时间:2023-12-04 10:54:01
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随着计算机信息技术的高度发展,我们的中学化学实验教学已经迎来了改革的春风,中学化学虚拟仿真实验思想怦然诞生了。中学化学虚拟仿真实验就是利用计算机编程工具模仿真实的实验环境编写的软件,借助计算机营造一个虚拟的实验环境,使实验接近或优于真实的实验环境,实验者可借助操作计算机虚拟实验系统完成各种预定的实验项目。
事实上,计算机模拟仿真化学实验是化学实验摆脱实物教育的一场革命,它的产生和发展,不仅是教育方法、教育手段、教育技巧的更新,而且对保护自然资源、缓解化学实验对环境的污染都具有深远的意义。利用模拟仿真对实验过程和实验仪器进行剖视及仿真,对有毒物质出现的实验进行模拟,避免有毒物质危害师生身体的健康。常规的、传统的化学实验不可避免的消耗许多药品和大量的水资源,尤其对于那些要使用昂贵试剂药品的、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒有害试剂(如氢气、苯、苯酚、砷化物、重金属等)的实验,运用计算机多媒体系统进行仿真实验显得尤为重要。这样,利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真,用文字、声音、图像、动画的效果让学生在计算机屏幕上做实验,既让学生学会了实验方式,领会了化学原理,实现了化学教学与现代信息技术的整合,又节省了资源、保护了环境,使我们的化学实验变成“绿色化”的实验。
那么,我们应该怎样来构建这种“绿色化”的实验教学呢?这一课题正是我们亟待解决的问题。目前,我们正在着手研讨这一问题,现已形成以下几条研究思路。
思路一:建立新课标背景下的课堂实验教学设计模型
为了实现新课标提出的化学实验教学目标,贯彻绿色化学的教学思想,我们创立了下面化学课堂实验教学设计(初始)模型。
确定实验课题及类型――展示用品及仪器――实验指导――实验过程――总结――撰写实验报告
说明:实验课题即实验内容,实验类型即教师演示实验或学生动手实验;用品即实验使用的试剂和药品,仪器即实验所要用到的器具;实验指导即实验前有哪些准备工作和哪些注意事项;实验过程即实验操作流程;总结即实验过程的注意事项与实验现象;实验报告即对实验的总体汇报。
思路二:建立演示实验课件平台
演示实验是老师为了说明某一化学反应过程或现象而做的实验。这样的实验比较多,我们可以在校园网上建立演示实验课件平台,把老师们设计好的演示实验课件收集其中,老师上课时可以任意选用。
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772(2013)11-001-01
1. 高中化学教学中坚持绿色观念的必要性分析
1.1以绿色观念为核心的社会主流
以绿色、环保、生态为核心的科学发展观已经在不断地渗透到社会的各行各业,绿色观念的逐步推广不仅仅是人类在意识上的不断飞跃,更是社会在发展过程中的必然选择。在高中化学的学习过程中坚持绿色观念的渗透,对于学生的化学素养的提高有着不可磨灭的作用。坚持绿色观念,减少污染物的排放,在高中化学的学习中尤其要注意,化学是一门以实验为基础和核心的学科,坚持绿色观念,在做实验的过程中要尽量做到能源、材料的节省,对于污染物的排放要慎重处理等等,绿色观念在这方面为我们做出了具体的指导。作为化学科学,它距离生活和现实较近,与社会接触得更为广泛,只有坚持绿色观念的渗透,才能够符合社会发展的方向。
1.2推进素质教育的关键所在
素质教育的本质不是特指某学科某领域的专项发展,而是要综合各种各样的因素,实现一种真正意义上的全面发展。素质教育也不是特指理性科学,而是理性、感性,素质、能力,价值、观念的结合体。绿色观念的逐渐渗透带给学生的是一种高层次的人文情怀,是一种生态和谐发展的需要,也是化学学科本身发展的终极意义所在。化学的发展不仅仅是研究出新颖罕见的化学物质,而要更加强调一种从认识和观念上的素质的提高。这正是素质教育改革的关键所在,绿色观念强调自然科学与社会科学协调发展,是每一个学习者都应该追求的目标,因此要推进绿色观念的发展,积极推动我国的素质教育改革向着更好的方向迈进。
2. 如何在高中化学教学中渗透绿色观念
2.1从理论的认识上引导学生坚持绿色观念
引导学生从理论上认识绿色观念的重要性是增强学生绿色意识的关键所在,老师必须要将绿色的观念穿插在具体的讲课和学习活动中去,练习实际案例,增强学生对于绿色观念的认识。从理论上引导学生坚持绿色观念,老师要做好引导的角色,而不是让学生们被动地接受这个观念,否则会使得事情得不偿失。这种认识上的引导更多的是给学生一种感性认识的启蒙,这种启蒙在学生们心中积淀久了,会在无形中不断地知道学生的行为,让他们在化学的学习中坚持绿色生态的观念。
2.2在化学课堂上融合时代和社会的现状进行引导
化学是一门与生活息息相关的学科,与实际的联系尤为紧密,因此在高中化学的学习中要不断地融合时代和社会发展的现状,通过现实与理论的对比就可以看出坚持倡导绿色的观念有着不可忽视的重要性,这样能够让学生更加信服,实现绿色观念的推广和渗透。时代和社会在实现经济高度发展的过程中忽视了绿色生态环保的观念,因此只要积极主动地从化学的教学开始做起,引导学生不断地认识到绿色化学的重要性,才能够使得社会更加全面地发展,实现社会的和谐有序进行。
2.3在化学的各种活动中要以坚持绿色为前提
化学生动有趣,其中化学实验占据了较大的部分,化学实验是化学教学中比不可缺少的手段,在化学的学习中坚持绿色观念,从各种活动做起。比如在做化学实验的时候要格外地注意化学物质和原料的选择,要尽量地选择绿色、无污染的化学物质作为反应物,同时还要注意尽量减少生成物中有毒物质的排放,因此要注意在化学实验的进行中,谨慎地选择化学反应的物质,认真地分析它的化学特性。坚持绿色的观念还要在化学物质的使用上尽可能地节约,不能浪费。在化学物质反应后,产生的废料要进行废物处理,不能将其随便丢弃污染环境。尤其要注意在课堂上进行演示实验时,要开窗通风,避免化学物质产生的气体对人身造成伤害。总之,关于绿色观念在高中课堂的渗透,要遵循环保、生态、节约、安全的原则,只有这样才能够实现绿色的化学、科学的化学。
3. 结合实验探究绿色观念在化学教学中的渗透
一、绿色化学的定义及特点
1.绿色化学的定义
绿色化学是运用现代化学的原理和方法,来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有毒有害物质的使用与产生,研究开发在技术和经济方面可行的没有或尽可能少的环境副作用的化学产品的过程,是在始端实现污染预防的科学手段。绿色化学是指化学反应的过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,实现“零排放”。不仅充分利用资源,而且不产生污染,并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂,生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。
2.绿色化学的核心
绿色化学的核心:从源头上减少和消除生产对环境的污染;反应物的原子全部转化为目标产物。而绿色化学是指能够保护环境的化学技术。它可通过使用自然能源,避免给环境造成污染、避免排放有害物质。比如以利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。
3.绿色化学的特点
(1)原料、反应过程绿色化。
(2)防止实验中的尾气废物对环境的污染,有危害气体产生时要加强对尾气的吸收,产物尽可能再利用。
(3)在保证实验效果的前提下,尽量减少实验试剂的用量。
(4)对于危险或反应条件苛刻的,污染严重或仪器、试剂价格贵的,可采用计算机辅助教学。
(5)妥善处理实验产生的废物,防止污染环境。
二、绿色化学在本文由收集整理中学化学实验教学中的重要性
1.与高考实验大纲的要求相吻合
根据2012年新课标高考实验大纲要求,实验题在考查过程中要充分考虑试剂和产品的毒性、用量、价格,整个过程中产生的“三废”对环境的污染的情况,尽量排除或减少对环境的毒害、危险性,以及探究实验的设计方案的合理性等方面。因此,在中学化学实验教育过程中,首先要向学生讲清楚绿色化学的定义、核心和原则,使他们树立对环境保护的意识。具体方法如通过计算机辅助与多媒体仿真教学实现化学实验绿色化。其次,结合绿色化学核心和要求,教给学生具体的实验操作方法并在实验教学中采用“讲——演——练——做”的模式。
2.与素质教育的理念相一致
当代科学技术飞速发展的同时也就带来了不同程度的环境问题。所有这些都对未来人的素质的培养和教育提出了新要求。为了更好地迎接21世纪科学技术和知识经济的挑战,每一个学生思想观、价值观等优秀品质都需要不断提高,从而才能适应新时代的要求与考验,而中学阶段是培养学生价值观和人生观的重要阶段,为了迎合国家提出的素质教育理念,渗透绿色化学理念,培养学生对环境的保护意识,使他们理解保护环境既是他们的义务也是他们的责任,树立起他们对社会的责任感就变得尤为重要。
3.与实际生产生活的要关联
众所周知,绿色是健康、环保的颜色,绿色化学理念是从源头上减少和消除污染,真正的实现零污染。而在社会飞速发展的今天,越来越多的人们意识到环保的重要性,开始提倡绿色化学,绿色化学思想贯穿了很多方面,并开始向教育系统发展,高中化学的教学开始逐步渗透绿色化学思想,并在教学中针对绿色化学思想进行教学内容和教学方法的改革,同时也对绿色化学思想在教学中的影响进行了客观的对待和运用。
一、绿色化学思想概述
1.绿色化学概念及核心内容
绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学,使用化学的吉祥虎和方法去减少或消除有害物质的生产和使用。绿色化学的整个过程都是无污染的。绿色化学的核心内容是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
2.绿色化学思想
绿色化学教学思想是将绿色化学作为化学教学的思想理念,并在教学中逐步将绿色化学思想渗透到化学教学当中,在教学中培养学生的绿色化学观念和环境保护意识。高中绿色化学教学是指从教学思想到教学内容和教学实验,都要将绿色化学思想作为教学的重点,同时,还要在实践教学中,将绿色化学引用到化学实验中去,真正的在教学中贯穿绿色化学思想。
3.绿色化学的特点
绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:
(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料。
(2)在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放。
(3)提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”。
(4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
二、高中绿色化学的内容及特点
1.高中绿色化学的内容
高中绿色化学就是将“绿色环保的理念”融入到理论教学和实验教学中,在理论学习中有认识到酸雨、大气污染、固体废物污染、重金属污染等对于地球生存生活环境的破坏,学习书中的绿色环保知识,加强对化工行业的了解,从自身方面推广绿色化工、绿色环保理念,同时也能提高自身素质,保护环境。在实验学习方面,做化学实验是我们高中化学中必不可少的实践课程,该课程有助于我们深刻的了解各种物质的化学性质、反应条件等,有助于我们学习,我们的绿色化学就是要在做化学实验时,正确操作减少污染物生成、采用无害化实验材料、绿色环保的处理产生的废品。
2.高中绿色化学的特点
高中绿色化学的的主要特点有几方面,第一,绿色思想,这是高中绿色化学的主要特点,我们学校和学生要从自身认识到绿色思想的重要性,并向家人社会推广这种思想。第二,学习绿色治理,学习当今世界的各种污染物及其治理的方法。第三,绿色实验,对于实验中的各种污染物产生做好绿色处理。
三、绿色化学思想对高中化学的影响
1.绿色化学思想对化学课堂的影响
(1)转变教学的思想:在传统的化学教学上,我们教学的主要目的是为了传授学生知识,让他们了解到物质的构成、性质、化学性质等,为了让他们能够胜任考试,然而随着素质教育的增加,环境的恶化,为了保护环境绿色化学的理念应运而生,这种绿色理念融入化学中,使得我们重新认识化学,学习化学,这就要求我们的自我学习重新认识化学,并传授给学生,并且联系实际生活,应用到实际生活中去,实现真正的素质教育,形成真正的化学思想观念,为环境的保护和治理积蓄力量。
(2)变革教材内容:对于教材编制的影响,高中生化学的学习是以后学习和研究化学,在化学领域发展的基础,虽然将绿色理念引入化学教学,但是在教材编制上,我们还是以传授知识为主,适当增加绿色化学知识,循序渐进,逐步引领绿色理念,或者编制绿色化学课外读物,这样既能丰富知识又能达到教学的目的,例如我们在讲硫及其化合物时,教师不仅仅要教受学生它们的物理性质和化学性质等,还要通过对于二氧化硫和三氧化硫的讲解,来了解酸雨的形成及预防治理措施。
2.绿色化学思想对化学实验的影响
(1)对实验进行绿色化:高中化学在实验课上难免会在实验过程中产生一定的废弃物和有污染的气体或其他产物,绿色化学思想运用到高中化学实验就使得在实验过程中要注意废弃物的产生于避免,这就使得老师在实验课上要帮助学生进行废弃物质的回收再利用,并尽可能大的减少物资的浪费和废弃物的产生。绿色化学思想运用于高中化学教学的目的就在于使得化学实验课程实现无污染,所以,在不影响实验课程的前提下,尽可能通过循环利用的方式实现废弃物的回收再利用。
(2)对实验材料进行绿色化:高中化学实验课程要在保证学生人身安全的前提下进行,由于学校学生在实验过程中第一次操作,很有可能会产生一定的操作失误而导致实验的失败,由于有些实验具有一定的危险性,因此,在材料的x择上,要保证材料的安全无害。所以,在保证实验目的的前提下,尽可能使用环保型绿色材料,这样既能保证学生的人身安全,又能避免污染的产生,同时还能实现绿色化学教学,一举三得。
参考文献:
[1]崔金凤.高中化学教学有效性提问分析[J].中国校外教育,2016(25).
[2]邢季颖.绿色化学理念在高中化学实验中的应用研究[D].辽宁师范大学,2013.
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