對比分析教學(xué)法在綠色化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

李旭

摘要：綠色化學(xué)是一門新興學(xué)科。通過對比分析的教學(xué)方法使學(xué)員能夠深入理解綠色化學(xué)與傳統(tǒng)化學(xué)的異同，堅(jiān)定我國堅(jiān)持走綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展道路的信心。教學(xué)結(jié)果表明，該教學(xué)方法具有很強(qiáng)的啟發(fā)性和實(shí)踐性，不僅有利于學(xué)員掌握相關(guān)專業(yè)認(rèn)識，提高學(xué)員的思想意識水平，而且激發(fā)了學(xué)員的勇于創(chuàng)新的熱情。

關(guān)鍵詞：對比分析；綠色化學(xué)；應(yīng)用研究

對比分析是我們學(xué)習(xí)和研究的基本方法之一。對比分析教學(xué)法是指在教學(xué)過程中，將一些有某種聯(lián)系和區(qū)別的教學(xué)內(nèi)容放在一起進(jìn)行分析比較，找出它們的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，使學(xué)員明白一項(xiàng)內(nèi)容以后很自然地就能聯(lián)想到另一項(xiàng)內(nèi)容。通過對比分析可得出結(jié)論，易于掌握知識。通過對比分析方法的運(yùn)用，活躍學(xué)員思維，激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，使其體悟?qū)W習(xí)的快樂。現(xiàn)就其具體做法逐一闡述。

1概念對比分析

在綠色化學(xué)課程中涉及很多新的概念。通過將學(xué)員已經(jīng)掌握的基本概念與新概念進(jìn)行對比分析，找出概念的相似和不同，將新舊知識聯(lián)系起來，能夠幫助學(xué)員較為迅速地理解和學(xué)習(xí)掌握。如傳統(tǒng)化學(xué)與綠色化學(xué)、傳統(tǒng)發(fā)展觀與綠色發(fā)展觀、傳統(tǒng)意義GDP與綠色GDP、原子利用率與產(chǎn)率、綠色化學(xué)與傳統(tǒng)環(huán)境保護(hù)、非綠色化學(xué)品和綠色化學(xué)品等對比分析。比較分析的形式可以是多樣的，以原子利用率與產(chǎn)率為例，我們通過數(shù)學(xué)表達(dá)式的形式對兩者進(jìn)行比較。原子利用率=（目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量/各反應(yīng)物的質(zhì)量之和）×100%，產(chǎn)率=（目標(biāo)產(chǎn)物實(shí)際產(chǎn)量/目標(biāo)產(chǎn)物理論產(chǎn)量）×100%。這種比較簡潔明了，便于記憶。又如對有的概念我們還可以通過具體的實(shí)例進(jìn)行比較分析，以綠色化學(xué)品和非綠色化學(xué)品為例，綠色化學(xué)品又稱環(huán)境友好產(chǎn)品，它在使用過程中和使用后不會危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。如ConfirmTM殺蟲劑對毛蟲有非常好的殺滅作用，而對于各種哺乳動物、水生動物、益蟲如蜜蜂、瓢蟲、甲蟲、蜘蛛等都非常安全。DDT以前曾是應(yīng)用廣泛的殺蟲劑。然而，它能在鳥類體內(nèi)累積，造成蛋殼變薄，使多種鳥類種群顯著減少。人們甚至在北極的海豹和南極的企鵝體重也發(fā)現(xiàn)了DDT，DDT作為非綠色化學(xué)品已被禁止使用。這種通過實(shí)例比較分析不僅利于學(xué)員準(zhǔn)確直觀形象地掌握新概念，而且有助于學(xué)員樹立保護(hù)生態(tài)意識。

2實(shí)施途徑對比分析

綠色化學(xué)實(shí)施途徑是多方面的。在綠色化學(xué)教學(xué)中，對每一種途徑都可以分別進(jìn)行對比分析。例如傳統(tǒng)反應(yīng)原料與可再生資源利用對比分析中己二酸制備，傳統(tǒng)反應(yīng)以不可再生的石化產(chǎn)品苯作為原料反應(yīng)過程中還用到硝酸；而綠色化學(xué)反應(yīng)用可再生物葡萄糖為原料，不但消除了苯的危害，還避免了由于硝酸使用帶來的環(huán)境問題。又如傳統(tǒng)催化劑與高效無害催化劑分析對比。綠色化學(xué)過程應(yīng)是采用無毒無害的催化劑，它應(yīng)具有很高的氧化選擇性，不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生副反應(yīng)產(chǎn)物，達(dá)到盡可能高的原子經(jīng)濟(jì)性。其中以異丙苯生產(chǎn)過程為例比較：分別用無水三氯化鋁催化劑和分子篩固體酸催化劑的合成工藝反應(yīng)條件對比分析。在分析過程中，我們采用圖表對比分析法，分別從產(chǎn)量、廢水、廢氣、廢渣、工藝流程、生產(chǎn)效益等多角度比較。得出分子篩催化劑無毒無腐蝕性、可完全再生，取得顯著經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3具體反應(yīng)路線對比分析

在綠色化學(xué)教學(xué)中有很多具體合成路線，將這些路線進(jìn)行對比分析，能夠幫助學(xué)員迅速學(xué)習(xí)理解。例如異布洛芬（芬必得主要成分）的合成方法對比：老方法六步，新方法三步。新方法消除了大量的廢物，生產(chǎn)能力大得多，在較短的時(shí)間和較少的資金投入下，生產(chǎn)效率高得多。在環(huán)境效益與低投入獲益方面，綠色合成顯示出極大的優(yōu)勢。對比分析應(yīng)用到綠色化學(xué)教學(xué)反應(yīng)路線中，提高學(xué)員分析解決問題的能力。

4改變反應(yīng)方式對比分析

在綠色化學(xué)教學(xué)中，傳統(tǒng)反應(yīng)方式與非傳統(tǒng)反應(yīng)方式之間存在很大的差異。引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行對比分析差異，激發(fā)學(xué)員創(chuàng)新意識。例如傳統(tǒng)付瑞德爾-克拉夫茨反應(yīng)用苯與鹵代烴在無水三氯化鋁催化下進(jìn)行。此反應(yīng)會產(chǎn)生鹵化氫氣體、廢棄的催化劑固體等。為避免傳統(tǒng)付瑞德爾-克拉夫茨反應(yīng)的副反應(yīng)產(chǎn)物污染，Kraus等改變反應(yīng)方式，開發(fā)了一種新方法，利用醛和醌的光化學(xué)反應(yīng)合成，消除了污染。光化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)、微波輻射等非常規(guī)方式是借助物理學(xué)中光、電、輻射等手段應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)。對比法應(yīng)用到綠色化學(xué)改變反應(yīng)方式教學(xué)中，能夠啟發(fā)學(xué)員移植創(chuàng)新意識。

5結(jié)語

對比分析教學(xué)方法非常適合綠色化學(xué)教學(xué)，通過對比分析法能使學(xué)員輕松地接受新概念，掌握綠色化學(xué)規(guī)律，總結(jié)整合新舊知識，提高學(xué)習(xí)技能，自覺樹立可持續(xù)發(fā)展觀，增強(qiáng)綠色環(huán)保理念，激發(fā)學(xué)員創(chuàng)新意識。endprint