大学化学教学中绿色化学教育的渗透

发表时间:2021/7/15   来源:《教学与研究》2021年3月8期   作者:曹小妹
[导读] 绿色化学对人类可持续发展、环境保护等具有重要意义
        曹小妹
        湖南师范大学化学化工学院
        摘要:绿色化学对人类可持续发展、环境保护等具有重要意义,它与学科教学之间有着紧密关系。大学化学教师应当充分认识绿色化学教育的重要性,可在教学实践中通过分析我国绿色化学的重大成果,将绿色化学教育渗透到化学课堂上,以借此优化大学化学教学活动,实现大学生化学素养、环境保护意识、社会责任感的增强,从而达到化学教学目的,实现教学优化。本文通过教学实践及研究,具体分析了绿色化学的内涵及在大学化学教学中绿色化学教育渗透的意义,就结合具体案例探析化学教学中渗透绿色化学教育的具体策略,以供参考。
        关键词:大学化学;绿色化学教育;渗透对策
        化学研究与人类可持续发展之间存在一定冲突,为适应人类可持续发展需要,化学学术界提出了“绿色化学”的全新观念。它是原有化学教育的更层次化教学,给化学教师开展教学活动鲜明导向,积极作用不可忽视,表现为:
一、绿色化学教育概念
   绿色化学也被称作环境无害化学(Environmentally Benign  Chemistry)或环境友好化学。它是指借助化学的技术和方法减少、消灭化学中存在的危害生态环境、人类健康的各种副产品、产物、试剂、原料。它是化学的更高层次,希望能够借助化学研究,从源头上组织污染化学的产生。
二、大学化学教学中绿色化学教育的重要意义
        在传统的大学化学教育中更多的将重点放在化学的反应、实验的开展等方面,很少涉及到有关环境保护的内容。但在新时期,化学对环境的破坏与污染现状比比皆是,这与人类可持续发展之间产生了对立关系,这促使化学教育研究工作者要将关注视角放在这一角度。
        绿色化学的出现,恰好是对传统化学教育的创新和延伸。它强调学生在参与化学学习的过程中应当在头脑中建构绿色化学的思维方式,引导学生在化学学习的过程中遵循“3R”原则,即(减量化,再利用,再循环)。
        一方面,它能够打破传统化学教育存在的局限性,从教学理念到教学内容、教学场地、教学方式等多个角度实现对化学教学的创新;另一方面,它能够真正满足保护环境的需要对化学教育进行优化,能够达到最好的环境效益;此外,在大学化学教学汇总开展绿色化学教育满足了学生的现实学习需要,对学生化学课堂的综合素养发展,绿色化学意识的形成也具有积极作用。
三、大学化学教学中绿色化学教育的渗透对策
        虽然上述就大学化学教学中绿色化学教育的重要意义展开探析,但受多方面影响,如大学化学教材内容相对固定,缺少绿色教育相关素材;化学课堂教学手段单一,无法有效做绿色化学教育引入等。都导致目前大学化学教学中的绿色化学教育程度不深,形式化色彩明显。
        为改变这一现状,大学化学教师在开展化学教学活动时就要有意识的进行突破与创新,要在教学实践中落实如下渗透对策,借助教学活动建立通道,将绿色化学教育带入到大学化学教学课堂。
1、整合课堂内容,找准渗透着力,推进教育渗透
(1)结合我国绿色化学重大成果,补充课堂内容:现如今,我国社会已有广大研究用作者投入到了对绿色化学的研究活动中,并且做出了各种重大的研究成果。大学化学教师要以正确的眼光看待这些研究成果的出现,在进行化学教学的过程中可以将这些绿色化学相关的研究成果带入化学课堂,做具体讲授。如在学习“苯的性质”时,教师可以给学生介绍我国相关的绿色研究成果,包括己内酰胺是生产棉纶6纤维和尼龙6工程塑料的单体,中国石化巴陵分公司以及石家庄化纤股份有限公司引进了一套以苯和甲苯为原料的生产己内酰胺的装置。在2年内的使用过程中该装置亏损近4亿元,后为改变亏损,遵循绿色化学和可持续发发展观念,多加研究单位展开研究,创新了该装置,利用非晶态合金催化剂和磁稳定集成的己内酰胺加氢精致工艺代替了传统的以Raney镍为催化剂的搅拌斧式工艺,降低能耗、缩短反应流程,在利用苯的性质的基础上进行创新研究。
(2)利用食品安全生活相关问题,渗透绿色教育:在我们的现实中,每年都有数以万级的人他们死亡于食品安全、土壤污染、大气污染等。尤其是食品安全问题,是我们重要的民生问题。为什么会出现食品安全问题?教师可以对其展开研究,将食品安全生活相关问题中蕴含的化学知识带入课堂,和学生一起进行剖析。如农药残留、食品添加剂影响了视频安全,再结合化学知识就农药进行化学研究,如DDT、有机磷农药、保幼激素等,让学生认识到对农药进行化学创新的必要性,借助生活中的真实案例,唤醒学生的绿色化学意识,进而将绿色教育渗透在大学化学教学课堂。
(3)利用人类发展普遍存在问题,推进绿色理解:人类在发展过程中会遇到各种各样的问题,如环境污染、能源枯竭等。教师可以积极将这些人类发展普遍存在的问题带入到课堂,协同学生一起研究绿色化学从源头出发的研究理念,再此基础上对应化学知识进行讲解。

如在学习“芳香烃”时,教师可以为学生介绍传统上苯烷基化制乙苯和异丙苯用具有腐蚀性的氯化铝做催化剂这一试验过程造成的强烈污染。金额热和学生研究新工艺制取乙苯和异丙苯的绿色性,补充弄课堂内容,引导学生做绿色具体理解。
    上述从多个内容角度就绿色化学教育与大学化学课堂教学内容的整合渗透做出了具体研究。大学教师要积极将教育的视角放远,要辐射到社会、辐射到现实生活,且要联动课堂内容做积极整合。这样才能够真正将绿色化学教育知识带入到化学教学课堂,补充课堂内容,做知识立体讲解。
2、优化教学手段,关注学习主体,引导自主探究
(1)采用多媒体教学,情景展示,突出绿色色彩:教师要注意利用多媒体手段满足大学化学的教学需要,可以借助多媒体为学生直接展示生活中绿色化学的影子,或立体展示生活中绿色化学的相关研究。通过动态画面、视频唤醒学生的学习认识,从而调动学生的学习研究积极性。在情景展示的过程中学生充满了学习热情,能够带入到课堂情境纸上,对绿色化学的学习不再单一,效果突出。
(2)运用小组化教学,讨论研究,加深绿色理解:为让学生在化学学习的过程中具有能动性,顺利的将绿色化学引入到大学化学课堂上。大学化学教师就可以借助小组合作的方式,引导学生做合作研究。合作研究一方面能够加深学生对化学知识的绿色理解,另一方面能够让学生成为课堂的主体,鼓励学生在探究过程中形成化学意识。如教师可以让学生探究思考“烯烃链接吸电子取代基时,可作为受体在阳光下与溴进行自由基型加成反应”的绿色化学研究意义,建立开放性课堂,让学生们以小组为单位进一步理解绿色化学的概念,在化学知识研究的过程中形成化学意识。
(3)运用问题式提出,引导思考,辅助绿色学习:有效的课堂问题提出,能够让学生们就问题进行深度思考。且问题的提出是课堂上师生互动的重要媒介,能够借助互动将学生带入到课堂学习中,也是辅助学生进行化学绿色学习的重要方式。大学化学教师要充分认识问题式教学法在大学化学课堂的互动性价值,借助该教法满足教学需要,达成教育目的。问题的提出必须对应绿色化学相关知识,在紧贴本节课教育内容的基础上引导学生做绿色化学思考。
    大学化学教学课堂上化学教师不同教学方法的选择也将直接影响绿色教育在大学化学教学课堂的渗透有效性。大学化学教师应当勇于打破原有化学课堂的单一教学模式,要利用多元教学方法,包括以上但不仅限于以上来达成化学教学目的,这样才能顺利将绿色教育的色彩带入化学课堂,借助教法落实绿色教育教学。
3、变化实验活动,突出绿色色彩,优化实验教学
(1)选用替代性试剂,完成化学实验活动:在开展绿色实验活动时教师应当尽可能的选择无毒无害的试剂或者选择具有潜在环保属性的试剂,目的是在满足化学实验活动开展的过程中减轻各种化学反应所带来的环境危害和气体污染、废气排放等问题。如在开展催化的硝化反应实验时,可以选择少用甚至是不同强酸完成。且在开展化学实验的过程中,教师应当尽可能的选择用水做溶剂,尽量避免有毒有害和挥发性有机溶剂的使用,如在进行筹划反映的过程中,要尽可能的避免使用卤代烃类溶剂,这样能够在保证实验效果的同时,避免实验过程中的非绿色因子形成。
(2)开展微量性实验,减少化学产品浪费:化学实验过程中所选择的化学试剂、溶剂、催化剂等教师都应当带领学生控制在最小量,遵循微量实验的原则推进实验活动的开展。这样能够有效避免化学实验过程中化学产品的浪费,也能够在达成实验效果的同时满足绿色化学实验的要求。
(3)设计绿色化方案,适当性完成零排放:在进行化学实验的过程中教师要有意识的进行化学实验活动的新设计和新调整,目的是将遵循绿色理念视线废物的零排放。创新实验活动能够让“新”实验产生,弥补了旧实验的各种弊端。如在进行合成有机试剂环氧己烷时,教师可以带领学生在实验过程中采用现代化的新式实验方式——催化氧化法,改变原本的实验方式——氯醇法。
(4)借助信息化技术,动态演示部分实验:信息技术的出现为大学化学教师开展化学实验活动提供了线上实验的机会,它能够将一些目前无法在化学实验课堂上开展的试验活动,或污染大、危险性大的实验活动借助信息技术进行实验仿真,甚至可以进行线上实验模拟。这样一方面能够将信息技术带入到大学化学教学课堂上,借助信息技术引导学生“身临其境”的进行化学实验学习,另一方面则借助信息技术减少了化学实验过程中产生的化学污染,满足绿色化学实验教育。
    化学实验是学生进行化学学习的重要途径,也是大学化学课堂的重要内容。化学实验学生将直接通过操作产出各种各样的化学废物,造成资源浪费、环境危害。为此,大学教师在渗透绿色教育的过程中应当将重点之一放在化学实验活动上,在遵循绿色化学教学理念的基础上对化学实验进行多方面改革与调整,从而在优化化学实验的基础上达成化学教学目的。
结束语:
    绿色化学为大学化学教学开辟了新的路径,它让化学学科具备了“整合”色彩,既是化学研究,又是绿色保护。大学化学教师应当与时俱进,认识并理解绿色化学概念,并在教学实践中应当以此为作为教学导向。这样才能借助绿色化学教育,充实、提升、丰富大学化学教学,进而满足更高层次化学教学需要,在绿色教育中推动人类可持续发展。
参考文献:
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[2]曲永红.浅谈大学化学教学中绿色化学教育的渗透[J].中国校外教育:中旬,2017(08):121-121.
[3]李超柱,陈艳辉.化学教学渗透绿色化学教育的策略[J].钦州学院学报,2007(06):85-88.
[4]郭帅.中学化学绿色化学教育的实践探讨[J].教育界,2021(09):46-47.
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