高中綠色化學的概念范文
時間:2023-11-15 17:44:39
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關鍵詞:綠色化學;實驗教學;改革方法
在高中化學教學實驗中,常常會有一些含有金屬離子、氧化物的廢液集中排放,這是一種典型的化學資源的浪費和環境的污染。因此“綠色化學”理念的提出對高中化學實驗改革有了理論上的指導。綠色化學也就是對環境沒有害處的化學,在實驗教學中教師應該帶著“綠色化學”的實驗理念,積極地對學生示范實驗過程,對學生的實驗過程積極引導并指出錯誤。這樣既能培養學生在化學實驗中的動手能力,也能鍛煉學生的化學知識應用能力,將“綠色化學”理念融入實驗中,使得學生在今后的實踐中堅持環境保護思想。
一、高中化學教學中“綠色化學”理念的融入現狀
1.在高中化學學習和教學中融入“綠色化學”理念
道德行為的產生必須有一定的道德意識。要在教學實驗中讓學生貫徹綠色化學的教學理念,就要在平常的化學教學中讓學生產生綠色化學的意識。教師要引導學生對當前國內的環境污染、溫室效應、酸雨的形成原因進行探索,告訴他們化學實驗廢液對環境的危害程度,并進一步指導學生如何對化學實驗后的廢液進行處理。在化學實驗中如何杜絕或者減少這種污染的程度。
2.在元素化合中積極融入“綠色化學”理念
在化學實驗室中,多種化學元素、化合物的存放具有一定的危險性,兩種物質在一定條件下會產生大量難以想象的新物質,因此在平常的化學教學中,教師要對化學物質的質量、顏色、特性、產生化學反應的條件和介質、存放的必要條件進行講解,如是否融入水,與水是否會發生反應、如何提取等等。
二、如何將“綠色化學”理念融入高中化學實驗教學中
1.整合實驗資源
在原先的化學實驗室設置中,一般都是按照課程領域、班級、教師來劃分實驗室資源,這就造成了極大的資源浪費和環境污染。“綠色化學”理念的貫徹,要求對實驗室的劃分按照科學的理念進行,劃分為基礎實驗、專論實驗、研究實驗、綜合實驗,實現了綠色化學在實驗過程中的有效整合,提高了資源的利用率。
2.精簡實驗教學內容
實驗教學內容的精簡能有效促進化學實驗綠色化的進程,綠色化學實驗要求實驗的價值既能提高教學效果又能有效杜絕資源的浪費。因此,在化學實驗教學內容的選擇中,要選擇最具有代表性的實驗,杜絕重復實驗或類似的實驗。除了對實驗內容的精簡之外,還要對實驗結果做出一定的預判,對可能對環境產生重大傷害的物質的實驗要進行最大程度上的替換,盡量用環境危害小的同性質的實驗來代替,把綠色化學實驗理念深入貫徹。
3.優化實驗設計,改進實驗教學手段
改進實驗教學手段是實現實驗教學綠色化學化的重要手段。(1)提倡“綠色循環實驗”。在傳統的教學實驗中,經過反應得到的化合物往往由于實驗結束而被遺棄,這就造成了資源浪費和環境污染。在循環實驗中,把這一實驗的產物作為另一實驗的原料,用盡量少的原料完成多個化學實驗。(2)在實驗過程中節約資源。畢竟,在教學實驗中,實驗的目的就是向學生展示實驗的結果,加強其對物質的物理性質和化學性質的認識。所以,盡量采用廉價的藥品來代替實驗藥品,對藥品的使用量也要節約,不能造成大量的浪費。(3)改進實驗過程。很多情況下,為了防止在加熱過程中液體藥品的揮發,必須加快這個加熱過程。有時,我們可以將微量加液器取代液體試劑。在很多情況下,學生在實驗完成后,在試管內留下了大量的可利用物質,這些物質一般以廢棄物處理。為了增加資源的利用率,我們可以將這微量可利用物質作為另一實驗的原料,這樣非常符合綠色化學的教學理念。
4.改進實驗教學模式
一方面,利用先進手段減少實驗時間,用微波技術和超聲技術能有效地加快實驗進程,減少資源上的浪費。另一方面,可以利用現代信息技術建立網絡實驗室,將實驗過程做成視頻,在課堂教學中采用信息技術整合,用視頻向學生展示實驗過程,這樣可以減少在實驗過程中由于學生失誤造成的資源浪費、環境污染,人員傷亡等情況的發生。
5.充分利用實驗產物
對實驗后的產物要盡可能地開發其利用價值,對于還有利用價值的實驗產物要進行存儲,以便用于下一次實驗的原料。對于有毒危險的實驗產物要進行科學排放,避免對環境人員進行傷害,并且要科學地利用“綠色化學”的理念,加強對廢液、廢棄排放的重視。
隨著科學技術的不斷發展,化學為人類的生活提供了便利,但是為了人與自然的可持續發展,更要時刻注意化學的不當使用對環境造成的危害。在高中化學實驗教學中,要深入貫徹“綠色化學”理念,加強化學教學改革,為環境建設做出一份貢獻。
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關 鍵 詞:高中化學教學 綠色 生活 教材
化學與人類社會有著非常密切的聯系,可以說人類的衣、食、住、行等都離不開化學。社會進步、經濟發展和人類生活質量的提高都離不開化學工業。然而,化學制品的生產、加工、貯運、使用和廢棄處理等各環節中都可能產生有毒有害物質,危害生態環境和人類健康。化學課的學習有助于學生進一步了解化學的重要作用,激發學生把學習到的知識應用到實際生活中,引導學生用化學知識去感知生活,促進科學素養的全面提高。于是綠色化學應運而生。高中化學即為學生學習化學的中期,所以高中化學教學中也應該要植入“綠色”這個詞眼。
一、 高中化學教學中如何植入“綠色”這個詞眼。
1 、從生活中挖掘“綠色”與化學的關系
最近幾個月來一些食品安全的引起了社會的高度關注,“瘦肉精”事件塵埃未落,“染色饅頭”、“回爐面包”、“牛肉膏”、“絕育”黃瓜、“爆炸”西瓜、硫磺姜、臺灣的“塑化劑”又接踵而來,這些問題既然是社會熱點問題,就應該與課堂接軌。這些惡性的食品安全事件足以表明,誠信的缺失、道德的滑坡已經到了何等嚴重的地步。高中化學教學中教會學生如何識別這些問題,并且教學會生將來如何應對這些社會問題,而且可以分小組討論,由學生得出比較好的結論,這樣一個話題可以在我們講硫磺漂白的那一節內容引出,會有一個完美的學校與社會的對接。也充份體現了學以致用。
2、 從環境變化角度引入“綠色”話題
農業時代,我們經濟較落后,但環境非常好,可現在工業文明的代價是沉重的,汽車制造了廢氣和塵土,高樓阻隔了鮮活的氣流。尋找一片無塵的樹葉,呼吸一口清甜的空氣,望一眼湛藍的天空,在一些城市已經成了奢侈。消費時代無處不在的誘惑催生著人性之惡,欲望的魔爪從地表伸到了地核,幾千萬年積存的石油、煤炭、天然氣在快速消耗。“救救地球吧!”這幾乎是全人類發出的聲音。地球真的病了,確實病得不輕,滿身瘡痍、步履蹣跚、聲聲。地球的病在城市、在鄉村、在平原、在山野、在大海、在沙漠、在戈壁,在人類出現的每一個角落。人口膨脹、資源匱乏、環境污染、生態失衡等全球性危機已愈來愈嚴重地威脅到人類的生存與發展。當人們究其原因時發現,所有這些危機的出現,并不是地球本身的背信棄義,而是我們人類的自身行為所致,它們是自然對人類無節制行為的報復和懲罰,它們警示世人:必須善待地球,尊重自然,照拂環境,在人與自然之間建立起一種同生、共養、和諧的新型關系。綠色環保問題也引起了國家與國際的重視.作為高中學生,有義務接受環保知識并承擔起下一代改善環境,讓綠色重返地球的責任。所以高中化學課堂上不是應該植入“綠色”話題,而是必須植入。我們高中化學的課堂必須要有一個神圣的使命:“保護地球、環境及其各種生物的安全及持續性發展,并以行動作出積極的改變。”促進實現一個更為綠色、和平和可持續發展的未來。[1]
二、 從教材中挖掘“綠色”概念,進行“綠色”教學
2003年國家教育部正式頒布的《普通高中化學課程標準(實驗)》(以下簡稱《標準》)倡導在教材的設計上,應從學生已有的經驗和生活實際出發,幫助學生認識化學與人類生產生活的密切關系,密切關注人類面臨的與化學相關的環境污染、資源短缺等相關社會問題,培養學生的社會責任感和環境保護意識。
在高中化學人教必修2課本中就有這么一節內容: 《化學與資源綜合利用、環境保護》,我們可以精心備好課,展開“綠色”概念,由學生列舉出生活中或身邊出現的一些與綠色相背的現象與實例,也列舉一些生活中出現的綠色化的做法與情況,并由學生對自己列舉的一些與綠色相背的現象與實例進行分析并提出解決的方案,再結合課本內容,教師進行評價與引導。我想這將會是一堂非常完美的課,也能把“綠色”概念深深地植入學生的心中。這樣我們的課堂效果及社會效應都能很好的達到。其實綠色化學的興起至今已有十幾年了,當前綠色化學與技術已經成為世界各國政府關注的最重要的研究課題之一。綠色化學的概念進入高中課堂也應是時代所需。
三、 精心設計課堂,巧妙的引入“綠色”概念
綠色化學是人類和自然和諧相處的化學,要求人類尊重自然,尋找能充分利用無毒害原料,最大限度地節約能源,在各環節實現凈化和無污染的反應途徑。
例如在合成氨、接觸法制硫酸等化工生產中充分體現了節約資源與能源的基本原理及“綠色”概念,我們可以巧妙的引入,例如:在南昌地區所建的大型化肥廠――昌化集團有限責任公司選擇在南昌的東北部郊區紅谷灘,從下面的南昌市地圖的常年風向,河流走向(附南昌市地圖),運輸條件、工業布局(動態地圖)等各個方面來看,你認為南昌化肥廠的選址是否最佳?若不是,你認為應該造在什么位置最好?(附:南昌市常年風向以偏北風為主,河流西北流向東南),這樣一個設計既引發了學生的思考,又吻合了課本內容,還滲透了“綠色”概念。
人類就在發展生產、提高生活水平與保護環境這一矛盾中奮斗,以求得最佳平衡,不斷綿延、前進。[2]為了追求這種人與自然的和諧,追求人類的最高境界,高中化學少不了這一項,請所有化學同仁在高中的課堂上精心植入“綠色”話題, 中學階段進行綠色化學理念的教育,是培養具有綠色化學和環保意識的高素質人才的根本途徑,也是解決環境問題的有效措施。
參考文獻
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【關鍵詞】綠色化學 課程 方法
一 綠色化學的起源及內涵
近年來,隨著環境污染的加劇和人類對環境問題的關心,化學和化學家面臨著前所未有的挑戰,全新理念的綠色化學應運而生。綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學,它是通過化學方法合成對環境無害或友好的物質的一門新興學科,旨在不使用有毒有害物質,不生產有毒有害廢物,實現有害物質的零排放,從而達到從源頭上根除污染的目的。而我們目前的化學教學也應更新教育觀念,創造性地開設綠色化學課程。在高中階段進行綠色化學教育,把綠色化學基礎知識融入到中學化學教育中,使其成為素質教育結構的一個重要因素,充實我們的教學內容,這對于培養學生的綠色意識、環保意識有著現實而又深遠的意義。
二 我國高中化學開展綠色化學教學的不足
由于我國綠色化學的產生,尤其是開展綠色化學教育的時間不長,許多化學教師對綠色化學并不熟悉,甚至還有人對綠色化學的重要性和前景持懷疑態度。因此,如何通過進修班、座談會和研究會等多種方式對有志于從事綠色化學教育和教學研究的教師進行必要的綠色化學知識培訓將是政府和教育界面臨的緊迫任務。
我國對綠色化學的研究雖然起步不久,但作為普及化學知識和培養能力、肩負培養化學專門人才重任的化學教育,就必須義不容辭地承擔起普及、宣傳和實施綠色化學教育的任務,讓綠色化學教育成為21世紀素質教育的重要內容,把綠色化學教育的思想和內容貫穿在整個教學工作的全過程,使學生認識到化學在社會發展、提高人們生活質量、促進人們身體健康、實現人與自然和諧發展中的作用,更要認識到化學給環境帶來的負面影響,從而使學生牢固樹立起綠色化學和環境保護的意識,認識到綠色化學是“防”,環境保護是“治”,只有從根本上切斷污染源,才能真正做到環境保護。
要想從根本上解決日益嚴重的環境問題,除了依靠科技力量、經濟制裁、法制治理外,各行各業都應重視環境教育工作。尤其重要的是把環境教育納入各級各類學校的教學內容中,采取行之有效的方法,逐步形成保護環境的社會公德。20世紀90年代初,已有人建議在化學教育中滲透環境保護的教育思想,并在一些相關的刊物上發表了許多呼吁這種教育思想的文章。化學教育中的環境教育開始受到人們的重視。
三 實施綠色化學課程的教育設想
1.立足綠色化學內容,進行綠色化學教學設計
我國的化學教材應多涉入綠色化學的內容,例如:人教版《化學2(必修)》,最后一章直接以“化學與自然資源的開發利用”為題目,其第二節專門以“資源綜合利用環境保護”為題,本節第二部分更是以“環境保護與綠色化學”為標題對綠色化學進行了正面介紹。教材的這種設計使綠色化學的思想更加明確化和系統化,教學中應立足這些顯而易見的綠色化學內容,進行綠色化學教學設計,開展綠色化學教育。
2.努力挖掘教材內容潛在的綠色化學思想
教材中除了有明顯的“綠色化學”提法的內容外,還應有許多內容包含綠色化學的思想和觀念。例如,在講有機化合物塑料時,以廢棄塑料的回收利用為例,讓學生討論其可能的途徑,認識化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用;在講“化學反應與能量”這一主題時,結合燃料燃燒效率的提高、高能清潔燃料的開發和新型燃料電池的研制,安排一些調查與交流活動,提出合理化建議。通過這樣的教學設計,可以讓學生意識到資源的循環利用、能源的優化應用及環境的源頭治理對可持續發展的意義。
3.全程貫穿綠色化學的教學理念
要把綠色化學的理念貫穿到整個高中化學教學之中,教師就要樹立可持續發展的觀念。化學教學必須體現綠色化學的新內容,要在課程教材中體現綠色化學的理念,使綠色化學的思想和內容貫穿于化學教學的始終。在課堂教學、實驗等方面,始終貫徹綠色化學的思想;讓學生了解綠色化學,樹立起綠色意識,培養學生從事綠色化學研究與開發的能力。化學教師的環境意識、環境知識和環保技能也要不斷提高,處處做保護環境的楷模,積極開展關于環境教育內容和方法的研究。只有樹立起這種可持續發展、綠色化學教育的觀念,才能在教學、生活中自覺地實施綠色教育,鼓勵和指導學生參加各項環境保護教育的實踐活動,讓學生親身了解和體驗環境污染的過程,從而感受到環境污染的危害性。
四 結語
綠色化學教育是新世紀化學教學的新課題,化學高考具有重要的導向作用和教育功能,它對綠色化學的重視已表明綠色化學教育已成為高中化學新課程不可或缺的一部分。化學教學應結合綠色化學的新成果,將綠色化學思想和原理自然生動地滲透于課堂內外的各教學環節中,增強學生的綠色化學意識,以實現環境保護、可持續發展戰略對公民的要求。
參考文獻
[1]徐漢生.綠色化學導論[M].武漢:武漢大學出版社,2006
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關鍵詞: 綠色化學 化學教材 課堂教學 實驗教學 習題教學
一、綠色化學簡介
綠色化學又稱環境無害化學,環境友好化學,清潔化學,是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大程度地節約能源,在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。概念從一提出來,就明確了它的目標――零排放和零污染。具體內涵體現在減量、重復使用、回收、再生、拒用上。
二、中學化學教材中的綠色化學
現行的中學化學教材已經融入了綠色化學知識,在課堂教學中要時時體現綠色化學原則、滲透綠色化學教育。比如在講化學反應及其能量變化時說說能量的開發與利用、在講鹵素時講講氯氣用于自來水消毒的利弊、氟利昂對臭氧層的破壞與保護等;硫和硫的化合物中講講酸雨的危害與防治、大氣的污染與防治等;硅和硅酸鹽工業中說說傳統建筑材料的危害及為何提倡使用綠色建筑材料;在講氮族元素知識時,穿插汽車尾氣的排放、氮氧化物造成的光化學煙霧、水中氮磷過多造成富氧化而形成赤潮等的危害;在講幾種重要金屬時插入鋁對人體的危害;烴與烴的衍生物的學習中,結合生態環境的破壞與保護、室內化學物質的污染與健康、農藥與化學、與化學、白色污染與綜合治理等知識,使學生意識到應如何合理應用化學,為人類能生存在一個綠色的地球上做出自己的貢獻。
三、課堂教學中綠色化學的滲透
中學化學教學中雖然還不能系統地講解綠色化學理論,但在教學中應該加強綠色化學思想的宣傳,要使學生具備環保意識。在化學課堂教學中,滲透綠色化學的理念,要著重介紹綠色化學在防治大氣污染、溫室效應、保護臭氧層、保護土壤、水質及生態環境中的重要性,綠色環保的化學產品對提高生活質量,保障人類健康和安全方面所起的作用,從而使學生增加學習化學的興趣。
四、實驗教學中具體實施綠色化學思想
化學是一門以實驗為基礎的學科,而實驗教學是影響學生環境意識的首要手段,在實驗教學中要貫徹綠色化學思想,要盡量體現綠色化學實驗的要求。(1)要大力推行微型實驗。即要對常見實驗儀器進行微縮,對常用試劑要給出限量,實驗中可把容量瓶、燒瓶、啟普發生器等常用儀器微型化。(2)要努力改革實驗方式。平時多注意收集各種教學輔助書中刊登的有關實驗的改進資料,并將其應用到實驗教學中去。要努力減少實驗對玻璃儀器的依賴性。有些顏色變化明顯的定性實驗可放在點滴板中進行,如指示劑與酸或堿作用實驗、
五、習題教學中加強綠色思想的滲透
習題教學是課堂教學的重要環節,它是幫助學生掌握和鞏固所學知識、技能的重要手段。習題教學不僅可以開發學生的智力、還能使學生在練習中了解科技動態,學以致用。培養良好的科學態度。融合了綠色化學的習題教學,使學生更深入了解綠色化學的重要性。
綠色化學不是一門獨立的學科,它是一種戰略,一種方針、一種指導思想、一種研究策略。現行化學教材已經融入了綠色化學知識,我們在化學課堂教學中要時時體現綠色化學原則,滲透綠色化學教育。但綠色化學不能取代系統教學,而是必須融合其中。如此便對我們教師提出了更高的要求:一是更新觀念;二是教師本身要進行終身教育,這樣才能不斷充實自己的知識結構、能力結構。
綠色化學有利于保護人類賴以生存的環境,實現人類社會的可持續發展。我們的化學教育教學,就是要使學生樹立牢固的綠色化學理念和環保意識,為了使祖國的天空變得更藍,使我們的地球變得更綠,作為教師,就必須去培養具有綠色環保意識的下一代,使他們成為未來自覺的“綠色化學家|”,為綠色化學事業做出應有的貢獻。
參考文獻
[1]朱文祥,綠色化學與綠色化學教育[J],化學教育
[2]俞巧紅,綠色化學――一種新的化學理念[J],中學化學教學參考
[3]盧克,關于綠色化學教育的實踐與探討[J],中學化學教學參考
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經濟的快速發展加大了資源的消耗,我國的工業在整個國民經濟的發展中起到了舉足輕重的作用,其中,化學工業為其他各個行業持續不斷地提品和服務.但是,我們在創造了快速的經濟增長率和經濟增長量的同時,也使整個大自然遭受了前所未有的破壞.嚴重的環境污染和生態破壞制約了經濟的發展,也嚴重損害著人們的身體健康,加劇了社會的各種矛盾.于是,“綠色化學”便油然而生.
一、高中化學實施綠色化實驗教學的意義
化學在人們的日常生活中起著重要的作用,是生活必不可少的組成部分.化學科學研究的成果和化學知識的應用,使我們受益匪淺,對人們防疫,延長生命,提高生活質量,都起著至關重要的作用.但是化學物質對人類做出巨大貢獻的同時,化學產品及化學過程也給人帶來了危害.例如礦物燃燒增加大氣中的二氧化碳,引起的溫度效應;硫氧化物、氮氧化物排放造成的酸雨污染;汽車尾氣排放和氮氧化物和烴化物在光照下產生光化學煙霧;使用氟氯破壞臭氧層,等等.
隨著環境污染日益嚴重,人們開始意識到保護環境的重要性.人類己經在各行各業中自覺調整行為,以期達到人與自然的和諧共處.高中化學教育在這方面顯得尤為突出.高中化學應該從學生的環保意識的培養出發,需要將綠色化學概念貫穿于化學教育的整個過程中,不管化學理論教學、還是化學實驗教學都需要提倡綠色化學教學,使學生逐步建立尊重自然,與自然和諧發展的信念.在高中,讓學生知道如何使用化學科學避免危害,尤其是綠色化學的重要性.我們要重視學生的科學道德教育,使學生在掌握科學技術的同時,要有保護和改善生態環境,為人類美好生活做貢獻的責任感.
二、綠色化學教學的建議
1.對教材內容進行補充
教師要根據教材的穩定性和可變性的信息,來決定教學內容的補充.因為課本中的教學內容編寫出來后一段時期內是不會改變的,教學內容在一段時間是相對固定的,但目前化學技術的快速發展,單靠課本上的知識已經不能夠滿足現代的教學要求.因此,教學工作者應當在教學中補充適當的內容,使學生的綠色化學意識能在綠色化學的鏈條上保持完整.特別是有機化學,許多有機農產品對環境造成污染和破壞,這需要教師在教學過程中借鑒生物科技,為學生樹立環保意識.
2.綠色化學實驗
對學生而言,單一的、枯燥的課本不能留下了深刻的印象, 不利于強化教學效果.所以,化學實驗中綠色化理念是必要的.它能使學生加深印象,使教材的各種概念更加直觀,但最重要的還是使學生的分析問題和解決問題的能力得到加強.學生在實驗的過程中嚴格按照實驗規范科學地運行,避免了因過失發生各種不必要的浪費,甚至出現有害污染物泄漏事故.這對每一個未來在化工等行業從事工作的學生來說是非常重要的.在實驗中培養學生嚴謹的工作態度和操作規程,對學生步入社會從事綠色化學是很有幫助的.
做更多的實驗來增強學生的實驗技能,讓學生對待科學融入嚴謹、認真、實際的態度和意識.綠色化學是通過化學實驗教學實現的.無論是試劑、溶劑、催化劑,在測試過程中都應首先考慮使用無害環境保護的物質.特別是催化劑,要優先選用有生物活性的酶和產生化學反應生成水和二氧化碳化合物的氫氧化物.化學實驗的過程中,教師要指導學生合理利用試劑的用量,盡可能地節省,盡可能地小劑量使用化學試劑,為學生將來在化工領域的工作樹立節約意識.
總之,只有可持續發展才是真正的發展,任何國家、任何一個人最終不能偏離綠色化學的科學發展觀.為學生樹立綠色化學意識是高中化學教學責任,也是每個教師義不容辭的責任.只有堅持綠色化學概念的深層滲透到每個學生的心靈,我們的環境和資源的現狀才能得到改善.相信在新的經濟發展前景中,綠色化學將成為一個永久的話題,逐漸深入到其他學科中.
參考文獻
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一、綠色化學的教育現狀
綠色化學的概念起源于歐美發達國家,他們最先開始意識到環保的重要性,并且將這個概念融入學生的教育當中,以此來實現真正的綠色化學。首先是美國,美國不但在中學生課堂中提出了綠色化學,還將其寫進教材中,積極開發綠色化學實驗設備和綠色污染化學材料,從而提高學生的綠色環保意識。不僅如此,美國的相關協會還舉辦了一系列的關于綠色環保的主題活動,讓學生和公眾都充分參與了進來。
現在,美國還在不斷修整中學化學教材,在其中大量介紹了綠色化學的知識,并告訴學生哪些化學物質是有毒的,從而避免污染。美國還在一些大學中設立了關于綠色化學的專業,并且舉辦綠色化學挑戰獎,對獲得獎項的優秀大學生進行獎勵。一些大學生已經開始使用安全無毒的化學原料,或者是采取有效措施來減少資源的消耗。這也說明學生的環保意識得到了一定的提高。
后來,另外一些國家也紛紛開始實施綠色化學的教育,比如日本,日本編寫了一些關于綠色化學的教學培訓資料。而我國的綠色化學觀念相對來說較落后,一直到20世紀90年代末,我國一所大學開始編寫《綠色化學》的教材,其他一些高校也紛紛進行效仿。但是比起其他發達國家,我國在這方面的普及程度還遠遠不夠。目前,我國已經開設了一些關于綠色化學的教育培訓課程,為綠色化學的發展提供了條件、奠定了基礎。
到21世紀初,多個國家已經設立了綠色化學的獎項,用于獎勵在這個領域有一定貢獻或者有一些成就的人,美國還專門設立了培訓機構,用于培訓綠色化學領域的人才,并且鼓勵他們參加綠色化學的獎項。
二、綠色化學教育將面臨的挑戰
1.要讓學生弄清楚復雜的化學成分
化學物質里的有毒成分以及其他成分很復雜,教師要讓學生明確認識到有害物質對環境和水質的破壞,并且還要讓學生明白化學物質的有毒性是可以進行控制的。不但要讓學生弄懂復雜的化學成分,還要讓學生在實驗中明確這些有毒分子處于環境中所發生的變化,這一個比較難的過程,對于教師來說也是一個挑戰。
2.如何將綠色化學的教學延伸到現實的環保措施中
雖然中學生綠色化學傳授的知識是有關于環保的,但是這些知識僅僅只是停留在原理和理論上,如何將綠色化學的教學延伸到現實的環保措施當中,這將是一個難題,也是個很大的挑戰。比如,對助劑或者溶劑的毒性進行測試,并且開發出無毒原料來代替助劑,這對于教師來說是一個挑戰,對于學生來說更是一個挑戰。
3.教師的能力和技能
綠色化學除了要求教師要有基本的化學知識以外,還要求教師要對環保知識及其他領域的知識有一定的了解,因此也對教師的能力和技能有了較高的要求。另外,綠色化學教學還要求教師在傳授知識的時候,教會學生如何分解材料、如何用環保化學成分來代替有毒材料,等等。如果學校不對教師進行培訓,教師的知識結構就會無法滿足綠色化學教學的需要,因此,教師的能力和技能對于綠色化學來說也是一個重大的挑戰。
4.教學方法的挑戰性
綠色化學的教學方法也是一個巨大的挑戰,并且要求教師改變過去的“粗放型”教學方法,轉變為“集約型”教學方法,同時,這也是綠色化學對教學的一個要求。教師不但要幫助學生了解化學知識,還要使學生意識到環保的重要性,在整個化學課程中,要將環保無污染的理念貫穿于整個化學領域,又要把綠色化學的內容和知識融入化學教學當中,從原理到實驗過程,各個環節都要采取環保的標準。
三、綠色化學教育的措施
1.改進不環保的實驗方法
在進行化學實驗的時候,應該盡量采用環保的實驗方法,并且選用一些無毒無危害的材料。比如綠色自燃實驗,在之前的課堂上,教師都使用白磷來給學生做實驗,但是白磷是一種危害性極強的物質,而且白磷在燃燒的過程中發揮的有毒氣體會對空氣造成污染。因此,可以用其他一些無毒的物質或者材料來代替白磷,比如碳粉等。
2.培養學生的創造性
在化學課堂上,教師要培養學生的創造性,可以鼓勵學生對“減量、減廢”進行實驗或者改造,從而培養學生的創造力。除此之外,也要給學生灌輸節省資源的觀念,帶領或者指導學生對化學教材中的化工生產工藝流程進行分析,或者重新設計一條生產工藝流程,必要的時候還可以借助計算機來進行輔助設計,通過這個過程可以培養學生的思維創造性。
3.更新教學手段
原來的化學教學方法已經不再適應綠色化學的要求了,教師必須及時更新教學手段。通過有效的教學工具、教學材料以及訓練手段來向學生傳授知識,讓他們形成綠色化學的意識和環保的意識。新的教學手段有多媒體(投影、錄像、光盤等)以及計算機技術,便于學生和教師獲取知識和技術,同時也有利于促進學生用可持續發展的眼光來思考問題。
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【關鍵詞】綠色化學;廢棄物處理;學以致用;化學教學
綠色化學又稱“環境無害化學”、“環境友好化學”、“清潔化學”,最早產生于化學工業發達的美國。1991年由美國化學會(ACS)提出并成為了美國環保署(EPA)的中心口號,目前得到世界廣泛的響應。按照美國《綠色化學》(Green Chemistry)雜志的定義,綠色化學是指:在制造和應用化學產品時應有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。綠色化學發展到今天是指能夠保護環境的一種化學技術.它可通過使用自然能源,避免給環境造成負擔、避免排放有害物質.利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲藏技術的開發,并考慮節能、節省資源、減少廢棄物排放量。其核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染;反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。
傳統的化學工業已經給人類環境帶來了很多污染。20世紀有2285萬多種人工合成的化合。由于早期的化學工業很多并沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍內,導致污染環境。科學既要認識世界、改造世界,同時也要保護世界。為了應對化學所面臨環境污染的挑戰,提倡綠色化學刻不容緩。
化學是高中的一門重要課程,并且高中化學是學生真正接觸化學的早期與基礎。從化學入門就培養綠色化學的思想是非常重要并且也是必要與緊迫的,非常有重要意義的。
綠色化學是整個化學界的新概念,也是化學教學中的新理念。它要求教師必須在課堂課中課后教學中重視環境保護,做好廢棄物的處理工作,并采取相應的對策,落實綠色思想,增強學生們的環保理念。
素質教育強調動手能力,在化學教學中經常需要做化學實驗,進行化學實驗的時候一定是會產生廢棄物的。如果教師沒有認真處理,就會污染環境,而且不是教師一個人污染環境,而是帶著班集體一起污染環境。如果教師從始至終都落實綠色化學的思想,那么就會影響一個班集體走向合理處理廢棄物,愛護環境。另外教師應該在化學中,合理設計化學實驗,從源頭上遏制廢棄物的生成,這樣雙向結合就能有效的防止化學教學和實驗所產生的廢棄物污染環境。
教師對學生進行綠色化學思想的規范引導,不僅能夠增強學生的環保意思,教育學生從源頭上愛護環境,認真處理廢棄物,更好地保護環境,而且將環保意思深入學生的內心,從而提高學生的自覺性,逐漸把環保帶人日常生活,注重對周圍環境的保護,提高教學效果。
那么在化學教學中究竟如何滲透綠色化學的思想呢?筆者在親身教學過程中覺得可以從以下幾個方面:
1首先,從全局看,將綠色想融入化學的整個教學過程中
教師要提高自身的行動自覺性,樹立綠色化學思想,并將它貫穿于整個化學課堂教學,并以自身的行動帶領學生,幫助學生樹立綠色化學思想觀念。比如在學習氯這一個富集于海水中的元素時,介紹其化學性質和特點,并具體在生活中運用到的地方。生活中我們常常用到氯的化合物,比如漂白劑。常用的漂白劑是會影響環境,污染環境的,那么有沒有好的其他物品代替氯的化合物制成漂白劑呢?然后用聯想法引出過氧化氫,介紹其性質,通過化學方程式,向學生介紹過氧化氫無污染的特點。同時指出氯氣和過氧化氫的不同特點,如果將同樣具有清潔漂白效果的過氧化氫代替氯氣制成漂白劑原料的話,既能增強漂白效果,又能避免環境污染,從源頭上防止化學污染。這便是綠色化學。
2然后,將綠色化學思想融入高中實驗化學教學中
化學實驗就要真正的實施體現綠色化學思想的時刻。首先,在課堂之前,我會設計微型實驗,采用小號的實驗裝置和化學儀器,節約化學藥劑的用量。然后在實驗前會告訴學生認真對待化學原料,嚴格按照劑量進行化學實驗,不輕易浪費化學劑量,從實驗前就將減少環境污染的綠色化學灌輸學生的思想里。比如,在進行氯氣性質的化學實驗中,可以用少量的漂白液和稀硫酸,在小號的培養器皿里面制成氯氣,有效減少了對環境的污染。
在進行化學實驗過程中,同樣需要謹記綠色化學思想。教師必須嚴格按照實驗步驟,采用標準的化學劑量以及盡量用綠色無毒,安全無害的化學制劑,如在白磷自燃的實驗中,可以采用磷化鎂進行水解,產生的氫化磷會自燃直接代替白磷自燃,產生五氧化二磷,從而有效避免了有毒有害的物質產生。
在化學實驗結束后,教師必須照嚴格按照要求處理產生的廢棄物,尤其是有污染的廢棄物要妥善處理。比如采用中和、分解、深埋、回收等措施,避免廢棄物污染環境,將綠色思想落到實處。
3在化學課堂中,將綠色化學思想與日常生活相互聯系
在化學教學過程中,可以將所學的知識與現今的環境污染直觀的聯系起來。比如學習C這個元素的時候,對其常規氧化物一氧化碳和燃氣中毒,燃氣爆炸聯系在一起。二氧化碳和溫室效應聯系在一起,這樣直觀淺顯既能讓學生輕松掌握化學知識點,同時又能提高他們的環保意識。
另外也可以組織防污染興趣小組重點關注生活中常見的各種污染,如生活中常見的噪音污染,光污染,水污染,固體廢棄物污染等,小組成員們一起分析這些污染的成因,學習了解污染給我們生活帶來的危害,并引導學生們如何預防這些污染的存在等等。
4將綠色化學思想融入學生課后的課外實踐與生活中
在課后,教師可以提倡學生們進行綠色化學實踐活動,比如回收廢舊電池,學習了解廢舊電池對環境的污染,回收的價值;洗滌產品的分類及對環境可能產生的污染;家庭固態廢棄物的分類和回收價值等等。通過這些調查活動,使學生們更好地選擇日常生活用品,有效地處理廢棄物,避免環境污染。
篇8
關鍵詞:綠色化學;微型儀器;氨氣;二氧化硫
文章編號:1008-0546(2016)04-0094-03 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.036
綠色化學是近年來發展起來的一門新興學科,又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學等。綠色化學的目標在于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物,不再處理廢物,最終實現零排放和零污染,是一門從源頭上阻止污染的化學。世界各國都十分重視綠色化學的教育和發展,綠色化學已經成為現代化學教育的主要發展方向[1-2]。中學化學實驗是中學生學習化學學科知識的重要途徑,是學生可以通過感官直接感知的實踐過程,學生在實驗過程中,能進一步領悟綠色化學的宗旨,并逐步培養綠色化學的意識。但是中學化學教科書對化學藥品用量沒有明確規定,有的表述比較模糊。在做分組實驗時,有相當一部分學生取用藥品喜歡“多多益善”,不僅浪費了藥品,而且由化學實驗產生的廢水、廢氣、廢渣等也會對周圍環境造成不同程度的污染。如:在做Cl2制備與性質、鹵素的性質、Cu和濃H2SO4反應等學生分組實驗時,往往會有有毒氣體進入空氣中,不僅污染空氣,而且直接影響師生健康。因此,在中學實施綠色化學實驗教育,無論從中學生的科學素質的培養,還是從生活環境的責任感與綠色化學理念的形成等方面,都是十分必要的。
高中化學實驗綠色化、微型化[3-6]就是在高中化學實驗教學中以綠色化學實驗的核心理念為指導,對常規實驗的不合理、安全性能低、污染嚴重等方面加以改進,達到綠色化學的減量、回收、重復使用、盡可能密閉可控、處理尾氣諸方面的要求,實現“盡可能小劑量、省資源、少污染、低成本” 的實驗室實驗,進而培養學生良好的化學素養,以實現課程教學目標。
化學實驗綠色化的研究,涉及到實驗指導思想、實驗內容選擇、實驗儀器的研制、化學反應過程、實驗裝置和步驟的設計等實驗方面的研究。如何在實際教學中,結合當前素質教育,把綠色化學綠色新概念、新思想、新要求教育貫穿于中學化學教學的全過程之中,是一個新的研究課題。作為中學化學老師,能夠就地取材,因繁就簡,開發和創新教材實驗[7],對中學生是最好的鼓勵和引領。
一、現有教學實驗的不足之處
中學化學教學中,有很多性質實驗,用傳統的實驗方法和儀器設備實驗效果并不明顯且缺乏綠色化學意識,例如:人教版《必修1》將氨氣性質的實驗分成氨氣與水的噴泉實驗、氨氣與酸的玻璃棒實驗兩個部分來進行的。但在實際操作中存在以下不足:
①噴泉實驗所用的氨氣采用常規的實驗室制法,若現場收集,則耗時長,且氨氣易泄漏而造成污染;若課前制好備用,則常因保存不善導致實驗失敗。
②NH3與濃鹽酸的玻璃棒實驗,若為教師演示,則白煙過淡,且保留時間不長,不便于學生觀察;若為學生分組實驗,又會因為不是在密閉條件下進行,眾多學生同時實驗,容易造成室內空氣被污染,不利于健康。
③學生對看到的是“煙”還是“霧”存在疑問。
④容易受到風等因素的干擾,影響實驗效果。
又如:二氧化硫的制取及性質實驗,該實驗出現在高中化學人教版《必修1》第四章第三節,是高中化學課程中非常重要的實驗,內容多,難記憶。如果學生沒有經過實驗的親身體會,對這些實驗的印象都不深,學習也比較困難。但是該實驗無論是老師演示還是讓學生自己動手做,儀器都比較復雜,藥品用量多,而且二氧化硫的氣味難聞,具有刺激性,對身體和環境都會造成不良影響。
二、基于主流化學理念的實驗改進
基于“環保、高效”以及“綠色化學”“安全化學”等理念,本文針對上述實驗中存在的不足,進行了如下改進:
1. 基于“環保、高效”理念的氨氣性質改進實驗
將NH3的性質實驗一次性完成、成功率高且不污染環境、實驗器材廉價易得,不易破碎、便于學生分組實驗等是本次實驗改進的目的。
(1)實驗用品
①器材:圓底燒瓶(250mL)或塑料洗手液瓶(250mL),分液漏斗( 50mL),三個透明軟塑料瓶(如礦泉水瓶,250mL,需干燥),玻璃導管,燒杯,止水夾,少量棉花等。
②藥品:氫氧化鈉固體(分析純),濃氨水,少量濃鹽酸,酚酞指示劑。
(2)實驗裝置圖
(3)操作步驟及實驗現象
①瓶A內放少量NaOH固體,分液漏斗中裝濃氨水;
②瓶B、瓶C均為滴有酚酞的水;
③瓶D放置一團滴有濃鹽酸的棉花。
組裝連接好裝置后,打開止水夾K1、K3,關閉K2,旋開分液漏斗活塞,制取氨氣;當看到D中出現大量白煙,C中溶液顏色很紅且產生氣泡緩慢后,關閉K1、K3,打開K2,擠壓瓶B,將水擠入燒瓶內后松手。即可看到燒瓶內形成美麗的噴泉,同時瓶B變扁。
通過這樣的改進后,我們能看到,噴泉實驗中,水幾乎充滿整個燒瓶,瓶B被壓扁,讓學生很容易看到壓強在此實驗中的作用;瓶D的瓶壁上有大量的白色固體物附著,讓學生對白煙有了直觀的認識。
(4)本實驗的設計亮點
①有理有據:噴泉實驗的原理是利用內外壓強差所形成的,而礦泉水瓶受壓很容易變形,會看到很明顯的現象,于是我們用廢棄的礦泉水瓶組裝了實驗裝置。
②取材方便:充分利用廢棄的礦泉水瓶,材料易得且不易破碎的特點,體現廢物利用,靈活處理問題的思想。
③敢于創新:礦泉水瓶蓋容易打孔,且可用粘膠粘住縫隙,實驗過程中,只要旋緊瓶蓋氣密性就會很好,避免不易在橡膠塞上打孔,且易漏氣等常見問題。
④重視環保:整個實驗在密閉條件下進行,避免了NH3、HCl向室內擴散,有較高的安全性,充分體現“綠色化學”。
⑤拆裝方便:關鍵部分的連接使用膠管、止水夾,拆裝方便,導管不易折斷;且礦泉水瓶的蓋子規格幾乎都是統一的,便于更換。
⑥操作簡單:無論是教師做還是學生來完成,都很容易操作,且成功率高。
⑦直觀性強:無論是燒瓶內形成的噴泉,瓶B的變扁,還是瓶D中的大量白煙,抑或是燒杯中的溶液變紅,現象均十分明顯,使學生通過實驗觀察對氨氣的性質有較強的感性認識;特別是壓扁的礦泉水瓶能讓學生深切感受到大氣壓的存在和氨氣的極好的水溶性。
⑧安全性高:實驗的主要材料為礦泉水瓶,即使實驗出現誤操作,也不用擔心出現炸裂,濺傷人。
⑨高效性:整個實驗耗時約2分鐘,為噴泉實驗的分析和拓展延伸騰出了更多的時間。
我們對氨氣性質實驗改進后,無論是教師做還是學生來完成,都很容易操作,且成功率高充分調動了學生學習的興趣與積極性,初步落實了“用實驗讓化學課堂成為學生快樂的體驗場”。
2. 基于“綠色化學、安全化學”理念的SO2制取及性質實驗的改進
在對二氧化硫的制取及性質實驗,我們采用微型實驗儀器來完成這一系列實驗。改進后的實驗裝置如圖2。
(1)實驗裝置改進:用6孔井穴板代替了6個反應器,塑料滴管代替了分液漏斗。
(2)實驗操作步驟:
①先檢查氣密性。在后5個井穴中裝入少量水,蓋好長進短出的導管塞,在第1個井穴的長導管上插入塑料滴管,擠壓滴管,各井穴中均有氣泡冒出,說明氣密性良好。然后把水倒掉。
②滴管裝濃硫酸,6個井穴分別按照表1加入所需藥品。6個井穴在整個實驗中的作用如表1描述。
③蓋好長進短出的塞子,吸1/5滴管的濃硫酸,插入第1個井穴的長導管上,輕輕擠壓滴管,反應發生了。我們可以很快看到石蕊變紅,品紅和高錳酸鉀褪色,硫化鈉溶液中有黃色的渾濁,一次性驗證了二氧化硫的幾種性質。
3. 實驗的創新點
①使用了微型實驗儀器,藥品用量很小,從源頭上防止了化學實驗造成的污染,所以二氧化硫幾乎沒有造成污染,真正達到綠色、環保、健康。
②微型實驗儀器成本低,體積小,操作方便,一次性把SO2的制取、酸性、漂白性、還原性、氧化性全部檢驗完,實驗現象明顯,操作簡單。
③按每小組幾人一套,甚至可以一人一套,可以實現“人人動手,邊講邊實驗”的理想化教學模式,可以使學生對化學的探究更有興趣。
我們對二氧化硫的制取和性質實驗改進后,從源頭上解決了污染的問題,不用到實驗室這樣有通風設備的地方,就在課堂上就可以實現,操作簡單,成功率高,充分調動了學生學習的興趣與積極性,可以讓學生對以前只能在習題或者課本上看到的實驗現象有了直觀的認識,印象深刻。
三、總結
中學化學實驗是中學化學教學將理論與實踐相結合的重要手段,實驗易操作、實驗現象明顯、實驗設計的合理性及嚴密性、實驗的環保理念等對中學生正確理解和掌握知識、培養學習興趣和科研素養、掌握實驗操作、拓展思維模式等有著極其重要的作用。化學實驗的綠色化創新和改進,可以調動學生學習化學的積極性和主動性,培養其對化學的興趣,并加深對知識的理解和記憶,可以為提高課堂教學高效性提供策略和典型范例,這樣的實驗改進,能夠輕松實現綠色化教學,讓學生順理成章接受綠色化學理念,使學生認識到,化學絕不意味著污染,更高層次的化學、對環境友好的綠色化學等待我們去學習、去探究、去發展。
參考文獻
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篇9
關鍵詞:高中化學;自主學習;學生
化學作為一門以實驗為基礎的自然科學,其知識體系分散而知識點繁多,這就需要教師和學生雙方進行雙向的教學互動來促進高質量化學教學課堂的建成。而學生作為課堂教學的主體,往往處于被忽視的地位。在歷年來的課改中,教師往往將教學改革的重點關注于教師的教學方法和教學理念,而忽視了學生自主學習的引導。本文將立足于自身的自主學習經驗來對如何自主學習高中化學知識來進行細致而深入的探討,以促進高中高質量化學教學課堂的建構。筆者總結出了觀察、記憶和聯習三大學習方法,本文將從這三個方面來展開討論。
一、科學有效的觀察
化學與實驗的關系密不可分,化學在實驗的過程中不斷的形成和發展,每一個化學知識都是在試驗中不斷總結歸納出來的。因此,化學的學習首先離不開對于實驗的學習,對于實驗的學習離不開觀察。學生在對高中化學進行自主學習的過程中,培養良好的實驗觀察習慣對于化學的學習有重要的作用。
那么,什么樣的實驗觀察習慣才能真正對學習產生積極作用呢?首先,學生在觀察之前要明確觀察目標,即觀察的對象和原因。學生懷著一顆充滿著對于未知的領域探索的好奇,并明確制定好觀察實驗的原因和觀察對象,進而對觀察到的現象進行科學的分析、探討、總結,并得出最后的結論。在科學有效的觀察習慣的作用下,學生在實驗過程中能夠以積極自主的學習心態完成高效的自主學習,為建構高效化學課堂作出相應的貢獻。比如,在試管中加熱堿式碳酸銅這一試驗中,學生應該在實驗之間就先明確觀察的對象是這一反應的物質變化以及反應條件,觀察的目的就是探究在這一反應條件下堿式碳酸銅受熱變化后能否生成新物質。學生在明確的觀察目標之下將觀察結果記錄下來,在反應之前堿式碳酸銅是綠色粉末狀固體,通過加熱,試管中的堿式碳酸銅逐漸發生了形態和顏色上的變化,綠色逐漸變黑,試管中有水滴凝結在試管壁上,澄清石灰水則變混濁。學生在這一實驗中進行仔細的自主觀察,并在教師的指導下進行分析研究進一步得出實驗結論,該實驗生成了新物質黑色氧化銅、水和二氧化碳。
二、基礎的記背
化學的知識點繁多而分散,與數學、物理等其它學科相比,對于知識的記背在化學中顯得特別重要而關鍵。這與化學的學科性質有密不可分的關系,對于知識的記背是與化學學習的基本方法之一,是運用與發展的基礎和前提。如,化學中有許多特殊的化學專業用語,對于各種物質的化學表達式,元素符號,方程式的表達等;元素周期表中常用的元素名稱及基本性質;某些化學物質的特征、性質、規律、應用,以及與某些特殊物質的反應。這些知識點較為分散,彼此之間想對獨立,難以理解記憶。而對于這些知識點的掌握又是學習化學的必然要求,因此,這就必然要求學生在自主學習過程中對化學知識點進行有規律有方法的記憶。一些物質的性質、制取、用途等也必須記憶才能掌握它們的規律。學生在學習的過程中應當認真觀察、仔細思考,盡量在理解的基礎上進行知識的學習。當然,這只能對試驗中的規律和知識適用,基礎的概念、符號、性質則需要學生進行扎實牢靠的記背。
三、鞏固提升的練習
在化學學習的過程中,記憶與觀察是學習的前提和基礎,而練習則是對所學知識的檢驗、鞏固和提升。
學生在自主學習過程中一定要保證進行一定數量的習題練習。練習題是對所學知識的一種另外形式的應用,學生在不斷的練習中能夠在記背知識的基礎上進行進一步的理解和鞏固;同時,也只有在不斷的聯系中,學生才能真正認識到自己學習過程中的不足和缺陷,進一步進行提升和鞏固。
如何進行科學的習題訓練,優化資源配置,最大程度的提高學習效率,這是每一位學生都需要認真考慮的問題。在學習的不同階段,應該進行不同難度的習題聯習。在學習的初步完成階段,學生應該進行基礎的概念、知識的練習,對基礎知識進行鞏固。在掌握了扎實的基礎知識以后,學生可以自主的進一步選擇中等難度或者高中難度的習題來對自己的知識體系進行鞏固和提升,從對基礎知識的掌握進一步發展到對知識的熟練應用。
學生的自主學習對于高中化學的高質量教學有重要意義。在學習過程中,學生應該保持對于未知的探索的熱情和信心,掌握科學的觀察方法和觀察能力,通過自己的觀察和研究來探究化學世界的奧妙。同時,學生也必須保證對于知識進行記背以及科學有效的習題練習。只有掌握了科學有效的自主學習方法,學生才能最大程度的發揮自主學習的優勢,構建起高效的高中化學教學課堂。
參考文獻:
篇10
關鍵詞:化學復習;基本觀念;元素化合物;氯氣
文章編號:1008-0546(2013)04-004-04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
高中化學課程標準(實驗)中明確指出高中教學要使“學生了解化學科學發展的主要線索,理解基本的化學概念和原理,理解化學變化的基本規律,形成有關化學科學的基本觀念[1]。”形成化學基本觀念是高中化學的課程學習的基本目標。目前高中的化學復習往往是利用高三整整一年的時間,在復習過程中,特別是元素化合物的復習過程中,面對學生已經學習過的知識,如何提高復習質量?這是在教學實踐中必須回答的問題。筆者以為,用化學基本觀念來引領元素化合物的復習將會使高三復習突破效率不高的瓶頸,取得高質量的復習效果。
一、元素化合物復習中存在的問題
元素化合物知識是指圍繞單質及化合物有關的物理性質、化學性質、制法、用途等方面的知識,它是中學化學理論、概念、定律等知識的基礎。化學以與人類社會物質生活緊密相關的化學物質為主要研究對象[2],“世界由物質而豐富,物質由元素而精彩”。元素化合物中涉及的物質種類繁多,中學化學常見的元素化合物分為非金屬元素和金屬元素,非金屬元素包括鹵素、氧族、氮族和碳族,金屬元素包括堿金屬、堿土金屬、鋁、鐵、銀和銅。在學習元素化合物知識時,很多需要在新課學習時通過分組實驗進行驗證理解。由于在新課學習時就沒有采用實驗的方式進行學習,因此在復習時仍然需要通過記憶來強化知識點,無疑給復習增加了很大的難度。由于化學學科在我省屬于選修科目,不納入高考總分計算,盡管化學教師能夠堅守自己的課堂陣地,但學生普遍不太重視,每周的課時相對較少,課后沒有化學自習時間。在教學實踐中,在第一學期寒假質量檢測前基本上一輪復習結束,復習時間緊迫,很多教師把元素化合物知識的學習時間段認為是化學復習的提速階段,導致學生在學習時疲于應付。新課程改革已經近10年,但是由于高考模式沒有改變,高三化學一線教師目前仍然受到應試教育的影響,教師與學生往往沉溺于習題的訓練中,教師忙于找題,學生忙于做題,導致學生的提升的空間很小。
二、化學基本觀念的內容
化學基本觀念, 不是具體的化學知識和技能, 也不是化學知識和技能的簡單組合,它是學生通過化學學習在頭腦中保留的,在遇到周圍的化學問題時所具有的基本的觀念性的東西, 也可以認為是學生所獲得的對化學的總觀性的認識[3],形象地說是知識揮發留下來的印跡。盡管化學基本觀念是一種對事物深層的本質認識,但在教學實踐中,根據對基本觀念的理解分解為常見的可以操作的教學目標,仍然可以通過課堂教學得到強化的。具體反映在課堂上可圍繞化學的核心概念、基本技能,如元素、守恒、綠色化學等觀念開展教學。結合新課程標準中的三維目標,筆者認為化學基本觀念的網絡關系如圖(圖1)。
三、基本觀念指引下的元素化合物復習
在復習教學中,基本觀念引導下的復習應該是對整個中學化學復習而言,并不僅僅一節課、一個單元的學習,它應該不露痕跡地貫穿復習教學的始終。化學基本觀念的建立若缺少師生持續的心智努力和情感付出,缺乏對相關事實、概念的深入理解,任何復習都是淺層次的認知重復行為[4]。在課堂教學目標設計時,化學基本觀念一般不單獨列出作為教學目標或教學重點,即并不是讓學生以背誦記憶的方式來實現,但是通過一節課、一個單元的學習之后,學生明顯可以感覺到化學基本觀念層面上的提升。
在一節復習課上對所有的知識點向排地雷一樣全都梳理一遍,這顯然是不合適的。教師在備課時需要根據學生已有的經驗和教學內容確定復習課預期所達到的基本觀念,這個基本觀念是對課程標準和考試說明解讀后得到的。教師要把這個觀念轉化為上位目標,并根據上位目標,設計出更加具體和更具有操作性的教學目標,這是因為教學目標是圍繞篩選出的重點知識并整合核心概念而設計的。如果教學中沒有圍繞基本觀念的深入理解并進行設計,那么元素化合物的復習課將會停留在較低的認知水平,學生就會傾向對基本的知識、基本事實進行死記硬背,教師也就會拿出唯一的殺手锏——“默寫化學方程式和離子方程式”。教學中的這種目標設計不僅整合了具體知識的學習,關鍵是它能把學生的思維聚焦并引導到更深的基本理解上。
復習案例 ——以氯氣復習為例
[知識目標]
(1)能夠畫出氯氣及含氯化合物之間的網絡圖。
(2)能正確書寫氯氣及含氯化合物有關的化學方程式。
(3)了解氯水的消毒和漂白作用。
(4)知道實驗室制取氯氣的反應原理。
[能力目標]
(1)能從化學反應基本類型和氧化還原反應的角度分析氯氣與常見物質的反應,并能寫出相關的離子方程式。
(2)能用化學平衡的原理分析氯水中成分的變化。
(3)通過氯氣及其化合物的性質、制法和用途等知識的復習,理解化學基本觀念中的分類觀、微粒觀、元素觀和變化觀。
[設計目的]結合考試說明和課程標準的內容,確定本節復習的重點應該是從氧化還原反應的角度理解與氯氣及含氯化合物的化學反應方程式。具體引領復習的觀念有分類觀、微粒觀、元素觀和變化觀。教學目標中沒有將情感態度價值觀目標列出,不是說可以忽略此目標,而是將此目標融入知識目標和能力形成的過程中。
[教學過程]
[思考]1.將Cl2 、HClO、Ca(ClO)2、HCl 、NaCl的互變關系整理成知識網絡。
[學生活動]學生嘗試連線整理,并相互討論給出網絡圖(如圖2)。
[設計目的]通過含氯的單質及化合物關系網絡圖,提醒學生盡管它們是5種不同的物質,但是都含有氯元素。它們之間的區別在于它們的組成和化合價,在物質轉化時要注意化合價的變化。這道思考題主要滲透元素觀和變化觀。
[思考]2.可以從不同的角度對物質進行分類,如氯及其化合物分類標準一:
單質:Cl2 ; 氧化物:ClO2 ;酸:HCl、HClO、HClO4;鹽:氯化物、次氯酸鹽、氯酸鹽。
請你整理出兩種對常見氯及其化合物的分類方法。
[學生討論并嘗試分類]
(1)分類標準二:按化合價高低分類
-1價:HCl、氯化物;0價:Cl2;+1價:HClO、次氯酸鹽;+3價:不常見; +5價:氯酸鉀; +7價:HClO4
(2)分類標準三:按物質性質分類
氧化性:Cl2、ClO2、HClO、次氯酸鹽 、氯酸鹽、HCl(H+)、HClO4(H+)
還原性:HCl(Cl-)、Cl2
溶液呈酸性:Cl2、HCl、HClO、HClO4
溶液呈堿性:次氯酸鹽
[設計目的]學生利用分類觀的知識,依據不同的分類標準,進行分類練習,培養學生動手能力和創新能力。學生練習的目的是強化分類觀的形成。
[教師引導] 我們還可以按物質參與的化學反應類型分:(3)分類標準四:按反應類型分類(如圖3)
[設計目的]通過教師給出示例,學生根據化學反應類型進行練習。教師的示范所給出的是物質分類知識,分類的依據是物質的組成結構。
[學生練習]學生按照反應類型分別書寫對應的化學方程式。
比如與氯氣有關的反應有:
化合反應:Cl2+ H2、Cl2+金屬單質、Cl2+ FeCl2
置換反應:Cl2+NaBr、Cl2+ NaI
氧化還原反應:有單質(Cl2)參與的化合、置換反應都屬于氧化還原反應;Cl2+H2O、Cl2+堿,另:SO2、SO32-、S2- 也能被Cl2氧化。
可逆反應:Cl2+H2O[?]HCl+HClO
取代反應;Cl2+ CH4
加成反應:Cl2+ C2H4
復分解反應:Ca(ClO)2+CO2+H2O[=]CaCO3+2HClO(HClO酸性比碳酸弱)
水解反應(可逆反應):NaClO+H2O[?]NaOH+ HClO
[設計目的]通過書寫Cl2、HClO、次氯酸鹽三類物質所能發生的化學反應,落實方程式書寫技能,培養學生的元素觀和變化觀。
[提出問題]4.氯水中的化學平衡(條件對化學平衡的影響)
[投影]氯水的制備:往蒸餾水中通入氯氣至溶液呈淺黃綠色。(如圖4)
[提問思考]氯水中存在哪些物質發生變化的過程?含有哪些成分?氯水應如何保存?
利用上述問題,可以討論:
(1)溶解平衡:Cl2在水中的溶解性小,1體積水約能溶解2體積的Cl2,氯水呈淺黃綠色,具有揮發性,Cl2的揮發和溶解構成了溶解平衡。
(2)化學平衡:溶于水中的氯氣部分與水發生如下反應并達到化學平衡:Cl2+H2O[?]HCl+HClO。HClO在光照條件下會分解:2HClO[=][光照]2HCl+O2。
(3)電離平衡:HClO在溶液中存在電離平衡:HClO[?]H++ClO- 。
通過上面三種平衡的分析,可知新制氯水中含有的分子、離子微粒有哪些并了解其相對濃度大小。
[設計目的]以氯水為例,通過對氯水中存在的三種平衡關系分析,引導學生從氯水中的微觀粒子之間的關系進行思考,培養學生的微粒觀和平衡觀。
[典例分析]
[例1]下列四種物質在空氣長時間放置會變質,在變質過程中,既發生氧化還原反應,又發生非氧化還原反應的是( )
A.食鹽 B.漂白粉 C.氯水 D.硫酸亞鐵溶液
[思路分析]食鹽在空氣中不變質;漂白粉在空氣中發生如下反應:Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3,2HClO[=][光照]2HCl+O2;氯水中只是2HClO[=][光照]2HCl+O2;硫酸亞鐵溶液中只是Fe2+被氧化為Fe3+。
[答案]B
[設計目的]掌握含氯化合物的化學性質及反應中元素的價態變化。
[例2]已知氯水中有如下平衡:Cl2+H2O[?]HCl+HClO。常溫下,在一個體積為50mL的針筒里吸入40mL氯氣后,再吸進10mL水。寫出針筒中可能觀察到的現象 。若將此針筒長時間放置,又可能看到何種變化 ;試用平衡觀點加以解釋 。
[思路分析] Cl2在H2O中能溶解,氣體體積縮小,Cl2在H2O中的溶解度小,Cl2大都是以分子形式存在,溶液呈淺黃綠色。若此針筒長時間放置,氣體體積進一步縮小,氣體和溶液均變成無色;原因是氯水存在著平衡
Cl2+H2O[?]HCl+HClO,由于HClO逐漸分解(2HClO[=][光照]2HCl+O2)而不斷地向右移動,最終Cl2耗盡全部轉化為O2,導致氣體體積縮小和黃綠色褪去。
[答案]氣體體積縮小,溶液呈淺黃綠色。氣體體積繼續減小,氣體和溶液均變成無色;氯水中的平衡Cl2+H2O[?]HCl+HClO,又由于2HClO[=][光照]2HCl+O2,HClO不斷分解,平衡右移,最終Cl2耗盡全部轉化成O2。由總反應式2Cl2+2H2O=4HCl+O2,可知,氣體體積減少。
[設計目的]氯水中含有多種微粒,這些微粒在一定條件下會發生變化,通過化學平衡的分析,強化學生的微粒觀和平衡觀的意識。
[例3 ]某同學在實驗過程中發現存放氯水的試劑瓶中是一種無色澄清的溶液,請你分析可能的原因是
① ② ③ ④ 。
[學生討論后講解]氯水中因為存在可逆反應Cl2+H2O[?]HCl+HClO,使其成分復雜且隨著條件的改變,平衡發生移動,使成分發生動態的變化。如放置時間過長氯水最終轉變為鹽酸。當外加不同的反應物時,要正確判斷是何種成分參與了反應。氯水中的HClO能使有色物質被氧化而褪色。反之,也有許多物質能使氯水褪色,發生的變化可屬物理變化(如萃取),也可屬化學變化,如歧化法(加堿液)、還原法(如Mg、SO2等)、加成法(加不飽和的有機物)等。
[答案]長時間放置氯水后轉化為稀鹽酸;溶液中加入了堿溶液;溶液中通入了二氧化硫氣體;溶液中通入了乙烯氣體。
[設計目的]通過氯水由淺黃綠色變為無色,結合氯水中的微粒變化,可能存在多種可能性,滲透化學的分類觀。
四、教學反思
傳統的化學教學強調對陳述性知識的記憶,無法激發學生對化學知識的學習興趣和深層理解,針對化學復習中以“事實文本”的教學弊端,美國課程專家艾里克森認為:教學內容應該圍繞核心概念進行選擇,以便挖掘和評價更深層次的理解力。高三復習的重點應該從單純地對元素及化合物知識的羅列和重復轉移到物質的實際運用中,同時在分類應用中提高理解和轉化知識的能力;提高高考復習更多的是思維能力的提升,而不是掌握更多的事實材料;學習重心應該從記憶事實轉移到理解可遷移的核心觀念和對更為根本的知識結構進行深層理解 [5]。作為氯氣一節內容,一般是作為高三進行復習時首先要學習的內容。氯氣的復習對于高三化學復習有導向作用,特別是對元素化合物的復習,本節課所采用的方法以及蘊含的理念建構都影響著高三化學復習的質量。氯氣一節的知識很多,直接讓學生書寫化學方程式,或將有關氯氣及其化合物內容印制成導學案讓學生填寫,這些復習方式太單調,學生的積極性不高。如何設計有效的問題,引導學生思考并且落實化學的基礎知識和基本技能呢?高中化學課程標準將“形成有關化學學科的基本觀念”作為一個顯性的目標明確提出,既是對新授課教學的要求,同時對高三化學復習也有指導意義。本節從知識上分析主要有:氯氣的化學性質、氯水的性質。筆者通過化學基本觀念來引領問題的設計,以氯及其化合物的方程式為載體,圍繞化學基本觀念中的分類觀、元素觀、平衡觀和微粒觀展開學習,學生普遍感到有提升,收獲很大。
高中元素化合物知識的復習是滲透化學基本觀念的最佳階段。教師要在復習中善于抓住時機,用基本觀念引領學生走出元素化合物的多而雜的無序局面,使學生通過復習元素化合物,不僅對知識掌握得牢固,而且掌握住復習的方法和策略,提升復習的自信心,形成持久的化學基本觀念。
參考文獻
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[2] 宋心琦.化學實驗改革建議之四——金屬的物理性質和某些化學性質[J].化學教學,2012,(9):3
[3] 曾國瓊,吳平.通過元素化合物知識復習培養學生的化學基本觀念[J].中學化學教學參考,2011,(9):13