淺談在高一電化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)

曾碧英

【摘要】近些年來，隨著社會(huì)各界對(duì)環(huán)境問題越發(fā)重視，綠色化學(xué)作為一種新的防治污染的理念，逐漸成為教育領(lǐng)域中的熱點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。在高中化學(xué)教學(xué)過程中滲透綠色化學(xué)理念，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)學(xué)科角度看待環(huán)境污染問題，讓學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)、生產(chǎn)技術(shù)以及社會(huì)問題三者之間的聯(lián)系有一個(gè)較為深刻的理解，這對(duì)于強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任意識(shí)有著非常積極的促進(jìn)作用。本文主要對(duì)如何在高一電化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)意識(shí)進(jìn)行研究討論。

【關(guān)鍵詞】高一化學(xué);電化學(xué);綠色化學(xué);意識(shí)培養(yǎng)

在當(dāng)前化學(xué)學(xué)科發(fā)展領(lǐng)域中，綠色化學(xué)已經(jīng)成為研究的主要方向之一。而電化學(xué)正是利用電子作為化學(xué)反應(yīng)中的氧化還原劑，通過對(duì)裝置的改造，不但能夠快速地控制反應(yīng)的發(fā)生與進(jìn)行，還能夠?qū)崿F(xiàn)無毒害、無污染的環(huán)保理念。將電化學(xué)應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境治理過程中，不但是一種對(duì)環(huán)境綠色友好的生產(chǎn)技術(shù)，可以直接達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，而且應(yīng)用電化學(xué)技術(shù)治理環(huán)境污染，以電子取代化學(xué)催化劑，通過氧化或者還原除去對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，也能夠間接實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。在高中化學(xué)教學(xué)中引入綠色化學(xué)的概念，可以讓學(xué)生深刻地理解到學(xué)科知識(shí)、生產(chǎn)技術(shù)，以及社會(huì)發(fā)展之間的緊密聯(lián)系，有利于學(xué)生對(duì)于學(xué)科知識(shí)的了解和深入學(xué)習(xí)。

一、提高學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的認(rèn)知水平

所謂“綠色化學(xué)”即是指在運(yùn)用化學(xué)知識(shí)及技術(shù)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和工業(yè)生產(chǎn)的過程中，采用科學(xué)合理的方法理念，在源頭上盡量使用無毒無害的化工原料，或者盡量減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染產(chǎn)物，有效地減少化學(xué)污染，在一定程度上改善環(huán)境污染問題，最終達(dá)到構(gòu)建和諧社會(huì)，維護(hù)人類健康的最終目的。綠色化學(xué)最顯著的特點(diǎn)在于將預(yù)防至于污染之前，從始端就采用預(yù)防污染的新手段。

對(duì)于大部分高一學(xué)生來講，綠色化學(xué)是一個(gè)較為陌生的概念，因此，在教師培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)之前，需要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到什么是綠色化學(xué)、綠色化學(xué)的核心觀點(diǎn)是什么、當(dāng)前的學(xué)科發(fā)展如何、在化學(xué)學(xué)科發(fā)展乃至社會(huì)生產(chǎn)中綠色化學(xué)處于一個(gè)什么樣的地位，這是幫助學(xué)生形成綠色、健康化學(xué)理念和意識(shí)的重要前提。教師可以結(jié)合當(dāng)前人們?nèi)找骊P(guān)心的環(huán)境問題，幫助學(xué)生更加全面地了解綠色化學(xué)的概念，初步建立起對(duì)綠色化學(xué)的認(rèn)知框架，然后在課堂教學(xué)中通過具體教學(xué)案例逐漸將綠色化學(xué)滲透到教學(xué)工作中，以確保在高中教學(xué)工作中能夠幫助學(xué)生建立起健康的、環(huán)保的綠色化學(xué)意識(shí)。

以汽車能源為例，眾所周知，能源是汽車的核心動(dòng)力來源，從世界上第一輛汽車誕生至今，汽車能源發(fā)生了從傳統(tǒng)的汽油、柴油，到21世紀(jì)科學(xué)背景下的天然氣、氫能、電能等潔凈能源的轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)化，一方面是由于人類面臨著嚴(yán)峻的石油資源的危機(jī)和挑戰(zhàn)，另一方面則是因?yàn)橛捎诃h(huán)境惡化所帶來的種種危害，使得人類不得不正視對(duì)新型能源開發(fā)使用這個(gè)重大課題。傳統(tǒng)以汽油、柴油作為燃料的內(nèi)燃機(jī)汽車，其在80%以上的道路條件下，能源利用率值達(dá)到了燃料燃燒所釋放能量的40%，在市區(qū)道路甚至?xí)?5%。也就是說，傳統(tǒng)的化石燃料只有25%-40%釋放出來的熱能被轉(zhuǎn)化為汽車前進(jìn)的動(dòng)力，同時(shí)還伴隨有空氣污染、能源枯竭等問題。而電能作為二次能源，其來源非常廣泛，風(fēng)能、水能、核能等任何一種其他形式的能源都可以通過一定的手段轉(zhuǎn)化為電能，其能源利用率遠(yuǎn)高于化石燃料，污染小更是電能汽車所具的一大優(yōu)勢(shì)優(yōu)點(diǎn)。不論是從化學(xué)污染的角度，還是從能源利用率的角度，電能都是良好的待開發(fā)能源，也促使電化學(xué)成為培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的良好載體。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電化學(xué)在新能源開發(fā)領(lǐng)域逐漸嶄露頭角，在軍事、航天等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用前景。

二、立足教材，充分挖掘教材事例

在電化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)，教師需要重視教材中所具有的豐富的教學(xué)實(shí)例。在教材中，不但有相當(dāng)篇幅的文字和圖片從較高視角向?qū)W生和老師介紹了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、化學(xué)、資源等因素在社會(huì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中的作用，同時(shí)也有簡(jiǎn)單易操作的趣味實(shí)驗(yàn)。教師在教學(xué)過程中可以通過帶領(lǐng)學(xué)生完成趣味實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)。

如教材中“簡(jiǎn)易電池的制作與設(shè)計(jì)”這一個(gè)實(shí)驗(yàn)，教師可提前讓學(xué)生分好小組，每個(gè)小組內(nèi)準(zhǔn)備好蘋果、檸檬等常見水果，然后在課堂上將電表儀器分發(fā)給小組學(xué)生，然后讓學(xué)生觀察儀表是否有電流通過，如果有，進(jìn)一步思考水果電池的原理，如果沒有，則在檢查裝置連接線路之后再次觀察儀表。實(shí)驗(yàn)完成后，教師可以讓學(xué)生對(duì)水果電池作出評(píng)價(jià)，對(duì)比傳統(tǒng)化學(xué)電池，其優(yōu)缺點(diǎn)分別有哪些。還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做出一些課外延伸，向?qū)W生介紹當(dāng)前學(xué)術(shù)研究中有哪些較為成功的綠色電能研發(fā)結(jié)果。

三、注重實(shí)踐，將理念落實(shí)到行動(dòng)上

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在整個(gè)高中化學(xué)的學(xué)習(xí)過程在，實(shí)驗(yàn)都是非常重要的一部分學(xué)習(xí)內(nèi)容，也是非常好的綠色化學(xué)理念滲透的載體。在實(shí)驗(yàn)過程中，部分學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí)相對(duì)而言是比較淡薄的，大家對(duì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)注點(diǎn)往往在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果上，而少有人關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程是否達(dá)到最簡(jiǎn)，實(shí)驗(yàn)材料是否浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)中所用到的物質(zhì)是否有毒性和腐蝕性，處理不當(dāng)是否會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染等等。雖然高中生的實(shí)驗(yàn)大都是在教師的指導(dǎo)下完成的，教師已經(jīng)將潛在的隱患以及不當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了及時(shí)的處理替換，但教師仍可以在實(shí)驗(yàn)過程中將這些問題提出來，讓學(xué)生進(jìn)行思考，或進(jìn)行小組討論，或進(jìn)行查閱資料，提出學(xué)生認(rèn)為可行的方案，教師可就學(xué)生提出的方案和學(xué)生進(jìn)行討論，一方面幫助學(xué)生更好地熟悉實(shí)驗(yàn)流程，了解實(shí)驗(yàn)中所涉及到的相關(guān)問題，另一方面在討論過程中學(xué)生能夠?qū)?shí)驗(yàn)原料選取、實(shí)驗(yàn)過程的安排和實(shí)驗(yàn)廢棄物的處理從綠色環(huán)保的角度進(jìn)行出發(fā)，綠色化學(xué)的理念也就自然而然地滲透在課堂學(xué)習(xí)過程中。

四、聯(lián)系社會(huì)問題，深化綠色化學(xué)的認(rèn)知

電化學(xué)相關(guān)的知識(shí)較為抽象，對(duì)于學(xué)生來說理解起來會(huì)有一定的困難，與其從課本上較為抽象的理論知識(shí)入手，教師不如聯(lián)系社會(huì)生產(chǎn)過程中的一些實(shí)際案例進(jìn)行講解，讓學(xué)生從這些實(shí)際案例中認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性。

比如污水處理、化工廠、熱電廠等，這些工廠在日常生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生許多的廢水、廢氣等毒害物質(zhì)，如SO2、H2S、C6H6、CO2、NOX等。而采用電化學(xué)方法，則可以處理凈化這些毒害物質(zhì)。電化學(xué)在處理這些物質(zhì)時(shí)首先通過電解液吸附這些污染物，然后再將這些污染物直接在電極上發(fā)生電化學(xué)轉(zhuǎn)換，通過氧化還原反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，最終達(dá)到凈化污染物，保護(hù)環(huán)境的目的，學(xué)生也會(huì)從中發(fā)現(xiàn)電化學(xué)的環(huán)保創(chuàng)新點(diǎn)。

綠色化學(xué)體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科、生產(chǎn)技術(shù)和社會(huì)環(huán)境三者之間的相互聯(lián)系和相互影響。在環(huán)境問題日益加劇的今天，將綠色化學(xué)的理念引入到高中教學(xué)課堂上，對(duì)于提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)、推動(dòng)學(xué)生的環(huán)保行為有著非常積極的促進(jìn)意義，能夠強(qiáng)化學(xué)生治理環(huán)境的社會(huì)責(zé)任意識(shí)，可為綠色化學(xué)在全社會(huì)的推廣與普及作出積極貢獻(xiàn)。

雖然現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)發(fā)展中還存在著諸多問題，但隨著綠色化學(xué)理念逐漸深入人心，一代代科學(xué)家們的不斷努力和生產(chǎn)技術(shù)的不斷革新，環(huán)境問題一定會(huì)得到合理的解決。對(duì)學(xué)生加強(qiáng)環(huán)保創(chuàng)新教育是一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)和經(jīng)常性工作，需要教師在日常生活中堅(jiān)持長(zhǎng)期的引導(dǎo)與滲透，利用各種方法和途徑，提升學(xué)生環(huán)保意識(shí)的創(chuàng)新思維與能力。

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