綠色化學(xué)前沿范文

時(shí)間:2023-11-16 17:29:28

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綠色化學(xué)前沿

篇1

關(guān)鍵詞: 高中化學(xué)實(shí)驗(yàn) 環(huán)保教育 綠色化學(xué)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),中學(xué)化學(xué)課程涉及較多的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。但目前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中還存在一些問題:有一定數(shù)量的有毒物質(zhì)的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn),例如SO■,NO,NO■的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn),苯與溴單質(zhì)反應(yīng),苯與濃硝酸反應(yīng)等,這些實(shí)驗(yàn)對老師和學(xué)生身體健康的影響和對環(huán)境造成的污染是不可忽視的。另外學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)所需的藥品用量,化學(xué)儀器,實(shí)驗(yàn)后的廢液、廢氣大量增加,造成的浪費(fèi)和污染也愈加嚴(yán)重。因此實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化,盡量做無害的實(shí)驗(yàn),無害化處理實(shí)驗(yàn)的廢棄物,實(shí)現(xiàn)零排放,已是迫在眉睫的事。

一、加強(qiáng)環(huán)保教育,培養(yǎng)綠色化學(xué)意識。

“綠色化學(xué)”是一門從源頭上阻止污染的化學(xué),只有從觀念上進(jìn)行“革命”,才能理解,從而才有可能真正重視綠色化學(xué)教育。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下,用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法和新技術(shù),對常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革而形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新方法。因此我們在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中,注意從教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)滲透綠色化學(xué)思想,從不同角度體現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué),將綠色化學(xué)帶給每一位學(xué)生,幫助每一位學(xué)生樹立綠色化學(xué)觀念和環(huán)境保護(hù)意識。

(一)結(jié)合教材內(nèi)容對學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育。

我國中學(xué)化學(xué)教材中,綠色化學(xué)的內(nèi)容還很少,因此我們在教學(xué)中就應(yīng)該注重對教材的再次開發(fā)和利用,挖掘教材中的隱含因素,例如:在講硫和硫的化合物中的酸雨危害、大氣污染與防治等;硅和硅酸鹽工業(yè)中傳統(tǒng)建筑材料的危害及為何提倡使用綠色建筑材料、溫室效應(yīng)的利弊等;氮族元素中對汽車尾氣的排放、氮氧化物造成的光化學(xué)煙霧、水中氮磷過多造成富營氧化而形成赤潮等;幾種重要金屬中,鋁對人體的危害與應(yīng)用、廢棄物的污染與分類處理等;用綠色化學(xué)的理論指導(dǎo)我們的教學(xué),通過滲透綠色化學(xué)教育,讓學(xué)生經(jīng)常了解、關(guān)注身邊的、國內(nèi)外的環(huán)境熱點(diǎn),從而增強(qiáng)學(xué)生深入了解的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的危機(jī)感和緊迫感,并將其所學(xué)知識運(yùn)用到生活中去,培養(yǎng)學(xué)生防治污染、關(guān)注人類生存與發(fā)展的責(zé)任感。

(二)通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保習(xí)慣。

3.優(yōu)點(diǎn)

反應(yīng)現(xiàn)象明顯,無污染,裝置(一)可控制反應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行隨時(shí)停止,裝置(二)微型化,對生成有毒氣體的實(shí)驗(yàn)很適用。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象明顯、效果良好,達(dá)到了環(huán)保要求,保障了人體的安全和健康。

(三)通過化學(xué)習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。

習(xí)題教學(xué)是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié),它是幫助學(xué)生掌握和鞏固所學(xué)知識、技能的重要手段。習(xí)題教學(xué)不僅可以開發(fā)學(xué)生的智力,還能使學(xué)生在習(xí)題中了解科技動(dòng)態(tài),學(xué)以致用,培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度。融合“綠色化學(xué)”的習(xí)題教學(xué),使學(xué)生更深入了解綠色化學(xué)的重要性。

例1:下列有關(guān)環(huán)境問題都是由化學(xué)物質(zhì)引起的,在下列組合中對應(yīng)的化合物不正確的是( )

A.溫室效應(yīng):二氧化碳

B.光化學(xué)污染:二氧化氮

C.酸雨:二氧化碳

D.臭氧層破壞:氟氯烴

二、將常規(guī)實(shí)驗(yàn)改成微型實(shí)驗(yàn)。

“微”即在保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的前提下,減少實(shí)驗(yàn)用品的用量。它包含兩層意義:一是采用微型化學(xué)儀器。即在微型化的儀器中進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn),必須對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與探索。實(shí)驗(yàn)中可以把集氣瓶、燒瓶、啟普發(fā)生器等微型化。如:濃硫酸的吸水性和脫水性實(shí)驗(yàn),藥品種類多(紙片,火柴棍,膽礬,稀硫酸,濃硫酸),分量大,改在點(diǎn)滴板上進(jìn)行(見蘇教版化學(xué)(1)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊第24頁),并且利用實(shí)物投影儀將實(shí)驗(yàn)結(jié)果放大,既減少藥品消耗及廢物污染,又縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間,現(xiàn)象非常明顯。二是采用微量化學(xué)藥品。如:電解飽和食鹽水;將一塊濾紙裁成兩半,取一半平放在玻璃板上,用NaCl酚酞試液充分浸潤,分別用舊2號電池芯、鐵釘作陽陰極并輕輕將電極相向卷在其中,并接通電源。通電2分鐘后,立即打開裹有碳棒的一端濾紙,滴入一滴碘化鉀淀粉溶液,濾紙變藍(lán),證明陽板有氯氣生成,再打開另一端,發(fā)現(xiàn)濾紙變紅,證明陰極有NaOH生成。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后與課本上的實(shí)驗(yàn)比較藥品用量少兩極產(chǎn)物檢驗(yàn)簡單,現(xiàn)象直觀,節(jié)省時(shí)間。

由此看出:微型實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)一樣,可得出相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,但它們的藥品用量是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的1/3~1/5左右。既節(jié)省了藥品的用量,又減少了對環(huán)境的污染。因此,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡單微縮,它是在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新實(shí)驗(yàn)思想、新方法和新技術(shù)對常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的改革和發(fā)展。

篇2

綜合分析高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生污染的主要原因,一是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理,實(shí)驗(yàn)器材和藥品的使用都沒有優(yōu)選優(yōu)化;二是實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范,對化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)生成的污染物隨意處理。在教學(xué)過程中,教師如果始終堅(jiān)守環(huán)保意識,積極主動(dòng)地對一些實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn),可以有效地減少實(shí)驗(yàn)的污染和危害。

一、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

新課標(biāo)教材盡管體現(xiàn)出了化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的思想,但仍然有很多實(shí)驗(yàn)因?yàn)樵O(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)而產(chǎn)生“三廢”污染物,一些實(shí)驗(yàn)反應(yīng)物和反應(yīng)助劑的選擇及其用量比沒有做到最優(yōu)化。比如,《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》[實(shí)驗(yàn)2-1](人教版選修五)乙烯的實(shí)驗(yàn)室制取實(shí)驗(yàn),教材設(shè)計(jì)為:用體積比為3∶1的濃硫酸和無水乙醇作為原料制作乙烯。這一設(shè)計(jì)會(huì)使反應(yīng)物在反應(yīng)過程中變成黑色,產(chǎn)生碳渣,極難清潔,還需耗費(fèi)大量的乙醇,嚴(yán)重降低了乙醇的產(chǎn)率。再如一些實(shí)驗(yàn)的藥品用量和試劑濃度,教材中并沒有給出明確的規(guī)定,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中很容易造成對藥品的浪費(fèi)和污染的嚴(yán)重。

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,就要針對教材對于實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)進(jìn)行綠色化改進(jìn)。對上述“乙烯的實(shí)驗(yàn)室制取”的實(shí)驗(yàn),可以讓學(xué)生以濃磷酸濃硫酸的混合物和代替濃硫酸,筆者在教學(xué)中,綜合考慮實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、反應(yīng)時(shí)間、碳化程度以及乙烯產(chǎn)率等因素的情況下,通過實(shí)驗(yàn)探究,獲得了更為理想的原料用量比為:濃硫酸、濃磷酸、乙醇的體積比取2.3∶0.7∶1,學(xué)生采用探究所得的反應(yīng)物以及原料配比進(jìn)行實(shí)驗(yàn),效果更好。而對那些沒有明確藥品用量的實(shí)驗(yàn),筆者也是根據(jù)往屆實(shí)驗(yàn)記錄,給予學(xué)生一個(gè)明確的藥品合適用量,既節(jié)約了藥品,還能減少污染物的產(chǎn)生。同時(shí),也能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的試驗(yàn)方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置

化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的綠色化改進(jìn)方法,主要包含有組合實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)密閉化兩種。組合實(shí)驗(yàn)是指在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,盡量尋找各實(shí)驗(yàn)間的聯(lián)系,通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)次序、把分散實(shí)驗(yàn)綜合、充分利用反應(yīng)產(chǎn)物等途徑,使一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物或廢物成為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原料,努力延長產(chǎn)物的使用周期,減少廢棄物的排放,提高試劑利用率。組合實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于,可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間和藥品,提高實(shí)驗(yàn)資源利用率,與綠色化學(xué)理念相一致。教學(xué)中,可以將物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)組合起來,比如一氧化氮、二氧化氮以及氯氣的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)組合在一起,用制取實(shí)驗(yàn)獲得氣體用于性質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原料。還可以將幾個(gè)實(shí)驗(yàn)有機(jī)地串聯(lián)起來組合成一個(gè)連貫的實(shí)驗(yàn)裝置。如人教版《化學(xué)》(必修1)氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),教材分散為四個(gè)小實(shí)驗(yàn),需要多次反復(fù)地通氯氣。采用如下圖的組合實(shí)驗(yàn)裝置,就可以只需通一次氯氣就能完成所有實(shí)驗(yàn)。既能節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間,又能減少氯氣散溢到空氣中的含量,實(shí)現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)密閉化是利用密閉的化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染物在密閉裝置內(nèi)消除,不能進(jìn)入環(huán)境。將注射器在化學(xué)實(shí)驗(yàn)密中的反應(yīng)容器,就是基于實(shí)驗(yàn)密閉化的典型運(yùn)用。比如銅與稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮的實(shí)驗(yàn),就可以利用注射器在封閉的環(huán)境中完成。步驟如下:第一步將細(xì)銅絲放入注射器中,再將注射器活塞推到底部;第二步將注射器底部插入稀硝酸中,抽動(dòng)活塞吸入20mL稀硝酸,再將其懸掛在鐵架臺上,底部插入到盛有4mol/L氫氧化鈉溶液的燒杯中。反應(yīng)開始之后,稀硝酸溶液由無色變成藍(lán)色,同時(shí)在注射器中產(chǎn)生無色氣體,無色氣體達(dá)到一定的量之后,在注射器中形成壓力,使溶液從注射器中溢出,滴落與燒杯中的氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng),出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。第三步等銅與稀硝酸的反應(yīng)停止之后,將注射器中的所有溶液排入燒杯中(注射器底部小口沒入氫氧化鈉溶液中,避免氣體逸出),然后拉動(dòng)活塞,吸入空氣,注射器中的無色氣體與空氣發(fā)生反應(yīng),變?yōu)榧t棕色。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),將注射器下吸入燒杯中堿液進(jìn)行尾氣處理。

三、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作

綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)拒絕浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)藥品和造成環(huán)境污染,拒絕教學(xué)事故。但是,在日常的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作不規(guī)范而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的重復(fù)進(jìn)行,這不但影響實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量和時(shí)間,也造成了實(shí)驗(yàn)藥品的浪費(fèi),更是帶來了安全隱患和加重了對環(huán)境的污染。對學(xué)生良好化學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度和習(xí)慣的培養(yǎng)也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。因此,教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、實(shí)施、和結(jié)束階段,尤其是實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段,必須強(qiáng)調(diào)并指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作。

篇3

關(guān)鍵詞: 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn) 環(huán)境保護(hù) 化學(xué)教學(xué)

一、引言

作為中國的一項(xiàng)重要的基本國策,環(huán)保日益引起人們的重視。而在科技飛速發(fā)展的狀況下,人們具有更強(qiáng)的能力去開發(fā)與利用資源,然而由于利用與開發(fā)行為的過度性及不合理性,產(chǎn)生大量的廢棄物,這樣就嚴(yán)重破壞了自然環(huán)境,例如廢水、廢氣與廢物的排放及溫室效應(yīng)等,諸多污染對人類的可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)致嚴(yán)重危害。而隨著化學(xué)工業(yè)的逐步發(fā)展,其在為人們帶來大量經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也嚴(yán)重地破壞自然環(huán)境。因此,教師在化學(xué)教學(xué)過程中,都要開展環(huán)保教育,將更多的環(huán)保知識傳授給學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生樹立保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感,并落實(shí)到現(xiàn)實(shí)的環(huán)保行動(dòng)中。

二、培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保理念,實(shí)施綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)

所謂的綠色化學(xué),就是借助新型的化學(xué)工業(yè)技術(shù)及化學(xué)基本原理,從根本上杜絕或者降低制造及使用諸多對自然環(huán)境、社會(huì)穩(wěn)定與人類健康有害的物質(zhì),例如各種催化劑、溶劑及原料等,積極選取可再生資源或者無毒原材料,在較為安全的條件下,制造出環(huán)保、潔凈的化學(xué)品,從而盡可能地節(jié)省能源,保證安全性及無污染性[1]。

(一)在化學(xué)課堂教學(xué)中滲透環(huán)保教育。

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)之前,教師要對學(xué)生傳授理論知識,在此過程中合理滲透環(huán)保理念。告知學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候應(yīng)該做到:(1)對于使用過的原材料,要進(jìn)行反復(fù)再利用,在不斷循環(huán)使用的過程中,有效減少原料成本;(2)盡可能降低排放出的廢棄物的數(shù)量;(3)不能使用不可再生及不能回收的物質(zhì)與材料;(4)將排除的廢棄物再次回收與利用,從而降低實(shí)驗(yàn)成本;(5)把產(chǎn)生的廢物重新塑造與加工,從而使其能夠再次作為原料供人們使用。

(二)培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保理念,保證實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性。

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,要不斷地對學(xué)生滲透環(huán)保理念,幫助學(xué)生形成強(qiáng)烈的環(huán)保觀念及環(huán)保責(zé)任感,讓學(xué)生意識到環(huán)境保護(hù)人人有責(zé)。作為社會(huì)的一分子,學(xué)生也要時(shí)刻保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境。在具體開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師必須保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性,從而為學(xué)生樹立良好的榜樣,灌輸環(huán)保理念。例如,在具體開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中,必須及時(shí)吸收實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢氣;在取用液體藥品時(shí),一定要盡可能地防止藥品揮發(fā)或者灑落,以免造成不必要的浪費(fèi)及污染環(huán)境[2];對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢渣及廢液,都必須對其分類后再進(jìn)行回收等,幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,做到少污染、不浪費(fèi)、科學(xué)環(huán)保,使學(xué)生保證實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性,從而樹立強(qiáng)烈的環(huán)保理念。

(三)完善化學(xué)實(shí)驗(yàn),合理處置廢棄物。

在傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中,產(chǎn)生的很多物質(zhì)都有著毒害性,這樣會(huì)對人們的身體健康造成危害。因此在保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本不變的狀況下,應(yīng)該積極完善實(shí)驗(yàn)方法,從而降低實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的毒害性與污染性。例如進(jìn)行半微型及微型實(shí)驗(yàn)。在保證實(shí)驗(yàn)安全性及保護(hù)環(huán)境的前提下,盡可能地減少藥品使用的數(shù)量,實(shí)施微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)。普通實(shí)驗(yàn)使用藥品數(shù)量是微型實(shí)驗(yàn)的幾倍,甚至是幾十倍,這樣不僅能更安全地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而且能節(jié)約成本,有效地保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

(三)主張使用綠色原料,盡量減少化學(xué)污染。

對現(xiàn)有資源進(jìn)行科學(xué)的使用,在遵循保護(hù)環(huán)境原則的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)。在選擇原料方法,要積極地選擇可再生、再利用及無毒害的原料,保證原料的安全性與有效性,同時(shí)這也是整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域在積極探索的課題。如在具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生在環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)上,制定合理的實(shí)驗(yàn)方案,選取合適的實(shí)驗(yàn)藥品,盡量保證實(shí)驗(yàn)原料的低污染性及無害性,而且使用的藥品也要盡量能夠被再循環(huán)再利用,同時(shí)具有較低的污染性。如在制取乙炔的時(shí)候,如果選取的原料是天然氣,那么將會(huì)花費(fèi)較低的成本,尤其是在具有大量天然氣的地方,能夠在很大程度上降低成本,然而使用裂解方法制取的乙炔具有很低的純度。現(xiàn)在使用更多的方法是等離子體裂解法,這樣能夠?qū)?7.2%的天然氣轉(zhuǎn)化出來,從而獲得89.8%的乙炔氣體[3],具有較高的效率。

三、結(jié)語

作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,化學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng),因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常重要。而隨著環(huán)境污染的加劇,環(huán)境問題也日益嚴(yán)重。而綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展,即在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中盡量減少或者杜絕對環(huán)境造成的污染,不但能夠培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)理念與責(zé)任感,而且能從根本上提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量,使得環(huán)境保護(hù)意識深入人心,從而有效地保護(hù)環(huán)境?;瘜W(xué)教育工作者應(yīng)該積極地尋找有效措施,科學(xué)地開展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo),使得人類與自然更和諧地相處,促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]謝巧玲.淺談?dòng)袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育[J].保定師專學(xué)報(bào),2011(04):56-59.

篇4

【關(guān)鍵詞】有機(jī)化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);綠色化學(xué);安全教育

有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)賴以生存的基礎(chǔ),在教學(xué)中占有很重要的地位,也是化學(xué)、化工、材料、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)藥及海洋等學(xué)科學(xué)生必修的主干課程之一[1]。對于化工、化學(xué)、生物、環(huán)境和材料等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來說,大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是非常重要的一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課,是對有機(jī)化學(xué)理論課的輔助和補(bǔ)充。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課可以使學(xué)生對有機(jī)化學(xué)的理論知識有更加深刻和直觀的理解。有機(jī)實(shí)驗(yàn)操作可以訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力、分析能力、創(chuàng)新能力和研究能力,并且培養(yǎng)學(xué)生對理論知識的綜合應(yīng)用能力[2]。

近些年來,高校在改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)手段、考核制度、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、開放實(shí)驗(yàn)室等方面給予了高度重視,但在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育和環(huán)保教育方面還有待加強(qiáng)。從事與有機(jī)化學(xué)相關(guān)的行業(yè),必然要接觸有機(jī)溶劑,易燃易爆、有毒有害物質(zhì),在工作中防火、防爆、防中毒、防止環(huán)境污染是每一個(gè)化學(xué)工作者時(shí)刻需要注意的問題。因此,加強(qiáng)綠色化學(xué)教育和環(huán)保教育,使學(xué)生以后在工作中具有強(qiáng)烈的責(zé)任心,才能盡可能地防止安全事故的發(fā)生和污染環(huán)境的現(xiàn)象出現(xiàn)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室正是培養(yǎng)學(xué)生具有這兩種意識的有效場所。因此,我們針對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,尤其是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綠色化學(xué)教學(xué)進(jìn)行了初步的實(shí)踐與探索。

1、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的思路

與其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的化學(xué)藥品用量比較大,反應(yīng)時(shí)間長,反應(yīng)產(chǎn)率相對比較低,同時(shí)產(chǎn)生的廢水、廢氣和廢棄物較多。例如,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑和部分重金屬鹽等,會(huì)造成環(huán)境的污染和資源浪費(fèi)。

另一方面,從有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式上看,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)也比其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多,形式靈活,可以算是一項(xiàng)基礎(chǔ)的科學(xué)研究訓(xùn)練。然而,從上世紀(jì)50年代以來,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容從課程體系到教學(xué)形式上變動(dòng)并不大,即使近些年很多高校先后做了一些改革的嘗試,但仍存在一些問題[3],不能適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的要求。

鑒于此,我們在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過程中,主要從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)手段幾方面提出了改革思路:①改進(jìn)合成路線,簡化化學(xué)反應(yīng)步驟;②盡量避免使用有毒有害或難以回收的反應(yīng)溶劑,盡可能減少廢棄物的產(chǎn)生和排放;③選擇水或離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng);④采用新穎的實(shí)驗(yàn)手段,節(jié)省能源。

2、加強(qiáng)綠色化學(xué)教育,培養(yǎng)環(huán)保意識

2.1 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入綠色化學(xué)和環(huán)保教育

綠色化學(xué)最先是由美國化學(xué)會(huì)(ACS)提出的,其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染;反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,大量化學(xué)污染物質(zhì)進(jìn)入人類生存環(huán)境,對全球的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅,人們已日益感受到了破壞生態(tài)環(huán)境給人類生存帶來的巨大威脅。因此,環(huán)境問題越來越受到人們的重視,對“三廢”的處理提出了更高的要求。在現(xiàn)有條件下,與化學(xué)有關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)不可能完全避免使用有毒有害物質(zhì),因此,對從業(yè)者進(jìn)行綠色化學(xué)教育和環(huán)保教育至關(guān)重要。

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育和環(huán)保教育的有效途徑。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不僅要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、提高分析問題和解決問題的能力,還要重視傳授綠色化學(xué)教育和環(huán)保知識,使學(xué)生有機(jī)會(huì)、有能力利用所學(xué)知識,處理實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有害物質(zhì),參與到環(huán)境保護(hù)工作中去,促進(jìn)學(xué)生形成良好的環(huán)保意識。例如,有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)所用的化學(xué)試劑、溶劑、催化劑多少有一定的毒性,然而同一物質(zhì)有多種不同的制備方法,所用到原料的毒性也不相同,所以有必要從多種不同的制備方法中選擇相對環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方法,從價(jià)格低廉、低毒甚至無毒、反應(yīng)條件緩和、能耗少等要求出發(fā),開發(fā)出環(huán)境友好型實(shí)驗(yàn),如糠醛的制備、咖啡因的提取等。

2.2 加強(qiáng)有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì)的管理

在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,不可能完全避免使用有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì),因此需要師生共同保護(hù)好實(shí)驗(yàn)室及周圍的環(huán)境。實(shí)驗(yàn)教師要對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì)以及產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行嚴(yán)格管理,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。實(shí)驗(yàn)過程中,要求學(xué)生將有害物質(zhì)按要求進(jìn)行回收,并且定期處理。不能再使用的廢棄物要進(jìn)行無害化處理,可以再用的要重新提純、重復(fù)利用,從而減少有害物的排放。如果在實(shí)驗(yàn)過程中生成了有害氣體,反應(yīng)必須在通風(fēng)廚中進(jìn)行并對有害氣體進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)該嚴(yán)格檢查每次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)該及時(shí)在全體學(xué)生面前解決,以引起學(xué)生的注意和高度重視。通過這一系列的管理,學(xué)生的環(huán)保意識不斷增強(qiáng),處理有毒有害物質(zhì)的能力也將不斷提高。

3、加強(qiáng)安全教育,培養(yǎng)安全意識[4]

3.1 安全教育貫穿教學(xué)始終

首先,在理論教學(xué)中要適時(shí)穿插安全意識的教育。例如,講解緒論一章在介紹有機(jī)化合物的成鍵理論和物理性質(zhì)后,及時(shí)舉例說明一些低沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì),如丙酮、乙醇、乙醚等具有易燃易爆性質(zhì),使用它們時(shí)要注意防火、防爆。隨著教學(xué)的不斷深入進(jìn)行,逐漸強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)安全的內(nèi)容,介紹常用有機(jī)物的毒害性及使用時(shí)的注意事項(xiàng),為實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好準(zhǔn)備。

其次,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)安全教育。在第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課上,要專門強(qiáng)調(diào)安全教育,強(qiáng)調(diào)水、電、煤氣、易燃易爆物質(zhì)、有毒有害物質(zhì)的安全使用和出現(xiàn)事故的處理方法。例如,在在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,如果有的同學(xué)不小心打碎水銀溫度計(jì),那首先是要考慮水銀的揮發(fā)性和毒性,及時(shí)撒硫磺粉。這節(jié)課,采用講解、現(xiàn)場演示等教學(xué)方法。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課之前,認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告上查出有關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng);在每次實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)教師檢查并確認(rèn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)裝置安裝正確后,才可以讓學(xué)生繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)裝置或操作方法有誤時(shí),立刻組織全體學(xué)生為其糾正錯(cuò)誤,以此加深記憶,加強(qiáng)安全意識,避免錯(cuò)誤再次發(fā)生,同時(shí)可以提醒其他學(xué)生不要犯類似的錯(cuò)誤。

3.2 利用多媒體課件,輔助教學(xué)

為了有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)和安全教育的效果,實(shí)驗(yàn)室可以適當(dāng)制作一些多媒體課件,供學(xué)生隨時(shí)學(xué)習(xí),或者發(fā)給學(xué)生自己在做實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)習(xí)。比如基本操作中的蒸餾操作,需根據(jù)被蒸餾組分的沸點(diǎn)選擇熱源,要求蒸餾時(shí)不能將燒瓶中的液體蒸干。由于實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間有限,低沸點(diǎn)物質(zhì)的蒸餾和高沸點(diǎn)物質(zhì)的蒸餾過程不能都在課堂上完成。即使教師在課上對此進(jìn)行了多次強(qiáng)調(diào),但還是有些學(xué)生不知道何時(shí)停止蒸餾,甚至一直將液體蒸干。這些不良操作習(xí)慣很危險(xiǎn),很容易發(fā)生火災(zāi)或爆炸。利用多媒體課件輔助教學(xué)可以彌補(bǔ)上述教學(xué)上的不足。學(xué)生可以在多媒體課件上看到模擬的不同熱源選擇方法和蒸餾的過程,也可以看到誤操作所造成的危害。

3.3 安全意識列入考核范圍

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可將實(shí)驗(yàn)安全的內(nèi)容計(jì)入學(xué)生平時(shí)成績考核范圍,以引起學(xué)生對實(shí)驗(yàn)安全的高度重視??己藘?nèi)容包括:實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況,該次實(shí)驗(yàn)所用到物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)查閱情況,實(shí)驗(yàn)裝置的安裝是否規(guī)范、正確,實(shí)驗(yàn)操作情況,化學(xué)試劑的安全量取情況,溶劑及產(chǎn)品的回收情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后水、電、煤氣的關(guān)閉情況等。另外,在實(shí)驗(yàn)課后安排一次實(shí)驗(yàn)筆試考試,考試內(nèi)容包含安全操作的注意事項(xiàng)和違規(guī)操作可能產(chǎn)生的后果;期末安排一次實(shí)驗(yàn)操作考試,考核內(nèi)容涉及低沸點(diǎn)易燃有機(jī)溶劑的蒸餾和有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì)的安全使用,反應(yīng)過程中產(chǎn)生有毒氣體的處理方法等操作。教師可以在考前將要制備的目標(biāo)產(chǎn)物告訴學(xué)生,實(shí)驗(yàn)方案以及產(chǎn)物制備過程完全由學(xué)生獨(dú)立完成,一組學(xué)生(15~ 20)人由3位教師監(jiān)考,最后得出每個(gè)學(xué)生的操作考試成績。通過上述系列改革,學(xué)生的安全意識會(huì)有普遍提高。

4、結(jié)束語

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和有機(jī)化學(xué)理論課同樣重要,通過對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綠色化學(xué)和安全教育教學(xué)進(jìn)行了初步的實(shí)踐與探索,可以達(dá)到以下主要好處。(1)很好地解決了環(huán)境污染和實(shí)驗(yàn)藥品的純消耗,節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本。(2)極大地提高了學(xué)生的環(huán)保意識,建立起了綠色化學(xué)的基本意識。(3)在有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中,促使學(xué)生去查閱相關(guān)的文獻(xiàn),從價(jià)格低廉、低毒甚至無毒、反應(yīng)條件緩和、能耗少等原則出發(fā),自己設(shè)計(jì)開發(fā)出環(huán)境友好型實(shí)驗(yàn)方案,培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)安全教育和綠色化學(xué)教育,學(xué)生在工作中的責(zé)任心、安全意識、環(huán)保意識明顯增強(qiáng),處理有關(guān)問題的能力顯著提高。為了培養(yǎng)出高素質(zhì)、安全環(huán)保意識強(qiáng)、有創(chuàng)新精神的應(yīng)用性人才,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革還需進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn):

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基金項(xiàng)目:

陜西省教育廳項(xiàng)目(12JK0595),陜西科技大學(xué)學(xué)術(shù)骨干培育計(jì)劃(XSG2010012)。

篇5

2011年10月,中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)責(zé)任關(guān)懷工作委員會(huì)在北京正式成立。隨后,主題為“綠色化工,責(zé)任與貢獻(xiàn)”的2011中國責(zé)任關(guān)懷促進(jìn)大會(huì)隆重召開。這是2005年以來連續(xù)舉辦的第四屆責(zé)任關(guān)懷促進(jìn)大會(huì),充分顯示了中國石油和化工行業(yè)在推廣責(zé)任關(guān)懷方面的自覺性、堅(jiān)定性和持續(xù)性,進(jìn)一步彰顯了石化行業(yè)落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的信心和決心。

應(yīng)對挑戰(zhàn) 綠色化學(xué)肩負(fù)重任

人類社會(huì)發(fā)展到今天,正面臨著人口增長、能源資源匱乏、環(huán)境污染三大挑戰(zhàn),這些問題的解決需要很多部門協(xié)同作戰(zhàn),但其方法和手段離不開化學(xué)工業(yè)?;瘜W(xué)工業(yè)已經(jīng)并正在做出不可替代的貢獻(xiàn),在應(yīng)對21世紀(jì)人類共同面臨的挑戰(zhàn)中,化學(xué)尤其是綠色化學(xué)肩負(fù)重任。

據(jù)預(yù)測,2050年,世界人口總量將由目前的70億增長到近100億,如何養(yǎng)活這么多人?聯(lián)合國糧農(nóng)組織指出,發(fā)展中國家的糧食增產(chǎn)55%來自化肥,今后若干年仍將如此。面對能源與資源的短缺,需要開發(fā)煤炭潔凈利用與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù),提高現(xiàn)有原油采收率和利用率,掌握天然氣資源優(yōu)化利用技術(shù),同時(shí)發(fā)展清潔可再生的新型能源。顯然,這些努力能否奏效,在很大程度上依賴綠色化學(xué)研究的突破。

綠色化學(xué),又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué),在綠色化學(xué)理念基礎(chǔ)上發(fā)展的化工技術(shù)和化工生產(chǎn)實(shí)踐,即綠色化工。目前,綠色化工已成為當(dāng)今國際化學(xué)化工研究的前沿領(lǐng)域,成為世界各國政府、科技界和企業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn),被列為全球21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略。

綠色化工 國際聚焦市場追捧

對于舉世關(guān)注的環(huán)境污染問題,不可否認(rèn),化學(xué)品在生產(chǎn)制造的過程中會(huì)產(chǎn)生這樣或那樣的問題,有的具有毒性,有的污染環(huán)境。但是,同時(shí)我們也在關(guān)注污染產(chǎn)生的原因是什么?污染該如何治理?事實(shí)上,化學(xué)品導(dǎo)致的環(huán)境污染,有很多都是在解決重大社會(huì)問題的過程中產(chǎn)生的,而認(rèn)識到污染問題后的解決過程,仍然要依靠化學(xué)方法和手段。

綠色化學(xué)追求以無毒無害的原料、催化劑和溶劑,生產(chǎn)環(huán)境友好的產(chǎn)品。用這一原則考查一系列化學(xué)問題,充滿了機(jī)遇與挑戰(zhàn),已成為國際聚焦的化學(xué)前沿領(lǐng)域之一。納米領(lǐng)域的科技創(chuàng)新則是化學(xué)、生物學(xué)、信息技術(shù)等不同學(xué)科研究到達(dá)一定層面后,必然發(fā)生的相互交匯與知識整合。綠色化工又稱可持續(xù)發(fā)展化工,在全球化學(xué)工業(yè)研發(fā)中的重要性正在提升。鑒于新技術(shù)的開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展的推動(dòng),綠色化學(xué)品正不斷推動(dòng)生產(chǎn)商開發(fā)新工藝。

隨著全球不斷掀起的綠色浪潮,生物塑料成為很多公司看好的新興產(chǎn)業(yè)。巴西因擁有豐富的植物資源,生產(chǎn)成本比其他地區(qū)低很多,從而吸引了眾多投資者。

越來越多的化工公司被綠色化工潛在的市場所吸引。在綠色化工方面處于領(lǐng)先地位的公司包括阿克蘇諾貝爾、巴斯夫、拜耳、陶氏化學(xué)、帝斯曼、羅地亞等?;系墓?yīng)限制和高漲的價(jià)格,加之氣候變化等問題,已使化學(xué)工業(yè)加速采取措施應(yīng)對節(jié)能減排和滿足生產(chǎn)更安全產(chǎn)品的需求。

對如何界定化工產(chǎn)品是否為綠色化工,今后將有章可循。美國綠色化學(xué)和綠色工程的支持者已經(jīng)在著手創(chuàng)建一項(xiàng)能夠明確鑒別綠色化學(xué)品和綠色工藝的綜合性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

責(zé)任關(guān)懷 綠色化工莊嚴(yán)承諾

石化工業(yè)是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè),但同時(shí)又是一個(gè)安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較大、能源和資源消耗較高的行業(yè)。石化工業(yè)的這些負(fù)面特征,導(dǎo)致社會(huì)普遍存在一種“談化色變”的心態(tài)。為了改變自身形象,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,2002年,中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)開始在國內(nèi)著手推廣責(zé)任關(guān)懷。聯(lián)合會(huì)先后了在全行業(yè)推進(jìn)責(zé)任關(guān)懷的議案,制定了具有中國特色的責(zé)任關(guān)懷推廣計(jì)劃、實(shí)施方案和工作體系,并通過開展一系列活動(dòng),使責(zé)任關(guān)懷逐漸成為石化企業(yè)及廣大員工共同的理念和自覺行動(dòng)。

截至目前,全國石化行業(yè)已有160多家(個(gè))企業(yè)和園區(qū)承諾實(shí)施責(zé)任關(guān)懷。更為可喜的是,星星之火呈現(xiàn)燎原之勢:一些專業(yè)協(xié)會(huì)、地方政府,如中國農(nóng)藥工業(yè)協(xié)會(huì)、山西省安監(jiān)局、大連市環(huán)保局大孤山環(huán)保分局等也加入到推廣責(zé)任關(guān)懷的行列,積極組織業(yè)內(nèi)、地方企業(yè)履行責(zé)任關(guān)懷。

值得一提的是,隨著責(zé)任關(guān)懷行動(dòng)的深入,石化行業(yè)與企業(yè)在發(fā)生積極變化。

責(zé)任關(guān)懷不僅是承諾、責(zé)任和付出,而且可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益,并助推行業(yè)、企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。很多企業(yè)在朝著“零污染排放、零人員傷亡、零財(cái)產(chǎn)損失”的責(zé)任關(guān)懷最終目標(biāo)前進(jìn)的過程中,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益;企業(yè)對于員工利益和身心健康的關(guān)切,增強(qiáng)了企業(yè)的凝聚力和戰(zhàn)斗力;企業(yè)與周邊社區(qū)的良性互動(dòng),深化了社會(huì)公眾對石化行業(yè)的全面認(rèn)識,形成了相互理解、相互信任、相互支持的和諧關(guān)系,為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。

由此可見,責(zé)任關(guān)懷已從早期的承諾、責(zé)任和付出,升華為目前行業(yè)、企業(yè)自身健康可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要。

篇6

關(guān)鍵詞:催化劑;介質(zhì);有機(jī)電合成

中圖分類號:O621.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1001-828X(2013)08-0-01

目前,綠色合成研究的方向是清潔合成、提高反應(yīng)的原子利用率、取代化學(xué)計(jì)量反應(yīng)試劑、新的溶劑和反應(yīng)介質(zhì)、危險(xiǎn)性試劑替代品、充分的反應(yīng)過程、新型的分離技術(shù)、改變反應(yīng)原料、新的安全化學(xué)品和材料、減少和最小化反應(yīng)廢棄物的產(chǎn)生等。綠色合成的目標(biāo)已為有機(jī)合成實(shí)現(xiàn)綠色合成指明了方向。近年來,實(shí)現(xiàn)綠色合成的研究工作在不斷進(jìn)行,幾種可行的途徑已隱約可見。

一、使用環(huán)境友好催化劑,提高原子利用率

有機(jī)合成中,減少廢物的關(guān)鍵是提高原子利用率,所以在選擇合成途徑時(shí),除了考慮理論產(chǎn)率外,還應(yīng)考慮和比較不同途徑的原子利用率。

如二聯(lián)苯的合成,常規(guī)方法是以PdC12為催化劑,以含苯基的有機(jī)汞化合物為原料在吡啶中進(jìn)行,但操作過程較為復(fù)雜,原子利用率低。若以具有高反應(yīng)活性的GaP納米晶為催化劑,就可以直接以苯為原料,一步合成得到二聯(lián)苯。

再如對硝基苯甲酸乙酯的合成,常規(guī)方法是以濃硫酸為催化劑來合成的。這種方法,雖然催化劑(濃硫酸)價(jià)廉、活性高,但反應(yīng)復(fù)雜,副產(chǎn)物多,且濃硫酸腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境。如果以價(jià)廉易得、性質(zhì)穩(wěn)定安全的苯磺酸為催化劑來合成就可以克服這些缺點(diǎn),且產(chǎn)率可達(dá)98.6%。

可見,在有機(jī)合成中,選擇合適的、環(huán)境友好的催化劑,則可以開發(fā)新的合成路線,縮短反應(yīng)步驟,提高原子利用率。

二、使用環(huán)境友好介質(zhì),改善合成條件

傳統(tǒng)的有機(jī)合成中,有機(jī)溶劑是最常用的反應(yīng)介質(zhì),但是有機(jī)溶劑的毒性和難以回收又使之成為對環(huán)境有害的因素。理想的有機(jī)合成,可以水為介質(zhì)進(jìn)行;可用超臨界液體為介質(zhì)進(jìn)行;可在無溶劑存在下進(jìn)行;可以離子液體為介質(zhì)進(jìn)行等。

①在有機(jī)合成中,用來代替有機(jī)溶劑是一條可行的途徑。這是因?yàn)樗堑厍蛏蠌V泛存在的一種天然資源,它價(jià)廉、無毒、不危害環(huán)境。盡管大多數(shù)有機(jī)化合物在水中溶解性很差,且易分解,但研究表明有些合成反應(yīng)不僅可以在水相中進(jìn)行,而且還具有很高的選擇性。最為典型的例子是環(huán)戊二烯與甲基乙烯酮發(fā)生的D-A環(huán)加成反應(yīng),在水中進(jìn)行較之在異辛烷中進(jìn)行速率快700倍。

②超臨界流體是當(dāng)物質(zhì)處于其臨界溫度和臨界壓力以上所形成的一種特殊狀態(tài)的流體,是一種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的流體狀態(tài)。這種流體具有液體一樣的密度、溶解能力和傳熱系數(shù),具有氣體一樣的低粘度和高擴(kuò)散系數(shù),同時(shí)只需改變壓力或溫度即可控制其溶解能力并影響它為介質(zhì)的合成速率。在有機(jī)合成中,CO2由于其臨界溫度和臨界壓力較低、且具有能溶解脂溶性反應(yīng)物和產(chǎn)物、無毒、阻燃、價(jià)廉易得、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)而迅速成為最常用的超臨界流體。

③固態(tài)化學(xué)反應(yīng)的研究,使有些反應(yīng)可在無溶劑存在的環(huán)境下進(jìn)行,且比在溶液環(huán)境中的反應(yīng)能耗低、效果更好、選擇性更高,又不用考慮廢物處理問題,有利于環(huán)境保護(hù)。例如,手性1,γ聯(lián)二萘酚的合成,常規(guī)方法是由β萘酚與FeC13在液相氧化偶聯(lián)制得,但會(huì)產(chǎn)生醌類副產(chǎn)物。而以FeC13-6H2O為氧化劑反應(yīng)就可以在固相進(jìn)行,且可得到產(chǎn)率為95%的聯(lián)二萘酚。

④離子液體,簡單地說就是安全離子組成的液體。目前研究最多的是在室溫左右呈液態(tài)的含有機(jī)正離子的一類物質(zhì)。例如,含N-烷基咪唑正離子的離子液體等。它們不僅可以作為有機(jī)合成的優(yōu)良溶劑,且具有難揮發(fā)等優(yōu)點(diǎn),對環(huán)境十分友好。

三、采用潔凈的有機(jī)電合成

電化學(xué)過程是潔凈技術(shù)的重要組成。由于電解一般無需使用危險(xiǎn)或者有毒試劑,且通常在常溫、常壓下進(jìn)行,所以在綠色合成中獨(dú)具魅力。例如,實(shí)現(xiàn)自由基環(huán)化反應(yīng),常規(guī)的方法是使用過量的三丁基錫烷,過程中存在的問題是原子利用率低、使用和產(chǎn)生著有毒的錫試劑。然而,利用天然、無毒、手性的維生素B12為催化劑進(jìn)行催化反應(yīng),可在溫和、中性條件下完成。

四、運(yùn)用高效的多步合成技術(shù)

在藥物、農(nóng)用化學(xué)品等精細(xì)化學(xué)品的合成中,往往涉及分離中間體的多步驟反應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)綠色合成,近年來,研究發(fā)展的串聯(lián)反應(yīng)是非常有效的。串聯(lián)反應(yīng)包括有一瓶多步串聯(lián)和一瓶多組分串聯(lián)。前者是仿照生物體內(nèi)的多步鏈鎖式反應(yīng),使反應(yīng)在同一反應(yīng)器內(nèi)從原料到產(chǎn)物的多個(gè)步驟連續(xù)進(jìn)行,無需分離出中間體,又不產(chǎn)生相應(yīng)的廢棄物,和環(huán)境保持友好;后者是涉及至少3種不同原料的反應(yīng)于同一反應(yīng)器中進(jìn)行,而每步反應(yīng)都是下步反應(yīng)所必需的,而且原料分子的主體部分都融進(jìn)到最終產(chǎn)物中,這是一類高效的合成方法。

五、發(fā)展和應(yīng)用安全的化學(xué)品

發(fā)展和應(yīng)用對人和環(huán)境無毒、無危險(xiǎn)性的試劑和溶劑,以及其他實(shí)用化學(xué)用品,是實(shí)現(xiàn)綠色合成最直接的一環(huán)??梢圆扇∵m當(dāng)?shù)氖侄问鼓骋环肿拥亩拘越档投挥绊懫涔δ堋@?,腈類化合物的毒性,認(rèn)為是由于腈類分解而生成氰離子產(chǎn)生的。若將腈的α位進(jìn)行取代,使其難生成自由基而不產(chǎn)生氰離子,則可使毒性降低,而反應(yīng)功能不受影響。又如,人們開發(fā)的新型化工原料碳酸二甲酯,以其較高的反應(yīng)活性和低微的毒性,代替了劇毒的光氣和硫酸二甲酯,從而被譽(yù)為21世紀(jì)的“綠色化工原料”。

總之,綠色合成作為新的科學(xué)前沿已逐步形成,但真正發(fā)展還需要從觀念上、理論上、合成技術(shù)上等,對傳統(tǒng)的、常規(guī)的有機(jī)合成進(jìn)行不斷的改革和創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn):

篇7

教育是一種知識的灌輸,但灌輸知識的手段不是枯燥的說教。情感態(tài)度與價(jià)值觀是工作動(dòng)力,對學(xué)生來說“興趣是最大的老師”,只有較強(qiáng)的求知欲,才會(huì)有克服困難的信心和決心,在戰(zhàn)勝困難、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)中體驗(yàn)到的喜悅之情是有效教學(xué)中最有持續(xù)力的興趣。在無機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的灌輸過程中,可以從學(xué)生情感培養(yǎng)、興趣激發(fā)方面曲徑通幽。一是可引入化學(xué)史,在無機(jī)化學(xué)的教學(xué)過程中適當(dāng)引入一些化學(xué)史,可以使教學(xué)不只局限于現(xiàn)成知識的靜態(tài)結(jié)論,還可以追溯到它的來源和動(dòng)態(tài)演變;不只局限于知識本身,還可以揭示出其中的科學(xué)思想和科學(xué)方法,使學(xué)生受到教益。比如講到氧的性質(zhì),向?qū)W生講述英國化學(xué)家普利斯特里最早發(fā)現(xiàn)了能夠使化學(xué)發(fā)生一場革命的氧元素;在原子結(jié)構(gòu)部分,教師簡講人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識過程,即古希臘哲學(xué)家留基伯和德漠克利特提出最早的原子概念,稍后;古希臘的伊壁鳩魯和古羅馬的盧克萊修對原子的重量、形狀、體積等做出一些天才的猜測;道耳頓從觀測氣象開始,進(jìn)而研究空氣的組成和性質(zhì),研究了有關(guān)蒸汽壓、混合氣體分壓、氣體擴(kuò)散定律等問題通過邏輯推理和化學(xué)實(shí)驗(yàn),終于創(chuàng)立了近代原子學(xué)說[5]。二是引進(jìn)化學(xué)前沿知識,教學(xué)要盡可能地拓寬學(xué)生的視野,盡可能多地向?qū)W生介紹無機(jī)化學(xué)發(fā)展的前沿工作。在教學(xué)中恰當(dāng)融入一些前沿知識,既可增加課堂教學(xué)的趣味性、新穎性、前沿性,又有助于提高學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)和研究的興趣例如在氮化合物的講授中,可以凈化汽車尾氣廢氣等污染物為例,介紹綠色化學(xué)知識;在氧族元素的講述中,可以穿插臭氧層等環(huán)境化學(xué)知識,使教學(xué)貼近現(xiàn)代科技[6]。三是改進(jìn)教學(xué)手段,化抽象為直觀,化靜態(tài)為動(dòng)態(tài),化不可見為可見,化復(fù)雜多變?yōu)楹啙嵜髁?,如多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),利用多媒體計(jì)算機(jī)綜合處理和控制符號、語言、文字、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫等多種媒體信息,進(jìn)行一系列人機(jī)交互式的操作;學(xué)生喜歡社交,可建立化學(xué)學(xué)習(xí)QQ群、微信圈等,這都是培養(yǎng)學(xué)生情感、激發(fā)興趣的新途徑,要善于不斷探索。

2說教學(xué)手段要結(jié)合學(xué)法指導(dǎo)

“教學(xué)有法,但無定法,貴在得法”,“學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)”是現(xiàn)代教學(xué)的指導(dǎo)思想[7]。教學(xué)的有效性很大程度取決于學(xué)生是否成為學(xué)習(xí)的主體,所謂授之以魚不如授之以漁,高職學(xué)生由于學(xué)習(xí)習(xí)慣未養(yǎng)成,接受知識的能力不強(qiáng),無機(jī)化學(xué)又是他們在大學(xué)期間所接受的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課,在選擇教學(xué)方式上重點(diǎn)考慮的不是在如何教,而是如何指導(dǎo)學(xué)生學(xué),首要的是學(xué)情分析,要關(guān)注學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況,盡可能從學(xué)生的“已知”、“未知”、“能知”、“想知”和“怎么知”等方面來分析分析學(xué)生的知識能力水平,了解學(xué)生的認(rèn)知傾向,再設(shè)計(jì)教過程、選擇教學(xué)方法。例如高職學(xué)生中普遍存在著厭學(xué)情緒,他們對所學(xué)專業(yè)不感興趣,不愿學(xué),不想學(xué),厭學(xué)情緒比較嚴(yán)重,有自卑心理,自信心不足,而無機(jī)化學(xué)內(nèi)容多而雜,如元素部分包括物質(zhì)的存在與制備、元素通性、化合物性質(zhì)等內(nèi)容,還有許多反應(yīng)方程式及眾多化學(xué)事實(shí),看懂不難,掌握不易。針對學(xué)生實(shí)際,教學(xué)實(shí)踐中,我的體會(huì)是要把時(shí)空留給學(xué)生,多織學(xué)生討論,寓教法于學(xué)法中,一是堅(jiān)持啟發(fā)式教學(xué),根據(jù)教學(xué)目的、內(nèi)容、學(xué)生的知識水平和知識規(guī)律,采用啟發(fā)誘導(dǎo)辦法使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí),如學(xué)習(xí)元素及其化合物時(shí),引導(dǎo)以元素周期表為基礎(chǔ),橫向分析同周期元素性質(zhì)的差異及遞變規(guī)律,縱向分析同一族元素性質(zhì)的相似性及遞變規(guī)律,總結(jié)其共性、規(guī)律性及差異。在分子結(jié)構(gòu)部分,價(jià)鍵理論部分和鍵參數(shù)讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行自學(xué),而加強(qiáng)雜化軌道理論。二是進(jìn)行討論式教學(xué)方式,無機(jī)化學(xué)概念,公式多而復(fù)雜,如電解質(zhì)溶液一章弱酸弱堿、緩沖溶液和鹽類PH值這三大類的計(jì)算,學(xué)生容易亂套用公式,通過討論,大家發(fā)現(xiàn),采用比較法可解決這一問題,運(yùn)用比較法進(jìn)行概念教學(xué)和公式的推導(dǎo),挖掘其內(nèi)在聯(lián)系,尋找共同規(guī)律,找出各自的特點(diǎn)。最終以圖表的形式列出公式,一目了然。三是互動(dòng)式教學(xué)。無論課內(nèi)課外,教師都要堅(jiān)持積極營造多邊互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境,教學(xué)雙方平等交流探討,如我們設(shè)立了原子與分子,電解與電離,水解與電離、原電池與電解池等很多知識小專題,大家QQ網(wǎng)絡(luò)空間、在實(shí)驗(yàn)室,先獨(dú)自觀察、思考和分析,再交流、討論,以從現(xiàn)象想到本質(zhì)、從特殊想到規(guī)律,相互啟發(fā),甚至爭論,達(dá)到不同觀點(diǎn)碰撞交融,進(jìn)而激發(fā)教學(xué)雙方的主動(dòng)性和探索性,直到豁然開朗、水落石出。這樣,不但使知識條理化,系統(tǒng)化,而且加深對知識的認(rèn)識、理解和鞏固,達(dá)到對知識的融會(huì)貫通與靈活運(yùn)用,學(xué)習(xí)事半功倍。

3結(jié)語

篇8

1STS教育的概念

STS(Science,Technology,Society)來自于西方社會(huì),它辯證的分析了科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)三者之間的復(fù)雜關(guān)系。通過揭示三者的關(guān)系,探討科學(xué)和技術(shù)對社會(huì)產(chǎn)生的正負(fù)效應(yīng)。當(dāng)今世界高新技術(shù)的崛起和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,已成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要因素,越來越多的國家把增強(qiáng)綜合國力,奪取21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)的制高點(diǎn)的根本途徑,轉(zhuǎn)移到依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和提高勞動(dòng)者素質(zhì)上來。國際競爭的焦點(diǎn)已集中在人才的質(zhì)量和數(shù)量上。面對這樣的勢態(tài),強(qiáng)化全民族科技意識,提高公民的科學(xué)文化素質(zhì),發(fā)展科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為世界各國發(fā)展的重要主題。STS教育理論認(rèn)為:科學(xué)是通過它的理論,更是通過它的應(yīng)用被大多數(shù)人所認(rèn)識,并在社會(huì)生活中普及的。在課堂教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)注重教學(xué)過程,過程之中培養(yǎng)學(xué)生處理問題的能力和掌握知識的能力,在過程中,結(jié)合實(shí)例讓學(xué)生認(rèn)識社會(huì)現(xiàn)狀和自然規(guī)律。高中化學(xué)新教材加強(qiáng)STS教育以后,由于增加了一些聯(lián)系社會(huì)生產(chǎn)和生活實(shí)際的新內(nèi)容,這些內(nèi)容往往是中學(xué)化學(xué)教師所熟悉的。所以中學(xué)化學(xué)教師從觀念上和知識結(jié)構(gòu)及能力上,應(yīng)該努力適應(yīng)綜合性很強(qiáng)的STS教育,將科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)融為一體,并體現(xiàn)在自己的日常教學(xué)工作中,這是高中化學(xué)新教材對每一個(gè)化學(xué)教師提出的新的要求。同時(shí),為了使用好這套新教材,對中學(xué)化學(xué)教師進(jìn)行培訓(xùn),提高教師的業(yè)務(wù)水平,以適應(yīng)新的要求,也是當(dāng)務(wù)之急。

2高中化學(xué)教學(xué)融入STS教育的改進(jìn)策略

2.1加強(qiáng)社會(huì)案例的融入和分析

結(jié)合STS教育模式,高中化學(xué)應(yīng)該在教學(xué)中深入開展社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐,從而提高學(xué)生的獨(dú)立思考能力以及解決問題的能力,這也是STS教育的目標(biāo)。STS教育的核心就是教育教學(xué)社會(huì)化,所以高中的化學(xué)教學(xué)應(yīng)該改變過去“重理論、輕實(shí)踐”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。高中的化學(xué)教學(xué)大綱中也明確提出:讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識及其實(shí)際應(yīng)用的過程中,對化學(xué)學(xué)科以及化學(xué)學(xué)技術(shù)有基本的了解,認(rèn)識到化學(xué)學(xué)科和社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展中間的關(guān)系。所以我們必須在化學(xué)教學(xué)的過程中,重視社會(huì)實(shí)踐,強(qiáng)調(diào)化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,讓化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)密切的聯(lián)系在一起,而不是一味的背誦公式和機(jī)械計(jì)算。例如,可參照國內(nèi)外STS教育專家列舉的STS問題,選定多個(gè)主題,構(gòu)成“STS主題綜合化學(xué)課程”,并圍繞化學(xué)、技術(shù)和社會(huì)主題選擇相關(guān)素材:“現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展與諾貝爾獎(jiǎng)”、“元素化學(xué)和元素周期表”、“綠色化學(xué)與環(huán)境問題”、“化學(xué)與能源”、“化學(xué)與材料科學(xué)”、“化學(xué)與生活”、“化學(xué)與生命現(xiàn)象”、“藥物化學(xué)”、“化學(xué)新技術(shù)新工藝”等。對上述主題要求既從“掌握學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論”、“指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐的基本技能”、“收集信息與交流信息的技能”、“生產(chǎn)設(shè)計(jì)與決策管理的技能”等幾個(gè)方面作“靜態(tài)分析”。

2.2關(guān)注化學(xué)學(xué)科的科學(xué)前沿,與時(shí)俱進(jìn)

2.2.1關(guān)注化學(xué)學(xué)科的最新發(fā)展:在傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)中,教師往往都是以教材知識為教學(xué)的重點(diǎn),而事實(shí)上有些教材已經(jīng)很多年都沒有更換,如果教師只關(guān)注課本知識,那么就無法掌握當(dāng)前最新的化學(xué)學(xué)科的發(fā)展,教學(xué)難免會(huì)與社會(huì)脫節(jié)。STS教育在就是強(qiáng)調(diào)在高中化學(xué)教學(xué)的過程中,將生產(chǎn)、生活和化學(xué)知識結(jié)合起來。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生去掌握化學(xué)學(xué)科的前沿知識和技術(shù),提高相關(guān)的知識和技能,對化學(xué)學(xué)科的相關(guān)進(jìn)展有密切的關(guān)注乃至探討。至于具體的措施,教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,向?qū)W生介紹化學(xué)學(xué)科的新發(fā)展新動(dòng)向,向同學(xué)們展示化學(xué)科學(xué)的新技術(shù)、新成果等,比如說新材料的開發(fā)和利用,新元素的發(fā)現(xiàn)等等,使學(xué)生與社會(huì)接軌。2.2.2進(jìn)行深度問題的研究:STS教育優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)的地方就在于,它強(qiáng)調(diào)的不是教學(xué)的結(jié)果或者分?jǐn)?shù),而是希望通過教學(xué)來促進(jìn)這一領(lǐng)域的發(fā)展。對化學(xué)教學(xué)來說,STS教育強(qiáng)調(diào)的不是考試成績,而是希望通過自己和學(xué)生的研究,推動(dòng)整個(gè)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。傳統(tǒng)的化學(xué)教育中最顯著的缺點(diǎn)就是知識淺薄、點(diǎn)到為止,如果學(xué)生想繼續(xù)學(xué)習(xí)更深入的知識,教師一般都以“超綱”、“不在教學(xué)范圍內(nèi)”或者“耽誤課堂時(shí)間”為理由拒絕,導(dǎo)致深度的學(xué)習(xí)難以展開。遵循STS教育的原則,高中的化學(xué)教學(xué)可以以專題、研究等形式展開化學(xué)教學(xué),滿足學(xué)生們的求知欲望,為學(xué)生的深度學(xué)習(xí)提供條件。2.2.3鼓勵(lì)學(xué)生參與重大社會(huì)問題研究:STS教育和傳統(tǒng)的教育有本質(zhì)的不同,它重視學(xué)生的情感體驗(yàn)和社會(huì)實(shí)踐性,所以STS教育要求教師在教學(xué)的時(shí)候要把社會(huì)實(shí)踐、生活實(shí)踐和學(xué)生的學(xué)習(xí)聯(lián)系在一起。或者可以這樣理解,STS教育的最終目的是為了實(shí)現(xiàn)學(xué)科價(jià)值,而不是分?jǐn)?shù)或者成績,至于這個(gè)學(xué)科的價(jià)值如何發(fā)揮,則需要和社會(huì)有著緊密的聯(lián)系,只有在社會(huì)實(shí)踐中,學(xué)科的價(jià)值才能夠得到發(fā)揮。通過讓學(xué)生參與重大的社會(huì)問題研究,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感,更重要的是可以引導(dǎo)學(xué)生嘗試去解決一些社會(huì)難題,比如說環(huán)境污染、水土流失、信息監(jiān)控、能源危機(jī)等實(shí)際問題,通過學(xué)生們的深入調(diào)查和研究,從而學(xué)會(huì)解決重大問題的思路、方法和手段,從而使化學(xué)學(xué)科更好的服務(wù)于社會(huì)。

3結(jié)論

篇9

生物學(xué);教學(xué);滲透式教學(xué)

“滲透式”教學(xué)是教學(xué)改革的出路之一,也是一種符合時(shí)代需求的教學(xué)方式。在教學(xué)過程中,注重學(xué)科內(nèi)外知識的滲透,以形成立體性知識結(jié)構(gòu);注重相關(guān)學(xué)科知識的綜合,以加深知識理解的深度和廣度;注重能力的相通性,以培養(yǎng)創(chuàng)造型人才。

1.學(xué)科內(nèi)知識的滲透和綜合

教師要因勢利導(dǎo),善于給學(xué)生提出問題。生物學(xué)課堂教學(xué)既要重視基礎(chǔ)知識的教學(xué),又要抓住教材知識的主線,通過一定的方式,對教材內(nèi)容進(jìn)行梳理、歸類和整理,使知識完整化、網(wǎng)絡(luò)化,從而達(dá)到學(xué)科內(nèi)各知識點(diǎn)的滲透和綜合。例如,職業(yè)高中《生物》中“組成生物體的化合物”與“人和動(dòng)物體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝”的內(nèi)容,從表面上看似乎是兩個(gè)極其獨(dú)立的知識板塊,然而只要我們仔細(xì)推敲不難發(fā)現(xiàn),這前后兩塊知識點(diǎn)之間有著許多的聯(lián)系,三大類營養(yǎng)物質(zhì)的代謝是建立在細(xì)胞的化學(xué)組成和生物體的結(jié)構(gòu)組成上的。從生物學(xué)整體的角度來思考,諸如此類的知識相通點(diǎn)并不少,因此,教師應(yīng)該充分利用教材特點(diǎn),挖掘聯(lián)系點(diǎn),在教學(xué)中,注意對這些不同知識板塊中的雷同點(diǎn)進(jìn)行合理的滲透,使學(xué)生客觀地、科學(xué)地認(rèn)識生物界。

日常教學(xué)中,由于受課時(shí)的限制,教學(xué)過程難以面面俱到,所以,教師除了要注意知識的滲透和綜合外,還應(yīng)該注意重視發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,注意對學(xué)生進(jìn)行方法和思維的科學(xué)引導(dǎo),從而推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)地、積極地尋找和挖掘知識的內(nèi)在聯(lián)系,以更好地達(dá)到滲透式教學(xué)的效果。

2.學(xué)科間知識的滲透和綜合

學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最活躍、最積極的成分,也是學(xué)習(xí)活動(dòng)中最基本的內(nèi)驅(qū)力因素。長期以來的單科課程設(shè)置,造成了一位教師只能教授一門課程的純專業(yè)教學(xué),教師在教學(xué)中往往對其他學(xué)科的內(nèi)容避而不談,從而導(dǎo)致了學(xué)生在學(xué)習(xí)該科知識時(shí)的單一性和狹隘性,使各學(xué)科之間缺乏應(yīng)有的有機(jī)聯(lián)系,這也是教師教得“累”,學(xué)生學(xué)得“苦”的根本原因。而滲透式教學(xué)正是要求教師以學(xué)科為中心的教學(xué)模式中解放出來,重視擴(kuò)展知識面,重視學(xué)科間的滲透和綜合。

在中等專業(yè)學(xué)?;蛘呗殬I(yè)中學(xué)設(shè)置的課程體系中,生物學(xué)只是這個(gè)體系的一個(gè)子系統(tǒng),但又是一門邊緣性、實(shí)踐性和整合性較強(qiáng)的學(xué)科,它與其他學(xué)科即其他子系統(tǒng)之間存在著交叉滲透、相輔相承的關(guān)系。雖然不同學(xué)科研究的對象不同,知識體系不同,但它們遵循著相同的認(rèn)知規(guī)律,在研究方法上有許多共性。在眾多的交叉學(xué)科中,生物學(xué)與物理學(xué)、化學(xué)有許多知識交匯點(diǎn),如:生物新陳代謝章節(jié)中涉及到的能量轉(zhuǎn)化就是理、化、生三科知識的交匯點(diǎn),物理的功和能、化學(xué)的電解、生物的光合作用、呼吸作用、ATP的形成等都有著能量的轉(zhuǎn)化過程。同時(shí),教材中滲透著許多物理學(xué)和化學(xué)的知識:“物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸”“根的向重力性”“葉綠素吸收光能”“水分的蒸騰”“內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)”等分別與物理學(xué)中的力學(xué)、光學(xué)、熱現(xiàn)象、壓強(qiáng)等知識有關(guān);“光合作用”“呼吸作用”“蛋白質(zhì)的生物合成”“DNA的分子組成”等又與化學(xué)的有機(jī)、無機(jī)知識有關(guān)。教師應(yīng)抓住這些知識交匯點(diǎn),在學(xué)生已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,把握滲透的度,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理、化學(xué)知識,對相關(guān)生物學(xué)知識進(jìn)行思考、分析、討論和梳理,以加深對知識的理解力度。

“施教之法,貴在引導(dǎo),妙在開竅?!迸c教師相比,學(xué)生在單科知識的學(xué)習(xí)上,是被教者,處于劣勢,但在全面了解和知識綜合的基礎(chǔ)條件上常常是有優(yōu)勢的,利用所學(xué)各門課程的知識來解決某一問題,對他們而言不是一件不可能的事。讓學(xué)生充分認(rèn)識到自身的價(jià)值,調(diào)動(dòng)和發(fā)揮自身優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)自己的主體地位,培養(yǎng)綜合意識,正是滲透教學(xué)的目的所在。所以,在日常教學(xué)中,教師要有目的、有計(jì)劃地將生物學(xué)與其他學(xué)科的知識相互遷移,互相滲透。另外,學(xué)生對生物學(xué)知識的理解能力是與其的閱讀表達(dá)能力、邏輯思維能力、空間想像能力密切相關(guān)的,對不同學(xué)科知識點(diǎn)的理解能力即互相影響又互相交叉。因此,讓學(xué)生學(xué)會(huì)借鑒其他學(xué)科的知識和方法解決生物學(xué)問題,既有助于科學(xué)思維方法的培養(yǎng)和滲透,也有助于21世紀(jì)中國人才科學(xué)素質(zhì)的提高。

3.學(xué)科知識與社會(huì)生活的滲透和綜合

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。觀察和實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)研究和教學(xué)的重要方法。當(dāng)今世界科技的迅猛發(fā)展,許多與生物學(xué)有關(guān)的科技成果迅速在社會(huì)、生產(chǎn)、生活等方面廣泛應(yīng)用。所以,教師在教學(xué)中應(yīng)注意實(shí)施STS(科學(xué)、技術(shù)、社會(huì))教育,有意識地關(guān)注生物學(xué)與社會(huì)、與生活的聯(lián)系,關(guān)注與課本知識有關(guān)的一些社會(huì)熱點(diǎn)問題,如資源、能源、環(huán)境污染、溫室效應(yīng)、生物科學(xué)綠色食品、克隆技術(shù)等,并在課堂教學(xué)中將這些前沿的科學(xué)研究與生物學(xué)基礎(chǔ)知識滲透結(jié)合,使學(xué)生即了解其研究的前沿,感受到生物學(xué)對社會(huì)發(fā)展的作用,又學(xué)會(huì)關(guān)心社會(huì)、關(guān)心自然,形成科學(xué)的人生觀和世界觀。

篇10

十 八 大 以 來 , 作 為 第 一 完成單位,中國農(nóng)科院共獲得國家獎(jiǎng)34項(xiàng),國際頂尖期刊上27篇,審定新品種近千個(gè),新農(nóng)藥、獸藥證書110項(xiàng),授權(quán)專利3700余項(xiàng),“頂天立地”成果亮點(diǎn)紛呈。

種質(zhì)資源保護(hù)實(shí)現(xiàn)新跨越。 作物種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)科學(xué)原始創(chuàng)新、作物育種及其生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。中國農(nóng)科院在種質(zhì)資源收集保存方面持續(xù)保持領(lǐng)先地位。建成了世界最大的畜禽遺傳資源體細(xì)胞庫,收集保存110個(gè)品種6萬多份畜禽資源體細(xì)胞、609個(gè)特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物品種和9萬多活體、2萬多株微生物資源,完成了主要畜禽經(jīng)濟(jì)性狀遺傳解析。建成了全球第二大農(nóng)作物種質(zhì)資源庫,長期保有量超過47萬份,并對種質(zhì)資源開展精準(zhǔn)鑒定與深入挖掘,完成主要農(nóng)作物育種性狀的分子解析,挖掘出重要功能基因,篩選創(chuàng)制了水稻、小麥、大豆、棉花、油菜、蔬菜、果樹等農(nóng)作物新種質(zhì)材料800多份,實(shí)現(xiàn)了由被動(dòng)保護(hù)向主動(dòng)保護(hù)的新跨越。有力推動(dòng)了我國從資源大國向資源強(qiáng)國轉(zhuǎn)變。

生物組學(xué)研究占領(lǐng)國際制高點(diǎn)。新興生物組學(xué)研究是當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界的重點(diǎn)和熱點(diǎn)領(lǐng)域,中國農(nóng)科院把握國際生物科學(xué)前沿,搶占科技制高點(diǎn),取得了一系列具有開創(chuàng)性和重大影響力的學(xué)術(shù)成果。牽頭開展了水稻、馬鈴薯、白菜、黃瓜、番茄、小麥、棉花、油菜等基因組測序,構(gòu)建了主要農(nóng)作物核心種質(zhì)、微核心種質(zhì)和全基因組變異圖譜;同時(shí)發(fā)掘優(yōu)異功能基因,獲得了一系列重大科學(xué)發(fā)現(xiàn),為分子育種奠定了重要理論基礎(chǔ),也奠定了我國在該領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。

新品種選育能力全面提升。培育了一大批優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、專用的農(nóng)作物新品種,為保障我國糧食安全和主要農(nóng)產(chǎn)品有效供給發(fā)揮了重要作用。育成的“中嘉早17”“中浙優(yōu)1號”水稻年推廣面積超過1000萬畝,選育的85個(gè)雜交稻新組合累計(jì)推廣面積超過1.5億畝;“中麥895”“中麥175”小麥、“中單909”“中單856”玉米成為我國主導(dǎo)品種,“中黃13”“中黃39”大豆種植面積居全國首位;“中油雜11號”油菜含油量屢創(chuàng)世界新高;“中棉所49”棉花推廣面積多年穩(wěn)居全國前列;“中甘”系列甘藍(lán)推廣面積占北方地區(qū)甘藍(lán)生產(chǎn)面積60%以上;油桃系列新品種占我國油桃種植面積的80%以上;利用我國獨(dú)特的資源,培育出“高山美利奴細(xì)毛羊”、北京鴨配套系、“中蜜1號”配套系等肉牛、奶牛、豬、羊、禽等主要畜禽新品種,打破國外畜禽品種壟斷格局,改變了我國主要畜禽品種長期依賴進(jìn)口的不利局面。

病蟲害防控研究扎實(shí)推進(jìn)。重大病蟲害成災(zāi)機(jī)理研究取得突破,摸清了南方黑條矮縮病發(fā)生規(guī)律,掌握粘蟲、草地螟等遷飛性害蟲遷移路線,為我國重大病蟲害的預(yù)警防控提供了科學(xué)依據(jù),中國小麥條銹病綜合治理技術(shù)研究獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng);研制出首個(gè)植物抗病毒蛋白質(zhì)生物農(nóng)藥以及農(nóng)用抗生素武夷菌素、木霉菌、捕食螨等系列綠色防控技術(shù)與產(chǎn)品;研制了農(nóng)藥減量使用技術(shù)與設(shè)備,開發(fā)了微囊緩釋種衣劑、無人機(jī)噴霧設(shè)備等;開展了重大檢疫性害蟲防控技術(shù)研究,探索建立我國植物檢疫性害蟲的“防火墻”和防控技術(shù)體系;研發(fā)了土傳病蟲害防控的技術(shù)和產(chǎn)品,在草莓、生姜、大蒜、山藥等高經(jīng)濟(jì)附加值作物上得到廣泛應(yīng)用,解決了作物連作技術(shù)難題,受到廣大農(nóng)民的歡迎。

動(dòng)物疫病研究引領(lǐng)新方向。在禽流感、口蹄疫、{耳病等重大動(dòng)物疫病防控研究方面繼續(xù)保持國際領(lǐng)先地位,研究領(lǐng)域不斷拓展深化。在基礎(chǔ)研究方面,揭示了重要?jiǎng)游锊≡腥?、免疫、致病和跨種傳播機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)物疫病防控理論的重大突破。在疫病防控方面,針對我國畜牧業(yè)生產(chǎn)中的主要畜禽種類,研發(fā)系列高效疫苗,有力保障了我國畜牧業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。針對多發(fā)重發(fā)疫病,研制出多種診斷試劑盒,為疫病快速診斷快速防控提供了技術(shù)支撐。

智能化農(nóng)機(jī)裝備研制不斷推進(jìn)。突破水稻栽植和油菜、花生、大豆、棉花收獲等農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸,解決制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的短板;著力攻關(guān)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備的共性關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)與現(xiàn)代農(nóng)藝措施相配套的高效多功能耕種、航空施藥等智能化裝備,推進(jìn)農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝的有效融合;創(chuàng)制一批農(nóng)業(yè)生產(chǎn)急需的重大裝備,提升農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)備可靠性;研發(fā)高效的節(jié)水裝備和自動(dòng)化灌排設(shè)施;加快信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備上的應(yīng)用研究,提高智能化水平。

重點(diǎn)區(qū)域資源環(huán)境保護(hù)初見成效。突破節(jié)水、節(jié)地等資源節(jié)約共性關(guān)鍵技術(shù),提高水資源利用效率,有效保護(hù)和培育東北黑土地、南方紅壤等耕地資源。研發(fā)畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備,探索不同時(shí)空尺度下農(nóng)業(yè)應(yīng)對氣候變化的策略。開展三峽庫區(qū)、丹江口庫區(qū)、洱海流域農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測預(yù)警與綜合防治技術(shù)研究。從源頭預(yù)防、過程控制、末端治理等環(huán)節(jié),研發(fā)出低成本、可復(fù)制、易推廣的重金屬污染全產(chǎn)業(yè)鏈綜合防控技術(shù)體系。研發(fā)旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù),發(fā)明低成本、易降解系列緩釋肥料,推動(dòng)建立資源節(jié)約、環(huán)境友好的生產(chǎn)技術(shù)體系。

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全保障有力。圍繞農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測、污染控制等環(huán)節(jié),開發(fā)了一批實(shí)用技術(shù)和設(shè)備,有力提升了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測保障能力與水平。研發(fā)的分子印跡特異性識別快速檢測技術(shù)與設(shè)備,能夠同步檢測5大類農(nóng)產(chǎn)品的300多種典型化學(xué)污染物,為開展農(nóng)產(chǎn)品快速檢測提供了有效支撐,在黃曲霉毒素和“瘦肉精” 等突發(fā)事件應(yīng)對中發(fā)揮了重要作用。開展了全國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地重金屬污染底數(shù)調(diào)查監(jiān)測,構(gòu)建了重點(diǎn)區(qū)域重金屬污染動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫,及時(shí)掌握農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地重金屬污染變化趨勢,為重金屬污染監(jiān)測提供了科學(xué)依據(jù)。開發(fā)的重金屬污染鈍化技術(shù)與產(chǎn)品,使稻米中鎘等重金屬含量可降低50%以上,并篩選出了5種專門針對南方重金屬污染區(qū)域的低富集水稻品種。