初中化学新课改应引入绿色化学教育理念
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。为了保护人类赖以生存的地球,让人们生活在绿色、美丽、清洁的环境下,我们应该把努力的方向从治理污染转变为预防污染。用绿色化学的新理念对化学实验进行改革,正逐渐成为所有化学工作者的共识。
何为绿色化学呢,绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学是设计、研究没有或只有尽可能少的环境负作用,并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。这种预防化学污染的新理念和新实践正日益被人们认识、接受、重视和研究。要预防化学污染,最关键的问题是应从小培养具有环境保护意识的人,让学生尽早地、系统地学习化学知识,运用所学的化学知识去说服和教育周围的人,从而达到化学教育的目的。这就需要将绿色化学思想贯穿于中学化学教育教学的全过程中,尤其要在化学实验教学改革中贯穿绿色化学思想。因此为了适应绿色化学新要求,中学化学实验必须进行改革。 一、降低药品浓度,减少药品用量,提高实验效果,减少环境污染 在现行中学化学教材中,有些实验指明了药品浓度,有些实验没有指明药品浓度。我在教学中对许多涉及药品浓度的实验探索和改进。这样既节约了药品,保证了实验效果,又减少了环境污染。
1、指示剂浓度的改进:指示剂酚酞、石蕊等原浓度为0.5%~1.0%,经改进可减少到0.1%~0.25%,也可以相应减少酒精的用量。2.对定性检验剂硝酸银浓度改进:配制银氨溶液时,硝酸银浓度、氨水浓度可由2%降为1%。而一般离子检验,硝酸银浓度达到0.1%就足够了。3.浓度对验证酸碱盐的性质无明显影响,减小这些试剂的浓度:如氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液的反应,浓度可控制在10%左右。4、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等。这些实验药品的浓度改动都增强了实验效果,同时减少了环境污染。降低实验药品浓度的例子还有很多,作为化学实验工作者,应具有绿色化学的思想,并依此指导化学日常工作,尽可能地降低实验药品浓度,减少药品的损耗,预防环境污染。 二、推广使用微型化学实验仪器,尽可能在密闭条件下进行尾气的吸收 微型化学实验是在化学实验操作技术中以尽可能少的试剂来获取所需的化学信息的实验方法。它具有现象明显、效果良好、节约实验材料和时间、减少污染、安全、便于携带等优点。绿色化学正是要设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用,并在技术上、经济上可行的化学用品和化学过程。中学化学实验中,对部分实验从实验技术、方法、仪器等进行重新设计,把分散的实验综合起来,这样可防止有毒有害气体进入空气,而且,还可以节约药品和缩短实验时间。如:氧化铜与一氧化碳的反应,演示实验和学生分组实验都有,如果按课本要求做,不仅浪费药品,而且释放出一氧化碳有毒气体。可以做适当的实验改进:将尾气进行除杂后循环使用,用来加热或继续做反应物。整个实验都贯穿了绿色化学的思想。再例如产生HCl、SO2、NH3等易溶于水气体的反应装置,增加一个漏斗或一个干燥管,把气体导入水中或相应的吸收液中。演示实验中如果注意实验后有毒物质的处理,是实施如何保护环境思路和方法教育,使学生所学的环保知识与实验的后处理结合起来,知识得以巩固,再应用到学生实验中,甚至在毕业后,也会将这种思维方式应用于工作中。这正是绿色化学思想在中学生大脑中生根发芽。
微型化学实验是在绿色化学思想的倡导下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果。尽可能小剂量是微型化学实验的核心,它是没有终止的,是动态发展趋势,它使每一个化学工作者无论在何种实验条件中都在考虑:“为了保护环境,只要能达到实验目的,我能不能把实验技术、方法、仪器和设计等改革一下,使改革后的实验相对于改革前,尽可能少用一点试剂? ”或“尽可能小剂量实验?”。这是一种新思维方向,为了追求新的“尽可能小剂量实验”,努力解放人们的思想,推动中学化学实验的不断改进和创新。 三、选择最佳方案进行化学实验,达到绿色化学和培养创造性思维的双重效果
实验教学过程,不是简单地、直接地让学生去掌握前人的科学结论,而是要引导学生“像以前的科学家”那样,通过实验探索规律、发现真理。例如,我在讲二氧化碳的实验室制法时,事先准备了如下几组实验:(一)碳酸钠与稀盐酸反应;(二)纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应;(三)石灰石与稀盐酸反应;(四)石灰石与浓盐酸反应;(五)石灰石与稀硫酸反应。让五名学生到前面来依次分别做这五个实验,然后让同学们共同讨论:在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适?为什么?在经过讨论和争辩之后,同学们得出共同的结论:实验室应用石灰石(或大理石)跟稀盐酸反应制取二氧化碳最经济、最适合实验室操作、最贴切绿色化学。从而不仅使学生们牢固地掌握了二氧化碳的实验室制法,而且也使学生们学会了对比实验和优化实验的方法,更注重了绿色化学的理念倡导。 另外,我还选择了一些具有研究性、开放性的实验题目(如 H2O2溶液制O2中催化剂的选择,木炭还原氧化铜实验的研究等),以及生产、生活实际中的一些问题(如河水污染的实验分析),让学生在”中学化学实验研究”课中进行探究,在探究中让学生试着用自然科学方法论作为依据进行设计。其常用过程和环节是:发现要解决的问题——明确要解决的问题——收集有关资料、文献和数据——提出假说(几种可能性)——验证假说(得出肯定或否定的结果)——发现问题的规律性——得出结论。整个过程蕴含着智力的锻炼和能力的培养,也充分体现了绿色化学的倡导思想。
新教材实验安排中加强了化学与生活的联系,在教学内容上加进了“燃料和燃烧”、“常用材料”、“食品加工”等与生活实际密切联系的知识,因而有关的实验也和生活紧密相连,例如比较“毛线和化学纤维的区别实验”(上科版、人教版)、“金属的腐蚀实验”(人教版)、酸雨危害的模拟实验等等。两种教材的兴趣实验、课外实验内容全新,与实际生活密切相连,分析了有关污染的成因和污染物的主要来源及危害,不时向我们渗透着绿色化学理念,让我们养成保护绿色环境的习惯。 四、培养学生实验操作规范化,妥善处理化学实验的废弃物 在中学化学实验中,大部分实验的药品用量在教材中都未明确给出限量。以至学生很难把握药品的实际用量。这样既影响实验的科学性和实验效果,又会造成药品的浪费,还会对环境造成一定程度的污染,也不利于培养学生的规范操作和实验品质。若将药品规定了用量和浓度,既方便施教,又方便操作,更易让学生接受、观察和记忆,从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法,同时节约药品,减少环境污染。教师实验教学过程中,限定用量,把好的经验传播给学生,妥善处理化学实验的废弃物(回收、无害化处理),加上正确引导,既提高了实验的科学性,为实验操作的规范化奠定了基础,又培养了学生良好的实验习惯,使学生学到实际应用技术。同时也增强了学生的环境保护意识,为学生的可持续发展奠定了基础。 五、 提高实验教师本身的业务素质,倡导绿色化学的教育理念。
实验教师本身的业务素质是实验成败的关键,它包括对待学生要有耐心,以及有良好的业务水平两方面的素质。学生的水平有高有低,动手能力有强有弱,在实验的过程中难免会碰到很多问题,有时一节实验课下来,同样的问题要回答几十遍,一个实验细节要教几十次,但我们至始至终都要抱有诲人不倦的态度。俗话说:“要给别人一杯水,自己首先要有一桶水”,所以我们自己一定要对每一个学生实验都了如指掌,熟悉它的每一个步骤及每一处细节,这样在指导学生实验的过程中才能应付自如;同样,学生也会本着绿色化学的理念,自主灵活地处理实验中出现的问题,对他们立足于适应现代化生活和未来发展的需要。提高自身的科学素养,成为符合时代要求的高素质人才是至关重要的。
中学化学实验教学的整个过程中,都应贯穿绿色化学的思想,使学生成为具有环境保护意识的人,他还将影响周围的人及后代。尽力减少对自然环境的污染,这将成为人类共同的呼声。这也是我们从事化学实验工作的公民对于地球---我们共同的母亲应尽的义务。
单位:青岛第一中学
姓名:刘国平
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