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有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化學(xué)教育
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有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化學(xué)教育【1】
摘 要：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能和訓(xùn)練學(xué)生基本有機(jī)合成單元操作方面較為注重，但是卻不太重視處理其實(shí)驗(yàn)過程中所產(chǎn)生的"三廢"。
所以，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)就在于要大力開展有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化學(xué)教育。
本文結(jié)合筆者多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化學(xué)教育進(jìn)行了較為深入的探討，具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué) 實(shí)驗(yàn) 綠色化學(xué)教育
一、前言
綠色化學(xué)也被稱為是清潔化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或者環(huán)境無害化學(xué)。
它是核心理念就是通過綠色化產(chǎn)品、催化劑、原料等來力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。
基于經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看，綠色化學(xué)致力于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、降低生產(chǎn)成本、對(duì)能源和自然資源進(jìn)行合理利用;基于環(huán)境的觀點(diǎn)來看，綠色化學(xué)是實(shí)現(xiàn)零排放，消除污染;基于科學(xué)的觀點(diǎn)來看，綠色化學(xué)是傳統(tǒng)化學(xué)科學(xué)的繼承發(fā)展。
而有機(jī)化學(xué)是一門注重于實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)性學(xué)科。
長(zhǎng)期以來，有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)原理都是建立在傳統(tǒng)的有機(jī)合成之上，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能和訓(xùn)練學(xué)生基本有機(jī)合成單元操作方面較為注重，但是卻不太重視處理其實(shí)驗(yàn)過程中所產(chǎn)生的“三廢”。
所以，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)就在于要大力開展有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化學(xué)教育。
二、增加系列實(shí)驗(yàn)，提高試劑的使用率
根據(jù)有機(jī)化學(xué)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，將相互之間有聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)組合起來，充分利用原料和反應(yīng)物來組合成系列實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法既能夠?qū)?shí)驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)生的操作技能進(jìn)行較好地檢查，同時(shí)又能夠增強(qiáng)學(xué)生的經(jīng)濟(jì)意識(shí)，滲透綠色化學(xué)教育思想。
例如，我們可以將苯乙酮制備實(shí)驗(yàn)所回收的苯精制后，將其做原料，按照反應(yīng)步驟來制備一系列的實(shí)驗(yàn)，苯→硝基苯→苯胺→乙酰苯胺，由學(xué)生自己來合成每一步實(shí)驗(yàn)的主原料。
為了將有限的原料利用充分，使之能夠完成這一系列的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就必須規(guī)范操作，減少藥品損耗，樹立節(jié)約意識(shí)，將原料在最大程度上進(jìn)行利用，這也在無形尚增強(qiáng)了學(xué)生綠色化學(xué)的意識(shí)。
三、重視回收利用實(shí)驗(yàn)室三廢，減少污染，保護(hù)環(huán)境
三廢處理是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中必然存在的問題，同時(shí)也是環(huán)境保護(hù)中的難題。
雖然我們還不能將三廢問題消除，但是教師可以指導(dǎo)學(xué)生去處理、排放吸收三廢。
在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中就要重視回收利用實(shí)驗(yàn)室三廢，給學(xué)生樹立起保護(hù)環(huán)境和綠色化學(xué)的意識(shí)。
例如在制備1-溴丁烷的實(shí)驗(yàn)中，教師除了要給學(xué)生強(qiáng)調(diào)如何提高產(chǎn)率，同時(shí)還應(yīng)該重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)排放、吸收溴化氫(有毒氣體)。
可以采用水來吸收溴化氫，而不是堿液，這種方法既可以消除廢堿液，又可以將廢堿和吸收液一起作用。
處理有機(jī)物廢液時(shí)，切忌不可再如以前直接倒掉，而應(yīng)該采用回收溶劑的辦法來精制回收有機(jī)物廢液，然后再進(jìn)行利用。
例如，制備三苯甲醇實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的廢液，可以采用蒸餾來進(jìn)行回收，能夠達(dá)到溶劑乙醚，將其精制后可循環(huán)使用，既提高了試劑的使用率，又減少了污染，還能夠節(jié)約藥品。
同時(shí)，值得注意的是，分離溴苯與三苯甲醇時(shí)采用水蒸氣蒸餾法，而不采用石油醚萃取法，這樣做的目的在于有機(jī)溶劑盡量避免使用，努力做到綠色化學(xué)反應(yīng)。
四、優(yōu)化性質(zhì)實(shí)驗(yàn)
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)期以來都缺乏創(chuàng)新性，只是對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證，而且性質(zhì)實(shí)驗(yàn)所用試劑耗量大、品種多、廢物多，準(zhǔn)備工作量大，且很難無害化處理實(shí)驗(yàn)后的廢物，而學(xué)生在性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)大多都是機(jī)械模仿、照搬。
因此，筆者認(rèn)為可以調(diào)整、優(yōu)化、綜合這類實(shí)驗(yàn)，對(duì)那些易出現(xiàn)象、用時(shí)短的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)可由操作實(shí)驗(yàn)改為演示實(shí)驗(yàn)。
必做實(shí)驗(yàn)則積極推廣微量實(shí)驗(yàn)或者半微量實(shí)驗(yàn)，想辦法盡量做到少用化學(xué)試劑而能夠獲得較為準(zhǔn)確的化學(xué)信息和較為明顯的化學(xué)現(xiàn)象。
例如：我們?cè)谟袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中曾經(jīng)將甲基苯磺酞胺的制備量減少35%，圓底燒瓶也改為50ml(過去為100 ml)，反應(yīng)時(shí)間也變?yōu)?.5小時(shí)(過去為2小時(shí))，但是效果卻很好，所產(chǎn)生的廢物數(shù)量也大幅度減少。
首先，化學(xué)試劑用量減少，也就意味著學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠更加舒暢、更加安全，危險(xiǎn)性也降低了;其次，在同樣的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和學(xué)時(shí)的條件下，學(xué)生可以做更多的實(shí)驗(yàn);再次，也體現(xiàn)出了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化學(xué)教育，可謂一舉三得。
五、當(dāng)選擇教輔手段代替實(shí)驗(yàn)
對(duì)于那些實(shí)驗(yàn)條件要求較高、毒性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)(如有毒溶劑燃燒實(shí)驗(yàn)、醚的過氧化物爆炸試驗(yàn)等)，可以采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄相等一系列的多媒體教學(xué)輔助手段來代替操作實(shí)驗(yàn)，既能夠減少廢物排放和有害有毒物質(zhì)的生成，又能夠讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，仔細(xì)地觀察實(shí)驗(yàn)操作步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
有條件的學(xué)校還可以利用互聯(lián)網(wǎng)建立虛擬的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)訪問虛擬有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的物理常數(shù)、實(shí)驗(yàn)裝置、單元操作、注意事項(xiàng)、知識(shí)背景等，利用計(jì)算機(jī)來虛擬操作實(shí)驗(yàn)及拆裝重組儀器，這樣一來，既能夠減少不安全因素、降低實(shí)驗(yàn)污染，又能夠?qū)W(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性都充分發(fā)揮出來。
六、結(jié)語
總之，綠色化學(xué)是當(dāng)今國(guó)際化學(xué)研究的前沿，其核心是利用化學(xué)原理從根本上減少或消除化學(xué)工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要廣大教師不斷更新知識(shí)結(jié)構(gòu)，積極探尋傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與綠色化學(xué)思想的聯(lián)結(jié)點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
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綠色化學(xué)觀在化學(xué)教學(xué)中滲透【2】
摘 要 化學(xué)是自然科學(xué)中比較重要的一門基礎(chǔ)性學(xué)科，它與人類生活關(guān)系密切。
自20世紀(jì)以來，隨著社會(huì)的進(jìn)步，化學(xué)科學(xué)及化工技術(shù)也得到迅速發(fā)展。
可是化學(xué)在給人類創(chuàng)造大量物質(zhì)財(cái)富的同時(shí)，社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)也造成了一些比較嚴(yán)重的后果，比如生態(tài)破壞、環(huán)境污染、資源的大量耗費(fèi)等等。
由化學(xué)工業(yè)直接引起的水污染、大氣污染以及有機(jī)化學(xué)品的污染危害非常突出，這些都給人類原本綠色和諧的生態(tài)環(huán)境帶來了破壞。
化學(xué)要繼續(xù)切實(shí)推動(dòng)人類的文明進(jìn)步，就需要建立新的發(fā)展觀，“綠色化學(xué)”的理念便因此產(chǎn)生。
中學(xué)化學(xué)教育作為化學(xué)知識(shí)推廣和化學(xué)人才基礎(chǔ)培養(yǎng)的前端，在教學(xué)過程中滲透綠色化學(xué)意識(shí)對(duì)綠色化學(xué)的發(fā)展有著重要意義。
關(guān)鍵詞 中學(xué)化學(xué) 綠色化學(xué)
一、綠色化學(xué)與中學(xué)化學(xué)教育
綠色化學(xué)(Green Chemistry)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)、原子經(jīng)濟(jì)學(xué)。
綠色化學(xué)即是用化學(xué)技術(shù)和方法去減少或消滅對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑和試劑在生產(chǎn)過程中的使用，同時(shí)也要在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物、廢物和產(chǎn)品。
綠色化學(xué)的提出，為化學(xué)注入了新的活力，同時(shí)也為化學(xué)教學(xué)中的環(huán)境保護(hù)指明了方向。
為了更適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略和素質(zhì)教育的需要。
上個(gè)世紀(jì)90年代初，已有人建議在化學(xué)教育中滲透環(huán)境保護(hù)的教育思想，呼吁中學(xué)應(yīng)進(jìn)行綠色化學(xué)教育，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。
中學(xué)化學(xué)是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)階段，如果在中學(xué)進(jìn)行綠色化學(xué)教育，把綠色化學(xué)知識(shí)融入中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，充實(shí)我們的教學(xué)內(nèi)容，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識(shí)和環(huán)保意識(shí)有著現(xiàn)實(shí)而深遠(yuǎn)的意義。
因?yàn)?ldquo;綠色化學(xué)”不是一門獨(dú)立學(xué)科，所以每一個(gè)化學(xué)教師都必須在教學(xué)過程中滲透綠色化學(xué)教學(xué)。
作為化學(xué)教育工作者，特別是中學(xué)化學(xué)教育工作者，如何面對(duì)綠色化學(xué)新概念、新思想、新要求，并在實(shí)際教學(xué)中結(jié)合當(dāng)前狀況，把綠色化學(xué)教育滲透于中學(xué)化學(xué)教學(xué)的全過程。
對(duì)此，以中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和化學(xué)實(shí)驗(yàn)兩方面為背景進(jìn)行了探索。
二、中學(xué)化學(xué)綠色化學(xué)觀在教學(xué)中滲透的基本途徑
1、在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)觀
現(xiàn)行的初中化學(xué)教材已從不同角度建立了與綠色化學(xué)相一致的基本概念。
從環(huán)境保護(hù)角度介紹了環(huán)境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(yīng)、固體廢棄物、重金屬鹽污染等基本概念。
在介紹概念的同時(shí)還分析了有關(guān)污染的成因和污染物的主要來源及危害。
教師要在對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)知識(shí)教育的同時(shí)，把環(huán)境知識(shí)的內(nèi)容溶入相關(guān)的課堂教學(xué)中。
例如，介紹空氣的污染時(shí)指出一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫是最重要的氣體污染物，并指明了他們的重要來源及減少污染應(yīng)采取的對(duì)策;在講二氧化碳時(shí)引入了溫室效應(yīng)問題，并指出了溫室效應(yīng)可能給人類帶來的危害及世界各國(guó)為減少溫室氣體排放所作的努力：講臭氧部分時(shí)引入了南極上空臭氧層空洞的發(fā)現(xiàn)及臭氧層空洞給人和生物帶來的影響。
在環(huán)保知識(shí)的同時(shí)，一定要聯(lián)系生活實(shí)際，列舉一些污染給人帶來危害的典型實(shí)例，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)環(huán)保重要性的同時(shí)，加深對(duì)減少廢物的排放。
另外，在安排中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容時(shí)要從綠色化學(xué)的角度有重點(diǎn)地介紹有毒物質(zhì)的性質(zhì)、使用、保存等。
如介紹氯氣、硫化氫、一氧化碳、二氧化氮、白磷等有毒、劇毒物質(zhì)的毒性及使用方法。
2、在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)觀
實(shí)驗(yàn)教學(xué)與綠色化學(xué)聯(lián)系最為緊密，也最為直接。
它是滲透綠色化學(xué)最好的渠道。
巧妙利用實(shí)驗(yàn)，融合綠色化學(xué)理念。
能加深學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的認(rèn)識(shí)。
實(shí)驗(yàn)中，我主要從如下幾方面做起。
首先，要大力推行微型實(shí)驗(yàn)，即要對(duì)常見儀器進(jìn)行微縮，對(duì)常用試劑要給出限量，實(shí)驗(yàn)中除了可使用已研制成功的井穴板等微型儀器，還可以把燒瓶、啟普發(fā)生器等微型化。
在微型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯時(shí)，可借助現(xiàn)代輔助教學(xué)手段把實(shí)驗(yàn)結(jié)果放大。
其次，要努力改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，即要努力減少實(shí)驗(yàn)對(duì)玻璃儀器的依賴性。
有些顏色變化明顯的定性實(shí)驗(yàn)課可放在點(diǎn)滴板中進(jìn)行，如指示劑與酸的作用實(shí)驗(yàn)、三價(jià)鐵離子實(shí)驗(yàn)等。
有些定性實(shí)驗(yàn)可放在濾紙上完成，如電解飽和食鹽水。
有些制備實(shí)驗(yàn)可采用連續(xù)性實(shí)驗(yàn)連接到一起，基本上聞不到氯氣、氯化氫的氣味。
再次，利用計(jì)算機(jī)軟件等多媒體仿真實(shí)驗(yàn)，在保證學(xué)生基本技能訓(xùn)練的前提下，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，這樣不僅可以得到生動(dòng)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也可以實(shí)現(xiàn)了化學(xué)試劑的無害化。
對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求高、危害性大或在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)環(huán)境造成污染的實(shí)驗(yàn)，如氫氣的爆炸實(shí)驗(yàn)，可利用計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
最后，在傳統(tǒng)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物常常不被重視。
只要實(shí)驗(yàn)者觀察到了有關(guān)現(xiàn)象和得到有關(guān)數(shù)據(jù)，就達(dá)到了試驗(yàn)?zāi)康模鴮?shí)驗(yàn)的產(chǎn)物往往被棄置或任意排放。
這不僅加重了環(huán)境污染，而且造成很大的浪費(fèi)。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中把棄廢物進(jìn)行無害化處理、回收再利用，既可節(jié)約資源、變廢為寶、變害為利，又可增強(qiáng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)。
3、在課外實(shí)踐中體現(xiàn)綠色化學(xué)
除了在課堂教學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)觀的教育，我們還可以采用形式多樣、內(nèi)容豐富的課外活動(dòng)對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充。
化學(xué)教師應(yīng)利用課堂對(duì)綠色化學(xué)教育進(jìn)行滲透，使學(xué)生自覺產(chǎn)生環(huán)保意識(shí)。
教師可充分利用課外活動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)來引導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)以滲透綠色化學(xué)觀教育，如舉辦一些環(huán)�；顒�(dòng)。
如廢舊電池回收、拒絕使用一次性碗筷、告別賀卡、不使用修正液等：鼓勵(lì)學(xué)生利用假期，到一些工廠進(jìn)行參觀考察和調(diào)查，了解這些工廠如何在處理工業(yè)三廢。
使學(xué)生認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，綠色化學(xué)思想是符合科學(xué)發(fā)展觀的，認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境是每一位中學(xué)生。
每一位公民的應(yīng)盡的義務(wù)，破壞和污染環(huán)境是一種不道德的、違法犯罪行為。
綠色化學(xué)不但有重大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，還能體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的相互作用，是化學(xué)高度發(fā)展，對(duì)化學(xué)本身而言是一個(gè)新階段的到來。
作為新世紀(jì)的化學(xué)教師，把綠色化學(xué)滲透到我們的教學(xué)中，讓學(xué)生了解綠色化學(xué)，接受綠色化學(xué)，為綠色化學(xué)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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