构建绿色化学理念，培养绿色化学素养 高中化学教学论文.doc

摘要：绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学，由其独特的思想，已经成为中学化学所要渗透的理念。本文详细介绍了在中学化学教学中通过从生活、工业化生产、习题拓展、实验设计四个方面构建绿色化学理念。

关键词：绿色  化学  教学

一、             前言

化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学。迅猛发展的化学已成为生命科学、材料科学、环境科学、能源科学、信息科学等领域的重要基础。伴随着化工工业的发展，我们的生活质量提高了，可是气候问题、能源匮乏、食品安全等等问题也随之而来。环境遭到了严重的破坏，科学家们面临着严峻的挑战。于是，在20世纪90年代初，萌发了崭新的化学理念，即 “绿色化学”。

二、             绿色化学研究背景

绿色化学(Green Chemistry)又称环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)或清洁化学(Clean Chemistry)^[1]。

绿色化学最主要的内涵是指在反应过程以及化工生产中，尽量减少产生或者不产生各种危害人体健康和生态平衡的物质。可以用五个“R”表示：减量(Reduction)—省资源，少污染；循环利用(Reusing)—如催化剂、载体等；回收(Recycling)—回收未反应的试剂、副产物等等；再生(Regeneration)—原材料的回收再利用；拒用(Rejection)—拒绝使用一些无法替代、回收或者再生的药品原料^[2]。

在化学教学中必须要构建绿色化学理念，可以从以下几个方面逐一体现。在课程性质上它指出：“高中化学课程应有助于学生主动构建自身发展所需的……，逐步树立可持续发展的思想。”^[3]在课程的基本理念上它指出：“从学生已有的经验和将要经历的社会实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的化学相关社会问题，培养学生的社会责任感，参与意识和决策能力。”在课程结构上它体现在：在《化学1》、《化学2》中学习内容主题包括“化学与可持续发展”这一专题；在《实验化学》中介绍了绿色化学的基本思想，并十分注意培养学生的环境保护意识，在《化学与生活》中是探讨生活中常见的化学现象，体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用，形成合理使用化学品的意识，以及运用化学知识解决有关问题的能力；在《化学与技术》的知识点中包含了从污染防治到绿色化学，涉及煤的脱硫处理、废弃物的处理、从农业废弃物中获取能量（沼气）、绿色化学与可持续发展。在课程目标中的情感态度与价值观中指出：“赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注与化学有关的社会热点问题^[4]。”

三、             培养绿色化学素养

课堂是教学的主场地，所以在化学课堂教学中最大化构建绿色化学理念是十分有意义的研究内容。教师可以通过深度挖掘教材，潜移默化地向学生传授绿色化学理念。通过教学，使学生懂得，科学技术本身就具有生态价值，包含绿色化学在内的绿色科技，将使人类与自然在高层次上和谐共处^[5]。

培养绿色化学素养可以通过以下三个过程：1.通过教材中的绿色化学相关的生活热点，作为切入点，使学生认识到“化学就在身边”、“化学来源于生活”。2.通过教材中化学工业为切入点，使学生认识到化学对工业生产，社会工业化的巨大贡献。3.通过相关习题的巩固练习，来巩固绿色化学理念。4.利用绿色化学理念，设计实验改进方案。

(一)             绿色化学相关的生活热点

化学是与人类生活紧密相关，人类的衣食住行都离不开化学。所以，教师可以通过绿色化学的相关背景作为切入点，来进行绿色化学理念的渗透。教师也可通过社会热点问题来进行切入，这样使社会生活与绿色化学相互融合，可以增强学生的社会责任感和环保意识。

[案例1]:“氯气的性质”教学片段

情境创设1：氯气由于其具有强氧化性，我们往往把它作为漂白剂和消毒剂，但是如果我们把氯气作为漂白剂和消毒剂，它会存在一定的副作用，你知道这是为什么么？

情境创设2：化学史话：1921年，德国的生物学家艾里克·施米德在制备木片标本时发现二氧化氯作为纸浆的漂白剂。

情境创设3：拓展视野：世界各国都在寻找更高效、更安全的消毒剂，许多地区利用臭氧代替液氯进行饮用水消毒。为什么说臭氧相比于液氯而言更安全呢？你知道臭氧经过臭氧转化器变成了什么么？

情境1通过设疑激发学生对平时生活中出现的氯水消毒的思考。把生活相关事宜拿出来讨论，让学生有话可讲。同是由于此问题设置在氯气的物理性质之后，学生自然而然地想到氯气具有难闻的刺激性气味。在肯定氯气的作用的同时教师适当可补充用氯气作为自来水消毒剂会与水中的有机物作用产生有致癌作用的有机氯衍生物，对人的健康产生不良影响。之后通过化学史话，拓展视野，和学生一起寻找更合适的消毒剂和漂白剂，一种较为绿色的化学物质。

 [案例2]：“氮氧化物的产生及转化”教学片段

情境创设1：2000年7月28日，丰田汽车公司宣布开发具有划时代的催化剂系统DPNR的基本技术获得成功。坚持做节能环保先锋的广汽丰田凯美瑞中的三元催化器，它能将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害气体。请写出CO和NO在三元催化器中的化学反应方程式。

情境创设2：我们处在这个地球之中，随着汽车尾气的大量排放以及其他环境因素的影响，甚至有时候我们要通过十面“霾”伏才能到达我们想要到的地方，PM2.5又是怎么一回事？空气质量日报报道内容有哪一些呢？

通过图片丰田三元催化器及相关文字描述让学生感知通过三元催化器实现有毒气体向无毒气体的转变，同时让学生动笔动脑写出CO和NO的反应方程式，加深理解。时间的车轮在走动，也给我们留下了痕迹，也给我们带来了新名词，雾霾天气的出现，让我们从生活经验中体验环境的污染，再用化学的思走到生活中去，让学生感知生活实际，一起寻找一种解决方法比如使用清洁的汽车燃料的绿色化学理念，培养学生绿色化学的素养。

(二)             工业生产的绿色化内容

化学工业生产的内容主要体现在化学1中，有氯碱工业、侯氏制碱法、从海水中提取镁、硫酸工业和硝酸工业，内容分布情况如下表所示：

表1：化学工业生产内容分布

[案例3]：“从海水中提取镁”问题创设

问题1：海水中镁离子的浓度约为1.29 g/L，浓度太稀了，我们该怎么办？

问题2：选择何种沉淀剂把Mg²⁺从浓缩的海水中分离出来？

问题3：工业上氢氧化钙从哪里获取？

问题4：如何把Mg(OH)₂转化为单质镁？

问题5：电解产生的Cl₂怎么处理？

通过五个递进式的问题来推进本节课的教学，同时也将学生的思路连成一条线。得到下列路线：贝壳在海边大量存在，用贝壳煅烧成石灰，然后作为原料，可谓“就地取材”。物体5中电解过程中生成的氯气又可以投入盐酸的生产，可以用于与石灰乳中和，可谓“一举两得”，在此流程中涉及物质循环利用，体现绿色化学的理念。海洋是一个资源丰富的场所，教师可以通过知识迁移，来回顾海水的淡化。淡化海水采用的是绿色化的能源，那便是太阳能。

硫酸是重要的化工产品之一，目前工业上主要采用接触法制硫酸。接触法制备硫酸的工艺包括三个步骤：（1）硫磺（或含硫矿石，如二硫化亚铁FeS₂）在沸腾炉中与氧气反应生成二氧化硫；（2）二氧化硫在催化剂作用下与氧气反应生成三氧化硫；（3）三氧化硫与水反应生成硫酸。生产简要流程如下图所示：

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