中學化學教學中對綠色化學理念的滲透

張強

21世紀以來，隨著人類控制和支配自然界的能力不斷增強，化學科學及其生產技術的迅猛發展和其他學科一起為人類自己創造了巨大的、無與倫比的物質財富，其研究成果和化學知識的應用，已經滲透到每個普通的家庭生活中，使我們的衣食住行等各個方面都受益匪淺。但是，任何事物的發展都是一分為二的，科學技術的飛速發展在實現了現代人類文明的同時，也給人類帶來了負面影響。隨著化學品的大量生產和廣泛應用，使人類本來綠色平和的生態環境遭受十分嚴重的破壞，水質、大氣、土壤被污染，與人類息息相關的動植物種類和數量在不斷減少，給人類和人類賴以生存的自然環境的可持續發展帶來了巨大的威脅。因此，化學教育工作者在教學過程中，將綠色化學的意識灌輸給學生，使化學可以更好地造福人類，消除人們對化學的誤解，是今后化學教育的新的發展方向。

一、綠色化學的定義

綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學、原子經濟學。其核心內涵是在反應過程和化工生產中，盡量減少或徹底消除使用和生產有害物質。綠色化學是一門從源頭上阻止污染的化學，它的過程為零排放和零污染。

二、綠色化學理念滲透到化學教學中的必要性

有資料統計，1個中學生從初中到高中因化學實驗產生的廢液總量約為120L，固體廢棄物約為3kg，各類廢氣約為1.5L；1個化學系的學生在大學學習的4年中，因實驗而產生廢水、廢液總量約為250L，固體廢棄物約為12kg；1個生物系的學生在大學期間因實驗產生的廢水、廢液總量約為180L，固體廢棄物則達18kg，且涉及危險、有毒、有污染的藥品達數千種，處理不當，這也是一個重要的污染源。

中學化學作為化學教學的源頭，學生是否了解綠色化學知識，掌握綠色化學的基本原則，對于能否用綠色化學的思維方式指導生產實踐，解決生產實際中的污染和可能帶來的污染問題，具有非常重要的意義。因此，在化學教學中滲透綠色化學理念的教育，使學生知道并參與怎樣減少化學實驗污染及污染治理的實踐，樹立綠色化學意識是非常必要的。

三、中學化學教學中綠色化學研究的現狀

目前，在中學化學教學中，關于綠色化學教學內容并不多，大多只是涉及環境的污染與防治，而不是從污染始端防御的角度出發，是傳統的環境化學保護或防御，這容易使學生認為化學科學本身或化工生產污染環境是必然的，人類在防止化學污染方面是無能為力的等錯誤的認識及形成環境意識是思想障礙。由此可見，中學化學教學中有關環境污染及其治理的內容欠缺，有關綠色化學基本知識的傳授還是空白的。

基于以上，首先應加強中學環境教育，使學生形成牢固的環境意識（或稱綠色意識），正確認識人與環境的關系，樹立正確的環境價值觀，逐步形成綠色化學思想，使環境教育與綠色化學學習相互影響、相互促進。其次，要在中學化學教育中增加綠色化學內容，并且要使在化學知識與化學實驗中關于防環境化學污染的內容統一。

四、滲透綠色化學教育理念的途徑

1.必須更新教師觀念，增強教師的綠色意識。

化學教師在教學活動中起主導作用，因此教師更新觀念，具備綠色意識才會達到積極的行為效果。我國化學教育中存在著思維固化的問題。首先要從社會、經濟、環境的角度重新審視傳統化學的研究內容，突出綠色化學。其次，要認識到從傳統化學到綠色化學的轉變，不僅是化學教育觀念的更新，更是化學科學本身的進步與發展。綠色化學是在傳統化學基礎上發展起來的更高層次的化學，是為了改變當前嚴峻的化學污染形勢，化學教育工作者有責任自覺地宣傳并努力最終實現綠色化學目標，使化學教育服務社會，提高民族實力。化學教師應該努力收集環境信息，增強自身環境意識，注意收集有關保護和改善環境的信息，以及與日常生活密切相關的化學污染問題的信息。

2.結合有關教學內容對學生進行綠色化學教育。

在化學教學中可把本地區環境污染的典型事例自然地、生動地滲透到化學教學中，讓學生親身體驗到污染給人們帶來的危害。培養學生對環境保護的責任感，明確實施綠色化學教育的重要性。如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。開展諸如廢舊電池回收、提倡保護森林，對家鄉的某些污染（大氣或水體等）進行取樣、分析研究，找出污染的根源及治理的措施等活動。另外，教科書中的很多化學實驗內容操作過程中會造成大氣或水體污染，如：硫及其化合物的性質實驗等。因此在教學中，教師除傳授知識和培養實驗技能外，還要著重引導學生對污染環境的化學實驗的裝置進行改革、創新，使其成為綠色化學實驗。還可結合課本知識，有意識地設計一些題目引導學生用綠色化學的觀念進行解答。例如，在講到氮、磷化合物時，可設計問題：為什么要提倡使用無磷洗衣粉？講到鉛時，可提問：為什么要使用無鉛汽油？在講到硫及其化合物時，可提問：為什么要限制含硫量高的煤的使用？

3.改進實驗方法，走向綠色化。

化學試劑的綠色化，即在選擇化學實驗時應盡選擇采用那些無毒無害試劑的實驗或選擇具有潛在環保屬性的試劑，除非不得已應一律不使用有毒有害試劑進行實驗。例如：綠色自燃實驗——在現行的教材中為介紹“自燃”的現象而采用的是白磷自燃實驗。白磷具有較大的毒性，而燃燒產物五氧化二確對環境污染較為嚴重。我們以無毒的鎂粉和石英粉末為原料，首先制備Mg■Si，然后將其投入水中，Mg■Si水解產生的SiH■在水面上的空氣中立即自燃，其化學方程式表示為：（1）SiO■+4Mg=2MgO+Mg■Si，（2）Mg■Si+4H■O=2Mg（OH）↓+SiH■↑，（3）SiH■+O■=SiO■+2H■O。整個實驗安全、無毒、無污染，符合綠色實驗的要求。

化學反應的綠色化，即在選擇化學實驗時，應盡量使涉及的化學反應具有較高的選擇性，這樣不僅可以強化實驗的效果，而且可以避免副產物帶來的環境污染問題。

反應產物的綠色化，即在選擇化學實驗時，應盡量使反應產生的生成物、副產物無毒無害，是環境友好產品，或者以一種環境友好的狀態存在，如固態產物。

4.提高教學手段的現代化水平。

傳統的教學方法是伴隨著應試教育產生的，不利于培養學生的創新精神和實踐能力。要積極實行啟發式和討論式教學，激發學生獨立思考，培養學生的創新意識。電化教學手段（包括投影、錄像、光盤等）和信息網絡手段（如上網、使用多媒體等）能更直觀、形象地體現綠色化學內容，更迅速地獲取有關綠色化學知識及技術的最新成果，便于教師教和學生學。還要開發能輔助設計的計算機軟件，幫助設計和實施綠色化學，這對于綠色化學的發展也大有裨益。

現代教育技術包括：投影、幻燈、錄像、光盤、計算機、網絡、多媒體等，例如采用計算機多媒體系統進行模擬化學仿真實驗。可以以豐富多彩的表現手法，化小為大，化遠為近，化虛為實，化靜為動，化快為慢，將化學科學原理生動形象地展示給學生，將化學與其他學科，化學與社會、環境、經濟等問題聯系起來，給學生以科學的全貌。從而使學生學得輕松、愉快，并全面、深刻地掌握科學知識。

21世紀是國際競爭激烈的世紀，是改革、創新的時代，教育應走在時代的前沿，綠色化學的提出時間雖很短，但綠色化學研究已在世界范圍內蓬勃發展。化學教育工作者，特別是中學化學教師，應把握時機，大膽創新，為綠色化學在中學化學教育中的普及和發展踏實工作，為最終杜絕環境化學污染，實現綠色化學目標而努力。