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摘要:本文将环境污染进行分类并找出与中学化学中元素及其化合物知识联系密切的知识点,提出教师应注重在化学教学过程中渗透绿色化学及环境保护的理念,使学生在获得知识的同时懂得简单的环境保护的方法,提高了种学素养,调动学生学习化学的积极性。
关键词:环境问题 环境污染 环境保护 绿色化学 科学发展
随着世界工业的发展,人类所生存的环境正在遭受着各种污染的侵害。20世纪90年代,美国化学会针对日益严重的环境问题提出了“绿色化学”的口号。2009年12月在丹麦的哥本哈根举行的全球气候峰会结束后,国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,研究部署应对气候变化工作,决定到2020年我国控制温室气体排放的行动目标,并提出相应的政策措施和行动。这都提醒人们要保护我们生存的环境,走科学发展的道路。
人类在向自然界索取而创造富裕生活的同时,不能以牺牲人类自身的生存环境为代价。人类只有一个地球,要把环境问题解决好,保护环境人人有责。环境污染的种类与中学化学中元素及其化合物的知识联系密切,主要涉及硫的氧化物、碳的氧化物、氮的氧化物和有机物等知识点。
作为教师要在教学中向学生渗透环境保护的思想,增强其环境保护的意识,做环境保护的践行者。实施环保教育有很多益处:
一、环保教育能调动学生学习的积极性
中学生的年龄阶段正处于体力、智力迅速成长的阶段:他们精力充沛、求知欲强、思维敏捷、易于接受新鲜事物;好奇、好学,对一切未知事物都感到新奇,总想弄个水落石出。而中学化学的环保教育正是具备形象、具体、新奇的特点。因此加强中学化学教学中的环保教育,就能同这一时期的学生的心理特点产生共鸣,可以最大限度地引发学生学习化学和其他自然科学的兴趣和热情。
二、环保教育能培养学生科学的学习方法
心理学研究表明,学生接受的信息必须经过自己的大脑加工才能保持。在用传统的方法进行环保教育时学生只能机械地按照教师或课本的内容去进行学习,学生按部就班地去做,而自己很少主动去思考。虽然学生的知识面得以扩展,也了解到环境问题的重要性,但其他诸如研究工作中发现的问题、主动探究去解决问题、从现实或数据的分析中形成结论等科学方法几乎未能学到。所以教师应采取行之有效的、适合学生实际水平的环保教育的教学方法。
三、环保教育有助于培养学生的能力
环保教育中的基本技能包括:①辨别和确定环境问题的技能。环保教育应使中学生依据一些基本知识,通过认真观察和教师的讲解,了解和认识校外环境问题,形成对环境的重视,进而自发产生解决环境问题的设想。②科学分析环境问题的技能。对中学生来说,他们已具备了独立思考和解决问题的能力。因此,教师应引导他们进行实地调查及相关资料的搜集,运用校内所学的知识来分析各种信息,形成解释和合理概括问题性质的能力。③提出解决问题方案的技能。中学生学会科学分析环境问题的技能后,自然产生如何解决问题的思考。环保教育的工作在于正确的引导学生,将头脑中一些零散设想转变为连贯而实际的书面解决方案或报告。
这种能力培养的最终目的,是使人们有能力去解决实际生活和生产中存在的各种环境问题。建议教师在实际教学中具体可以这样做:
1.在进行卤素内容学习时,学生学习了Cl2的有关性质,这时就可启发学生思考,氯气这种有毒气体如何处理才能化害为利。学生结合所学知识,可以想到,将氯气通人石灰乳,可以制得漂白粉;将氯气通人氢氧化钠溶液可以制取消毒液等。
2.在学习硫、二氧化硫、硫酸、氮氧化物的有关内容时,向学生介绍酸雨和光化学烟雾的形成、危害及其防治的办法。因此在工业生产中要进行尾气处理,而在我们进行实验时也要注意这个问题。
3.学习金属及其电化学的内容时,介绍金属的冶炼过程中产生的污染,电解、电镀的过程中以及废旧电池随意丢弃产生的重金属污染。这时可以倡导学生在平时生活中注意收集废旧电池,在班级设置废旧电池回收站,鼓励学生争做环保小卫士。
4.在进行有机化学的教学时,渗透——沼气可以改变农村能源结构;乙炔在生产过程中会产生电石废渣的污染;甲醛、苯等有机物会造成室内装修后的污染;油脂可用于生产洗涤剂,同时也会在生产和使用过程中产生污染;纤维素可用于纸张的生产,但在生产过程中会产生大量废水;有机高分子化合物的使用大大改变了人类的生产和生活,但同时也造成了白色污染等。
我们通常所说的环境问题,主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染,包括大气污染、水体污染和土壤污染三大类。借此给学生介绍一下三大污染的存在形态、来源及其危害。
1.大气污染
(1)污染物:SO2、NO、NO2:、H2S、CxH颗粒物、氟化物、铅及其化合物。
(2)来源:煤、石油的燃烧,矿石冶炼、汽车尾气、工业废气。
(3)危害:
A.光化学烟雾:由汽车尾气引起并产生NOx、CxH
B.臭氧层空洞:由氟利昂、NOx引起并使O3分解;
c.酸雨:化石燃料燃烧产生SO2、NOx溶于雨水;
D.温室效应、厄尔尼诺现象:由于CO2、CxHy等在空气中含量增加,使大气温度升高。
2.水体污染
(1)来源:工业废水、农业用水、生活污水。
(2)危害:
A.赤潮:由于向水中排入含有N、P等富营养物而使红藻繁殖加快。
B.危及农作物灌溉、人类饮用和渔业发展。
3.土壤污染
(1)来源:固体废弃物、放射性物质、重金属等等。
(2)危害:
A.白色污染:由难以降解的塑料引起;
B.土壤贫瘠化。
绿色化学是对环境更友善的化学,是人类和自然和谐相处的化学。它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料,最大限度地节约能源,在化工生产各环节中都实现净化和无污染的反应途径。具体内含体现在5个“R”上。
(1)减量——Recluction:减量是从节省资源、减少污染的角度提出的。其主要内容是提高转化率,减少“三废”排放量。
(2)重复使用——Reuse:重复使用是降低成本和减废的需要,例如化学工业生产中所使用的载体催化剂,一开始就要考虑重复使用。
(3)回收——Recycling:回收包括回收未反应的原料副产品和助熔剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。
(4)再生——Regeneration:再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计时应考虑到有关材料的再生利用。
(5)拒用——Rqection:拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代又无法回收、再生和重复使用的毒副作用明显的原料,我们应拒绝在化工生产中使用。
教学过程中要不断地渗透绿色化学和环境保护。这种绿色意识是人类追求自然完美的一种高级表现,它不把人类当成是自然的主宰者,而是看作自然界中普遍的一员,追求的是人对自然的尊重以及人与自然和谐的关系。它和通常讲的“环保意识”不同,通常环保意识带有明显的被动状态,带有比较强的功利目的。当我们谈到污染给人类带来多少疾病、多大经济损失的时候,实际上还是把人放在与自然相对立的位置上,是在以人为中心的基点上来处理人与自然的关系。在这种思想的指导下,人们可以去治理和解决一些急迫的污染问题,但眼下不对人产生危害而仅危害自然的行为,反应就不那么积极了。只有在以绿色意识为核心谈环保意识的时候,才会有正确持续的作为。
现行中学教材中的化工生产知识在编写与编排上合理地渗透了“绿色化学”的观点,具体体现在如下几个方面:
1.节省资源、提高原料转化率和利用率。例如在合成氨工业、硝酸工业、接触法制硫酸、联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作,体现了绿色化学中节省资源能源的基本原理。
2.化工生产知识中介绍了尾气回收方法和处理装置,其功能是防止或减少环境污染。例如氨氧化法制硝酸,接触法制硫酸,炼钢、炼铁等,均介绍了尾气处理或尾气吸收装置。
3.现行教材中涉及的化工生产体现了绿色化学内涵——设计新的化学反应条件,减少废弃物的产生和排放,降低对人类健康和环境的危害。
教学实践证明,在化学教学过程中渗透环境保护的理念,能使学生获得知识的同时懂得简单的环境保护的方法,提高了科学素养,调动了学生学习化学的积极性。
关键词:环境问题 环境污染 环境保护 绿色化学 科学发展
随着世界工业的发展,人类所生存的环境正在遭受着各种污染的侵害。20世纪90年代,美国化学会针对日益严重的环境问题提出了“绿色化学”的口号。2009年12月在丹麦的哥本哈根举行的全球气候峰会结束后,国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,研究部署应对气候变化工作,决定到2020年我国控制温室气体排放的行动目标,并提出相应的政策措施和行动。这都提醒人们要保护我们生存的环境,走科学发展的道路。
人类在向自然界索取而创造富裕生活的同时,不能以牺牲人类自身的生存环境为代价。人类只有一个地球,要把环境问题解决好,保护环境人人有责。环境污染的种类与中学化学中元素及其化合物的知识联系密切,主要涉及硫的氧化物、碳的氧化物、氮的氧化物和有机物等知识点。
作为教师要在教学中向学生渗透环境保护的思想,增强其环境保护的意识,做环境保护的践行者。实施环保教育有很多益处:
一、环保教育能调动学生学习的积极性
中学生的年龄阶段正处于体力、智力迅速成长的阶段:他们精力充沛、求知欲强、思维敏捷、易于接受新鲜事物;好奇、好学,对一切未知事物都感到新奇,总想弄个水落石出。而中学化学的环保教育正是具备形象、具体、新奇的特点。因此加强中学化学教学中的环保教育,就能同这一时期的学生的心理特点产生共鸣,可以最大限度地引发学生学习化学和其他自然科学的兴趣和热情。
二、环保教育能培养学生科学的学习方法
心理学研究表明,学生接受的信息必须经过自己的大脑加工才能保持。在用传统的方法进行环保教育时学生只能机械地按照教师或课本的内容去进行学习,学生按部就班地去做,而自己很少主动去思考。虽然学生的知识面得以扩展,也了解到环境问题的重要性,但其他诸如研究工作中发现的问题、主动探究去解决问题、从现实或数据的分析中形成结论等科学方法几乎未能学到。所以教师应采取行之有效的、适合学生实际水平的环保教育的教学方法。
三、环保教育有助于培养学生的能力
环保教育中的基本技能包括:①辨别和确定环境问题的技能。环保教育应使中学生依据一些基本知识,通过认真观察和教师的讲解,了解和认识校外环境问题,形成对环境的重视,进而自发产生解决环境问题的设想。②科学分析环境问题的技能。对中学生来说,他们已具备了独立思考和解决问题的能力。因此,教师应引导他们进行实地调查及相关资料的搜集,运用校内所学的知识来分析各种信息,形成解释和合理概括问题性质的能力。③提出解决问题方案的技能。中学生学会科学分析环境问题的技能后,自然产生如何解决问题的思考。环保教育的工作在于正确的引导学生,将头脑中一些零散设想转变为连贯而实际的书面解决方案或报告。
这种能力培养的最终目的,是使人们有能力去解决实际生活和生产中存在的各种环境问题。建议教师在实际教学中具体可以这样做:
1.在进行卤素内容学习时,学生学习了Cl2的有关性质,这时就可启发学生思考,氯气这种有毒气体如何处理才能化害为利。学生结合所学知识,可以想到,将氯气通人石灰乳,可以制得漂白粉;将氯气通人氢氧化钠溶液可以制取消毒液等。
2.在学习硫、二氧化硫、硫酸、氮氧化物的有关内容时,向学生介绍酸雨和光化学烟雾的形成、危害及其防治的办法。因此在工业生产中要进行尾气处理,而在我们进行实验时也要注意这个问题。
3.学习金属及其电化学的内容时,介绍金属的冶炼过程中产生的污染,电解、电镀的过程中以及废旧电池随意丢弃产生的重金属污染。这时可以倡导学生在平时生活中注意收集废旧电池,在班级设置废旧电池回收站,鼓励学生争做环保小卫士。
4.在进行有机化学的教学时,渗透——沼气可以改变农村能源结构;乙炔在生产过程中会产生电石废渣的污染;甲醛、苯等有机物会造成室内装修后的污染;油脂可用于生产洗涤剂,同时也会在生产和使用过程中产生污染;纤维素可用于纸张的生产,但在生产过程中会产生大量废水;有机高分子化合物的使用大大改变了人类的生产和生活,但同时也造成了白色污染等。
我们通常所说的环境问题,主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染,包括大气污染、水体污染和土壤污染三大类。借此给学生介绍一下三大污染的存在形态、来源及其危害。
1.大气污染
(1)污染物:SO2、NO、NO2:、H2S、CxH颗粒物、氟化物、铅及其化合物。
(2)来源:煤、石油的燃烧,矿石冶炼、汽车尾气、工业废气。
(3)危害:
A.光化学烟雾:由汽车尾气引起并产生NOx、CxH
B.臭氧层空洞:由氟利昂、NOx引起并使O3分解;
c.酸雨:化石燃料燃烧产生SO2、NOx溶于雨水;
D.温室效应、厄尔尼诺现象:由于CO2、CxHy等在空气中含量增加,使大气温度升高。
2.水体污染
(1)来源:工业废水、农业用水、生活污水。
(2)危害:
A.赤潮:由于向水中排入含有N、P等富营养物而使红藻繁殖加快。
B.危及农作物灌溉、人类饮用和渔业发展。
3.土壤污染
(1)来源:固体废弃物、放射性物质、重金属等等。
(2)危害:
A.白色污染:由难以降解的塑料引起;
B.土壤贫瘠化。
绿色化学是对环境更友善的化学,是人类和自然和谐相处的化学。它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料,最大限度地节约能源,在化工生产各环节中都实现净化和无污染的反应途径。具体内含体现在5个“R”上。
(1)减量——Recluction:减量是从节省资源、减少污染的角度提出的。其主要内容是提高转化率,减少“三废”排放量。
(2)重复使用——Reuse:重复使用是降低成本和减废的需要,例如化学工业生产中所使用的载体催化剂,一开始就要考虑重复使用。
(3)回收——Recycling:回收包括回收未反应的原料副产品和助熔剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。
(4)再生——Regeneration:再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计时应考虑到有关材料的再生利用。
(5)拒用——Rqection:拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代又无法回收、再生和重复使用的毒副作用明显的原料,我们应拒绝在化工生产中使用。
教学过程中要不断地渗透绿色化学和环境保护。这种绿色意识是人类追求自然完美的一种高级表现,它不把人类当成是自然的主宰者,而是看作自然界中普遍的一员,追求的是人对自然的尊重以及人与自然和谐的关系。它和通常讲的“环保意识”不同,通常环保意识带有明显的被动状态,带有比较强的功利目的。当我们谈到污染给人类带来多少疾病、多大经济损失的时候,实际上还是把人放在与自然相对立的位置上,是在以人为中心的基点上来处理人与自然的关系。在这种思想的指导下,人们可以去治理和解决一些急迫的污染问题,但眼下不对人产生危害而仅危害自然的行为,反应就不那么积极了。只有在以绿色意识为核心谈环保意识的时候,才会有正确持续的作为。
现行中学教材中的化工生产知识在编写与编排上合理地渗透了“绿色化学”的观点,具体体现在如下几个方面:
1.节省资源、提高原料转化率和利用率。例如在合成氨工业、硝酸工业、接触法制硫酸、联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作,体现了绿色化学中节省资源能源的基本原理。
2.化工生产知识中介绍了尾气回收方法和处理装置,其功能是防止或减少环境污染。例如氨氧化法制硝酸,接触法制硫酸,炼钢、炼铁等,均介绍了尾气处理或尾气吸收装置。
3.现行教材中涉及的化工生产体现了绿色化学内涵——设计新的化学反应条件,减少废弃物的产生和排放,降低对人类健康和环境的危害。
教学实践证明,在化学教学过程中渗透环境保护的理念,能使学生获得知识的同时懂得简单的环境保护的方法,提高了科学素养,调动了学生学习化学的积极性。