绿色化学思想融入初中化学教学的几点思考
2018-03-26杨俊峰
杨俊峰
摘要:化学的发展使我们的世界变得更加绚丽多彩,但也给我们的生存环境带来了一些危害。绿色化学作为环境友好化学,为环境污染问题的解决起到了关键作用。因此,在初中化学教学中融入绿色化学思想不仅能丰富教学内容,转变学生学习化学的态度,更能增强学生的环境保护意识和社会责任意识,真正实现党对教育提出的“立德树人”的宏伟目标。
关键词:绿色化学思想;初中化学教学;实验教学
一、问题的提出
2017年暑假笔者作为南通市乡村初中化学骨干教师培育站的一名学员参加了暑期培训活动。培训期间,先后聆听了赵华、陆军、吴丛铎及沈世红四位特级教师的学术报告。更为感受深刻的是在培育站主持人吴丛铎老师的精心安排下,25名学员参观了如东生物质发电有限公司、通威渔光一体如东有限公司、优嘉植物保护有限公司,考察了沿海经济开发化工产业园,参观了环保监控的运作。半天的参观学习,让我深深体会到了吴老师的良苦用心。她之所以选择这些企业让我们参观,就是要让我们更深刻感悟到绿色化学是我们企业今后发展的方向,也是我们社会的追求目标。
化学的发展为人类的生存和发展做出了不可磨灭的贡献,使我们的世界变得更加绚丽多彩。但不可否认的是化学、化工的生产也给我们的生存环境带来了一些危害。因此,我们必须大力倡导和研究绿色化学思想。
二、绿色化学思想融入初中化学教学的几点尝试
化学学科核心素养要求学生正确认识化学与生活、生产、自然、技术的关系。让学生具有科学精神与社会责任,这也是与党对教育提出的“立德树人”的指导思想是一致的。
初中阶段的学生身心发展正处于萌发阶段,人生观、价值观、世界观也将开始逐步形成。这一时期的孩子特别容易接受新鲜事物,对世界充满了好奇,开始形成了辨别是非的观念。而化学又是学生在初中最后一年开始接触学习的。因此,从培育人的全面发展角度看,让初中学生树立绿色化学思想是必要的也是必须的。初中学生不仅要学习化学的基本知识和基本原理,认识化学变化的基本规律,还要树立正确的化学观念。绿色化学思想就是让学生从接触化学的那一刻起,逐步形成人与自然和谐的发展观。
1.课堂教学内容融入绿色化学思想
课堂教学是培养和形成学生价值观的主要渠道。绿色化学思想如何才能有效融入学生的课堂教学呢?这就要求我们化学老师能够在每一节化学课的课堂教学内容渗透绿色化学思想。例如:绪言“化学使世界变得更加绚丽多彩”这节内容中,介绍化学作为实用的富有创造性的中心学科,在能源、材料、医学、生命科学和环境保护等领域发挥了不可替代的作用。渗透绿色化学思想,让学生意识到今后的化学工艺生产和产品必须向着环境友好的方向发展,这样才能使得我们的生存环境变得更加美好。
再如:在学习空气这节课内容时,可以适当介绍目前空气中存在的有害物质,如烟尘和有害气体等。很明显空气中的这些有害成分是人类在生产和生活中排放出来的,会影响着人们的身心健康。此时,还可以将该部分知识与第七单元课题2燃烧的合理利用与开发结合起来,告诉学生空气中的三大有害气体SO2、CO2、NO2主要是由化石燃料在燃烧时产生的,其中的SO2与NO2气体与雨水结合易形成酸雨会进一步破坏环境,农田、庄稼、城市的建筑物及河水都会受到不同程度的危害。种种严峻的环境问题需要我们运用绿色化学思想,努力从源头消除污染,才能根本解决空气的污染问题。国家大力推广使用的脱硫技术或使用天然气都可以减少SO2等有害气体的排放。
再例如:在介绍实验室制取氧气的三种常用方法。即加热高锰酸钾、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物以及过氧化氢溶液与二氧化锰混合制氧气。可让学生思考,三种方法中为什么我们在实验室最常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制氧气这种方法呢?可引导学生从环境保护的角度去思考问题,过氧化氢溶液在分解的过程中,生成物除了氧气外还有水生成,而水又是对环境没有任何污染的物质。因此,用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制氧气体现了绿色化学思想,这也为我们今后实验药品、仪器及方法的选择明确了要考虑的因素。
2.实验教学融入绿色化学思想
(1)实验改进中渗透绿色化学思想
实验是化学学习和研究的一条重要的途径。在化学实验教学中,对实验进行恰当的必要的改进也能让学生更好地融入绿色化学思想。不论是化学药品品种的选择还是实验仪器的组装以及产物的回收与处理,都可以融入绿色化学思想。
在人教版义务教育九年级化学上册教材中,关于空气里氧气的含量测定实验用了如图1所示的实验装置。实验的原理是利用红磷在空气中燃烧消耗空气中的氧气,来测定氧气的含量。实验中红磷燃烧后生成的物质是固体五氧化二磷,不会影响消耗氧气后的空气体积。所以燃烧消耗空气中的氧气一般都选择的是红磷。但红磷燃烧生成的五氧化二磷是一种有毒物质,尤其在先点燃红磷,再迅速伸入集气瓶中的过程中,必然会有一部分五氧化二磷跑到外界的空氣中,造成了空气的污染。虽然该实验要求在通风橱中进行,但实际上老师在教室演示该实验时,教室根本没有通风橱。所以,在点燃红磷时,不可避免的会出现少量白烟五氧化二磷污染,有可能会危害坐在最前面靠讲台的孩子们。
因此从绿色化学思想出发,该实验可以作如图2所示的改进。在集气瓶中放入一根电热棒,利用电热棒通电产生的热使得燃烧匙内的红磷燃烧起来。这样可以避免因红磷点燃产生的少量五氧化二磷跑到空气中,避免五氧化二磷对空气和人的污染与危害。
这样的实验改进,是基于绿色化学思想的一次有益尝试。学生能够通过教材原有的实验以及对该实验的改进,亲身体验实验改进的目的和改进后实验结果的对比,逐步形成绿色化学思想。
(2)实验微型化设计中渗透绿色化学思想
实验教学中渗透绿色化学思想的方法和途径有多种。除了对实验进行恰当的改进外,对化学实验微型化设计也能更加体现绿色化学思想。化学实验的微型化具有药品用量少、能减少对环境的污染、实验的现象明显等显著特点。而这些显著的特点正充分体现了绿色化学思想。化学实验微型化并不是把教材中的演示实验或学生实验简单化处理。而是在绿色化学思想下,用最少的实验药品做出最明显的实验现象得出最合理的实验结论。
例如用曲管进行微型化实验可以完成过氧化氢溶液与二氧化锰混合制氧气、氢氧化钙与氯化铵混合加热产生氨气。曲管一般可采用直径为6-9mm的硬质玻璃管。将长约15-20cm的玻璃管弯制成略大于直角的100°左右的形状(如下图所示)。
从短管口处装入少许二氧化锰(约5-6颗火柴头的量),长管口处用棉花团堵住。再从短管口处加入3-5滴过氧化氢溶液,即可观察到短管口处有气泡冒出,并用带火星的木条检验。
用同样的微型实验装置还可以将氢氧化钙与氯化铵混合加热产生氨气并检验。在短管口处装入少许氢氧化钙与氯化铵的混合物,在酒精灯火焰上稍稍加热,可闻到一股刺激性气味的气体,产生的氨气可用红色的石蕊试纸检验(如图5所示)。
通过以上的微型化实验,让学生在学习化学实验的过程中,亲身体验了用简易材料来制作实验装置,逐步树立绿色化学的环保意识。
3.化学试题的设计融入绿色化学思想
化学试题着重检验学生所学化学基础知识的掌握程度,试题设置总体要体现“立德树人”指导思想。在化学试题中适时渗透绿色化学思想既可以帮助学生了解绿色化学研究动态,更能培养学生良好的学习化学的态度。
例如2017年南通市中考化学试题第23题:试题是以合金材料的研发为背景,介绍了锡铅合金以及被誉为“21世纪绿色金属结构材料”的镁合金,并以此来编制题目。同时,以CO2的绿色利用为素材,编制了有关化学方程式的书写和寻找哪种非金属元素化合价升高。之所以选择这些具有绿色化学思想的素材出题,不仅考查学生的解题能力,更想通过解题让学生深刻领悟到国家在高科技领域的研究取得了巨大的成就,而且大大增强了国人的民族自信。国家的很多建设如合成材料的研发、改良以及废物的利用都在绿色化学思想的指引下开展和进行。
三、结束语
绿色化学思想所追求的是从源头上消除化学生产带来的污染,是人与自然的和谐相处。我国社会发展已进入了新时代。新时代要求我们用绿色化学思想发展经济,促进社会更好更陕的发展。作为一名初中化学教师,自己要善于运用绿色化学思想让学生了解和接受化学知识。绿色化学思想融入初中化学教学是一个长期不断完善的过程。笔者就绿色化学思想在初中化学教学中作的几點尝试还是很不全面的,仍有许多素材和经验需要我们化学教育工作者继续探索和完善。