初中“綠色化學(xué)”教育的研究與實踐

孫佳

摘 要：介紹了在初中進行“綠色化學(xué)”教育的必要性，提出了通過結(jié)合化學(xué)實驗、緊扣化學(xué)教材內(nèi)容和利用學(xué)生生活實踐的方法在初中化學(xué)教育中滲透“綠色化學(xué)”的理念，培養(yǎng)學(xué)生形成以“科技與社會”、“人與環(huán)境”之間和諧發(fā)展為基礎(chǔ)的科學(xué)價值觀。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；初中；化學(xué)教育

中圖分類號：G622 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1002-2589（2014）33-0245-02

一、“綠色化學(xué)”概念的詮釋

“綠色化學(xué)”是化學(xué)工業(yè)非常發(fā)達的美國最早提出的名詞。1990年，美國通過了一個“防止污染行動”的法令。該行動鼓勵工業(yè)界和化學(xué)界的化學(xué)工作者去研究新的技術(shù)和方法，以避免產(chǎn)生和使用有害物質(zhì)。1991年，“綠色化學(xué)”由美國化學(xué)會（Acs）提出并成為美國環(huán)境保護局的中心口號。1995年，美國總統(tǒng)克林頓設(shè)立了一個新獎項“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”。

按照美國《綠色化學(xué)》（Green Chemistry）雜志的定義，綠色化學(xué)是指：在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時應(yīng)有效利用（最好可再生）原料，消除廢物和避免使用有毒的和有危險的試劑和溶劑。同時綠色化學(xué)是更高層次的化學(xué)，它的主要特點是原子經(jīng)濟性，即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)過程中充分利用每種原料原子，實現(xiàn)有毒有害物質(zhì)“零排放”，既充分利用資源，又不產(chǎn)生污染。因此，綠色化學(xué)的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統(tǒng)化學(xué)，從而使我們對環(huán)境的治理從治標(biāo)轉(zhuǎn)向治本。

二、“綠色化學(xué)”教育提出的背景

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛進步和社會生產(chǎn)力的極大提高，由化學(xué)科學(xué)轉(zhuǎn)化而來的生產(chǎn)技術(shù)也得到了長足的發(fā)展，為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財富和現(xiàn)代文明，但是也給人類帶來了負面的影響。20世紀末全球十大環(huán)境問題“大氣污染、臭氧層破壞、全球變暖、海洋污染、淡水資源緊張和污染、土地退化和沙漠化、森林銳減、生物多樣性減少、環(huán)境公害、有害化學(xué)品和危險廢物”中的七個問題與化學(xué)物質(zhì)污染有關(guān)，另外三個問題與化學(xué)污染有間接關(guān)系。這都昭示著我們：未來我們必須走可持續(xù)發(fā)展的道路；實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是全人類共同的事業(yè)。

十六大把實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展和人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)寫入了黨領(lǐng)導(dǎo)人民建設(shè)中國特色社會主義必須堅持的基本經(jīng)驗，強調(diào)實現(xiàn)全面建成小康社會的宏偉目標(biāo)，必須使可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強，生態(tài)環(huán)境得到改善，資源利用效率顯著提高，促進人與自然的和諧，推動整個社會走上生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路。綠色化學(xué)與我們國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是非常契合的。作為與“戰(zhàn)略”密切相關(guān)的化學(xué)教育，理應(yīng)為可持續(xù)發(fā)展服務(wù)，實施“綠色化學(xué)”教育。

三、“綠色化學(xué)”教育實施的意義

要把綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的理念落實到每一個角落，必須從源頭——教育抓起，尤其是初中化學(xué)教育，因為這是在學(xué)生心中奠定綠色化學(xué)理念基石的搖籃，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本保證，學(xué)生是社會主義建設(shè)的后繼者、接班人，他們的思維、意識、行動決定并影響著將來人類的和諧發(fā)展。具有綠色理念的他們會像一粒粒種子播撒到各個行業(yè)。因此，綠色化學(xué)教育應(yīng)成為21世紀化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。把綠色化學(xué)融合于新課程化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革中，強調(diào)人類對環(huán)境與發(fā)展的責(zé)任感，將化學(xué)科學(xué)的真理性與社會、人文需要的合理性融為一體，使學(xué)生了解綠色化學(xué)的科學(xué)理念、思想方法、實用性和社會經(jīng)濟價值等，深入理解科學(xué)的“雙刃劍”作用，形成以“科技與社會”、“人與環(huán)境”之間和諧發(fā)展為基礎(chǔ)的道德、倫理和科學(xué)的價值觀。

四、初中“綠色化學(xué)”教育的現(xiàn)狀

在現(xiàn)行滬教版初中化學(xué)教材中關(guān)于環(huán)境教育的知識點編排比較分散，缺乏“綠色化學(xué)”理論的指導(dǎo)，難以形成整體觀念。關(guān)于環(huán)境教育的內(nèi)容幾乎都是“環(huán)境惡化”或“環(huán)境污染”的情況介紹，對于環(huán)境保護措施的介紹都是綜合治理，而某些綜合治理手段已不適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求，忽略了教育學(xué)生如何運用“綠色化學(xué)”的科學(xué)手段對環(huán)境進行保護，不利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和環(huán)保能力。

另外，部分教師對培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)理念的意識淡薄。受到考試模式滯后、升學(xué)壓力等社會大環(huán)境的影響，不愿意顧及或無暇顧及“綠色化學(xué)”教育。

五、初中“綠色化學(xué)”教育的實踐

只有我們化學(xué)教師自身不斷更新環(huán)保觀念，補充環(huán)保新鮮知識，提高對環(huán)境問題的認識，擴大自身的環(huán)境知識容量，才會自覺地、有機地將環(huán)境教育滲透于化學(xué)教學(xué)中，深入挖掘教材，找到綠色化學(xué)教育案例，豐富對學(xué)生綠色理念的感知，強化學(xué)生的綠色化學(xué)意識。

（一）結(jié)合化學(xué)實驗

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗是化學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵，而實驗教學(xué)正是豐富學(xué)生綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的理念的首要手段。因此，在實驗教學(xué)中要盡量體現(xiàn)綠色化學(xué)實驗的新要求：省資源、無污染、無廢物、多循環(huán)、多利用。讓“保護環(huán)境，從我做起”的思想在學(xué)生心中扎根。

1.規(guī)范化學(xué)實驗基本操作。在初中化學(xué)實驗中，教師必須嚴格規(guī)范學(xué)生的化學(xué)實驗基本操作：正確地聞氣體、取藥品、如何放置藥品、取藥品的各種工具的選用、取用藥品量的多少都要向?qū)W生交代清楚；實驗結(jié)束后，如何處理化學(xué)廢物、把儀器洗滌干凈放回原處，擦干凈實驗桌面，這些都要認真細致指導(dǎo)。經(jīng)常碰到一些學(xué)生認為做實驗時藥品用量越多現(xiàn)象越明顯，教師就應(yīng)告誡學(xué)生藥品用量較多不但造成浪費，而且有時反應(yīng)產(chǎn)物多的話還會使操作不安全，造成實驗危險，污染環(huán)境。

如做“酸、堿、鹽性質(zhì)”實驗時，要求學(xué)生不用試管做實驗，而是改用點滴板，這樣做同樣可以取得明顯的實驗現(xiàn)象，而且節(jié)約了藥品，還便于做對比。在潛移默化中給學(xué)生播下“綠色化學(xué)”的種子，使實驗活動從始至終成為對學(xué)生進行綠色教育的課堂。

2.鼓勵改進實驗裝置?；瘜W(xué)實驗總伴隨著氣體、液體或固體物質(zhì)的生成，這些產(chǎn)物中許多是有毒或有害物質(zhì)，會造成環(huán)境污染。在不影響實驗結(jié)果、觀察效果的前提下，要鼓勵學(xué)生改進實驗內(nèi)容及儀器裝置，或變化實驗程序，從而盡量減少實驗試劑和實驗產(chǎn)物對環(huán)境的污染，實現(xiàn)化學(xué)實驗的綠色化設(shè)計。

如做“硫酸型酸雨”的“活動與探究”實驗（1）硫在氧氣中燃燒實驗時，讓學(xué)生思考能不能通過改進實驗使我們既能看到硫在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，又能避免產(chǎn)生的SO2進入空氣中造成污染。學(xué)生們想到了可以在盛有氧氣的集氣瓶中預(yù)先加入少量濃NaOH溶液，在實驗過程中SO2可以被濃NaOH溶液及時吸收，防止污染空氣。

如在做“一氧化碳還原氧化鐵”實驗時，教師應(yīng)強調(diào)尾氣處理的意義——防止CO排出污染空氣，還可以讓學(xué)生擴展尾氣處理的方法，除燃燒外，可以氣球收集或排水法收集后再利用，還可以撤掉后面的酒精燈，把導(dǎo)出尾氣的玻璃導(dǎo)管設(shè)計成彎管，使尾氣直接在放有氧化鐵粉末的硬質(zhì)試管下的酒精燈上燃燒。這樣不但可以處理尾氣，還可以通過CO燃燒放出熱量提供給一氧化碳還原氧化鐵，從而節(jié)省能源（見圖1）。

（二）緊扣教材內(nèi)容

現(xiàn)行的中學(xué)化學(xué)教材已經(jīng)融入了許多綠色化學(xué)知識，在課堂教學(xué)中要處處緊扣教材內(nèi)容，時時體現(xiàn)綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的理念，進行綠色化學(xué)觀點的教育，使綠色化學(xué)的觀點、要求與現(xiàn)行教材融合在一起。

1.適當(dāng)延伸教學(xué)內(nèi)容。如果教師能夠抓住教學(xué)中與綠色化學(xué)相關(guān)的因素加以應(yīng)用，以教材相關(guān)內(nèi)容為延伸點，向?qū)W生介紹綠色化學(xué)的相關(guān)信息，既能使學(xué)生真正理解綠色化學(xué)，又能激發(fā)起他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

如：當(dāng)?shù)诰耪轮v到釀酒原理時，告訴學(xué)生目前生產(chǎn)、生活中對乙醇的需求量是非常龐大的，如果用含淀粉的糧食來生產(chǎn)酒精，成本較高。纖維素也是碳水化合物，如果能把自然界豐富且不能食用的“廢物”纖維素，如樹枝樹葉、稻草糠殼和玉米芯等等，用它們做原料制取乙醇，那么將大大降低成本，為新能源的發(fā)展找到一條可行的道路。

如：當(dāng)?shù)谄哒轮v完“復(fù)分解反應(yīng)”后，就可以把“原子經(jīng)濟”理論介紹給學(xué)生，“原子經(jīng)濟”主張在通過化學(xué)轉(zhuǎn)換獲取新物質(zhì)的過程中充分利用每個原子，最理想的原子經(jīng)濟是全部反應(yīng)物的原子嵌并入期望的最終產(chǎn)物中，不產(chǎn)生任何廢棄物，它能夠充分利用資源，又能實現(xiàn)污染預(yù)防?？梢蕴釂枴八姆N化學(xué)反應(yīng)基本類型中，哪一種類型最符合原子經(jīng)濟理論？”，答案當(dāng)然是“化合反應(yīng)”。因為只有化合反應(yīng)是反應(yīng)物中所有原子全部進入產(chǎn)物中的。

2.借助多媒體輔助。教材中的很多與綠色化學(xué)有關(guān)的內(nèi)容，如：煤、石油、天然氣的綜合利用，白色污染及其治理，與空氣污染有關(guān)的環(huán)境問題——全球氣候變暖、臭氧層空洞、酸雨，水污染的“赤潮”、“水華”現(xiàn)象等，教材中的介紹僅局限于文字，在教學(xué)時可以引入相關(guān)的視頻（教參附帶的多媒體光盤中有大量教學(xué)視頻），照片或圖片，以及相關(guān)的新聞內(nèi)容。利用這些多媒體輔助教學(xué)其強烈的視、聽效應(yīng)刺激，強化學(xué)生對所學(xué)材料的感知程度，往往會收到意想不到的效果。對于一些由于客觀條件所限不能做的實驗也可通過多媒體輔助來完成，使學(xué)生通過多媒體技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用，進一步認識綠色化學(xué)，實踐可持續(xù)發(fā)展理論。

3.引入有關(guān)環(huán)保習(xí)題。習(xí)題教學(xué)是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，它是幫助學(xué)生掌握和鞏固所學(xué)知識、技能的重要手段。習(xí)題教學(xué)不僅可以開發(fā)學(xué)生的智力，還能使學(xué)生在聯(lián)系中了解科技動態(tài)，學(xué)以致用，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度。融合了“綠色化學(xué)”的習(xí)題教學(xué)，使學(xué)生更深入了解綠色化學(xué)和持續(xù)發(fā)展理論的重要性。

例2：現(xiàn)代生活中，人們越來越注意微量元素的攝入。血紅蛋白中的鐵是人體內(nèi)氧的輸送者，缺鐵易患貧血。一種添加了營養(yǎng)劑的“鐵強化”醬油已經(jīng)面市。根據(jù)衛(wèi)生部鐵強化劑添加標(biāo)準，每100ml醬油中鐵營養(yǎng)劑添加量是200mg，該營養(yǎng)元素質(zhì)量分數(shù)為12.5%。根據(jù)實驗測得，醬油中鐵只有10%能被人體吸收，以某人一天使用16ml該醬油計算，他一天從醬油中吸收的鐵元素是多少毫克？

例3：化學(xué)在2008年北京奧運會的各個方面發(fā)揮重要作用。

（1）北京奧運會需要大量材料。下列使用金屬材料的是（填序號，下同），使用有機合成材料的是_____。

①使用金銀和銅等制作獎牌；②使用鋁合金制作奧運火炬；③使用鋼鐵建造主體育場“鳥巢”；④使用滌綸（的確良）制作運動服裝。

（2）北京奧運會對能源的需求很大。人類通過化學(xué)反應(yīng)獲得的能源，大多來自于天然氣、和____煤等化石燃料。北京市在開發(fā)和使用新能源上進行了很多嘗試，小芳在街頭發(fā)現(xiàn)一種不用外接電源的路燈。只要每天有短時間的光照就能使用，這種路燈使用的新能源是____。

（3）為體現(xiàn)綠色奧運的理念，北京奧運會采用丙烯作為火炬燃料，丙烷燃燒時發(fā)出亮黃色火焰，反應(yīng)生成水和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

（4）北京奧運會將有數(shù)以萬計的觀眾。針對觀看比賽時產(chǎn)生的垃圾，下列說法正確的是_____。

①這些垃圾應(yīng)隨身帶出賽場；②這些垃圾應(yīng)送到垃圾焚燒發(fā)電廠，焚燒發(fā)電；③這些垃圾中的塑料制品不要丟棄，避免“白色污染”。

（三）利用生活實踐

新的課程標(biāo)準明確指出：“在化學(xué)教學(xué)中，通過幫助學(xué)生了解化學(xué)制品對人類健康的影響，懂得運用化學(xué)知識和方法去治理環(huán)境，合理地開發(fā)和利用化學(xué)資源，逐步學(xué)會從化學(xué)的角度認識自然與環(huán)境的關(guān)系，分析有關(guān)的社會現(xiàn)象”。在生活實踐中也應(yīng)貫穿綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的理念，每位公民都應(yīng)養(yǎng)成具有環(huán)境保護意識的人，做一切力所能及的體現(xiàn)綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的事情：妥善處理生活廢棄物，決不能隨意傾倒，造成環(huán)境污染，應(yīng)分類處理垃圾，有的還可以變廢為寶；使用具有綠色環(huán)保標(biāo)志的家用電器；使用太陽能熱水器；使用無磷洗衣粉；使用環(huán)保節(jié)能的產(chǎn)品；不食野生保護的動、植物；不使用難降解的一次性飯盒；減少使用塑料袋；多騎自行車，少用機動車等。了解身邊的、國內(nèi)外的熱點環(huán)境問題，如2008年6月1日塑料袋有償使用，無錫太湖暴發(fā)藍藻，北京、上海等城市先后強制汽車使用無鉛汽油，三鹿奶粉“三聚氰胺”事件等。關(guān)注重大的綠色化學(xué)研究成果，如環(huán)境友好的海洋生物防垢劑，新配方汽油，可燃冰的開發(fā)使用等。

六、結(jié)束語

綠色化學(xué)不是一門獨立的學(xué)科，它是一種戰(zhàn)略、一種方針、一種指導(dǎo)思想、一種研究策略。不久的將來，重大的綠色化學(xué)研究成果不但是科學(xué)文獻，也將進入教科書，走進我們的生活。這種預(yù)防化學(xué)污染的新理念和新實踐正日益被人們認識、接受和重視。我們的初中化學(xué)教育，就是要使學(xué)生樹立牢固的綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展理念，促進其深入學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，將其所學(xué)知識運用到生活中去，培養(yǎng)他們的危機感和緊迫感，并使他們自覺產(chǎn)生關(guān)注人類生存和發(fā)展的責(zé)任感，從而推動綠色化學(xué)事業(yè)。

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