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高校化学教育中绿色化学理念的应用研究

高校化学教育中绿色化学理念的应用研究

  随着科学技术的不断发展,人类在认识大自然的过程中,不断加强改造和利用的能力,同时出现了诸多的问题,包括过度开发资源、过量排放废弃物,破坏了自然环境中原生态结构与组成体系,导致人与自然几千年来的和谐关系受到了严重的影响。不良的生态现象有:温室效应、大气污染、水污染、有机物污染、臭氧层损坏等,这些不良现象严重威胁到了人类生存。因此,绿色化学理念的推出无疑是一个宏伟的战略方针,也是现代化学学习者和工作者的一个挑战。各个高校越来越重视在化学教育中渗透绿色化学理念,只有在学习的过程中培养学生良好的环保意识,才能真正实现“绿色”理念,这也是每位化学教育工作者必须挑起的重任。
  一、绿色化学理念的含义诠释
  社会经济的高速发展,必然带来资源的高消耗,人口数量的不断提升,人们所能占有的资源也是屈指可数。我们可以清楚的看到,摆在我国面前最大矛盾就是:通过对生态环境的“牺牲”来换取经济的“腾飞”,还是更好的限制人均资源的消耗来保护目前的生态环境,最大限度的降低破坏。工业在我国占据了举足轻重的作用,关系到整个国民经济的发展,而其中我们所熟悉的化学工业为其他行业持续不断地提供更多的科学服务和产品支持。但是,我们不得不面对在追求经济高速发展的同时,整个大自然也受到了空前破坏的问题。生态失去平衡和环境受到严重污染制约了经济的发展,也影响了人类的日常生活、健康,不断加深社会各个领域的矛盾,出现更多的问题。wwW.11665.cOm面对这种现状就必须让我们通过改变研究模式来改变生产模式,将“绿色化学”的理念融入到化学工业中,将能从源头控制和防范污染。
  绿化化学无疑是“无害”为基础的环境化学,通过化学的先进技术和手段更大限度的消除或者降低有害于人类健康、生态环境的原料、产物、副产品、催化剂、溶剂等生产和使用。绿色化学的核心理念是倡导不要使用有害、有毒的物质,更加不能产生过量的废弃物,不合理的处理废弃物。这是一门从源头加强防范和控制污染的化学,或者说这是一个更有层次的化学理念。从绿色化学的定义上我们就能看出它是以可持续发展为目标而产生的理念。
  绿色化学理念引导人们更加重视环境。早在1996年美国就以“总统绿色化学挑战奖”作为美国绿色化学挑战计划中的主要内容,通过这个奖项的设立,其目的是为了鼓励人们敢于探索绿色化学,积极使用和推行绿色化学的科研成果。在上个世纪90年代我国的主要力量还放在经济发展上,也在1996年举行过以“工业生产中绿色化学与技术”为主题的研讨会,通过这个小小的研讨会也体现了我国对环境保护的重视,对绿色化学工业成果研究和开发。后来的一年,在香山会议上宣布了我国以“可持续发展问题对科学的挑战--绿色化学”为主题的研讨工作机构。从这些资料来看我们在进行高校化学教育的过程中,需要将这些思想体现出来,做到更好的借鉴。
  二、绿色化学崇尚的发展思路及模式
  基于目前科学技术,改善生产技术积极采用各种无毒、无害的原材料替代有毒、有害的原材料;对工艺流程进行改善,对“原子经济性”的反应进行开发;在使用各种原材料的过程中最大限度的节约和效率转化,在排放过程中尽量实现废弃物“零排放”。
  (一)绿色化学追求的目标是高效
  高效的核心思想是尽量使用最少的原材料,创造更多成品;最大限度地降低排废弃物,提高转化率。我国在制定污染物排放标准时,主要根据假设每一个化学工业行业都以高效生产操作作为大前提的。
  (二)对“原子经济性”的反应进行开放
  原子经济性的反应是属于近似理想的反应,是将原料分子中的原子通过原子经济性的反应完全地转化为产物,实现废物“零排放”的目的。从目前各大化学工业来看,特别是有机原料的生产制造过程中,很大一部分已经开始推行原子经济性反应的使用了,例如乙烯、丙烯的聚合等。还有一部分基本有机原料的生产采用的是一步的原子经济反应,例如生产环氧乙烷。
  (三)积极推行无毒、无害溶剂的使用
  化学制造过程中出现的所有污染问题,其污染源不仅仅是产品和原材料引起的,而且还来自于在制造过程中所采用的部分物质,最常见的是反应制造过程中所采用的介质与溶剂。目前工业制造过程中溶剂的使用是最广泛的,但是大多数溶剂都是挥发性的有机化合物,在使用过程中会导致水源污染、地面臭氧形成等。因此,要积极推行无害、无毒的溶剂来代替有害、有毒的溶剂,这些都是绿色化学重点研究的内容。目前研究主题是研发超临界流体,其中我们特别关注超临界中的二氧化碳,它的优点是无害、无毒、成本低,还不具备可燃性。
  (四)加强回收和重复利用材料
  回收是以降低节约资源理念为基础的,而重复利用材料是降低成本的体现。两者都是以资源节约型为主题的,从而更好地改善工业企业的经营成本。针对自然环境难以回收或者在短时间内难以回收的各类材料,应该实施重复利用的方式;而对于污染度高的化学制品,如我们熟悉的电池应当尽量做好回收而加以利用。倡导回收利用材料的意识也是绿色化学实施的重要途径。
  三、绿色化学理念在高校化学教育中作用的研究
  (一)绿色化学理念在化学教育中有助于培养辩证统一的良好思想
  “先污染再治理”的落后只会导致人与自然和谐关系出现诸多问题。绿色化学理念以全新的改革方式,重源头抓源头,这样才能更好地避免化学造成的污染与破坏,简单来说绿色化学理念是以源头为基础从而进行治理的无害化学。在这里绿色化学还特别强调了,绿色化学理念的全新推出以及实施,并不是对传统的化学方式进行所有的否定,必须要坚持以客观为基础、可持续发展观、唯物主义观,将传统化学的精华与绿色化学理念充分的结合起来,逐渐消除威胁人类健康与生存环境的危害因素,这才是绿色化学的精髓。

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  (二)绿色化学理念有利于加强学生更加爱护生命
  根据目前几年食物中毒相关数据显示,不完全统计下我国食物中毒人数已经达到了四万人。剖析其原因“食物中毒”的原因:过量使用农药杀虫剂、剧毒残留严重等。在高校化学部分教材涉及到了农药的知识,例如我们非常熟悉的ddt、六六六、有机磷农药等,根据目前农业的快速发展,以实现绿色产物为目的,全方面的对农药进行评价。例如:六六六和ddt具有很高杀虫性的同时,也会严重污染其环境,而且具有很高的毒性,对人类与牲畜的健康都具有很大的威胁。而这些具有危害性的农药正逐渐被植物生长调节剂与内源性的昆虫激素等具有生态意义的农药所替代。这类新型的农药不但高效、而且不会污染环境,降低了毒性不会危害到人类和牲畜的健康。最大限度避免了因为农药的滥用而出现大量鱼类、益鸟益虫的死亡的现象。为学生举出绿色化学具体教育实例,从而加强学生保护环境的意识,积极主动的去倡导和爱护我们生存的环境。
  (三)绿色化学理念有利于培养正确的发展观
  高校化学教育工作者要一直坚持可持续科学发展的观念,树立正确的人生观、价值观、世界观,从而更好的将绿色化学的理念渗透到整个高校化学教育细节中去。化学课堂教学过程中要重视体现绿色化学的原则性,让学生知道在发展的同时不能以牺牲环境作为代价,地球上的能源和物质都是有限的,要善于应用和珍惜。例如:学习“烯烃与溴的亲电加成”相关知识时,对于连结电子取代基的烯烃与溴的加成反应,烯烃可作为麦克尔受体在阳光引发下与溴进行自由基的加成反应。而这里的能源绿色化就体现在对太阳辐射能论文联盟http://的直接利用,它为解决目前化学能源的污染性、有限性以及温室效应等能源问题开辟了更多的出路。通过以上绿色化学的实际例子进行教育,让学生明白和关心生态环境、珍惜能源等问题,逐渐加强学生的社会责任感。
  (四)绿色化学理念有利于培养学生的创新意识
  绿色化学理念是对传统化学一次全新的改革。将化学理论作为基础课程的内容,然后将绿色化学的先进理念融入加强创新意识的培养,并大力实施实践和强化。例如:高校有机化学相关知识中,大部分教材在介绍浓硫酸作为催化剂的时候,只介绍了酯化反应。但是浓硫酸作为催化剂的时候存在诸多问题:对设备进行腐蚀、产生大量的无机盐废弃物、收率低等。我们可以从多个角度来介绍提升产物收率的方法来正确引导学生。鼓励学生对资料进行收集和查阅并提出了一些方案:一是用高效催化剂替代,可以用杂多酸、固体超强酸、无机路易斯酸等;二是建议使用绿色溶剂:三是用微型实验进行替代。从实际情况出发,鼓励学生敢于亲自动手操作进行验证,这样开拓了学生的研究,培养了学生的绿色化学意识,激发学生的创新精神。
  (五)绿色化学理念有利于培养适应经济发展的新型人才
  绿色化学的主要特点是针对原子经济性反应进行研究、对净化原料进行选择、大力推行采用无害无毒的溶剂和催化剂、倡导环保意识等。企业应该重视控制污染,应该将治理污染的费用转化为对绿色新成品进行集中研究的费用,要树立狠抓源头的意识,将污染扼杀在摇篮中,这样经营模式才能促成企业和社会形成“双赢”的局面。高校有机化学相关知识中,介绍了很多这类的教学重点,例如对氧化进行选择性反应,教材中通常会介绍使用大剂量的强氧化剂,如k2cr2o7,但是在工业生产实际情况中采用的是催化氧化,如h2o2,o3也是氧化剂,用来进行催化反应是非常合适的,可以更好地进行清洁,而且产率极高,没有出现“三废”的现状。通过这些实际绿色教育实例,学生能明白,先进的科学技术具有市场竞争力。
  四、绿色化学理念在高校化学教育中的实施方法
  (一)改变观念,加强认识
  身为高校化学教育的工作者,必须要掌握教材,充分挖掘教材,认识到绿色化学理念的重要性,提高绿色化学理念的宣传力度,将绿色化学理念融入到学生的内心,通过列举更多的绿色化学实例来让学生亲身体会到什么是绿色化学理念,明白绿色教育的重要性。
  (二)重视实验教学,在实验中体现绿色化学理念
  化学的基础是实验。实验是化学进行讲解和教学的必要手段,也是掌握知识最直接的方法,在进行化学实验过程中会出现“废物”处理的问题,如何处理好这些废物,为绿色化学教育提供了更好的实践机会,更好地促进学生培养爱护环境的意识。另外,在实验教学中要大力推行微型化实验,倡导绿色化学教育理念。微型化实验的主要特征是,它从节约出发,可以降低污染程度,而且具有较高的安全性。从而控制了污染,也让学生可以亲自操作实验,培养学生敢于动手,调动学生学习化学的兴趣,激发创新思维,增强环保意识都具有重要的意义。
  (三)在化学课外活动中开展绿色化学理念的教育
  新化学课程标准明确指出:“需要加强组织和指导学生开展化学课外的活动,其目的是打开学生眼界、提升知识量,让学生更加全面的发展,提高学生的综合素质”。课外活动开展过程中,需要将绿色化学理念教育中的内容渗入。例如:组织学生到工厂进行参观,开办绿色化学教育专题报告会;鼓励学生联系身边的实际化学问题,这些对开展绿色化学教育都具有重要的意义。
  化学是一门长盛不衰的科学,它始终走在各个学科的前沿。绿色化学理念在高校化学教育中具有非常重要的意义。在化学以及相关专业学生的培养过程中不断渗透绿色化学理念的教育,才能加强学生爱护环境的意识,激发学生热爱化学的兴趣,提升创新能力,而且也在一定程度上培养了高校学生适应社会的能力。转贴于论文联盟 http://www.ybask.com
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  •  作者:王红 [标签: 化学 绿色化学 初中 化学 绿色化学 化学 ]
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