在化學(xué)課堂中滲透綠色化學(xué)理念

綠色化學(xué)是人類和自然和諧的化學(xué)，是面向新世紀(jì)提出的化學(xué)新概念，同時它也為化學(xué)教育教學(xué)提出了新的課題。在我國，化學(xué)工作者雖然做了大量與綠色化學(xué)要求相一致的工作，但綠色化學(xué)研究剛剛起步，其具有何種現(xiàn)代內(nèi)涵，對人類社會發(fā)展有何種意義，仍不完全為廣大化學(xué)工作者所了解。綠色化學(xué)是新世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的方向和議題。世界各國都在進(jìn)行綠色化學(xué)的研究，并注重綠色化學(xué)的發(fā)展與教育。

一、讓學(xué)生知道綠色化學(xué)的現(xiàn)代內(nèi)涵

綠色化學(xué)概念從一提出來，就明確了它的目標(biāo)，是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料，最大限度地節(jié)約能源，在各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑。它的過程為零排放和零污染，具體內(nèi)涵體現(xiàn)在五個“R”上。

1.減量(Raduction)。“減量”是從省資源、少污染角度提出的，包括兩層意思:(1)減少資源用量，在保證產(chǎn)量的情況下如何減少用量，有效途徑之一是提高轉(zhuǎn)化率，減少損失率;(2)減少“三廢”排放量，主要是減少廢氣、廢水及廢渣(副產(chǎn)物)排放量，特別是排放廢水量必須降低到一定標(biāo)準(zhǔn)以下。在我國的臺灣，連實驗室廢水排放都制定有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

2.重復(fù)使用(Reuse)。重復(fù)使用不僅是降低成本的需要，而且是減廢的需要。如化學(xué)工業(yè)過程中的催化劑、載體等，從一開始就應(yīng)考慮有重復(fù)使用的設(shè)計。

3.回收(Recycling)。回收可以有效實現(xiàn)“省資源、少污染、減成本”的要求，回收包括:回收未反應(yīng)的原料，回收副產(chǎn)物(含“三廢”)，回收助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生中的循環(huán)操作程序就是一種常見的回收方式。

4.再生(Regeneration)。再生是變廢為寶、節(jié)省資源能源、減少污染的有效途徑。它要求化工產(chǎn)品的生產(chǎn)在它設(shè)計的開始，就應(yīng)考慮到有關(guān)原材料的再生利用，特別是高分子材料的再生顯得尤為重要。

5.拒用(Rejection)。拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法，它是指對一些無法替代，又無法回收、再生和重復(fù)使用的藥品原料，拒絕在化學(xué)反應(yīng)過程中使用。在學(xué)術(shù)界日益重視的綠色化學(xué)現(xiàn)代內(nèi)涵已得到理解，綠色化學(xué)概念在工業(yè)上也已日漸得到認(rèn)可，但它的概念與內(nèi)涵在教學(xué)中也應(yīng)得到貫徹，它的應(yīng)用在實驗中也應(yīng)得到推廣。特別是中學(xué)化學(xué)教學(xué)，面對的是接受啟蒙化學(xué)教育的中學(xué)生，貫徹綠色化學(xué)內(nèi)涵，推廣綠色化學(xué)成果顯得尤為重要。

二、綠色化學(xué)觀與綠色化學(xué)新概念

1.建立了與綠色化學(xué)相一致的概念。現(xiàn)行初高中化學(xué)教材從不同角度建立了與綠色化學(xué)內(nèi)涵相一致的基本概念。從環(huán)境保護(hù)角度介紹了環(huán)境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(yīng)等概念，在介紹概念的同時還分析了有關(guān)污染的成因和污染物的主要來源與危害。從減量、減廢的角度介紹了循環(huán)操作、交換劑再生、催化劑中毒等概念。

2.工業(yè)化學(xué)滲透了綠色化學(xué)觀點。中學(xué)化學(xué)教材中的內(nèi)容雖然較為分散也不系統(tǒng)，但都不例外地合理滲透了綠色化學(xué)觀點，這些觀點主要體現(xiàn)在:(1)為了省資源、提高轉(zhuǎn)化率和原料利用率;(2)為了防止或減少環(huán)境污染的發(fā)生，介紹了尾氣回收的方法及回收物的利用。

3.實驗內(nèi)容充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)原理。高中化學(xué)課本的編制和修訂過程中，主要體現(xiàn)在:(1)對常見實驗的固液試劑的取用給出了限量要求;(2)在教材修訂時刪除了有一定危險或危害的硫化氫和苯磺酸制備實驗;(3)介紹了聞氣體的方法;(4)強調(diào)了實驗中常見的事故避免、應(yīng)急處理等;(4)介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;(5)在氯化氫、氯氣等制備實驗中強調(diào)了尾氣的處理辦法。

4.有關(guān)物質(zhì)的內(nèi)容編排中，考慮到了綠色化學(xué)因素。課本在有關(guān)元素化合物、有機化合物的內(nèi)容編排中從綠色化學(xué)角度有重點地介紹了有毒物質(zhì)的性質(zhì)、使用、保存等，綠色化學(xué)與中學(xué)化學(xué)教育教學(xué)、現(xiàn)代社會生活、經(jīng)濟發(fā)展等都呼喚綠色化學(xué)，綠色化學(xué)的新觀點、新思想也需要及時向社會傳播，中學(xué)化學(xué)教育工作者理當(dāng)承擔(dān)起這個義務(wù)與責(zé)任。

三、在中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中體現(xiàn)綠色化學(xué)思想，對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)觀點的教育

1.在實驗教學(xué)中貫徹綠色化學(xué)觀點。實驗教學(xué)與綠色化學(xué)聯(lián)系最為緊密、最為直接，在實驗教學(xué)中貫徹綠色化學(xué)思想最為重要。因此，為了適應(yīng)綠色化學(xué)新要求，中學(xué)化學(xué)實驗必須進(jìn)行改革。(1)要大力推行微型實驗，即要對常見實驗儀器進(jìn)行微縮，對常用試劑要給出限量，實驗中除了可使用已研制成功的井穴板等微型儀器，還可以把容量瓶、燒瓶、啟普發(fā)生器等微型化。在微型化帶來實驗現(xiàn)象不明顯時，可借助現(xiàn)代化輔助教學(xué)手段把實驗結(jié)果放大。(2)要努力改革實驗方式，即要努力減少實驗對玻璃儀器的依賴性。有些顏色變化明顯的定性實驗可放在點滴板中進(jìn)行，如指示劑與酸或堿作用實驗、Fe的顯色實驗等，有些定性實驗可放在濾紙上完成，如電解飽和食鹽水，檢驗醛基存在等。(3)要設(shè)法刪改有關(guān)實驗，現(xiàn)行化學(xué)課本中有些實驗仍有危險性，需要進(jìn)行刪改:考慮到硝基苯及苯的毒性，硝基苯、溴苯制備實驗可以刪去;考慮到NO、NO、SO的毒性，在NO與NOA制備、Cu與濃硫酸反應(yīng)、C與濃硫酸和濃硝酸反應(yīng)等實驗中可以連接尾氣裝置;考慮到安全性，對H和O、Cl與H等的爆鳴實驗可以進(jìn)行改進(jìn)。

2.在素質(zhì)教育中體現(xiàn)綠色化學(xué)思想。素質(zhì)教育是全面的教育，中學(xué)化學(xué)教育也應(yīng)是圍繞全民族素質(zhì)的提高進(jìn)行的教育。在素質(zhì)教育中體現(xiàn)綠色化學(xué)思想，既是傳播綠色化學(xué)觀點的需要，又是培養(yǎng)學(xué)生對社會、對將來的責(zé)任感的需要，更是培養(yǎng)創(chuàng)新精神的需要。