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綠色化學,又叫清潔化學、環境友好化學,其實質是讓反應過程保持原子經濟性,使整個反應過程無污染,反應物充分利用,達到提高反應轉化率和經濟效益的目的。這對于預防污染,治理污染,保護環境,節約能源有著極其重要的作用。我國提出建設環境友好型社會,走可持續發展的道路,這與綠色化學的本質不謀而合。大學生作為未來社會的接班人,就應該具有建設環境友好型社會,實現我國可持續發展道路的意識。因此,他們應該深刻理解綠色化學的理念,豐富綠色化學的知識,滿足社會發展的需求,為服務于社會做準備。總而言之,在高職教育中普及綠色化學,融入綠色化學十分重要。
2在高職化學教育中融入綠色化學的方法探討
隨著綠色化學概念的深入人心,各大高校紛紛對推行綠色化學教育做出舉措。但是由于綠色化學概念較為新穎,教學方式提出較晚,還有很多不足之處,下面就如何加強高職化學教育中綠色化學部分提出幾點建議。
2.1提高教師重視程度
由于教師質量參差不齊,部分教師還未意識到綠色化學理念在化學教育中的重要性,更未關注綠色化學所獨有的教學方式的變化。作為高校教師,面對化學教育上的重大改革,首先應端正態度,充分認識綠色化學對社會和環境的重要作用,積極的學習和了解有關綠色化學的相關知識,做到讀書破萬卷,講課如有神的境界;其次,應宣傳和推廣綠色化學理念,提高自身專業技能,更新知識體系,將講課內容向綠色化學方面過渡,及時向學生傳達先進知識;第三,要培養學生的綠色化學意識,在此基礎上才能強化授課效果,并使學生對綠色化學有了清晰的認識,從而再日后的學習中發揮主動性,積極拓展知識范圍。
2.2編寫綠色化學專用教材
教材是教學的基礎,在教材中貫徹綠色化學理念,才能真正使其深入學生之心。教材的編寫,首先應對傳統化學的反應式進行優化,使其達到綠色化學的標準。例如接觸法制硫酸一節中,硫鐵礦燃燒后的殘渣富含鐵元素,可回收用于煉鐵工業,廢氣中含有一定量的SO2,若直接排放會污染空氣,此時將其通過石灰乳或氨水,便可得到生石膏或亞硫酸銨,成功消除了污染并生產了副產品。再比如,CuCl2制備中,涉及到消除溶液中鐵和亞鐵離子的問題,若是使用教材所述的NaClO去除,則會產生新的雜質,增加了CuCl2制備的難度。若是從綠色化學角度思考,可采用H2O2做氧化劑,還原產物為H2O,不會造成污染,而且其分解產物為O2和H2O,亦沒有造成污染,因此是良好的氧化劑。再者,教材應對綠色化學有一個系統的講解,以幫助學生了解該行業的作用,重要性及發展前景等。講解除了基礎的概念性質外,還應包括研究成果,作用原理,應用方面等。尤其是其保護環境,實現可持續發展道路的作用。
2.3優化實驗教學方式
化學實驗是化學教學中的重要組成部分,在試驗中貫穿綠色化學理念,也是化學教育中融入綠色的有效途徑。
2.3.1微型實驗的開展
綠色化學倡導下,一種新的實驗方式應運而生,這就是微型化學實驗。這種實驗可以通過改良實驗方式,用更少反應原料、更小實驗儀器、更短實驗時間得到同樣的實驗結果,這樣便能有效降低污染,減少能耗,節約資源。高職化學實驗中不乏操作具有一定危險性,試劑具有一定污染性,藥品具有一定毒性的實驗,這時采用微型實驗便是綠色化學的集中體現。例如2,4-二硝基苯肼與醛,酮進行反應時,可在井穴板上,用滴管取一至二滴進行反應,即可觀察到明顯現象;再比如做氯氣取用實驗時,用針管取用可有效防止氯氣外泄,并很好地控制了用量,避免了對人體的損害和對環境的污染。
2.3.2利用多媒體開展實驗
對于一些危險性強,安全性要求高,原料消耗巨大,對環境影響惡劣的實驗,在實驗室內進行污染大,浪費大,操作難,并且效果可能并不理想。這時,可以采用多媒體的方式來教學。使用教學軟件可以準確模擬出實驗現象,學生觀察多媒體設備也更直觀,更清晰,可以準確快速的得出結論,有效避免了浪費和污染,滿足綠色化學的教學理念。
3結語
化學對人類作出了巨大的貢獻。人類生活的各個方面,從衣、食、住、行的生活必需品到汽車、電視、洗衣機等家用品,無不與化學有關。可以說化學改變了人類的生活方式,提高了人類的健康與生活水平。但化學的這些巨大貢獻卻同時伴隨著一定的代價,那就是制造、使用與處理這些合成物質對人類健康及生活環境造成的負面影響。綠色化學的口號最早是由美國提出的。綠色化學即是用現代化學和化工生產的技術去減少或消除對人類健康、社區安全、生態環境有毒的原料、催化劑、溶劑和試劑的使用,不產生有毒有害的產物、副產物和廢物。綠色化學與傳統化學最根本的區別就在于綠色化學是對環境不產生污染的化學,發展不產生污染的新化學反應和化學產品,從源頭上消除污染,使化學產品既能為人類服務又不污染環境,有利于社會的可持續發展。它是化學發展的新階段,是促使人類與環境協調發展的更高層次的化學。
1.培養學生的創新精神
在教學中,改變傳統化學教學中學生那種“唯科學”的學習方法,鼓勵學生主動參與;提倡研究性學習,使學生經過分析、批判、綜合、創新等思維過程,深入了解化學科技的實用性和社會價值。例如,對公眾關心的“白色污染”問題,讓學生課后查找一些資料,做一些調研農產品的綜合利用等等都可以作為研究性課題引入教學中,讓學生研究和探討,收集和處理信息,分析和尋找解決問題的方法,使他們在了解化學的實際應用過程和對社會生活的直接影響中,形成理性批判與創新意識,提高實踐能力。
2.融入人文教育
綠色化學教育的首要任務是建立一種新的綠色觀念體系,強調人類對環境與發展的責任感,培養學生以“科技與社會”之間和諧發展為基礎的道德、倫理和科學價值觀念。綠色化學教育不只關注化學科學的理論體系,而且重視其應用價值和在社會層面上的反思,使學生了解綠色化學的科學理念、思想方法、實用性和社會經濟價值等,深入理解科學的“雙刃劍”作用,形成科學的價值觀。綠色化學將科學、技術、社會有機地聯系起來,在“化學科學”與“人文科學”之間架起橋梁,讓學生了解化學與社會、經濟、環境之間的相互關系,改變舊有的思維方式,能夠以科學的眼光來觀察、分析社會中的矛盾和問題。
二、中學綠色化學教育的實施策略
對于中學化學教育工作者來說,強化綠色意識、更新傳統觀念是中學化學教育工作者的當務之急。在強化綠色意識、更新傳統觀念的基礎上,要把綠色化學思想和知識融合于課堂內外各教學環節之中。
1.在課堂教學中滲透
第一,可以在化學史的介紹中滲透。在正反兩方面的史實中滲透綠色化學思想的教育。例如,在講放射性元素時,對居里夫婦的精神表示欽佩,對居里夫人堅決反戰的人格表示尊敬,但同時又要對在海灣戰爭中使用貧鈾彈而對環境和人類造成災難的人提出批評。還可以介紹環境問題,介紹20世紀發生的公害事件,探索發生的原因,指出傳統化學及工業是產生公害的原因,提出綠色化學是解決環境問題的根本途徑,建立綠色化學的根本觀念。這樣的化學史話很多,既能培養學生學習化學的興趣,又能從中教育學生學習化學是要為人類造福。相信他們在被故事感動的同時,心中也會慢慢積累起環保意識、綠色意識。
第二、在化學實驗教學中滲透。化學是一門以實驗為基礎的科學,化學實驗是學生學習化學知識、解決生產和生活中的實際問題的重要途徑和方法,是化學教學中必不可少的環節。教學中的一些化學實驗每次排放的污染物雖然不多,但積少成多,對環境也有不良的影響,并且對學生會產生一種反面教育。因此,在化學實驗教學中,首先教師要以身作則,注意對化學實驗進行綠色化改造,使教師在傳授化學知識與化學實驗實際操作中保持言行的一致性,給學生樹立一個很好的行為模式和榜樣,學生就會在現在和將來自覺地模仿教師的行為模式,自然地形成環保意識,實現綠色化學的目標。其次,教導學生在化學實驗中遵循綠色化學的原則,做到實驗藥品的減量化、循環或回收再利用,選擇污染少、裝置簡單、產物易分離、安全性高的實驗方法,在無法避免使用或產生有毒有害物質時,必須采取有效的保護和消害處理。例如:不論用氯酸鉀與二氧化錳混合加熱制取,還是用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣,都會留有固體混合物,回收處理較麻煩。而改用雙氧水與二氧化錳混合制取,不僅操作更簡單,且方便回收二氧化錳。甚至可以采用電解水的方法來制取,既得到氧氣,同時也得到氫氣,無廢棄物產生。
2.在課外實踐活動中學習
通過讓學生自己去實踐,從感性上去體驗和感知傳統化學給環境帶來的嚴重污染以及用化學手段治理這些污染的局限性,使他們的思想從如何治理污染轉移到如何從源頭制止污染,以至于關注綠色化學,理解綠色化學的重要性,進而學習綠色化學,實現綠色化學教育的目的。配合化學課堂教學,采取形式多樣的課外實踐活動,例如,實地調查、文獻調查、探究性學習、環保知識競賽、寫小論文比賽等。
3.班會、校會、板報、校園廣播中宣傳
宣傳也是樹立綠色意識的一種有效手段。搞好校園宣傳工作,必將有利于綠色意識的強化。
4.化學教材的綠色化
教材是教學內容的主要載體。教材建設是搞好教學的基礎,綠色化學是新的化學領域,必須在教材中有良好的體現,才能服務于教學。因此加強教材建設是搞好綠色化學教學改革的前提。教材編寫的大綱和內容體系應以化學原理知識為基礎,以綠色化學為主線,以學科交叉融合為前提構建新的教材體系,充分體現前沿性、前瞻性、創造性、發展性。
5.通過試題形式強化學生對綠色化學的認識
綠色化學是設計研究沒有或只有盡可能小的環境負作用,并在技術上、經濟上可行的化學生產過程。在中學化學教學中,培養學生綠色意識,是社會可持續發展的基本要求。有意識選擇體現綠色化學教育的試題,讓學生在解題過程中受到綠色教育是一種有效的方法。
[關鍵詞] 有機化學;綠色化學;無毒無害;有機溶劑
中圖分類號:TF046.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)20-0229-01
隨著社會的不斷發展進步,我們的化工企業的數量也在日益增多,隨之而來的還有嚴重的環境污染問題。我們不能否認化工企業的蓬勃發展對我們國家的國防、農業工業以及醫學方面的發展都帶來了積極的影響,但環境污染變得越來越嚴重也是有目共睹的。在這種形勢下,就迫切要求我們對化工企業的生產發展做出重要改革,我們提出的改革主要是在化工企業的生產過程中應用綠色有機化學合成技術。
一、從含義和原理上對綠色有機化學合成技術做出初步了解
綠色有機化學的名稱形式并不是單一的,我們也可以將其稱之為無害有機化學、環境友好有機化學或者清潔有機化學。通俗來說,綠色有機化學合成的含義是指在進行化學合成反應的過程中,選用的選擇性和轉化率較高且無毒無害不對環境造成污染或造成極少污染的反應原料,通過新開發的合成反應過程和方法,將合成反應生成過程中的污染系數降到最低,且消耗最少的能源和資源就能夠完成合成反應的具有前進意義的有機化學合成技術。通過應用綠色有機化學合成技術,我們企業生產過程中對環境造成的污染會降到最低程度,甚至有可能消失不見。
綠色化學的提出是為了解決應用傳統化學過程中出現的問題,綠色化學是對傳統化學思維的創新和升華,綠色化學的研究內容是從多個方面進行研究的,具體來說研究內容主要有合成反應的原料、合成反應的條件、反應的轉化條件以及以開發綠色產品為目標,綠色化學反應一定要區別于傳統化學反應,對環境不造成危害。綠色化學的理想狀態是在有機化學合成反應過程中產生的產物是無毒無害的,通過對反應物、催化劑和反應介質的控制能夠從根源上阻止污染物的產生。我們在進行綠色化學的時候要遵循以下幾個原則:第一,所選擇的反應原料一定要是無毒無害的;第二,反應一定要選取可再生資源來做原料;第三,要著重開發研究的催化劑是新型的;第四,介質研究不能單一,要設計不同的合成反應;第五,積極開發研究新型的轉化方法;第六,所開發研究的化學產品一定要有利于人類的健康,更要對環境的安全有積極作用。
二、明確綠色有機化學合成技術的重要研究內容
我們要想將綠色有機化學合成技術很好地應用到化工企業中,就要求我們必須弄清楚綠色有機化學合成技術所要研究的主要內容,具體主要包括:第一,綠色有機化學合成是為了對我們目前的化學物開發研究,使其變得對人們的身體健康有益,并且對環境友好不造成威脅。第二,通過對我們化學合成反應的條件進行改變,使排放物能夠回收利用,就算不能回收利用排放后也不能對環境造成任何威脅。第三,完善有機化學合成技術,變換基本的反應原料以及初始化合物,使有機化學合成反應變得更環保、更安全。
不得不說的是,綠色有機化學合成技術主要強調的就是“安全、環保”這兩個概念,它不僅要求實驗的反應終產物對我們人類的身體身心健康無害,還要求整個反應過程都不會對我們的環境造成任何危害。我們不能只考慮反應對人類健康和環境的直接影響,還必須要考慮到可能會造成影響的任何一個因素。
三、合理應用綠色有機化學合成技術,實現環境綠色化
1、選取無毒無害的原料來進行有機化學合成反應
我們要想應用綠色有機化學合成技術要考慮的第一個問題就是選擇綠色的反應原料來進行反應,所謂的綠色反應原料就是指無毒無害,對人體無傷害的試劑。有機化學合成反應的類型和具體的工藝過程通常是由化學反應的原料決定的,我們在進行實驗的時候,如果選用的反應原料自身是有毒的,就會給實驗者以及環境造成極大地危害;相反,如果我們選用的反應原料本身不具有毒性,對環境和實驗者造成的危害相對來說就會小一點。在我們國家的大部分化工企業中使用的礦物資源基本上都是不可再生的,造成了極大地浪費。所以,我們在選取反應原料的時候要去開發一些可以重復利用且可以再生地礦物資源。
舉個例子來具體說一下,通常我們在合成芳香胺的時候選用的原料是氯代芳烴,但我們都知道氯代芳烴能夠積累在身體中對人體產生巨大地傷害,Monsanto公司為了解決這個問題選用了芳烴來替代有毒的氯代芳烴,并且成功地將芳香胺給合成了出來,減少了有機化學合成反應對環境造成的污染。
2、開發研究新型的綠色催化劑來進行有機化學合成反應
大部分的有機化學合成反應常采用的催化劑是液體的酸和堿,雖然說這類催化劑價格比較便宜且容易得到,催化效率也相對高一些,但是這些催化劑存在的問題是不容我們忽視的,例如這些催化劑通常會對設備造成極大地腐蝕,并且對環境的污染較大,引發的副反應也較多,并且反應以后的試劑難以處理。為了改變傳統的酸堿催化劑對我們的人類健康和環境造成危害的現狀,開發研究新型無污染的綠色催化劑已經迫在眉睫。目前開發研究出來的較為成功的新型催化劑主要有分子篩催化劑、固體強酸催化劑、固體強堿催化劑、雜多酸催化劑以及相轉移催化劑等等,這些新型的催化劑不僅催化能力比傳統的酸堿催化劑高,并且不會腐蝕設備,更不會對環境造成造成危害。我們必須大力支持新型綠色催化劑的開發研究。
3、采用綠色溶劑做有機化學合成反應溶劑
在我們傳統的有機化學合成實驗過程中,我們經常采用的反應介質主要是有機溶劑,采用有機溶劑的原因是它們能夠將有機化合物很好地溶解在反應試劑中。但我們不能忽視有機溶劑的缺點,有機溶劑大部分是有毒性的,并且使用以后很難再回收利用,容易對環境造成污染。相反的是,在進行有機合成反應我們可以不加溶劑采用水或者超臨界流體做反應介質的方式,這樣就可以減輕環境的負擔,并且這種方式也不會對人體造成任何傷害。
具體來說,我們目前采用的無毒無害的綠色溶劑主要有:水溶劑、超臨界和近臨界流體溶劑和離子液體溶劑。我們自然界最豐富的溶劑就是水,它不僅無毒且對環境無污染,最重要的一點是廉價易得。采用有機溶劑做介質的時候,有的時候會發生爆炸的現象,非常不安全,采用水做介質就不會發生這種情況。
4、采用合適的方式實現綠色化的有機化學合成反應的產物
相比于無機化學合成的產物來說,有機化學合成的終產物對環境的污染是非常嚴重的,其中我們所熟悉的就是農藥對環境造成的污染。我們應用綠色有機化學合成技術的最終目的就是為了減少污染物的排放,減少對環境的污染。可能在我們的生產工藝中還沒有完善的條件完全使用綠色的反應原料,但為了減少污染物排放量,我們必須保證的是在有機化學合成反應的過程中要采用可循環再生的工藝。
四、結束語
當前,世界的環境污染問題越來越嚴重,無論是國家政府還是國家的每一位公民都開始為保護環境貢獻出自己的一份力量。綠色有機化學合成設計已經開始慢慢地融入到我們生活的每一個方面,并且將會是未來全社會有機化學的發展大趨勢。總而言之,我們國家正在倡導建設可持續發展社會,我們社會的每一位成員都必須深刻理解綠色有機化學合成技術的重要意義,改善我國的綠色有機化學合成技術,使其可以推動著我們的社會向著積極向上的方向發展。
參考文獻
綠色化學高中化學教學課堂教學實驗教學化學源于生活又高于生活,隨著素質教育理念的貫徹和環境問題的日益凸顯,在化學教學中引入環境保護理念已得到教育工作者廣泛認可。綠色化學是以環境保護為依托的新型化學教學理念,其目標是讓人與自然能夠可持續發展,綠色化學現已被許多國家接受并實施。高中化學的學習內容比較基礎,高中也是學生思維模式形成的重要階段,在高中化學教學中以綠色化學理念為指導,對學生環保意識的形成意義非凡。
一、高中綠色化學教育的特點
當前的高中化學教學不止于知識的傳授,同時也是素質的培養;在教會學生化學定理、物質構成,了解生活中化學現象的同時,也要教會學生如何利用化學來改善生活并且避害就利;在讓學生學習知識本身的同時,也要在學生頭腦中形成知識結構,將綠色理念根植在學生心中,培養學生的綠色意識,使學生在今后的人生道路上,在工作崗位中,能夠以綠色化學的理論來指導言行,將保護生態環境作為己任。
將綠色化學理念引入高中化學教學中,是將以往的化學教學分割為環境保護和應試兩個部分,提高學生的科學文化素養,對科技和經濟的快速發展能夠理性認識,能夠用發展進步的眼光看待學習,對生態環境了解和改善要以保護為前提。對于化學學習學生不應是被動的去學,而是主動自發地去學習,以綠色理念為指導、創造性地學習。
二、“綠色化學理念”在高中化學教學中的滲透路徑
1.將綠色化學理念滲入課堂教學中
(1)重視實際生活與教材基礎內容的結合
強調綠色化學理念,首先要做到重視教材基礎內容,將教材中涉及諸如環境污染、溫室效應、醫學垃圾、水體污染、食品污染、重金屬污染、噪聲污染等與綠色化學和環境保護相關的內容剖析透徹,將知識關鍵點理解充分后與生活實際相聯系,才能深刻意識到走綠色化學之路的重要意義。
(2)教學時要將綠色化學理念貫穿始終
實施綠色化學對于教師來說,首先老師自身要具備綠色意識,同時也要時刻將綠色化學理念反映在其教學過程中,學生才能逐漸形成綠色意識。例如,在講解關于氯氣的性質和用途時,可以用雙氧水作對比,讓學生了解到未來造紙工業的漂白技術將會徹底變革,綠色的、無污染的雙氧水將會代替產生有害物質的氯氣做漂白劑。這種通過對比不同物質在工業生產中的作用和對環境的影響來強調綠色理念的教學方法,也是教師在教學過程中向學生輸出綠色理念的途徑之一。
2.將綠色化學理念融入化學實驗中
科學結果的論證通常離不開實驗,化學更是一門需要讓實驗數據“說話”的科學,將綠色化學理念融入化學實驗中,會較好的改善化學實驗的“三廢”問題。
(1)善于設計“迷你型”化學實驗
所謂“迷你型”化學實驗,即指在能充分滿足得出實驗目標結論的情況下,對原有的實驗內容和實驗方法進行重新安排和調整,盡可能使用小號的化學裝置和精簡的化學儀器,從而減少化學試劑的使用量,使實驗過程中排出的污染氣體和水體大幅減少,最終弱化因進行化學實驗對環境的不利影響。例如,教師在對氯氣的性質進行實驗時,可以利用少量的漂白液和稀硫酸在小號的培養皿中制得,同時生成的氯氣也會擴散至培養皿中的其他液滴中,產生進一步的反應,既驗證了多個性質,又減少了氯氣對空氣的污染,可謂一舉兩得。因此“迷你型”化學實驗具有節約化學試劑、操作簡便、低污染的優點,是未來實現綠色化學的重要途徑之一。
(2)嚴格規范化學實驗操作
嚴格規范化學實驗操作的含義是要嚴格遵守實驗的步驟、試劑稱量標準化、對實驗產生的“三廢”要進行嚴謹處理,否則會造成化學試劑和能源浪費,加大周圍環境污染,同時還有可能導致嚴重的實驗事故,給教師和學生帶來不必要的人身傷害。所以嚴格規范化學實驗的操作,不僅具有重要的安全意義,也是綠色化學意識的一個重要體現。
(3)盡可能采用無毒無害的實驗材料
教師通過化學實驗向學生展示化學現象或化學原理時,應對比能達到同一實驗結果的不同的實驗材料對環境的影響,要注意盡量選用無毒無害、對環境影響較小的實驗材料。即在達成為學生展示化學實驗的同時,要考慮到對環境的影響。例如,在展示白磷自燃的現象時,實驗材料白磷毒性較大,且其燃燒后產生的有害氣體對環境污染較為嚴重,所以教師可以利用Mg2Si進行水解,其水解后產生的SiH4在水面上也會自燃,但實驗過程無有害氣體排出,Mg2Si代替白磷實驗,就很好的體現了綠色化學的理念。
(4)對實驗“三廢”進行無害化處理
對實驗過后產生的“三廢”進行無害化處理,是貫徹綠色化學理念的重要組成。實驗“三廢”有多種處理方式,但最終目標就是無害化。教師應當有意識的引導學生,讓學生學會正確處理各種廢液、廢渣的方法,最終實現“三廢”無害化。比如,在實驗后,教師要求學生對實驗殘留進行分類,然后根據每種殘留各自的特點采用相應的處理方法,如中和、分解、深埋、回收等,力求減少實驗殘留對環境的污染。
(5)利用計算機完成高危實驗
有一些化學實驗危險系數較高,實驗過程會觸及多種有毒有害物質,在易導致實驗事故威脅師生人身安全的同時也對環境有較大的不利影響。因此,此種實驗不宜采用傳統方式演示,而應利用先進的計算機技術進行模擬演示,教師可以在實驗前預先在計算機里設置好實驗數據,使學生在模擬操作時對實驗設備和實驗步驟有初步的了解,在加深學生對知識的理解和掌握的同時也達成了綠色化學的目標,有效地減少了“三廢”污染。
三、結論
隨著科技的進步和人們環保意識的普遍增強,綠色化學是化學發展的必然趨勢。綠色化學可以使學生在個人發展的基礎階段形成環保意識,為人類與自然和諧相處打好基礎。所以在高中教育階段,應將綠色化學理念完全滲透至高中化學教學中,使學生深刻地認識到,綠色化學理念對我國可持續發展的重要性,增強學生主人翁的責任感。
參考文獻:
[1]李思思.基于綠色化學理念的實驗改進[J].成功(教育),2011,(10):89-90.
關鍵詞:綠色化學;高中化學;教學課堂教學;實驗教學
一、高中綠色化學教育的特點
當前的高中化學教學不止于知識的傳授,同時也是素質的培養,在教會學生化學定理、物質構成,了解生活中化學現象的同時,也要教會學生如何利用化學來改善生活并且避害就利,在讓學生學習知識本身的同時,也要在學生頭腦中形成知識結構,將綠色理念根植在學生心中,培養學生的綠色意識,使學生在今后的人生道路上,在工作崗位中,能夠以綠色化學的理論來指導言行,將保護生態環境作為己任。
將綠色化學理念引入高中化學教學中,是將以往的化學教學分割為環境保護和應試兩個部分,提高學生的科學文化素養,對科技和經濟的快速發展能夠理性認識,能夠用發展進步的眼光看待學習,對生態環境了解和改善要以保護為前提。對于化學學習學生不應是被動的去學,而是主動自發地去學習,以綠色理念為指導、創造性地學習。
二“綠色化學理念”在高中化學教學中的滲透路徑
1.將綠色化學理念滲入課堂教學中
(1)重視實際生活與教材基礎內容的結合
強調綠色化學理念,首先要做到重視教材基礎內容,將教材中涉及諸如環境污染、溫室效應、醫學垃圾、水體污染、食品污染、重金屬污染、噪聲污染等與綠色化學和環境保護相關的內容剖析透徹,將知識關鍵點理解充分后與生活實際相聯系,才能深刻意識到走綠色化學之路的重要意義。
(2)教學時要將綠色化學理念貫穿始終
實施綠色化學對于教師來說,首先老師自身要具備綠色意識,同時也要時刻將綠色化學理念反映在其教學過程中,學生才能逐漸形成綠色意識。例如,在講解關于氯氣的性質和用途時,可以用雙氧水作對比,讓學生了解到未來造紙工業的漂自技術將會徹底變革,綠色的、無污染的雙氧水將會代替產生有害物質的氯氣做漂自劑。這種通過對比不同物質在工業生產中的作用和對環境的影響來強調綠色理念的教學方法,也是教師在教學過程中向學生輸出綠色理念的途徑之一。
2.將綠色化學理念融入化學實驗中
科學結果的論證通常離不開實驗,化學更是一門需要讓實驗數據“說話”的科學,將綠色化學理念融入化學實驗中,會較好的改善化學實驗的“三廢”問題。
(1)善于設計“迷你型”化學實驗
所謂“迷你型”化學實驗,即指在能充分滿足得出實驗目標結論的情況下,對原有的實驗內容和實驗方法進行重新安排和調整,盡可能使用小號的化學裝置和精簡的化學儀器,從而減少化學試劑的使用量,使實驗過程中排出的污染氣體和水體人幅減少,最終弱化因進行化學實驗對環境的不利影響。例如,教師在對氯氣的性質進行實驗時,可以利用少量的漂自液和稀硫酸在小號的培養皿中制得,同時生成的氯氣也會擴散至培養皿中的其他液滴中,產生進一步的反應,既驗證了多個性質,又減少了氯氣對空氣的污染,可謂一舉兩得。因此“迷你型”化學實驗具有節約化學試劑、操作簡便、低污染的優點,是未來實現綠色化學的重要途徑之一。
(2)嚴格規范化學實驗操作
嚴格規范化學實驗操作的含義是要嚴格遵守實驗的步驟、試劑稱量標準化、對實驗產生的“三廢”要進行嚴謹處理,否則會造成化學試劑和能源浪費,加人周圍環境污染,同時還有可能導致嚴重的實驗事故,給教師和學生帶來不必要的人身傷害。所以嚴格規范化學實驗的操作,不僅具有重要的安全意義,也是綠色化學意識的一個重要體現。
(3)盡可能采用無毒無害的實驗材料
教師通過化學實驗向學生展示化學現象或化學原理時,應對比能達到同一實驗結果的不同的實驗材料對環境的影響,要注意盡量選用無毒無害、對環境影響較小的實驗材料。即在達成為學生展示化學實驗的同時,要考慮到對環境的影響。例如,在展示自磷自燃的現象時,實驗材料自磷毒性較人,且其燃燒后產生的有害氣體對環境污染較為嚴重,所以教師可以利用Mg2Si進行水解,其水解后產生的SiH4,在水而上也會自燃,但實驗過程無有害氣體排出,Mg= Si代替自磷實驗,就很好的體現了綠色化學的理念。
(4)對實驗“三廢”進行無害化處理
對實驗過后產生的“三廢”進行無害化處理,是貫徹綠色化學理念的重要組成。實驗“三廢”有多種處理方式,但最終目標就是無害化。教師應當有意識的引導學生,讓學生學會正確處理各種廢液、廢渣的方法,最終實現“三廢”無害化。比如,在實驗后,教師要求學生對實驗殘留進行分類,然后根據每種殘留各自的特點采用相應的處理方法,如中和、分解、深埋、回收等,力求減少實驗殘留對環境的污染。
(5)利用計算機完成高危實驗
有一些化學實驗危險系數較高,實驗過程會觸及多種有毒有害物質,在易導致實驗事故威脅師生人身安全的同時也對環境有較人的不利影響。因此,此種實驗不宜采用傳統方式演示,而應利用先進的計算機技術進行模擬演示,教師可以在實驗前預先在計算機里設置好實驗數據,使學生在模擬操作時對實驗設備和實驗步驟有初步的了解,在加深學生對知識的理解和掌握的同時也達成了綠色化學的目標,有效地減少了“三廢”污染。
參考文獻:
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關鍵詞:化學工藝;化學物品;綠色化技術;綠色化學
在現代社會不斷發展的過程中,綠色化學基礎也在這一過程中得到了極大的提升,并且逐漸發展成為了一門專業化的學科,這項技術自身屬于系統性的施工方式或者說施工工藝。而目前所廣泛推廣的綠色化學就是化學在進行生產的過程中,通過切實有效的科學技術,來將其完全清楚的一種有效方式,而利用這一方式,能夠達到對空氣進行凈化的目的,這也稱之為經濟性化學。我國當前堅定的認為國民經濟的唯一發展途徑便是可持續化發展,利用綠色化學經濟發展模式能夠使得我國產業結構得到極大的優化,最終達到對社會、經濟、環境進行統一的目的。下文主要針對傳統化學工藝的綠色化技術進行了全面詳細的探討。
1 傳統化學工藝的特點
在我國社會經濟社會飛速發展的過程中,其化學工業在整個生產行業中起到了極其重要的作用,這對于國民經濟的提升來說,具有著極大的促進意義模式,一方面它對于社會發展帶來了促進作用,而另外一方面,它也對社會的穩定帶來了不穩定的因素,這是現代社會的挑戰,也是現代社會的機遇。就當前的實際情況來看,化學工業在整個社會中進行發展的過程中,占有了極大的比例,而其自身所具有的發展速度極其迅速。但是在不斷對化學工業進行發展加快的過程中,其對于環境所可能帶來的隱患也越來越大,既有可能對于生產所需的生態系統帶來危害。這主要是由于化學工業在實際生產的過程中,會進行大量污染物的排放,其污染氣體不僅僅會對于周邊的生產環境帶來危害,還會對于化學工業自身的發展、進步進行了阻礙。即便在這樣的情況之下,其化學工業還是無法完全脫離化學原料,所以,在進行化學原料生產的時候,務必要采用更加先進的生產技術,來減少生產所所帶來的污染,從而達到減緩排放,解決環境問題的目的。
在社會發展的過程中,不管是什么產品在生產過程中都會對環境產生一定的影響,因此我們在對化學產品加工的同時,必須要不斷探索與創新,采用先進的管理措施來管理化學生產技術與手段。一直以來,我國對環境問題都非常重視,也在不斷研究與探索,以此來管理或者改善傳統的化學施工工藝,從而采用先進的技術手段來進行生產,達到綠色環保的效果。
環境問題一直是我們最關注的問題之一,尤其是在化學工業生產與發展過程中,更需要我們采用有效的措施來對環境進行治理,根據總結,對環境的治理可以分為三個階段:第一階段也就是20 世紀70~80 年代,由于這一階段的管理水平比較低,所以在環境治理的過程中,在很大程度上增加了工作的難度;第二階段也就是20 世紀80年代,在這一階段工作人員已經采取了管段處理方式來對化學工藝進行管理,這一處理方式的目的也就是為了避免在生產過程中出現跑、冒、滴、漏等現象。第三階段也就是在20 世紀90 年代,在該階段,環境問題越來越受到人們的關注,人們對于環保意識越來越高,因此在化學工業生產與發展過程中,為了保證社會實現可持續發展,采用了一種綠色化工藝來提高原材料的利用價值,并且有效的防止了對環境的污染,實現了社會、經濟、環境的和諧統一發展。
2 綠色化學的含義與優點
自從二十世紀90年代以來,我國的綠色化學就通過對于交叉學科的工業應用進行發展。這一狀態,不僅是社會和人們意識所產生的快速提升,也是自然發展。所以,我們可以直接哈綠色化學直接認為是現代化學工業發展過程中堅實基礎。也就是說,現代化學工業的發展,只有良好的應用了綠色化學技術,才能夠避免環境中大量有害物質的存在。通過相應的技術來減少環境中的有害物質,從而有效的穩定生態系統。綠色化學的口號最早產生于化學工業非常發達的美國。
綠色化學的核心是:利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染。在當前社會發展的過程中,其在發展和應用的過程中, 其應用技術措施和管理方法不斷的提高, 按照綠色化學的原則、在理想的化工生產方式是:其在反應的過程中,反應方式和反應管理技術措施是當前管理的主要手段和最終產物,綠色化學的主要特點是:
2.1 充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;
2.2 在無毒、無害的條件下進行反應,以減少向環境排放廢物;
2.3 提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納,實現“零排放”;
2.4 生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
3 綠色化學技術
綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰, 在當前國際上有著重
大的領域作用,隨著當前環境問題的不斷嚴峻,在社會發展過程中,對環境要求逐步的提高,這就需要在當前化學生產中對環境保護要求不斷的提高和增加。國際上對其各種需求也日益的增加,國際上對此很重視,因此在當前社會發展的過程中不斷的通過各種技術手段和方式對其進行相關的改進,提高其在控制的過程中各種制度和規章。1996 年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域各個做出杰出貢獻的科學家,對其在綠色化學中所造出的各種貢獻給予確認。
大量的與化學品制造相關的污染問題不僅來源于原料和產品,面且源自在其制造過程中使用的物質,最常見的是在反應介質、分離和配方中所用的溶劑,當前廣泛使用的溶劑是揮發性有機化合物(voc),其在使用過程中有的會引起地面臭氧的形成,有的會引起水源污染,因此,需要限制這類溶劑的使用。采用無毒無害的溶劑代替揮發性有機化合物作溶劑已成為綠色化學的重要研究方向。在無毒無害溶劑的研究中,最活躍的研究項目是開發超臨界流體(SCF),特別是超臨界二氧化碳作溶劑,超臨界二氧化碳是指溫度和壓力均在其臨界點(31tC、7477.79kPa)以上的二氧化碳流體,它通常具有液體的密度,因而有常規液態溶劑的溶解度:在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質速度。綠色化學是設計沒有或只有盡可能小的對環境產生負面影響的,并在技術上、經濟上可行的化學品和化學過程的科學。
4 結語
綜上所述,現代社會在飛速發展的過程中,雖然說化學為現代社會的發展起到了極其重要的作用,但是化學危機也同樣對人類的生存帶來了極大的影響。再加上目前化學理論中所存在的不成熟方面,這對于社會的運轉來說,成為了一個極大的安全隱患。所以,保證做到綠色化學,是當前極其重要的研究內容,同時也是現代社會發展過程中的一個關鍵內容。■
參考文獻
[1] 張來新.化學工業中的新課題———綠色化學[J].貴州化工.2000(S1)
關鍵詞:實驗
1.高中化學的特點
化學是一門以實驗為基礎的科學,其形成和發展,起源于實驗又依賴于實驗,是一門以實驗為基礎的自然科學。化學學科知識點既多又分散,考點較多,需要記憶的規律、結論、方程式較多,屬于理科中的文科。因此,要學好化學注重做實驗、在實驗和演示實驗的記錄及其實驗結果的分析與研究問題,同時,平時學習中要強化記憶,注意各部分知識間的聯系,從不同的角度去理解概念的實質以及概念的應用范圍。
2.高效學習高中化學方法
2.1 做好課前預習
預習就是上課前的自學,也就是在老師講課前,自己先獨立地學習新課內容,使自己對新課有初步理解和掌握的過程。概括起來就是“讀、劃、寫、記” 。“讀” ,要有課前預讀的習慣,能根據預習提綱帶著問題讀懂教材,歸納含義; “劃”,要劃出重點、要點、關鍵詞、句,在課本上圈圈點點; “寫”,把自己的想法、疑點寫下來,帶著想不通的,不理解的問題去聽課; “記”,要把重要的概念、定義、性質、用途、制法多讀幾遍,記在腦子里。古人說,疑者看到無疑,其益猶淺,無疑者看到有疑,其學方進。做好預習,就是要搶在時間的前面,使學習由被動變為主動。預習抓得扎實,可以大大提高學習效率。
2.2 在實驗中學會觀察
在化學實驗中,培養自己良好的觀察習慣和科學的觀察方法是學好化學的重要條件之一。在實驗中,首先應注意克服把觀察停留在好奇好玩的興趣中,要明確“觀察什么”、“為什么觀察”,在老師指導下有計劃、有目的地去觀察實驗現象。觀察一般應遵循“反應前──反應中――反應后”的順序進行,具體步驟如下:一是反應物的顏色、狀態、氣味;二是反應條件;三是反應過程中的各種現象;四是反應生成物的顏色、狀態、氣味;五是對觀察到的各種現象在老師的引導下進行分析、判斷、綜合、概括,得出科學結論,形成準確的概念,達到理解、掌握知識的目的。在試管中加熱堿式碳酸銅,觀察目的是堿式碳酸銅受熱變化后是否生成了新物質;觀察內容和方法是:
(1)反應前:堿式碳酸銅是綠色粉末狀固體;
(2)反應中:條件是加熱,變化過程中的現象是綠色粉末逐漸變黑,試管壁逐漸有水霧形成,澄清石灰水逐漸變渾濁;
(3)反應后:試管里的綠色粉末全部變黑,試管壁有水滴生成,澄清石灰水全部渾濁。經分析得知堿式碳酸銅受熱后生成了新物質黑色氧化銅、水和二氧化碳。
最后與前面三個實驗現象比較、概括出“變化時生成了其他物質,然后得出反應結論。
2.3 在動手實驗中多思考
“動”即積極動手實驗。這也是教學大綱明確規定的,必須形成的一種能力。高中化學試題經常性的會出現一些實驗題,如果對實驗非常陌生,沒有動手做過,知識點很難掌握與鞏固。“百聞不如一見,百看不如一驗”,因此,在實驗學習中,要親自動手,大膽實驗,培養自己的動手能力,加深對知識的認識、理解和鞏固,要對教材出現的實驗逐一的大膽實踐,在做實驗的過程中熟悉,學習實驗步驟,達到成倍提高學習效率的目的。同時,在實驗基礎上,善于思考,多去聯想其他的實驗,把思維面拓寬,從實驗現象中看本質。例如,實驗室制氯氣的原理和操作步驟,動手實驗比只憑看老師做和自己硬記要掌握得快且牢得多。因此,要在老師的安排下積極動手實驗, 要通過典型實驗,深入理解化學實驗原理(反應原理、裝置原理、操作原理)、實驗方案的設計、實驗結果的處理、實驗安全、實驗評價等,能處理實驗中出現的非預期現象,培養實驗能力和創新精神。同時也要學會準確、簡練、全面地表述實驗現象、結果、過程以及結論,切實提高實驗能力。
2.4 善于記憶
化學本身有著獨特“語言系統”如:元素符號、化學式、化學方程式等,對這些化學用語的熟練掌握是化學入門的首要任務,而其中大多數必須記憶,因此,學好化學必須善于記憶。一是要“因材施記”,根據不同的學習內容,找出不同的記憶方法。概念、定律、性質等要認真聽老師講,仔細觀察老師演示實驗,在理解的基礎上進行記憶;元素符號、化合價和一些物質俗名及某些特性則要進行機械記憶;二是不斷尋找適合自己特點的記憶方式,這樣才能花時少,效果好。要深刻理解,自然識記;要歸納口訣,有利識記;要比較異同,簡化識記;要讀寫結合,加深識記。
2.5 記好筆記與練習
對于新課,主要記下老師講課提綱、要點以及老師深入淺出,富有啟發性的分析。對于復習課,主要記下老師引導提煉的知識主線。對于習題講評課,主要記下老師指出的屬于自己的錯誤,或對自己有啟迪的內容。或在書的空白處或者直接在書里劃出重點、做上標記等,有利于騰出時間聽老師講課。此外,對于課堂所學知識有疑問、或有獨到的見解要做上標記,便于課后繼續研究學習。;“練”即保證做一定的課內練習和課外練習題,通過應用檢驗出自己學習中的某些不足,更好地鞏固知識、掌握知識。
2.6 善于總結與復習
首先,要及時總結。做到每課總結,每周總結,每單元總結。一個單元學習完畢,總結單元重要物質性質、化學方程式、現象、用途、存在、制取方法和鑒別等(如元素化合物各單元的學習)。自行推導相關計算公式,推導相關變化規律(如《物質結構元素周期律》知識的學習)。通過自行推導,對重點、主干知識體系將有深刻認識,會建立起良好的基礎知識;復習是化學教學的重要組成部分,能夠進一步獲得知識,發展智力,培養能力。因此,一定要重視課后復習,在復習過程中,要針對知識、技能上存在的問題,根據大綱要求和教材的重點,對知識進行整理,使分散的知識點串成線成網,使之系統化,結構化。
結語
總之,學生學習化學,是以實驗、實物直觀為基礎,由感性認識到理性認識的飛躍和由理性認識到實踐的飛躍,在學習過程中要注意閱讀與動手、動筆結合。多加動手推演、計算、寫結構式、寫化學方程式,多動手做實驗,來驗證、加深印象,在學的過程中,總結適合于自己的記憶方法,本著重基礎重應用的原則進行全面學習,就一定能學好化學。
參考文獻:
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在教學過程中,化學用語之所以難教難學,主要體現在以下幾個方面:
(一)化學用語的量大且符號性強。統計初中化學課本,出現的化學用語有: 元素符號(33種)與離子符號(5種),原子結構示意圖(22種)離子結構示意圖(5種),化學式(108種),化學方程式(62個)。 且這些元素符號、化學式和化學方程式的分布相對分散,每一種不同的物質都由相應的元素符號組合而成的,加以其中又變幻紛繁,對于初學化學的學生來說很難掌握。
(二)理解記憶難度大。據有關資料介紹,目前已發現的化學元素有一百多種,每一種元素都有一個相應的表示符號,符號周圍會出現許多數字,位置不同的數字與元素符號的有條件的組合又表示了千差萬別,豐富多彩的含義,及其反應變化又構成了多種多樣的化學式和化學方程式,九年級的學生缺乏對化學變化與物質整體系統規律 地了解,學起來只靠死記硬背, 理解、記憶都存在著相當大的難度。
(三)符號之間關系復雜,可把握性差。元素符號、化學式和化學方程式各有表現形式,又相互聯系,不同的化學元素符號組合起來構成不同的化學式,表示不同的意義,不同的物質有條件的反應又構成不同化學方程式。有時甚至相同的元素由于一個簡單條件的變化,它所代表的物質和表達的意義也各不相同,如H、2H、H2、2H2就分別表示氫的元素符號、一個氫原子;兩個氫原子;氫氣、氫氣由氫元素組成、一個氫分子、一個氫分子由兩個氫原子構成;兩個氫分子,因此,如果不理解他們之間的相互聯系,要想透徹的理解和掌握也是很不容易的。
根據學生學習化學用語的狀況和化學本身所固有的幾個特點,為讓學生快速高效的掌握好化學用語,我在教學中的做法是:打好基礎,過好三關(一是突破元素符號關、二是突破化學式關、三是突破化學方程式關),搞好化學用語教學。
1.激發興趣,突破元素符號關
化學用語是學好化學的基礎,加強化學用語的教與學已為當務之急。在教學中為了變機械記憶為趣味記憶,我重點在“興趣”字上做文章,采取“多種方法方法,大大提高了學生的學習記憶效果。
1.1講故事:在講授化學元素符號時,我著重向學生介紹了化學元素符號的發現史和元素周期表的形成以及我國化學的發展史,給學生詳細的講解了俄國化學家門捷列夫是如何艱苦拼搏發現元素周期表的,向學生介紹了我國著名化學家侯德榜先生的事跡和成就,啟迪學生樹雄心立壯志,大大激發了學生學習化學的興趣。
1.2順口溜:為了讓學生便于掌握元素符號,我采用了編順口溜和猜謎語的方法,增強學生興趣,強化記憶效果,對元素符號的記憶,我總結的口訣是:氧O磷P硫S,碳C氮N氫H,氬Ar氖Ne,鎂是一個Mg: Ba鋇,鉀是K,鈣的符號是Ca銀Ag鉑Pt,鐵是一個Fe。錳Mn鋁Al,汞的符號是Hg。 鈉Na碘是I,硅的符號Si。Cu銅Au金,鋅是Zn要記心。并抄在黑板上讓學生朗讀記憶;根據元素符號的組成特點,和漢語拼音的組合原理,我還精心編制謎語,讓學生在猜中學,在思中記,例氫元素,我給氫元素符號編的謎語是:“橫為工,豎為H、為氣體,易燃燒能還原”。針對銀和汞元素的不同特點,我又編了“銀汞兩兄弟,哥固體且堅硬,弟液體分量重,不注意難分清”經過實驗,我發現利用口訣和謎語誘導記憶,調動了學生的學習興趣,激發了他們的求知探索欲,同時也加深了他們對化學元素符號的牢固記憶。
1.3小競賽:為了鞏固課堂的教學效果,在課內,我還舉辦了化學元素符號搶答題,限時背誦,看誰在規定的時間內背誦的化學元素符號多。在課外,我布置學生制作化學元素形象卡,供學生課下復習或相互交流,便枯燥的記憶為趣味化和生動化,既訓練了學生的應變能力,又開發和提高了學生的想象力和創造力,取到一舉兩得的好效果,有力地促進了學生對化學元素的記憶和理解。
1.4小測驗:以上幾個步驟都是為了調動學生興趣學習,為了鞏固學習效果,我還采取了一周一次化學用語小測驗,把握學生掌握情況,成績不理想的學生,限期補考,力爭人人過關。
2.掌握組合規律,明確寫法和讀法,突破化學式關
為了便于認識和研究物質,化學中常用元素符號表示物質的組成,這種組成的式子就是化學式,針對初中化學課本共出現的108個化學式,我把它們分為兩大類,第一類是單質化學式除O2、N2、H2、Cl2四個是雙原子分子,其余單質一律用元素符號表示;第二類是化合物的化學式,一般組合規律,“正價前、負價后,求公倍、價除它,得個數、寫右下、代數和等于零”。例氧化鋁的化學式寫法如下:鋁元素的化合價是正三價、氧元素的化合價是負二價,正負化合價的最小公倍數是六,用六分別除以鋁和氧元素的化合價的絕對值,得數分別寫在鋁、氧元素符號的右下角:六除以三等于二、六除以二等于三,即得鋁原子的個數是二、氧原子的個數是三,按化合物組合規律氧化鋁的化學式為Al2O3;另外,關注特殊現象,鐵元素在初中階段有兩個常見的價態,正三和正二價,當它在化合物里顯正三價是,讀作“某化鐵”,顯二價是讀作“某化亞鐵”,隨著學習了四種基本化學反應類型后,要告知學生,鐵在參加置換反應是,生成物中的鐵元素顯得是正二價,即亞鐵化合物。在讀法上,對單質化學式一般讀其元素符號名,如:Fe讀鐵,Si讀硅,若單質為氣體讀時元素符號名后加一“氣”字,如O2讀氧氣,Ne讀氖氣;對化合物可按照“正寫倒讀”,或“先寫后讀”,如NaCl讀作氯化鈉。另外為了便于學生記憶,在學習化學的記憶方法上我還采用了“化整為零,整零結合”的方法,學一個,記一個,會一個,積少成多,逐步全面地掌握初中階段的108多個化學式,為將來學好化學方程式打下堅實的基礎。在鞏固上,采用多次檢查的方案,督促學生早日掌握。
3.實驗搭橋,現象做媒,突破化學方程式關
心理學指出“人通過感覺器官,才能把觀察到的現象傳到大腦,達到記憶的目的”。在突破化學方程式關時,我注重了以實驗搭橋,以現象做媒來加強對化學方程式記憶和理解,以大量豐富的感性知識,變抽象的機械記憶為具體的形象記憶,從而達到掌握化學方程式的目的。
【摘 要】化學基本觀念,是指學生通過化學課程的學習,在深入理解化學學科特征的基礎上所獲得的對化學的總觀性的認識。它具體表現為個體主動運用化學思想方法認識身邊事物和處理問題的自覺意識或思維習慣。
關鍵詞 化學教學;基本觀念;建構
德國著名物理學家、諾貝爾獎獲得者馮·勞厄曾經說過:教育所給予人們的無非是當一切已學過的東西都忘記后所剩下來的東西。是學生通過化學課程的學習,所形成的從化學的視角認識事物、解決問題的思想、觀點和方法,即植根于學生頭腦中的化學基本觀念。化學基本觀念的形成包含三個層面:學生對化學學科知識的學習與反思,主要形成有關化學知識類基本觀念,如:元素觀、微粒觀、變化觀;對化學學科本身的認識與反思,形成化學在社會生產、生活中價值方面的基本觀念,如:化學價值觀;對化學學習過程的反思,形成有關化學學習方法類的基本觀念,如:分類觀、計量觀、實驗觀。
元素觀包括:所有的物質都是由最基本的元素組成的;一種元素對應一種原子;通常我們見到的物質千變萬化,只是化學元素的重新組合,在化學反應中元素不變;元素性質隨原子核外電子排布呈現周期性變化的規律。
微粒觀包括:物質都是由原子、分子、離子等基本微粒構成的,這些微粒非常小,它們是運動的,有間隔的,微粒之間存在著相互作用;在化學反應中分子發生變化,而原子不變,原子間通過化學鍵結合成分子。
變化觀包括:物質是不斷變化的,變化是有層次的。變化分為物理變化、化學變化、核變化等;化學反應是在一定條件下發生的,其本質是化學鍵的斷裂和形成;化學反應遵循質量守恒定律;化學反應都伴隨著能量變化,通過化學反應人們可以獲得或消除物質,可以儲存或釋放能量。
實驗觀包括:實驗是化學研究的重要實踐手段;實事求是、不畏艱辛、持之以恒是對待實驗工作的科學態度;科學嚴謹、系統設計、安全環保是進行化學實驗的基本保障;全面的觀察、記錄實驗現象,科學的分析、解釋實驗結果,將觀察與思維緊密結合是完成化學實驗的基本方法;技術的進步促進了實驗手段的更新,從而極大的推進了化學科學的發展。
分類觀包括:分類是一種科學的思維方法,是人們認識事物的一種重要手段;分類的標準不同,分類結果也不一樣;通過分類可以更好的認識和把握同類事物的本質。
化學價值觀包括:化學是推動現代社會文明和科技進步的重要力量;是材料科學、生命科學、環境科學和能源科學等的重要基礎,在解決人類所面臨的自然和社會問題方面起著關鍵的作用;化學科學能增進人們對物質世界的認識,對豐富人類的文化有著實質性的貢獻;倡導綠色化學,實現自然和社會的可持續、和諧發展是化學科學的價值追求。
化學基本觀念不是化學知識,而是對化學知識和化學知識的學習過程進行反思,形成概括性的能夠反映化學本質特征的綜合性認識。中學化學教學必須超越對具體知識本身的追求,從傳授事實、掌握知識轉變為使用事實、發展觀念,即要從“知識為本”的教學轉向“觀念建構”的教學。化學基本觀念的形成,將會有助于提高發現問題解決問題的能力,有助于提高化學學習的興趣、動力和效率,有助于化學知識的學習和理解,因此在課堂中建構化學基本觀念對化學學習有著重要的意義和價值。
一、統籌規劃、循序漸進
在中學化學教學中,要盡可能早的讓學生接觸化學基本觀念,傳授知識的同時注意觀念的培養,教學之初可以只從學生的已有知識經驗出發,呈現一個一個描述性的、低層次的化學觀念,隨著知識由淺入深,觀念的層次也不斷加深和提高,使前一個觀念的形成自覺成為后繼問題的基礎,這就需要教師在把握學科整體的基礎上,系統的設計化學教學,把握本質,逐漸的培養學生用化學基本觀念來統領化學學習的意識,最終使學生的化學基本觀念得到發展和完善。
二、設計驅動型問題、激發思維
學生化學基本觀念的形成需要積極主動探究,深刻理解與掌握化學知識的核心概念,一方面從形成基本觀念所需要的素材來看,必須有合適的、能有效形成化學基本觀念的核心概念以及能形成這些核心概念的具體的化學知識;另一方面,從基本觀念形成的過程來看,必須充分調動學生思維的積極性,使學生在積極主動的探究活動中,深刻理解有關的知識,并通過具體應用,不斷提高頭腦中知識的概括性水平。我們可以根據課程進度,將化學觀念的基本含義轉化為問題的形式呈現給學生,用問題驅動學生進行深層思維活動,在利用問題促進觀念建構時,設計的問題要具有吸引力和啟發力,并與學生的已有知識經驗相聯系。
三、創設情境、活動探究
觀念為本的教學注重情境的創設,主張在探究活動中完成對觀念的建構。我們必須充分考慮學生已有的知識和生活經驗來創設學習情境,讓學生主動運用原有的知識生活經驗的相關內容來吸收和整合新知識,形成核心概念,不斷提高學生頭腦中知識的整體性和概括性水平。
同時,化學知識的學習需要融入到有關的社會現象和解決具體的社會問題中去。用真實具體的社會生活情境和基于問題的探究活動來代替靜態事實、結論的傳授,為學生創設一個參與交流、表達討論的親身經歷的活動,借助對客觀事物的體驗和感受,把內心的經驗世界與外在的事實結論聯系在一起,有利于學生體會化學在日常生活和社會實踐中的價值,促進化學觀念的建構。
四、反思概括、遷移運用
通過對問題解決過程和結果的反思、概括,以及在具體情境中的遷移應用,促進觀念的建構;將學生剛學習的新觀念與學生以前熟悉的觀念和事物進行類比,從熟悉的實物和現象出發,可以縮短學生的思維認識歷程,與熟悉的觀念進行聯系,豐富和發展觀念體系,并用觀念統整所學知識。