時間:2023-03-23 15:13:33
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發表網為您精選了8篇綠色化學理念論文,愿這些內容能夠啟迪您的思維,激發您的創作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
1高校化學教育中綠色化學理念滲透的必要性
如今環境污染問題嚴峻,但是各國的治理效果卻并不理想。所以,在這樣的時代背景之下,必須找到環境污染的根源,只有滅殺其根源,才能真正地治理環境污染問題。而現在環境污染的根源,就是有害化學物質的排放量過大。那么,減少有害化學物質的排放量成了解決環境污染問題的關鍵。化工企業是人類社會正常運轉的基石,對其進行關閉不僅會使國家的財政嚴重虧損,還將極大的不利于人們的日常生活。所以,減少化學物質的排放方法,只能是化工企業加大技術改革,發展綠色化學。大學生是社會發展的主要人才,化學專業的學生更是化學技術發展的未來。因此,在學習階段就對學生灌輸綠色化學的理念,將會使學生在未來投身化學事業時銘記綠色化學的理念。學生心中以綠色化學作為準則,將會極大的推動綠色化學的發展,而綠色化學的發展,又將推動環境污染的治理和人類可持續發展社會的建立。因此,在高校化學教育中對學生進行綠色化學理念的滲透是非常有必要的,其不僅將帶動綠色化學的發展,還對治理環境污染大有好處。
2高校化學教育中滲透綠色化學理念的方法
2.1多媒體輔助教學
在教學過程中,單純的口頭說教式教學起到的作用微乎其微,高校化學教育中滲透綠色化學理念時也是如此。因此,在對學生進行綠色化學理念的培養時,應該多運用計算機,對學生進行多媒體輔助式教學。對于一些藥品消耗大或易爆、操作不易控制或必須使用有毒有害試劑,但教學內容中必須要求掌握的實驗,采用多媒體進行模擬仿真代替常規實驗或演示實驗,不僅可以明顯改善高校實驗室環境污染現狀,而且可以形成良好的實驗創新氛圍,杜絕或減少實驗室污染的產生。如分步沉淀和沉淀的轉化實驗,原電池的實驗等都可以通過多媒體動畫模擬演示,不僅效果明顯,而且也避免了藥品的浪費和對環境的污染。
2.2啟發式教學模式
對學生進行教學時,可以使用啟發式教學模式。即向學生展示相關的視頻,由學生自己感悟。啟發式教學可以向學生直觀的表現綠色化學的必要性,還可以培養學生的觀察以及總結能力。例如在學習硫、氮及其化合物的性質時,可有意識地引導學生分析酸雨形成的原因、途徑、成分及其危害,啟發學生想象并設計出減少酸雨形成的方案及采取的具體措施。以啟發式教學為主要的教學模式,以多媒體輔助教學為主要的教學方法,二者呼應之下,可以幫助學生建立綠色化學的觀念。除了視頻教學之外,教師還可以在網上尋找一些討論化學污染的論壇推薦給學生,由學生自己進行討論和思考。教師在給學生滲透綠色化學理念時,一定要保證學生的自我思考能力,最好不要對學生進行過多的干擾。因為只有學生從心里認同,其才會實踐于生活中。
2.3帶領學生前往污染地區進行實地考察
向學生播放環境污染的相關視頻,雖然是幫助學生建立綠色化學觀念的好方法,但還是缺乏一定的直觀性。所以,在實際的教學過程中,教師應該盡力帶領學生前往污染地區進行實地考察。相較于視頻,現實生活中的化學污染無疑更具直觀性和震撼性。通過實地考察,學生也可以更好地明確發展綠色化學的必要性。當然,教師在帶領學生出校考察時,一定要保證學生的人身安全。
3總結
人類文明的每次進步,化學的作用都功不可沒,現代社會也是如此。沒有化學,就沒有化肥、農藥,農業就達不到今天的高度。沒有化學,就沒有各類新藥,醫學就達不到今天的高度。沒有化學,就沒有食鹽、味精,食物也將索然無味。因此,化學存在于生活的方方面面,大到宇宙航空,小到生活瑣事,都離不開化學的身影。但是,有害的化學物質也給環境帶來了極大的危害,例如臭氧層空洞,水資源污染等。絕對不能放棄化學,也不能任由有害的化學物質危害我們的家園。所以,只能大力發展綠色化學。綠色化學在保證正常的化學用途之外,還強調可持續性發展。所以,在高校化學教育中滲透綠色化學理念,不僅是幫助學生建立綠色化學觀念,更是幫助學生提前明了未來的行業發展趨勢,可謂一舉兩得。
【關鍵詞】高中化學教學綠色化學理念化學實驗
一、綠色化學理念實踐必要性
1.原因。近年來,環境污染加重,并且生態系統完整性遭受破壞,這對人類賴以生存的家園產生了不利影響。為了改變這一現狀,引導化學工業良性發展,務必滲透綠色化學理念,加強綠色化學教育。在高中化學實驗教學中潛移默化滲透綠色化學理念,以此擴大傳播范圍,推動化工產業綠色發展,能夠形成人與自然和諧共處關系,這對社會持續發展有積極影響。2.意義。首先,能為綠色化學研究提供支持,促進綠色化學研究工作深入、持續推進。其次,強化學生綠色化學意識,規范學生化學實驗行為。例如,學生在綠色化學理念引導下,嚴格遵守化學實驗操作要求,化學實驗完成后,妥善處理化學試劑及設備,以免產生污染。第三,落實科學發展觀,學生能夠正確認識人與自然和諧發展的重要性,進而學生能夠主動學習化學知識,掌握化學實驗操作技能,為生態環境保護貢獻力量。例如,學生學習SO2性質、掌握SO2用途后,實驗過程中正確拿取試劑、存放試劑,工廠實習期間,按照相關要求完成SO2排放任務,以免對自然環境產生污染。
二、高中化學實驗教學中綠色化學理念應用分析
1.具體應用:(1)綠色化學理念在化學學習中應用。高中生學習化學知識時,巧妙滲透化學理念,循序漸進強化高中生對這一理念的認識,化學實驗教學時,教師結合化學知識、綠色化學理念于現實生活,學生能在理解的基礎上,加深學習印象,調動化學實驗參與的熱情。例如,學氧化碳知識時,教師講解溫室效應產生原因以及影響,學生意識到不良影響后,能夠集中精力探究溫室效應處理的有效措施,盡可能營造綠色、健康的室內環境。接下來,教師組織化學實驗,通過實驗證明二氧化碳超標對環境、人體健康產生的危害,最終學生能夠嚴謹認真對待化學實驗,全面、客觀認識綠色化學理念。(2)綠色化學理念在化學工廠中應用。高中化學教材或多或少的講解化學工廠生產的化學物質,講解過程中引進綠色化學理念,在生產環節、化學原料應用環節滲透這一理念,進而學生能夠掌握化學工程工作原理,了解資源消耗情況。教師適時向學生提問:“化學工廠持續運行、資源高效利用、污染降低的基本要求是什么?”學生結合已學知識以及實習經歷,學生得出一致結論,即化工工廠生產期間堅持綠色化學理念,處理好生產速度與生產質量間的關系。教師模仿工廠中硝酸制取過程,化學實驗中準備相關工具,針對污染物回收、處理,在這一實驗中,學生能夠切身體會到綠色化學理念在工廠生產中的具體體現。2.應用措施:一方面,化學教師運用多媒體技術完成綠色化學理念在實驗教學中的滲透,利用多媒體視頻功能播放化學污染視頻,對于化學危害較大的化學實驗,借助互聯網下載化學實驗視頻,進而學生能夠直觀掌握這類實驗操作技巧,豐富實驗操作體驗。例如,化學式中,多媒體PPT以實驗方式解析該化學式,此時學生能夠直觀了解實驗步驟,總結實驗結果,這是綠色化學理念滲透的具體體現。從中能夠看出,多媒體技術能夠彌補實際生活中化學實驗教學的不足,為化學實驗教學工作順利開展提供支持。另一方面,組織微型化學實驗活動。化學實驗教學中,教師通過小型號試管、化學儀器完成實驗項目,化學教材針對化學實驗試劑用量僅模糊提示,一旦化學試劑用量未合理把握,不僅會產生浪費,而且實驗結果會失準。因此,教師組織微型化學實驗活動,以此規避化學教材的不足。例如,教師應用試管制備乙醇原料,應用滴管參與試驗檢驗,最終觀察試驗結果,以及液體濃度變化情況,該化學實驗中,不僅會減少廢物排放,而且還能真正將綠色化學理念落實于過程。
科技水平的不斷提升加速了信息技術在教學中的廣泛應用,在化學教學的過程中,教師可以采用多媒體等先進的科學技術手段,加強學生的綠色理念學習。在我們的現實生活中,可能會因為環境因素、實驗器材制約問題等使一些實驗無法進行,面對這種情況,化學教師可以通過課前在網絡上查找一些仿真的綠色化學實驗視頻、錄像等內容,以直觀而生動的形式為學生呈現化學實驗的過程,將傳統的教學方法與先進的多媒體教學模式相結合,一邊播放視頻,一邊為學生講解實驗的注意細節和實驗的重點等內容,加強學生對實驗的認識。例如在滬教版九年級第六章《溶解的現象》這一課的實驗過程中,教師可以利用多媒體等信息技術手段進行實驗指導。教師可以在課前設計一些PPT或者使用化學模擬實驗軟件,在電腦中,模擬高錳酸鉀晶體放入500毫升的燒杯中,然后注入300毫升水并攪拌過后,會產生的化學效果,使學生沒有通過實驗,也能夠直觀的感受化學的變化和魅力。
二、應用先進的微型化學實驗方法
微型化學實驗方法是一種新型的化學實驗方法,在國內外眾多的化學教學中被廣泛的應用,并取得了良好的效果。微型化學實驗方法主要是在化學試驗的過程中,使用的微型的化學儀器和裝置進行實驗,并且實驗所使用的化學試劑用量嚴格控制在百分之一到百分之十之間,從而有效的減少實驗廢棄物和污染物質。這種微型化學實驗方式在化學實驗中植入綠色理念的重要表現,不僅減少了污染物質和資源浪費,同時也能夠培養學生形成良好的綠色思維意識,推動化學實驗教學的不斷深入開展,充分提升學生的化學水平,達到保護環境、減少污染,科學教學的目的。例如在對滬教版九年級第8章《食物中的有機化合物》這篇課文的實驗過程中,教師可以充分利用微型化學實驗方法指導學生進行實驗。在實驗的過程中,在不影響實驗效果的基礎上,可以盡量使用較少的淀粉、蔗糖等材料,放到酒精燈上進行加熱實驗,根據物體燃燒的顏色變化判斷食物中的有機化合物。
三、科學處理化學實驗的廢棄物品
隨著人民生活水平的不斷提高,人們對生活質量的要求也在不斷提高,醫療模式已由單純的疾病治療轉變為預防、保健、治療、康復相結合的模式。大醫院人山人海,小藥店街頭巷尾隨處可見,醫藥工業迅猛發展,藥學專業人才倍受青睞,現在除了傳統的醫學院校培養藥學人才外,許多理工科院校也相繼開辦了藥學專業(如重慶大學、西南大學、重慶郵電大學和重慶理工大學等),而基礎化學是藥學相關專業非常重要的專業基礎課,目前我國藥學專業的基礎化學課程仍按照傳統的四大基礎化學開課。隨著化學基礎課學時不斷壓縮,每門課程的學時非常有限,特別是理工科高校的藥學專業,學生的基礎化學知識對后續專業課程和專業技能的學習非常重要。所以,在少學時的基礎化學課程教學中教師更重視學生對基礎知識的理解和掌握,而忽略了在教學中對學生綠色化學意識的教育和培養。隨著環境問題的日益嚴峻,化學教育工作者一定要樹立可持續發展的觀念,將綠色化學的思想貫穿于整個化學教育的全過程,讓學生認識到從“粗放型”的傳統化學轉變為“本文由收集整理集約型”的“綠色化學”是歷史發展的必然。
針對這些情況,當前一些普通高校進行了相關研究與實踐,以提高基礎化學教學效果,但是,大多數高校主要是根據學時來選擇安排教學內容,利用改進教學手段來增加教學內容,著眼于局部,頭痛醫頭,腳痛醫腳,教學效果雖有所提高,但是效果不甚明顯,沒有找到從根本上提高基礎化學教學效果的方法。本化學教學團隊提出了《基于“綠色化學”理念的理工科院校藥學相關基礎化學系列課程整合與優化的研究與實踐》課題,依托重慶郵電大學中藥學專業和制藥工程專業的學生進行了實踐。
一 培養具有“綠色化學”理念的大學生是人類社會對高校化學教育的基本要求
“綠色化學”是一門從源頭上阻止污染的化學,它用化學的技術和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的化學物質的產生和使用,有利于引導學生熱愛自然、尊重自然、與自然和諧發展,牢固樹立綠色意識,自覺成為未來的綠色人才。“綠色化學”是人類與自然和諧的化學,是面向未來提出的化學新概念,同時也為化學教學提出了新課題。
因此,本化學教學團隊在基礎化學教別強調引入“綠色化學”理念,在緒論部分專門設有“建立綠色化學理念,推動經濟和社會的可持續發展”這一部分,強調綠色化學的必要性,并且基于“綠色化學”理念選擇教學內容。在教學過程中滲透“綠色化學”理念,將從源頭上預防化學污染的新觀點逐步深入學生心中。特別是實驗教學中,化學教學團隊根據專業特色與學生能力培養的需要,在實驗項目的設置上滲透綠色化學理念,改革實驗教學模式,實驗項目中大大減少了獨立的基本操作單元實驗和驗證性實驗,將大部分基本操作實驗和驗證性實驗安排在實驗技術網絡虛擬與仿真實驗室中實施,同時大大增加實用性、綜合性實驗,將部分基本操作融入綜合性和設計性實驗中。實驗原材料都是無毒或低毒的,刪除了一些毒性高、污染大、效果差的合成實驗。打造以“綠色化學”為特色的教學、科研實驗平臺,努力培養具有“綠色化學”理念的大學生。
二 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容的整合實踐
1.教學內容的整合原則
第二軍醫大學藥學院將無機化學和物理化學兩門課程整合,很好地解決了這兩門課程中的內容重疊問題,同時使無機化學的教學內容得到了引申,使知識的系統化更加顯著。本化學教學團隊基于“綠色化學”理念將四大基礎化學進行整合,即將無機化學、分析化學、物理化學和有機化學四門課程進行整合,根據藥學專業要求,立足理工科院校注重四大基礎化學的關聯,確保整個基礎化學知識體系的完整,總課程名稱設為基礎化學,具體按照普通化學、有機化學和物理化學三門課程進行排課。本化學教學團隊一起討論、確定教學內容和相應的學時數,并且備有一些選學內容供學時稍充分的學校選用,或者供學生自學,但是緊密把握“面向藥學專業的基礎化學知識”、“知識點之間的連貫”及“難易程度循序漸進”這三個基本原則,使學生有興趣學,更輕松地學。
2.整合后教學內容的具體安排
針對大學第一學期,新生入學較晚,學習時間較短,需要一段時間適應大學學習、生活等實際情況,第一學期的普通化學先介紹藥學與化學的關系,強調化學在藥學專業中的作用,讓學生首先從思想上重視它,同時介紹“綠色化學”的基本概念和原則,突出綠色化學在醫藥工業和社會發展中的意義及必要性,站在整個基礎化學角度強調綠色化學的重要性和必要性,先行建立“綠色化學”理念。具體內容是:先介紹簡單且與中學化學銜接較多的氣體和溶液,引入大學基礎化學的教學;然后利用熱化學反應方程式引入化學反應熱、熱力學第一定律和第二定律,引出判斷化學反應自發性的吉布斯自由能判據;從吉布斯自由能變的符號判斷反應方向和大小,表示反應限度,引入化學平衡,與中學化學緊密銜接,同時進一步銜接化學反應速率,使學生易于理解;有了平衡依據后,再分別介紹酸堿平衡與酸堿滴定,沉淀溶解平衡與沉淀滴定,氧化還原平衡與氧化還原滴定,配位平衡與配位滴定;作為含量測定的加深,再介紹比色法和分光光度法。最后,聯系中學化學知識簡單介紹原子結構和分子結構的基本概念和基本理論,并且在每部分都要說明它在藥學中的作用。第一學期的理論學時經教學團隊統一討論并經學校批準后定為64學時。
基于現代藥物大多是有機物的現實,有機化學在藥學相關專業非常重要,經教學團隊統一討論并經學校批準后有機化學理論課程定為96學時,安排在第二學期和第三學期授課。并且根據結構與性質的關系按照官能團分類介紹有機化學的內容,注重與中學有機化學銜接,強調具有某一類官能團的化合物其理化性質,每部分都要介紹一些有顯著藥理活性的化合物和該類化合物的合成工藝,重點強調綠色合成工藝路線,以及該類化合物的構效關系。同時簡單介紹一些波譜知識,如紅外、質譜和核磁共振譜等,能夠推導簡單的有機化合物的化學結構,為今后的中藥化學、天然藥物化學和藥物合成打下堅實的基礎。同時,有機化學實驗重在一些綜合性、實用性的綠色化學合成,既增加了學生的學習興趣,提高了教學效果,同時也踐行了綠色化學理念。
經過一年半的大學學習后,在學生基本上都適應了大學學習、生活的情況下,而且具備了較好的數學和化學基礎之后,第四學期將深入介紹基礎化學難點部分的物理化學,在化學熱力學、化學動力學基礎上,加深對化學熱力學和化學動力學的學習,最后引入新知識相平衡,包括表面化學與膠體化學和藥學前沿知識,以及化學知識及其技術在藥學專業中的應用,要求講原理時必須講它的應用,重點是在藥學方向的應用上。最后提綱挈領,建立整個基礎化學的基本框架和知識體系。這樣就把基礎化學知識點整合,避免了重復,同時按照知識的難易程度和前后關系安排教學內容,節約了學時、方便了學生理解、提高了教學效果,以適應少學時的理工科院校藥學專業的基礎化學教學。
三 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容整合的初步效果
1.學生成績明顯提高
2007級學生因成績差,有2名學生留級,有近10人未獲學位,2008級有95%以上的學生獲得學位,2012年重慶郵電大學推免試研究生學生中,生物信息學院5個專業6名同學獲得,制藥工程和中藥學2個專業占了3名,而且有不少同學進入綠色化學與制藥工程科研平臺參與實驗鍛煉,參與發表sci收錄科研論文4篇,參與中國發明專利的申報1項,1人次參與重慶市藥物催化氫化工程技術研究中心的申報,獲得了一項重慶郵電大學大學生創新實驗項目。
1.題目
畢業論文題目應該明確、精練、有概括性。題目的字數一般在25字以內,必要時可加副標題。
2.摘要與關鍵詞
摘要
應概括地反映出畢業論文的目的、內容、方法、成果和結論。中文摘要以300~350字為宜。外文摘要內容及格式應與中文摘要一致,英文摘要約250個實詞。
關鍵詞
從論文標題或正文中挑選3~5個最能表達主要內容的詞作為關鍵詞,按詞條的外延層次排列,外延大的排在前面。同時有中、英文對照,分別附于中英、文摘要后。
3.目錄
目錄中的標題要與正文中標題一致,要求標題層次清晰,標明頁碼。
4.正文
正文是畢業論文的核心部分,一般應包括緒論、主體及結論等部分。
4.1緒論(前言、引言)
緒論(前言、引言)一般作為第一部分,是畢業論文主體的開端。包括畢業論文的背景及目的、國內外研究狀況和相關領域中已有的研究成果、本課題的意義、采用方法、理論依據和具備的條件、畢業論文構成及主要內容等。
4.2本論
本論是畢業論文的主體,包括實驗材料、研究內容與方法、實驗結果與分析(討論)等。在本部分要運用各方面的實驗結果和研究方法,分析問題,論證觀點,盡量反映出自己的科研能力和學術水平。本論應該結構合理、層次清楚、重點突出、文字簡練通順。對論文中出現的名詞術語、物理量、公式、數字、圖表、符號、計量單位等一律采用國際、國家通用標準。
4.3結論
畢業論文的結論單獨作為一章編寫。結論是畢業論文的總結,是整個論文的歸宿。要求精煉、準確地闡述自己的創造性工作或新的見解及其意義和作用,還可進一步提出需要討論的問題和建議。
5.參考文獻
畢業論文的撰寫應本著嚴謹求實的科學態度,凡有引用他人成果之處,均應按論文參考或引證的先后順序排列于參考文獻中(15篇左右)。
6.致謝
致謝中主要感謝導師和對畢業論文工作有直接貢獻及幫助的人士和單位。
7.附錄
對于一些不便放入正文中、但作為畢業論文又是不可缺少的部分,或有重要參考價值的內容,可編入畢業論文的附錄中。
基礎醫用化學論文范文欣賞:
【摘要】本文針對大一醫學生各門基礎化學課程實驗教學的改革探索,從精選實驗內容、優化實驗項目到改進教學方法、提升教學手段等各方面采取的措施進行小結。
【關鍵詞】化學課程;實驗教學;改革
面向醫學院一年級新生開設的醫用基礎化學課程包括《基礎化學》、《無機化學》及《有機化學》等,涵蓋臨床醫學、預防醫學、藥學、醫學檢驗技術、護理學等專業。在課程教學中,實驗課是最能發展學生智力、培養學生創新精神和科學思維方法的環節,鑒于中學階段學生進行化學實驗訓練很少甚至空白,如何在大一時利用有限的實驗課學時更好地培養醫學生的基本操作技能,培養學生的創新精神和實驗能力已成為課程教學的重要任務。多年來,各高校針對化學各專業學生進行的基礎化學實驗內容及體系的改革與實踐取得了一定的成效[1-4],普遍建立了“基礎實驗-中級實驗-綜合實驗-創新實驗-畢業論文”一條龍的實驗教學體系,時間從大一延續至大四。將這些成功經驗照搬用于醫學生的化學課程實驗教學顯然是不合適的。醫用基礎化學課程的實驗教學不僅需要結合醫學專業特色挑選實驗內容,更得考慮在有限的實驗時數內,通過教學方法及手段的改革與實踐,激發大學一年級學生的主觀能動性,提高教學質量。對此,我們進行了如下一些探索,取得了較好的效果。
1精選實驗項目,優化實驗內容
基礎化學實驗“水質總硬度測定”[5]除了自來水樣外,增加了岳麓山泉水、白沙井水兩個樣品,不僅激發學生興趣,還能通過水質硬度大小對人體健康影響的討論,培養學生對醫學專業的熱愛。
在“熔點測定”[6]實驗中,除了練習毛細管法外,還將顯微熔點測定儀以及數字化熔點測定儀的使用方法介紹給學生,使學生在掌握經典方法的同時認識較先進的儀器設備。待實驗經費較充裕時可以考慮購買,讓學生動手操作并引導學生對實驗手段、實驗結果進行對比。
“常壓蒸餾及沸點測定”[6]除了蒸餾工業酒精外,將另一樣品溴苯改為汽車防凍液,因為溴苯毒性大,不符合綠色化學理念,另外,化學實驗課程體系改革的基本要求是“橫向整合,縱向打通”,重視課程的層次性和教學內容的相關性[1],將《基礎化學》理論課中學習的依數性凝固點降低、沸點升高與《有機化學》課程基本操作訓練聯系起來,既貼近生活,提高學生實驗的積極性,又補充和完善了防凍液的基本性能[7]數據;更重要的是讓學生認識到知識體系的系統性。
及時將文獻中介紹的新知識、新方法及科研成果引入到實驗中。例如,“乙酸正丁酯的制備”,將催化劑由濃硫酸改為一水合硫酸氫鈉[8]及TiO2/SO42-固體超強酸[9],按照綠色化學的理念對實驗內容進行相應改進。同時,該實驗對產品的表征除了根據餾液的沸點外,將折光率的測試改為確定樣品密度,只需在稱量產品質量后量取產品體積即可,操作簡單易行。產品沸點以及產品密度相互佐證,提高了產品表征的可靠性。
2改進教學方法,提升教學手段
化學實驗一般遵從學生預習、老師詳細講解示范以后學生動手操作的教學模式,在實驗講解的過程中總會有少數學生心不在焉或似懂非懂,導致實驗過程不順利或影響實驗結果。采用提問式、討論式或其它方式相結合的教學方法,比如“乙酸正丁酯的制備”:如何創造條件使平衡右移?反應完成后最經濟有效的除去雜質方案?產品的表征可以通過哪些方法或途徑等問題的提出,都能引發學生進行思考并參與討論,或者由某一學生演示實驗裝置的安裝、分液漏斗的使用操作等,使每位學生都能用心參與,不再有旁觀者,進而對實驗方案、操作步驟以及原理都有充分地認識,做到動手前對整個實驗過程思路非常清楚、實驗時心中有數。
對實驗中學生遇到的問題,盡可能采用啟發式或者探究式的教學方法,和學生通過討論找出問題所在并得到解決方案,比如“分子模型操作”實驗中,有學生對含兩個相同手性碳的酒石酸化合物的球棒模型與Fischer投影式的表達以及內消旋化合物、對稱面和對稱中心的概念理解感覺有困惑,指導老師在學生做好模型的基礎上,先要求學生回憶Fischer投影式書寫規則,再結合模型進行Fischer投影式的表達;接著借助內消旋酒石酸分子模型說明對稱面、對稱中心的定義;最后和一對對映體的模型進行對比,使學生充分理解內消旋化合物的含義。“乙酸正丁酯的制備”,直接回流法和分水回流法哪種方法產率較高?建議和同組同學商量后選定其中一種方法進行實驗,合成產品產率的高低影響因素有很多,只有通過整個班甚至整個年級兩種方法實驗結果的統計才能得出較為合理的結論。“水質總硬度測定”實驗,有些滴定后的樣品放置一段時間后為什么返紅?分水回流法制備乙酸正丁酯,分水器在實驗過程中如果發現有點漏,如何補救?等問題,教師不是簡單地給出一個答案,而是要求學生經過思考、討論,分析可能原因并通過實驗確認結果如何。啟發式或探究式教學方法的實施可以提高學生解決實際問題的能力。通過與同組同學的商量、討論解決問題的同時,培養了學生團結合作的精神。
實驗過程中貫穿綠色化學理念,例如要求學生預習并思考,實驗會產生哪些廢物?如何處理?另外,節水、節電、節約試劑,比如蒸餾裝置,相對兩組冷凝水串連并將冷凝水開到最小;乙醇可反復用于“從茶葉中提取咖啡因”等,是我們在實驗教學過程中加強學生綠色化學意識的一些做法。
在改進教學方法的同時,利用實驗錄像素材,結合PowerDirector、Authorware等軟件制作視頻以及多媒體實驗教學課件[11-13],可以保證在較少的時間里盡可能多地介紹相關化學實驗知識。目前已完成實驗視頻5項,包括水蒸氣蒸餾、分光光度法測定鐵等,并已應用于2012、2013級醫學各專業學生的實驗教學中,效果良好。逐步開展和完善現代化實驗教學手段,是醫用基礎化學課程實驗教學改革的重頭戲,任重而道遠。
通過教學方法的改進和教學手段的提升,使學生帶著問題和對問題的興趣進行實驗,能增強學生發現問題、解決問題的能力和信心,促進學生進一步學習的興趣,提高學生對醫用基礎化學實驗課的能動性,保證教學質量,為后續課程的學習打下良好的基礎。
【參考文獻】
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[關鍵詞]綠色化學;高校教學方法;途徑
“綠色化學”這一詞是從20世紀末開始出現并廣泛應用。它的出現符合人類可持續性發展的需要,是通過利用化學的技術及方法來盡量消除或減少化學產品在設計、制造和應用中所產生的有害物質。作為高校的化學教育工作者,應該將綠色化學融入到高校化學教學的全過程中,并努力進行課堂的教學改革。
一、綠色化學的內涵
綠色化學可以理解為環境無害化學或者是清潔化學,其內涵為在化學反應過程中及化工產品生產中,采用化學技術和方法將生產與使用中產生的有害物質降到最低,以減少對環境的污染和對人類的危害。其著眼點放在了生產的源頭就開始消滅污染,并在生產過程中降低一切環境污染的可能。比如,開發新的綠色合成試劑替代現有的化學試劑;再比如,用水替代有機溶劑或者是徹底革除掉溶劑,或者摒棄使用一些石油化工原料而用生物制品作為替代等等,綠色化學最早被化學工業發達的美國率先提出并使用。這是一門新興的科學,是對傳統化學思維方式的發展和創新,同時它也是更高層次的化學。目前,許多國家都將綠色化學作為未來化學發展的主要方向。
二、綠色化學的教學意義
生態環境和人類的生存發展息息相關,但是科學技術迅猛發展給人類帶了巨大經濟效益的同時,也給人類帶來了嚴重的環境污染甚至是生態危機。比如,海洋污染、土地污染、水污染、大氣污染等,如果不提高環保意識與采取措施,人類就會遭遇可怕的生存危機。因此,綠色化學應運而生。高校的化學教育是為了培養更多化學領域的高素質人才,將綠色化學融入到高校的化學教學中,能使這些人才牢固樹立和提高綠色化學環保意識,養成綠色化學的習慣,將來可以在所從事化學工業的工作中將綠色化學的概念和思想推廣開來,為人類的環保事業提供更多的幫助。所以說,高校的化學教育者肩負重任,要在化學教學中積極地引入綠色化學教學模式,做到普及和宣傳綠色化學,并開始研究如何在化學教學中更好地融入綠色化學教育,樹立和提高學生的綠色化學意識和環保意識。
三、高校綠色化學教學方法和途徑
(一)增強學生綠色化學的意識
我們可以通過對照新舊教材版本,從中發現新教材十分注重對于環境的保護。例如:很多新教材在有機化學部分中增加了關于氟氯烴的相關知識。這種材料多用作冷凍機等設施的制冷劑,可是它會對大氣中的臭氧層造成嚴重的破壞,而一旦臭氧層被破壞,地球上的生物都會受到強紫外線的威脅,所以我們應該呼吁停止使用氟氯烴。因此,化學教師必須充實自己綠色化學的知識,多多學習、多多搜集資料,并將之用于課堂教學,培養學生的環保意識,增強學生的綠色化學意識。
(二)在課堂教學中融入綠色化學
高校的化學課堂教學是融入綠色化學的主要途徑之一。課堂上,教師需要充分使用綠色化學元素,聯系實際的教學目標任務,向同學們傳授綠色化學知識,做到“恰當、恰好、適量”,將綠色化學滲入內、寓于中。與此同時,教師應該調動學生們主動思考的積極性,讓學生們自己拓展思路得出綠色化學替代傳統化學的方法。這樣一來,不僅課堂變得生動有趣,同學們學習化學的熱情會高漲,而且這樣依靠自己主動思考得出的結果會更加深刻地印在同學們的記憶中。另外,可以在課堂中舉一些化學物品對環境造成巨大危害的例子,當學生真切地感受到其危害時,學生就會產生了環境保護、使用綠色化學的強烈意識,在潛移默化中具有了環保意識和綠色化學意識,從而也達到了教育目的。
(三)將綠色化學理念融入到化學實驗操作
1.微型化學實驗。化學微型實驗法是指在滿足原有實驗效率的基礎上,通過優化實驗條件、精簡實驗方案,在減少實驗原料以及實驗設備的情況下,能夠達到或者接近目標收率的實驗方法。其中,實驗裝置微型化和實驗原料少量化是化學實驗微型化的重要特點。微型化學實驗的試劑用量與常規實驗用量相比很小,只占常規用量的幾十分之一以內,這樣對于實驗室環境非常有利,尤其是對實驗室排放出去的空氣以及水體的污染程度有所降低,而且操作也更加簡便,藥品也更加節約。這些都說明了綠色實驗的發展方向。比如,某高校優化了氯氣的制備方案。他們制備氯氣的方法是:將稀硫酸和漂白液通過在培養皿中反應制得氯氣,通過此法生成的氯氣快速地擴散到培養皿中其他的液滴里產生反應。這個制備方案不僅效果十分明顯,尤其是生成的氯氣量很少,對環境產生的污染較小,并可以同時驗證多個性質的優點。再比如,試管是許多實驗中都離不開的重要工具,但是過多地使用試管不僅不方便,而且會造成嚴重的浪費。那么,我們可以將使用試管改為在點滴板上進行實驗操作。這樣一來,不僅能避免不必要的藥品浪費,還能提高操作安全性,減少污染,特別是還能提高實驗進行的速度。2.化學實驗規范性操作。化學實驗操作有其嚴格的標準與規范,比如藥品試劑的稱取、處理三廢流程方法等,操作流程具有縝密性。如果未按照操作標準與規范執行,很有可能造成藥品試劑的浪費以及環境的污染,甚至造成生命財產損失的威脅。比如,在實驗過程中產生的“三廢”應嚴格按照操作規范進行無害化處理,處理完后方可排放。這些過程和結果的理性認識都蘊含著綠色化學理念,對于學生的引導非常重要。這種引導除了可以激發學生對化學的學習興趣外,還能增強學生的社會責任感和使命感。3.化學實驗無害化藥品。化學實驗的目的性很強,教學過程中對于培養學生動手能力、學習興趣、專研能力等發散性教育目的要給予足夠的重視,注意由淺入深。對實驗中產生的現象與實驗原理的解讀往往最能吸引學生,通過這些理論與現象的結合闡釋來引起學生的深思。比如,圍繞環境污染少的原則進行實驗藥劑選材,了解哪些選材造成的污染比較嚴重,哪些選材可以減少或緩解污染,這樣學生會自己朝著這個方向努力,開拓思維,深度理解無害化藥品進行化學實驗的綠色理念。比如,白磷自燃實驗,白磷自燃的產物對環境的污染性可以引導學生的發散性思維。通過舉例如乙醚水解產生的SiH4可以在水的表面自燃,從而讓學生了解自燃的同時,想到用綠色化學理念解決問題的構思。4.高危實驗用計算機輔助模擬。在進行實驗之前,我們通常會通過計算機模擬高位實驗評估實驗的安全系數,這主要是因為一些化學實驗中往往會涉及到一些有毒有害物質,并且危險患較多(如易燃、易爆等),很可能會給實驗人員的身心帶來不同程度的傷害,同時對環境的污染也有可能會失控,以上的情況與綠色化學理念形成一定的反差。目前,比較流行的方法是采用計算機模擬實驗,利用計算機技術對實驗原理、實驗現象進行模擬,讓學生在計算機仿真操作的過程中同樣有身臨其境的感受。這樣一來,實驗的目的到達了既幫助學生理解、掌握理論知識,同時,還減少了“三廢”污染。回收利用通常在化學實驗完成之后,大量廢液會被傾倒,無疑會對自然環境造成很污染和破壞。綠色化學教學大力提倡回收實驗廢液,這是屬于我們化學教育工作的重要任務。例如,對實驗室制取氨氣后的氫氧化鈣可以固體回收,用做干燥劑。
(四)將綠色化學教育延伸到社會實踐中
1.通過多種途徑調查和了解所在地的環境狀況,分析當地的環保現狀,撰寫關于環保的論文。2.學以致用,造福社會。如鼓勵學生用問卷調查方式,了解當地一些社區居民對綠色科技的看法,根據問卷調查結果,進行綠色環保活動的宣傳和普及。3.成立綠色化學實驗研究小組,鼓勵學生實施環保化學實驗;培養微型實驗儀器的制作能力;開展對實驗的無害化研究,以此來提高學生勤于動手的實驗探究能力。4.通過環境保護紀念日等途徑,開展綠色化學的宣傳活動。比方說,在社區里擺放一些日常生活中經常用到的化學品,通過安排多名學生講解,達到普及宣傳的目的,讓更多的人了解化學用品使用或處置不當對環境的危害,使人們共同來愛護我們共同的家園。綠色化學在化學教學中任重而道遠。在實際教學過程中,高校化學教師應努力通過多種教學方式,在夯實學生的化學理論基礎上以及提高學生學習興趣的同時,將綠色化學理論引入課堂教學和實驗教學中去,為綠色化學的發展貢獻自己最大的力量,也為我們國家的可持續發展戰略的實現盡一份力。
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(一)對高職院校學生進行“環境意識”培養的重要性
環境意識是人們通過一系列心理活動過程而形成的對環境保護的認識和行為傾向,是人對自然環境的理論、情感、意志、知覺等觀念形態的總和,它包括了環境倫理意識、對環境科技知識和常識的了解、環境政治經濟與法制意識以及環境心理意識。環境意識已成為人類文化素質的重要組成部分,它將使人的言語行為更具有目的性和自覺性,使個體能夠主動的認識、評價和保護環境,自覺地調控自身的言語行為,使之更符合規范與道德。早在1992年,我國政府就明確提出了“加強環境基于“環境意識”培養的高職綠色化學教育柳州城市職業學院 張 琳教育,不斷提高全民族的環境意識”的對策。高職學生畢業后,他們將承擔生產一線、社會服務等領域主要崗位的工作,提高這一學生群體的環境意識水平,樹立可持續發展的觀念,對經濟、社會的持續、健康發展具有不可估量的作用。顯然,環境意識是高職學生應具備的素養。
(二)高職院校開展綠色化學教育的必要性
許多環境問題都與化學物質有著直接的關系,具備一定的化學知識使得人們在碰到環境問題時能夠做出及時的辨別和判斷,并得出解決的方法手段,以減小環境危害,保障人體健康。綠色化學是化學學科的前沿,化學學科的特點,決定了綠色化學教育在培養和提升學生環境意識中具有較其他學科更多的優勢。高職院校學生,通過接受綠色化學教育,會逐步具備綠色化學的思想,具備綠色觀念,直至能用綠色化學的思維方式來指導自己的工作,用綠色化學的方法手段來解決生產生活實踐中可能碰到的環境問題,而且,他們將成為一個具有較高環境意識的群體,用自己的行為影響身邊的每一個人。現如今,國際社會已將綠色環境、綠色家園作為共同追求的目標,國內各行各業都已經意識到要生存、要發展,就必須在資源的合理利用、降低能耗、環境保護這些方面加以足夠的重視,甚至是讓其成為行業企業的發展理念和文化。基于此,行業企業對員工提出了更高的要求,也寄予了更高的期望,員工的環境意識、可持續發展意識、較強的社會責任感,將幫助行業企業長久處于不敗之地。由此可見,在高職院校中實施綠色化學教育符合社會可持續發展的需求,是必要的。在高職院校開展基于“環境意識”培養的綠色化學教育,不僅可以讓綠色化學教育的目的、目標更明確,而且教育內容、教育途徑的選擇也更易于讓高職院校所接受。
二、基于“環境意識”培養的高職綠色化學內容體系構建
綠色化學的教學內容包括以下幾大方面:綠色化學原則、綠色化學理念、綠色化學原理、綠色化學技術和綠色工藝等。基于高職學生的知識結構及能力特點,在開展綠色化學教育的過程中,內容的選擇非常關鍵,我們不需要去追求專業深度,而應該把教學重點放在原則、理念上,選擇一些貼近實際、反映學科與技術、技術與生活生產,體現環境保護的內容,同時介紹一些化學領域中涉及到環境、倫理、道德、法律等方面的知識。也就是說在高職中開展綠色化學教育,教學目標可定位在讓學生建立起一種可持續發展的理念,強化學生的綠色觀念,時刻牢記人類對于環境與社會的責任感,培養學生的環境意識。綠色化學恰好可以承載環境意識培育和環境知識傳輸這一核心任務。
三、基于“環境意識”培養的高職綠色化學教育實施途徑
課堂教學是開展綠色化學教育的主陣地,能夠較系統的讓學生接受綠色化學知識的教育,然而受到教學課時數及學生知識結構的影響,在高職院校中,綠色化學課程作為必修課開設很少,多以選修課的形式開設。為了讓綠色化學教育在高職院校中的普及面更廣,使更多學生的環境意識得到提升,可考慮靈活多樣的實施途徑。
(一)安排綠色化學教育講座
選擇學生較為關注的社會熱點問題,比如綠色食品、赤潮的危害、異常天氣的形成、新能源、生態城市建設等,從化學學科的角度,有針對性地開展專題講座,這不僅能夠使學生掌握綠色化學的相關知識,還能進一步提升環境認識。
(二)利用環境保護紀念日,開展主題宣傳
3月17日世界保護臭氧層日、3月22日世界水日、4月22日世界地球日、6月5日世界環境日,利用這些環境保護紀念日開展主題班團會,舉辦專題宣傳欄等,充分挖掘隱含的綠色化學知識,對學生進行綠色化學宣傳,教育學生在日常生活中,從身邊點點滴滴的小事做起,時刻牢記環境保護的責任,保護我們的大家小家。
(三)成立社團或興趣小組
1.中國精細化工的現狀和發展前景展望
2.精細化工過程控制技術的發展動向
3.以綠色化學理念貫穿精細化工專業課教學
4.精細化工廢水的污染特性分析及其控制策略
5.我國油脂化工、精細化工生產現狀與發展建議
6.從“十二五”規劃看中國精細化工行業發展趨勢
7.精細化工的發展趨勢以及如何發展綠色精細化工
8.精細化工專業實驗教學新模式的構建與實踐
9.固相有機合成及其在精細化工中的應用與前景
10.精細化工過程控制技術的重要發展趨勢
11.我國精細化工發展現狀和趨勢
12.有機精細化工中間體的發展現狀及仿生催化氧化在中間體合成中的研究進展
13.精細化工發展前景以綠色精細化工的發展策略
14.現代煤化工產業的精細化發展
15.精細化工的現狀與發展
16.精細化工發展的關鍵技術——模型化、控制與優化研究
17.我國精細化工行業存在的問題及對策
18.精細化工的發展趨勢以及如何發展綠色精細化工
19.我國精細化工行業現狀和“十三五”發展規劃
20.精細化工實驗教學改革的探索與實踐
21.廣東省精細化工發展現狀與對策
22.精細化工實驗教學改革與實踐
23.生物催化在精細化工產業中的應用(上)
24.淺談綠色精細化工關鍵技術
25.基于現代精細化工發展初探
26.對遼寧省精細化工產業“十三五”規劃的建議
27.生物催化在精細化工產業中的應用(下)
28.我國精細化工產業的現狀和發展趨勢
29.晉煤集團精細化工產業發展前景
30.淺談“十二五”期間精細化工發展方向
31.廣東省精細化工現狀與發展
32.論我國精細化工的發展現狀與趨勢
33.精細化工課程群的整合及改革實踐
34.淺析我國精細化工的現狀與前景
35.精細化工領域過程系統工程技術研究發展趨勢探討
36.我國精細化工產業的現狀、存在的問題及其對策分析
37.21世紀精細化工的發展
38.精細化工的發展趨勢及關鍵技術
39.綠色精細化工可持續發展的關鍵技術
40.地方本科院校精細化工實驗教學改革研究
41.對中國精細化工產業發展的幾點思考
42.精細化工的產業轉移與遼寧的比較優勢
43.淺析精細化工產業對深圳經濟產業轉型升級的重要意義
44.精細化工專業課教學中的綠色化學探討
45.加快發展我國綠色精細化工
46.熱點精細化工中間體生產現狀和發展導向
47.淺議精細化工生產企業成本控制
48.精細化工過程控制技術及其發展趨勢