張敏
【摘要】隨著環(huán)境污染問題越來越受到世人矚目,資源、能源問題日益突顯,倡導(dǎo)人類與自然和諧、與環(huán)境友好的嶄新理念——“綠色化學(xué)”已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一?!熬G色化學(xué)”是人類和自然和諧的化學(xué),是面向未來提出的化學(xué)新概念,綠色化學(xué)是新世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的方向和議題。世界各國都在進(jìn)行綠色化學(xué)的研究,并注重綠色化學(xué)的發(fā)展與教育。在化學(xué)教育中倡導(dǎo)綠色化學(xué)理念,把綠色化學(xué)思想融入化學(xué)教學(xué)已成為必然的趨勢。
【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);環(huán)保;教育現(xiàn)狀;未來發(fā)展
一、綠色化學(xué)教育的必要性及重要性
21世紀(jì)是綠色文明的世紀(jì),綠色科技將成為21世紀(jì)適應(yīng)于可持續(xù)發(fā)展要求的主導(dǎo)。不同于傳統(tǒng)科技,綠色科技具有綜合化與生態(tài)化的顯著特點(diǎn)。綠色化學(xué)正是給21世紀(jì)綠色產(chǎn)業(yè)、綠色消費(fèi)和綠色文明帶來希望的綠色科技。近幾個(gè)世紀(jì)中,已錯(cuò)過多次現(xiàn)代化發(fā)展的我國,必須緊緊抓住這一機(jī)遇。這便需要千千萬萬具有綠色知識、懂得綠色化學(xué)技術(shù)和知識的人才堅(jiān)持不懈的努力,而綠色化學(xué)人才的培養(yǎng)離不開綠色化學(xué)教育。
綠色化學(xué)教育是當(dāng)代學(xué)生素質(zhì)教育的重要內(nèi)容。綠色化學(xué)教育是化學(xué)教育的前沿,又是化學(xué)教育發(fā)展的必須。具有綠色化學(xué)的常識,也是建設(shè)我們未來美好家園的保證。綠色化學(xué)教育是對傳統(tǒng)的化學(xué)教育思維方式的更新和發(fā)展。在具體教學(xué)中,應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生樹立綠色化學(xué)的思維方式,用“5R”原則來考慮化學(xué)反應(yīng)問題,在綠色化學(xué)教育與實(shí)踐中,化學(xué)教育必須體現(xiàn)綠色化學(xué)的新內(nèi)容,要在課程教材中體現(xiàn)綠色化學(xué)的理念,在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)中,要始終貫穿綠色化學(xué)的思想,樹立環(huán)境保護(hù)的意識。
二、以高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)倡導(dǎo)綠色化學(xué)教育
1.立足顯而易見的綠色化學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行綠色化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)
在多種版本的化學(xué)新教材中都包含了非常明顯的綠色化學(xué)內(nèi)容,比如魯教版 《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》 教材末尾處“主題拓展從實(shí)驗(yàn)室到工廠——化工過程開發(fā)”,不僅將實(shí)驗(yàn)室儀器與工廠設(shè)備聯(lián)系起來、將科學(xué)研究與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系起來,還對綠色化學(xué)進(jìn)行了正面介紹。人教版 《化學(xué)2》(必修)最后一章直接以“化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用”為題目,其第二節(jié)專門以“資源綜合利用 環(huán)境保護(hù)”為題,本節(jié)第二部分更是以“環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)”為標(biāo)題對綠色化學(xué)進(jìn)行了正面介紹。教材的這種設(shè)計(jì)使綠色化學(xué)的思想更加明確化和系統(tǒng)化,教學(xué)中應(yīng)立足這些顯而易見的綠色化學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行綠色化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì),開展綠色化學(xué)教育。
2.努力挖掘教材內(nèi)容潛在的綠色化學(xué)思想
教材中除了有明顯“綠色化學(xué)”提法的內(nèi)容外,還有許多內(nèi)容包含綠色化學(xué)的思想和觀念。例如,在講有機(jī)化合物塑料時(shí),以廢棄塑料的回收利用為例,讓學(xué)生討論其可能的途徑,認(rèn)識化學(xué)對廢舊物資再生與綜合利用的作用;在講化學(xué)反應(yīng)與能量這一主題時(shí),結(jié)合燃料燃燒效率的提高、高能清潔燃料的開發(fā)和新型燃料電池的研制,安排一些調(diào)查與交流活動(dòng),提出合理化建議。通過這樣的教學(xué)設(shè)計(jì),可以讓學(xué)生意識到資源的循環(huán)利用、能源的優(yōu)化應(yīng)用以及環(huán)境的源頭治理對可持續(xù)發(fā)展的意義。此外,還有許多可以充當(dāng)綠色化學(xué)教育素材的內(nèi)容,比如當(dāng)學(xué)習(xí)氮和硫的氧化物時(shí),讓學(xué)生討論減少大氣污染物的原理和方法;當(dāng)涉及到土壤污染、白色污染、廢水處理等內(nèi)容時(shí),讓學(xué)生討論防治方法,體會化學(xué)對環(huán)境保護(hù)的意義;在介紹溫室效應(yīng)和全球氣溫變暖的主要原因時(shí),可以補(bǔ)充二氧化碳被壓縮成為超臨界流體時(shí)可以作為一種優(yōu)良的綠色化學(xué)溶劑。教學(xué)中要努力挖掘這些內(nèi)容潛在的綠色化學(xué)思想,適時(shí)對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)思想和觀念的教育
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識
化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化是 《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》 的要求,也是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的要求。在不同課程模塊實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想、培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保意識,也是進(jìn)行綠色化學(xué)教育可操作性最強(qiáng)、效果最明顯的途徑。
對一些實(shí)驗(yàn)成本高、危險(xiǎn)性大、污染較重的實(shí)驗(yàn),比如氨溶于水的噴泉實(shí)驗(yàn)、堿金屬銣和銫與水的反應(yīng)、爆炸實(shí)驗(yàn)、黑面包實(shí)驗(yàn)等,可以考慮通過視頻影像、flash 動(dòng)畫等手段利用計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng)加以呈現(xiàn),化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真化不使用化學(xué)原料、無毒無污染、成本低,與綠色化學(xué)思想相吻合。但仿真實(shí)驗(yàn)不能取代實(shí)際操作,一是實(shí)驗(yàn)仿真化需硬件條件支持,只適合經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、配備多媒體系統(tǒng)的學(xué)校;二是仿真不能取代實(shí)際反應(yīng),仿真也不能取代動(dòng)手操作,因其不能提供學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,與提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、推行素質(zhì)教育的宗旨相違背。但適度使用仿真實(shí)驗(yàn)對于快速高效地向?qū)W生解釋實(shí)驗(yàn)原理還是非常有效的。高中化學(xué)教學(xué)中有不少實(shí)驗(yàn)采用的原料或產(chǎn)物有一定毒性,可以考慮采取封閉的方式進(jìn)行綠色化改進(jìn)。如二氧化硫、二氧化氮等的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),就可以利用醫(yī)用注射器將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為封閉實(shí)驗(yàn),防止有毒物質(zhì)逸出或滲漏。也可以把有毒氣體的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)兩套裝置合二為一,采用連續(xù)性實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì),降低有毒氣體逸出的幾率,獲取較好的環(huán)保效果。此外,實(shí)驗(yàn)中剩余藥品、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物等注意回收利用和無害化處理,不能隨意丟棄;在有氯氣、二氧化氮、二氧化硫等有毒氣體參與的反應(yīng)中,向?qū)W生強(qiáng)調(diào)尾氣處理、防止污染大氣的重要性,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為滲透綠色化學(xué)思想、培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保習(xí)慣的良好契機(jī)。
三、綠色化學(xué)教育的發(fā)展趨勢
化學(xué)教育工作者要樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念,使綠色化學(xué)思想、內(nèi)容從基礎(chǔ)教育貫穿到高等教育,讓學(xué)生了解綠色化學(xué),樹立綠色意識,培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的操作、運(yùn)用、開發(fā)等方面,多從綠色化學(xué)的角度來思考;從綠色的角度來說,中學(xué)化學(xué)很多物質(zhì)的制取、化學(xué)工藝等等都值得重新考慮。這給改革課堂教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神提供了一個(gè)良好的契機(jī)。
綠色化學(xué)不但有重大的社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益,而且說明化學(xué)的負(fù)作用是可以避免的,顯示了人的能動(dòng)性。綠色化學(xué)不是把人看成是自然的主宰者,而是看作自然界普通的一員,追求的是人對自然的尊重,人與自然的和諧發(fā)展。人類在向自然界索取、創(chuàng)造富裕生活的同時(shí),不能以犧牲人類自身生存環(huán)境作為代價(jià)。作為新世紀(jì)的一代,我們不但要去了解綠色化學(xué),接受綠色化學(xué),更應(yīng)為綠色化學(xué)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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