浅谈高校化学教学中绿色化学理念的渗透 浅谈高校化学教学中绿色化学理念的渗透 浅谈高校化学教学中绿色化学理念的渗透 科
化学是人类进步的阶梯,化学研究的成果和化学知识的应用,促进了人类的发展和社会的进步。以农药、化肥、塑料为代表的现代化学工业技术给人类社会创造了巨大的财富,但同时也带来了诸如大气和水资源污染、臭氧层破坏、全球变暖等许多问题,人们开始对造成环境污染与生态恶化的主要元凶——化学和化学工业的发展模式进行思考,绿色化学就成为实现社会可持续发展的必然选择,绿色化学教学理念亦成为高校化学教学中必须渗透的内容。
一、高校绿色化学教育的必要性
绿色化学(Green Chemistry)又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染,从而在根本上切断污染源。绿色化学是化学学科的又一次飞跃,是更高层次的环境友好化学。随着时代的发展,绿色化学在节约能源、防治污染、保障人类健康与安全等方面发挥了日益显着的作用,受到了社会的极大关注,发展绿色化学成为当今社会的迫切需要。满足社会的需要是学校教学的目标和任务,作为大学生就应该具有绿色化学的理念,掌握绿色化学知识,为实现社会可持续发展服务,这是时代对他们的要求。因此,高校就必须实施绿色化学教学,增强他们的绿色意识,让他们了解绿色化学对于人类及其赖以生存环境的可持续发展的重要性的认识,将绿色化学的思想贯穿于化学教学的全过程,使绿色化学的观点与化学教学融合在一起,对于培养大学生的社会责任感和环境保护意识是非常必要的。
二、绿色化学教育在化学教学中的实施
化学教育包括理论教学和实验教学,教师要在化学教学全过程注重对绿色化学理念的灌输和引导,加强学生绿色环保意识教育,把保护环境的知识和意识一点一滴地渗透到教学中。
(一)在理论教学中渗透绿色化学理念
在我国大多数高校所使用的化学教材中,涉及绿色化学内容的还很少,有些甚至是空白。由于教材的内容在一定时期内是相对固定的,而真正准确、完整的教学内容是需要随着学科的发展而补充、完善的。所以,学校要进行绿色化学教育,仅靠目前的教材内容是不够的,等待教材的修改和完善时间上也是不允许的。高校教师要优先掌握绿色化学理念,在教学中须对教材进行优化重组、拓展和更新,对未体现出绿色化学的教学内容进行及时的补充、适当的拓宽,并加以引导,就可以使学生受到绿色化学的教育,增加学生的环保意识,用时不多,又可收到事半功倍的效果,使学生在潜移默化中受到绿色化学教育。
绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化。将现代教育方法融入课堂教学中,充分利用多媒体技术集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,开发使用多媒体教学课件,充分展示绿色化学理念下的化学理论教学、化学实验教学、绿色化学品、绿色能源、绿色化学工艺等,充分利用多样的教学方式和手段渗透绿色化学的理念。
(二)在实验教学中渗透绿色化学意识 2.采用封闭式或循环实验,实现零排放。对于有毒有害气体的实验,传统的方法是在通风橱内进行,但有毒有害气体还是要排放到空气中,造成对大气环境的污染。为了避免这样的污染,要将在反应过程中产生有毒有害气体的实验放在密闭的条件下进行,并在系统内部将产生的有毒气体吸收掉,实现零排放。或对产生污染物的实验从实验技术、方法、仪器、内容等方面进行重新设计,把分散的实验综合起来,用实验产生的有毒有害物质作为下一个实验的材料,实现循环实验,这样,既可防止有毒气体进入空气,又可节约药品和缩短实验时间。如无机实验中有“氯气制备及性质实验”,实验过程中要用NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染环境,该溶液可以作为分析化学实验中“碘量法测定氯离子含量”实验的原料,实验现象很明显,达到很好的分析效果,避免了浪费,还可以激发学生的学习兴趣。反过来,碘量法测定氯离子含量实验后,会产生含较多I-和I2的废液,若倒掉,会带来环境污染。所以,我们可以在无机实验中设计一个回收和提取再利用的实验,用稀硫酸酸化,再加入过氧化氢氧化得到单质粗碘,然后用升华法进行提纯,得到高纯度的碘,既掌握了碘的一些重要性质,又达到了循环利用的目的,同时给学生渗透了绿色化学的理念,取得一举多得的效果。
3.重视“三废”处理,实现污染最低化。绿色化学是从源头上阻止污染的化学,所以,对于实验室的“三废”,应该用化学的处理方法,进行回收再利用,既实现绿色化学的理念,又节约开支。
重视“三废”处理,实现污染最低化,应该是高校教师进行绿色化学教学把握的一条原则。要把“三废”不经处理直接排放的危害,从学生第一次走进实验室就渗透给学生,提高学生绿色化学的理念,培养学生良好的实验习惯,改变随意排放不及时回收的陋习,增设研究实验后废弃物无害化处理的教学环节,引导学生重视妥善处理和回收实验废弃物,实现循环再利用和污染最低化。如在萃取实验中用的有机溶剂有CCl
4、煤油等,如果废弃了,不仅污染了环境,而且会产生新的隐患。而进行回收、集中和化学处理,它们又可重新使用。
4.采用多媒体辅助教学,实现化学实验绿色化。多媒体技术在化学实验中的具体应用是化学实验摆脱实物教育的一场革命。它的运用和发展,对保护自然资源,解决化学实验的环境污染起着积极的作用。多媒体技术可以把设备复杂(投资较大)、反应速度慢、操作条件要求苛刻、常规实验无法开展、但又很重要的实验,以生动逼真的多媒体形式表现出来,寓教于乐,取得了较好的教学效果。另外,有些容易引起爆炸、必须使用有毒有害试剂、实验过程中排放出有毒的气体或有毒废液的实验,不仅给师生的安全带来很大的危害,而且对环境也会造成较大的破坏,目前还无法通过改进实验来实现绿色化或减少、减轻污染。对于这类实验,我们要尽可能地采用多媒体技术演示模拟实验,这样既完成了教学任务,同时也体现和渗透了绿色化学的理念。
绿色化学不是一门独立的学科,它是在传统化学基础上发展起来的更高层次的化学,它是一种战略方针、指导思想和研究策略。作为高校教师,应把传授绿色化学知识作为自己义不容辞的责任,用实际生动的范例充实我们的教学内容,按照范例所涉及的知识点,将绿色化学知识自然、生动地渗透到化学教学中,使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,关注绿色化学,推动绿色化学事业的发展,为实现我国可持续发展作出贡献。
