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綠色化學(xué)的概念起源于歐美發(fā)達國家,他們最先開始意識到環(huán)保的重要性,并且將這個概念融入到學(xué)生的教育當(dāng)中,以此來實現(xiàn)真正的綠色化學(xué)。首先是美國,美國不但在中學(xué)生課堂中提出了綠色化學(xué),還將其寫進教材中,積極開發(fā)綠色化學(xué)實驗設(shè)備和綠色污染化學(xué)材料,從而提高學(xué)生的綠色環(huán)保意識。不僅如此,美國的相關(guān)協(xié)會還舉辦了一系列的關(guān)于綠色環(huán)保的主題活動,讓學(xué)生和公眾都充分參與了進來。
現(xiàn)在,美國還在不斷修整中學(xué)化學(xué)教材,在其中大量介紹了綠色化學(xué)的知識,并告訴學(xué)生哪些化學(xué)物質(zhì)是有毒的,從而避免污染。美國還在一些大學(xué)中設(shè)立了關(guān)于綠色化學(xué)的專業(yè),并且舉辦綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎,對獲得獎項的優(yōu)秀大學(xué)生進行獎勵。一些大學(xué)生已經(jīng)開始使用安全無毒的化學(xué)原料,或者是采取有效措施來減少資源的消耗。這也說明學(xué)生的環(huán)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(xué)的教育,比如日本,日本編寫了一些關(guān)于綠色化學(xué)的教學(xué)培訓(xùn)資料。而我國的綠色化學(xué)觀念相對來說較落后,一直到上個世紀(jì)90年代末,我國一所大學(xué)開始編寫《綠色化學(xué)》的教材,其他一些高校也紛紛進行效仿。但是比起其他發(fā)達國家,我國在這方面的普及程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前,我國已經(jīng)開設(shè)了一些關(guān)于綠色化學(xué)的教育培訓(xùn)課程,為綠色化學(xué)的發(fā)展提供了條件,奠定了基礎(chǔ)。
到21世紀(jì)初,多個國家已經(jīng)設(shè)立了綠色化學(xué)的獎項,用于獎勵在這個領(lǐng)域有一定的貢獻,或者有一些成就的人,美國還專門設(shè)立了培訓(xùn)機構(gòu),用于培訓(xùn)綠色化學(xué)領(lǐng)域的人才,并且鼓勵他們參加綠色化學(xué)的獎項。
2 綠色化學(xué)教育將面臨的挑戰(zhàn)
2.1 要讓學(xué)生弄清楚復(fù)雜的化學(xué)成分
化學(xué)物質(zhì)里的有毒成分以及其他成分很復(fù)雜,教師要讓學(xué)生明確認(rèn)識到有害物質(zhì)對環(huán)境和水質(zhì)的破壞,并且還要讓學(xué)生明白化學(xué)物質(zhì)的有毒性是可以進行控制的。不但要讓學(xué)生弄懂復(fù)雜的化學(xué)成分,還要讓學(xué)生在實驗中明確這些有毒分子處于環(huán)境中發(fā)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(zhàn)。
2.2 如何將綠色化學(xué)的教學(xué)延伸到現(xiàn)實的環(huán)保措施中
雖然中學(xué)生綠色化學(xué)傳授的知識是有關(guān)于環(huán)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(xué)的教學(xué)延伸到現(xiàn)實的環(huán)保措施當(dāng)中,這將是一個難題,也是個很大的挑戰(zhàn)。比如,對助劑或者溶劑的毒性進行測試,并且開發(fā)出無毒原料來代替助劑,這對于教師來說是一個挑戰(zhàn),對于學(xué)生來說更是一個挑戰(zhàn)。
2.3 教師的能力和技能
綠色化學(xué)除了要求教師要有基本的化學(xué)知識以外,還要求教師要對環(huán)保知識及其他領(lǐng)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(xué)教學(xué)還要求教師在傳授知識的時候,教會學(xué)生如何分解材料、如何用環(huán)?;瘜W(xué)成分來代替有毒材料,等等。如果學(xué)校不對教師進行培訓(xùn),教師的知識結(jié)構(gòu)就會無法滿足知識的需要,因此,教師的能力和技能對于綠色化學(xué)來說也是一個重大的挑戰(zhàn)。
2.4 教學(xué)方法的挑戰(zhàn)性
綠色化學(xué)的教學(xué)方法也是一個巨大的挑戰(zhàn),并且要求教師改變過去的“粗放型”教學(xué)方法,從而轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹s型”教學(xué)方法,同時,這也是綠色化學(xué)對教學(xué)的一個要求。教師不但要幫助學(xué)生了解化學(xué)知識,還要使學(xué)生意識到環(huán)保的重要性,在整個化學(xué)課程中,要將環(huán)保無污染的理念貫穿于整個化學(xué)領(lǐng)域,又要把綠色化學(xué)的內(nèi)容和知識融入到化學(xué)教學(xué)當(dāng)中去,從原理到實驗過程,各個環(huán)節(jié)都要采取環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)。
3 綠色化學(xué)教育的措施
3.1 改進不環(huán)保的實驗方法
在進行化學(xué)實驗的時候,應(yīng)該盡量采用環(huán)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,教師都采用的是白磷來給大家做實驗,但是白磷是一種危害性極強的物質(zhì),而且白磷在燃燒的過程中發(fā)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(zhì)或者材料來代替白磷,比如碳粉等。
3.2 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性
在化學(xué)課堂上,教師要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性,可以鼓勵學(xué)生對“減量、減廢”進行實驗或者改造,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。除此之外,也要給學(xué)生灌輸節(jié)省資源的觀念,帶領(lǐng)或者指導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)教材中的化工生產(chǎn)工藝流程進行分析,或者重新設(shè)計一條生產(chǎn)工藝流程,必要的時候,還可以借助計算機來進行輔助設(shè)計,通過這個過程可以培養(yǎng)學(xué)生的思維與創(chuàng)造性。
3.3 更新教學(xué)手段
原來的化學(xué)教學(xué)方法已經(jīng)不能再適應(yīng)綠色化學(xué)的要求了,教師必須及時更新教學(xué)手段。通過有效的教學(xué)工具、教學(xué)材料以及訓(xùn)練手段來向?qū)W生傳授知識,讓他們形成綠色化學(xué)的意識和環(huán)保意識。新的教學(xué)手段有多媒體(投影、錄像、光盤等)以及計算機技術(shù),便于學(xué)生和教師獲取知識和技術(shù),同時也有利于促進學(xué)生用可持續(xù)發(fā)展的眼光來思考問題。
【關(guān)鍵詞】綠色化工;環(huán)保;前景
對于緩解資源與環(huán)境問題來說,最理想的途徑就是全綠色化工。主要通過氣化或液化生物質(zhì)、生物質(zhì)塑料、以及對加工過程中主要的副產(chǎn)品利用等方面來體現(xiàn)全綠色化工的進展。大力發(fā)展全綠色化工既能解決資源問題,又能解決環(huán)保問題。是我國現(xiàn)階段需要的一項化工技術(shù)。綠色清潔化工生產(chǎn)已經(jīng)成為未來化工發(fā)展的必然趨勢,也是實現(xiàn)資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
1.綠色化工的定義
環(huán)境友好化學(xué)是綠色化學(xué)的另一種稱呼,根據(jù)其基礎(chǔ)發(fā)展的技術(shù)主要主有環(huán)境友好技術(shù)、綠色技術(shù)或潔凈技術(shù)。將環(huán)境污染的程度在最大程度上降低到最小是綠色化工的目的,綠色化工的工作原理就是化工本身的特性。這一工藝嚴(yán)格杜絕副作用的產(chǎn)生,使排放損失量達到最小化,并且拒絕使用毒害材料和附加品,添加劑等。綠色化工和綠色化學(xué)化工有著基本相似的概念,都體現(xiàn)了化學(xué)化工與綠色概念之間的聯(lián)系。把污染和損傷環(huán)境的問題扼殺在生產(chǎn)階段,因此提倡將綠色化工代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝,發(fā)展成為全新的模式,綠色化工的內(nèi)容包含了多種方面,其中有專業(yè)上的生物,化學(xué)等。有較強的社會目的性。它不僅起源于傳統(tǒng)化學(xué),又進行了更新傳統(tǒng)化學(xué)的觀念和弱勢。它對保護環(huán)境有極大的好處,同時也節(jié)起到了能減耗的作用,使資源得到合理的利用,使生產(chǎn)投入大幅度減少,使搭配的能力不斷得到提升,使化工行業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展,發(fā)展前進的方向以科學(xué),合理,為基礎(chǔ),讓社會和人民一致支持綠色化工和環(huán)保。
2.綠色化工技術(shù)的現(xiàn)狀
美國在20個世紀(jì)90年代將污染防治的問題提出,并在基本國策中添加了防止污染這一項,相繼有污染防止法案出臺,并在90年代中期國家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略向公眾宣布。在幾年之內(nèi),根據(jù)綠色化學(xué)研究性問題,美國化學(xué)會成立了專門討論會等一系列相應(yīng)的措施,并設(shè)立了一系列與綠色化工、環(huán)保相關(guān)的獎項,如總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎等。顯示出了美國對綠色化學(xué)的重視程度。國內(nèi)在國外的綠色環(huán)?;瘜W(xué)進行得轟轟烈烈時,經(jīng)過院士的多次討論,最終確定了“綠色化學(xué)與技術(shù)”作為最后的議題,中國科學(xué)院化學(xué)部也授權(quán)同意議題。討論會“工業(yè)生產(chǎn)中綠色化學(xué)與技術(shù)”于1996年首先召開,《綠色化學(xué)與技術(shù)研討會學(xué)術(shù)報告匯編》也在同一時間出版?!碍h(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)工程”科研項目,也是中國具有代表性意義的基礎(chǔ)項目,通過自然科學(xué)基金和中石油化工公司共同資助,于1997年啟動。20世紀(jì)末在合肥,首次國際綠色化學(xué)高級論壇展開活動;并有雜志積極響應(yīng)大會精神支持大會工作,如《化學(xué)進展》。還相繼出版了“綠色化學(xué)與技術(shù)”專題報告等。在21世紀(jì),我國不斷的有可持續(xù)綠色化工議題被提上日程,這一領(lǐng)域有無數(shù)的研究者參加研究,進行交流學(xué)習(xí),也取得了驕人的成績。
3.綠色化工的技術(shù)動態(tài)
簡單來說綠色化工技術(shù)就是通過對化學(xué)原理的應(yīng)用和使用工程技術(shù)來減少甚至消除能夠污染環(huán)境的物質(zhì),實現(xiàn)廢物零排放,并建立友好環(huán)境。摒棄粗放的化工生產(chǎn)模式是化工企業(yè)的全新出路,即綠色化工,用“資源-產(chǎn)品-再生資源”這種全新的循環(huán)物質(zhì)流動過程替換掉過去的“資源-廢物”方式排放的流動過程。增加節(jié)水措施,提高誰的重復(fù)利用率等。通過對先進技術(shù)的應(yīng)用,使環(huán)保型產(chǎn)品被研究出來,實現(xiàn)清潔生產(chǎn),使三廢排放量得到最大限度的降低。落后的生產(chǎn)工業(yè)要被逐步淘汰;使原材料消耗降低;通過提高化工廢水處理設(shè)備質(zhì)量、使設(shè)備成套化,來使得到化工環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)和裝備水平提高。“化學(xué)的綠色化”已被美國化學(xué)界列為邁向21世紀(jì)化學(xué)進展的主要方向之一,綠色化工也在一定程度上涉及到化學(xué)方面,例如化學(xué)的有機合成、生物化學(xué)、分析化學(xué)催化等。釀造、制藥、造紙、印染等行業(yè)在滾動修訂“九五”發(fā)展規(guī)劃時,在規(guī)劃中應(yīng)逐步補充進綠色化學(xué)與技術(shù)的內(nèi)容,我國國家科技部組織應(yīng)該為此做詳細(xì)的調(diào)研。使“九五”基礎(chǔ)研究規(guī)劃中含有綠色化學(xué)與技術(shù)研究工作,并在同一時間內(nèi)將科研工作安排恰當(dāng)。以國家自然科學(xué)基金委員會與中國石化總公司聯(lián)合支持開展了“環(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)工程”重大基礎(chǔ)研究項目為例,這是一種把導(dǎo)向性基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合較好的組織形式。
4.綠色化工的研究方向
對清潔硝化和還原技術(shù)展開研究,主要以污染問題嚴(yán)重的重要染料的關(guān)鍵生產(chǎn)過程為主要研究對象,如紅色基RG、紅色基G等。清潔新工藝研究的開展、開發(fā)與工業(yè)化應(yīng)用,使傳統(tǒng)硝化與存在于硝基還原工藝中的重污染問題得到減少甚至消除,在技術(shù)方面支撐我國染料合成化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,向傳統(tǒng)硝化和清潔化生產(chǎn)硝基還原工藝作出示范。
環(huán)境友好性的催化技術(shù),使以化學(xué)催化和生物催化在內(nèi)的環(huán)境友好性催化技術(shù)為主要內(nèi)容的研究與開發(fā)得到開展,與一些重要性藥物關(guān)鍵中間體的生產(chǎn)相結(jié)合,使一些重要藥物中間體在生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生的重污染問題得到減少或消除,使擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的環(huán)境友好手性催化技術(shù)得到發(fā)展,使手性技術(shù)國家工程研究中心得到建立,使我國手性技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化得到不斷發(fā)展,為以手性藥物的發(fā)展為代表的我國藥物合成工業(yè)做出貢獻。清潔催化氧化新技術(shù)的研發(fā),開展新工藝研究,主要方向為空氣、氧氣或雙氧水為清潔氧化劑,發(fā)展新的體系與新的工藝,主要內(nèi)容為:以空氣、氧氣或雙氧水為氧化劑的清潔催化氧化,使傳統(tǒng)工藝中的重污染問題得到解決,使以此為基礎(chǔ)的系列精細(xì)化學(xué)品和藥物合成的清潔化生產(chǎn)新工藝的應(yīng)用得到良好的影響。對綠色化學(xué)農(nóng)藥的創(chuàng)制研究,使以綠色新農(nóng)藥創(chuàng)制為主要方向的篩選平臺得到建立,使中科院化學(xué)口研究所的潛力得到充分的發(fā)揮,使具有自主知識產(chǎn)權(quán)的農(nóng)藥先導(dǎo)化合物得到開發(fā),大力發(fā)展新農(nóng)藥品種的開發(fā),以具有明確應(yīng)用對象和開發(fā)前景的新化合物為優(yōu)先選擇。
關(guān)鍵詞:實驗
1.高中化學(xué)的特點
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),其形成和發(fā)展,起源于實驗又依賴于實驗,是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)?;瘜W(xué)學(xué)科知識點既多又分散,考點較多,需要記憶的規(guī)律、結(jié)論、方程式較多,屬于理科中的文科。因此,要學(xué)好化學(xué)注重做實驗、在實驗和演示實驗的記錄及其實驗結(jié)果的分析與研究問題,同時,平時學(xué)習(xí)中要強化記憶,注意各部分知識間的聯(lián)系,從不同的角度去理解概念的實質(zhì)以及概念的應(yīng)用范圍。
2.高效學(xué)習(xí)高中化學(xué)方法
2.1 做好課前預(yù)習(xí)
預(yù)習(xí)就是上課前的自學(xué),也就是在老師講課前,自己先獨立地學(xué)習(xí)新課內(nèi)容,使自己對新課有初步理解和掌握的過程。概括起來就是“讀、劃、寫、記” ?!白x” ,要有課前預(yù)讀的習(xí)慣,能根據(jù)預(yù)習(xí)提綱帶著問題讀懂教材,歸納含義; “劃”,要劃出重點、要點、關(guān)鍵詞、句,在課本上圈圈點點; “寫”,把自己的想法、疑點寫下來,帶著想不通的,不理解的問題去聽課; “記”,要把重要的概念、定義、性質(zhì)、用途、制法多讀幾遍,記在腦子里。古人說,疑者看到無疑,其益猶淺,無疑者看到有疑,其學(xué)方進。做好預(yù)習(xí),就是要搶在時間的前面,使學(xué)習(xí)由被動變?yōu)橹鲃?。預(yù)習(xí)抓得扎實,可以大大提高學(xué)習(xí)效率。
2.2 在實驗中學(xué)會觀察
在化學(xué)實驗中,培養(yǎng)自己良好的觀察習(xí)慣和科學(xué)的觀察方法是學(xué)好化學(xué)的重要條件之一。在實驗中,首先應(yīng)注意克服把觀察停留在好奇好玩的興趣中,要明確“觀察什么”、“為什么觀察”,在老師指導(dǎo)下有計劃、有目的地去觀察實驗現(xiàn)象。觀察一般應(yīng)遵循“反應(yīng)前──反應(yīng)中――反應(yīng)后”的順序進行,具體步驟如下:一是反應(yīng)物的顏色、狀態(tài)、氣味;二是反應(yīng)條件;三是反應(yīng)過程中的各種現(xiàn)象;四是反應(yīng)生成物的顏色、狀態(tài)、氣味;五是對觀察到的各種現(xiàn)象在老師的引導(dǎo)下進行分析、判斷、綜合、概括,得出科學(xué)結(jié)論,形成準(zhǔn)確的概念,達到理解、掌握知識的目的。在試管中加熱堿式碳酸銅,觀察目的是堿式碳酸銅受熱變化后是否生成了新物質(zhì);觀察內(nèi)容和方法是:
(1)反應(yīng)前:堿式碳酸銅是綠色粉末狀固體;
(2)反應(yīng)中:條件是加熱,變化過程中的現(xiàn)象是綠色粉末逐漸變黑,試管壁逐漸有水霧形成,澄清石灰水逐漸變渾濁;
(3)反應(yīng)后:試管里的綠色粉末全部變黑,試管壁有水滴生成,澄清石灰水全部渾濁。經(jīng)分析得知堿式碳酸銅受熱后生成了新物質(zhì)黑色氧化銅、水和二氧化碳。
最后與前面三個實驗現(xiàn)象比較、概括出“變化時生成了其他物質(zhì),然后得出反應(yīng)結(jié)論。
2.3 在動手實驗中多思考
“動”即積極動手實驗。這也是教學(xué)大綱明確規(guī)定的,必須形成的一種能力。高中化學(xué)試題經(jīng)常性的會出現(xiàn)一些實驗題,如果對實驗非常陌生,沒有動手做過,知識點很難掌握與鞏固?!鞍俾劜蝗缫灰姡倏床蝗缫或灐?,因此,在實驗學(xué)習(xí)中,要親自動手,大膽實驗,培養(yǎng)自己的動手能力,加深對知識的認(rèn)識、理解和鞏固,要對教材出現(xiàn)的實驗逐一的大膽實踐,在做實驗的過程中熟悉,學(xué)習(xí)實驗步驟,達到成倍提高學(xué)習(xí)效率的目的。同時,在實驗基礎(chǔ)上,善于思考,多去聯(lián)想其他的實驗,把思維面拓寬,從實驗現(xiàn)象中看本質(zhì)。例如,實驗室制氯氣的原理和操作步驟,動手實驗比只憑看老師做和自己硬記要掌握得快且牢得多。因此,要在老師的安排下積極動手實驗, 要通過典型實驗,深入理解化學(xué)實驗原理(反應(yīng)原理、裝置原理、操作原理)、實驗方案的設(shè)計、實驗結(jié)果的處理、實驗安全、實驗評價等,能處理實驗中出現(xiàn)的非預(yù)期現(xiàn)象,培養(yǎng)實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新精神。同時也要學(xué)會準(zhǔn)確、簡練、全面地表述實驗現(xiàn)象、結(jié)果、過程以及結(jié)論,切實提高實驗?zāi)芰Α?/p>
2.4 善于記憶
化學(xué)本身有著獨特“語言系統(tǒng)”如:元素符號、化學(xué)式、化學(xué)方程式等,對這些化學(xué)用語的熟練掌握是化學(xué)入門的首要任務(wù),而其中大多數(shù)必須記憶,因此,學(xué)好化學(xué)必須善于記憶。一是要“因材施記”,根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容,找出不同的記憶方法。概念、定律、性質(zhì)等要認(rèn)真聽老師講,仔細(xì)觀察老師演示實驗,在理解的基礎(chǔ)上進行記憶;元素符號、化合價和一些物質(zhì)俗名及某些特性則要進行機械記憶;二是不斷尋找適合自己特點的記憶方式,這樣才能花時少,效果好。要深刻理解,自然識記;要歸納口訣,有利識記;要比較異同,簡化識記;要讀寫結(jié)合,加深識記。
2.5 記好筆記與練習(xí)
對于新課,主要記下老師講課提綱、要點以及老師深入淺出,富有啟發(fā)性的分析。對于復(fù)習(xí)課,主要記下老師引導(dǎo)提煉的知識主線。對于習(xí)題講評課,主要記下老師指出的屬于自己的錯誤,或?qū)ψ约河袉⒌系膬?nèi)容?;蛟跁目瞻滋幓蛘咧苯釉跁飫澇鲋攸c、做上標(biāo)記等,有利于騰出時間聽老師講課。此外,對于課堂所學(xué)知識有疑問、或有獨到的見解要做上標(biāo)記,便于課后繼續(xù)研究學(xué)習(xí)。;“練”即保證做一定的課內(nèi)練習(xí)和課外練習(xí)題,通過應(yīng)用檢驗出自己學(xué)習(xí)中的某些不足,更好地鞏固知識、掌握知識。
2.6 善于總結(jié)與復(fù)習(xí)
首先,要及時總結(jié)。做到每課總結(jié),每周總結(jié),每單元總結(jié)。一個單元學(xué)習(xí)完畢,總結(jié)單元重要物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)方程式、現(xiàn)象、用途、存在、制取方法和鑒別等(如元素化合物各單元的學(xué)習(xí))。自行推導(dǎo)相關(guān)計算公式,推導(dǎo)相關(guān)變化規(guī)律(如《物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律》知識的學(xué)習(xí))。通過自行推導(dǎo),對重點、主干知識體系將有深刻認(rèn)識,會建立起良好的基礎(chǔ)知識;復(fù)習(xí)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,能夠進一步獲得知識,發(fā)展智力,培養(yǎng)能力。因此,一定要重視課后復(fù)習(xí),在復(fù)習(xí)過程中,要針對知識、技能上存在的問題,根據(jù)大綱要求和教材的重點,對知識進行整理,使分散的知識點串成線成網(wǎng),使之系統(tǒng)化,結(jié)構(gòu)化。
結(jié)語
總之,學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué),是以實驗、實物直觀為基礎(chǔ),由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的飛躍和由理性認(rèn)識到實踐的飛躍,在學(xué)習(xí)過程中要注意閱讀與動手、動筆結(jié)合。多加動手推演、計算、寫結(jié)構(gòu)式、寫化學(xué)方程式,多動手做實驗,來驗證、加深印象,在學(xué)的過程中,總結(jié)適合于自己的記憶方法,本著重基礎(chǔ)重應(yīng)用的原則進行全面學(xué)習(xí),就一定能學(xué)好化學(xué)。
參考文獻:
[1]楊愛民.淺談在化學(xué)教學(xué)中學(xué)生探究能力的培養(yǎng)[J].新課程(教研版).2008(09)
一、化學(xué)與環(huán)境
要想通過化學(xué)教學(xué)讓學(xué)生認(rèn)識到環(huán)保的重要性,首先要明確化學(xué)學(xué)科與環(huán)境的關(guān)系.溫室效應(yīng)是二氧化碳的作用;酸雨是硫酸性物質(zhì)在搗鬼;震驚世界的博帕爾事件是有機物異氰酸甲酯的作用;日本水俁病是化學(xué)元素汞的影響.這些都是化學(xué)對環(huán)境造成的危害案例.但是,化學(xué)促進了塑料材料的發(fā)展,節(jié)省了大量的木材;化學(xué)促進了綠色殺蟲劑的研發(fā),減輕了殺蟲劑對環(huán)境的危害;化學(xué)促進了制冷劑的研發(fā),減輕了全球的溫室效應(yīng).這些都是化學(xué)對環(huán)境的積極影響.總體而言,化學(xué)對環(huán)境發(fā)展還是利大于弊,對全球環(huán)境治理功不可沒.
二、化學(xué)教學(xué)中實施環(huán)境教育
1.通過化學(xué)課堂,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識
在初中化學(xué)課本中,有專門的章節(jié)介紹化學(xué)發(fā)展對人類社會的影響.如針對第二次工業(yè)革命后的英國環(huán)境實施專題教學(xué).分析煤的過度開采和燃燒,導(dǎo)致英國酸雨現(xiàn)象普遍,建筑物腐蝕嚴(yán)重,對很多古典建筑造成難以修復(fù)的損害.通過這樣的實例教學(xué),將硫元素對環(huán)境的危害烘托出來,學(xué)生在學(xué)習(xí)硫元素的相關(guān)性質(zhì)和實驗過程中,就會聯(lián)想到硫?qū)Νh(huán)境的影響,實現(xiàn)了對學(xué)生環(huán)保意識的培養(yǎng).
在初中化學(xué)教學(xué)中,教師要適時滲透環(huán)境保護教育,再結(jié)合身邊或課本中的事例,深化學(xué)生的認(rèn)識,實現(xiàn)學(xué)生環(huán)保意識的養(yǎng)成.
2.通過化學(xué)實驗,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識
化學(xué)學(xué)科是以實驗為基礎(chǔ)的運用型學(xué)科.在初中化學(xué)教學(xué)中,化學(xué)實驗教學(xué)是重要組成部分.在中學(xué)化學(xué)實驗中,涉及實驗廢氣收集、尾氣處理、實驗廢料處理、綠色實驗滲透等,這些無一不與環(huán)境保護密切相關(guān).可以說,化學(xué)實驗過程是環(huán)境保護教學(xué)的最佳階段,這點在中學(xué)的升學(xué)考試中得以顯現(xiàn).在近年的化學(xué)試題中,涉及綠色化學(xué)、環(huán)保化學(xué)的考試內(nèi)容比例更是逐年遞增.
例如,將實驗廢氣用堿性溶液進行收集處理,將實驗廢料盡量進行回收重利用.如果無法利用,在中和處理后再實施排放.在實驗過程中,對實驗環(huán)節(jié)進行探究,改善實驗原料,盡量采用綠色無污染原料,實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗教學(xué).
3.通過化學(xué)活動,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識
在新課程理念日益突出的今天,社會實踐活動成為了每個學(xué)校的必修課程.課外活動以其多樣的形式和豐富的內(nèi)容,深得學(xué)生的喜愛,也是實施化學(xué)環(huán)保意識教學(xué)的有效途徑.針對這樣的情況,初中化學(xué)教師不妨安排學(xué)生進行化學(xué)環(huán)保的社會實踐,尋找身邊的化學(xué)污染現(xiàn)象,探究其對應(yīng)的解決策略.
例如,每年的植樹節(jié)、世界無煙日、環(huán)境紀(jì)念日等,教師可以安排學(xué)生以踏春的形式實施化學(xué)環(huán)境課外調(diào)查.帶領(lǐng)學(xué)生走入鄉(xiāng)村,走近自然,觀察社會,同時可以與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門、教育部門實施聯(lián)合教學(xué).在環(huán)保部門的組織下,安排學(xué)生對當(dāng)?shù)鼗S進行參觀,安排專門人員對工廠的環(huán)保策略實施講解,讓學(xué)生在課外實踐的過程中實現(xiàn)化學(xué)環(huán)保意識的養(yǎng)成.但是,切記課外活動的宗旨――培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,切勿一味追求實踐性和趣味性.在化學(xué)環(huán)保課外實踐之后,教師需要對實踐成果進行總結(jié),安排學(xué)生進行成果展示、原理講解,實現(xiàn)真正意義上的課外化學(xué)實踐活動.
4.通過綠色化學(xué)作業(yè)布置,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識
新課程理念對學(xué)生的綠色化學(xué)觀提出了明確要求,在中考化學(xué)試題中有所體現(xiàn).在化學(xué)原理分析題中,著重對學(xué)生的環(huán)保意識進行考查.因此,綠色化學(xué)作業(yè)布置法成為培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識的有效手段.初中化學(xué)教師在結(jié)合考試大綱和化學(xué)課本的前提下,可以在學(xué)生化學(xué)作業(yè)中穿插雜質(zhì)提純、尾氣收集處理.
關(guān)鍵詞:化學(xué)工藝題;問題設(shè)置;突破策略
中圖分類號:G633.8 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1006-5962(2013)08-0208-01
化學(xué)工藝題起源于廣東、上海卷,契合 "課程內(nèi)容與學(xué)生生活和現(xiàn)實社會實際之間保持密切聯(lián)系,使實踐和生活成為科學(xué)課程內(nèi)容基本來源" 這一新課程理念,已成為新課改后的高考新亮點。化學(xué)工藝題是一種多溶質(zhì)的混合溶液,其中的工藝流程(包括文字、流程圖、表格、數(shù)據(jù)、坐標(biāo)圖等)是優(yōu)質(zhì)溶劑,化學(xué)科學(xué)的知識、方法、觀念是溶質(zhì),將溶質(zhì)結(jié)晶出來并加以識別、應(yīng)用是知識與能力的綜合體現(xiàn)。以下基于化學(xué)工藝題的問題設(shè)置,談?wù)勗谕黄撇呗陨系乃伎肌?/p>
1 化學(xué)工藝題常見問題設(shè)置
2 化學(xué)工藝題的突破策略
2.1 重視教材基本知識的內(nèi)化。
工藝題融合了元素化合物、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡、電離平衡、溶解平衡、水解原理、物質(zhì)制備和分離提純、反應(yīng)條件的控制、綠色化學(xué)等核心知識。應(yīng)力求重溫重點知識,以點帶面,通過知識的內(nèi)在聯(lián)系,建立一個完整的、系統(tǒng)的、開放的且不斷生成的知識結(jié)構(gòu),力求達到知識的內(nèi)化。
2.2 緊抓教材經(jīng)典工藝的深化。
高中化學(xué)教材中涉及到的重要化工生產(chǎn)有合成氨工業(yè)、合成硫酸、氯堿工業(yè),硅酸鹽,煉鐵、煉銅、煉鋁、鎂的提取、石油化工、煤加工等。高考復(fù)習(xí)中應(yīng)充分挖掘教材中的重要工業(yè)生產(chǎn)流程,以生產(chǎn)原理、設(shè)備、生產(chǎn)流程中的除雜提純、尾氣的吸收與處理等熱點知識為載體,聯(lián)系新材料、新能源、環(huán)境問題。高考化學(xué)試題中流程題可能將課本中不同處的內(nèi)容融合,可能會將課本知識延伸。這就提醒我們要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀、梳理教材,弄清書上每個重要實驗和化工流程,并在練習(xí)中加以變通,這樣才易于做好試卷上有創(chuàng)意的工藝流程題。
2.3 熟悉化工生產(chǎn)中的主要操作。
⑴原料的預(yù)處理:目的是為了將原料轉(zhuǎn)化為容易提取的物質(zhì),常用方法有粉碎、灼燒(焙燒)。如海帶中提取碘,事先要將海帶灼燒成灰。
⑵浸出:用浸取劑將固體物質(zhì)中的主要物質(zhì)溶解。浸取時常用浸取劑有水、酸、堿等。
⑶煮沸:目的是為了除去溶液中的某些易揮發(fā)、易分解、易沉淀的物質(zhì)。
⑷pH值調(diào)節(jié):化工生產(chǎn)中為了分離除雜,常需控制溶液的pH值,調(diào)節(jié)的方法有加氧化物、酸、堿等。
⑸蒸發(fā):為了將溶液中的溶質(zhì)提取出來,常采用蒸發(fā)的方法,對于不同的溶質(zhì),蒸發(fā)的程度不同。
①所得晶體不帶結(jié)晶水(如NaCl)時,一般蒸發(fā)至出現(xiàn)大量晶體,利用余熱蒸干。
②所得晶體帶結(jié)晶水(如CuSO4?5H2O)時,通常蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶。
⑹過濾:為了加快過濾速度常用"抽濾";為了防止溶質(zhì)損失或雜質(zhì)析出常用"趁熱過濾";為了保持固液混合物的溫度恒定,可用"熱濾"。
⑺洗滌:為了洗去固體物質(zhì)表面的雜質(zhì),常用蒸餾水洗滌,有時為了減少固體的損失,常用冷水或酒精洗滌。
⑻重結(jié)晶:為了將粗產(chǎn)品進一步提純而采用的重復(fù)結(jié)晶的操作。
⑼干燥:晶體表面上吸附有少量溶劑,需用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行干燥。固體的干燥方法很多,可根據(jù)重結(jié)晶所用的溶劑及結(jié)晶的性質(zhì)來選擇,常用的方法有以下幾種:空氣晾干的;烘干(紅外燈或烘干);用濾紙吸干;置于干燥器中干燥。
⑽氧化:加氧化劑,將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為易除去離子,如將Fe2+氧化為易水解的Fe3+。常用氧化劑有H2O2、Cl2、NaClO、KMnO4等。
2.4 滲透"綠色化學(xué)"的理念。
綠色化學(xué)有利于實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展,對化學(xué)工藝流程的可行性評價需要從 "綠色化學(xué)"的角度考慮。常常涉及工藝的安全性、可操作性、節(jié)約成本(原子效率和原料的循環(huán)使用、節(jié)能)、環(huán)境保護等問題。
2.5 培養(yǎng)答題能力。
要想學(xué)生在高考中拿到一個從未見過、不太熟悉的工藝題不緊張,同時處理得游刃有余,需要我們在高考復(fù)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生工藝題答題能力。
⑴明確工藝題答題的基本步驟
①完成"是什么?為什么?"的問題探究過程
從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的原料和產(chǎn)品。引導(dǎo)學(xué)生理解物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系、理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用及其內(nèi)在聯(lián)系。
②完成"做什么?怎么做?"的問題解決過程
引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)角度分析從原料到產(chǎn)品關(guān)鍵進行了哪些反應(yīng)?利用了什么原理(氧化還原、溶解度、溶液中的平衡)?關(guān)鍵操作進行到什么程度最佳?除目標(biāo)產(chǎn)物外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物?雜質(zhì)或副產(chǎn)物是怎樣除去的?
使學(xué)生明確做工藝題不需要拘泥于每個細(xì)節(jié),不需要把過多的精力用于分析每步流程,只需把握大的方向即可解題。
⑵熟悉工藝題答題的基本策略
①給信息的反應(yīng)方程式的書寫基本步驟
結(jié)合物質(zhì)的類別、化合價情況確認(rèn)反應(yīng)發(fā)生的本質(zhì);確定最關(guān)鍵的反應(yīng)物和生成物;配平關(guān)鍵反應(yīng)物和生成物;再根據(jù)守恒配平或補充其他輔助反應(yīng)物和產(chǎn)物;依據(jù)題目信息寫好反應(yīng)條件;結(jié)合反應(yīng)條件和反應(yīng)體系所處的環(huán)境對各物質(zhì)的存在形式、狀態(tài)進行修正。
②基本實驗操作檢驗沉淀是否完全。一般敘述為:取上層清液,檢驗其中含有的某一離子。
洗滌沉淀。如問洗滌目的,一般考慮除雜或減少原料的損失;如問如何洗滌,一般敘述為:往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流下后,重復(fù)以上操作2-3次。如問用冷水或75%的乙醇代替水的目的,一般是為了減小溶解度(用乙醇還有助于固體的干燥); 如問沉淀是否洗凈,一般敘述為:取最后一次洗滌液,檢驗沉淀表面的雜質(zhì)離子。
從溶液中得到晶體,一般敘述為:蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶-過濾-洗滌-干燥,有時根據(jù)具體物質(zhì)還應(yīng)考慮抑制水解、趁熱過濾等特殊操作。
③反應(yīng)條件的選擇
溫度控制。經(jīng)常從物質(zhì)的揮發(fā)性、穩(wěn)定性、副反應(yīng),對反應(yīng)速率的影響,對化學(xué)平衡的影響,對物質(zhì)溶解度的影響等方面分析。
提高轉(zhuǎn)化率。根據(jù)平衡移動原理分析。
反應(yīng)物用量或濃度。一般是為了提高反應(yīng)物的利用率,控制副反應(yīng)等。
pH值控制。通常是為了促進或抑制水解,控制反應(yīng)的進行程度。
④綠色化學(xué)。從原料成本及循環(huán)利用、設(shè)備要求、節(jié)能、環(huán)保等角度回答。
⑤化學(xué)計算。靈活運用觀察法、比較法拆分與重組法、建構(gòu)模型法、分類討論法、守恒思想、特殊化與一般化思想、平均化與極端化思想、方程思想、函數(shù)思想等。
⑶強化答題規(guī)范化素養(yǎng)的養(yǎng)成
"細(xì)節(jié)"決定成敗,每年高考卷的典型錯題分析都暴露學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)不扎實;在分析解答比較復(fù)雜的綜合性問題時,思考問題不全面,思維欠嚴(yán)謹(jǐn),實驗探究能力和計算能力比較差,信息素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力不強,審題不仔細(xì),答題不規(guī)范,不準(zhǔn)確。一定要強抓基礎(chǔ)知識的扎實性和學(xué)生答題的規(guī)范性,引導(dǎo)學(xué)生從出題者的角度審視問題,抓好錯題訂正和消化,使學(xué)生形成較強的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。
突破工藝題這一富有挑戰(zhàn)的新題型,應(yīng)以《考試說明》為指導(dǎo),寬基礎(chǔ)、重素養(yǎng),幫助學(xué)生練就"化學(xué)的慧眼和慧心", 答題時把握變中求不變,抓住一個關(guān)鍵點:一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。最終使學(xué)生既學(xué)到知識,又培養(yǎng)能力。
參考文獻
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