探析高中绿色化学教学策略

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论文字数:**** 论文编号:lw202324261 日期:2023-07-20 来源:论文网

前言

20世纪以来,随着科学技术的迅速发展,人类创造了非常丰富的物质文明。化学作为一门创造性的学科,从诞生至今已取得了非常辉煌的成就,化学工业给人类提供了极为丰富的化工产品,迄今为止人类合成了600多万种化合物,工业生产的化学品已经超过5万种。〔但我们也应该看到,化学产品在造福人类的同时,大量化学品的生产和使用也给有害物质创造了污染生态环境的机会。环境问题现已成为全球面临的主要问题之一。人类赖以生存的自然环境遭到严重破坏,并持续恶化—全球变暖、臭氧层破坏、酸雨等众多问题接踵而来,严重威胁着人类与自然的可持续发展。科学家们只能采取先污染后治理的办法来解决环境污染问题。然而,这种亡羊补牢的做法只会增加更多的人力、物力和财力,耗费更多资源与能源,而且这种做法也并不能从根本上去解决愈演愈烈的污染问题。惨痛的教训告诉我们—要走可持续发展,走先污染后治理的道路行不通。如何从根本上解决污染问题,如何让人类与自然和谐共存,如何才能让人类与自然可持续发展,世界各国的科学家们一直在努力的寻求答案。

1996年6月美国首届“总统绿色化学挑战奖”的颁发,是绿色化学诞生的标志,使得绿色化学风靡全球。绿色化学的突出优点—“从源头上防止污染物的产生,预防污染”,吸引了世界各国,使得各国政府及学术界对其更加重视。目前,世界发达国家的许多行业都以浓厚的兴趣大力研究和发展绿色化学的相关课题。

在构建环境友好型社会中,绿色化学在我国得到了高度重视,我国的部分大学已经开设了绿色化学课程。在2003年国家教育部正式颁布的《普通高中化学课程标准(实验))}中规定:“必修课程的设计,必须注重学生科学探究能力的培养,重视化学基本概念和化学实验,体现绿色化学思想,突出化学对生活、社会发展和科技进步的重要作用”。[2]这说明中学化学课程的设计开始体现绿色化学思想,国家非常重视对高中学生进行绿色化学教育。这也标志着绿色化学教育开始走进中学化学课堂。青少年是国家的未来,中学生应具备绿色化学观念是中学素质教育的要求,所以在中学化学教学中倡导人文主义的科学精神,渗透节约能源、保护环境、维护健康的绿色化学理念就显得非常的重要。·


第1章绿色化学、低碳相关理论与综述


一、绿色化学与低碳

(一)绿色化学的含义、原则、枷L}内容以及绿色教学

1.绿色化学的含义

“绿色化学”(Green Chemistry)又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。绿色化学即利用化学的原理、技术和方法来减少或消灭对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。

绿色化学与环境化学不相同,环境化学是研究污染物的存在形式、分布区域、运行情况及其对环境影响的一门科学。绿色化学是研究与环境友好的化学反应与技术它是从源头上防止污染物的产生和预防污染的一门科学。

绿色化学与环境治理也不同。环境治理指的是对已经造成污染的环境用一定方法进行处理的一门科学。环境治理侧重研究治理的方法,绿色化学侧重研究如何从开始就避免污染物的产生。治理环境大多会耗费大量的人力、物力和财力,处理不当还会造成二次污染。绿色化学是拒绝使用有毒物质,不采用有有毒物质生成的化学反应,所以它不会或极少会造成污染,这样就可以节省更多的资源与能源,也避免二次污染。

2.绿色化学的十二条原则

1998年,Anastas P T和Warner J C一起提出了绿色化学的+二条原则[4],这十二条原则得到了国际化学界的公认,为绿色化学的发展及研究指明了方向。这十二条原则是:

(1)防止污染物产生:一开始就防止污染物的产生,而不是选择在污染后才进行治理。

(2)原子经济性:使参加反应的每一个原子的利用率达到最高,使其全部转化为产物,o

(3)合成过程绿色化:在合成过程中尽量不使用和不产生有毒、有害的物质。

(4)化学品得设计要安全:设计具有高使用功效和低环境毒性的化学品。

(5)溶剂和助剂的要安全:尽量不使用溶剂等辅助物质,使用也应该首选无毒、无害的辅助物质。

(6)充分利用资源与能源:要求生产过程中能耗最低。

(7)合成化学品应使用可再生资源;减少化石燃料等不可再生资源的使用。

(8)优化合成步骤:减少副产品的产生。

(9)采用高选择性的催化剂。

(10)设计可降解化学品:设计无毒、无污染、容易降解,对环境无害的化学品。

(11)进行预防污染的现场实时分析:预防有毒、有害物质生成。

(12)提高反应的安全性:减少和避免化学事故的产生。

3.绿色化学核心内容

绿色化学实验核心内容体现在5 "R”原则上:

(1)减量(Reductio n ),减少化学药品的使用,减少废液、废气和废渣的排放。

(2)重复使用(Reuse ),催化剂、试剂、载体等物质要循环利用。

(3)回收(Recycling ),尽可能多的回收产物和未反应的物质。

(4)再生(Regeneration ),使化学药品再生利用,变废为宝。

(5)拒用(叼ection ),拒绝使用对环境有害的化学药品。

绿色化学是一门具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科,是对传统化学思维方式的更新和发展,绿色化学能有效地利用资源和能源、降低生产成本,从源头上消除污染物的生成,实现化学与生态环境的协调发展,符合了经济、社会的可持续发展要求,是更高层次上的化学。

4.绿色化学教学

绿色化学教育就是化学教育的绿色化。绿色化学教育是绿色化学以及全社会的绿色希望,只有绿色观念的人,才能建立绿色社会。[6]中学生是国家的未来,让中学生了解绿色化学,使学生逐渐形成具有绿色化学思想和环保意识的人才,是高中化学课程标准里的一项重要目标。所以作为一线的中学化学教师有责任和义务向中学生传授绿色化学知识,把学生培养为具有绿色观念的人。

本课题所指的绿色化学教学就是教师根据高中课程标准要求—课程设计要体现绿色化学思想,并以培养具有绿色素养和绿色习惯的中学生为目标而进行的绿色化学教学活动。


(二)低碳与低碳教育

2009年12月7-18日,192个国家的谈判代表聚集丹麦首都哥本哈根共同商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案,即2012年至2020年的全球减排协议。这就是有名的哥本哈根世界气候大会,一个被喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。我国代表温家宝总理也在大会上明确表示,全球面临的一个重大的挑战就是气候变化,遏制气候变暖,拯救人类赖以生存的家园一一地球,是每个国家和民族,每个企业和个人的共同的使命,每个人都应该行动起来。在这样的背景下,“低碳”成为近几年来人们热议的新名词。

低碳(Low Carbon)指的是以二氧化碳为主的温室气体较低的排放。低碳的方式有很多,低碳经济和低碳生活是低碳的核心内容。

  

第2章 研究背景与意义 22-28

一、中学进行绿色化学教学背景 22-24

(一) 中学进行绿色化学教育是.............................. 22-23

(二) 在高中实施绿色化学教育...................................... 23

(三) 绿色化学教育符合化...................................... 23-24

二、学生绿色化学认知............................................... 24-26

(一) 学生绿色化学认知程............................... 24-26

(二) 教师访谈记录及............................................ 26

三、研究的意义 26-28

(一) 有助于学生学习兴趣的提高,............................ 26-27

(二) 有助于学生学................................................... 27

(三) 有助于提高学生的......................................... 27

(四) 有利于教师............................. 27-28

第3章 研究对象、内容、.....................28-32

一、研究对象与...................... 28

二、研究方法.............................. 28-29

三、研究的理论.................................... 29-32

(一) 罗杰斯的意义学习理论............................... 29

(二) 教育心理学中的“观察学习”、“榜样学.....................................29-30

(三) 布鲁纳的“发现学习”与...................... 30

(四) 建构主义与绿色化学....................................30-31

(五) 多元智能理论、新课程............................. 31-32

第4章 高中绿色化学教学策略建构与案例分析 32-58

..................................................................................

  

研究结论与展望

与绿色相关的事物似乎都是美好的,“绿色通道”、“绿色食品”、“绿色软件”等名词早就为人们熟知,最近几年,“绿色、环保、低碳”一词成为了媒体的新宠,占据着新闻报纸的头条、头版,“绿色GDP"、“建设环境友好型社会”、“低碳”等新名词吸引人们的视线。“科学发展观”,“走可持续发展道路”战略的逐步实施,将会促进绿色化学在我国的发展步伐,绿色化学将会得到着越来越多的关注。“绿色GDP"、“低碳经济”、“建设环境友好型社会”的实现既需要大量有绿色化学知识的专业人才,也需要大量具有绿色化学意识和低碳意识的国民,而人才的培养和意识的形成离不开教育,所以开展绿色化学教育是迫在眉睫。经过近一年的绿色化学、低碳教学策略的实施,从学生的反馈与各方面的评价结果来看,本研究所构建教学策略是切实可行的。
现将研究结论总结如下:

一、在高中阶段可实施的有效教学策略有:培养学生学习化学的兴趣策略;培养学生绿色、低碳意识策略:培养学生用绿色化学思想分析、解决问题能力策略;培养学生动手、创新能力策略。这些策略可以通过在课堂教学中渗透绿色化学知识,在习题中渗透绿色化学知识,用绿色化学思想设计、改进化学实验,开展研究性学习活动,课外活动这五种教学活动来实施。

二、实施绿色化学教学策略有利于学生能力的提高和学习方式的转变

在实施绿色化学教学策略的班级,学生学习化学的兴趣、学习成绩、动手能力、创新能力、绿色化学意识、低碳生活习惯的养成和利用绿色化学知识解决实际问题的能力都强于没有实施的班级,学生的绿色化学行为和态度对其他班的学生也有着较大的影响。与此同时,学生的学习方式也变得灵活多样,获取知识的途径也不再拘泥于课堂当中。

三、实施绿色化学教学策略有利于教师教学方式的转变

经过一年的教学实践,本研究取得了良好的教学效果,得到本校同行们的认可。实验员与教师也陆续加入绿色化学教学活动中来,使绿色化学教学在我校得到前所未有的关注,教师与教师之间的交流与合作更为密切。教师的教学方式变得灵活多样,教学内容丰富多彩,使化学课堂充满活力。


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