環保“5R”原則在初中化學實驗教學中的運用

摘要：環境保護中的5R原則，即減量化原則（Reduce）、再循環原則（Recycle）、再使用原則（Reuse）、再生原則（Renew）、拒用原則（Refuse），遷移至中學化學實驗教學中則表現為實驗的微型化、實驗的綜合化、實驗的簡易化、實驗的綠色化、實驗的模擬化與虛擬化。

關鍵詞：5R原則；初中化學；實驗教學

中圖分類號：G427文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2013）02-056-1

一、環保“5R”原則

1.減量化原則（reduce）。

能源原料節儉化，工藝簡單化，產品小型化、輕型化和簡裝化，減少“三廢”排放。

2.再循環原則（recycle）。

產品完成使用功能后，能重新變成可利用資源，包括原級再循環（廢品生產同類產品）和次級再循環（廢品轉化成其它產品的原料），可有效實現省資源、少污染、減成本。

3.再使用原則（reuse）。

產品和包裝容器能以初始形式被反復使用，抵制一次性用品，從而降低成本和減少廢物排放。

4.再生原則（regeneration）。

在有選擇的情況下，選擇可再生資源制品多于不可再生資源制品。如選擇紙袋多于塑料袋，因紙是一種可再生資源，可通過種樹彌補。這是節省資源、能源，減少污染的有效途徑。

5.拒用原則（rejection）。

在化學生產過程中拒絕使用無法替代、無法回收、無法再生和無法重復使用的以及毒副作用和污染作用明顯的原料；拒絕使用非環保的物品；拒絕購買過度包裝的物品。

二、化學實驗中的“5R”原則

1.減量化原則，即實驗的微型化

在化學實驗教學中通過減少化學試劑的用量，從而減少污染物的排放，降低實驗成本，即化學實驗要朝著小型化、微型化的方向發展。這也是綠色化學的一項方法和技術。如：在滬教版九年制義務教育用書第七章第一節溶液的酸堿性中，探究酸、堿與指示劑的作用時，原來的實驗都是在試管中進行的，現在采用白色點滴板作為反應容器，既節約了藥品又減少了實驗產生的污染，同時又能增大實驗的數量，實驗效果明顯，可謂一舉多得。若是演示實驗，怕學生無法觀察，可以放在實物投影上，放大實驗現象，同樣是清晰可見。

從以上實驗可以看出：微型實驗和常規實驗一樣，能得出相同的實驗結果，但藥品用量卻是常規實驗的1/5，甚至更少，大大減少了對環境的污染，是綠色化學思想在化學實驗中的一種體現。教師可以指導學生利用日常生活中的一些廢棄物來設計實驗，鍛煉學生的動手能力，同時還培養了學生的創新思維和環保意識，最大限度地實現化學藥品的減量化使用。

2.再循環原則，即實驗的綜合化

在自然界中存在著碳循環、氧循環等，這些循環現象給我們開展化學實驗帶來了一定的啟示，即在化學實驗教學中注重再循環、再使用的原則。在化學實驗中主要有：（1）將上一個實驗的產物作為下一個實驗的原料，以此類推實現再循環。如：在實驗室制取氧氣的實驗教學中，加熱高錳酸鉀得到氧氣的同時，得到了二氧化錳，而二氧化錳又是過氧化氫制取氧氣的催化劑，這樣兩個實驗的綜合化過程充分體現了再循環原則。（2）對于一些實驗過程中沒有消耗的化學試劑、藥品，可以進行回收利用。如：在粗鹽提純的實驗中，提純的食鹽可以回收，在其他實驗中再利用。學生分組實驗中，做金屬性質的時候，稀鹽酸或稀硫酸和鋅粒反應，因為是試管實驗，鋅粒往往是過量的，所以我們可以回收，在講解實驗室制取氫氣時，就可以利用回收的鋅粒和稀硫酸來制取氫氣，再做氫氣性質的演示實驗。

3.再使用原則，即實驗的簡易化

在現用的滬教版九年制義務教育用書中，“啟普發生器”等特殊裝置已不見蹤影，而在實驗教學中更多的是采用一些由常見玻璃儀器組合而成的簡易裝置，同樣具有啟普發生器的優點：隨時發生反應，隨時停止反應。既體現了減量化原則（啟普發生器中鋅粒和稀硫酸的用量是很大的），又可以讓常見的玻璃儀器實現不同的功能，體現了實驗器材的再使用原則。

4.再生原則，即實驗的綠色化

隨著社會的發展，科學的進步，人類對資源的需求大大增加，但是在滿足當代社會發展的同時更要考慮子孫后代的長遠發展，對不可再生資源的開發和利用要有長遠的可持續發展的思想。在進行化學實驗設計時，盡量做到綠色環保。如實驗室中的熱源——酒精燈，其燃料就是采用了可再生的能源酒精，而點燃酒精燈也把火柴改為打火機。

5.拒用原則，即實驗的模擬化與虛擬化

化學實驗中的拒用有以下兩方面的含義：首先，在實驗設計時拒用或少用對環境和人類有害的材料，注意環境保護，其次，在拒用的前題下通過模型和虛擬演示，對化學學習過程進行創新，探索新的學習思路，建構新的學習過程，達到良好的學習目的。如：實驗室煉鐵的原理，一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下的反應，為了使實驗安全進行，必須先通一氧化碳，排盡玻璃管內空氣，實驗結束還要繼續通一氧化碳，防止還原出來的鐵重新被氧化，因一氧化碳是一種有毒的氣體，所以在此不妨采用拒用原則，播放視頻，來達到演示的目的。實驗是化學學習和研究的重要途徑，但并不是化學學習的唯一途徑。在拒用的前提下，實驗的模型化和虛擬化不失為一種很好的解決途徑。

環保“5R”原則適用于工業生產、科學研究、實驗教學，它不僅使我們的生存環境得到改善，還使我們的心靈得到凈化，人們可以追求便利，但不應追求奢侈，可以追求財富，但不應過剩浪費，“5R”原則既保證著我們的生活質量，同時又反映著我們的文明涵養。在實驗教學中認真貫徹“5R”原則，樹立保護環境和綠色化學實驗的理念，我想這是一個化學教育工作者，必須做到的。