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1、 贵 州 师 范 大 学（独立本科段）毕 业 论 文题 目：绿色化学在中学教材中的应用系 （院）：化学与材料科学学院专 业：化学教育姓 名： 指导教师： 完成时间：2011年3月20日绿色化学在中学教材中的应用 摘要 化学教学中实施绿色化学教育是必要的也是可行的。通过课堂教学、实验教学、课外活动和实践活动等四方面“适时、适度、适量”地渗透绿色化学知识 ,使学生了解和接受绿色化学理念 ,树立环保意识和可持续发展观念。绿色化学概念在工业上也已日渐得到认可,但它的概念与内涵在教学中也应得到贯彻,它的应用在实验中也应得到推广。如何面对绿色化学新概念、新思想、新要求,在实际教学中,结合当前素质教育,把绿
2、色化学教育贯穿于中学化学教学的全过程之中,是一个新的研究课题。关键词 绿色化学 环境保护 环境化学 环境意识 绿色化学教育引言在化学教学中所倡导的绿色化学,其核心就是利用化学原理从源头上减少和消除生产对环境的污染,从而解决人类社会发展过程中面临的有关问题、提高人类的生活质量、促使人与自然和谐相处,达到保护人类赖以生存的环境,实现人类社会的可持续发展。进一步培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。一、绿色化学的概念绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,是通过化学方法合成对环境无害或友好的物质的一门新兴学科。其内涵就是研究和寻找并能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节
3、都实现净化和无污染的反应途径。是从源头阻止污染或预防污染的化学,其过程为零排放和零污染。简要概括,绿色化学的基本内涵体现在“5R”原则上。 (1)减量,即节省资源,减少“三废”的排放,避免实验过程中造成对环境的污染。(2)重复使用,既是降低成本的需要,又是减废的需要,如化学反应过程中催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。(3)回收,可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求,如回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂,达到循环使用的目的。(4)再生,即变废为宝,节省资源、能源,减少污染,如离子交换树脂、磺化煤等。(5)拒用,指对一些无法代替,又无法回收、再生和
4、重复使用、有毒副作用、污染作用的原料,拒绝在化学过程中使用。如全国查禁毒鼠强,停止使用含磷洗衣粉。二、绿色化学的主要特点：1充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；2在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；3提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；4生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好品。绿色化学给化学家提出了一项新的挑战，国际上对此很重视。1996年，美国设立了“绿色化学挑战奖”，以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌，为子孙后代造福。三、现行初中化学教材中绿色化学理念的体现 1.教材中
5、建立了与绿色化学相一致的概念 中学化学教材中涉及绿色化学知识的内容不多,这就要求教师在化学教学中注重对教材的二次开发和利用,挖掘教材中的隐含因素,在教学中不断地渗透绿色化学教育理念。现行初中化学教材从不同角度建立了与绿色化学内涵相一致的基本概念。从环境保护角度介绍了环境污染、三废、大气污染物、酸雨、温室效应等概念,在介绍概念的同时还分析了有关污染的成因和污染物的主要来源及危害。从实验操作中介绍了,药品取用的规则,金属的回收利用,塑料的回收利用、研发可降解塑料,提倡化肥、农药的合理使用等都体现了“省资源、少污染、减成本”的绿色理念。 2. 工业化学渗透了绿色化学观点 例如 :煤、石油以及石油产品
6、如果仅仅作为燃料就太可惜了而且还有严重的污染,在化学教科书上册第147页就介绍了工业上煤和石油的综合利用对人类更有价值。同样在化学教科书上册第143页介绍了车用乙醇汽油,其中的乙醇就是用高粱、玉米、小麦、薯类等为原料经发酵、蒸馏制的,是可再生能源。在化学教科书下册第17页,模拟工业炼铁原理的实验,强调了一氧化碳尾气的处理。在化学教科书下册 第103页“用高分子分离膜淡化海水”提供了低能耗海水淡化的新方向。为了节省资源,工业制氧气以及氮肥都是以廉价环保的空气为原料。初中化学教材中的工业化学内容不多,但都不例外地合理渗透了绿色化学观点。 四、 实验内容充分体现了绿色化学原理 化学是一门以实验为基础
7、的自然科学。众所周知，绝大多数化学实验中、实验后都会不可避免对环境及人体造成污染，而且大多数的“三废”未经任何处理就直接排向环境中。因此，化学实验教学也应体现绿色化学教育的原则，要努力改革实验，并将其运用到实验教学中去，最好开设对环境友好的化学实验。实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。我认为:在化学实验教学中渗透绿色化学思想，在实验教学中要尽量体现绿色化学实验的新要求:省资源、无污染、无废物、多循环、多利用。在实验中具体做到以下几点：1实验操作规范化,妥善处理实验废弃物,减少对环境的污染。教师在演示实验时,通过言传身教,渗透绿色化学思想。教育学生实验
8、后的废液、废渣尽可能回收利用,不能回收利用的废液、废渣,则应倒在规定的地方,以便清理,减少环境污染。2剂量最小化,最大限度减少污染。即改进实验装置,将常规实验改成微型实验。这样既能降低实验费用;又能降低排废量,减少污染;更能缩短实验时间且安全可靠。 3改进化学实验,减少环境污染。即将有毒实验改成封闭实验。如氯气的制备与性质实验、二氧化硫的制备与性质实验。4要大力推行微型实验,即要对常见实验仪器进行微缩,对常用试剂要给出限量,用点滴板代替多只试管做的对比实验,还可以把烧杯、集气瓶、学生实验等微型化。课堂上在微型化带来实验现象不明显时,可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。 5要努力改革实验方式
9、,有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行,如指示剂与酸或碱作用实验、有些定性实验可放在滤纸上完成。 6 要优化有关实验,如燃烧和灭火这一节中探究燃烧的条件,热水中的白磷通入氧气后剧烈燃烧,并产生大量的白烟向教室内扩散,引起师生咳嗽等不良反应,可通过在氧气导在中学化学课本的编制和修订过程中,有关实验内容安排也充分体现了绿色化学原理:(1) 对常见实验的固液试剂的取用给出了限量要求;如一般按最少量(12mL)取用液体,固体只需盖满试管底部即可。(2) 介绍了闻药品气味的方法;(3) 实验剩余药品的处理做了明确规定;(4) 强调了实验中常见的事故避免、应急处理等;(5) 介绍了特殊试剂的保存和
10、使用原则及方法;(6) 在课本中引入了减量、减废的微型化学实验;(7) 在硫燃烧、一氧化碳还原氧化铜等有污染的实验中强调了尾气的处理办法;(8) 在教材修订时删除了有一定危险或危害的实验,等。五、在中学化学教学中进行绿色化学教育 1.在教学设计中渗透绿色化学思想。在教学设计中通过创设有效情境,渗透绿色化学思想。例如,在学习氮氧化物时,我们先讲NO、NO2的毒性、性质、致毒原理、形成的危害:NO直接结合血红蛋白引起中毒,NO2则刺激呼吸道引起中毒,NO、NO2相互作用并形成光化学烟雾等。再根据NO、NO2的性质,让学生思考如何除去实验室产生的NO、NO2尾气。接着讲述大气中NO、NO2的主要来源
11、,如汽车尾气。然后介绍汽车尾气中的NO、NO2的除去方法。通过在化学课堂上渗透绿色化学思想,既培养了学生的思维能力、创新意识,又加强了学生的环保意识。2. 在习题教学中渗透绿色化学思想。习题教学是课堂教学的重要环节,它是帮助学生掌握和巩固所学知识、技能的重要手段。习题教学不仅可以开发学生的智力,还能使学生在习题中了解科技动态,学以致用,培养良好的科学态度。编制绿色化学习题，培养绿色化学意识。结合课本知识，有意识地设计一些题目引导学生用绿色化学的观念进行解答。融合了“绿色化学”的习题教学，使学生更深入了解绿色化学的重要性。例如，在讲到水污染时，可设计问题为什么要提倡使用无磷洗衣粉?讲到煤、石油、
12、天然气时，可提问为什么要使用无铅汽油?为什么要限制含硫量高的煤的使用?在学到有机物时，可提问当我们装修房屋时，我们应尽量选用水溶性涂料还是有机溶剂涂料?由于初中学生的化学知识有限，所以，有些考察学生能力的有关绿色化学的习题都要以信息的形式给出，来进一步培养学生的绿色化学意识。 3. 在素质教育中传播绿色化学思想,培养学生创新精神 化学实验产生的废水、废气和废渣都会对环境造成不容忽视的污染,这就需要在中学化学教育教学过程中进行环境教育,而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中,一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感;另一方面,
13、结合绿色化学要求,教给学生防治污染的重要方法减量、减废、回收、再生和拒用等。绿色化学对化工生产,化学实验提出 “省资源、少污染、减成本”的实验要求,可激发学生对传统化学实验进行改革创新精神。4. 利用突发新闻事件(与化学有关),适时进行绿色化学教育 报纸、电视、广播、网络等媒体每天都会有大量与化学相关的信息,如瘦肉精、苏丹红、三聚氰胺等添加剂事件,教师应及时搜集与绿色化学相关的题材,结合课堂教学可使学生真正感到化学与环境、生态发展的关系。、 5. 在课外活动中渗透绿色化学教育 办板报、搞环保知识讲座;组织学生测定附近河、湖水的酸碱度;参观附近化工厂;利用节假日到野外收集废电池等等,让学生亲身体
14、验环境污染的程度及其危害性,增强环境观念。环境教育从学生切身问题入手,抓住时机灌输环境意识,能给学生留下深刻印象。比如,针对很多人因入住新房患上严重疾病的报道,我组织学生开展了“室内装修会遇到哪些环境污染问题”的专题调查活动。学生自由组合编成小组,自编调查问卷,自己跑市场了解家居装修材料性质,到图书馆查找文献资料撰写调查报告。通过活动的开展,学生了解到许多境知识,如地面装修选用大理石会增加氡污染,墙面漆的使用会挥发出甲醛、三氯甲烷等影响身体健康的有机物。通过调查,学生还提出了许多减少室内空气污染的办法,如尽量少用中国传统的爆炒做菜方式,以减少油烟的排放量;做菜过程始终开动抽油烟机,以减少燃烧过
15、程产生的CO、NO2等有害物在空气中含量;室内放置吊兰吸收甲醛;室内禁止吸烟;等等。总之,活动的开展大提高了学生的环保意识。六. 在生活中渗透绿色化学教育 要教育学生在日常生活中,从自身做起,从一点一滴的小事做起,时刻牢记环保使命,充分利用节约能源(如节水、节电、充分燃烧煤气、石油液化气等),合理分类存放生活垃圾(如电池回收、不乱到污水等),不使用污染环境的物品(如含磷洗衣粉、喷发胶等),敢于同浪费资源、污染环境的行为作斗争,努力将环境污染降低到最低程度,保护好我们的家园。七、绿色化学思想的教育意义1.绿色化学思想的教育有助于培养学生的创新精神和社会责任感,是实施素质教育的重要途径。绿色化学思
16、想是一种战略、方针、指导思想、研究策略。不久的将来,重大的绿色化学研究成果将会走进我们的生活。而且它所倡导的预防化学污染的新理念和新实践正日益被人们认识、接受和重视。2.把绿色化学思想贯穿在化学教学的全过程中,能够培养学生强烈的环保意识。在中学化学教学中应该加强绿色化学思想的宣传,使学生清除从社会上带来的对化学的种种误解和偏见,尤其要突出环保意识。3.在化学教学中,渗透绿色化学思想,应用绿色化学的理念进行化学教学设计,并且还要着重介绍绿色化学在防治大气污染、温室效应,保护臭氧层,保护土壤、水质及生态环境中的重要贡献,介绍化学产品对提高生活质量,保障人类健康和安全方面所起的作用,从而激发学生学习
17、化学的兴趣,明确化学学习的目的。化学新课程教材中融入了绿色化学内容,举例如下:(1)实验室制氯气的实验中,多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收,防止了尾气对环境污染。(2)在镁的提取及应用中,强调氯气循环利用生产盐酸,节约资源,并减少污染。(3)在二氧化硫的性质和作用中,介绍了硫酸型酸雨的危害。在浓硫酸与铜的反应中,多余的SO2用氢氧化钠溶液吸收,防止了尾气对环境污染。总之绿色化学是新世纪化学发展的方向和议题。世界各国都在进行绿色化学的研究，并注重绿色化学的发展与教育。绿色化学是人类和自然和谐的化学，是面向新世纪提出的化学新概念，同时它也为化学教育教学提出了新的课题。作为化学教育工作者，特别是中学化学教育工作者，必须把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全过程之中。参考文献1王恩举.漫谈绿色化学大学化学，2002，（4）2徐光宪.今日化学何去何从？.大学化学，2003，（1）3董昌耀，杨世忠中学绿色化学教育实施策略探讨，化学教育.20024 中学化学教材（人教版）