對比分析教學法在綠色化學教學中的應用研究

李旭

摘要：綠色化學是一門新興學科。通過對比分析的教學方法使學員能夠深入理解綠色化學與傳統化學的異同，堅定我國堅持走綠色化學和可持續(xù)發(fā)展道路的信心。教學結果表明，該教學方法具有很強的啟發(fā)性和實踐性，不僅有利于學員掌握相關專業(yè)認識，提高學員的思想意識水平，而且激發(fā)了學員的勇于創(chuàng)新的熱情。

關鍵詞：對比分析；綠色化學；應用研究

對比分析是我們學習和研究的基本方法之一。對比分析教學法是指在教學過程中，將一些有某種聯系和區(qū)別的教學內容放在一起進行分析比較，找出它們的相同點和不同點，使學員明白一項內容以后很自然地就能聯想到另一項內容。通過對比分析可得出結論，易于掌握知識。通過對比分析方法的運用，活躍學員思維，激發(fā)學員學習興趣，使其體悟學習的快樂。現就其具體做法逐一闡述。

1概念對比分析

在綠色化學課程中涉及很多新的概念。通過將學員已經掌握的基本概念與新概念進行對比分析，找出概念的相似和不同，將新舊知識聯系起來，能夠幫助學員較為迅速地理解和學習掌握。如傳統化學與綠色化學、傳統發(fā)展觀與綠色發(fā)展觀、傳統意義GDP與綠色GDP、原子利用率與產率、綠色化學與傳統環(huán)境保護、非綠色化學品和綠色化學品等對比分析。比較分析的形式可以是多樣的，以原子利用率與產率為例，我們通過數學表達式的形式對兩者進行比較。原子利用率=（目標產物的質量/各反應物的質量之和）×100%，產率=（目標產物實際產量/目標產物理論產量）×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例進行比較分析，以綠色化學品和非綠色化學品為例，綠色化學品又稱環(huán)境友好產品，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以前曾是應用廣泛的殺蟲劑。然而，它能在鳥類體內累積，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)現了DDT，DDT作為非綠色化學品已被禁止使用。這種通過實例比較分析不僅利于學員準確直觀形象地掌握新概念，而且有助于學員樹立保護生態(tài)意識。

2實施途徑對比分析

綠色化學實施途徑是多方面的。在綠色化學教學中，對每一種途徑都可以分別進行對比分析。例如傳統反應原料與可再生資源利用對比分析中己二酸制備，傳統反應以不可再生的石化產品苯作為原料反應過程中還用到硝酸；而綠色化學反應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。又如傳統催化劑與高效無害催化劑分析對比。綠色化學過程應是采用無毒無害的催化劑，它應具有很高的氧化選擇性，不產生或很少產生副反應產物，達到盡可能高的原子經濟性。其中以異丙苯生產過程為例比較：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，分別從產量、廢水、廢氣、廢渣、工藝流程、生產效益等多角度比較。得出分子篩催化劑無毒無腐蝕性、可完全再生，取得顯著經濟效益和環(huán)境效益。

3具體反應路線對比分析

在綠色化學教學中有很多具體合成路線，將這些路線進行對比分析，能夠幫助學員迅速學習理解。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，生產能力大得多，在較短的時間和較少的資金投入下，生產效率高得多。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。對比分析應用到綠色化學教學反應路線中，提高學員分析解決問題的能力。

4改變反應方式對比分析

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

5結語

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