高中绿色化学的概念范文
时间:2023-11-15 17:44:39
导语:如何才能写好一篇高中绿色化学的概念,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:绿色化学;实验教学;改革方法
在高中化学教学实验中,常常会有一些含有金属离子、氧化物的废液集中排放,这是一种典型的化学资源的浪费和环境的污染。因此“绿色化学”理念的提出对高中化学实验改革有了理论上的指导。绿色化学也就是对环境没有害处的化学,在实验教学中教师应该带着“绿色化学”的实验理念,积极地对学生示范实验过程,对学生的实验过程积极引导并指出错误。这样既能培养学生在化学实验中的动手能力,也能锻炼学生的化学知识应用能力,将“绿色化学”理念融入实验中,使得学生在今后的实践中坚持环境保护思想。
一、高中化学教学中“绿色化学”理念的融入现状
1.在高中化学学习和教学中融入“绿色化学”理念
道德行为的产生必须有一定的道德意识。要在教学实验中让学生贯彻绿色化学的教学理念,就要在平常的化学教学中让学生产生绿色化学的意识。教师要引导学生对当前国内的环境污染、温室效应、酸雨的形成原因进行探索,告诉他们化学实验废液对环境的危害程度,并进一步指导学生如何对化学实验后的废液进行处理。在化学实验中如何杜绝或者减少这种污染的程度。
2.在元素化合中积极融入“绿色化学”理念
在化学实验室中,多种化学元素、化合物的存放具有一定的危险性,两种物质在一定条件下会产生大量难以想象的新物质,因此在平常的化学教学中,教师要对化学物质的质量、颜色、特性、产生化学反应的条件和介质、存放的必要条件进行讲解,如是否融入水,与水是否会发生反应、如何提取等等。
二、如何将“绿色化学”理念融入高中化学实验教学中
1.整合实验资源
在原先的化学实验室设置中,一般都是按照课程领域、班级、教师来划分实验室资源,这就造成了极大的资源浪费和环境污染。“绿色化学”理念的贯彻,要求对实验室的划分按照科学的理念进行,划分为基础实验、专论实验、研究实验、综合实验,实现了绿色化学在实验过程中的有效整合,提高了资源的利用率。
2.精简实验教学内容
实验教学内容的精简能有效促进化学实验绿色化的进程,绿色化学实验要求实验的价值既能提高教学效果又能有效杜绝资源的浪费。因此,在化学实验教学内容的选择中,要选择最具有代表性的实验,杜绝重复实验或类似的实验。除了对实验内容的精简之外,还要对实验结果做出一定的预判,对可能对环境产生重大伤害的物质的实验要进行最大程度上的替换,尽量用环境危害小的同性质的实验来代替,把绿色化学实验理念深入贯彻。
3.优化实验设计,改进实验教学手段
改进实验教学手段是实现实验教学绿色化学化的重要手段。(1)提倡“绿色循环实验”。在传统的教学实验中,经过反应得到的化合物往往由于实验结束而被遗弃,这就造成了资源浪费和环境污染。在循环实验中,把这一实验的产物作为另一实验的原料,用尽量少的原料完成多个化学实验。(2)在实验过程中节约资源。毕竟,在教学实验中,实验的目的就是向学生展示实验的结果,加强其对物质的物理性质和化学性质的认识。所以,尽量采用廉价的药品来代替实验药品,对药品的使用量也要节约,不能造成大量的浪费。(3)改进实验过程。很多情况下,为了防止在加热过程中液体药品的挥发,必须加快这个加热过程。有时,我们可以将微量加液器取代液体试剂。在很多情况下,学生在实验完成后,在试管内留下了大量的可利用物质,这些物质一般以废弃物处理。为了增加资源的利用率,我们可以将这微量可利用物质作为另一实验的原料,这样非常符合绿色化学的教学理念。
4.改进实验教学模式
一方面,利用先进手段减少实验时间,用微波技术和超声技术能有效地加快实验进程,减少资源上的浪费。另一方面,可以利用现代信息技术建立网络实验室,将实验过程做成视频,在课堂教学中采用信息技术整合,用视频向学生展示实验过程,这样可以减少在实验过程中由于学生失误造成的资源浪费、环境污染,人员伤亡等情况的发生。
5.充分利用实验产物
对实验后的产物要尽可能地开发其利用价值,对于还有利用价值的实验产物要进行存储,以便用于下一次实验的原料。对于有毒危险的实验产物要进行科学排放,避免对环境人员进行伤害,并且要科学地利用“绿色化学”的理念,加强对废液、废弃排放的重视。
随着科学技术的不断发展,化学为人类的生活提供了便利,但是为了人与自然的可持续发展,更要时刻注意化学的不当使用对环境造成的危害。在高中化学实验教学中,要深入贯彻“绿色化学”理念,加强化学教学改革,为环境建设做出一份贡献。
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关 键 词:高中化学教学 绿色 生活 教材
化学与人类社会有着非常密切的联系,可以说人类的衣、食、住、行等都离不开化学。社会进步、经济发展和人类生活质量的提高都离不开化学工业。然而,化学制品的生产、加工、贮运、使用和废弃处理等各环节中都可能产生有毒有害物质,危害生态环境和人类健康。化学课的学习有助于学生进一步了解化学的重要作用,激发学生把学习到的知识应用到实际生活中,引导学生用化学知识去感知生活,促进科学素养的全面提高。于是绿色化学应运而生。高中化学即为学生学习化学的中期,所以高中化学教学中也应该要植入“绿色”这个词眼。
一、 高中化学教学中如何植入“绿色”这个词眼。
1 、从生活中挖掘“绿色”与化学的关系
最近几个月来一些食品安全的引起了社会的高度关注,“瘦肉精”事件尘埃未落,“染色馒头”、“回炉面包”、“牛肉膏”、“绝育”黄瓜、“爆炸”西瓜、硫磺姜、台湾的“塑化剂”又接踵而来,这些问题既然是社会热点问题,就应该与课堂接轨。这些恶性的食品安全事件足以表明,诚信的缺失、道德的滑坡已经到了何等严重的地步。高中化学教学中教会学生如何识别这些问题,并且教学会生将来如何应对这些社会问题,而且可以分小组讨论,由学生得出比较好的结论,这样一个话题可以在我们讲硫磺漂白的那一节内容引出,会有一个完美的学校与社会的对接。也充份体现了学以致用。
2、 从环境变化角度引入“绿色”话题
农业时代,我们经济较落后,但环境非常好,可现在工业文明的代价是沉重的,汽车制造了废气和尘土,高楼阻隔了鲜活的气流。寻找一片无尘的树叶,呼吸一口清甜的空气,望一眼湛蓝的天空,在一些城市已经成了奢侈。消费时代无处不在的诱惑催生着人性之恶,欲望的魔爪从地表伸到了地核,几千万年积存的石油、煤炭、天然气在快速消耗。“救救地球吧!”这几乎是全人类发出的声音。地球真的病了,确实病得不轻,满身疮痍、步履蹒跚、声声。地球的病在城市、在乡村、在平原、在山野、在大海、在沙漠、在戈壁,在人类出现的每一个角落。人口膨胀、资源匮乏、环境污染、生态失衡等全球性危机已愈来愈严重地威胁到人类的生存与发展。当人们究其原因时发现,所有这些危机的出现,并不是地球本身的背信弃义,而是我们人类的自身行为所致,它们是自然对人类无节制行为的报复和惩罚,它们警示世人:必须善待地球,尊重自然,照拂环境,在人与自然之间建立起一种同生、共养、和谐的新型关系。绿色环保问题也引起了国家与国际的重视.作为高中学生,有义务接受环保知识并承担起下一代改善环境,让绿色重返地球的责任。所以高中化学课堂上不是应该植入“绿色”话题,而是必须植入。我们高中化学的课堂必须要有一个神圣的使命:“保护地球、环境及其各种生物的安全及持续性发展,并以行动作出积极的改变。”促进实现一个更为绿色、和平和可持续发展的未来。[1]
二、 从教材中挖掘“绿色”概念,进行“绿色”教学
2003年国家教育部正式颁布的《普通高中化学课程标准(实验)》(以下简称《标准》)倡导在教材的设计上,应从学生已有的经验和生活实际出发,帮助学生认识化学与人类生产生活的密切关系,密切关注人类面临的与化学相关的环境污染、资源短缺等相关社会问题,培养学生的社会责任感和环境保护意识。
在高中化学人教必修2课本中就有这么一节内容: 《化学与资源综合利用、环境保护》,我们可以精心备好课,展开“绿色”概念,由学生列举出生活中或身边出现的一些与绿色相背的现象与实例,也列举一些生活中出现的绿色化的做法与情况,并由学生对自己列举的一些与绿色相背的现象与实例进行分析并提出解决的方案,再结合课本内容,教师进行评价与引导。我想这将会是一堂非常完美的课,也能把“绿色”概念深深地植入学生的心中。这样我们的课堂效果及社会效应都能很好的达到。其实绿色化学的兴起至今已有十几年了,当前绿色化学与技术已经成为世界各国政府关注的最重要的研究课题之一。绿色化学的概念进入高中课堂也应是时代所需。
三、 精心设计课堂,巧妙的引入“绿色”概念
绿色化学是人类和自然和谐相处的化学,要求人类尊重自然,寻找能充分利用无毒害原料,最大限度地节约能源,在各环节实现净化和无污染的反应途径。
例如在合成氨、接触法制硫酸等化工生产中充分体现了节约资源与能源的基本原理及“绿色”概念,我们可以巧妙的引入,例如:在南昌地区所建的大型化肥厂――昌化集团有限责任公司选择在南昌的东北部郊区红谷滩,从下面的南昌市地图的常年风向,河流走向(附南昌市地图),运输条件、工业布局(动态地图)等各个方面来看,你认为南昌化肥厂的选址是否最佳?若不是,你认为应该造在什么位置最好?(附:南昌市常年风向以偏北风为主,河流西北流向东南),这样一个设计既引发了学生的思考,又吻合了课本内容,还渗透了“绿色”概念。
人类就在发展生产、提高生活水平与保护环境这一矛盾中奋斗,以求得最佳平衡,不断绵延、前进。[2]为了追求这种人与自然的和谐,追求人类的最高境界,高中化学少不了这一项,请所有化学同仁在高中的课堂上精心植入“绿色”话题, 中学阶段进行绿色化学理念的教育,是培养具有绿色化学和环保意识的高素质人才的根本途径,也是解决环境问题的有效措施。
参考文献
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【关键词】绿色化学 课程 方法
一 绿色化学的起源及内涵
近年来,随着环境污染的加剧和人类对环境问题的关心,化学和化学家面临着前所未有的挑战,全新理念的绿色化学应运而生。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,它是通过化学方法合成对环境无害或友好的物质的一门新兴学科,旨在不使用有毒有害物质,不生产有毒有害废物,实现有害物质的零排放,从而达到从源头上根除污染的目的。而我们目前的化学教学也应更新教育观念,创造性地开设绿色化学课程。在高中阶段进行绿色化学教育,把绿色化学基础知识融入到中学化学教育中,使其成为素质教育结构的一个重要因素,充实我们的教学内容,这对于培养学生的绿色意识、环保意识有着现实而又深远的意义。
二 我国高中化学开展绿色化学教学的不足
由于我国绿色化学的产生,尤其是开展绿色化学教育的时间不长,许多化学教师对绿色化学并不熟悉,甚至还有人对绿色化学的重要性和前景持怀疑态度。因此,如何通过进修班、座谈会和研究会等多种方式对有志于从事绿色化学教育和教学研究的教师进行必要的绿色化学知识培训将是政府和教育界面临的紧迫任务。
我国对绿色化学的研究虽然起步不久,但作为普及化学知识和培养能力、肩负培养化学专门人才重任的化学教育,就必须义不容辞地承担起普及、宣传和实施绿色化学教育的任务,让绿色化学教育成为21世纪素质教育的重要内容,把绿色化学教育的思想和内容贯穿在整个教学工作的全过程,使学生认识到化学在社会发展、提高人们生活质量、促进人们身体健康、实现人与自然和谐发展中的作用,更要认识到化学给环境带来的负面影响,从而使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,认识到绿色化学是“防”,环境保护是“治”,只有从根本上切断污染源,才能真正做到环境保护。
要想从根本上解决日益严重的环境问题,除了依靠科技力量、经济制裁、法制治理外,各行各业都应重视环境教育工作。尤其重要的是把环境教育纳入各级各类学校的教学内容中,采取行之有效的方法,逐步形成保护环境的社会公德。20世纪90年代初,已有人建议在化学教育中渗透环境保护的教育思想,并在一些相关的刊物上发表了许多呼吁这种教育思想的文章。化学教育中的环境教育开始受到人们的重视。
三 实施绿色化学课程的教育设想
1.立足绿色化学内容,进行绿色化学教学设计
我国的化学教材应多涉入绿色化学的内容,例如:人教版《化学2(必修)》,最后一章直接以“化学与自然资源的开发利用”为题目,其第二节专门以“资源综合利用环境保护”为题,本节第二部分更是以“环境保护与绿色化学”为标题对绿色化学进行了正面介绍。教材的这种设计使绿色化学的思想更加明确化和系统化,教学中应立足这些显而易见的绿色化学内容,进行绿色化学教学设计,开展绿色化学教育。
2.努力挖掘教材内容潜在的绿色化学思想
教材中除了有明显的“绿色化学”提法的内容外,还应有许多内容包含绿色化学的思想和观念。例如,在讲有机化合物塑料时,以废弃塑料的回收利用为例,让学生讨论其可能的途径,认识化学对废旧物资再生与综合利用的作用;在讲“化学反应与能量”这一主题时,结合燃料燃烧效率的提高、高能清洁燃料的开发和新型燃料电池的研制,安排一些调查与交流活动,提出合理化建议。通过这样的教学设计,可以让学生意识到资源的循环利用、能源的优化应用及环境的源头治理对可持续发展的意义。
3.全程贯穿绿色化学的教学理念
要把绿色化学的理念贯穿到整个高中化学教学之中,教师就要树立可持续发展的观念。化学教学必须体现绿色化学的新内容,要在课程教材中体现绿色化学的理念,使绿色化学的思想和内容贯穿于化学教学的始终。在课堂教学、实验等方面,始终贯彻绿色化学的思想;让学生了解绿色化学,树立起绿色意识,培养学生从事绿色化学研究与开发的能力。化学教师的环境意识、环境知识和环保技能也要不断提高,处处做保护环境的楷模,积极开展关于环境教育内容和方法的研究。只有树立起这种可持续发展、绿色化学教育的观念,才能在教学、生活中自觉地实施绿色教育,鼓励和指导学生参加各项环境保护教育的实践活动,让学生亲身了解和体验环境污染的过程,从而感受到环境污染的危害性。
四 结语
绿色化学教育是新世纪化学教学的新课题,化学高考具有重要的导向作用和教育功能,它对绿色化学的重视已表明绿色化学教育已成为高中化学新课程不可或缺的一部分。化学教学应结合绿色化学的新成果,将绿色化学思想和原理自然生动地渗透于课堂内外的各教学环节中,增强学生的绿色化学意识,以实现环境保护、可持续发展战略对公民的要求。
参考文献
[1]徐汉生.绿色化学导论[M].武汉:武汉大学出版社,2006
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关键词: 绿色化学 化学教材 课堂教学 实验教学 习题教学
一、绿色化学简介
绿色化学又称环境无害化学,环境友好化学,清洁化学,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。概念从一提出来,就明确了它的目标――零排放和零污染。具体内涵体现在减量、重复使用、回收、再生、拒用上。
二、中学化学教材中的绿色化学
现行的中学化学教材已经融入了绿色化学知识,在课堂教学中要时时体现绿色化学原则、渗透绿色化学教育。比如在讲化学反应及其能量变化时说说能量的开发与利用、在讲卤素时讲讲氯气用于自来水消毒的利弊、氟利昂对臭氧层的破坏与保护等;硫和硫的化合物中讲讲酸雨的危害与防治、大气的污染与防治等;硅和硅酸盐工业中说说传统建筑材料的危害及为何提倡使用绿色建筑材料;在讲氮族元素知识时,穿插汽车尾气的排放、氮氧化物造成的光化学烟雾、水中氮磷过多造成富氧化而形成赤潮等的危害;在讲几种重要金属时插入铝对人体的危害;烃与烃的衍生物的学习中,结合生态环境的破坏与保护、室内化学物质的污染与健康、农药与化学、与化学、白色污染与综合治理等知识,使学生意识到应如何合理应用化学,为人类能生存在一个绿色的地球上做出自己的贡献。
三、课堂教学中绿色化学的渗透
中学化学教学中虽然还不能系统地讲解绿色化学理论,但在教学中应该加强绿色化学思想的宣传,要使学生具备环保意识。在化学课堂教学中,渗透绿色化学的理念,要着重介绍绿色化学在防治大气污染、温室效应、保护臭氧层、保护土壤、水质及生态环境中的重要性,绿色环保的化学产品对提高生活质量,保障人类健康和安全方面所起的作用,从而使学生增加学习化学的兴趣。
四、实验教学中具体实施绿色化学思想
化学是一门以实验为基础的学科,而实验教学是影响学生环境意识的首要手段,在实验教学中要贯彻绿色化学思想,要尽量体现绿色化学实验的要求。(1)要大力推行微型实验。即要对常见实验仪器进行微缩,对常用试剂要给出限量,实验中可把容量瓶、烧瓶、启普发生器等常用仪器微型化。(2)要努力改革实验方式。平时多注意收集各种教学辅助书中刊登的有关实验的改进资料,并将其应用到实验教学中去。要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性。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、
五、习题教学中加强绿色思想的渗透
习题教学是课堂教学的重要环节,它是帮助学生掌握和巩固所学知识、技能的重要手段。习题教学不仅可以开发学生的智力、还能使学生在练习中了解科技动态,学以致用。培养良好的科学态度。融合了绿色化学的习题教学,使学生更深入了解绿色化学的重要性。
绿色化学不是一门独立的学科,它是一种战略,一种方针、一种指导思想、一种研究策略。现行化学教材已经融入了绿色化学知识,我们在化学课堂教学中要时时体现绿色化学原则,渗透绿色化学教育。但绿色化学不能取代系统教学,而是必须融合其中。如此便对我们教师提出了更高的要求:一是更新观念;二是教师本身要进行终身教育,这样才能不断充实自己的知识结构、能力结构。
绿色化学有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会的可持续发展。我们的化学教育教学,就是要使学生树立牢固的绿色化学理念和环保意识,为了使祖国的天空变得更蓝,使我们的地球变得更绿,作为教师,就必须去培养具有绿色环保意识的下一代,使他们成为未来自觉的“绿色化学家|”,为绿色化学事业做出应有的贡献。
参考文献
[1]朱文祥,绿色化学与绿色化学教育[J],化学教育
[2]俞巧红,绿色化学――一种新的化学理念[J],中学化学教学参考
[3]卢克,关于绿色化学教育的实践与探讨[J],中学化学教学参考
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经济的快速发展加大了资源的消耗,我国的工业在整个国民经济的发展中起到了举足轻重的作用,其中,化学工业为其他各个行业持续不断地提品和服务.但是,我们在创造了快速的经济增长率和经济增长量的同时,也使整个大自然遭受了前所未有的破坏.严重的环境污染和生态破坏制约了经济的发展,也严重损害着人们的身体健康,加剧了社会的各种矛盾.于是,“绿色化学”便油然而生.
一、高中化学实施绿色化实验教学的意义
化学在人们的日常生活中起着重要的作用,是生活必不可少的组成部分.化学科学研究的成果和化学知识的应用,使我们受益匪浅,对人们防疫,延长生命,提高生活质量,都起着至关重要的作用.但是化学物质对人类做出巨大贡献的同时,化学产品及化学过程也给人带来了危害.例如矿物燃烧增加大气中的二氧化碳,引起的温度效应;硫氧化物、氮氧化物排放造成的酸雨污染;汽车尾气排放和氮氧化物和烃化物在光照下产生光化学烟雾;使用氟氯破坏臭氧层,等等.
随着环境污染日益严重,人们开始意识到保护环境的重要性.人类己经在各行各业中自觉调整行为,以期达到人与自然的和谐共处.高中化学教育在这方面显得尤为突出.高中化学应该从学生的环保意识的培养出发,需要将绿色化学概念贯穿于化学教育的整个过程中,不管化学理论教学、还是化学实验教学都需要提倡绿色化学教学,使学生逐步建立尊重自然,与自然和谐发展的信念.在高中,让学生知道如何使用化学科学避免危害,尤其是绿色化学的重要性.我们要重视学生的科学道德教育,使学生在掌握科学技术的同时,要有保护和改善生态环境,为人类美好生活做贡献的责任感.
二、绿色化学教学的建议
1.对教材内容进行补充
教师要根据教材的稳定性和可变性的信息,来决定教学内容的补充.因为课本中的教学内容编写出来后一段时期内是不会改变的,教学内容在一段时间是相对固定的,但目前化学技术的快速发展,单靠课本上的知识已经不能够满足现代的教学要求.因此,教学工作者应当在教学中补充适当的内容,使学生的绿色化学意识能在绿色化学的链条上保持完整.特别是有机化学,许多有机农产品对环境造成污染和破坏,这需要教师在教学过程中借鉴生物科技,为学生树立环保意识.
2.绿色化学实验
对学生而言,单一的、枯燥的课本不能留下了深刻的印象, 不利于强化教学效果.所以,化学实验中绿色化理念是必要的.它能使学生加深印象,使教材的各种概念更加直观,但最重要的还是使学生的分析问题和解决问题的能力得到加强.学生在实验的过程中严格按照实验规范科学地运行,避免了因过失发生各种不必要的浪费,甚至出现有害污染物泄漏事故.这对每一个未来在化工等行业从事工作的学生来说是非常重要的.在实验中培养学生严谨的工作态度和操作规程,对学生步入社会从事绿色化学是很有帮助的.
做更多的实验来增强学生的实验技能,让学生对待科学融入严谨、认真、实际的态度和意识.绿色化学是通过化学实验教学实现的.无论是试剂、溶剂、催化剂,在测试过程中都应首先考虑使用无害环境保护的物质.特别是催化剂,要优先选用有生物活性的酶和产生化学反应生成水和二氧化碳化合物的氢氧化物.化学实验的过程中,教师要指导学生合理利用试剂的用量,尽可能地节省,尽可能地小剂量使用化学试剂,为学生将来在化工领域的工作树立节约意识.
总之,只有可持续发展才是真正的发展,任何国家、任何一个人最终不能偏离绿色化学的科学发展观.为学生树立绿色化学意识是高中化学教学责任,也是每个教师义不容辞的责任.只有坚持绿色化学概念的深层渗透到每个学生的心灵,我们的环境和资源的现状才能得到改善.相信在新的经济发展前景中,绿色化学将成为一个永久的话题,逐渐深入到其他学科中.
参考文献
贡长生,张龙.绿色化学[J].华中科技大学出版社,2010.
彭秀丽.在化学教学中渗透绿色化学教育[J].郑州铁路职业技术学院学报,2007,12,19(4).
张钟宪.环境与绿色化学[J].清华大学出版社,2005.
朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育,2001(1).
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一、绿色化学的教育现状
绿色化学的概念起源于欧美发达国家,他们最先开始意识到环保的重要性,并且将这个概念融入学生的教育当中,以此来实现真正的绿色化学。首先是美国,美国不但在中学生课堂中提出了绿色化学,还将其写进教材中,积极开发绿色化学实验设备和绿色污染化学材料,从而提高学生的绿色环保意识。不仅如此,美国的相关协会还举办了一系列的关于绿色环保的主题活动,让学生和公众都充分参与了进来。
现在,美国还在不断修整中学化学教材,在其中大量介绍了绿色化学的知识,并告诉学生哪些化学物质是有毒的,从而避免污染。美国还在一些大学中设立了关于绿色化学的专业,并且举办绿色化学挑战奖,对获得奖项的优秀大学生进行奖励。一些大学生已经开始使用安全无毒的化学原料,或者是采取有效措施来减少资源的消耗。这也说明学生的环保意识得到了一定的提高。
后来,另外一些国家也纷纷开始实施绿色化学的教育,比如日本,日本编写了一些关于绿色化学的教学培训资料。而我国的绿色化学观念相对来说较落后,一直到20世纪90年代末,我国一所大学开始编写《绿色化学》的教材,其他一些高校也纷纷进行效仿。但是比起其他发达国家,我国在这方面的普及程度还远远不够。目前,我国已经开设了一些关于绿色化学的教育培训课程,为绿色化学的发展提供了条件、奠定了基础。
到21世纪初,多个国家已经设立了绿色化学的奖项,用于奖励在这个领域有一定贡献或者有一些成就的人,美国还专门设立了培训机构,用于培训绿色化学领域的人才,并且鼓励他们参加绿色化学的奖项。
二、绿色化学教育将面临的挑战
1.要让学生弄清楚复杂的化学成分
化学物质里的有毒成分以及其他成分很复杂,教师要让学生明确认识到有害物质对环境和水质的破坏,并且还要让学生明白化学物质的有毒性是可以进行控制的。不但要让学生弄懂复杂的化学成分,还要让学生在实验中明确这些有毒分子处于环境中所发生的变化,这一个比较难的过程,对于教师来说也是一个挑战。
2.如何将绿色化学的教学延伸到现实的环保措施中
虽然中学生绿色化学传授的知识是有关于环保的,但是这些知识仅仅只是停留在原理和理论上,如何将绿色化学的教学延伸到现实的环保措施当中,这将是一个难题,也是个很大的挑战。比如,对助剂或者溶剂的毒性进行测试,并且开发出无毒原料来代替助剂,这对于教师来说是一个挑战,对于学生来说更是一个挑战。
3.教师的能力和技能
绿色化学除了要求教师要有基本的化学知识以外,还要求教师要对环保知识及其他领域的知识有一定的了解,因此也对教师的能力和技能有了较高的要求。另外,绿色化学教学还要求教师在传授知识的时候,教会学生如何分解材料、如何用环保化学成分来代替有毒材料,等等。如果学校不对教师进行培训,教师的知识结构就会无法满足绿色化学教学的需要,因此,教师的能力和技能对于绿色化学来说也是一个重大的挑战。
4.教学方法的挑战性
绿色化学的教学方法也是一个巨大的挑战,并且要求教师改变过去的“粗放型”教学方法,转变为“集约型”教学方法,同时,这也是绿色化学对教学的一个要求。教师不但要帮助学生了解化学知识,还要使学生意识到环保的重要性,在整个化学课程中,要将环保无污染的理念贯穿于整个化学领域,又要把绿色化学的内容和知识融入化学教学当中,从原理到实验过程,各个环节都要采取环保的标准。
三、绿色化学教育的措施
1.改进不环保的实验方法
在进行化学实验的时候,应该尽量采用环保的实验方法,并且选用一些无毒无危害的材料。比如绿色自燃实验,在之前的课堂上,教师都使用白磷来给学生做实验,但是白磷是一种危害性极强的物质,而且白磷在燃烧的过程中发挥的有毒气体会对空气造成污染。因此,可以用其他一些无毒的物质或者材料来代替白磷,比如碳粉等。
2.培养学生的创造性
在化学课堂上,教师要培养学生的创造性,可以鼓励学生对“减量、减废”进行实验或者改造,从而培养学生的创造力。除此之外,也要给学生灌输节省资源的观念,带领或者指导学生对化学教材中的化工生产工艺流程进行分析,或者重新设计一条生产工艺流程,必要的时候还可以借助计算机来进行辅助设计,通过这个过程可以培养学生的思维创造性。
3.更新教学手段
原来的化学教学方法已经不再适应绿色化学的要求了,教师必须及时更新教学手段。通过有效的教学工具、教学材料以及训练手段来向学生传授知识,让他们形成绿色化学的意识和环保的意识。新的教学手段有多媒体(投影、录像、光盘等)以及计算机技术,便于学生和教师获取知识和技术,同时也有利于促进学生用可持续发展的眼光来思考问题。
篇7
【关键词】绿色化学;废弃物处理;学以致用;化学教学
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,最早产生于化学工业发达的美国。1991年由美国化学会(ACS)提出并成为了美国环保署(EPA)的中心口号,目前得到世界广泛的响应。按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。绿色化学发展到今天是指能够保护环境的一种化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染;反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
传统的化学工业已经给人类环境带来了很多污染。20世纪有2285万多种人工合成的化合。由于早期的化学工业很多并没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围内,导致污染环境。科学既要认识世界、改造世界,同时也要保护世界。为了应对化学所面临环境污染的挑战,提倡绿色化学刻不容缓。
化学是高中的一门重要课程,并且高中化学是学生真正接触化学的早期与基础。从化学入门就培养绿色化学的思想是非常重要并且也是必要与紧迫的,非常有重要意义的。
绿色化学是整个化学界的新概念,也是化学教学中的新理念。它要求教师必须在课堂课中课后教学中重视环境保护,做好废弃物的处理工作,并采取相应的对策,落实绿色思想,增强学生们的环保理念。
素质教育强调动手能力,在化学教学中经常需要做化学实验,进行化学实验的时候一定是会产生废弃物的。如果教师没有认真处理,就会污染环境,而且不是教师一个人污染环境,而是带着班集体一起污染环境。如果教师从始至终都落实绿色化学的思想,那么就会影响一个班集体走向合理处理废弃物,爱护环境。另外教师应该在化学中,合理设计化学实验,从源头上遏制废弃物的生成,这样双向结合就能有效的防止化学教学和实验所产生的废弃物污染环境。
教师对学生进行绿色化学思想的规范引导,不仅能够增强学生的环保意思,教育学生从源头上爱护环境,认真处理废弃物,更好地保护环境,而且将环保意思深入学生的内心,从而提高学生的自觉性,逐渐把环保带人日常生活,注重对周围环境的保护,提高教学效果。
那么在化学教学中究竟如何渗透绿色化学的思想呢?笔者在亲身教学过程中觉得可以从以下几个方面:
1首先,从全局看,将绿色想融入化学的整个教学过程中
教师要提高自身的行动自觉性,树立绿色化学思想,并将它贯穿于整个化学课堂教学,并以自身的行动带领学生,帮助学生树立绿色化学思想观念。比如在学习氯这一个富集于海水中的元素时,介绍其化学性质和特点,并具体在生活中运用到的地方。生活中我们常常用到氯的化合物,比如漂白剂。常用的漂白剂是会影响环境,污染环境的,那么有没有好的其他物品代替氯的化合物制成漂白剂呢?然后用联想法引出过氧化氢,介绍其性质,通过化学方程式,向学生介绍过氧化氢无污染的特点。同时指出氯气和过氧化氢的不同特点,如果将同样具有清洁漂白效果的过氧化氢代替氯气制成漂白剂原料的话,既能增强漂白效果,又能避免环境污染,从源头上防止化学污染。这便是绿色化学。
2然后,将绿色化学思想融入高中实验化学教学中
化学实验就要真正的实施体现绿色化学思想的时刻。首先,在课堂之前,我会设计微型实验,采用小号的实验装置和化学仪器,节约化学药剂的用量。然后在实验前会告诉学生认真对待化学原料,严格按照剂量进行化学实验,不轻易浪费化学剂量,从实验前就将减少环境污染的绿色化学灌输学生的思想里。比如,在进行氯气性质的化学实验中,可以用少量的漂白液和稀硫酸,在小号的培养器皿里面制成氯气,有效减少了对环境的污染。
在进行化学实验过程中,同样需要谨记绿色化学思想。教师必须严格按照实验步骤,采用标准的化学剂量以及尽量用绿色无毒,安全无害的化学制剂,如在白磷自燃的实验中,可以采用磷化镁进行水解,产生的氢化磷会自燃直接代替白磷自燃,产生五氧化二磷,从而有效避免了有毒有害的物质产生。
在化学实验结束后,教师必须照严格按照要求处理产生的废弃物,尤其是有污染的废弃物要妥善处理。比如采用中和、分解、深埋、回收等措施,避免废弃物污染环境,将绿色思想落到实处。
3在化学课堂中,将绿色化学思想与日常生活相互联系
在化学教学过程中,可以将所学的知识与现今的环境污染直观的联系起来。比如学习C这个元素的时候,对其常规氧化物一氧化碳和燃气中毒,燃气爆炸联系在一起。二氧化碳和温室效应联系在一起,这样直观浅显既能让学生轻松掌握化学知识点,同时又能提高他们的环保意识。
另外也可以组织防污染兴趣小组重点关注生活中常见的各种污染,如生活中常见的噪音污染,光污染,水污染,固体废弃物污染等,小组成员们一起分析这些污染的成因,学习了解污染给我们生活带来的危害,并引导学生们如何预防这些污染的存在等等。
4将绿色化学思想融入学生课后的课外实践与生活中
在课后,教师可以提倡学生们进行绿色化学实践活动,比如回收废旧电池,学习了解废旧电池对环境的污染,回收的价值;洗涤产品的分类及对环境可能产生的污染;家庭固态废弃物的分类和回收价值等等。通过这些调查活动,使学生们更好地选择日常生活用品,有效地处理废弃物,避免环境污染。
篇8
关键词:绿色化学;微型仪器;氨气;二氧化硫
文章编号:1008-0546(2016)04-0094-03 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.036
绿色化学是近年来发展起来的一门新兴学科,又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学等。绿色化学的目标在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物,最终实现零排放和零污染,是一门从源头上阻止污染的化学。世界各国都十分重视绿色化学的教育和发展,绿色化学已经成为现代化学教育的主要发展方向[1-2]。中学化学实验是中学生学习化学学科知识的重要途径,是学生可以通过感官直接感知的实践过程,学生在实验过程中,能进一步领悟绿色化学的宗旨,并逐步培养绿色化学的意识。但是中学化学教科书对化学药品用量没有明确规定,有的表述比较模糊。在做分组实验时,有相当一部分学生取用药品喜欢“多多益善”,不仅浪费了药品,而且由化学实验产生的废水、废气、废渣等也会对周围环境造成不同程度的污染。如:在做Cl2制备与性质、卤素的性质、Cu和浓H2SO4反应等学生分组实验时,往往会有有毒气体进入空气中,不仅污染空气,而且直接影响师生健康。因此,在中学实施绿色化学实验教育,无论从中学生的科学素质的培养,还是从生活环境的责任感与绿色化学理念的形成等方面,都是十分必要的。
高中化学实验绿色化、微型化[3-6]就是在高中化学实验教学中以绿色化学实验的核心理念为指导,对常规实验的不合理、安全性能低、污染严重等方面加以改进,达到绿色化学的减量、回收、重复使用、尽可能密闭可控、处理尾气诸方面的要求,实现“尽可能小剂量、省资源、少污染、低成本” 的实验室实验,进而培养学生良好的化学素养,以实现课程教学目标。
化学实验绿色化的研究,涉及到实验指导思想、实验内容选择、实验仪器的研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等实验方面的研究。如何在实际教学中,结合当前素质教育,把绿色化学绿色新概念、新思想、新要求教育贯穿于中学化学教学的全过程之中,是一个新的研究课题。作为中学化学老师,能够就地取材,因繁就简,开发和创新教材实验[7],对中学生是最好的鼓励和引领。
一、现有教学实验的不足之处
中学化学教学中,有很多性质实验,用传统的实验方法和仪器设备实验效果并不明显且缺乏绿色化学意识,例如:人教版《必修1》将氨气性质的实验分成氨气与水的喷泉实验、氨气与酸的玻璃棒实验两个部分来进行的。但在实际操作中存在以下不足:
①喷泉实验所用的氨气采用常规的实验室制法,若现场收集,则耗时长,且氨气易泄漏而造成污染;若课前制好备用,则常因保存不善导致实验失败。
②NH3与浓盐酸的玻璃棒实验,若为教师演示,则白烟过淡,且保留时间不长,不便于学生观察;若为学生分组实验,又会因为不是在密闭条件下进行,众多学生同时实验,容易造成室内空气被污染,不利于健康。
③学生对看到的是“烟”还是“雾”存在疑问。
④容易受到风等因素的干扰,影响实验效果。
又如:二氧化硫的制取及性质实验,该实验出现在高中化学人教版《必修1》第四章第三节,是高中化学课程中非常重要的实验,内容多,难记忆。如果学生没有经过实验的亲身体会,对这些实验的印象都不深,学习也比较困难。但是该实验无论是老师演示还是让学生自己动手做,仪器都比较复杂,药品用量多,而且二氧化硫的气味难闻,具有刺激性,对身体和环境都会造成不良影响。
二、基于主流化学理念的实验改进
基于“环保、高效”以及“绿色化学”“安全化学”等理念,本文针对上述实验中存在的不足,进行了如下改进:
1. 基于“环保、高效”理念的氨气性质改进实验
将NH3的性质实验一次性完成、成功率高且不污染环境、实验器材廉价易得,不易破碎、便于学生分组实验等是本次实验改进的目的。
(1)实验用品
①器材:圆底烧瓶(250mL)或塑料洗手液瓶(250mL),分液漏斗( 50mL),三个透明软塑料瓶(如矿泉水瓶,250mL,需干燥),玻璃导管,烧杯,止水夹,少量棉花等。
②药品:氢氧化钠固体(分析纯),浓氨水,少量浓盐酸,酚酞指示剂。
(2)实验装置图
(3)操作步骤及实验现象
①瓶A内放少量NaOH固体,分液漏斗中装浓氨水;
②瓶B、瓶C均为滴有酚酞的水;
③瓶D放置一团滴有浓盐酸的棉花。
组装连接好装置后,打开止水夹K1、K3,关闭K2,旋开分液漏斗活塞,制取氨气;当看到D中出现大量白烟,C中溶液颜色很红且产生气泡缓慢后,关闭K1、K3,打开K2,挤压瓶B,将水挤入烧瓶内后松手。即可看到烧瓶内形成美丽的喷泉,同时瓶B变扁。
通过这样的改进后,我们能看到,喷泉实验中,水几乎充满整个烧瓶,瓶B被压扁,让学生很容易看到压强在此实验中的作用;瓶D的瓶壁上有大量的白色固体物附着,让学生对白烟有了直观的认识。
(4)本实验的设计亮点
①有理有据:喷泉实验的原理是利用内外压强差所形成的,而矿泉水瓶受压很容易变形,会看到很明显的现象,于是我们用废弃的矿泉水瓶组装了实验装置。
②取材方便:充分利用废弃的矿泉水瓶,材料易得且不易破碎的特点,体现废物利用,灵活处理问题的思想。
③敢于创新:矿泉水瓶盖容易打孔,且可用粘胶粘住缝隙,实验过程中,只要旋紧瓶盖气密性就会很好,避免不易在橡胶塞上打孔,且易漏气等常见问题。
④重视环保:整个实验在密闭条件下进行,避免了NH3、HCl向室内扩散,有较高的安全性,充分体现“绿色化学”。
⑤拆装方便:关键部分的连接使用胶管、止水夹,拆装方便,导管不易折断;且矿泉水瓶的盖子规格几乎都是统一的,便于更换。
⑥操作简单:无论是教师做还是学生来完成,都很容易操作,且成功率高。
⑦直观性强:无论是烧瓶内形成的喷泉,瓶B的变扁,还是瓶D中的大量白烟,抑或是烧杯中的溶液变红,现象均十分明显,使学生通过实验观察对氨气的性质有较强的感性认识;特别是压扁的矿泉水瓶能让学生深切感受到大气压的存在和氨气的极好的水溶性。
⑧安全性高:实验的主要材料为矿泉水瓶,即使实验出现误操作,也不用担心出现炸裂,溅伤人。
⑨高效性:整个实验耗时约2分钟,为喷泉实验的分析和拓展延伸腾出了更多的时间。
我们对氨气性质实验改进后,无论是教师做还是学生来完成,都很容易操作,且成功率高充分调动了学生学习的兴趣与积极性,初步落实了“用实验让化学课堂成为学生快乐的体验场”。
2. 基于“绿色化学、安全化学”理念的SO2制取及性质实验的改进
在对二氧化硫的制取及性质实验,我们采用微型实验仪器来完成这一系列实验。改进后的实验装置如图2。
(1)实验装置改进:用6孔井穴板代替了6个反应器,塑料滴管代替了分液漏斗。
(2)实验操作步骤:
①先检查气密性。在后5个井穴中装入少量水,盖好长进短出的导管塞,在第1个井穴的长导管上插入塑料滴管,挤压滴管,各井穴中均有气泡冒出,说明气密性良好。然后把水倒掉。
②滴管装浓硫酸,6个井穴分别按照表1加入所需药品。6个井穴在整个实验中的作用如表1描述。
③盖好长进短出的塞子,吸1/5滴管的浓硫酸,插入第1个井穴的长导管上,轻轻挤压滴管,反应发生了。我们可以很快看到石蕊变红,品红和高锰酸钾褪色,硫化钠溶液中有黄色的浑浊,一次性验证了二氧化硫的几种性质。
3. 实验的创新点
①使用了微型实验仪器,药品用量很小,从源头上防止了化学实验造成的污染,所以二氧化硫几乎没有造成污染,真正达到绿色、环保、健康。
②微型实验仪器成本低,体积小,操作方便,一次性把SO2的制取、酸性、漂白性、还原性、氧化性全部检验完,实验现象明显,操作简单。
③按每小组几人一套,甚至可以一人一套,可以实现“人人动手,边讲边实验”的理想化教学模式,可以使学生对化学的探究更有兴趣。
我们对二氧化硫的制取和性质实验改进后,从源头上解决了污染的问题,不用到实验室这样有通风设备的地方,就在课堂上就可以实现,操作简单,成功率高,充分调动了学生学习的兴趣与积极性,可以让学生对以前只能在习题或者课本上看到的实验现象有了直观的认识,印象深刻。
三、总结
中学化学实验是中学化学教学将理论与实践相结合的重要手段,实验易操作、实验现象明显、实验设计的合理性及严密性、实验的环保理念等对中学生正确理解和掌握知识、培养学习兴趣和科研素养、掌握实验操作、拓展思维模式等有着极其重要的作用。化学实验的绿色化创新和改进,可以调动学生学习化学的积极性和主动性,培养其对化学的兴趣,并加深对知识的理解和记忆,可以为提高课堂教学高效性提供策略和典型范例,这样的实验改进,能够轻松实现绿色化教学,让学生顺理成章接受绿色化学理念,使学生认识到,化学绝不意味着污染,更高层次的化学、对环境友好的绿色化学等待我们去学习、去探究、去发展。
参考文献
[1] 闵恩泽,傅军. 绿色化学的进展[J].化学通报,1999,(1):10-15
[2] 朱文祥. 绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育,2001,22(1):1-4
[3] 王磊.中学化学实验及教学研究[M].北京:北京师范大学出版社,2009:280-289
[4] 朱恩.浅谈中学微型化学实验的三个问题[J].化学教学,2002,(4)
[5] 王祖浩,王程杰.中学化学创新实验[M].南宁:广西教育出版社,2007:298-299
篇9
关键词:高中化学;自主学习;学生
化学作为一门以实验为基础的自然科学,其知识体系分散而知识点繁多,这就需要教师和学生双方进行双向的教学互动来促进高质量化学教学课堂的建成。而学生作为课堂教学的主体,往往处于被忽视的地位。在历年来的课改中,教师往往将教学改革的重点关注于教师的教学方法和教学理念,而忽视了学生自主学习的引导。本文将立足于自身的自主学习经验来对如何自主学习高中化学知识来进行细致而深入的探讨,以促进高中高质量化学教学课堂的建构。笔者总结出了观察、记忆和联习三大学习方法,本文将从这三个方面来展开讨论。
一、科学有效的观察
化学与实验的关系密不可分,化学在实验的过程中不断的形成和发展,每一个化学知识都是在试验中不断总结归纳出来的。因此,化学的学习首先离不开对于实验的学习,对于实验的学习离不开观察。学生在对高中化学进行自主学习的过程中,培养良好的实验观察习惯对于化学的学习有重要的作用。
那么,什么样的实验观察习惯才能真正对学习产生积极作用呢?首先,学生在观察之前要明确观察目标,即观察的对象和原因。学生怀着一颗充满着对于未知的领域探索的好奇,并明确制定好观察实验的原因和观察对象,进而对观察到的现象进行科学的分析、探讨、总结,并得出最后的结论。在科学有效的观察习惯的作用下,学生在实验过程中能够以积极自主的学习心态完成高效的自主学习,为建构高效化学课堂作出相应的贡献。比如,在试管中加热碱式碳酸铜这一试验中,学生应该在实验之间就先明确观察的对象是这一反应的物质变化以及反应条件,观察的目的就是探究在这一反应条件下碱式碳酸铜受热变化后能否生成新物质。学生在明确的观察目标之下将观察结果记录下来,在反应之前碱式碳酸铜是绿色粉末状固体,通过加热,试管中的碱式碳酸铜逐渐发生了形态和颜色上的变化,绿色逐渐变黑,试管中有水滴凝结在试管壁上,澄清石灰水则变混浊。学生在这一实验中进行仔细的自主观察,并在教师的指导下进行分析研究进一步得出实验结论,该实验生成了新物质黑色氧化铜、水和二氧化碳。
二、基础的记背
化学的知识点繁多而分散,与数学、物理等其它学科相比,对于知识的记背在化学中显得特别重要而关键。这与化学的学科性质有密不可分的关系,对于知识的记背是与化学学习的基本方法之一,是运用与发展的基础和前提。如,化学中有许多特殊的化学专业用语,对于各种物质的化学表达式,元素符号,方程式的表达等;元素周期表中常用的元素名称及基本性质;某些化学物质的特征、性质、规律、应用,以及与某些特殊物质的反应。这些知识点较为分散,彼此之间想对独立,难以理解记忆。而对于这些知识点的掌握又是学习化学的必然要求,因此,这就必然要求学生在自主学习过程中对化学知识点进行有规律有方法的记忆。一些物质的性质、制取、用途等也必须记忆才能掌握它们的规律。学生在学习的过程中应当认真观察、仔细思考,尽量在理解的基础上进行知识的学习。当然,这只能对试验中的规律和知识适用,基础的概念、符号、性质则需要学生进行扎实牢靠的记背。
三、巩固提升的练习
在化学学习的过程中,记忆与观察是学习的前提和基础,而练习则是对所学知识的检验、巩固和提升。
学生在自主学习过程中一定要保证进行一定数量的习题练习。练习题是对所学知识的一种另外形式的应用,学生在不断的练习中能够在记背知识的基础上进行进一步的理解和巩固;同时,也只有在不断的联系中,学生才能真正认识到自己学习过程中的不足和缺陷,进一步进行提升和巩固。
如何进行科学的习题训练,优化资源配置,最大程度的提高学习效率,这是每一位学生都需要认真考虑的问题。在学习的不同阶段,应该进行不同难度的习题联习。在学习的初步完成阶段,学生应该进行基础的概念、知识的练习,对基础知识进行巩固。在掌握了扎实的基础知识以后,学生可以自主的进一步选择中等难度或者高中难度的习题来对自己的知识体系进行巩固和提升,从对基础知识的掌握进一步发展到对知识的熟练应用。
学生的自主学习对于高中化学的高质量教学有重要意义。在学习过程中,学生应该保持对于未知的探索的热情和信心,掌握科学的观察方法和观察能力,通过自己的观察和研究来探究化学世界的奥妙。同时,学生也必须保证对于知识进行记背以及科学有效的习题练习。只有掌握了科学有效的自主学习方法,学生才能最大程度的发挥自主学习的优势,构建起高效的高中化学教学课堂。
参考文献:
篇10
关键词:化学复习;基本观念;元素化合物;氯气
文章编号:1008-0546(2013)04-004-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
高中化学课程标准(实验)中明确指出高中教学要使“学生了解化学科学发展的主要线索,理解基本的化学概念和原理,理解化学变化的基本规律,形成有关化学科学的基本观念[1]。”形成化学基本观念是高中化学的课程学习的基本目标。目前高中的化学复习往往是利用高三整整一年的时间,在复习过程中,特别是元素化合物的复习过程中,面对学生已经学习过的知识,如何提高复习质量?这是在教学实践中必须回答的问题。笔者以为,用化学基本观念来引领元素化合物的复习将会使高三复习突破效率不高的瓶颈,取得高质量的复习效果。
一、元素化合物复习中存在的问题
元素化合物知识是指围绕单质及化合物有关的物理性质、化学性质、制法、用途等方面的知识,它是中学化学理论、概念、定律等知识的基础。化学以与人类社会物质生活紧密相关的化学物质为主要研究对象[2],“世界由物质而丰富,物质由元素而精彩”。元素化合物中涉及的物质种类繁多,中学化学常见的元素化合物分为非金属元素和金属元素,非金属元素包括卤素、氧族、氮族和碳族,金属元素包括碱金属、碱土金属、铝、铁、银和铜。在学习元素化合物知识时,很多需要在新课学习时通过分组实验进行验证理解。由于在新课学习时就没有采用实验的方式进行学习,因此在复习时仍然需要通过记忆来强化知识点,无疑给复习增加了很大的难度。由于化学学科在我省属于选修科目,不纳入高考总分计算,尽管化学教师能够坚守自己的课堂阵地,但学生普遍不太重视,每周的课时相对较少,课后没有化学自习时间。在教学实践中,在第一学期寒假质量检测前基本上一轮复习结束,复习时间紧迫,很多教师把元素化合物知识的学习时间段认为是化学复习的提速阶段,导致学生在学习时疲于应付。新课程改革已经近10年,但是由于高考模式没有改变,高三化学一线教师目前仍然受到应试教育的影响,教师与学生往往沉溺于习题的训练中,教师忙于找题,学生忙于做题,导致学生的提升的空间很小。
二、化学基本观念的内容
化学基本观念, 不是具体的化学知识和技能, 也不是化学知识和技能的简单组合,它是学生通过化学学习在头脑中保留的,在遇到周围的化学问题时所具有的基本的观念性的东西, 也可以认为是学生所获得的对化学的总观性的认识[3],形象地说是知识挥发留下来的印迹。尽管化学基本观念是一种对事物深层的本质认识,但在教学实践中,根据对基本观念的理解分解为常见的可以操作的教学目标,仍然可以通过课堂教学得到强化的。具体反映在课堂上可围绕化学的核心概念、基本技能,如元素、守恒、绿色化学等观念开展教学。结合新课程标准中的三维目标,笔者认为化学基本观念的网络关系如图(图1)。
三、基本观念指引下的元素化合物复习
在复习教学中,基本观念引导下的复习应该是对整个中学化学复习而言,并不仅仅一节课、一个单元的学习,它应该不露痕迹地贯穿复习教学的始终。化学基本观念的建立若缺少师生持续的心智努力和情感付出,缺乏对相关事实、概念的深入理解,任何复习都是浅层次的认知重复行为[4]。在课堂教学目标设计时,化学基本观念一般不单独列出作为教学目标或教学重点,即并不是让学生以背诵记忆的方式来实现,但是通过一节课、一个单元的学习之后,学生明显可以感觉到化学基本观念层面上的提升。
在一节复习课上对所有的知识点向排地雷一样全都梳理一遍,这显然是不合适的。教师在备课时需要根据学生已有的经验和教学内容确定复习课预期所达到的基本观念,这个基本观念是对课程标准和考试说明解读后得到的。教师要把这个观念转化为上位目标,并根据上位目标,设计出更加具体和更具有操作性的教学目标,这是因为教学目标是围绕筛选出的重点知识并整合核心概念而设计的。如果教学中没有围绕基本观念的深入理解并进行设计,那么元素化合物的复习课将会停留在较低的认知水平,学生就会倾向对基本的知识、基本事实进行死记硬背,教师也就会拿出唯一的杀手锏——“默写化学方程式和离子方程式”。教学中的这种目标设计不仅整合了具体知识的学习,关键是它能把学生的思维聚焦并引导到更深的基本理解上。
复习案例 ——以氯气复习为例
[知识目标]
(1)能够画出氯气及含氯化合物之间的网络图。
(2)能正确书写氯气及含氯化合物有关的化学方程式。
(3)了解氯水的消毒和漂白作用。
(4)知道实验室制取氯气的反应原理。
[能力目标]
(1)能从化学反应基本类型和氧化还原反应的角度分析氯气与常见物质的反应,并能写出相关的离子方程式。
(2)能用化学平衡的原理分析氯水中成分的变化。
(3)通过氯气及其化合物的性质、制法和用途等知识的复习,理解化学基本观念中的分类观、微粒观、元素观和变化观。
[设计目的]结合考试说明和课程标准的内容,确定本节复习的重点应该是从氧化还原反应的角度理解与氯气及含氯化合物的化学反应方程式。具体引领复习的观念有分类观、微粒观、元素观和变化观。教学目标中没有将情感态度价值观目标列出,不是说可以忽略此目标,而是将此目标融入知识目标和能力形成的过程中。
[教学过程]
[思考]1.将Cl2 、HClO、Ca(ClO)2、HCl 、NaCl的互变关系整理成知识网络。
[学生活动]学生尝试连线整理,并相互讨论给出网络图(如图2)。
[设计目的]通过含氯的单质及化合物关系网络图,提醒学生尽管它们是5种不同的物质,但是都含有氯元素。它们之间的区别在于它们的组成和化合价,在物质转化时要注意化合价的变化。这道思考题主要渗透元素观和变化观。
[思考]2.可以从不同的角度对物质进行分类,如氯及其化合物分类标准一:
单质:Cl2 ; 氧化物:ClO2 ;酸:HCl、HClO、HClO4;盐:氯化物、次氯酸盐、氯酸盐。
请你整理出两种对常见氯及其化合物的分类方法。
[学生讨论并尝试分类]
(1)分类标准二:按化合价高低分类
-1价:HCl、氯化物;0价:Cl2;+1价:HClO、次氯酸盐;+3价:不常见; +5价:氯酸钾; +7价:HClO4
(2)分类标准三:按物质性质分类
氧化性:Cl2、ClO2、HClO、次氯酸盐 、氯酸盐、HCl(H+)、HClO4(H+)
还原性:HCl(Cl-)、Cl2
溶液呈酸性:Cl2、HCl、HClO、HClO4
溶液呈碱性:次氯酸盐
[设计目的]学生利用分类观的知识,依据不同的分类标准,进行分类练习,培养学生动手能力和创新能力。学生练习的目的是强化分类观的形成。
[教师引导] 我们还可以按物质参与的化学反应类型分:(3)分类标准四:按反应类型分类(如图3)
[设计目的]通过教师给出示例,学生根据化学反应类型进行练习。教师的示范所给出的是物质分类知识,分类的依据是物质的组成结构。
[学生练习]学生按照反应类型分别书写对应的化学方程式。
比如与氯气有关的反应有:
化合反应:Cl2+ H2、Cl2+金属单质、Cl2+ FeCl2
置换反应:Cl2+NaBr、Cl2+ NaI
氧化还原反应:有单质(Cl2)参与的化合、置换反应都属于氧化还原反应;Cl2+H2O、Cl2+碱,另:SO2、SO32-、S2- 也能被Cl2氧化。
可逆反应:Cl2+H2O[?]HCl+HClO
取代反应;Cl2+ CH4
加成反应:Cl2+ C2H4
复分解反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O[=]CaCO3+2HClO(HClO酸性比碳酸弱)
水解反应(可逆反应):NaClO+H2O[?]NaOH+ HClO
[设计目的]通过书写Cl2、HClO、次氯酸盐三类物质所能发生的化学反应,落实方程式书写技能,培养学生的元素观和变化观。
[提出问题]4.氯水中的化学平衡(条件对化学平衡的影响)
[投影]氯水的制备:往蒸馏水中通入氯气至溶液呈浅黄绿色。(如图4)
[提问思考]氯水中存在哪些物质发生变化的过程?含有哪些成分?氯水应如何保存?
利用上述问题,可以讨论:
(1)溶解平衡:Cl2在水中的溶解性小,1体积水约能溶解2体积的Cl2,氯水呈浅黄绿色,具有挥发性,Cl2的挥发和溶解构成了溶解平衡。
(2)化学平衡:溶于水中的氯气部分与水发生如下反应并达到化学平衡:Cl2+H2O[?]HCl+HClO。HClO在光照条件下会分解:2HClO[=][光照]2HCl+O2。
(3)电离平衡:HClO在溶液中存在电离平衡:HClO[?]H++ClO- 。
通过上面三种平衡的分析,可知新制氯水中含有的分子、离子微粒有哪些并了解其相对浓度大小。
[设计目的]以氯水为例,通过对氯水中存在的三种平衡关系分析,引导学生从氯水中的微观粒子之间的关系进行思考,培养学生的微粒观和平衡观。
[典例分析]
[例1]下列四种物质在空气长时间放置会变质,在变质过程中,既发生氧化还原反应,又发生非氧化还原反应的是( )
A.食盐 B.漂白粉 C.氯水 D.硫酸亚铁溶液
[思路分析]食盐在空气中不变质;漂白粉在空气中发生如下反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3,2HClO[=][光照]2HCl+O2;氯水中只是2HClO[=][光照]2HCl+O2;硫酸亚铁溶液中只是Fe2+被氧化为Fe3+。
[答案]B
[设计目的]掌握含氯化合物的化学性质及反应中元素的价态变化。
[例2]已知氯水中有如下平衡:Cl2+H2O[?]HCl+HClO。常温下,在一个体积为50mL的针筒里吸入40mL氯气后,再吸进10mL水。写出针筒中可能观察到的现象 。若将此针筒长时间放置,又可能看到何种变化 ;试用平衡观点加以解释 。
[思路分析] Cl2在H2O中能溶解,气体体积缩小,Cl2在H2O中的溶解度小,Cl2大都是以分子形式存在,溶液呈浅黄绿色。若此针筒长时间放置,气体体积进一步缩小,气体和溶液均变成无色;原因是氯水存在着平衡
Cl2+H2O[?]HCl+HClO,由于HClO逐渐分解(2HClO[=][光照]2HCl+O2)而不断地向右移动,最终Cl2耗尽全部转化为O2,导致气体体积缩小和黄绿色褪去。
[答案]气体体积缩小,溶液呈浅黄绿色。气体体积继续减小,气体和溶液均变成无色;氯水中的平衡Cl2+H2O[?]HCl+HClO,又由于2HClO[=][光照]2HCl+O2,HClO不断分解,平衡右移,最终Cl2耗尽全部转化成O2。由总反应式2Cl2+2H2O=4HCl+O2,可知,气体体积减少。
[设计目的]氯水中含有多种微粒,这些微粒在一定条件下会发生变化,通过化学平衡的分析,强化学生的微粒观和平衡观的意识。
[例3 ]某同学在实验过程中发现存放氯水的试剂瓶中是一种无色澄清的溶液,请你分析可能的原因是
① ② ③ ④ 。
[学生讨论后讲解]氯水中因为存在可逆反应Cl2+H2O[?]HCl+HClO,使其成分复杂且随着条件的改变,平衡发生移动,使成分发生动态的变化。如放置时间过长氯水最终转变为盐酸。当外加不同的反应物时,要正确判断是何种成分参与了反应。氯水中的HClO能使有色物质被氧化而褪色。反之,也有许多物质能使氯水褪色,发生的变化可属物理变化(如萃取),也可属化学变化,如歧化法(加碱液)、还原法(如Mg、SO2等)、加成法(加不饱和的有机物)等。
[答案]长时间放置氯水后转化为稀盐酸;溶液中加入了碱溶液;溶液中通入了二氧化硫气体;溶液中通入了乙烯气体。
[设计目的]通过氯水由浅黄绿色变为无色,结合氯水中的微粒变化,可能存在多种可能性,渗透化学的分类观。
四、教学反思
传统的化学教学强调对陈述性知识的记忆,无法激发学生对化学知识的学习兴趣和深层理解,针对化学复习中以“事实文本”的教学弊端,美国课程专家艾里克森认为:教学内容应该围绕核心概念进行选择,以便挖掘和评价更深层次的理解力。高三复习的重点应该从单纯地对元素及化合物知识的罗列和重复转移到物质的实际运用中,同时在分类应用中提高理解和转化知识的能力;提高高考复习更多的是思维能力的提升,而不是掌握更多的事实材料;学习重心应该从记忆事实转移到理解可迁移的核心观念和对更为根本的知识结构进行深层理解 [5]。作为氯气一节内容,一般是作为高三进行复习时首先要学习的内容。氯气的复习对于高三化学复习有导向作用,特别是对元素化合物的复习,本节课所采用的方法以及蕴含的理念建构都影响着高三化学复习的质量。氯气一节的知识很多,直接让学生书写化学方程式,或将有关氯气及其化合物内容印制成导学案让学生填写,这些复习方式太单调,学生的积极性不高。如何设计有效的问题,引导学生思考并且落实化学的基础知识和基本技能呢?高中化学课程标准将“形成有关化学学科的基本观念”作为一个显性的目标明确提出,既是对新授课教学的要求,同时对高三化学复习也有指导意义。本节从知识上分析主要有:氯气的化学性质、氯水的性质。笔者通过化学基本观念来引领问题的设计,以氯及其化合物的方程式为载体,围绕化学基本观念中的分类观、元素观、平衡观和微粒观展开学习,学生普遍感到有提升,收获很大。
高中元素化合物知识的复习是渗透化学基本观念的最佳阶段。教师要在复习中善于抓住时机,用基本观念引领学生走出元素化合物的多而杂的无序局面,使学生通过复习元素化合物,不仅对知识掌握得牢固,而且掌握住复习的方法和策略,提升复习的自信心,形成持久的化学基本观念。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003:7
[2] 宋心琦.化学实验改革建议之四——金属的物理性质和某些化学性质[J].化学教学,2012,(9):3
[3] 曾国琼,吴平.通过元素化合物知识复习培养学生的化学基本观念[J].中学化学教学参考,2011,(9):13
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