學(xué)科教育論文-在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)教育摘要“綠色化學(xué)”是指在反應(yīng)過程和化工生產(chǎn)中,盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)。將綠色化學(xué)知識自然、生動地滲透到化學(xué)教學(xué)中,使學(xué)生牢固樹立起綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)的意識,關(guān)注綠色化學(xué),推動綠色化學(xué)事業(yè)的發(fā)展。關(guān)鍵詞綠色化學(xué)教育教學(xué)化學(xué)研究與應(yīng)用的一個(gè)重要目標(biāo)就是開發(fā)和利用自然界的一切可能的物質(zhì)資源和能量資源，為人類生存和社會發(fā)展提供必要的物質(zhì)和能源基礎(chǔ)；這一過程必須同自然環(huán)境相互協(xié)調(diào)，走可持續(xù)發(fā)展的道路。實(shí)施清潔生產(chǎn)既能滿足人們的物質(zhì)需求又可以合理使用自然資源，同時(shí)又可以保護(hù)環(huán)境。綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。因此，綠色化學(xué)有利于保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。作為化學(xué)教育工作者，我們有必要在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育，使綠色化學(xué)的觀點(diǎn)與新課標(biāo)的教學(xué)融合在一起，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、參與意識和決策能力。怎樣對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育呢？一、綠色化學(xué)教育體現(xiàn)新課標(biāo)素質(zhì)教育的要求在我國環(huán)境保護(hù)的教育已納入化學(xué)新課標(biāo)的基本理念及教材之中。解決化學(xué)污染，最根本的問題就是培養(yǎng)具有環(huán)境保護(hù)意識的人，需要將綠色化學(xué)思想貫穿于中學(xué)化學(xué)教育的全過程，尤其是在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中貫穿綠色化學(xué)思想。綠色化學(xué)又稱為環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。其理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物。從化學(xué)科學(xué)觀點(diǎn)來看，綠色化學(xué)是化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新；從環(huán)境觀點(diǎn)來看，它強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染；從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看，它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，這是符合可持續(xù)發(fā)展要求的。所以，對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育不僅是現(xiàn)實(shí)所迫，也是迎合新課標(biāo)素質(zhì)教育的要求。那么，怎樣對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育呢？筆者認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面：一是以點(diǎn)帶面，逐步樹立學(xué)生的環(huán)境憂患意識。二是見縫插針，在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)知識。三是學(xué)以致用，用綠色化學(xué)觀點(diǎn)改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。二、化學(xué)教學(xué)中如何對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育（一）以點(diǎn)帶面逐步樹立學(xué)生的環(huán)境憂患意識對學(xué)生進(jìn)行環(huán)境教育，首先要使學(xué)生對環(huán)境保護(hù)的重要性、必要性和緊迫性有清醒的認(rèn)識。環(huán)境危機(jī)意識是環(huán)境教育最適宜的切入點(diǎn)。利用化學(xué)學(xué)科優(yōu)勢，教師可以以點(diǎn)帶面，介紹環(huán)境污染及其危害，逐步樹立學(xué)生的環(huán)境憂患意識，從而培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)思想及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。例如：在講化學(xué)“硫和氮的氧化物”一節(jié)時(shí)，先讓學(xué)生閱讀“圖4-19空氣質(zhì)量日報(bào)”，并由學(xué)生相互討論工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染的嚴(yán)重性。進(jìn)而有的放矢地講述了世界環(huán)境污染最著名的“八大公害”和“十大事件”，讓學(xué)生認(rèn)識到保護(hù)環(huán)境、防止污染的重要性和緊迫性。又如在講“化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)”一節(jié)時(shí)，采用分組進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，課后提出3個(gè)探究問題通過網(wǎng)絡(luò)查找資料或走訪專家、學(xué)者，了解綠色化學(xué)的含義并體會綠色化學(xué)對人類可持續(xù)發(fā)展的重要性。對中央電視臺7臺報(bào)道中的污水對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響、垃圾污染對居民日常生活的影響等問題，談?wù)劮乐刮廴镜闹匾圆⑻接憫?yīng)采取的措施，寫出一篇小論文。怎樣應(yīng)對塑料快餐盒的方便性、低成本和環(huán)境污染的矛盾？這樣既可以調(diào)動學(xué)生的積極性，又可以鼓勵學(xué)生的自主參與意識。讓學(xué)生明確化學(xué)資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要性，明確發(fā)展經(jīng)濟(jì)不能走先污染再治理的老路，要提倡綠色化學(xué)，從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，從而樹立學(xué)生的綠色化學(xué)思想。（二）在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)內(nèi)容化學(xué)不僅在資源開發(fā)上能發(fā)揮重要作用，在資源的綜合利用以及環(huán)境保護(hù)方面同樣大有用武之地。現(xiàn)行的中學(xué)化學(xué)教材已經(jīng)融入了綠色化學(xué)知識，教學(xué)中要時(shí)刻體現(xiàn)出綠色化學(xué)的原則，滲透綠色化學(xué)教育。例如：在講“化學(xué)反應(yīng)及其能量變化”時(shí)說說能量的開發(fā)與利用、能源的合理開發(fā)與利用；“鹵素”中氯氣用于自來水消毒的利弊、氟利昂對臭氧層的破壞與保護(hù)等；“硫和氮的氧化物”中講講酸雨的危害與防治、大氣的污染與防治等；“硅和硅酸鹽工業(yè)”中說說傳統(tǒng)建筑材料、裝飾材料的危害及為何提倡使用綠色建筑材料等；講“氮的氧化物”時(shí)，穿插汽車尾氣的排放、氮氧化物造成的光化學(xué)煙霧、水中氮磷過多造成富氧化而形成赤潮等的危害；講“金屬的化學(xué)性質(zhì)”時(shí)，插入鋁對人體的危害與應(yīng)用、金屬礦物的合理開發(fā)利用等；“烴與烴的衍生物”中講講生態(tài)環(huán)境的破壞與保護(hù)、室內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的污染與健康、農(nóng)藥與化學(xué)、毒品與化學(xué)、白色污染與綜合治理等知識。使學(xué)生意識到應(yīng)如何合理應(yīng)用化學(xué)，用綠色化學(xué)觀點(diǎn)防治污染、保護(hù)環(huán)境，為人類能生存在一個(gè)綠色的地球上做出自己的貢獻(xiàn)。（三）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想在新課標(biāo)化學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)所占的比重很大，實(shí)驗(yàn)過程中往往會產(chǎn)生、排放大量的有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)的產(chǎn)生排放給環(huán)境造成了危害。用綠色化學(xué)觀點(diǎn)改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，是培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)思想又一重要的教育方法。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)又是綠色化學(xué)教育中不可缺少的組成部分。對中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)，使其向無污染方向發(fā)展，這是當(dāng)今中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展方向。實(shí)驗(yàn)主要通過以下步驟實(shí)施：發(fā)展微型實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)及儀器裝置；處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的廢棄物。1劑量最小化，最大限度減少污辱源要大力推行微型實(shí)驗(yàn)，即對一些常見實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行微縮，對常用試劑藥進(jìn)行限量。傳統(tǒng)的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對環(huán)境的危害性極大。本人曾對學(xué)生進(jìn)行過關(guān)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的問卷調(diào)查，結(jié)果顯示約有52%的學(xué)生認(rèn)為做化學(xué)實(shí)驗(yàn)不安全；對于一些有污染的實(shí)驗(yàn)，約有46%的學(xué)生表示不想做。可見常規(guī)實(shí)驗(yàn)的不足，因此，用綠色化學(xué)的新理念對化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型化，發(fā)展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，利用微型儀器、盡可能少的試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能減少中間生成物的轉(zhuǎn)移過程和試劑在器皿中的附著量，從而減少實(shí)驗(yàn)中的“三廢”。它具有現(xiàn)象明顯、效果良好、節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料和時(shí)間、減少污染、安全、便攜等優(yōu)點(diǎn)，受到廣大師生的歡迎。實(shí)踐證明：就常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)而言，在無機(jī)和有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量取0.11g、溶液取25mL是屬于常量法；在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的藥品、試劑用量僅需要常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的10%30%左右。以下的兩組就是常規(guī)實(shí)驗(yàn)與微型實(shí)驗(yàn)的相互比較實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)名稱藥品用量實(shí)驗(yàn)條件與結(jié)果藥品常規(guī)實(shí)驗(yàn)微型實(shí)驗(yàn)常規(guī)實(shí)驗(yàn)微型實(shí)驗(yàn)苯的硝化反應(yīng)濃硝酸1.5mL0.3mL水浴加熱8分鐘制得2.0mL淡黃色油狀物水浴加熱6分鐘制得1.0mL淡黃色油狀物濃硫酸2.0mL0.4mL苯1.0mL0.2mL酯化反應(yīng)乙醇3.0mL0.7mL加熱5分鐘得乙酸乙酯3.5mL加熱2分鐘得乙酸乙酯1.0mL冰醋酸2.0mL0.5mL濃硫酸2.0mL0.5mL濃硫酸6.0mL1.5mL由此看出：微型實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)一樣，可得出相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但它們的藥品用量是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的1/31/5左右。既節(jié)省了藥品的用量，也減少了對環(huán)境的污染。因此，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡單微縮，它是在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新實(shí)驗(yàn)思想、新方法和新技術(shù)對常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的改革和發(fā)展。盡可能小劑量試劑是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心，“盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)”是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的思維方向，為追求“盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)”，推動化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和完善，這是化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革和發(fā)展的動力之一，綠色化學(xué)思想在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的具體體現(xiàn)。2改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，減少環(huán)境污染化學(xué)實(shí)驗(yàn)總伴隨著氣體、液體或固體物質(zhì)的生成,這些產(chǎn)物中許多是有毒或有害物質(zhì),會造成環(huán)境污染。在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果、觀察效果的前提下，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及儀器裝置,或變化實(shí)驗(yàn)程序,從而盡量減少實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物對環(huán)境的污染。在現(xiàn)行化學(xué)教材中，有些實(shí)驗(yàn)指明了藥品濃度，有些實(shí)驗(yàn)沒有指明藥品濃度，對許多涉及藥品濃度的實(shí)驗(yàn)探索和改進(jìn)，既節(jié)約了藥品保證實(shí)驗(yàn)效果，又減少了環(huán)境污染。如銅與稀、濃硝酸的反應(yīng)，教材中都有演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，如果按教材中做，不僅浪費(fèi)藥品，而且產(chǎn)生釋放出NO和NO2等有害氣體。實(shí)踐中可把演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合并，利用廢醫(yī)用一次性注射器作實(shí)驗(yàn)儀器，拔掉針頭，按上橡膠塞，藥品是濃硝酸、銅片和NaOH溶液。又如：氯氣與金屬鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作：鈉與氯氣反應(yīng)的裝置可作如下改進(jìn)（圖1）：將一根玻璃管與氯氣發(fā)生器相連，玻璃管內(nèi)放一塊黃豆粒大的金屬鈉（已吸凈煤油），玻璃管尾部塞一團(tuán)浸有NaOH的棉花球。先給鈉預(yù)熱，到鈉熔融成圓球時(shí)，撤火，通入氯氣，即可見鈉著火燃燒，生成大量白煙。圖1原課本中氯氣與金屬的反應(yīng)是在敞開的裝置下進(jìn)行，把盛滿氯氣的集氣瓶扣在加熱過的金屬鈉上，由于反應(yīng)后有氯氣剩余，給師生和環(huán)境帶來了危害。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置則基本制止多余氯氣的外泄。在實(shí)驗(yàn)工作中，用綠色化學(xué)的思想來指導(dǎo)，更能有效地防止污染。3實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化，妥善處理實(shí)驗(yàn)廢棄物，減少對環(huán)境的污染全國的中學(xué)每天在做各種不同的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。大部分實(shí)驗(yàn)的藥品用量在課本中都沒有明確給出限量，如果把藥品規(guī)定用量和濃度，既方便施教，又方便操作。特別是像制備氯氣、硫化氫、二氧化硫等氣體，做銅與硝酸、濃硫酸的反應(yīng)，乙烯乙炔的制備實(shí)驗(yàn)等，往往會毒化教室，直接影響師生健康。因此，我們必須清醒的意識到減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染以及對污染物進(jìn)行處理的緊迫性。通過相應(yīng)的試劑將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染物作化學(xué)處理，以消除或減少污染物地排放。例如對CCl4的回收利用，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中四氯化碳是一種重要的有機(jī)溶劑，萃取實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到。以CCl4為代表的氯代烴作為一類耐生物降解的有機(jī)化合物，是飲用水源中倍受關(guān)注的污染物。它具有一定的水溶性和揮發(fā)性，同時(shí)又有較強(qiáng)的溶脂性，能在人體內(nèi)得到生物富集進(jìn)而嚴(yán)重危害人體健康，此類物質(zhì)多數(shù)已被確定或被認(rèn)為是高度可疑的致癌物質(zhì)。高中一年級化學(xué)就有一個(gè)用CCl4萃取碘水的實(shí)驗(yàn)，使用過的CCl4要求回收，進(jìn)行再生利用，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。現(xiàn)介紹“鎂粉再生法”回收CCl4，具體方法如下：萃取后的CCl4因溶解了碘而呈紅色，加入鎂粉后，充分?jǐn)嚢瑁敝罜Cl4紅色褪盡，過濾就得到無色透明的CCl4。發(fā)生如下的反應(yīng)：Mg+I2=MgI2也可以用鋅粉代替鎂粉與CCl4反應(yīng)：每100mLCCl4需要用0.025g鋅粉，但是為了加快反應(yīng)速度，提高幾倍鎂或者鋅粉用量。上述重點(diǎn)從三個(gè)主要方面闡述了在化學(xué)教學(xué)中如何對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育，除此之外，還可以結(jié)合習(xí)題教學(xué)及實(shí)踐活動進(jìn)行綠色化學(xué)教育。三、在化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行綠色化學(xué)教育的意義現(xiàn)代教育提倡的是素質(zhì)教育，綠色化學(xué)思想的教育有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和社會責(zé)任感，是實(shí)施素質(zhì)教育的重要途徑。綠色化學(xué)不是一門獨(dú)立的學(xué)科，它是一種戰(zhàn)略、一種方針、一種指