只是廢水、氣、渣處理的終端處理技術(shù),其內(nèi)容有很多方面,如產(chǎn)品工藝的化學(xué)物質(zhì)、清潔材料的選取、計(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng)、新技術(shù)新工藝的發(fā)展、“綠色化學(xué)”或者“環(huán)境無害化學(xué)”的研究等多方面。
3 走可持續(xù)性發(fā)展道路中環(huán)境化學(xué)的應(yīng)用
3.1 治理污染,控制污染
在治理污染的過程中,應(yīng)當(dāng)在其治理“三廢”排量的同時(shí)也要兼顧新的污染的控制,目前我國(guó)環(huán)境化學(xué)的綜合利用水平已經(jīng)有了明顯的提高,“八五”末,相對(duì)于“七五”末,工業(yè)廢氣處理率提高最快,達(dá)到92.62%,它帶動(dòng)了綜合利用產(chǎn)值和利潤(rùn)的凈增。
3.2 環(huán)境保護(hù)技術(shù)有待于提高
目前環(huán)境化學(xué)工業(yè)污染嚴(yán)重,廠商多,規(guī)模小,導(dǎo)致污染范圍大,其生產(chǎn)技術(shù)的落后也都使其資源利用率低。這一系列的情況都需要我們通過改變技術(shù),通過技術(shù)改造減少其排放量,使生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物和廢氣物的綜合利用程度提高,使其轉(zhuǎn)變?yōu)椤暗拖母弋a(chǎn)出”的效果,同時(shí)強(qiáng)化管理。其中可以包括采取新的工藝、采用生物催化和光化學(xué)等天然工程等,令其資源有效化地處理利用,達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),利用先進(jìn)的科學(xué)體系以控制老污染源的危害。
3.3 企業(yè)內(nèi)部的特別管理活動(dòng)
可持續(xù)的發(fā)展是由技術(shù)的進(jìn)步和改造直接得出的,無論在工業(yè)還是農(nóng)業(yè)等多方面對(duì)于技術(shù)的改進(jìn)都會(huì)收到明顯的效益,對(duì)于企業(yè)內(nèi)部還可以實(shí)行特別的管理活動(dòng),如技術(shù)的裝備水平以及管理水平,以此提高整個(gè)企業(yè)的管理水平。
3.4 加強(qiáng)對(duì)環(huán)境化學(xué)的規(guī)劃和統(tǒng)一
建設(shè)項(xiàng)目中,環(huán)境工程的規(guī)劃是控制新的污染源的重要手段。其建設(shè)項(xiàng)目都執(zhí)行國(guó)家環(huán)境管理的規(guī)定,其中包括做好建設(shè)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)與審核;環(huán)境保護(hù)設(shè)施與施工同步;做好收尾工作,杜絕新污染的危害。同時(shí)需要對(duì)環(huán)保設(shè)施的維護(hù)與建設(shè)更新,這一切都需要環(huán)境化學(xué)企業(yè)的行政指導(dǎo)與必要檢查的結(jié)合,改變性質(zhì),控制
污染。
3.5 加強(qiáng)“可持續(xù)發(fā)展”的教育工作
3.5.1 加強(qiáng)課堂教育?;瘜W(xué)學(xué)科的教育開拓了學(xué)生的視野范圍,教材的環(huán)保內(nèi)容滲透是必要的,并且在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,其各種化學(xué)材料是重要的組成部分,實(shí)驗(yàn)課更具直觀的教育,更有利于培養(yǎng)保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。
3.5.2 加強(qiáng)公民的保護(hù)意識(shí)。結(jié)合世界各國(guó)污染問題,舉行“環(huán)境污染”主題知識(shí)講座。并以各種廣告等媒體手段大力宣傳,喚醒公民對(duì)于“環(huán)境化學(xué)”與“可持續(xù)發(fā)展”的關(guān)系意識(shí)。
4 結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)實(shí)生活中,離不開環(huán)境化學(xué)對(duì)我們的物質(zhì)支撐,無論從國(guó)情還是從世界的角度,環(huán)境化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展二者的關(guān)系已經(jīng)是全球化發(fā)展的必然趨勢(shì),它們既對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了重大的影響,也帶給了我們新的享受,新世紀(jì)的到來,是挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存的年代,環(huán)境化學(xué)為全球及各國(guó)的可持續(xù)發(fā)展的活動(dòng)也已經(jīng)在迅速地開展,可持續(xù)發(fā)展是其必經(jīng)之路,我國(guó)在不斷努力下也必將走向新的舞臺(tái)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞: 化學(xué)教學(xué) 中考題 基礎(chǔ)知識(shí) 核心觀念 學(xué)科特點(diǎn)
一、重視化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)
該層次學(xué)習(xí)主要是對(duì)知識(shí)的再認(rèn)或回憶,要求學(xué)生能夠記住所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn),說出大意,描述出基本特征;能夠在試題所提供的材料中辨認(rèn)出它們,能夠舉出同類事物的例子。如:記住所學(xué)過的重要化學(xué)概念、原理、定律、規(guī)律;知道重要的化學(xué)史實(shí);說出重要物質(zhì)的名稱、組成、性質(zhì)、用途、制取方法;能說出常用實(shí)驗(yàn)儀器的名稱、用途、使用方法等。
本題考查的是生活小常識(shí),考生只要掌握各種營(yíng)養(yǎng)素的生理功能、食物來源、缺乏癥、攝入時(shí)的注意事項(xiàng)等內(nèi)容,就能輕松、正確解答此題。【解析】A.米飯中富含淀粉,淀粉屬于糖類,故該選項(xiàng)錯(cuò)誤。B.蘋果中富含有維生素,故該選項(xiàng)正確。C.蛋糕是以面粉、雞蛋、白糖、油脂等為原料,富含糖類、蛋白質(zhì)、油脂等,故該選項(xiàng)錯(cuò)誤。D.大饃中富含富含淀粉,淀粉屬于糖類,故該選項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、關(guān)注化學(xué)的核心觀念
該層次學(xué)習(xí)要求學(xué)生能夠較深入地理解知識(shí)的內(nèi)在邏輯聯(lián)系,并在理解的基礎(chǔ)上運(yùn)用。如:能對(duì)所學(xué)的重要化學(xué)概念、原理、定律、規(guī)律的本質(zhì)進(jìn)行說明;能從組成或結(jié)構(gòu)的角度對(duì)有關(guān)物質(zhì)進(jìn)行區(qū)分;能對(duì)一些化學(xué)變現(xiàn)象進(jìn)行解釋;能運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)對(duì)一些化學(xué)變化過程進(jìn)行推斷;能解釋化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程、方法、條件及實(shí)驗(yàn)原理;能判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或解釋所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的意義等。
【解析】“干水”一詞經(jīng)國(guó)家語(yǔ)言資源監(jiān)測(cè)與研究中心等機(jī)構(gòu)專家審定入選2010年年度新詞語(yǔ),并收錄到《中國(guó)語(yǔ)言生活狀況報(bào)告》中。本題以“干水”為情境,體現(xiàn)了化學(xué)物質(zhì)的利用方式產(chǎn)生革命性變化。本題主要考查二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)、二氧化碳和水的組成、分子的性質(zhì),以及純凈物和混合物的概念,由一個(gè)情境進(jìn)行分散,對(duì)多個(gè)考點(diǎn)進(jìn)行考查,覆蓋面廣,這也是化學(xué)學(xué)科命題的一個(gè)特點(diǎn)。本題起點(diǎn)貌似很高,但落點(diǎn)低,難度適中,以陌生的情境考查學(xué)生對(duì)化學(xué)核心知識(shí)的理解,體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)習(xí)中概念的學(xué)習(xí)更重要的是理解和應(yīng)用,讓學(xué)生在不同的變式中自主建構(gòu)科學(xué)的化學(xué)核心觀念,一味地死記硬背、搞題海戰(zhàn)術(shù)是得不到高分的。
三、突出化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)
【例】(2011·安徽·14)某研究小組在學(xué)習(xí)氧氣的化學(xué)性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn):鐵絲燃燒沒有火焰,蠟燭燃燒卻有明亮的火焰。該小組同學(xué)進(jìn)行了如下探究:
【解析】本題以學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的鐵絲燃燒和日常蠟燭燃燒現(xiàn)象為情景,提出問題,探究物質(zhì)的狀態(tài)與燃燒的關(guān)系;進(jìn)一步通過具體的數(shù)據(jù)說明在燃燒時(shí)的溫度下,不同的物質(zhì)狀態(tài)不同,再用事實(shí)說明,物質(zhì)的狀態(tài)與產(chǎn)生火焰的關(guān)系。本題突出以實(shí)驗(yàn)為核心的科學(xué)探究能力的考查,體現(xiàn)出化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn),主要考查學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力,化學(xué)用語(yǔ)的掌握程度,以及對(duì)數(shù)據(jù)的分析、處理能力,引領(lǐng)教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生探究學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),要深入研究教學(xué)過程中能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)方法的素材。此題讓平時(shí)沒有經(jīng)歷過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析、探究的學(xué)生束手無策,卻給平常經(jīng)常開展探究性學(xué)習(xí)的學(xué)生提供了較大的創(chuàng)新思維發(fā)揮空間。
四、體現(xiàn)化學(xué)的生活價(jià)值
【解析】人類使用材料的歷史,就是人類的發(fā)展史。研究材料,制造新材料是化學(xué)研究的一個(gè)重要方面。本題以生活中常見的水管為情境,選材來源于生活,兼顧全體考生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的視角觀察、研究身邊的物質(zhì),從而更深刻地了解化學(xué)在提高人類生活質(zhì)量和社會(huì)發(fā)展方面所起到的重要作用。此題考查了金屬材料、有機(jī)合成材料、鐵銹與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式、怎樣防止金屬銹蝕,以及化學(xué)在提高人類生活質(zhì)量方面所起的重要作用等內(nèi)容。較全面地體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)習(xí)與生活實(shí)際相聯(lián)系的新課標(biāo)要求,同時(shí)要求學(xué)生會(huì)寫重要的、基本的化學(xué)用語(yǔ)。
五、彰顯化學(xué)的時(shí)代氣息
一、化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)
1.1化學(xué)的形象正在被與其交叉的學(xué)科的巨大成功所埋沒
化學(xué)是一門中心科學(xué),化學(xué)與生命、材料等朝陽(yáng)科學(xué)有非常密切的聯(lián)系,產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科,但化學(xué)作為中心學(xué)科的形象反而被其交叉學(xué)科的巨大成就所埋沒?;瘜W(xué)這門重要的中心科學(xué)(centralscience)反而被社會(huì)看作是伴娘科學(xué)(bridesmaidscience)而不受重視。
1.2化學(xué)正被各種各樣的環(huán)境污染問題所困擾
化學(xué)的發(fā)展在不斷促進(jìn)人類進(jìn)步的同時(shí),在客觀上使環(huán)境污染成為可能,但是起決定性的是人的因素,最終要靠人們的認(rèn)識(shí)不斷提升來解決這個(gè)問題。一些著名的環(huán)境事件多數(shù)與化學(xué)有關(guān),諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營(yíng)養(yǎng)化等;另一方面把所有的環(huán)境問題都?xì)w結(jié)為化學(xué)的原因,顯然是不公平的,比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當(dāng)然與化學(xué)沒有樹立好自己的品牌有關(guān)系,在最早的化學(xué)工藝流程里面,根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍,因此很多化學(xué)工藝都是會(huì)帶來環(huán)境污染的。現(xiàn)在,有些人把化學(xué)和化工當(dāng)成了污染源。人們開始厭惡化學(xué),進(jìn)而對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了莫名其妙的恐懼心理,結(jié)果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎,有些化妝品廠家也反復(fù)強(qiáng)調(diào)本產(chǎn)品不含有任何“化學(xué)物質(zhì)”。事實(shí)上,這些是對(duì)化學(xué)的偏見,監(jiān)測(cè)、分析和治理環(huán)境的卻恰恰是化學(xué)家。
二、綠色化學(xué)是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的必然
科學(xué)不但要認(rèn)識(shí)世界和改造世界,還要保護(hù)世界?;瘜W(xué)也如此,為了應(yīng)對(duì)化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn),提倡綠色化學(xué)是刻不容緩。
2.1綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。綠色化學(xué)不同于環(huán)境保護(hù),綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染,而是主動(dòng)的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
2.2綠色化學(xué)的產(chǎn)生及其背景
當(dāng)今,可持續(xù)發(fā)展觀是世人普遍認(rèn)同的發(fā)展觀。它強(qiáng)調(diào)人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源的協(xié)調(diào)發(fā)展,既要發(fā)展經(jīng)濟(jì),又要保護(hù)自然資源和環(huán)境,使子孫后代能永續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)正是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論。在1984年,美國(guó)環(huán)保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學(xué)的最初思想。1989年,美國(guó)環(huán)保局又提出了“污染預(yù)防”的概念。1990年,美聯(lián)邦政府通過了“防止污染行動(dòng)”的法令,將污染的防止確立為國(guó)策,該法案條文中第一次出現(xiàn)了“綠色化學(xué)”一詞。1992年,美國(guó)環(huán)保局又了“污染預(yù)防戰(zhàn)略”。1995年,美國(guó)政府設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。1999年英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)創(chuàng)辦了第一份國(guó)際性《綠色化學(xué)》雜志,標(biāo)志著綠色化學(xué)的正式產(chǎn)生。我國(guó)也緊跟世界化學(xué)發(fā)展的前沿,在1995年,中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》的院士咨詢課題。
2.3綠色化學(xué)的核心內(nèi)容
原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,這一概念最早是1991年美國(guó)Stanford大學(xué)的著名有機(jī)化學(xué)家Trost(為此他曾獲得了1998年度的“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的學(xué)術(shù)獎(jiǎng))提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性,認(rèn)為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達(dá)式是:
原子利用率=(預(yù)期產(chǎn)物的式量/反應(yīng)物質(zhì)的式量之和)×100%
如無公害氧化劑過氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法,即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成,2-乙基蒽醌復(fù)出并可循環(huán)使用。此反應(yīng)原子利用率為100%,體現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)性,減少?gòu)U物的生成和排放,是典型的零排放例子。
2.4綠色化學(xué)的12項(xiàng)原則和5R原則
為了簡(jiǎn)述了綠色化學(xué)的主要觀點(diǎn),P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學(xué)的12項(xiàng)原則,這12項(xiàng)原則對(duì)我們今后從事綠色化學(xué)的研究具有一定的指導(dǎo)作用。
Ⅰ.防止——防止產(chǎn)生廢棄物要比產(chǎn)生后再去處理和凈化好得多。
Ⅱ.講原子經(jīng)濟(jì)——應(yīng)該設(shè)計(jì)這樣的合成程序,使反應(yīng)過程中所用的物料能最大限度地進(jìn)到終極產(chǎn)物中。
Ⅲ.較少有危害性的合成反應(yīng)出現(xiàn)——無論如何要使用可以行得通的方法,使得設(shè)計(jì)合成程序只選用或產(chǎn)出對(duì)人體或環(huán)境毒性很小最好無毒的物質(zhì)。
Ⅳ.設(shè)計(jì)要使所生成的化學(xué)產(chǎn)品是安全的——設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)的生成物不僅具有所需的性能,還應(yīng)具有最小的毒性。
Ⅴ.溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料(如溶劑或析出劑)當(dāng)不得已使用時(shí),盡可能應(yīng)是無害的。
Ⅵ.設(shè)計(jì)中能量的使用要講效率——盡可能降低化學(xué)過程所需能量,還應(yīng)考慮對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的效益。合成程序盡可能在大氣環(huán)境的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行。
Ⅶ.用可以回收的原料——只要技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上是可行的,原料應(yīng)能回收而不是使之變壞。
Ⅷ.盡量減少派生物——應(yīng)盡可能避免或減少多余的衍生反應(yīng)(用于保護(hù)基團(tuán)或取消保護(hù)和短暫改變物理、化學(xué)過程),因?yàn)檫M(jìn)行這些步驟需添加一些反應(yīng)物同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生廢棄物。
Ⅸ.催化作用——催化劑(盡可能是具選擇性的)比符合化學(xué)計(jì)量數(shù)的反應(yīng)物更占優(yōu)勢(shì)。
Ⅹ.要設(shè)計(jì)降解——按設(shè)計(jì)生產(chǎn)的生成物,當(dāng)其有效作用完成后,可以分解為無害的降解產(chǎn)物,在環(huán)境中不繼續(xù)存在。
Ⅺ.防止污染進(jìn)程能進(jìn)行實(shí)時(shí)分析——需要不斷發(fā)展分析方法,在實(shí)時(shí)分析、進(jìn)程中監(jiān)測(cè),特別是對(duì)形成危害物質(zhì)的控制上。
Ⅻ.特別是從化學(xué)反應(yīng)的安全上防止事故發(fā)生——在化學(xué)過程中,反應(yīng)物(包括其特定形態(tài))的選擇應(yīng)著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學(xué)事故的可能性降至最低。
為了更明確的表述綠色化學(xué)在資源使用上的要求,人們又提出了5R理論:
Ⅰ.減量——Reduction減量是從省資源少污染角度提出的。減少用量、在保護(hù)產(chǎn)量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉(zhuǎn)化率、減少損失率。②減少“三廢”排放量。主要是減少?gòu)U氣、廢水及廢棄物(副產(chǎn)物)排放量,必須排放標(biāo)準(zhǔn)以下。
Ⅱ.重復(fù)使用——Reuse重復(fù)使用這是降低成本和減廢的需要。諸如化學(xué)工業(yè)過程中的催化劑、載體等,從一開始就應(yīng)考慮有重復(fù)使用的設(shè)計(jì)。
Ⅲ.回收——Recycling回收主要包括:回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。
Ⅵ.再生——Regeneration再生是變廢為寶,節(jié)省資源、能源,減少污染的有效途徑。它要求化工產(chǎn)品生產(chǎn)在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到有關(guān)原材料的再生利用。
Ⅴ.拒用——Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對(duì)一些無法替代,又無法回收、再生和重復(fù)使用的毒副作用、污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)過程中使用。
三、綠色化學(xué)的發(fā)展前景
3.1反應(yīng)原料的綠色化即反應(yīng)原料符合5R原則。
3.2原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)在基本有機(jī)原料的生產(chǎn)中,已有一些原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的典范,如丙烯氫甲?;贫∪⒓状剪驶拼姿岷蛷亩《┖蜌淝杷岷铣杉憾娴?。
3.3高效合成法不涉及分離高效的的多步合成無疑是潔凈技術(shù)的重要組成部分。
3.4.提高反應(yīng)的選擇性———定向合成如不對(duì)稱合成。
3.5.環(huán)境友好催化劑例如在正己烷的裂解反應(yīng)中,固體酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的選擇性,更小的腐蝕性。
3.6.物理方法促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)如微波引發(fā)和促進(jìn)DielsAlder反應(yīng)、Claisen重排、縮合等許多重要的有機(jī)反應(yīng)。
3.7.酶促有機(jī)化學(xué)反應(yīng)酶促有機(jī)化學(xué)反應(yīng)有高效性、選擇性、反應(yīng)條件溫和和自身對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。
3.8溶劑化學(xué)污染不僅來源于原料和產(chǎn)品,而且與反應(yīng)介質(zhì)、分離和配方中使用的溶劑有關(guān),有毒揮發(fā)性溶劑替代品的研究是綠色化學(xué)的重要研究方向。如超臨界流體、水相有機(jī)合成和室溫熔鹽溶劑等。
3.9.計(jì)算機(jī)輔助綠色化學(xué)設(shè)計(jì)和模擬在化學(xué)化工領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)已廣泛用于構(gòu)效分析、結(jié)構(gòu)解析、反應(yīng)性預(yù)測(cè)、故障診斷及控制等許多方面。無疑,計(jì)算機(jī)在尋找符合綠色化學(xué)原則的最佳反應(yīng)路線、化工過程最優(yōu)化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面推動(dòng)了綠色化學(xué)的更快發(fā)展。
3.10環(huán)境友好產(chǎn)品如可降解塑料、環(huán)境友好農(nóng)藥、綠色燃料、綠色涂料和CFCs替代物等。綠色化學(xué)為化學(xué)的發(fā)展注入了新的活力,在21世紀(jì)化學(xué)必將大有可為。
參考文獻(xiàn)
[1]王恩舉.漫談綠色化學(xué).大學(xué)化學(xué),2002,(4)
關(guān)鍵詞:分析化學(xué)實(shí)驗(yàn);綠色化學(xué);環(huán)境保護(hù)
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門是以實(shí)驗(yàn)操作為主的技能課程,是化工、環(huán)境、生物、農(nóng)林、醫(yī)藥、食品科學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一,其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋面廣泛,涉及到的試劑藥品種類繁多,且多數(shù)為常量實(shí)驗(yàn),有毒實(shí)驗(yàn)約占50%以上。近十年來,隨著我國(guó)高等教育的迅速發(fā)展和科學(xué)研究規(guī)模的不斷擴(kuò)大,地方高校中與化學(xué)及化工相關(guān)的專業(yè)不斷增多,分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)量明顯增加,實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)及高校教師的科研項(xiàng)目越來越多,學(xué)生及教師有更多的機(jī)會(huì)接觸到有毒有害的污染物,地方高校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全與環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為地方高校不能忽視的問題[1,2]。綠色化學(xué)是又被稱為友好化學(xué),是一門利用化學(xué)技術(shù)與方法來降低或消除有害物質(zhì)產(chǎn)生,從源頭阻止污染的化學(xué),是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在化學(xué)領(lǐng)域里的體現(xiàn)[3]。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)思想指導(dǎo)下,在保留常規(guī)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,開展對(duì)分析實(shí)驗(yàn)綠色化的研究,內(nèi)容從改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、減少化學(xué)試劑用量、采用多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)、妥善處理實(shí)驗(yàn)廢液等方面進(jìn)行考慮。
1在綠色化學(xué)的原則下,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教材,合理安排實(shí)驗(yàn)排序
現(xiàn)在高校廣泛使用的傳統(tǒng)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材,由于編著的時(shí)間較早,教材內(nèi)容沒有體現(xiàn)綠色化學(xué)的原則,不能表現(xiàn)出時(shí)代性與創(chuàng)新性,學(xué)生長(zhǎng)期使用這類教材不利于學(xué)生在課堂的學(xué)習(xí)中樹立綠色化學(xué)的意識(shí),不利于為國(guó)家培養(yǎng)出新型的高端技術(shù)型人才。在熟悉綠色化學(xué)原則的基礎(chǔ)上,將綠色化學(xué)的理念融合進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教材改革之中,在教學(xué)大綱的規(guī)定下,以綠色化學(xué)為主線,結(jié)合分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)科特點(diǎn),將符合綠色化學(xué)原則的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編入教材,在教材中添加綠色化學(xué)領(lǐng)域中的研究成果及實(shí)際應(yīng)用,以及綠色化學(xué)相應(yīng)的理論知識(shí),介紹綠色化學(xué)的基本思想和技術(shù),在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課堂上,逐漸引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)的意識(shí),實(shí)現(xiàn)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化[4]。選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí),刪減對(duì)環(huán)境污染較大的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,用綠色分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)代替非綠色化學(xué)的實(shí)驗(yàn),選擇毒性小、危害小、污染少的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中銨鹽中氮含量的測(cè)定,此實(shí)驗(yàn)是以甲醛法測(cè)定氮含量的方法,甲醛對(duì)人體有害,易揮發(fā),教師及學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間吸入甲醛,對(duì)身體造成危害,損害了身體健康,根據(jù)綠色化學(xué)的原則,刪除此實(shí)驗(yàn);傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教材中將苯酚的含量作為學(xué)習(xí)碘量法原理的實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)時(shí)間在暴露在含苯酚的環(huán)境中,苯酚對(duì)人體的危害較大,選擇碘量法測(cè)定葡萄糖的實(shí)驗(yàn)代替。可以靈活采用串聯(lián)實(shí)驗(yàn)的方法合理安排實(shí)驗(yàn)順序,達(dá)到化學(xué)藥品的循環(huán)利用。通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃,合理安排分析實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目和次序,充分利用相關(guān)反應(yīng),盡可能使得上個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物能在下個(gè)實(shí)驗(yàn)中被利用上,且最好可以循環(huán)使用。它在一定程度上減輕了化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境的污染,有利于環(huán)境保護(hù)[5]。例如,分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)安排有“EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定”,及“鉛、鉍混合液中Pb2+、Bi3+的連續(xù)滴定”。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都要用到EDTA,前一個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)配制一定濃度的EDTA溶液后進(jìn)行標(biāo)定,而后一個(gè)實(shí)驗(yàn)需要用EDTA溶液對(duì)鉛、鉍混合液進(jìn)行滴定,在實(shí)驗(yàn)安排上,就將EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定排在前面,這樣第一次實(shí)驗(yàn)多配制的EDTA溶液正好可以用在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)上,這樣就避免倒掉和污染的問題了。通過對(duì)分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革和實(shí)驗(yàn)順序的優(yōu)化安排,可以減少有毒害的化學(xué)物質(zhì)使用及藥品循環(huán)重復(fù)利用,可以減少對(duì)環(huán)境的污染及危害,實(shí)現(xiàn)分析化學(xué)的綠色化[5]。
2減少化學(xué)試劑用量,將半微量分析實(shí)驗(yàn)代替常量實(shí)驗(yàn)
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)以常量滴定分析為主,常量的分析滴定所用的玻璃儀器的規(guī)格一般都是50mL滴定管,25mL移液管,250mL錐形瓶等,因?yàn)椴Ax器的規(guī)格較大,所用化學(xué)試劑的用量大,費(fèi)用高,對(duì)環(huán)境的污染更大,為了從源頭上改變這種現(xiàn)象,在不能更換滴定儀器的條件下,為了做到綠色化就要在保證實(shí)驗(yàn)效果的提前下降低化學(xué)試劑的濃度。例如氯化物中氯含量的測(cè)定(莫爾法)是一個(gè)必做的實(shí)驗(yàn),教材中要求硝酸銀的濃度是0.1mol/L,由于硝酸銀的價(jià)格高,銀本身又屬于重金屬元素,不僅資源稀少而且大量的污水排放會(huì)造成環(huán)境污染。如果根據(jù)教材要求,硝酸銀的濃度高,消耗量較大,不僅造成環(huán)境污染,而且實(shí)驗(yàn)的成本也不低。為了降低實(shí)驗(yàn)成本和保護(hù)環(huán)境,將實(shí)驗(yàn)中用到的硝酸銀濃度從0.1mol/L降低到0.05mol/L;碘量法測(cè)定葡萄糖含量的實(shí)驗(yàn)中,教材中碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度要求是0.05mol/L,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)教師的研究比較,將碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度降低到0.02mol/L,其他藥品用量相應(yīng)的減少了,實(shí)驗(yàn)同樣能達(dá)到精密度和準(zhǔn)確度的要求。雖然半微量實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度低于常量分析實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度,但其測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性較好,精密度高,終點(diǎn)變色敏銳,化學(xué)藥品試劑用量減少,不僅減少有毒試劑對(duì)環(huán)境的污染,又降低了實(shí)驗(yàn)成本,符合綠色化學(xué)的基本原則,值得提倡[6,7]。
3利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)綠色化
傳統(tǒng)的常規(guī)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要耗費(fèi)大量的化學(xué)試劑及純凈的水資源,其中一些實(shí)驗(yàn)所涉及到的藥品價(jià)格昂貴或藥品的毒害性較大,還有某些實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)有產(chǎn)生一些有毒有害的氣體,這樣的實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生及教師的身體造成較大的危害。根據(jù)綠色化學(xué)的原則,我們將這類在過程中易產(chǎn)生危害人體健康及污染環(huán)境的實(shí)驗(yàn)或者需要加入大量有毒有害化學(xué)試劑且不易控制的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)教師通過計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行仿真,從而有效地控制和減少對(duì)環(huán)境的污染,最后達(dá)到綠色化學(xué)的目的。隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展,開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn),對(duì)傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),利用3D化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)室及Flash等軟件,將虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)更廣泛的應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中,對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的裝置、過程、現(xiàn)象及結(jié)果進(jìn)行模擬,再輔助于動(dòng)畫和視頻等多媒體技術(shù),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的課堂上更加直觀和全方位的感受到到實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)過程,同樣可以達(dá)到教學(xué)的目的。計(jì)算機(jī)多媒體模擬實(shí)驗(yàn)既可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)方法,又讓危害人體健康、污染環(huán)境、試劑價(jià)格高昂的實(shí)驗(yàn)從根本上實(shí)現(xiàn)了綠色化[8]。
4重視實(shí)驗(yàn)室廢液的處理及回收利用
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢液較多,主要是分析實(shí)驗(yàn)過程中剩余試劑、溶劑、潤(rùn)洗玻璃儀器的試劑溶液及試劑瓶的洗滌水等。實(shí)驗(yàn)室廢液按照污染程度可分為無污染、低濃度和高濃度。無污染性主要包括類似氯化鈉的鹽溶液和葡萄等非危險(xiǎn)性質(zhì)的試劑;低濃度地污染性的廢液主要包括實(shí)驗(yàn)過程中所使用的低濃度低污染性的試劑、實(shí)驗(yàn)用水和各種玻璃儀器或者其他器具的潤(rùn)洗液和洗滌廢水等;高濃度高污染廢液主要是實(shí)驗(yàn)中使用的濃度過于高、有毒或者危害性較大的試劑等。分析實(shí)驗(yàn)中涉及到的廢液多數(shù)為無機(jī)性廢液,廢液中主要含有重金屬(鉛、鉍、銅、鉻等)及金屬的絡(luò)合物。長(zhǎng)期以來,實(shí)驗(yàn)室的廢液排放并沒有引起許多高校的重視,隨著環(huán)境污染的不斷加劇,學(xué)生隨意將實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢液和實(shí)驗(yàn)完成后剩余的試劑直接倒入下水道中,這樣的現(xiàn)象應(yīng)該杜絕。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)該要求學(xué)生將廢液進(jìn)行處理后排放或者二次利用。根據(jù)廢液性質(zhì)的不同,采用不同的處理方法:如酸、堿廢液可以集中收回并定期進(jìn)行相互中和處理;含氯化銀的廢液可以先加入適量的稀硫酸,攪拌后加入過量的鐵屑,將氯化銀轉(zhuǎn)化為銀以后再回收;《鉛、鉍混合液中Pb2+、Bi3+的連續(xù)滴定》實(shí)驗(yàn)中,廢液中含有大量的鉛、鉍離子,選擇硫化鈉作為沉淀劑將鉛、鉍離子回收后,達(dá)到廢液回收再利用的目的,既節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本,又降低了含的鉛、鉍的廢液直接排放后污染環(huán)境的影響,達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的綠色化目標(biāo)[9]。實(shí)踐證明,通過以上四個(gè)方面的改革,有助于學(xué)生在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課堂中樹立綠色化學(xué)的理念,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能及綜合素質(zhì)的提高,同時(shí)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化不僅可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本,而且減少分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)環(huán)境的污染與破壞,對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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關(guān)鍵詞:化學(xué)工藝;化學(xué);生命科學(xué);納米技術(shù);環(huán)境;高分子材料
中圖分類號(hào):O63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-828X(2013)02-0-01
前言
化學(xué),從古代時(shí)就引起了重視。古代帝王的煉丹術(shù),就是一種化學(xué)工藝,也是從那時(shí)起,化學(xué)教育起步了。對(duì)于當(dāng)時(shí)而言,煉丹術(shù)就是一種新的化學(xué)工藝,隨著歷史的車輪,現(xiàn)在世界與那時(shí)相比較,進(jìn)步的太多了,可是,化學(xué)的新工藝還是如雨后春筍一般地出現(xiàn),我們要想取得更加輝煌的成就,就應(yīng)該清楚地掌握現(xiàn)在化學(xué)新工藝的發(fā)展情況,然后再分析它的發(fā)展前景,這樣才能讓化學(xué)這一門科學(xué)更好地為人們所用。
一、重視化學(xué)的必要性
化學(xué)早已作為一門中學(xué)的必修課了,從這里就可以看出化學(xué)的重要程度。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者H.W.Kroto曾經(jīng)說過,二十一世紀(jì)雖然是一個(gè)以生命與信息為主要技術(shù)的時(shí)代,但是化學(xué)的地位非但沒有降低,反而走上了新的高度,這是因?yàn)榛瘜W(xué)本身就是一門過渡的、集多種新興技術(shù)于一身的學(xué)科?;瘜W(xué)的發(fā)展已經(jīng)引起世界各國(guó)的注意了,化學(xué)是一門可以引起質(zhì)變的學(xué)科,為人類的不斷發(fā)展起到了保駕護(hù)航的作用,世界的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展都與之有相當(dāng)密切的關(guān)系。以我國(guó)為例子,這幾年化學(xué)研究方面取得了飛速的發(fā)展,相關(guān)的論文、期刊,不僅數(shù)量在增多,文章的質(zhì)量也顯著提升,這都是化學(xué)發(fā)展的客觀反映。在如此大好的局勢(shì)下,我們更應(yīng)該抓住機(jī)遇,分析研究化學(xué)新工藝的發(fā)展情況與前景,從而推動(dòng)化學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。
二、國(guó)內(nèi)外化學(xué)新工藝的發(fā)展現(xiàn)狀
就國(guó)內(nèi)而言,我們單單從近年來化學(xué)工作者所獲得的獎(jiǎng)勵(lì)情況就可以看出化學(xué)新工藝的發(fā)展是多么迅猛:如侯建國(guó)等的“單分子結(jié)構(gòu)與電子態(tài)的理論和實(shí)驗(yàn)研究”、陳新滋等的“新型手性配體的設(shè)計(jì)、制備及其在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用”等獎(jiǎng)項(xiàng),都是高水平工藝的代表。下面就國(guó)內(nèi)的化學(xué)新工藝中比較突出的幾點(diǎn)現(xiàn)狀做一簡(jiǎn)要介紹:
首先,出現(xiàn)了很多與生命科學(xué)融合的化學(xué)新工藝,比如化學(xué)與生物醫(yī)學(xué)的聯(lián)系,生物醫(yī)用高分子材料就是一種化學(xué)上的新工藝,一般來講,這種高分子材料分為體外應(yīng)用與體內(nèi)應(yīng)用兩大類,比較新的工藝是體內(nèi)應(yīng)用的生物可吸收或可降解的高分子材料。這些材料可以用于手術(shù)縫合、體內(nèi)固定件等處。制造這些高分子的材料主要來源于膠原蛋白與一些人工合成的高分子,比如外消旋聚乳酸等物[1]。將化學(xué)與生命科學(xué)融合所取得的成績(jī)是很顯著的,成功地解決了一些醫(yī)學(xué)上的難題,造福于人類。其次,相對(duì)重視與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的結(jié)合,這一點(diǎn)是很容易理解的,正如我國(guó)始終把發(fā)展生產(chǎn)力、提高人民的生活水平作為基本一樣,只有經(jīng)濟(jì)發(fā)展了,社會(huì)才能進(jìn)步,因此,化學(xué)作為一門很重要的學(xué)科,當(dāng)然也要重視促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。并且在這一點(diǎn)上,我國(guó)取得了很多成績(jī),比如稀土鎂合金的成功應(yīng)用為神州6號(hào)飛船減重13kg,滿足了國(guó)家的重大需求,再比如四川攀西礦高效、清潔稀土的分離流程,經(jīng)專家鑒定一致認(rèn)為“該流程達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”,這些都體現(xiàn)了化學(xué)新工藝與國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)合的密切性。再次,現(xiàn)在的化學(xué)新工藝的發(fā)展很重視創(chuàng)新,最具有代表性的就是納米技術(shù),納米技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣泛,幾乎涉及到了各個(gè)領(lǐng)域。比如應(yīng)用納米技術(shù)創(chuàng)建了一些高敏感度、高選擇性的酶電化學(xué)傳感器,可以用于醫(yī)學(xué)[2]。再比如利用納米技術(shù)制造了一些靈敏度高的、穩(wěn)定的化學(xué)傳感器,除此之外,納米技術(shù)在研究高分子的工作中也有重要作用,比如楊柏等相關(guān)工作者,通過帶烷基季銨化聚苯乙烯共聚物與巰基取代羧酸包覆的納米晶復(fù)合,實(shí)現(xiàn)了其可加工性,能形成環(huán)狀、螺環(huán)和纖維狀的單色或多色微球,還能形成納米圖案化,在高含量化合物半導(dǎo)體量子點(diǎn)納米粒子聚合物復(fù)合材料制備方面進(jìn)展明顯,這些成果對(duì)相關(guān)的科研、工業(yè)等領(lǐng)域都有很重要的作用。最后,將化學(xué)新工藝用于緩解環(huán)境污染也是一個(gè)新的嘗試,這種嘗試具有很高的實(shí)踐性,并且已經(jīng)取得了不錯(cuò)的效果。比如在水處理方面,科研人員將生物與化學(xué)工藝結(jié)合,研究出多種方法。比如BC法,這種方法既經(jīng)濟(jì)有效,又減少了投藥量[3]??梢哉f是很重要的發(fā)現(xiàn),而在對(duì)環(huán)境污染比較嚴(yán)重的方面,比如有毒物質(zhì)的轉(zhuǎn)移、水體沉淀物中的有機(jī)污染物降解等,相關(guān)的科研人員都進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究,同樣也取得了令人欣慰的成就,環(huán)境污染問題是關(guān)乎每一個(gè)人利益的事情,因此國(guó)際上對(duì)此的重視程度很高,運(yùn)用化學(xué)工藝改善環(huán)境、減少污染,是一項(xiàng)需要一直堅(jiān)持的事業(yè)。
以上只是化學(xué)新工藝目前為止在國(guó)內(nèi)的較為典型的發(fā)展情況,對(duì)于國(guó)外而言,這些方面都有發(fā)展,并且相關(guān)工藝比國(guó)內(nèi)要先進(jìn),比如對(duì)生活垃圾的處理,國(guó)外早就采取了一些生物化學(xué)的方法,可是這一技術(shù)在我國(guó)還并沒有普及,我們應(yīng)該加強(qiáng)與外國(guó)的聯(lián)系,相互交流,促進(jìn)化學(xué)的發(fā)展。
三、化學(xué)新工藝的發(fā)展前景
立足于有利于我國(guó)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看,我認(rèn)為化學(xué)新工藝的發(fā)展前景還是相當(dāng)廣闊的,化學(xué)是一門綜合性學(xué)科,尤其是現(xiàn)在國(guó)際上的學(xué)術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出一種多元化的現(xiàn)象,越來越注重學(xué)科之間的相互融合,在這樣的背景下,化學(xué)的地位愈加顯現(xiàn),通過化學(xué),學(xué)者們可以把多個(gè)學(xué)科相貫通,這樣也許就會(huì)產(chǎn)生一些新的思想、新的成就。尤其在一些納米技術(shù)、材料技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、航天科學(xué)、核技術(shù)方面,化學(xué)的新工藝已經(jīng)取得了比較矚目的成績(jī),相信在這些工藝的發(fā)展下,會(huì)在很大程度上推動(dòng)社會(huì)科學(xué)的進(jìn)步。
四、結(jié)束語(yǔ)
本文通過簡(jiǎn)要的分析了化學(xué)相關(guān)新工藝的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景,體現(xiàn)出了化學(xué)的重要性,如今在日常生活中的方方面面都有可能應(yīng)用到化學(xué),化學(xué)已經(jīng)具有不可替代的地位了,這不僅僅對(duì)相關(guān)的化學(xué)工作者提出了更高的要求,也對(duì)整個(gè)社會(huì)甚至整個(gè)國(guó)家提出了要求,從國(guó)家來講,一定要營(yíng)造一種學(xué)術(shù)的氛圍,而對(duì)于個(gè)人,要積極地學(xué)習(xí)、研究,發(fā)現(xiàn)更多新的工藝,更好地造福于人類。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞 綠色化學(xué) 高職 化學(xué)教學(xué) 教育
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.10.047
On Integration of Green Chemistry Education into Chemistry
Teaching in Higher Vocational Education
LI Jun
(Yingtan Vocational and Technical College, Yingtan, Jiangxi 335000)
Abstract Firstly, the basic concept of green chemistry and the addition of Green Chemistry Education in Chemistry Teaching shallow sense to analyze the development of applications based on the status quo of Green Chemistry Teaching in Higher Education and China's current chemistry, and finally discussed from various angles high vocational chemical teaching effectively integrated into effective strategies green Chemistry teaching.
Key words green chemistry; higher vocational; chemistry teaching; education
綠色經(jīng)濟(jì)是當(dāng)今世界的時(shí)代主題,無論是對(duì)于人類社會(huì)的發(fā)展來說,還是對(duì)于生態(tài)資源的可持續(xù)性利用來說,綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有著極大的現(xiàn)實(shí)意義。綠色化學(xué)應(yīng)用就是基于綠色經(jīng)濟(jì)的理論提出的,由于這一課題的研究在現(xiàn)實(shí)中具有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值,因此是一項(xiàng)非常具有發(fā)展前景的化學(xué)課題。綠色化學(xué)對(duì)于當(dāng)前的時(shí)代背景來說是一個(gè)比較新興的事物,由于各方面的研究尚未深入所以仍然有著極大的可開發(fā)前景。綠色化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值極大,不僅能夠促進(jìn)化學(xué)相關(guān)應(yīng)用的綠色化改變,更能夠?yàn)楫?dāng)前化學(xué)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更加有力的支持與推動(dòng)。
1 綠色化學(xué)的概念及對(duì)化學(xué)教學(xué)的意義
1.1 綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué)是相對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)提出的理論,是指在化學(xué)反應(yīng)過程中不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì),同時(shí)與反應(yīng)相關(guān)的每一種化學(xué)物質(zhì)或者成分都能夠被利用起來,化學(xué)整個(gè)反應(yīng)過程幾乎是沒有任何污染所以稱作綠色化學(xué)。綠色化學(xué)的要求不僅是化學(xué)反應(yīng)生成物被全部利用起來,不涉及任何染污及廢物排放,而且反應(yīng)物、催化劑也是沒有任何污染性的,真正實(shí)現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)全程的無污染、無排放。綠色化學(xué)將人們所有的化學(xué)知識(shí)和技術(shù)進(jìn)行最有效的融合應(yīng)用,將所有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì),針對(duì)每一種反應(yīng)材料、反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行全面的污染物與有害物的再利用設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了整個(gè)化學(xué)反應(yīng)綠色化體系,在解決污染問題的同時(shí)還擴(kuò)大了資源的使用充分度,減少了資源浪費(fèi)。
1.2 綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)教學(xué)的意義
高職院校承擔(dān)著為社會(huì)培養(yǎng)實(shí)用型人才的重要任務(wù),傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)模式僅僅能夠適應(yīng)傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)需求,而對(duì)于當(dāng)今社會(huì)追求綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)則無法適應(yīng),因此在高職化學(xué)教學(xué)中加入綠色化學(xué)教學(xué)是為了將來化學(xué)專業(yè)人才進(jìn)入社會(huì)之后能夠更適應(yīng)當(dāng)今的化學(xué)工業(yè)發(fā)展趨勢(shì),使學(xué)生擁有綠色化學(xué)的基本理念以及基礎(chǔ)能力,在實(shí)際生產(chǎn)中將這種能力有效發(fā)揮來創(chuàng)造綠色經(jīng)濟(jì)價(jià)值。從另一角度來說,當(dāng)前我國(guó)的綠色化學(xué)研究尚處于初級(jí)階段,無論是化學(xué)工業(yè)整個(gè)行業(yè)的人才專業(yè)水平,還是與化學(xué)工業(yè)相關(guān)的科研人員數(shù)量,都存在著很大的市場(chǎng)空缺,因此培養(yǎng)綠色化學(xué)理念的專業(yè)學(xué)生也是行業(yè)的迫切需求。
2 綠色化學(xué)教學(xué)發(fā)展及在高職院校中的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1 綠色化學(xué)教學(xué)發(fā)展
綠色化學(xué)教學(xué)理念在全球范圍內(nèi)受到關(guān)注是自2001年美國(guó)總統(tǒng)布什向世界各國(guó)呼吁“在教學(xué)與工業(yè)發(fā)展中加入綠色化學(xué)理念”之后開始。這一理念原本已經(jīng)在國(guó)際上出現(xiàn),只是尚未受到各國(guó)關(guān)注而處于極度緩慢的發(fā)展?fàn)顟B(tài)中。當(dāng)因化學(xué)污染產(chǎn)生的環(huán)境問題日益嚴(yán)重,綠色化學(xué)的需求變得更加迫切,無論是工業(yè)國(guó)家還是非工業(yè)國(guó)家都開始投入對(duì)綠色化學(xué)課題的研究,并且將這一課題運(yùn)用到教學(xué)過程中,以促進(jìn)綠色化學(xué)研究的有效推進(jìn)。自1998年開始美國(guó)化學(xué)會(huì)的教育部門就與其它相關(guān)的環(huán)境部門做出了聯(lián)合協(xié)作的決定,他們將綠色化學(xué)教學(xué)材料編寫與課程的規(guī)劃列入了教育計(jì)劃中,教育部門還專門針對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行了多次高中化學(xué)教科書的修訂。其中就將綠色化學(xué)的基本理論、原則和意義作為專門性教學(xué)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì),擴(kuò)大了綠色化學(xué)在高中化學(xué)教學(xué)中的影響力。
我國(guó)目前在綠色化學(xué)的相關(guān)研究上有極大的空缺,因此在化學(xué)教育中也較少涉及綠色化學(xué)的相關(guān)理論,除了基本的綠色化學(xué)研究不足之外,當(dāng)前的化學(xué)教育模式與體系也存在著很多不完善的方面,使綠色化學(xué)在高中化學(xué)教育中的融入面臨難題。綠色化學(xué)在教學(xué)中加入需要由各方力量的支持,針對(duì)目前我國(guó)的綠色化學(xué)研究水平來說除了需要由化學(xué)科研工作者進(jìn)行深入理論與實(shí)踐研究之外,還需要有國(guó)家環(huán)保事業(yè)的共同支持,而如果再將其滲入到高職化學(xué)教育中則又需要教育部與政府的支持。只有當(dāng)綠色化學(xué)建立起相對(duì)完整的理論體系,并且研究達(dá)到一定深度時(shí)才能將其作為教學(xué)手段與具體的教學(xué)活動(dòng)結(jié)合起來。
目前不僅是國(guó)內(nèi),縱觀全面的環(huán)境形勢(shì)都處于一個(gè)非常緊張的狀態(tài),各種污染類型時(shí)刻在制造著不同程度的污染物,同時(shí)由于人們?cè)诮?jīng)濟(jì)為第一目的的長(zhǎng)期發(fā)展過程中對(duì)地球資源與能源的大量開發(fā),全球資源緊張形勢(shì)也是當(dāng)今重要的時(shí)代問題。綠色化學(xué)理論能夠很好緩解資源緊張及環(huán)境污染問題,因此即是未來化學(xué)工業(yè)發(fā)展的主要方向,也是人們尋求緩解資源與環(huán)境問題的重要途徑。
2.2 高職院校綠色化學(xué)教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀
目前我國(guó)的高職院校對(duì)綠色化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的涉及率幾乎為零,大部分高職院校在化學(xué)教學(xué)中沒有任何綠色化學(xué)意識(shí),甚至有許多化學(xué)教師也從未認(rèn)識(shí)和了解過綠色化學(xué)的相關(guān)理論。長(zhǎng)期處于傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)模式下的我國(guó)的高職化學(xué)教育尤其對(duì)綠色化學(xué)教學(xué)有著非常迫切的應(yīng)用需求,而我國(guó)的教育環(huán)境暫時(shí)又不具備將綠色化學(xué)教育全面落實(shí)到化學(xué)課程中的條件。所以就需要教師對(duì)課程和教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整,認(rèn)識(shí)并學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的基本原則與意義,在教學(xué)過程中加入綠色化學(xué)理念,使這種優(yōu)秀、先進(jìn)的化學(xué)理論能夠被更大范圍地普及,為未來我國(guó)綠色化學(xué)研究水平的有效提高提供支持。
3 高職化學(xué)教學(xué)滲入綠色化學(xué)教學(xué)方法的途徑
3.1 加強(qiáng)對(duì)綠色化學(xué)教學(xué)的重視
作為化學(xué)教學(xué)課堂的主導(dǎo)者化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)能夠?qū)G色化學(xué)的理論進(jìn)行全面深入的了解和學(xué)習(xí),掌握了基本的綠色化學(xué)原則和理論之后再將其進(jìn)行具體教學(xué)方式的改變,從而實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué)與高職化學(xué)課堂教學(xué)的融合。教師認(rèn)識(shí)綠色化學(xué)需要從其最基本的價(jià)值和意義入手,全面掌握綠色化學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義和在可持續(xù)性發(fā)展中的作用,然后再深入了解具體的綠色化學(xué)知識(shí),擴(kuò)展自身對(duì)綠色化學(xué)的眼界,強(qiáng)化認(rèn)識(shí)。
教師需要對(duì)自身已經(jīng)掌握的綠色化學(xué)相關(guān)理論進(jìn)行整理、宣傳和推廣,宣傳與推廣的對(duì)象不僅是在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論教學(xué),還包括在化學(xué)教師交流活動(dòng)中、在化學(xué)行業(yè)研究討論會(huì)上等。只要是能夠進(jìn)行創(chuàng)新思想交流的場(chǎng)合就將綠色化學(xué)的影響擴(kuò)大到這個(gè)場(chǎng)合中。最后,重視對(duì)學(xué)生綠色化學(xué)理念的培養(yǎng),自身首先應(yīng)當(dāng)有清晰的理論思路,同時(shí)對(duì)綠色化學(xué)有足夠的重視,然后才可能在具體教學(xué)活動(dòng)中加入綠色化學(xué)的教學(xué)元素。
3.2 編寫綠色化學(xué)專用教材
綠色化學(xué)是一個(gè)專門性學(xué)科,其研究對(duì)象有著極大的共性,因此如果能夠?qū)⑵湟詫S媒滩牡男问竭M(jìn)行普及,對(duì)于綠色化學(xué)教學(xué)以及學(xué)科的發(fā)展都有著非常關(guān)鍵的推動(dòng)意義。編寫的專門針對(duì)綠色化學(xué)的教材需要做到最基本的兩點(diǎn)要求:一是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行優(yōu)化,向綠色化學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)靠攏;二是對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)整理,使之成為一個(gè)完整的學(xué)科體系。
從第一點(diǎn)要求來說,要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)具有較大的可實(shí)施性。例如對(duì)于工業(yè)化學(xué)中硫酸的制作有多種方法可以實(shí)現(xiàn),工業(yè)硫酸的生產(chǎn)一般是通過接觸法來實(shí)現(xiàn)的,這一反應(yīng)中首先大量的廢物、廢氣,根據(jù)綠色化學(xué)的理論對(duì)廢物、廢氣進(jìn)行再次利用使其轉(zhuǎn)化為可被其它化學(xué)工業(yè)利用的原料,就實(shí)現(xiàn)了綠色化學(xué)的目標(biāo),硫鐵礦在燃燒過程中產(chǎn)生的廢渣由于含有豐富的鐵元素,如果按傳統(tǒng)的處理方法不進(jìn)行再利用必然會(huì)造成資源的浪費(fèi),而以此作為煉鐵原料進(jìn)行回收利用,既避免了廢物污染又提高了資源利用率。接觸法制硫酸產(chǎn)生的廢氣含有SO2,是一種有害的環(huán)境污染氣體,如果將其與石灰乳或者氨水接觸進(jìn)行反應(yīng),就能夠產(chǎn)生具有利用價(jià)值的石膏或亞硫酸銨。這就是綠色化學(xué)原則的表現(xiàn),既避免了化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢物、廢氣污染,又將其利用轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌I(yè)原料或材料,實(shí)現(xiàn)了資源利用率的提高,而且也有效控制了對(duì)環(huán)境的污染。
從第二點(diǎn)要求來說。綠色化學(xué)專用教材應(yīng)當(dāng)有完整的學(xué)科體系,因?yàn)楦呗毣瘜W(xué)教學(xué)需要以此來作為學(xué)生全面學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)綠色化學(xué)的基礎(chǔ),所以在教學(xué)編寫時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)綠色化學(xué)進(jìn)行全面系統(tǒng)的理論和資源整理,從基本的基礎(chǔ)理論入手對(duì)綠色化學(xué)的理論、實(shí)踐研究、應(yīng)用價(jià)值、化學(xué)原理等進(jìn)行有效的梳理,以發(fā)揮在教學(xué)過程的實(shí)用性價(jià)值。
3.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
將綠色化學(xué)的理念運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué)效果有效提升的重要手段。對(duì)于化學(xué)教學(xué)來說實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式本身就有著非常關(guān)鍵的教學(xué)意義,也是最利于學(xué)生深入接觸化學(xué)理論和現(xiàn)實(shí)意義的有效手段,綠色化學(xué)所關(guān)注的對(duì)工業(yè)化學(xué)反應(yīng)過程的綠化和優(yōu)化基本上都是基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段實(shí)現(xiàn)的,所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲入綠色化學(xué)的理念是一項(xiàng)非常重要的教學(xué)改革途徑。
首先開發(fā)微型實(shí)驗(yàn)。在許多重要的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中其用到的化學(xué)試劑是具有一定污染性或毒性的,對(duì)這種實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型開發(fā),運(yùn)用更少的原料和更小的反應(yīng)規(guī)模來說明化學(xué)原理,既實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目的,也減少了反應(yīng)產(chǎn)生的污染。這種具有污染性和危險(xiǎn)性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高職化學(xué)課程中是非常普遍的,例如氯氣的取用過程如果一旦發(fā)生泄漏就會(huì)對(duì)人體造成傷害,同時(shí)還會(huì)污染環(huán)境,微型實(shí)驗(yàn)就是減小氯氣的取用量,設(shè)計(jì)小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)選擇用針管來取用就能夠有效避免因此產(chǎn)生的污染問題。
4 結(jié)束語(yǔ)
綠色化學(xué)在我國(guó)高職化學(xué)教學(xué)中有著非常重要的開發(fā)意義,除了進(jìn)行專門的綠色化專用教材設(shè)計(jì)和教學(xué)之外,在每一項(xiàng)與化學(xué)教學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)中都體現(xiàn)出綠色化學(xué)的原則,是深入推進(jìn)綠色化學(xué)理念的有效方式,也是促進(jìn)我國(guó)綠色化學(xué)研究不斷深入的重要途徑。我國(guó)當(dāng)前面臨的化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展時(shí)代任務(wù),要求通過高職化學(xué)教學(xué)滲入綠色化學(xué)理念來有效提高綠色化學(xué)的科研水平。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞 高中化學(xué) 教學(xué)方法 學(xué)習(xí)方法
中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2013)09-0074-02
實(shí)行新課改以來,很多高中學(xué)校在高一開學(xué)初都有開設(shè)“初高中知識(shí)銜接”的課程,但教學(xué)資料及教學(xué)方法很多都不完善,致使很多學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)失去信心和興趣。那么,如何使初高中化學(xué)較好的銜接、使高一學(xué)生更有興趣學(xué)習(xí)化學(xué),這是課程制定者、學(xué)校、一線老師所共同關(guān)注的問題,可始終沒有很好的解決。為何會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)狀?雖然銜接教學(xué)是一個(gè)十分復(fù)雜的問題,但解決問題的根源還在于實(shí)踐者的認(rèn)識(shí)。筆者認(rèn)為初、高中化學(xué)銜接應(yīng)做好下面幾點(diǎn):一是初高中教材的銜接;二是教學(xué)方法的銜接;三是學(xué)生學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)心理的銜接。
一、初高中教材的銜接
1.初、高中化學(xué)教學(xué)目標(biāo)的差別
從課程目標(biāo)角度看,初中化學(xué)主要要求學(xué)生掌握簡(jiǎn)單的化學(xué)知識(shí)、基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能、簡(jiǎn)單化學(xué)計(jì)算及化學(xué)在生活、生產(chǎn)及國(guó)防知識(shí)的某些應(yīng)用,其知識(shí)層次則以要求學(xué)生“知其然”為主。而高中化學(xué)新課程對(duì)學(xué)生在知識(shí)技能目標(biāo)維度方面的發(fā)展要求,更加關(guān)注化學(xué)核心概念的學(xué)習(xí)、核心觀念的建構(gòu)、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)習(xí),同時(shí)有相當(dāng)一部分化學(xué)知識(shí)要求學(xué)生不但要“知其然”,而且要“知其所以然”。
2.初、高中教材中知識(shí)要求的差別
高中化學(xué)比初中化學(xué)提出了更高、更深、更廣的要求。以化學(xué)反應(yīng)為例,初中學(xué)生學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)知識(shí)是非常粗淺的,要求的水平也是比較低的,即便被認(rèn)為很重要的復(fù)分解反應(yīng),初中僅定位為“初步認(rèn)識(shí)”的水平,不要求拓展深化。高中化學(xué)則在必修課程中就要求學(xué)生從宏觀與微觀、定性與定量、本質(zhì)與現(xiàn)象、積極應(yīng)用與負(fù)面影響、內(nèi)因與外因、化學(xué)反應(yīng)的外部條件和發(fā)生環(huán)境、內(nèi)容動(dòng)因與外部控制、化學(xué)反應(yīng)與物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化等方面對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)與理解。基于這樣的整體性認(rèn)識(shí),初高中銜接工作就有了方向——可根據(jù)課程目標(biāo)和教學(xué)要求的差異性,進(jìn)一步分解和細(xì)化,使銜接教學(xué)層層分解、逐步遞進(jìn),做好相關(guān)工作。
筆者認(rèn)為:在高一化學(xué)起始階段,集中3-4個(gè)課時(shí)并強(qiáng)化“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”“從微粒視角看性質(zhì)和反應(yīng)”和“應(yīng)用性質(zhì)開展實(shí)驗(yàn)探究”三個(gè)專題的教學(xué)銜接是很有必要的。這三個(gè)專題的教學(xué),在于彌補(bǔ)高一新生重要知識(shí)不清晰、化學(xué)觀念不明朗、科學(xué)探究不深入、知識(shí)應(yīng)用不靈活等高一化學(xué)學(xué)習(xí)的先天缺陷,同時(shí)揭示高一學(xué)習(xí)的策略與方法。
二、教學(xué)方法的銜接
初中化學(xué)的教學(xué)方法由于受到初中生知識(shí)水平及初中化學(xué)作為入門學(xué)科的限制,較多地采用灌輸式的講解方法。進(jìn)入高中時(shí),教師要抓住學(xué)生生理從少年向青年轉(zhuǎn)變,學(xué)習(xí)心理是從“經(jīng)驗(yàn)記憶型”的被動(dòng)接收知識(shí)向“探索理解型”主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)的轉(zhuǎn)變時(shí)期,在教學(xué)方法上則應(yīng)更多地采取啟發(fā)、激發(fā)學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)上理解所學(xué)內(nèi)容。
為了能順利地開展高一年級(jí)的教學(xué)工作,教師應(yīng):
1.通覽教材、大綱
教師要熟悉初、高中教材,要研究大綱中對(duì)各部分知識(shí)的要求情況。確定新學(xué)年開始的教學(xué)內(nèi)容及訂出教學(xué)計(jì)劃,使得所教學(xué)的內(nèi)容有利于高中化學(xué)的學(xué)習(xí),有利于初、高中的銜接。
2.深入了解學(xué)生的實(shí)際
教師對(duì)高一新生的中考情況要進(jìn)行認(rèn)真分析,對(duì)中考中與高中學(xué)習(xí)密切相關(guān)的內(nèi)容的掌握情況要心中有數(shù),以便在教學(xué)中有的放矢。
另外,教師要了解學(xué)生的志向。學(xué)生受家長(zhǎng)、社會(huì)、環(huán)境等因素的影響,逐漸形成自己的人生觀和價(jià)值觀,多數(shù)學(xué)生有了一定的理想和抱負(fù),教師是學(xué)生的引路人,教師有責(zé)任、有義務(wù)促使學(xué)生形成正確的人生觀、價(jià)值觀。其次,仔細(xì)觀察學(xué)生行為,了解學(xué)生性格特征。學(xué)生受環(huán)境、家庭、遺傳等因素影響,性格迥異,有的學(xué)生大膽,活潑開朗,有的學(xué)生性格膽小自卑,作為教師必須認(rèn)真了解學(xué)生性格特征,針對(duì)不同性格學(xué)生,給以適當(dāng)?shù)慕逃绞?,才能因材施教,性格活潑開朗的學(xué)生,我們盡量要求她們沉著冷靜,膽大心細(xì)。第三,了解學(xué)生的智力水平。學(xué)生的接受能力有快有慢,對(duì)腦子靈、接受能力強(qiáng)的學(xué)生,教師可適當(dāng)增加其難度,鼓勵(lì)學(xué)生參加各種競(jìng)賽活動(dòng),開發(fā)學(xué)生智力。對(duì)接受能力比較慢的同學(xué),教師多放些耐心,給這些學(xué)生多講基礎(chǔ)知識(shí),在基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)中提高學(xué)生的興趣,使這些學(xué)生也有一定的成就感,提高這些學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,才能全面提高教育教學(xué)質(zhì)量,推進(jìn)素質(zhì)教育。
3.利用各種教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)科素養(yǎng)
充分利用教材上的圖表、演示實(shí)驗(yàn)、教學(xué)模型等直觀材料,結(jié)合當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)與社會(huì)、化學(xué)與生活、化學(xué)與經(jīng)濟(jì)有著重要的聯(lián)系,以此培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。如講授《鹵素》時(shí),可介紹氯氟烴對(duì)臭氧層的破壞原理,講授《硫酸》時(shí),可介紹有關(guān)環(huán)境污染及環(huán)境保護(hù)及我國(guó)的有關(guān)環(huán)境政策等等,讓學(xué)生覺得化學(xué)就在我們身邊,化學(xué)就在我們的生活中,要學(xué)好化學(xué)就必須有腳踏實(shí)地、勤奮苦讀的態(tài)度。
三、學(xué)生學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)心理的銜接
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
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級(jí)別:部級(jí)期刊
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