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初中绿色化学的定义范文1
一、绿色化学的定义
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学、原子经济学。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使用和生产有害物质。绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学,它的过程为零排放和零污染。
二、绿色化学理念渗透到化学教学中的必要性
有资料统计,1个中学生从初中到高中因化学实验产生的废液总量约为120L,固体废弃物约为3kg,各类废气约为1.5L;1个化学系的学生在大学学习的4年中,因实验而产生废水、废液总量约为250L,固体废弃物约为12kg;1个生物系的学生在大学期间因实验产生的废水、废液总量约为180L,固体废弃物则达18kg,且涉及危险、有毒、有污染的药品达数千种,处理不当,这也是一个重要的污染源。
中学化学作为化学教学的源头,学生是否了解绿色化学知识,掌握绿色化学的基本原则,对于能否用绿色化学的思维方式指导生产实践,解决生产实际中的污染和可能带来的污染问题,具有非常重要的意义。因此,在化学教学中渗透绿色化学理念的教育,使学生知道并参与怎样减少化学实验污染及污染治理的实践,树立绿色化学意识是非常必要的。
三、中学化学教学中绿色化学研究的现状
目前,在中学化学教学中,关于绿色化学教学内容并不多,大多只是涉及环境的污染与防治,而不是从污染始端防御的角度出发,是传统的环境化学保护或防御,这容易使学生认为化学科学本身或化工生产污染环境是必然的,人类在防止化学污染方面是无能为力的等错误的认识及形成环境意识是思想障碍。由此可见,中学化学教学中有关环境污染及其治理的内容欠缺,有关绿色化学基本知识的传授还是空白的。
基于以上,首先应加强中学环境教育,使学生形成牢固的环境意识(或称绿色意识),正确认识人与环境的关系,树立正确的环境价值观,逐步形成绿色化学思想,使环境教育与绿色化学学习相互影响、相互促进。其次,要在中学化学教育中增加绿色化学内容,并且要使在化学知识与化学实验中关于防环境化学污染的内容统一。
四、渗透绿色化学教育理念的途径
1.必须更新教师观念,增强教师的绿色意识。
化学教师在教学活动中起主导作用,因此教师更新观念,具备绿色意识才会达到积极的行为效果。我国化学教育中存在着思维固化的问题。首先要从社会、经济、环境的角度重新审视传统化学的研究内容,突出绿色化学。其次,要认识到从传统化学到绿色化学的转变,不仅是化学教育观念的更新,更是化学科学本身的进步与发展。绿色化学是在传统化学基础上发展起来的更高层次的化学,是为了改变当前严峻的化学污染形势,化学教育工作者有责任自觉地宣传并努力最终实现绿色化学目标,使化学教育服务社会,提高民族实力。化学教师应该努力收集环境信息,增强自身环境意识,注意收集有关保护和改善环境的信息,以及与日常生活密切相关的化学污染问题的信息。
2.结合有关教学内容对学生进行绿色化学教育。
在化学教学中可把本地区环境污染的典型事例自然地、生动地渗透到化学教学中,让学生亲身体验到污染给人们带来的危害。培养学生对环境保护的责任感,明确实施绿色化学教育的重要性。如结合当地农牧渔业受酸雨破坏的情况,强调酸雨的危害性,在学习有关硫及其化合物的性质时,可有意识地引导学生分析酸雨的形成原因、途径、成分及其危害,启发学生想象并设计出减少酸雨形成的方案及采取的具体措施。开展诸如废旧电池回收、提倡保护森林,对家乡的某些污染(大气或水体等)进行取样、分析研究,找出污染的根源及治理的措施等活动。另外,教科书中的很多化学实验内容操作过程中会造成大气或水体污染,如:硫及其化合物的性质实验等。因此在教学中,教师除传授知识和培养实验技能外,还要着重引导学生对污染环境的化学实验的装置进行改革、创新,使其成为绿色化学实验。还可结合课本知识,有意识地设计一些题目引导学生用绿色化学的观念进行解答。例如,在讲到氮、磷化合物时,可设计问题:为什么要提倡使用无磷洗衣粉?讲到铅时,可提问:为什么要使用无铅汽油?在讲到硫及其化合物时,可提问:为什么要限制含硫量高的煤的使用?
3.改进实验方法,走向绿色化。
化学试剂的绿色化,即在选择化学实验时应尽选择采用那些无毒无害试剂的实验或选择具有潜在环保属性的试剂,除非不得已应一律不使用有毒有害试剂进行实验。例如:绿色自燃实验――在现行的教材中为介绍“自燃”的现象而采用的是白磷自燃实验。白磷具有较大的毒性,而燃烧产物五氧化二确对环境污染较为严重。我们以无毒的镁粉和石英粉末为原料,首先制备Mg■Si,然后将其投入水中,Mg■Si水解产生的SiH■在水面上的空气中立即自燃,其化学方程式表示为:(1)SiO■+4Mg=2MgO+Mg■Si,(2)Mg■Si+4H■O=2Mg(OH)+SiH■,(3)SiH■+O■=SiO■+2H■O。整个实验安全、无毒、无污染,符合绿色实验的要求。
化学反应的绿色化,即在选择化学实验时,应尽量使涉及的化学反应具有较高的选择性,这样不仅可以强化实验的效果,而且可以避免副产物带来的环境污染问题。
反应产物的绿色化,即在选择化学实验时,应尽量使反应产生的生成物、副产物无毒无害,是环境友好产品,或者以一种环境友好的状态存在,如固态产物。
4.提高教学手段的现代化水平。
传统的教学方法是伴随着应试教育产生的,不利于培养学生的创新精神和实践能力。要积极实行启发式和讨论式教学,激发学生独立思考,培养学生的创新意识。电化教学手段(包括投影、录像、光盘等)和信息网络手段(如上网、使用多媒体等)能更直观、形象地体现绿色化学内容,更迅速地获取有关绿色化学知识及技术的最新成果,便于教师教和学生学。还要开发能辅助设计的计算机软件,帮助设计和实施绿色化学,这对于绿色化学的发展也大有裨益。
初中绿色化学的定义范文2
源;学习方法
〔中图分类号〕 G633.8 〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463(2013)22—0043—01
新课程要求教师应在高效课堂下提高教学质量,那么怎样才能做好化学课堂教学,高效完成教学目标呢?我将结合多年的教学实践,在此谈一些个人体会。
一、走近学生是生成高效课堂的前提
1.让学生喜欢上化学教师。如果学生喜欢上某位教师,那么,这门学科的教学成绩就会明显提高。因此,在课堂教学中,教师应在学生面前树立良好的形象,用自身的人格魅力感化学生。教师的魅力很大程度上体现在知识的渊博方面。教师欲在学生面前树立完美的形象,首先要有渊博的知识,课堂教学有深度、广度。这就需要教师认真备好每堂课。其次,转变自身在课堂教学中的角色,与学生平等交流、合作学习,创设和谐、民主的课堂气氛。
2.让学生喜欢化学。化学是一以实验为基础的自然科学,它有很多独特的魅力。学生刚学化学时,常常被化学实验的各种现象所吸引,因此,在初中化学教学中,教师可以利用各种实验让学生喜欢化学,比如“烧不坏的手帕”、“魔棒点火”等。其次,要注意把化学与学生的生活紧密联系。事实证明,学生对于联系生活的知识最感兴趣,比如,怎样进行灭火、胃酸的治疗、水污染的防止、铁制物的防锈,制防弹衣的原理等。如防弹衣最关键的一环是选材。根据防弹衣有硬体、软体和软硬体复合式三种类型,目前采用的材料可分为硬质材料和软质材料两种。硬质材料有钢板、钛合金、铝合金及氧化铝防弹陶瓷等;软质材料则多为高分子聚合物,如超高分子聚乙烯、尼龙、高强聚乙烯、芳香族聚酰胺以及无机纤维如高性能E、S、O型玻璃纤维等。近年,又在研制仿生防弹材料,如防弹蜘蛛丝和防弹野鸡毛及纳米复合材料等。这种方式不仅能提高学生学习化学的兴趣,而且能培养学生的分析能力与解决问题的能力。
二、在课堂教学中注重化学概念的教学
在现行初中化学教材中,许多化学概念是用简练的语言高度概括出来的,常包括定义、原理、反应规律等。其中每一个字、词、每一句话、每一个注释都是经过反复推敲并有其特定的意义,以保证概念的完整性和科学性。化学概念是学习化学必须掌握的基础知识,准确地理解概念对于学好化学是十分重要的。因此,在教学过程中讲清概念,教师就要做到以下几点:1.联系生活,从实际出发辨析概念。2.注重实验,用实验引出概念。3.抓住关键字词,讲清概念。4.解剖概念内容,帮助学生理解。5.强化训练,加强知识巩固。
三、在课堂教学中注重化学实验教学
化学实验是中学化学课程不可缺少的重要组成部分,是学生认识化学科学知识的重要环节。在多年的教学实践中,笔者觉得在实验教学中必须正视和处理好以下几个问题:1.实验内容的选择。教师要学会选择,写好计划,有步骤地去实施。在课外,可适时让学生做一些“绿色化学”实验、“微型”实验、家庭小实验、趣味小实验。2. 实验人员的组织。演示实验大多由教师完成。科学探究实验,大多以学生分组实验的形式进行,任命好组长,负责小组的管理、实验报告的填写和收发。3.实验中的安全问题。包括仪器、药品、操作、实验室设施等的安全。4.充分利用多媒体,做一些化学演示实验。
四、在化学教学中注重乡土资源的开发和利用
在教学中将乡土资源和化学课程有机整合,对提高农村中学化学教学质量有着深远的意义。乡土课程资源与化学教学相结合的优势在于:乡土资源为学生学习化学提供丰富多彩的教学资源。如研究我校周边的莹石矿、水泥厂等的加工方法、原理,开展“空气和水质污染的防护”、“自来水厂和污水处理厂的工作原理”、“各片区土壤酸碱性的测定方法”、“周边农村使用沼气、秸秆、煤等燃料对环境的影响”、“当地农业生产中的农药、化肥、地膜的科学使用”等课题调查和研究。学校和化学教师要充分开发和利用乡土化学教学资源,让学生感受到化学就在自己身边。
五、教会学生科学的学习方法
初中绿色化学的定义范文3
【关键词】化学;延伸;过渡
作为初中生的入门课程,初中生一般对化学的都感到比较困难。如果学生在化学学习过程中存在的困难和问题没有能及时化解,会给今后化学的教与学带来持久的负面影响,也直接影响到学生多方面能力的培养和综合素质的提高。
一、影响学生学习化学的因素。
1.以问卷调查法为主要方法,辅助访谈、个体追踪调查及学生间讨论,调查了3个班的123名学生。每个学生填写自己认为主要的1~3种因素。
结果:123名学生中认为学习环境对学生学习有影响43人,占34.95%。认为同伴群体对学生学习有影响18人,占7.32%。认为互联网对学生学习有影响21人,占17.07%。认为学校校风对学生学习有影响14人,占11.38%。认为教师的教学方式及质量对学生学习有影响11人,占8.94%。认为学生自身智力水平对学生学习有影响6人,占4.87%。认为学生非智力因素对学生学习有影响38人,占30.89%。认为学生学习方法对学生学习有影响16人,占13.0%。认为青春期性觉醒及异性间不适当交往对学生学习有影响9人,占7.31%。在其他影响因素中认为学科难度大,内容多造成的学习致困107人,占86.59%。
2.分析结果:影响学生学习化学前3位的因素依次为:①学科难度大、内容多篇;②学习环境;③学生非智力因素(学习动机、学习兴趣、学习态度和情感等因素)。
二、措施。
1.化学知识要延伸到生活中去
化学在我们的日常生活中无处不在。
(1)我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。
1909年,哈伯发明的合成氨技术,使世界粮食翻倍。如果没有他发明的化学技术,那么世界上将近有一半的人得不到温饱,那么世界上就有多一半的人的生命面临危机了。
(2)加工制造色、香、味俱全的食品,离不开各种食品添加剂。
如防腐剂、甜味剂、味精、色素、香料等,多数是用化学合成方法或者是化学分离的方法制成。
(3)合成纤维的化学技术的应用。
1995年,我国的化学纤维产量为330万吨,其中合成纤维是90%。更何况纯棉纯毛等天然纤维也是棉花、羊毛经化学处理制成的。
(4)合成橡胶、合成染料的应用。
合成橡胶已经走进了千家万户。如果没有合成橡胶,你今天要穿草鞋了。合成染料更使世界多了一道缤纷多彩的亮丽风景线。
另外,生活中石灰、水泥、钢筋,窗户上的铝合金、玻璃、塑料等材料,哪件不是化学制品呢?还有我们的日常生活用品:如牙膏、牙刷、香皂、化妆品、清洁剂等,哪一个不跟化学沾边?
所以,化学学习就要从生活开始。
2.化学知识要延伸到小学、初中、高中三个阶段
利用化学专家团队,把现有的化学知识,在小学、初中、高中三个阶段进行延伸,使化学知识可以合理过渡,充分考虑学生的非智力因素(学习动机、学习兴趣、学习态度和情感等因素)。
(1)做好小学科学知识与初中化学知识的良性过渡
知识本是有连贯性的,学科知识的过渡也就是要求各科老师对学生小学知识掌握程度有正确的评估,他们的能力达到哪个点,我应该在这个的点开始教授知识。为了做好过渡,我们要对小学知识进行复习。例如小学科学这门学科向学生介绍了哪些化学知识?学生掌握到什么程度?学生是否对自然科学有较强的好奇心?学生是否掌握了一定的科学实验方法?小学科学课中哪些知识学生最感兴趣?
有了这样的思索过程,老师与学生在课堂上就有了一个良性的对接。学生由熟悉的知识走向未知的知识,积极性高,成就感强,自然会适应教学,达到良性循环。否则猛然达到一个学生不能接受的高点,有些学生不能很好适应,就会养成上课不认真听讲的坏习惯,久而久之,成绩越来越差。如果得不到及时的关心,还会导致学生厌学。
可以把以下知识向小学《科学》延伸:
认识常见的材料――纸、木头、塑料、金属、陶瓷等,并能进行辨别。
通过回收利用易拉罐和塑料,掌握物质的循环利用等知识,培养学生节约资源、保护环境的意识。
通过对水、油、洗洁精三种液体相同点和不同点的比较,逐步认识液体――水的特点,培养节约用水的意识。
学会用量筒测液体体积。
用简单方法验证空气的存在,了解空气的用途和组成。
了解什么是混合物,懂得如何分离简单混合物。
知道水能溶解许多物质(包括固、液、气态物质),不能溶解什么物质。在常温下,一定量的水不能无限制地溶解物质,不同物质在水中的溶解能力不相同。
学会过滤和蒸发(包括认识所使用仪器和初步掌握分离操作过程)。
认识酒精,了解酒精的可以燃烧,可以消毒等,了解酒精灯并知道它是实验室常用的加热仪器,还应知道它的使用方法。
了解营养物质:蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质等。
了解和运用天平。
初步认识一些商品的标签。
(2)初中到高中化学知识的过渡
初中化学教材由于考虑到降低难度要求,适合初中学生学习的特点。初中版教材的安排增加了元素化合物知识,但降低了一些理论要求,如只提电离名词,但不讲概念和定义;与此同时也没有讲电解质的概念,但高一使用的是全国的统编教材,要讲强电解质和弱电解质的概念,致使学生措手不及,感觉难于接受。原因就是电离和强电解质与弱电解质的概念间的跨度太大,形成了认识的断层障碍。如教师不了解这一点,将会使学生的学习产生很大的困难。为此,研究初高中内容及各年级的教材内容的过渡,显得十分必要。这就要求教师一定要研究地方教材和全国统编教材之间过渡,才能保证教学的畅通无阻。
3.消除环境对学生的影响
主要从家庭环境、学校环境、社会环境三个方面入手,消除环境对学生的影响。良好的学习环境不仅可以延缓或消除脑力疲劳,还能使脑效率提高15%-35%。因而,每一位教师,学生及其家长必须重视。
(1)声音:包括躁音和乐音
教育家建议:学习环境的躁音应小于30分贝,思考时最好小于20分贝。经过较长时间的学习,聆听悦耳的轻音乐,是使人身心放松、消除疲劳的有效方法。
(2)光线:过强或过弱的光线对学习都有不良影响
一般来说,在阅读时,以40-100烛光较为适宜。在阅读平面材料及书写时,光线宜来自后方,最好是左后方;在观察立体的物体时,光线宜来自左侧或右侧,同时保证光线与视线成直角,以突出材料的主体感;就光线的种类来说,宜用白炽灯而不用日光灯。
(3)温度:学习环境的最佳温度是20度
在这一温度下,人脑加工处理信息和思考问题的能力最强。当气温低于10度时,人的头脑虽然清醒,但解决问题的能力相对较差;当气温高于35度时,由于大脑的能量消耗增加,其疲劳的程度也随之增加,学习效率受到影响也就不足为奇了。
(4)空气:充足的氧气为大脑的高质量运转提供了可能性
保持学习环境中空气的流通、清新对学习的效果具有积极的作用。
(5)气味:室内适宜的花草气味,对提高学生的学习效率会产生意想不到的效果
玫瑰、柠檬的香味给人愉快的感觉,使人有一种遏制不住的学习欲望。即使平时智力较差的学生,在弥漫着母菊、薄荷、新鲜的草散发出香味的环境中呆上几个小时,思维速度会加快,思路也变得清晰。
(6)色彩:人的心理对各种色彩的反映不尽相同
浅黄色、草绿色能提高学生的智商;淡绿、淡蓝色可以使人平静,易于消除大脑疲劳,使人精力充沛;深红、深黄色可对人产生强烈的刺激,使人脑兴奋,随后便抑制。
参考文献:
[1]张向阳,郭子林,马玉龄.生物化学学习困难学生致困因素的调查分析[J].中华医学研究杂志,2006,6,12.
初中绿色化学的定义范文4
1传统化学实验的局限性
化学是一门以实验为基础的科学,只有将化学理论知识和实验相结合才能使学生头脑中抽象的化学概念、实验场景具体化,最终实现对理论知识的理解和巩固。由教师组织和指导学生完成实验对于促进学生的合作意识、动手能力和激发学生学习化学知识的求知欲至关重要。传统基于标准化仪器的化学实验在培养学生的综合实验素养方面起到了巨大的推动作用,然而传统化学实验存在的两大弊端严重制约了它的发展。一方面,对于实验经费短缺的学校只能以少数人甚至只由教师一人操作而其他同学观察的方式进行实验,难以实现预期的实验效果和提升学生整体的实验动手能力;另一方面,即使学校实验经费充足,但为所有同学购买实验仪器及药品也是一笔不小的开支,不利于实现化学实验的长久发展,这在高校化学类专业中表现尤为突出。传统化学实验除上述两大缺点外还伴有产生“三废”问题突出、容易发生安全事故以及浪费实验药品和试剂等不足。针对传统化学实验的种种弊端,人们逐渐尝试用微型实验对其进行替代。
2基于废弃物的微型化学实验的产生及研究
微型化实验(英文名称为Mini-ChemicalExperiment,MicroscaleChemicalLaboratory,MircoscaleChemicalExperiment或MircroscaleLaboratory,简写为M-C.E、M.C.L、M.C.E或M.L)没有一个明确的定义,一般认为“在微型化仪器装置中进行的化学实验,实验所消耗试剂比对应常规实验少90%以上”。微型化学实验起源于20世纪80年代经济发达国家,其高校为解决化学专业耗资巨大、容易发生安全事故及一些试剂价格过于昂贵等问题而逐渐尝试开展微型化学实验。北京大学周宁怀教授在国内率先倡导与开展微型化学实验的研究和推广,由其牵头的微型实验课题研究协作组的成立,标志着我国的微型实验的开始。我国于1989年将微型化学实验课题正式列入高等学校化学教育研究中心的科研计划。微型化学实验在我国的发展呈现出引入时间虽短,但推广和发展速度很快的特点。现在不仅在高校已大力推广微型化学实验,而且越来越多的中学化学学生实验也开始积极实践。很多学校更是独辟蹊径,利用生活中常见废弃物自制实验仪器开辟了微型实验的新篇章,在实践和理论方面的研究逐渐深入。目前,许多学校和研究人员已经利用生活中微型废旧物品取代传统标准实验仪器进行了大量探究并取得了可喜成果。刘予生利用生活中常见的废弃物品制作制备氧气的微型化学实验仪器及装置,这为学生业余开展家庭小实验提供了素材,也为化学实验走进生活创造了条件,还培养了学生的创新精神和实践能力,激发了学生学习化学的兴趣。魏周英则从微型代用仪器的制作和代用微型实验仪器在实验教学中应用两方面进行了较为详细地论述,为用废弃物制备微型实验仪器提供了参考和应用实例,很好地解决了当地因教学经费紧张导致约有85%的初中完全不开设学生实验,70%左右的学校连演示实验都无法做的不良局面。周红萍结合教育教学实践中的体会,浅谈了医用废旧注射器在微型实验中的一些应用,很好地体现了微型化学实验的设计原理。毕秀成等利用自制的制取、净化和收集CO2微型装置,通过对CO2分子量测定的实验,证明该条件下具有消耗试剂少、实验结果和常规实验结果准确性一致的优点等。总之,基于废弃物的微型实验不仅解决了许多常规实验仪器和药品耗资巨大、产生“三废”问题突出、容易发生安全事故、严重损害师生身体健康以及标准化微型实验仪器难于购买、数量缺少的现实,更在微型实验的基础上,很好地体现了资源循环利用等观点,较好地吻合了循环经济的思想理念。
3基于废弃物的微型实验与循环经济
3.1循环经济的产生及其内涵传统经济发展模式中资源、能源、环境和经济发展的不协调促使人类对自我行为进行深刻反思。由美国生物学家蕾切尔•卡逊于1962年发表的《寂静的春天》一书中,作者用触目惊心的案例阐述了大量使用杀虫剂对生物界和人类产生的严重危害。同年,美国经济学家鲍尔丁提出了循环经济,著名的宇宙飞船经济理论被认为是循环经济的早期代表,他将人类生活的地球比做太空中的宇宙飞船,指出如果人类不合理地开发和利用有限的资源,当超过地球供给能力时人类就会像宇宙飞船一样走向毁灭,对资源进行循环利用是实现人类社会持续发展的根本出路。自循环经济提出以来,以其抓住了当前工业社会发展欲望无限、资源有限但未合理利用这一关键症结,受到了世界各国的高度重视,我国在20世纪90年代引入循环经济并开始了相关研究。循环经济(英文名称为RecyclingEconomy,或CircularEconomy,简写为R.E或C.E)要求在经济发展过程中要以资源的高效利用和循环利用为核心,以资源和能源的减量化(Reduce)、再利用(Reuse)和资源化(Recycle),即“3R”为基本原则,以低投入、低消耗、低排放和高效率为基本特征。它通过对开采、生产、消费和再生利用等各个环节的资源和能源循环、高效利用,使传统经济中“资源产品废弃物”的线性发展模式转变为“资源产品废弃物再生资源和产品”的闭路循环发展模式,最终实现以尽可能少的资源、能源消耗和尽可能小的环境代价,使目标产物产出效益最大化、使废物排放最小化,实现经济增长、环境保护和社会效益同步增长的完美统一,所以说从本质上讲它是一种生态经济。
3.2基于废弃物的微型化学实验中的循环经济理念
3.2.1实验取材体现了R.E中的再利用原则以废弃物为实验仪器的微型化学实验极大地减轻了传统化学实验所需的仪器费用负担,因而可以为实验经费紧张的学校顺利开展化学实验提供可能。医用输液管、口服液小瓶、注射器、饮料盒、饮料管、青霉素药瓶、平底瓶盖、废弃园珠笔芯(去笔头)、止咳糖浆瓶、旧笔杆、西药胶囊包装盒、泡沫塑料、易拉罐皮、回形针,甚至盛装喜之郎的塑料小盒等废弃物都是微型化学实验的实验器材,将这些物品进行合理改造均可成功运用于化学实验。需要注意的是,所选择的微型废弃物应该能够保证化学实验顺利、安全进行,因此,对拟用于微型实验的废弃物的综合性能予以评价至关重要。总之,基于废弃物的微型化学实验在节省实验经费的同时还使这些废弃物得以再生利用,而这一点正是循环经济所遵从的3R原则中对废弃物再利用(Reuse)的具体体现。这不仅延长了这些废弃物的生命周期、避免直接投入环境造成负面影响,而且有利于对其循环利用和集中处理,具有鲜明的经济价值和生态效益。另外,对于许多无力大批次购买实验器材的学校还实现了一些实验“从无到有”的转变,扩大了学生可参与实验的领域,极大地促进和激发了学生学好化学的求知欲。最后,很多科研工作由于种种原因,为避免在不确定条件下造成实验仪器、试剂等方面的损失或出于安全考虑,往往先以废弃物为实验仪器,以微型实验进行预实验,验证实验的可行性,很好地避免了不确定型实验对标准仪器的破坏和安全事故,为改用标准实验仪器进一步验证奠定了基础,因而,它对科研工作也有较大的协助作用。
3.2.2实验药品、试剂及能耗量体现了R.E中的减量化原则基于废弃物的微型化学实验不仅实现学生实验仪器的低耗资甚至零耗资,还实现反应物、产物的减量化,从这一点上讲,它符合循环经济3R原则(3Rprinciple)中的“减量化(Reduce)”原则。循环经济不是简单地通过对废弃物的循环利用使其资源化,侧重于在优先减少资源、能源消耗和减少废物产生的基础上综合运用3R原则,所以,3R原则在循环经济中的重要性并非等同的,其优先顺序是:减量化—再利用—资源化。“减量化(Reduce)”原则通常是排在首位,它主要是针对产品输入端,强调以最小的资源、能源消耗,实现最大的经济、生态效益。微型化学实验试剂用量一般为常规用量的1/1000~1/10,用量比相应的常规实验节省90%左右。这就极大地减少了学校在试剂经费方面的投入,而实验现象依旧明显,通常情况下并不影响实验效果。与此同时,反应物的减少必然导致反应过程中产生有毒、副产物的减少,因而更有利于减少环境污染,有利于减少实验后残留物的处理成本。在当前环境保护日益加强、排污量控制日趋严格的形势下,对于降低学校用于处理废气、废液等方面的成本具有重要的意义。最后,由于反应物量大大减少,反应的剧烈程度远弱于常规实验,所以微型化学实验的安全性较好。可见,试剂的“减量化”在以废旧材料为实验仪器的微型化学实验中具有显著的经济效益、生态效益和安全保障。伴随着实验仪器的微型化,实验试剂也相应减量化,这已成为无需争辩的事实,而对于一些需要加热、搅拌等条件才能完成的化学实验来讲很重要的一点就是实验耗能的减少。而减少能源消耗也属于循环经济理念中很重要的一项。具体来讲,在微型化的仪器中以减量的实验药品进行实验必然缩短反应时间,或者说提高反应速率。所以,用于实验加热的酒精、水、电能以及油等都相应减少。例如,常规实验需要每一小组或一位实验者一瓶酒精,现在改用废旧玻璃瓶等自制的微型酒精灯后,一瓶常规酒精灯进行实验所需要的酒精现在就可满足多个小组进行实验;另外,常规实验由于药品量多、实验仪器体积偏大,为保证实验充分进行可能需要每组或每位实验人员对试剂单独进行加热、搅拌等操作,而微型实验由于仪器的微型化可将多个小组的反应仪器集中而统一加热等,这样耗电、耗材都得以减少,缩短反应时间,在相同的时间内甚至可以完成更多的实验任务。因而,在当今全球资源、能源紧张的背景下,基于废弃物的微型化学实验不仅对于建设两型社会具有现实意义,还有利于培养学生的合作意识、环保意识和独立完成实验的能力。
3.3基于废弃物的微型化学实验的优缺点
3.3.1有利于培养学生的实验兴趣和创新能力以废弃物为实验仪器的微型化学实验往往需要教师按照实验要求发动学生自行寻找所需实验仪器,这不仅有利于改变学生对微型废弃物的传统认识,还有利于培养学生的实验兴趣和创新能力。很多实验学生可能都会利用常规实验仪器完成,但以自制微型仪器能否实现同样的效果以及怎样保证自己的实验顺利完成需要学生认真思考,需要课下对实验的可行性不断探讨、摸索,所以,基于废弃物的微型实验会极大地调动起学生的实验兴趣和参与热情。另外,对于同样的实验,不同的学生会选择不一样的废弃物作为实验器材替代标准仪器,这就极大地丰富了课堂画面,实验场景灵活多样,为其他学生提供了不同的实验思路,开拓了学生的实验视野。因而,这是一个互相学习,共同促进的过程。最后,通常条件下,微型化学实验能大大缩短反应时间,在既定的实验时间内,学生可以针对同一实验多设计一些方案,进行探究实验,比较不同方案的优缺点,提升学生改进实验的思维广度,培养学生的创新能力;也可以在既定的实验时间完成其他实验,提高课堂效率,进而提高实验课的教学质量。
3.3.2有利于推进绿色化学、循环经济理念微型化学实验将废弃物再利用为实验仪器,延长了产品生命周期,间接地减轻环境负荷;另外减少了有毒有害物质的生成量,减轻环境污染,这两点都很好地体现了对生态环境的保护,也符合建设两型社会的要求。关于微型化学实验、绿色化学和循环经济的关系学术界有少量研究。微型化学实验方法是绿色化学的一部分,是在绿色化学思想指导下的化学实验方法的一项重要的发展与变革。徐玲等较为详细地论述了微型化学实验与绿色化学的相互关系,指出了微型化学实验是绿色化学思想在实验中的体现,符合绿色化学的理念,还利于培养学生的环保意识和关心自然环境的情感。张雪利则指出微型化学实验是绿色化学新理念、新方法和新技术在化学实验中的改革和应用。对于绿色化学和循环经济的关系,季胤[指出绿色化学是循环经济的必然选择,具体又从循环经济的特点和循环经济的发展与实践进行了论述等。由此可见,微型化学实验和循环经济都与绿色化学相联系,微型化学实验是推进循环经济不可缺少的一部分,三者之间相辅相成,共同为构建可持续发展社会贡献力量。
3.3.3基于废弃物的微型化学实验的局限性当然,微型化学实验只是大大减少了环境污染,还不是将污染消灭在生产的源头。实验结束后,依旧产生有毒、有害物质,如何使实验中产生的有毒、有害等物质资源化或彻底无害化处理还需要在设计实验时充分考虑。当然,做好这项工作如果完全依赖于学生还存在诸多局限性,教师需要予以适当引导。另外,并不是所有的化学实验都适合采用废弃物为实验仪器并以微型实验的方式来进行,传统实验的某些固有优点是这类微型实验难以相比的,因此,必须正确处理好基于废弃物的微型实验和传统化学实验之间的关系。考虑到实验药品的减量化和实验仪器的微型化,教师应该发挥主导作用选择在微型条件下实验效果和现象不受影响或者受较小影响的化学实验指导学生开展实验。最后,资源化(Recycle)在当前基于废弃物的微型实验中还体现的较少,因此,加强资源化在微型实验中的作用也是今后需要努力的方向。体现该原则可以从以下两个方面进行考虑:首先是实验产物或过量反应物的资源化。中学化学及高等教育里学生所进行的实验主要是验证性实验,其反应的产物甚至副产物都已知,因此,根据化学实验的具体方程式制定针对过量反应物或产物的资源化或无害化处理完全是有可能的,关键问题是处理或资源化这些废弃物的成本和效益,效益不仅包含潜在的经济价值还包括无形的生态效益。从长远利益考虑,通过逐渐累积会对生态环境和人类健康产生不利影响的化学反应废弃物都要进行资源化和无害化处理。其次是实验仪器的资源化,基于废弃物的微型化学实验依托于日常生活中的废弃材料,对这些废弃物的循环利用具有一定的期限,将彻底不能用于微型化学实验的废弃物丢弃于环境中会产生环境污染及资源浪费,因此,必须加强这类废弃物的资源化工作。由于其处理具有量少而集中的特点,易于统一收购和管理,因此废弃微型实验材料的资源化从本质上讲就是收集日常零散的生活废弃物并对其再利用,失去再利用价值时集中处理使其资源化的过程。
初中绿色化学的定义范文5
关键字:教学设计 分散系及其分类 自主 引导
1.教材与学情分析
1.1教材分析
学习分散系的内容,首先要突出分类的方法与思想,在这部分内容之前设置了“简单分类法及其应用”,在前面重点介绍了两种分类方法,用树状分类法对物质进行分类时,已经对纯净物进行了详细的讨论,本节课就是在上节课的基础上以混合物分类为重点进一步对分类法进行深入学习,教材将胶体的制备以及其性质——丁达尔效应放在这里,就是要说明胶体的性质与溶液、浊液有着本质的不同,还是体现分类的思想;所以本节的重点是“理解以分散质粒子的大小将分散系分为溶液、浊液、胶体的科学性”和“丁达尔效应”。
1.2学情分析
学生对于混合物并不完全陌生,在初中已经重点学习过溶液,对浊液也有所了解;而且,通过上节课的学习,学生对于分类放法很了解。因此,在教学过程中,要注重利用学生已有经验,来帮助学生理解相关概念,进行相关教学活动。本节“科学探究”中胶体的制备,不是重点,所以可以做演示实验,但丁达尔现象是本节内容的重点,通过初中以及高一第一章内容的学习,学生已具有一些化学实验方面的素养,所以有关实验现象、结论、注意事项可以注重引导学生自己观察、总结与表达呈现,这样不但可以让课堂气氛活跃,还可以激发学生的思维,培养学生的比较、观察、分析、归纳和表达能力以及初步把握一种重要的研究方法——对比实验;对于“科学探究”的过滤操作在初中和第一章中都有学过,一般也会安排学生实验,学生已有相关实验操作的经验而且该实验操作是重点,所以可以让学生代表操作,其他同学“监工”,教师在旁边引导、纠错。本班对化学兴趣比较浓厚,但还是要时时注意学生的情感、态度与价值观的教育。
2.教学目标
2.1知识与技能目标
(1)使学生了解分散系概念及分类,通过实验探究熟悉胶体与溶液的本质区别;
(2)掌握胶体的性质——丁达尔效应,知道利用丁达尔效应鉴别胶体和溶液;
(3)了解常见的胶体和胶体在生活的应用。
2.2过程与方法目标
(1)进一步了解分类的方法,理解以分散质粒子的大小为分类标准将分散系分为溶液、胶体和浊液的科学性;
(2) 初步把握一种重要的研究方法——比较实验法;
2.3情感、态度与价值观目标
(1)培养学生通过实验自主探索的精神以及积极思考问题并参与交流讨论的习惯,贯彻自主学习的理念与精神,培养和发展学生自主学习能力;
(2)使学生学会分类的方法,并用来指导自己的学习和生活;
(3)让学生感受到化学的实用性和趣味性,感受到科学美,培养学生热爱科学的情感。
3.设计思想与理念
早在1972年,以法国前总统埃德加·福尔为首的联合国教科文组织的国际委员会提出的教育报告《学会生存——教育世界的今天和明天》中就指出:未来的学校必须把教育对象变成自己教育自己的主体。我们今天把重点放在教育与学习过程的“自学”原则上,而不是放在传统的教学原则上,自学,尤其是在帮助下自学,在任何教育体系中,都具有无可替代的价值[1]。
4.教学过程
【投影】物质的树状分类图
【讲述】上一节课,用树状分类法对“物质”进行分类,纯净物已经被我们延伸的很远了,而混合物还孤孤单单的被搁置在一边,今天我们就重点关注它
【引导回顾】在初中我们学过一个特殊的混合物:溶液
大家还记得什么是溶液吗?
【引出概念】
大多数同学都大声的说出了溶液的定义,说明基础不错嘛(微笑)!溶液是溶质分散到溶剂里,也就是一种或几种物质分散到另一种物质中,那么整个溶液体系我们也可以称为分散系。
【引导剖析概念】
这么看来分散系首先应当是一个什么体系?
它最少有几种组分?
像溶液里就有溶质和溶剂
一般我们把比较少的那种物质,称为分散质,较多那种,称为分散剂,分散剂起容纳分散质的作用。
【板书】1.分散系:
分散质:
分散剂:
【投影】肥皂水、氯化铁溶液、蒸馏水、泥水的照片
【提问】这四种物质,哪些是分散系,哪些不是?
【提问】请三位同学分别分析三种分散系的分散质是什么?分散剂是什么?
【引导思考】到这里老师疑惑了,不知道大家有没有,刚才的分散剂都是水,那么是不是只有水可以充当分散剂呢? 那分散质呢?
【引导思考】
按照分散剂和分散质所处的状态,他们之间有几种组合方式?哪几种?
【投影】生活中常见的分散系:食盐水、雾、烟、汽水、空气、有色玻璃
【提问】请分析他们的分散质和分散剂分别是什么?
【引导】前面4个都没有问题,对于空气,我们先来回顾一下初中学过的空气的组成;空气有哪些成分?有气体,有没有液体和固体?那空气的分散质和分散剂分别是?
有色金属这个比较难,其实在普通玻璃制造过程中加入一些金属氧化物就可以得到有色玻璃,Cu2O——红色;CuO——蓝绿色;Co2O3——蓝色;Ni2O3——墨绿色;MnO2——紫色;
那有色金属的分散质和分散剂分别是?
【讲述】刚刚是按分散质或分散剂状态不同,将分散系分为9种,那还有没有别的分类标准?
现在请大家翻开书本到26页,阅读科学探究上面的一段文字,思考分散系还可以怎么分?
根据你的已有经验和阅读所得,归纳分类之后每种分散系的特点。
【讲述】溶液和浊液的特点在初中学过,为了勾起你的记忆,老师准备了三个样品
【展示】硫酸铜溶液、泥水、氯化铁胶体
【提问】现在请一位同学跟大家分享一下你的成果
【总结并板书】这位同学归纳的很好,我们再来总结一下
【问题】分散质粒径大小的不同是溶液、胶体、浊液三种分散系的本质区别,但这是微观上的区别,通过外观我们仅仅能把浊液分出来,但溶液和大多数胶体都是透明的,我们又没有火眼金金,怎么区别呢?
【讲述】不错啊,有些同学课前预习了,都说出“丁达尔效应”了,化学是以实验为基础的,实验时检验一切的标准。
【讲述】要区分溶液和胶体首先就要制胶体,大家阅读教材P26
“科学探究”,思考制备氢氧化铁胶体的注意事项。
【实验操作】取3个小烧杯,分别加入25mL蒸馏水、25mL硫酸铜溶液、25mL泥水,将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾.
【讲述】大家应该思考的差不多了,请一位同学说说你思考结果;
这位同学总结的很好,那下面我们就来进行实验。
【实验操作】向沸水中逐滴加入饱和氯化铁溶液,至溶液呈红褐色,停止加热。
在暗处分别用激光笔照射Fe(OH)3胶体和CuSO4溶液,在与光束垂直的方向进行观察。
【讲述】请一位同学描述一下你观察到的现象。
【展示】下讲台,向全班同学展示,让全部的同学都能观察到此现象
【讲述】当一束光照射胶体时,在垂直于光束的方向上可以看到一条光亮的“通路”,这种现象首先被英国物理学家发现,为了纪念他,我们称之为“丁达尔效应”。
现在请一位同学得出实验结论。
【实验】将Fe(OH)3 胶体和泥水分别进行过滤,观察记录实验现象。
【讲述】此实验操作就是过滤的操作,比较简单但比较重要,下面请两个同学上来操作,大家观察他们的操作是否正确并观察实验现象。
【讲述】两位同学的操作非常正确,请他们为大家描述一下实验现象;
请你们做一下实验结论;
你们再分别用激光笔照射你们过滤得到的滤液,观察有什么现象。
【问题】
谢谢两位同学!大家想想为什么泥水过滤后的滤液也会有丁达尔现象呢?
【讲解】当光照射到胶粒上时,胶粒对光产生散射作用,胶粒即成一小光源,故可明显地看到由无数小光源形成的光亮的“通路”。当光照在比较大(如浊液)或很小的颗粒或微粒(如溶液)上则无此现象,所以溶液和浊液无丁达尔现象。
【板书】3.胶体的性质
“丁达尔效应”(区别溶液和胶体)
【投影】展示图片:清晨时,树林中的丁达尔效应;电影放映时的丁达尔效应。
【讲述】丁达尔现象在我们生活很常见,没有丁达尔效应,生活中会少很多美景!
5.教学反思
用此教学设计进行课堂教学后反思如下:整节课感觉比较流畅,课堂气氛活跃、学生积极性高,大部分学生课堂思维活跃、反应迅速,效果较好,大部分达到教学目标和设计意图,但通过课堂教学提高学生自主学习的意识和能力,培养学生自主学习能力是一个长期的过程,无论课堂与课外都要注重该理念的贯彻和相关教学策略的辅助,在这方面,仅仅让学生进行了学习情况总结与反思,而在教学设计与教学实践还需要更多相关的研究。