基于初中科學實驗實施環境教育的思考

摘 要：初中科學實驗是科學課程中實施環境教育的有效途徑之一，在科學實驗中主要通過改進實驗，注重實驗過程，及時、妥善處理實驗廢棄物三個環節來進行環境教育。

關鍵詞：科學實驗 環境教育 實施

環境教育是當前世界各國普遍高度重視的教育領域，被視為從根本上解決日益嚴峻的環境問題、實現人類社會可持續發展戰略的一條必由之路。實施環境教育的途徑是多種多樣的，其中途徑之一是通過科學實驗進行環境教育。

初中科學實驗包括學生分組實驗、課堂演示實驗和學生隨堂實驗。許多科學實驗中蘊藏著環境教育的因素，也是直接影響環境質量的因素。例如氧氣的制取與性質實驗、檢驗SO₄^2-離子的實驗等等。所以在科學實驗教學中滲透環境教育就顯得直觀、生動，使學生在學習、掌握知識的過程中提高環境素養。在科學實驗中主要通過以下三個環節來進行環境教育。

一、改進實驗，加強環境教育

目前全國數以萬計的高校、中學的化學實驗室每天排放著各種各樣的污染物，這樣“聚沙成塔”的污染，成分復雜，累積效應強，而又容易被人忽視。因此在2000年舉行的全國綠色化學工作會議上，專家呼吁應立即采取應對措施。其中一條提出各中學、高校應推廣“微型化學實驗”和“小量化學實驗”。前者是將試劑用量減少到常量的十分之一至千分之一；后者則是將試劑用量減少到常量實驗的二分之一或四分之一。兩者的優點是減少試劑用量，降低實驗費用，降低實驗排廢量，減少環境污染，縮短實驗時間，且安全可靠。［１］

1. 采取微型實驗，減少藥品用量。

微型化學實驗是在微型化的儀器裝置中進行的化學實驗，是一種新興的實驗方法。其特點是儀器微型小巧，所需試劑用量少，濃度低，反應快，減少了燃、爆、毒、腐蝕等危險性，污染顯著減少。有一些實驗我們根據實際需要，先用化學方程式從理論上計算出所需反應物的量，然后據此控制用量，從而達到節約藥品、減少污染的目的。如硫在氧氣中燃燒時，按常規實驗，每次反應需要硫粉0.3～0.5克，反應后生成的二氧化硫為0.6～1克；而在微型實驗中僅需硫粉為0.02克，反應后生成的二氧化硫為0.04克。這樣不僅試劑用量少，而且排污量大大降低，對師生的健康有利，也使其對環境的污染降至最低。

2. 改進實驗設計，強化環境教育。

一些有毒物質參加化學反應或生成的實驗，若仍沿用原來實驗操作，雖能達到實驗效果和目的，但在實驗中操作較復雜，時間長，藥品用量也較大。不僅費時費事，而且排污量較大，也沒有采取有效的控制措施，長年來一直危害著教師和學生的身心健康。若將這類實驗進行改進，能使操作更合理有效，又能控制或避免排污量，提高環保意識，培養學生相應的素質，以適應現代文明之需要。例如磷、硫分別在氧氣中的燃燒實驗，可以改為：用一倒立的無底集氣瓶，內裝水或稀氫氧化鈉溶液，用單孔橡皮塞、導氣管與制取氧氣裝置相連接，用玻璃棒蘸取少量硫粉或紅磷（也可以用微型燃燒匙取），在酒精燈上點燃后立即伸入倒立的無底集氣瓶中，產生少量的有害物質大部分溶解在液體里，不僅現象明顯，還控制了有害物質的排放量，而且可以進行反復演示，加深印象，操作便捷，安全可靠。

3. 充分運用多媒體實驗教學，改進實驗，加強環境教育。

這幾年來，我們在新生進入實驗室之前，組織他們觀看多媒體課件，主要內容是實驗基本操作和實驗室安全知識，讓學生充分了解如何做到實驗操作規范化和實驗操作規范化的重要性，使實驗課有一個良好的開端，減少在實際操作中的一些不規范操作，減少不必要的浪費，減少對環境的污染，使實驗這門課程在一開始就融入環境教育。可將一些試劑耗量大、價格昂貴、毒性大、對環境污染嚴重且不易控制的化學實驗采用計算機模擬實驗，讓學生在計算機上操作也能達到身臨其境的效果，運用科學的手段來實現化學實驗“零排放”、“零污染”，它將對化學實驗綠色化，對環境保護、增強學生的環境保護意識起到不可低估的作用。

二、注重實驗過程，把環境教育落到實處

實驗教學可以使學生通過表象增強直觀的感性認識，進而能培養學生觀察、描述、分析問題和解決問題的能力。在實驗教學過程中落實環保行為可從實驗目的、原理、步驟等多方面展開。

科學實驗中，要求學生做到基本操作正確而且規范化，使學生在藥品的取用、物質的稱量、液體的量取和轉移、物質的加熱、玻璃儀器的洗滌、液體的過濾等做到動作準確、操作熟練、運用靈活。但是，大部分實驗的藥品用量在教材中都未明確給出限量，多用“少許”、“少量”、“適量”、“一定量”等籠統地來限定，往往使學生很難把握藥品的實際用量。這樣既影響實驗的科學性和實驗的效果，又會造成藥品的不合理利用，還會對環境造成一定程度的污染，從而不易培養學生的規范化操作。若將藥品規定用量和濃度，既方便施教，又方便操作，更易讓學生接受、觀察和記憶，從而培養學生嚴謹的實驗態度和科學的實驗方法，同時節省藥品，減少污染。

許多學生不明確為什么要嚴格控制試劑用量。例如在檢驗SO₄^2-離子的實驗中，學生往往加入較多的BaCl₂溶液。事先應向學生們簡要介紹鋇化合物中毒性最大的是易溶于水的BaCl₂，水體中含鋇最高允許濃度為1.0mg／L，過量的BaCl₂溶液轉入廢液，會造成潛在的水質污染、土壤污染。并且講述硫酸鋇是溶解度很小的不溶性鹽，加入少量的BaCl₂就可觀察到不溶于稀硝酸的白色沉淀。這樣既可節約試劑用量，達到實驗效果，又可凈化環境。

三、及時、妥善處理實驗廢棄物，實現實驗綠色化

培養學生嚴謹的實驗態度和科學的實驗方法，并正確引導學生妥善處理化學實驗的廢棄物，這既提高了學生的實驗能力，又提高了學生的綜合素質。同時增強了實驗本身的科學性，為實驗的規范化、綠色化奠定了基礎，也有利于樹立學生自覺的環境保護意識，為減少環境污染提供了重要保證。特別是化學部分的科學實驗中要產生大量的廢棄物，如不及時處理隨意排放，久而久之，不僅對環境造成污染，而且會淡化學生的環境意識，養成不良習慣?？茖W實驗廢物主要有三類：廢渣、廢液、廢氣。廢渣的處理一般較簡單，能夠回收的直接回收，不能回收的進行掩埋、焚燒處理。而且初中科學實驗生成物是純固體的較少，大多混在其它液體中成為廢液。而對于廢液和廢氣來說種類比較繁多，性質比較復雜，下面將對這兩類廢物進行分類處理。

由于在實驗過程中所產生的廢液其組成經常變化，所以我們處理前必須充分了解廢液的性質，分別處理。在處理中應考慮盡量加入量少而無害易處理的藥品，減少和防止再生有害廢液的排放，認真考慮一些貴重藥品的回收問題，對一些用量較大的有機溶劑，也應盡量回收利用，再焚燒其殘渣與實驗過程中沾有的有害物質的濾紙、包藥紙等廢棄物焚燒后一起做深埋處理。這樣對實驗廢棄物進行無害化處理既可培養學生良好的實驗習慣，又可使學生學到實際應用技術，還可節約資源、變廢為寶、化害為利。

目前有很大一部分師生沒有意識到化學實驗中尾氣處理這一問題的重要性，普遍認為有些氣體如CO₂、N₂、CH₄、H₂等無毒，因此，就無須進行尾氣處理，殊不知溫室效應正是CO₂、CH₄等氣體的超量排放所造成的惡果。有些人甚至對一些直接對人體有害的氣體如HCl、SO₂等的排放也等閑視之，認為這類氣體在實驗中排放量小，不會造成多大污染，在實驗室中習慣把尾氣導入通風櫥，這種做法也是不正確的，一樣會造成環境污染。

處理尾氣不僅可以減少（或防止）有害氣體對環境造成的污染，而且還可以從中得到某些副產品，如用NaOH溶液處理SO₂尾氣可制得亞硫酸鈉。另外，通過實驗中尾氣的處理可以增強學生的環保意識，培養學生嚴謹的科學態度。

總之，通過以上三個環節，學生不僅在科學實驗教學中掌握了科學的基礎知識，培養了實驗能力，同時也提高了他們的環境素養。

參考文獻：

［1］蔣篤考，宋齡瑛.對微型化學實驗的認識與實踐［J］.實驗教學與儀器，2001，（5）.

［2］陳錫恩.改進實驗教學防治環境污染［J］.遼寧教育學院學報，2001，(9).

［3］黃瓅.化學新課程中微型實驗探究活動的設計［M］.北京：化學工業出版社，2005.

［4］祝懷新.環境教育的理論與實踐［M］.北京：中國環境科學出版社，2005.