绿色化学的含义范文

时间:2023-11-15 17:45:00

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绿色化学的含义

篇1

关键词:绿色观念 初中化学 教学工作

一、绿色化学的概况

(一)绿色化学的含义

所谓绿色化学是指以先进的化学方法去实现化学产品制作,生产过程中的最小化污染,尽量使得化学产品与环境能够和谐相处。

(二)绿色化学的特点

其一,绿色化学的可持续性,也就是说绿色化学强调的是社会的可持续发展,保证人与自然之间的和谐相处,其在思想上,理念上都比较先进,符合当前环境保护的趋势;其二,绿色化学的预防性,相对于环境保护的后发治理来说,绿色化学往往是在化学污染产生之前,开展措施避免污染的出现;其三,绿色化写的专业性,也就是说其是在对于化学知识的充分掌握的前提下,开展各项工作对于技能,理论,经验都有着专业化的要求。

二、绿色观念在初中化学教学中的渗透

案例:在开展化学燃料教学的过程中,氢气,天然气,石油液化气,酒精,汽油和煤炭都是化学燃料,其在燃烧的过程中会对于环境产生一定程度的污染。课堂开展:首先,从燃料完全燃烧和不完全燃烧理论入手,询问生活中有哪些化学燃料;其次,总结学生和建议,并提问上述几种燃料对于环境的污染程度大小。

三、如何更好的将绿色观念渗透到初中化学教学中去

其一,积极开展绿色观念的渗透工作,保证在课堂中学生对于绿色化学的含义有所理解,并能够在现实生活中找到对应的绿色化学的实际事件,以不断深化学生对于绿色观念的理解程度。其二,积极开展化学实验,实现绿色化学与实践操作的相融合,保证学生在实验过程中能够合理的处理各个环节,并实现化学污染的最小化,避免其对于人体和周围环境产生的负面影响。

四、结束语

综上所述,将绿色观念融合到初中化学教学工作中去,有着至关重要的意义。作为初中教学工作者应该高度重视绿色化学观念在自己课程上的渗透,一方面不断夯实自身化学知识理论,深刻理解绿色化学的含义特点,另外一方面,不断强化自身教学工作方式的转变,以更加有效的方式去实现绿色观念在初中化学教学中的融合。

参考文献:

篇2

大气污染,温室效应正日益加剧,白色污染遍及了全球的各个角落,化学装扮我们的地球母亲的同时也对她造成了深深的伤害。

化学作为一门以实验为主的基础学科,是广大学生获取知识、提高技能的有力手段。然而,学生通过实验手段在获取知识的同时,不仅在向环境释放着“三废”,而且自身也处在污染之中。《化学课程标准(实验)》中规定必修课程的设计要“体现绿色化学思想”。要让学生了解“在化工生产中遵循‘绿色化学’思想的重要性”,在实验课的情感目标中要让学生 “树立绿色化学思想,养成环境保护的意识”。显然,新制定的课程标准非常重视学生绿色化学思想的形成和应用。

一、绿色化学实验的含义

绿色化学是一种理念。化学实验教学不仅可以增强学生对实验现象的直观感受,而且进一步使学生从感性认识上升到理性认识,增强他们分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质,从某种意义上讲,学校中环境污染主要来源于化学实验。培养学生的环保意识是实现化学实验室绿色化管理的最基本保障,化学实验产生的废弃物,如果不经处理直接排放,不但会造成环境的污染,还会淡化学生的环保意识,养成不良习惯。化学实验教学课堂是向学生传授环保知识的好场所,在实验课上不仅要使学生掌握各种实验技能和处理问题的能力,更要强化学生的环保意识。

二、如何开展绿色化实验教学 绿色化学实验就是要从源头上消除污染,绿色化学实验要求化学实验反应中原子的利用率达100%。化学实验体系放给环境的物质种类是环境体系正常组分中所固有的。如放出的气体是空气中固有的正常组分如02、N2、H20、C02等。实验体系不向环境放出物质。污染废弃物集中处理后转化为非污染物。在实验现象明显的前提下,对不可避免会形成污染的实验尽可能使其微型化。

(一)改进化学实验仪器,向无污染的方向发展

初中阶段我们接触的个别实验可以做一下改进,例如:实验室制取氧气,我们可以把二氧化锰用布袋盛装,再在布袋上面系一根铜丝,反应完后将二氧化锰洗涤.干燥.回收既可以控制反应的发生和停止,又可以节约药品。

(二)提倡微型化学实验 

所谓微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。

篇3

1.绿色化学

何为绿色化学是我们解读绿色化学实验和绿色化学观的一个首要前提.简单来讲就是人与自然和谐的化学,详细的讲主要指环境无害化学、环境友好化学、清洁化学.突出的特点优势是开始做污染预防的科学手段,目的是实现过程和结果的零排放或者零污染.绿色化学与普通化学的主要区别在于绿色化学充分利用原子,通过化学转换获得新物质,其明显具有原子经济性,即实现了资源的充分利用,又预防了环境的污染.

2.绿色化学实验

绿色化学实验所要研究的中心问题是如何实现化学反应和化学产物的下列特点:(1)原材料无毒无害,(2)反应条件如:催化剂、溶剂等无毒无害,(3)过程实现减量、循环、重复利用,(4)实现零排放零污染如:产生的副产品少之又少,原子经济性等,(5)产物对环境不造成危害及环境友好型的,并且满足物美价廉的标准要求.近几年绿色化学实验的改革与发展的主要推动力是绿色化学思想,从这方面研究化学,还有很大的进步空间,值得谈论和深思.

3.绿色化学观

绿色化学观实际也是绿色化学思想的精髓和灵魂,主要指在进行社会生产、生活和实践活动的过程中,人们针对环境的日趋严重恶化、为了减少甚至杜绝化学污染源所形成的对绿色化学重要性的认识思想.其内涵有以下几个方面:(1)绿色化学发展观.这个观点包括两个方面:一是发展经济,即实现人口、经济、社会、资源、环境协调发展;二是保护我们人类赖以生存的共同家园地球自然资源和环境,为子孙后代的安居乐业和永续发展做贡献.换言之,经济发展的同时不忘环境的保护,污染的控制,资源和能源的节约,废物排放的减少,清洁生产和文明消费的实施.目的是实现自然、经济、社会这个三维复合系统的持续、健康、稳定的发展.我们实施绿色化学观教育旨在追求学生在知识、科学、技能方面的综合提高,深刻认识了解人与自然,人与经济、人与社会、人与环境的关系,在可持续的基础上利用自然为人类服务.(2)绿色化学价值观.环境价值观就是指人类对环境价值的认识、观念、看法、观点.转变我们以往以人为中心判断物质利害观念为以人与自然平等和谐观念,以绿色化学原理指导高中化学知识的教学,即要掌握化学物质、化学实验对人的危害以便进行防止.高中化学实验的绿色化是一个长远的任务,教育工作者要有深刻的认识,这不仅是科学战线和化工战线的任务更是整个化学领域的任务.(3)绿色化学教育观.绿色化学根本上是为了预防和控制环境污染,是人类的生活质量得到保证和提高,使自然环境得以保护.在高中化学教育课程改革和课堂教学的全过程中贯穿绿色化学理念,将其化作中学课程改革的重要内容.之所以将绿色化学的理念引入化学教学中,是因为绿色化学有利于环境的保护和人类社会的可持续发展.站在一线的化学教育工作者需要做到的很多,更新自己的知识结构,认识化学新知识,真正理解绿色化学的含义,承担绿色化学的宣传和教育,潜移默化对学生进行教育,不断灌输“绿色化学”的理念,认识到绿色化学的重要性,掌握绿色化学的知识和技能.(4)绿色化学道德观.这一观念是传统人类道德观念的延续和继承并且得到广泛的发展,由于当前现代工业文明引发的人类与环境关系日渐突出使得其产生并且迅速得以发展.这是一种新的道德观念――人类与环境和谐相处的观念,是人类环境意识有史以来发展的最高阶段,体现了主客体的统一,人与环境的统一.

二、高中化学实验中学生绿色化学观的培养

自从新课改以后,中学化学课本的编制和修订过程充分考虑了绿色化学原理,例如:限制了常见实验固体液体试剂取用的数量;删除了有害的实验气体如:硫化氢、苯磺酸等等的制备;科学介绍闻气体的方法;实验中遇到事故的紧急处理;试剂保存和使用的方法原则尤其是特殊的试剂;强调某些实验尾气的处理等等.新课改有益处也存在缺点,为了符合绿色化学观的发展要求,从以下几方面改进实验以增强学生绿色化学观的培养.

首先,大力推行化学微型实验操作.简单的对常规实验进行缩微或者减量并不是这里所指的微型化学实验,实际的微型化学实验是指在微型化条件下,重新设计和探索实验,旨在利用最少的试剂获得最多的化学信息目标.微型实验的两个显著特点是仪器装置微型化和试剂少量化,操作简单,药品节约,污染减少,是未来绿色实验发展的方向.同时还可以使用身边的废旧物或者自制的简单仪器进行一些实验,更体现了绿色化学的概念,让学生树立绿色化学观.

其次,正确规范的进行实验操作.实验的操作规范务必严格进行,例如:称量药品、取用试剂、连接装置、倾倒废液废渣等等实验的每个环节都要按照规范的要求操作,因为这样进行的实验,不仅对药品、试剂、能源节约了,而且实验发生事故的几率也减少了,自然污染也相对减少了.

篇4

关键词:绿色化工化学;发展;生态文明建设

中图分类号:TQ0-4 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)10-0026-01

生态文明建设是中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局的重要组成部分。建设美丽中国,实现中华民族永续发展,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设融入生产生活的各方面和全过程。化工化学是科学研究和国民经济的重要组成部分,以可持续发展为主旨,加快发展绿色化工化学,形成节约资源和保护环境的理念和科学技术,是建设生态文明的重要内容和途径。

1 绿色化工化学的含义

绿色化学化工是具有重大社会需求和明确科学内涵的新兴交叉学科,是人类及全球环境安全的保证,是当今国际化学与化工的前沿[1]。绿色化工化学属于跨学科交叉性的研究领域,是随着经济和科技发展而产生的新概念。在我国,绿色化工化学研究工作的产生和发展最早可以追溯到上个世纪八十年代后期,同行业研究领域中的部分专家学者也习惯将绿色化工化学称为环境友好化学[2]。与中国传统的化学生产工业相比,现代化的绿色化工化学有着较为显著的区别。

2 绿色化工化学的发展优势

2.1 有利于节约生态资源

将社会经济收益水平的提升放在化学化工研发工作开展的首要地位,是传统化学化工工程研究工作的核心管理理念,而对于生态环境的保护则处于次要地位。与传统化学生产工业相比,现代绿色化工化学工业的研究和生产秉持绿色发展理念,通过采用更加科学的生产技术、应用污染力度较低的化学原材料,来有效降低生产给环境带来的伤害。同时,由于企业根本上还是受制于成本效益的约束,因此相关技术作业生产人员在生产和研究绿色化工化学时,要努力实现相关化学原材料自身使用价值的最大化发展[3]。因此,绿色化学化工无论是在生产理念的革新还是生产技术的应用方面,都得到了全面的改善和提升,更加符合可持续发展的要求。

2.2 有利于实现化学工业资源的合理利用

从生产研发的原料、化学溶剂一直到化学化工研发生产所必需的化学催化剂,均采用无添加无污染的绿色环保原料,使相应化学工业资源能够在合理利用的基础上,实现自身原料应用价值的最大化提升。在这一过程中,不仅不会对客观生态环境发生污染的损害,一些绿色化工化学原材料的科学循环利用还能够在保护生态环境方面发挥重要的作用。绿色化工化学工业对化学工业资源的合理利用,一方面降低了化学企业的生产成本,另一方面从化工研发生产的源头降低了其对客观发展环境造成污染的可能性,有助于科学可持续社会发展终极目标的实现。

2.3 有利于减少化学工业废物的排放量

工业废物特别是有毒的工业废物排放是环境污染的主要来源,如何减少排放或降低排放的不利影响是工业生产要面对的重要课题。我国传统的化学工业在研发以及生产过程中,由于绿色环保研发的技术水平较低,经常出现大量化学污染物排泄在外的消极生产现象。这些被化工业大量排放的化学反应废物,对我们赖以生存的生产生活环境造成了巨大危害。现代绿色化工化学则针对这一现象,对相应化学反应合理利用的工作流程进行了优化管理,使其能够在化学物质产生化学反应的开始,就对相应化学物质的组成Y构进行分解以及重新组建。在不改变化学原料基本属性的前提条件下,全面修缮其中容易产生环境污染的有害组成部分,经历过化学重组的绿色化工化学生产原料相比传统带有污染成分的化学原料,往往具有更高效的利用率。这样,经过一系列绿色研发与生产的工作流程以后,被排泄在外的化学原料数量就会大量减少。

3 进一步发展绿色化工化学的建议

3.1 完善体制机制,营造良好发展生态

把绿色化工化学纳入新兴产业发展规划,持续深化重点领域和关键环节改革,全面营造有利于绿色化工化学发展壮大的生态环境。推进简政放权、放管结合、优化服务改革,进一步完善审批方式,最大限度减少对相关企业的事前准入限制。落实相关法律法规政策,落实绿色化工化学科技成果转化有关改革措施,提高科研人员成果转化收益分享比例。强化知识产权保护维权,依法严厉打击侵犯知识产权犯罪行为,保护绿色化工化学领域的知识和技术创新热情。

3.2 保障投资供给,建设研发基地

稳定的投资是产业发展的源头和保障。特别是对于还在初创期的绿色化工化学产业来说,由于技术还处在不断探索之中,因此面临着许多不可预知、难以确定的风险。从一定程度上来说,技术创新是全社会的公共产品,所以政府应该承担一定的责任。政府应加大对绿色化工化学的经济政策扶持力度,发挥财政资金引导作用,创新方式吸引社会投资,加大对绿色化工化学产业的财税支持。应加大金融和税收支持,大力发展创业投资和天使投资,积极支持符合条件的绿色化工化学企业通过多种方式融资,完善鼓励初创期绿色化工化学科技型企业的税收支持政策。应加大科技支持,积极构建企业主导、政产学研用相结合的绿色化工化学产业技术创新联盟,支持建设关键技术研发平台,采取新机制建立一批产业创新中心。

3.3 加快培养专业人才,提供强大智力支撑

在科技日益激烈的今天,人才已成为一个行业、产业及至整个国家和地区的第一资源和核心竞争力。国家应鼓励高校加大绿色化工化学方面的学科和专业建设,根据产业发展情况合理扩大相关专业招生比例,及时调整教学内容和课程设置,加大教学改革力度,加强相关课程的师资队伍建设,为绿色化工化学发展储备高素质人才,特别是培养一大批高层次急需紧缺人才和骨干专业技术人才。引导和支持事业单位科研人员到企业开展创新工作或创办企业,鼓励绿色化工化学人才向企业流动。在绿色化工化学企业设立一批博士后科研工作站,加大产业关键核心技术研发力度。在充分发挥国内人才作用的基础上,还要充分利用全球人才,完善相关政策,加快引进和培养一批高端人才、领军人才。

3.4 加强宣传引导,形成思想共识

理念是行为的先导,绿色化工化学的发展,离不开可持续发展思想的指导,因此必须推动全社会广泛树立绿色发展、循环发展、低碳发展的理念。要看到,绿色化工化学虽然在我国已经有了三十多年的发展历程,但社会对于绿色化工化学的相关理念还知之甚少,很多人从未听说过这一名词,不知道绿色化工化学为何物,形成系统化理论化的知识观念的就更少。为改变这一局面,政府、企业和科研院所应该认真担负起宣传教育的责任。专家学者和化工企业的高层管理人员应充分发挥自己的专业特长,通过编印材料、出版专著、专题讲解等多种方式,通俗易懂地向社区、学校以及大中小型企业等广泛宣传绿色化工化学的核心生产研发理念,让现代化的资源利用一体化的发展模式深入人心,提高全社会的环保意识和能力。

4 结语

总之,在社会经济发展备受资源、能源和环境约束的今天,绿色化工化学凭借其高度节约的生产理念和减少废弃物排放的现代化生产方式,受到了前所未有的关注。当前,我国正处在全面建成小康社会的关键时期,经济发展进入新常态,发展绿色化工化学是转变发展方式、认识适应引领经济发展新常态的重要举措,是实现经济社会可持续发展的必然选择。方向已经明确,探索已经展开,但在未来的发展进程中,仍存在着许多值得深思的问题,需要系统研究解决。

参考文献

[1]王静康.绿色化学化工发展前景与人才培养[J].中国大学教学,2013(1):9-13.

篇5

关键词:绿色化学;化学实验;教学理念

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2016)02-0238-02

作者简介:王满刚(1977-),男(汉族),甘肃会宁人,博士,副教授,主要从事有机合成及过渡金属催化的相关反应研究

化学工业的高速发展同时也带来了严重的环境污染问题,导致全球性生态环境恶化、气候变暖、资源匮乏。进入21世纪,随着社会公众的环保意识的增强,人们将低碳环保、节能减排和可持续发展这些具有深远意义的概念赋予了一个象征生命和希望的名词———“绿色”,实现社会经济的“可持续”、“绿色”发展已是全人类的共同心愿。同时,人们开始致力于从源头上治理污染,探索采用化学的原理来预防污染的方法。绿色化学倡导环境保护,主张不使用有毒、有害物质,不产生废弃物,最终实现零排放和零污染,被誉为是更高层次上的、可持续发展的化学,其也是一门能够保护环境的化学技术。将绿色化学理念贯穿于化学教学的各环节中,培养学生的绿色化学思维,提高学生的绿色化学实践能力是绿色化学教育的重要途径,也是国内外化学课程教学改革的重要目标之一。

一、培养绿色化学理念,增强学生的环保意识

教学理念是人们对教学活动的思维方式和持有的基本态度与观点,也是人们从事教育教学活动的基本信仰,即人们对教育教学活动内在规律认识的集中思想表现。学校的教学工作以教育和学习为基本活动形式,它必须在教学理念的指导下进行。绿色化学不仅仅是一门预防污染的化学技术,还是一种新的思维方式,培养学生的绿色化学理念是实现化学实验绿色化的最基本保障。只有将绿色化学的理念融入实验教学的各环节中,学习绿色化学知识,增强环境保护意识,形成绿色化学的思维方式,才能提高学生的绿色化学实践能力。有机化学实验教学是向学生传授环保知识的最佳场所,其不仅要使学生掌握各种实验技能和观察、动手、分析、解决有机化学问题的能力,更要强化学生的环保意识,强化学生对社会高度负责的主人翁精神。化学教师应充分利用绿色化学的原理、特点和相关知识,通过设计特定实验教学过程使学生逐渐产生绿色化学理念,形成绿色化学的思维方式。教师在实验教学中适时讲述全球环境问题与化学污染的关系,灌输绿色化学思想,让学生清醒地认识到现阶段环境保护的重要性、必要性和紧迫性,在获取化学知识的同时受到良好的绿色化学教育,从而提高学生的环境保护意识,只有具备了绿色化学意识才会产生积极的行为效果,在一定程度上培养学生的社会责任感。

二、优化、改革实验教学内容

1.化学实验的绿色化。随着绿色化学成为现代化学可持续发展的方向,化学实验的绿色化成为化学研究的重要内容,化学实验绿色化包括:化学试剂、溶剂和催化剂等的绿色化。环境友好的“洁净”反应介质是绿色化学研究的重要原则之一,在实验过程中要尽量使用无毒无害的试剂和溶剂,合理设计实验过程从而实现实验的绿色化,尤其是水介质中的有机化学反应因具有分离简单、产率高、选择性好、污染少且无毒、价廉等优点,是最有希望实现工业化的绿色合成方法之一。例如,水介质中的各种缩合反应、亲核加成反应、环加成反应和多组分反应等已经取得较大进展。此外,用水作为分散剂的水溶性涂料的制备已成为全世界涂料工业的新方向,用超临界二氧化碳代替有机溶剂作为油漆涂料的喷雾剂和泡沫塑料的发泡剂也已经取得较大进展。催化剂的使用也应首选无毒害、无腐蚀的物质,同时改革重组现行实验教学内容,改变原有实验项目,在达到既定教学目标的前提下,淘汰对环境危害较大的实验,改进实验方法,进行大规模的筛选和比对,尽量减少有毒、有害试剂的使用,选择更符合绿色化学理念的实验体系。将各制备实验尽可能串联起来,实现实验项目的连续化,即把前一个实验制备得到的产物作为后一个实验的主要原料连续使用,既能科学、直观地达到实验所要求的教学目标,又始终注意将化学试剂对环境的影响降到最低,体现绿色化学的教学理念与思想。

2.微型实验和常规实验相结合,倡导绿色化学。微型化学实验是指在微型化的仪器、装置中用尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验原理和方法,具有实验成本低、反应时间短和绿色环保的特点。微型化学实验不但能满足实验的基本要求,还能减少试剂对人体和环境的伤害。在实验时,其试剂用量是常规实验的数十分之一甚至千分之一,因此,采用微型化学实验代替常规实验能够大大减少化学实验室各种废物的排放,有效改善实验室环境,减少对周边环境的危害。微型化学实验的开设对药品试剂消耗量大、化学毒性高、污染严重、实验操作过程复杂的化学实验尤为必要。因此,在有机化学实验教学过程中我们根据实验的内容、目的、现象和定量要求将常规实验和微型实验有机结合,取长补短,以提高学生的绿色化学实践能力。然而,微型实验不是对常规实验的简单减量和机械微缩,它是在绿色化学理念和微型化学思想指导下对常规实验进行改革而形成的实验新思想、新方法和新技术。“用尽可能少剂量的试剂来做尽可能小的实验”是微型化学实验的核心,也是微型化学实验教育的思维方向。为预防化学污染,推动化学实验由常量化向微量化发展,是化学实验绿色化改革和发展的动力之一。

3.课堂教学和多媒体教学相结合,减少对环境的污染。随着计算机技术的发展,把现代教育技术手段与化学实验相结合,必能增加实验的功能,优化实验教学设计,提高实验教学质量,让学生在理论与实践的融合中更好地提升自身的素能。尤其是多媒体、计算机网络、远程通讯等先进信息技术作为一种动态、高效、大容量的现代化教学辅助手段,不仅能直观地表现化学世界的奥秘,吸引学生的注意力,而且可以极大地减少日常化学试剂的用量,降低实验成本的同时,实现了从根源上减轻对环境污染的绿色化学原则。例如,有机化合物的定性鉴定实验不仅需要的试剂种类繁多,而且所用到的绝大部分药品都毒性大,对人体健康和环境污染危害大。对有机化合物性质鉴定实验的全过程采用摄像、剪辑和多媒体加工技术进行加工处理,既能突出重要的实验现象,又不失演示实验的真实性,大大增强演示实验的时效性。因此,对于基础性实验或验证实验,尽量采用多媒体及化学虚拟仿真技术等辅助手段,在得到基本化学信息的前提下,能大大减少化学试剂对环境的污染。

三、加强实验过程管理

1.规范实验操作,减少“三废”的产生。在实际教学中,一方面我们可以严格规定取用药品的量,这样既规范了实验操作,节约了药品,又减少了对环境的污染,同时也培养了学生严谨的实验态度和科学的实验方法;另一方面我们也可以将定性实验中的药品定量化,例如在烃的性质实验中,实验室制备乙炔气体时,可以根据学生的组数粗略的计算所需乙炔的用量,根据计算的结果来取用电石的质量。这样做不仅能培养学生科学严谨的工作作风,提高实验的科学性、规范性,同时也为减少环境污染奠定基础。

2.妥善处理实验室的“三废”。注重环境保护,加强实验过程管理,应加强完善有机化学实验室制度化、规范化建设,禁止实验室尾气任意排放,废液、废弃物随意倾倒。对每次实验产生的实验室废液、废气和废渣进行科学安全处理,确保将化学实验室的污染程度降到最低,以减少废物向周边环境的排放。将化学实验使用过的酸、碱、重金属盐等各种废物进行分类收集、集中安全存放、定期统一处理。能产生大量有害和腐蚀性气体的实验必须在通风橱内完成,并将有害尾气采用吸收、中和等方法进行净化处理。通过对有机化学实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,最大限度地减少实验对环境的污染,培养学生高度负责的科学态度。

四、完善实验考核体系,凸显绿色化学理念

实验教学的考核评价体系对学生的创新学习有重要的导向和鼓励作用,实验教学效果考核评价应以整个实验过程为基础,凸显绿色化学理念。现行有机化学实验评价体系应从评价方式、评价内容、评价主体等方面进行完善改革。评价方式应强调对实验全过程的整体、动态评价,给学生更多的自,让其开放思维,大胆探索。评价内容应重点考虑实验方案的设计是否能提高反应中各原子的利用率,反应条件是否无毒无害,反应过程是否能减少废物向环境的排放,实验过程中学生对实验室“三废”的处理方式是否恰当等等,重点突出绿色化学的理念和思想。

五、结语

培养、提高学生的绿色化学理念和环境保护意识是实现化学教学绿色化的最基本保障,也是提高学生化学研究和绿色实践能力的前提;优化、改革实验教学内容,改进实验教学手段和方法,规范实验操作,改进化学实验教学评价方式,加强实验过程管理是提高学生绿色化学实践能力的重要途径。总之,化学实验绿色化已成为国内外化学课程改革和可持续发展的方向,提高学生的绿色化学研究能力是本世纪国内外高等学校人才培养的重要目标之一。

参考文献:

[1]冉秀芝,王敏,李军,许俊强,林勇,尚宏利.大学化学实验教学中构建绿色化学思维的探索与实践[J].化学教育,2013,(9):59-61.

篇6

【关键词】 绿色化学;绿色化学实验;绿色化学意识

【Abstract】 Based on the domestic and international green chemistry analysis, summarize the experimental teaching of trace chemical experiment, green chemistry experiment operating requirements, green chemical instruments and medicines and information technology in the research and application of green chemistry experiment, training students' consciousness of green chemistry.

【Key Words】 green chemistry, green chemistry green chemistry consciousness

【中图分类号】G63.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)32-0-01

一、引言

突破传统的化学实验方法,绿色化学已成为世界各国普遍接受并大力提倡、实施的人类、自然环境等可持续发展战略方针的重要组成部分[1]。

二、绿色化学国内外现状分析

1990年,美国国会通过《污染防治条例》;1996年由美国环保署P.T.Anastas等编写的《绿色化学》丛书陆续出版;1998年,美国正式启动"绿色化学"计划;1999年1月,英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》创刊;2001年秋季开始美国波士顿Massachusetts大学开始设立绿色化学博士学位[2]。1993年,中国政府制定了《中国21世纪议程一一中国21世纪人口、环境与发展白皮书》;1995年,中国科学院化学部组织《绿色化学与技术一一推进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动;1997年5月,中国以"可持续发展问题对科学的挑战一一绿色化学"在北京举行;首都师范大学专门编著了《环境与绿色化学》一书于2005年1月由清华大学出版社出版[3];2007年8月由清华大学出版社出版,完成了《环境与绿色化学》配套教材的建设[4]。

三、培养绿色化学意识是实现绿色化学的基础

1、绿色化学含义

绿色化学,又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,是指在化学品的设计、生产和应用中消除或减少有毒有害物质的使用和产生,设计研究没有或只有尽可能少的环境副作用、在技术上和经济上可行的产品和化学过程,是在始端实现污染预防的科学手段[5]。

2、培养学生的绿色化学意识

教师具有丰富的绿色化学知识并采取有效的行动,例如:在实验室张贴绿色化学标语,鲜明提出绿色化学的口号,在教学中强调12项基本原则[6],潜移默化地去感染学生。

三、实施绿色化学教育

3.1绿色从微量实验开始

关于微型实验、绿色化学与微型实验己有大量文献报道[7],国内有关微型化学实验的研究成果也陆续出版[8~10],微型实验具有仪器装置微型化和试剂少量化两个基本特点,操作方便,节约药品, 减少污染,代表了绿色实验发展的方向[11]。是一种以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理和技术,其试剂用量是对应的常规实验的0.1%~10%[12]。如利用试管代替烧杯进行水中花园实验,节约了试剂(原方法试剂用量的1/20) 实验效果明显安全材料易得[13]。因此,既节省了药品,又使得产生的“三废”大大减少,基本解决了实验室的污染问题[14]。

3.2 绿色实验基本操作

有些学生实验设备动手能力较差,不能按实验要求操作,如:SO2、溴苯、硝基苯等有毒,制备和性质实验特别强调规范操作;如:不能向燃着的酒精灯添加酒精;如:乙烯、乙炔、CH4等点燃前要验纯,降低事故发生率,节约药品,减少污染严格遵守实验操作规则。

3.3选择绿色药品及仪器

选用对环境友好的原料、催化剂等实验药品。例如:在乙酸乙酯制备实验中,常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反应多、过程复杂、收率低、废酸污染等不足,可依据实验原理,选用 PW12 / SiO2 绿色催化剂取代浓硫酸,催化合成乙酸乙酯[15]。白磷毒性大,燃烧产物五氧化二磷对环境污染也较严重,改用 Mg2S i水解产生的 SH i 4在水面上自燃代替白磷,整个实验安全无毒无污染,符合绿色实验要求[16]。

3.4 绿色处理废液和剩余药品

在化学实验教学中,把用过的酸类、碱类、盐类等各种废液应分类倒入各自的回收容器内,可采取中和、分解、吸收、燃烧、回收循环利用等方法处理废弃物。例如:在实验室制取氯气时,采用向上排气法收集氯气,并把多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收。保证了化学实验末端绿色化,使学生受到良好的绿色化学教育。

3.5绿色实验设计方案

从实验技术、方法、仪器等方面进行重新设计,实验产物或中间产物循环使用多种操作有机组合,如:乙醇系列实验:工业酒精 95%的乙醇- 乙酸乙酯- 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定及乙酸乙酯-乙酰乙酸乙酯-苯甲酰乙酰乙酸乙酯,乙酰水杨酸系列[17]。如:次氯酸钠、氯酸钾的制取和氯气的氧化性实验连到一起做,不仅节约了时间、药品,而且基本上闻不到氯气、氯化氢的气味,环保效果好[18]。

3.6 信息技术代替传统实验

对于实验中排放较多的有毒气体、有毒废水,特别适合演示实验。如胶体的电泳:硫化氢的性质制取Co、So2、CL2等毒性实验,氢气还原氧化铜时先加热后通氢气,将水加入浓硫酸以稀释浓硫酸)用启普发生器制取乙炔等[19]。利用信息技术对实验反应过程进行仿真,既有助于学生理解,又减少了三废污染。

总之,绿色化学是全体化学教育工作者必须研究和解决的课题。把绿色化学的新理念、新方法和新技术落到实处,实现绿色家园伟大的中国梦想。

参考文献

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[17]李再峰.绿色化学实验[M] . 武汉:华中科技大学出版社, 2008.

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1.高中化学教学生活化的含义

高中化学教学生活化有三个层面的含义,包括表观层面、内涵层面和操作层面。表观层面:化学学科所涵盖的内容极为广泛,与现实社会的生产和生活活动有紧密联系,且在人们的日常生活中发挥着重要作用。内涵层面:化学学科中所涉及的基本理念大多来源于生活,其教学应结合学生所积累的生活经验进行,将生活与化学教学有机融合,加深学生对所学化学知识的理解和印象,使学生能够运用化学知识解决实际的化学问题[1]。操作层面:化学教材中有许多化学实验都是生活中极为常见的现象,开展生活化教学可以激发学生对化学学习的兴趣,也可以加深学生对生活现象的认识。

2.高中化学教学生活化的优化策略

2.1教学情境导入生活

在以往的化学教学课堂中,教师经常会将化学知识直接导入化学新课中,无法激发学生的兴趣,导致学生无法全身心投入到课堂学习中,主要是因为高中生已在生活中积累了相关经验和知识,若课堂教学只是一味地讲解一些理论知识,则会让学生觉得课堂教学缺乏趣味性,甚至会觉得是多余的。因此,教师要充分了解学生的学习需求,创设学生熟悉的问题情境展开教学,使学生能够深刻体会化学知识的奥妙,激发学生的探究热情和动力,为了让学生构建自己的知识体系,教师应将生活中的现象引入化学课堂,不断丰富教学内容[2]。例如,在讲解铁的性质时,教师可以引入下列情境:某同学前天晚上洗完锅后锅底没有任何其他物质,可第二天早上却发现锅底有红色物质出现,这是为什么呢?学生听到此类问题会有一种亲切的感觉,进而会激发学生对相关知识的兴趣,并学会用相关知识解释生活中的现象。

2.2教学内容联系生活

课堂教学过程是教师和学生完善知识结构和构建知识体系的过程,教学知识来源于生活,而生活现象中无处不存在化学的影子,学习化学的过程也是探索生活的过程,课堂教学活动即是为生活实践活动提供理论依据的活动。但是在传统的化学教学活动中,教师注重的是知识的灌输和解题技巧的训练,将化学教学与现实生活完全分离,忽视了化学与生活的联系,导致学生无法用化学知识解释一些与化学相关的生活现象,从而导致学生的学习效率低下[3]。为了避免上述情况,化学课堂教学内容需与生活实际相联系,巧妙引入教学内容,使学生能够深刻理解化学知识,并将相关知识灵活应用于实际问题中,从而不断提高学生思考问题、解决问题的能力,为其将来的生活实践奠定坚实基础。

例如,在学习氯水的相关知识时,教师可以播放一段液氨泄漏事故的片段,片段中麦地枯黄、油菜变白的情境极易让学生产生质疑:“为什么绿油油的麦地会变枯黄,油菜又怎么会变白呢?”然后让学生带着问题进行实验探究,分别将湿润和干燥的绿色布条放入装有氯气的集气瓶中,集中注意力观察布条的变化。教师可以安排学生进行小组讨论,解答:为什么湿润的布条会褪色而干燥的布条不会呢?最后得出氯气和水发生反应会生成次氯酸,而次氯酸具有漂白性可以起到褪色的作用,如此既可以更好地向学生讲解氯水的相关知识,又可以加深学生对生活现象的认识。

2.3作业布置回归生活

课堂教学是学生学习知识的过程,作业训练则是学生巩固知识的有效方式,为使学生能够将所学知识运用到生活实践中,教师应改变布置作业的方式,布置一些经典的作业练习,使作业题目个性化、活动化、生活化[4]。如在学生学完糖类、油脂、蛋白质等相关知识后,教师可以布置如下课后作业:让学生将人们生活中经常食用的食物进行分类,并收集一些食物营养成分的资料,为自己或自己的家庭制定合理的饮食安排;若家庭成员中有身形肥胖之人,其在饮食上应该注意哪些问题,在完成课后作业的过程中,学生可以更真实地感受到化学知识的重要性,并可以在此过程中获得学习的快乐。

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一、明确特点,总结规律,巧妙记忆

1.口诀记忆法

把要记忆的知识整理加工,形成口诀。如,地壳中元素含量从高到低的顺序为:氧(养)硅(闺)铝(女)铁(贴)。金属活动性顺序表的记忆:钾钙钠(那)镁(美)铝(女),锌铁锡铅氢,铜(冯)汞(巩)银(赢)铂金。以上可以看出,口诀具有容量大,易记忆,难遗忘的特点,是一种常用的记忆方法。

2.分类记忆法

把要记忆的知识点按一定的规律或特点进行分类记忆。如,初中化学中黑色物质有:炭粉、铁粉、氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁;有颜色的溶液有:含铜离子的溶液为蓝色,含亚铁离子的溶液为浅绿色,含铁离子的溶液为棕黄色。分类记忆,被记忆的知识不易混淆。

3.浓缩记忆法

从记忆的材料中概括出关键的词,可使记忆简单明了。如,CO还原氧化铁的实验可浓缩成“通点移停”,即实验前先通一会儿CO,再点酒精灯;实验结束后,先移走酒精灯,继续通入CO致试管冷却。或者把实验过程形象概述成“CO早出晚归,酒精灯迟到早退”。实践证明,有所简化,才能有所强化。浓缩记忆不失为一种记忆好方法。

二、多种方法帮助理解概念实质

基本概念是化学知识的高度概括,是知识的精髓。初学者往往能记住概念的内容,但运用时却易出现错误,这是因为没有完全理解概念。所以在学习中要注重概念的理解。其中常用的是以下几种方法。

1.咬文嚼字法

就是在对概念记忆的基础上逐字推敲,找出其中关键性的词和字,真正弄清它们的含义。如对“质量守恒定律”的理解:准确把握“参加化学反应”的意义,告诉学生:质量守恒定律只适用于化学变化。所以对概念中关键的字、词进行剖析,可以抓住概念的本质,既有利于记忆又利于理解和运用。

2.比较法

对化学概念的学习不能孤立对待,有些概念间有着相似或相关的成分,通过学习比较可找到它们的特征及联系,强化理解,防止混淆。例如,通过学习比较可知:物理变化和化学变化的本质区别在于有无新物质生成;分子和原子的区别在于化学反应中是否可以再分等。另外,有些概念还可列表比较,则区别联系更为直观,如溶解度与溶液的溶质质量分数的区别和联系。

3.分散法

对概念的理解不能有任何偏颇,要打破“非此莫属”的思维定式,从不同角度全方位分析,分散思维,以求彻底理解。如酸的概念:从物质分类上看,酸是由氢离子和酸根离子组成并能和碱反应生成盐的化合物;从物质组成的结构上看,电离时生成的阳离子全部是H+的化合物;从性质上看,它的水溶液一般可使石蕊变红。但反过来,能和碱反应,能电离出H+,能使石蕊变红的物质不一定是酸,如NaHSO4。

三、注重实验,培养兴趣

化学实验具有生动性、直观性的特点,教师可以从“声,色”上去激发学生的兴趣。通过实验可以帮助学生形成化学概念,理解巩固化学知识,还可以培养学生的观察能力,提高实验技能,并在实验中发现问题,提高思维能力。我们不妨打破教材的框架,课始先为学生送上一道道美餐,诸如“空杯生牛奶”、“雨落红花绿叶出”、“棍点灯”,再加上一杯“酸酸的果汁”,可谓是色香味俱全了。另外,水垢是如何形成的,又该如何除去;我们长期吃方便面、喝饮料会对人体造成伤害吗?诸如此类的问题,我们都可以为学生介绍,从而将化学与社会生活联系在一起,体现“处处有化学”的真情实感,消除学习上的畏难情绪,以增强学生学习化学的兴趣。

四、适当练习,举一反三

适当练习是检查、巩固、发展能力的一种手段。但我们不主张用“题海术”,而是通过适当的练习,分析解题思路,归纳解题方法,以达到触类旁通、举一反三的效果。

五、融洽师生关系,提高教学质量

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绿色生活方式包含5个“R”:Reduce――节约资源,减少污染;Reevaluate――绿色消费,环保选购;Reuse――重复使用,多次利用;Recycle――垃圾分类,循环回收;Rescue Wildlife――救助动物,保护自然。

营造绿色家庭,需要同学和家长共同努力,让我们一起倡导绿色的生活方式吧。

Reduce

――节约资源,减少污染

室内空气污染分为三大类:第一大类是化学的,主要来自装修、家具、玩具、煤气、热水器、杀虫喷雾剂、化妆品、厨房的油烟等;第二大类是物理的,主要来自室外及室内的电器设备产生的噪声、光和建筑装饰材料产生的放射性污染等;第三类是生物的,主要来自寄生于室内装饰、装修材料、生活用品和空调中产生的螨虫及其他细菌等。

节约资源,减少污染,我们在家庭生活中可以做到:节约用水,使用节水龙头;保护水源,使用无磷洗涤用品;随手关灯,使用节能灯,少用空调;使用无铅汽油,选择公共交通工具,以自行车族为荣;宣传和使用无氟冰箱和不含氟的定型发胶、空气清新剂等物品。

Reevaluate

――绿色消费,环保选购

绿色消费有三层含义:一是在消费时选择未被污染或有助于公众健康的有机、绿色产品;二是在消费过程中注重对垃圾的处置,不造成二次环境污染;三是转变消费观念,向崇尚自然、追求健康方面转变。

追求绿色消费,体现绿色健康,小编为你设计一天的绿色食谱:

1.每天吃一点水果。因为水果中含有大量维生素及纤维素。

2.每天两勺油。这是指在炒菜烹调中平均每人一天摄取调料油脂的总量,其中植物油和动物油各占一半。

3.每天三碟蔬菜。尤其要吃叶绿素丰富的茎叶类蔬菜,其次是瓜果类。

4.每天四碗饭或四个馒头。在人体所需营养中,谷类食物的营养是必不可少的。

5.每天五种蛋白质。一个鸡蛋,一杯牛奶或豆浆,一碟鱼或虾类、贝类,一碟肉,一碟黄豆芽或豆腐。

Reuse

――重复使用,多次利用

绿色生活中的重复使用、多次利用,主要是针对水和纸来说的。

日常生活中,洗漱后的水不要立即倒掉,用一个桶子装起来,可以用来冲厕所。平常淘米的水可以多次利用,用来洗菜、浇灌植物等。

家庭打印后的废纸,可以用来制作纸笔筒、纸玩具、纸垃圾桶等。

Recycle

――垃圾分类,循环回收

首先,要将家庭产生的生活垃圾分类:可回收垃圾(如金属、塑料、玻璃、纸)、不可回收垃圾(如剩菜、剩饭等生活垃圾)、有毒有害物质(如废旧电池、废药品、危险化学品、含汞灯管等)。

再次,要将分类的垃圾投入到由社区物业提供的有分类标志的垃圾分类回收箱中,然后社区保洁人员将可回收垃圾转卖给废品收购公司,将不可回收垃圾收集,由城市环卫部门清运处理,将有毒有害垃圾,集中送到市危险废物处置填埋厂做无害化处理。

Rescue Wildlife

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1.1趣味实验类化学教育游戏的特点

1946-1980年的趣味实验可以称为化学魔术,此时的实验注重实验现象的趣味性,而不是化学知识的学习。如心君的“水玻璃花园”趣味实验,通过各种晶体生长速度、形状和颜色的不同从而呈现出有趣的实验现象。1981-1990年是趣味实验的起步期,涉及的化学知识比较简单,实验器材和药品大多来源于生活用品,属于家庭小实验范畴。如“会游泳的鸡蛋”实验,利用盐酸和鸡蛋壳(主要成分碳酸钙)反应会产生二氧化碳气体而使蛋壳表面产生气泡的原理,使鸡蛋表现出上下沉浮的有趣现象。1991-2000年是化学趣味实验发展的转折期。这一阶段趣味实验涉及的化学知识不断增多,并与初高中化学课本内容逐渐联系起来。例如苹果“流血”、“喷水成字”和“水果电池”实验分别涉及了3价铁离子的检验、指示剂和原电池的知识。这些趣味实验加深了学生对所学知识的印象,并且激发起学习者学习化学的求知欲。2001-2013年是化学趣味实验发展的上升期。一方面,实验数量迅速增加;另一方面,实验内容进一步拓展到焰色反应、酸碱盐溶解性大小、物质检验等中学内容。研究者不仅对原有实验进行了理论与方法的改进,如“水中花园实验的新改进”,在此期间,实验设备也更新换代,钱扬义教授基于手持技术进行了一系列实验研究,并在核心期刊发表多篇论文。

1.2趣味实验类化学教育游戏的设计理念与内容

化学趣味实验将抽象的知识转化成可视化的奇妙的实验现象,以吸引学习者的注意力。儿童对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望,因此小学阶段的趣味实验以培养儿童的好奇心为主,激发他们对科学本质的探究欲望,实验内容主要是生活中的化学小常识。中学阶段是学生系统学习基础化学知识的重要阶段,趣味实验旨在帮助学生提高化学学习兴趣,深刻理解重要化学反应的现象和原理,内容主要包括化学反应原理、实验现象及有关化学反应的规律性知识。大学阶段的趣味实验意在指导学生巩固原有知识点,并恰当地应用新知识,以无机内容为主。

1.3趣味实验类化学教育游戏体现的核心素养

(1)学会学习。

化学趣味实验游戏,能激发起学生自主学习化学的兴趣,促使学生利用多样化的学习资源与学习途径,采用有效的策略与方法完成实验。如进行“自制叶脉书签”实验时,学生必须掌握一定的操作技能和技巧,用氢氧化钠和碳酸钠对叶片进行处理操作。

(2)批判性思维与创新。

学生对于有趣的实验现象拥有着强烈的好奇心,而它又能激发起学生对实验现象的反思和对实验的创新。在“果蔬原电池”实验中,豆浆机、废旧电池、水果等都可以作为实验的材料,实验不再局限于课本,实验材料也更生活化。

(3)审美与人文素养。

丰富学生对美的感受,通过颜色变化、物质形态变化等使学生感受和欣赏化学的美,如利用植物制作指示剂等实验。

2文字类化学教育游戏的设计概况

2.1文字类化学教育游戏的特点

文字类化学教育游戏主要包括化学谜语和化学口诀,主要以文字的形式呈现,通过面对面问答或竞赛的方式进行游戏,兼具教育游戏和化学学习工具的双重功能。1981-1990年,我国出现化学谜语,但数量较少,主要考查元素名称,类似于脑筋急转弯。例如用元素名称“铒、钽、钡、钨、镭、砷、锰、锂、锶、铌、铟、镨、铽、砹、锔、锘、镥、锕、镱、钷”组成9位著名科学家的名字;猜化学元素:钱包丢了(铥)。1991-2000年,化学口诀倍受重视,数量急速增长,内容迅速增加。中学内容主要包括元素符号、原子结构、分子式、化合价、物质溶解性、金属活动性顺序等中学化学中的重要无机内容,如金属活动性顺序口诀:“钾钙钠镁铝,锌铁锡铅氢,与酸相反应;铜汞银铂金,氢后难进行;位置越靠前,与盐相反应;活动性越强,前金换后金”。大学内容主要是有机物命名,R、S构型判断,取代规则等有机内容。2001-2013年,随着网络的发展与普及,大量的化学谜语及口诀在网络中传播开来,在百度中以“化学谜语”、“化学口诀”等为关键词进行搜索,结果数量已难以准确统计。

2.2文字类化学教育游戏的设计理念与内容

化学谜语巧妙地将中学无机中的化学元素名称、物质名称等基础内容作为本体巧妙地隐藏起来作谜底,用与之相关的喻体作谜面。通过生动的文字和独特的逻辑使学生对化学知识的印象更加深刻,教师还可以用此游戏来创设轻松活泼的教学情境。化学口诀是根据化学知识点“编织”而成的便于记诵的语句,把化合价、金属活动性顺序、物质溶解性、烷烃命名规则等编成押韵的口诀便于记忆。口诀内容几乎涵盖了中学化学的所有知识点类型及大学化学的有机内容。教师若能及时恰当地运用口诀,不仅有助于自身叙述和概括知识,而且有利于学生对知识的记忆、理解和巩固,从而提高教学质量。

2.3文字类化学教育游戏体现的核心素养

(1)审美与人文素养。

口诀、谜语等通常含有一定的韵律、整齐的形式、朗朗上口,可以增强学习者对中国语言的理解、表达和鉴赏,感受语言的魅力。

(2)学会学习。

化学谜语等言简意赅,却又含义丰富,如“左侧月儿弯,右侧月儿圆,弯月能取暖,圆月能助燃,有毒无色味”,简洁明了地涵盖了碳、氧气和一氧化碳的分子式,以及3种物质的性质,有助于学生形成对知识归纳总结的习惯。

(3)语言素养。

游戏时对谜语的阅读、口诀的记忆,都为学习者提供了更多机会,锻炼口头表达能力和语言组织能力,有利于提高学习者的语言素养。

3卡片类化学教育游戏的设计概况

3.1卡片类化学教育游戏的特点

我国化学扑克牌游戏开发起步较晚,始于20世纪80年代后期,比国外门捷列夫创立的元素牌晚将近100年的时间。经统计,中国大陆化学教育游戏中运用的具体实物主要包括化学卡片、化学扑克和化学棋。1956-1980年,郑威熙首先设计出元素卡片,每1张卡片上写有1种元素名称及其主要性质,教师将元素卡片视为化学教具,主要用于学生学习元素周期表的相关知识,娱乐性不强。1981-1990年,化学扑克诞生,并且增添了游戏功能。内容主要涉及元素符号、分子式和简单化学反应,有接龙、各顾各、喊分、拱猪等多种玩法,趣味性较强。1991-2000年,未出现有关设计化学扑克的文献,但出现了4项化学扑克专利,人们对化学扑克的开发还在继续。2001-2013年,化学扑克的内容和玩法不断完善,具有普通娱乐、资料卡片和化学游戏三大功能。它们内容丰富:几乎包含初中所有主要物质、高中所有主要无机物;有些扑克还包含有机牌、化学常识牌和实验装置牌;娱乐性增强:有学习物质间反应规律的“化学反应接龙游戏”、培养学生团结协作精神的“分组对抗赛游戏”等,学生还可自行设计不同的游戏规则进行游戏。

3.2卡片类化学教育游戏的设计理念与内容

化学扑克游戏相比于卡片类游戏通常更为复杂,它是利用专门设计的化学扑克牌进行化学知识的学习。目前,卡片类化学教育游戏的内容还集中在中学无机及实验的相关知识。

3.3典型案例———“520中学化学桌游”

国内应用最广的是“520化学扑克”以及“520中学化学桌游”(www.520hx.com.cn/yx),“520中学化学桌游”是由华南师范大学钱扬义教授工作室经过9年研制而成的一套化学桌游,是“520化学扑克”的升级。该款游戏设置了不同难度4种玩法,适合八年级及八年级以上的学生游戏。下面对其中的一种玩法“化学桌游”进行简单介绍。游戏对象:已经系统学习初三化学知识的学生。游戏设计:“化学桌游”由7类牌组成。在一类牌中,牌面的正面结构相似,如物质牌:每张扑克牌代表1种物质,正面涵盖物质的化学式、名称、物质参与反应的主要化学方程式、宏观及微观图片、物理性质、化学性质及其用途;每张牌的正面左上角有一个物质分类标志,不同花色代表不同物质类型,分别为绿色双锥表示单质、黑桃代表氧化物、红桃代表酸、蓝色梅花代表碱、黄色方片代表盐。游戏规则:按回合制出牌,依据出牌情况增减IQ值,包括7种基本出牌法:“有效碰撞”、“连锁反应”、“整出”、“补牌”、“对出”、“吃牌和投毒”。例如“有效碰撞”的玩法是某玩家打出一张物质牌,其他玩家依次打出可与之反应的牌;“投毒”的玩法是将“S”“P”等牌视为“毒药”向别人打出。

3.4卡片类化学教育游戏体现的核心素养

(1)科技与信息素养。

在卡片牌面、游戏规则中往往包含了关键信息,游戏者必须从中删选,获取对自己有用的信息。

(2)问题解决与实践。

如通过运用出牌技巧,调整出牌顺序,打出各种玩法,从而最终赢得游戏,同时又增强了游戏者的逻辑思维能力。

(3)交往与合作。

游戏的过程即是和他人交往的过程,游戏者必须保持基本的礼仪,尊重他人,积极沟通,才能与他人建立和维持良好的人际关系,使游戏得以顺利进行。

4信息技术类化学教育游戏的设计和特点

概况(2006-2013)2006-2010年,主要以用Flash制作软件开发的角色扮演类单机版化学教育游戏为主,2009年,出现了首款网络在线扑克游戏“520化学动漫扑克”,它也是“520化学扑克”的配套资源。西华师范大学教育技术学院王琳、刁永锋,以《哈利•波特》为题材,改编了一段《哈利•波特与宝藏》的游戏情节,讲述了哈利为了不让宝藏落入妖魔之手,历经坎坷,成功获取宝藏的故事。此游戏情境性较强,知识点也较为丰富。2011-2013年,用C#(C#编程语言是由微软公司开发小组专门为.NET平台设计的语言,它可以使程序员移植到.NET上)等更高级的编程语言设计出的化学教育游戏软件相继出现。韩山师范学院化学系的郑楚萍、许越、吴锦伟等为了培养初三学生对化学的兴趣,运用C#设计了记忆游戏软件“沉淀连连看”和同一系列游戏“化合物命名连连看”。信息技术类化学教育游戏利用网络的虚拟特征,创设多样的情境,将化学知识通过电脑游戏的形式呈现出来。游戏内容集中在中学化学的重要知识点,游戏专题性强:如“生活化学大本营”的设计是围绕“化学与健康”、“化学与环境”、“化学与材料”三大主题;“逃离化学王国”是针对高一卤素的知识点而专门设计的。

5中国大陆化学教育游戏趋势分析

目前,中国大陆传统化学教育游戏稳步发展,基于信息技术的新游戏不断兴起,并成为当前研究的热门与前沿。整体来说,中国大陆化学教育游戏呈现出以下特点。

(1)游戏类型不断增多。

游戏类型由化学趣味实验和化学卡片拓展到化学口诀、化学谜语、化学扑克、单机版和网络版化学教育游戏等,每种游戏又包含多种玩法。

(2)游戏道具更加精致。

最早的化学卡片用纸片制作,较简陋。“520化学扑克”牌面涵盖内容丰富,“520中学化学桌游”更是在原有扑克的基础上重新设计,牌面更加精致美观。

(3)游戏形式不断丰富。

“520化学动漫扑克”发挥了在线网络游戏的特点,让不同地域的人们通过网络,方便地进行化学扑克牌游戏比赛,玩家还可通过聊天功能交流心得体会,丰富了以往单一的游戏形式。

(4)游戏内容逐渐扩展。