在化学实验中体现绿色化学意识

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  人类与环境问题越来越引起社会各界广泛的关注。1990年,美国国会通过了“污染预防法案”,明确提出了预防污染这一概念,要求杜绝污染源,指出最好的防止有毒化学物质危害的办法就是一开始就不生产有毒物质和形成废弃物。此后,人们赋予它不同的取名:环境无害化学、清洁化学、原子经济学和绿色化学等等。最后美国环保局率先在官方文件中正式采用了“绿色化学”这一概念。在化学教学中,化学实验是化学教学内容的重要组成部分,是学生学习的重要内容和有效的学习方式引。“以实验为基础”既是化学学科的基本特征,也是化学教学的基本特征。化学实验是提高学生学习兴趣的重要手段,是培养学生绿色意识及科学素养、注重化学与环境之间密切关系的关键环节。因此在化学实验中体现绿色化学意识是进行绿色化学教育的重要一环。在实验教学中,我们应该把绿色化学的典型范例自然地、生动地渗透到实验教学内容中。化学教学中采用绿色化学实验,其经济效益、环保效益和教学效果是显著的。实践证明。绿色化學实验方法在激发学生学习化学兴趣、强化动手能力的训练,培养创新思维,树立环保观念上有独特的地位与功效。
  一、设计一些微型实验,体现绿色化学理念
  微型化学实验(microscale c11emical experiment)是近20年来发展很快的一种化学实验的新方法、新技术,被誉为“化学实验的革命”。它不是常规实验的简单缩微或减量,而是在微型化的条件下对实验进行重新设计与探索,达到以尽可能少的试剂来获取尽可能多的化学信息和目标。微型化学实验除了具有现象明显、操作简便快速、节省经费、减少污染、安全、便于携带等优点外,在培养、提高人的科学素质上也发挥着不可估量的作用。1988年,国家教委高等教育司、高等教育研究中心、北大、清华等高校将微型化学实验列入教学改革的方向。微型化学实验的兴起和推广虽然早于绿色化学,然而它的理想目标和方法与绿色化学是完全一致的。因此把微型实验作为绿色化学实验的一项实验方法与技术是恰当的。目前常规实验中,药品用量较大,不仅造成无为的浪费,也污染了环境。特别是在幼儿师范学校,由于学校资金的不足等诸种因素,导致在实验仪器、设备、药品上投入不足,合理地设计一些微型实验,可以减少药品的用量,减少实验污染,节约部分资金,同时培养学生的创新思维。如可用V型、W型管、井穴板等代替大试管、烧瓶等仪器进行学生实验,从而节约化学药品,增快反应速度。也可引导学生自制或采用代用品作为微型化学实验用品,如以青霉素瓶作为广口瓶,以医用输液管作长颈漏斗,感冒通片药板作井穴板。这样因陋就简,克服教学困难,培养学生艰苦奋斗的精神,提高动手和就地取材的能力,从而保证实验教学的顺利进行。又如:幼师化学教材(人教版)上册中硫粉和氧气的反应,按照书上的常规实验,需要硫粉的量较多,而采用一个小剂量的燃烧匙,每次只需硫粉O.02克,不但现象明显,而且大大节约了药品,降低了排污量,从而减少了对师生的危害以及对大气造成的污染。当然同时也培养了学生的节约意识和创新意识。
  二、运用电教媒体,优化实验
  加拿大的著名学者马歇尔.克卢汗说:“媒体是人体的延伸。”的确,媒体的选用克服了人类感官的局限性,提高了人的感觉和思维能力。而很多化学实验有一定的危险性,如果操作不当,很可能发生意外事故,而利用计算机动画模拟一些错误操作,不仅能把错误的原因演示清楚,而且可以渲染气氛,使学生印象深刻。如模拟稀释浓硫酸时将水倒入浓硫酸中,液体沸腾四溅,提高学生的学习兴趣;模拟矿井中的瓦斯爆炸,提高学生的安全意识。而有些化学实验药品有毒。如氯气、一氧化碳、硫化氢等毒性较大,无法让学生感知,从而形成学习障碍。这时可借助计算机设计三维动画演示小白鼠中毒死亡,告知学生在日常生活中特别要谨防煤气等中毒。需要注意的是化学是一门以实验为基础的学科,一切能够用实验去研究的教学问题就不能脱离实验。学生在实验中所经受的思维、操作、分析、观察能力的锻炼,实验中情绪、意志、毅力等品质的形成只能通过实验来实现。因此化学实验应尽量让学生亲自操作,亲自观察,让学生获取第一资料,享受第一感觉。
  三、实验操作中体现绿色化学理念
  在以往的学生实验中,学生经常随便把废液倒入水池中,把废气直接排入空气中,针对这~现象,教师必须言传身教,如把有害废液、废渣倒入指定容器内,并按照有关的方法进行集中处理,最好进行回收利用。如实验室中的铅离子废液的处理可用石灰乳做沉淀剂,使铅离子生成氢氧化铅,在吸收空气中的二氧化碳后产生溶解度更小的碳酸铅沉淀。如对有机溶剂苯、四氯化碳等要进行回收再用,对银氨溶液要酸化后回收,防止发生爆炸。而实验室中制备有毒气体如氯气、二氧化硫等气体时一定要有相应的吸收装置,防止气体泄漏到空气中。
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