2021-4-10 | 化學(xué)教育論文
一、高職化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)綠色化學(xué)意識(shí)
化學(xué)教師要更新觀念。化學(xué)教師已經(jīng)習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容,對(duì)于“粗放型”化學(xué)研究的內(nèi)容及其產(chǎn)生化學(xué)污染的負(fù)面影響問題認(rèn)為是理所當(dāng)然的。因此,首先要更新化學(xué)教師自身的觀念,認(rèn)識(shí)到化學(xué)污染是可避免而且應(yīng)該避免的,樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念,使傳統(tǒng)“粗放型”化學(xué)向“集約型”綠色化學(xué)轉(zhuǎn)變。第三,化學(xué)教育要普及、宣傳綠色化學(xué)意識(shí),使之成為廣大學(xué)生正確的環(huán)境意識(shí)、科學(xué)意識(shí)。綠色化學(xué)不但有重大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益,而且說明化學(xué)的負(fù)面作用是可以避免的,化學(xué)科學(xué)是有能力消除其自身的副作用的。綠色化學(xué)體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互聯(lián)系和相互作用,是化學(xué)科學(xué)高度發(fā)展以及社會(huì)對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展作用的產(chǎn)物,對(duì)化學(xué)本身而言是一個(gè)新階段的到來。作為新世紀(jì)的一代,不但有責(zé)任了解綠色化學(xué)、接受綠色化學(xué)、為綠色化學(xué)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn),而且要有能力去發(fā)展新的、對(duì)環(huán)境更友好的化學(xué),以防止化學(xué)污染。第四,設(shè)計(jì)開放研究性課題,讓學(xué)生自主探求解決環(huán)境問題的新方式。注意選擇布置學(xué)生力所能及而又與其自身生活密切相關(guān)的課題,如讓學(xué)生做有關(guān)加碘鹽的調(diào)查報(bào)告、本地區(qū)降雨酸度的調(diào)查、白酒中甲醇含量的調(diào)查、水發(fā)食品中甲醛含量的調(diào)查等,使學(xué)生感受到化學(xué)污染就在每個(gè)人身邊,每個(gè)人都有責(zé)任做推廣綠色化學(xué)的工作。
二、設(shè)計(jì)和進(jìn)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)
除了在課堂教學(xué)中隨時(shí)隨地滲透綠色化學(xué)思想之外,更重要的綠色化學(xué)教育陣地是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以及時(shí)直觀地看到或感到化學(xué)污染的危害及綠色化學(xué)的效益,因此,實(shí)施綠色化學(xué)教育必須抓住化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一環(huán)節(jié)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的基石,是體現(xiàn)綠色化學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生綠色意識(shí)的主要途徑。尤其是高職教育,旨在培養(yǎng)技能型實(shí)用型人才,因此更需注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)。高職課程中約有一半以上的知識(shí)是通過實(shí)驗(yàn)引入的,但是在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候卻很少關(guān)注到綠色化學(xué)教育問題。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中只重視操作方便、裝置簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯,卻很少顧及環(huán)境污染問題,更談不上對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì)。而現(xiàn)在,綠色化學(xué)觀念的影響已越來越廣泛,新一代化學(xué)工作者只有盡快跟上時(shí)代步伐,接受最先進(jìn)的綠色化學(xué)觀念,學(xué)習(xí)最先進(jìn)的綠色化學(xué)方法,才能對(duì)自身的發(fā)展、行業(yè)的發(fā)展乃至整個(gè)人類和世界的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生有利影響。因此,我們必須在高職化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中盡快改變這種做法,設(shè)計(jì)和進(jìn)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)。具體應(yīng)從以下幾方面入手:
1、選擇對(duì)環(huán)境影響盡可能小的反應(yīng)物
尋找實(shí)驗(yàn)中有毒藥品的替代品在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下,將某些易產(chǎn)生有害物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)換成無害物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。如在“比較電解質(zhì)導(dǎo)電能力”的實(shí)驗(yàn)中,使用的酸、堿、鹽分別是鹽酸、醋酸、氫氧化鈉,替代了原來對(duì)環(huán)境有污染的反應(yīng)物,既達(dá)到比較電解質(zhì)導(dǎo)電能力強(qiáng)弱的目的,又避免氮?dú)獾奈廴尽?
2、提倡進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)
學(xué)生實(shí)驗(yàn)微型化,有利于減少污染,增加安全系數(shù)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是20世紀(jì)80年代在西方掀起的一種試驗(yàn)方法,其優(yōu)點(diǎn)是試劑用量少,是常量實(shí)驗(yàn)的十分之一至千分之一,藥品用量小,微量排放,減少了污染。我國在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面取得了可喜研究成果,杭州師范學(xué)院的周寧懷教授開發(fā)研制成功一套適合微型實(shí)驗(yàn)的儀器,可進(jìn)行一些高職化學(xué)實(shí)驗(yàn)。為推行微型實(shí)驗(yàn),我們采用常量法和微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。一個(gè)班實(shí)驗(yàn)采用常量法,在試管中完成,實(shí)驗(yàn)用的試劑飽和氯水、溴水、四氯化碳都有毒害,實(shí)驗(yàn)時(shí)氣味很濃,污染嚴(yán)重。另一個(gè)班采用微型實(shí)驗(yàn),將試管改為塑料的點(diǎn)滴板,用配套塑料拉成的滴管進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果試劑用量遠(yuǎn)低于常量實(shí)驗(yàn),且現(xiàn)象明顯,實(shí)驗(yàn)室?guī)缀鯚o氣味。所以,在保證實(shí)驗(yàn)成功的前提下,推廣微型實(shí)驗(yàn)和少量化學(xué)實(shí)驗(yàn),可最大限度減少污染。
3、對(duì)部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革、整和和規(guī)范
例如:銅與濃、稀硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn),反應(yīng)一旦開始,就不好控制,并會(huì)產(chǎn)生有毒氣體二氧化氮和一氧化氮,而一氧化氮在試管中立即與氧氣結(jié)合變成二氧化氮,其自身的顏色卻很難觀察到。為此,可以這樣改進(jìn):在一個(gè)潔凈的針管中加入少許銅片,排除空氣;另在一小燒杯中注入稀硝酸并微熱;用注射器吸取少量稀硝酸,迅速用小膠帽蓋住注射器吸口。當(dāng)觀察到藍(lán)色溶液、無色氣體時(shí)(活塞會(huì)隨著氣體的產(chǎn)生緩慢外移),打開瓶帽,拉動(dòng)活塞,吸入空氣,會(huì)看到氣體由無色變成紅棕色,此時(shí)迅速將氣體注入足量氫氧化鈉溶液中。上述實(shí)驗(yàn)由于進(jìn)行了少許改進(jìn)而變得簡(jiǎn)單可行,效果明顯,無污染。部分實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、方法、儀器等進(jìn)行重新設(shè)計(jì),把分散的實(shí)驗(yàn)綜合起來,這樣,可防止有毒氣體進(jìn)入空氣,而且,還可以節(jié)約藥品和縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。如:銅分別與稀硝酸、濃硝酸的反應(yīng),演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)都有,如果按課本上做,不僅浪費(fèi)藥品,而且產(chǎn)生釋放出一氧化氮與二氧化氮等有毒氣體。實(shí)踐中可把演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)合并成邊講邊做實(shí)驗(yàn)。
4、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器
用密封的成品儀器代替有毒實(shí)驗(yàn),避免了有害物質(zhì)的產(chǎn)生。用密封的成品化儀器來完成有毒的化學(xué)實(shí)驗(yàn),這種儀器和藥品可循環(huán)使用,不存在污染毒害。如碘的升華實(shí)驗(yàn),可用碘錘(密封的成品化儀器)來完成,具體方法是:碘錘一頭滴冷水,另一頭在酒精燈上加熱,因冷水起到冷凝作用,碘升華后凝聚在碘錘上方內(nèi)壁,反之也可。再如,溫度對(duì)化學(xué)平衡影響實(shí)驗(yàn),可采用密封有二氧化氮的U型胖肚管來進(jìn)行。
5、注意藥品和“三廢”的回收處理和再利用
化學(xué)實(shí)驗(yàn)藥物的回收利用是一項(xiàng)不容忽視的工作。將實(shí)驗(yàn)藥物回收利用能提高藥物使用次數(shù),節(jié)約能源;保護(hù)公共設(shè)施,減輕對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)告訴學(xué)生大量廢棄物長(zhǎng)期倒入下水道后可能產(chǎn)生的隱患:制氫氣的鋅粒和廢酸可能在下水道富集引起爆炸,重金屬鹽類對(duì)水質(zhì)的污染。在學(xué)生中大力提倡“三廢”的回收利用,如:廢酸、廢堿的中和處理和循環(huán)使用,重金屬離子的沉淀轉(zhuǎn)化法等。
作者:朱憲龍 單位:吉林省松原職業(yè)技術(shù)學(xué)院