綠色化學在中學化學教育中的應用

近半個世紀以來，全球性的人口、資源、環境及生態等問題，昭示我們：未來我們只能走可持續發展的道路，實施可持續發展戰略。作為與“戰略”密切相關的化學教育，理應為可持續發展服務，實施綠色化學教育。那么什么是綠色化學呢?按照美國《綠色化學》(GreenChemistry)雜志的定義，綠色化學指在制造和應用化學產品時應有效利用最好可再生)原料，消除廢物和避免使用有毒和危險試劑與溶劑。綠色化學是指能夠保護環境的化學工藝和技術，充分利用自然能源或可再生能源，節約能源，節省資源，盡量實現有毒有害物質的零排放，減少和避免環境污染，也稱環境無害化學。它旨在預防污染，而不是污染以后的再治理。綠色化學的根本目標就是從節約能源和防止污染的觀點來重新審視和改革整個化學和化工領域，在化學研究和化工生產過程中不再使用有毒、有害的物質，不再產生廢物。綠色化學的最大特點是在始端就采用實現污染預防的科學手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。綠色化學主張在通過化學轉換獲取新物質的過程中充分利用每個原子，具有“原子經濟性”，因此它既能夠充分利用資源，又能夠實現防止污染。

實施綠色化學教育的任務是每一個中學化學教師的義務和責任。目的是培養學生能自發地產生防止環境污染的行為和意識，讓學生認識到只有切斷污染的根源，才能真正實現綠色化學。在教學中，怎樣對學生進行綠色化學教育，處理好基礎知識教學與綠色化學教育的關系，是當前中學化學教學改革必須重視的一個問題。可以從實驗、課堂教學和課外三方面進行改進。

一、在實驗課上形成綠色化學觀，強化環境安全意識

化學是以實驗為基礎的學科，實驗是化學基石，它是體現綠色化學內容，培養學生綠色化學意識的主要途徑。中學化學實驗可以通過以下三方面來提高學生的綠色化學意識。

1 實驗室藥品貯存和演示實驗中尾氣的處理

實驗室藥品的貯存的規范化和演示實驗中尾氣的吸收處理是非常重要。如易揮發的濃鹽酸、液溴等要封閉貯存；對大多數有機物如苯、甲苯、丙酮、甲醛等用專柜避光保存；對劇毒品如汞、白磷、氰化鉀等用專柜上鎖保存，定期檢查貯存情況。而在制取氯氣、氯化氫、一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨氣等氣體時一定要通過演示實驗講吸收的原因(有害氣體不允許直接排放到大氣中)，強調尾氣吸收的重要性，使學生深深認識到只要涉及氣體的制備問題就應考慮尾氣處理。

2 實驗的規范操作

化學實驗中，必須指導學生要嚴格按照實驗操作的程序，有條不紊地進行各種實驗，因為實驗過程中難免會接觸到有毒的物質。實驗前，需要向學生講解如何正確地聞氣體、取藥品、取有毒性原料，甚至如何蓋瓶蓋、放置試劑、取藥品的各種工具的選用、取用藥品量的多少等；盡量改進實驗方法，設計合理的實驗裝置。盡量采用封閉措施，減少師生被動接受有毒有害氣體的污染。將氯氣的制取和性質演示實驗改在一個封閉、連通、透明的裝置中進行操作，這樣即不影響實驗效果，也不污染空氣，又可增強學生的環保意識。實驗結束后，還應將廢液集中倒入廢液缸中，可回收的盡量回收，以養成保護環境的良好習慣。

3 實驗的微型化

微型化學實驗指實驗操作技術是以盡可能少的試劑和儀器來獲取所需的化學信息的實驗方法。在現行中學化學教材中，有些實驗指明了藥品濃度，有些實驗沒有指明藥品濃度。對許多涉及藥品濃度的實驗進行探索和改進。可達到既節約藥品、保證實驗效果，又減少環境污染的效果。例如，對苯酚性質，苯酚溶液濃度由2％降至0.5％～1.0％，溴水濃度也可降低到溶液顏色為橙紅；對定性檢驗劑硝酸銀濃度進行改進，配制銀氨溶液，硝酸銀濃度、氨水濃度可由2％降為1％。一般離子檢驗，硝酸銀濃度0.1％就足夠了；如硝酸銀溶液和稀鹽酸的反應，要求學生不用試管做實驗，而是改用點滴板，實驗時只需取一滴稀鹽酸在孔穴處，再取一滴硝酸銀溶液滴在孔穴處，立即可見白色沉淀生成，然后取一滴稀硝酸滴入沉淀中，沉淀不溶解。通過實驗學生很容易得出結論：稀鹽酸與硝酸銀反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。降低實驗藥品濃度的例子還很多，作為化學實驗工作者，應具有綠色化學的思想并指導日常工作，盡可能地降低實驗藥品濃度，減少藥品的損耗，降低對環境的污染。

二、在課堂上滲透綠色化學觀，強化學生的環境保護意識

在化學課教學過程中，要向學生闡明綠色化學的觀點、要求他們樹立起防治污染、保證人類生存質量的責任感。講二氧化碳時，要運用學生所獲得的知識，引導分析“溫室效應”，使他們了解到由于大氣層二氧化碳濃度逐年上升，太陽能輻射的一部分——地球紅外輻射熱不能透過大氣層，因而造成“溫室效應”，使地球表面升溫、冰川溶化，直接影響著現代文明社會發展。提高對控制“溫室效應”等生態問題的認識，還應讓學生通過討論分析得出人類必須控制戰爭和固體廢物燃燒、大力發展森林等結論，以利于生態環境的改善。結合當地農牧漁業受酸雨破壞的情況，強調酸雨的危害性，在學習有關硫、氮及其化合物的性質時，可有意識地引導學生分析酸雨的形成原因、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。二氧化硫和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物質，空氣中二氧化硫70％來源于工業燃料含硫物質，12％來源于工業燃油，其余則來源于生活燃煤等。它既直接危害人的身體健康，又可以導致水質酸化，水生動物減少或絕跡，樹木、莊稼枯死，還能腐蝕建筑物和文物。講到有機物時，要介紹很多有機物質對環境是有毒有害的，如生活中如甲醛，各種洗滌劑，染色劑，防腐劑，一次性塑料制品等。鼓勵學生減少塑料袋、飯盒等一次性生活用品的使用。

三、在課堂外，宣傳綠色化學觀，強化環境保護意識

在課堂外，宣傳綠色化學觀，強化環境保護意識。課堂教學是對學生進行綠色教育的主陣地，但課外活動形式多種多樣，內容豐富多彩，是課堂教育的很好補充，可以全面提高每個學生的環保意識。

對教材中講的少而對環保具有重大意義的內容，可以專題講座的形式向學生介紹。如針對有的學生認為環境污染主要是由于工業生產造成的，與自身沒有太大的關系的思想，可舉辦家庭生活與環境污染講座，以實際研究的數據表明這種思想的錯誤性。即工業污染占污染的41％，家庭污染占59％。據有關專家統計，一個人一天平均要產生0.9kg垃圾，5個不可降解的塑料袋，2～3個一次性飯盒；一個人因洗發、洗澡、洗衣服等等一天平均制造200升廢水在污染著河流、大海和土壤。可見環境保護不只是國家、環保部門的事，每個人都應從降低家庭污染出發，保護環境。通過這些信息的介紹，使學生切實感到自身要從自身做起，節約用水、少使用一次性餐具、少用化學用品，以減少污染，為保護環境而改變生活習慣。

積極利用課外實驗配合課堂教學，開展環保教育。“河水、雨水酸堿性的檢測”、“模擬水體受硝酸汞、硫酸銅等污染的檢測及危害”、“干電池的回收和利用”等，讓學生在實驗過程中既鍛煉動手能力，又強化了綠色意識。

組織學生參觀本地鄰近的自來水廠、污水處理站、石板材廠并進行實地調查，如空氣污染調查、水污染及處理對策調查等調查報告，并進行交流。這樣不僅能培養學生理論聯系實際、實事求是的科學態度，還能使他們感知環境污染的危害性及環境保護的迫切性。

總之，綠色化學教育有利于保護人類賴以生存的環境，實現人類社會可持續發展。中學化學必須體現綠色化學教育，要讓綠色化學的思想和內容貫穿于整個教育活動之中，真正做到綠色無所不在，只有這樣我們的教育才能夠充滿生機，綠意盎然。