新课标下的中学绿色化学教学策略

时间:2019-09-27

　　摘要：对陕西省咸阳市秦都区五所中学的绿色化学教育现状进行调研, 针对目前存在的问题, 提出新课标下中学开展绿色化学教育的策略, 在教师提升、教学体系、课堂教学、实验教学、课外活动等五个方面开展绿色化学教育, 促进学生形成绿色化学观念和可持续发展意识。

　　关键词：绿色化学; 中学; 化学教学;

　　Abstract：This paper investigates the present situation of green chemistry education in five middle schools in Qindu District of Xianyang City, Shaanxi Province. In view of the existing problems, it puts forward the strategy of carrying out green chemistry education in middle schools under the new curriculum standard.Green chemistry education should be carried out in five aspects:teacher promotion, teaching system, classroom teaching, experimental teaching and extracurricular activities to promote the formation of students' green chemistry concept and sustainable development awareness.

　　Keyword：green chemistry; middle schools; chemistry teaching;

　　由于众多的生产、生活资料的制造都基于化学原理, 化学污染物所造成的环境污染问题也日益普遍, 人们一边在享用化学品带来的美好生活, 一边又在抱怨化学品带来的环境污染。在经历了用稀释和强制性管理废物解决污染问题之后, 1990年, 美国在“污染防治法”中提出“预防污染”, 即污染应消除在其产生之前, “绿色化学 (Green Chemi st r y) ”由此诞生。绿色化学又称环境友好化学 (Envi r onment al l y Beni gn Chemi st r y) , 其核心内涵是在反应过程和化工生产中, 尽量减少或彻底消除产生和使用有害物质[1]。绿色化学是在始端实现污染预防, 是一种战略性反思, 是从根源上消除污染, 为人类的可持续发展提供了重要的途径和方法。

　　1 绿色化学教育的重要性

　　绿色化学教育是以可持续发展战略为宗旨, 在化学教学中体现绿色化学思想, 将化学科学的真理性与社会、人文需要的合理性融为一体, 将化学教学纳入全球共同关心的“环境保护”的大课题当中, 让学生体会到化学对环境的重要性, 认识到“化学不是问题, 化学解决问题”, 这就是绿色化学教育的真谛[2]。在环境问题日益突出的今天, 绿色化学教育显得尤为重要。

　　中学化学教育要承担起普及、宣传绿色化学的责任, 使其真正成为化学教育中的重要组成部分。《普通高中化学课程标准 (2017年版) 》中明确指出“结合学生已有的经验和将要经历的社会生活实际, 引导学生关注人类面临的与化学有关的社会问题, 培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力”;在课程目标中明确提出“认识环境保护和资源合理开发的重要性, 具有绿色化学观念和可持续发展意识, 能较深刻地理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系”。因此, 在化学教学中渗透绿色化学教育是一项非常重要的任务, 只有把绿色化学理念渗透到教育中, 才会产生真正的社会价值。

　　2 绿色化学教育现状的调查与分析

　　为了解目前中学化学绿色化学教育现状, 在陕西省咸阳市秦都区代表不同类型的五所中学展开调研, 包括陕西省重点中学、咸阳市示范中学、普通中学、民办中学以及企业办学。调研方法采用问卷调查、座谈和个别访谈, 调查内容包括师生对绿色化学的理解、绿色化学行为的体现、绿色化学教育现状三个方面。此次调查共发放学生问卷716份, 收回694份, 回收率96.9%, 发放教师问卷26份, 收回26份, 回收率和有效率均为100%。

　　2.1 环境意识与绿色化学理念

　　调查结果表明, 中学生的环境意识较强, 85.6%的学生已经认识到环境对个体健康的重要性, 意识到环境保护需要每一个人“从我做起, 从身边的事做起”。78.5%的学生具备基本的环境知识, 如关于酸雨的成因及危害、温室效应的形成和利弊等教材中涉及的环境知识已被多数学生掌握, 但对于教材外的一些重大环境事件和环境知识, 由于课堂教学中渗透少, 学生的认识还是模糊的。

　　调查中发现, 大部分师生认为化学是造成环境污染的罪魁祸首, 近三成的教师和高达74.7%的学生不知道或不清楚绿色化学与环境化学的区别, 当问到进行环境保护最有效的措施是什么时, 选“不让污染物产生和排放”的学生仅占15.6%, 这表明无论是老师还是学生对绿色化学理念的理解和认识都是含糊不清的。试想, 如果化学教师对绿色化学的理念都不是十分了解, 又如何去向学生进行绿色化学教育?

　　2.2 绿色化学行为的体现

　　从化学实验绿色化、化学试题绿色化、绿色化学实践活动三个方面调查绿色化学行为的体现。在优化实验方案提高原子利用率方面, 各学校的落实情况都不理想, 没有积极主动地对实验进行绿色化设计与改进, 对部分有毒、易爆、危险性大或在现有条件下难以完成的实验, 运用计算机多媒体辅助教学做得也很不够。在问卷中, 当问到“在作业或考试中, 你是否经常遇到绿色化学方面的试题?”学生的普遍回答是偶尔遇到, 各学校几乎没有开展绿色化学的课外实践活动。这些进一步说明在中学化学教学中绿色化学理念的渗透远远不够, 绿色化学行为的体现非常欠缺。当然, 受办学条件、硬件设施、师资水平以及学生来源等客观因素的影响, 不同类型的学校有所差异, 重点中学比普通中学和企业子弟中学做得相对要好一些。

　　2.3 绿色化学教育现状

　　调查发现, 中学化学教育已从过去以单纯传授化学知识为主转向学习化学的同时关注化学与环境问题, 开展绿色化学教育是新时代的要求, 是贯彻习总书记“绿水青山就是金山银山”重要思想的举措, 应该是一种主动行为, 而不是个人兴趣或迫于教学大纲要求的被动行为, 这个想法已在广大教师中达成共识, 但开展的深度和广度并不理想。

　　存在的主要问题有:第一, 教师自身对绿色化学的认识和环境科学知识掌握不足, 对该领域的认知主要源自网络、电视等媒体, 大多是不系统的碎片化知识, 不成体系, 难以适应绿色化学教育的需求;第二, 在教学中经常开展绿色化学教育的教师仅占30.8%, 积极性不高, 且以课堂渗透为主, 受经费制约难以开展其他方式的教育活动, 单一的教育方式影响了学生学习绿色化学知识的兴趣;第三, 升学压力大导致无法有效开展绿色化学教育, 领导迫于升学压力也不够重视, 说明某种程度上应试教育阻碍了中学绿色化学教育的开展。

　　3 绿色化学教学的实施策略

　　“授之以鱼, 不如授之以渔”, 只有充分让学生认识到绿色化学的价值所在, 才能自觉改变他们的行为。使学生形成一种长期的稳定的绿色化学价值观[3]是中学化学教育者刻不容缓的艰巨任务。

　　3.1 提升教师对绿色化学的认知水平

　　开展绿色化学教育要求中学化学教师不断更新知识, 提高自身素质和专业水平, 用绿色化学思想重新认识中学化学知识[4]。一方面, 教师要与时俱进, 可以通过网络平台、听课交流等方式自我学习进步, 学习绿色化学知识, 密切关注国内外最新的绿色化学研究成果, 并应用到日常教学中去, 向学生宣传和普及绿色化学知识。另一方面, 鉴于目前教师对绿色化学和环境科学知识的欠缺, 广大教师对接受培训的需求十分迫切, 教育主管部门应该积极组织相关的教师职后培训活动, 联合有关高校利用寒暑假开展短期培训, 通过职后培训弥补职前教育的不足, 为教师教育能力的提升创造有利条件, 以实现绿色化学的教育目标。

　　3.2 将绿色化学内容融入化学教学体系

　　随着高考制度的改革和新课标的推行, 构建学生化学学科核心素养是化学课程的主旨, 绿色化学理念是核心素养中的一部分, 新课标在“教学与评价案例”中多次提到绿色化学理念, 这为绿色化学教育的开展起到了非常好的引领作用。将绿色化学教育内容融入化学教学体系, 融入知识点中, 有意识地设计一些绿色化学内容, 引导学生关注与化学有关的环境问题以及解决问题的途径, 让学生正确认识化学学科, 树立绿色化学理念。如学习SO2的性质时, SO2来源主要是煤燃烧排放的污染物, 如何体现绿色化学理念?可以向学生介绍洁净煤技术, 或者将SO2转化为S回收利用的绿色化处理技术等内容。

　　3.3 课堂教学中渗透绿色化学教育

　　充分挖掘教材, 拓展教学内容, 用心进行教学设计, 在课堂教学中渗透绿色化学教育, 通过具体的事例揭示绿色化学的本质, 使学生认识绿色化学的作用和重要性。例如, 在学习《水》的内容时, 要让学生认识到水是生命的源泉, 保护水资源是绿色化学的重要任务。可以楼兰古国从兴旺到灭亡的故事说明水对人类历史发展的重要性, 再以近年来人为污染引发的水污染事件说明保护水资源、保护环境的重要性, 那如何保护呢?最根本的方法就是从源头减少水污染, 而不是污染以后再治理, 在教学设计上循序渐进, 渗透绿色化学知识, 灌输绿色化学理念。

　　总之, 要从教学目标、方法、情感及价值观三个维度上设计课堂教学, 在课堂上潜移默化地对学生进行绿色化学教育, 让学生认识到绿色化学的任务就是要从源头减少对环境的污染, 在人类社会发展的同时尽可能避免对自然环境的破坏和影响, 它是实现可持续发展的必经之路, 这个任务任重道远, 需要全人类的共同努力, 需要一代又一代人的不懈努力。

　　3.4 实验教学中应用绿色化学思想

　　化学是一门以实验为基础的科学, 化学实验是化学教学不可或缺的一环, 但绝大多数化学实验都会不可避免地产生一些污染, 这就要求教师在实验教学中要体现节省资源、循环利用、零排放的绿色化学思想。

　　第一, 推广微型实验, 实施绿色化学实验方法。对实验仪器进行微缩, 将反应试剂用量减少, 既节约药品又直接减少了“三废”的生成和排放。如一些试管试验, 建议使用小试管, 甚至可以直接在点滴板上进行, 一些气体实验用注射器收集并反应[5]。第二, 改进实验方案, 提高化学反应的原子利用率[6]。如在实验室制取氢气时, 利用的反应为:Zn+H2SO4=ZnS04+H2↑, 若硫酸过量, 除得到氢气外, 还有硫酸与硫酸锌的混合液, 通常被当作废弃物排放, 显然, 原子利用率不高, 且造成了一定污染。如果锌过量, 除得到氢气外, 硫酸锌溶液和剩余的锌还可回收利用。只是改变反应物的配比, 实验中就没有废弃物, 参加化学反应的所有原子都转化到目标产物中, 体现了绿色化学的原子经济性原则。第三, 开展信息化教学, 利用多媒体技术模拟化学实验或进行实验微课教学。如计算机模拟CO还原Cu0、H2和02的爆鸣等具有一定毒性和危险性的实验, 这样不仅绿色安全, 而且更加形象直观。

　　此外, 要妥善处理实验“三废”, 实验室应放置废液槽, 分类回收废酸和废碱, 中和达标后再排放, 对于生成有毒气体的实验要连接尾气吸收装置, 其他的实验废弃物也要做好处理回收工作, 尽量做到无害化处理。

　　3.5 在课外活动中开展绿色化学教育

　　开展化学课外活动是实施绿色化学教育的有效途径, 也是学生最乐于接受的一种绿色化学教育方式。课外活动应充分发挥学生的主体作用, 可以社会调查、专题讲座、组织参观、举办环保知识竞赛等多种形式开展。例如开展课外研究性学习, 教师组织指导学生深入开展社会调查和研究, 收集、记录身边发生的污染情况、污染的危害、污染的来源, 并探究、设计治理的方法。这样不但使学生在实践中增长了知识, 增强了活动能力, 加强了参与环保的积极性, 而且在潜移默化中形成绿色化学观念, 对绿色化学的认知由感性上升至理性。

　　培养化学学科核心素养是中学化学教学的主要任务, 绿色化学教育是化学核心素养的一个重要组成部分, 中学化学实施绿色化学教育还有许多工作要做, 教师首先要树立绿色化学理念, 充分挖掘教学内容, 积极开展绿色化学教学研究和实践, 开展多种形式的教学活动, 把绿色化学教育从课内延伸到课外, 促进学生形成绿色化学观念和可持续发展意识。

　　参考文献
　　[1]朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育, 2001 (1) :1-4, 18.
　　[2]王春.化学新课程教学中实施绿色化学教育的策略探讨[J].化学教学, 2009 (7) :7-9.
　　[3]董昌耀, 杨世忠.中学绿色化学教育实施策略探讨[J].化学教育, 2001 (11) :9-11.
　　[4]白阳阳.高中化学教学中渗透绿色化学教育的研究[D].上海:华东师范大学, 2015, 6.
　　[5]韩峰, 蒋道明.让化学充满“绿色”——高中化学教学中渗透绿色化学教育理念的行动研究[J].化学教育, 2009 (12) :21-23.
　　[6]刘超.谈化学教学中绿色化学教育的渗透[J].化学教学, 2002 (8) :12-14.

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