“綠色化學”理念在中學教學中的滲透

馬春秀

（中山大學 附屬中學化學科，廣東 廣州 510275）

基礎教育教學研究

“綠色化學”理念在中學教學中的滲透

馬春秀

（中山大學 附屬中學化學科，廣東 廣州 510275）

從實驗教學、課堂教學、教學管理及第二課堂等幾方面闡述綠色化學教育的必要性和手段。

中學化學；化學教育；綠色化學教育

環境污染、食品污染等日益嚴重，綠色化學再次提到顯要位置。實際上，早在2003年4月出版的由中華人民共和國教育部制定的《普通高中化學課程標準（實驗）》就強調指出，要培養適應21世紀科學技術和社會可持續發展需要的高素質人才，讓學生們在中學階段就能深刻地認識到科學、技術和社會之間的相互關系，樹立持續發展的思想。綠色化學的概念是化學家在研究環境問題和環境保護方法時產生的，在節約資源、防治污染、保障人類健康與安全方面發揮了日益顯著的作用，受到社會的關注，貫穿在人類活動與環境相互作用的各個環節中。在中學化學教育中，把綠色化學教育貫徹于教學全程是非常重要和必要的。

1 綠色化學及其特點

1.1 綠色化學

綠色化學[1-3]（Green Chemistry），又稱環境化學（Environmentally Benign Chemistry）、環境友好化學（Environmentally Friendly Chemistry）、清潔化學（Clean Chemistry），其基本內涵是對產品的生產過程采取預防污染和減少污染。綠色化學的思想是不使用有毒有害物質、不產生廢物，力圖從源頭上阻止污染的產生。

綠色化學最早出現在美國環保局的官方文件中，以突出化學對環境的友好。1995年美國專設“總統綠色化學挑戰獎”，以推動美國社會各界進行化學污染預防和工業生態學研究，鼓勵支持重大的創造性的科學技術突破，從根本上減少乃至杜絕化學污染源，這是世界上首次由一個國家的政府出臺的對綠色化學實行的獎勵政策。由于上述諸多原因，使得“綠色化學”這個名稱廣為傳播。綠色化學已經成為企業界、學術界甚至政府的研究與開發重點。

1.2 綠色化學的特點

綠色化學研究和尋找能充分利用的無毒害材料、最大程度地節約能源，在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。它的主要特點主要體現在以下五個方面[4-5]：（1）原料綠色化，以無毒、無害可再生資源為原料。（2）反應條件綠色化，不僅要使反應在無毒無害的條件下進行，而且要盡量實現廢物的“零排放”。（3）催化劑綠色化，應使用無毒、無害，可回收的催化劑，選用對設備無腐蝕性、對人身無危害和不產生廢渣、不污染環境的催化劑。（4）溶劑綠色化，使用無毒、無害、可回收的溶劑。（5）產品綠色化，生產環保、安全和健康的產品，可回收、可再生。

2 化學教學中滲透“綠色化學”的途徑和策略

中學化學教育是化學教育的初級階段，不僅影響學生學習化學的興趣，同時也影響其在日?；瘜W中的行為習慣。把綠色化學基礎知識融入到中學化學教育中，使其成為素質教育結構的一個重要因素，這對于培養學生的綠色意識、環保意識有著現實而深遠的意義。在中學化學教育中，綠色化學可以滲透于實驗教學、課堂教學、教學管理、課外活動等環節中。

2.1 實驗教學中的綠色化學

化學是一門以實驗為基礎的科學，實驗是教學的關鍵，也是影響學生環境意識的首要手段。實驗教學的綠色化不僅體現在實驗過程中廢氣、廢液、廢渣的“零排放”，同時最低限度使用有害物質，對有害物質無害化處理，力求節約資源。還要求實驗設計過程盡可能節減，力求使用最小的人力、物力（原料）投入，得到最大的回報。這就要求教師在實驗選取和設計中不僅要結合課本要求，同時也要結合目前化學發展的趨勢，了解較新的科研動態，選取既簡便易得、又便于學生在動手過程中真正體驗到實驗帶來的愉悅和成功感。同時，教學中也可增加環節讓學生自己探究在實驗中應該如何達到綠色環保的要求。比如在酸催化反應中往常使用濃硫酸作催化劑，這不僅對實驗設備要求高，同時也容易傷害到學生，如選用固體酸催化劑進行替代，不僅綠色環保，還避免給學生帶來傷害，并且后處理簡單，只需要過濾即得產品——省時省力。

對于一些毒性大、操作危險的實驗，充分利用多媒體教學，如視頻展示、動畫模擬等，不僅可以從學生掌握知識的角度達到事半功倍的效果，還可以起到綠色環保的要求，讓學生了解實驗的毒性和危險性，避免其在實驗中受到傷害。

在此基礎上，可將部分涉毒實驗改成微型實驗，也可改成封閉實驗。如制取氯氣時一定要增加NaOH溶液進行尾氣處理。探究氣體性質的實驗，我們可以做到完全封閉。如SO2的性質實驗：在若干個試管中收集好SO2氣體，并用醫用的滴瓶膠塞封住試管口，用若干個注射器分別吸取Ba(OH)2、溴水、H2S溶液等，分別注入收集好的二氧化硫的試管中，觀察實驗現象。本實驗完全在封閉的條件下進行，無任何有害氣體逸出。

2.2 課堂教學中的綠色化學

課堂作為教學的第一陣地，需在日常教學中滲透“綠色化學”理念，可在內容安排、講解中將綠色化學、可持續發展等概念穿插進去，逐步培養學生的“綠色化學”認知意識。

例如，在學習《空氣》的課題時，通過學生上網查閱、小組討論等多種形式，盡可能多地向學生介紹空氣污染的危害、主要來源以及防止和減少空氣污染的方法，增強學生“綠色化學”、可持續發展和環保的意識與概念。也可以結合當前關注度很高的PM2.5，讓學自己去尋找PM2.5概念以及對人體的危害和產生的原因。也可以結合廣州春秋霧霾天氣的特征，引導學生形成綠色化學的概念。在學習金屬元素時，可從目前生活中鉛、隔等重金屬超標引起的大米、奶粉中毒事件，讓學生了解重金屬元素對身體的危害，如何加強重金屬元素的檢測和監管等。在學習氯氣、硫化氫、氟化氫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯等有毒、劇毒物質時，可從“綠色化學”的角度，結合日常生活常識，有重點地介紹有毒物質的性質、使用、保存以及危害和預防。

在學習二氧化硫時，結合有關酸雨的環境問題，介紹減少二氧化硫排放量的主要措施，如優先使用低硫燃料（含硫較低的低硫煤和天然氣等），對煤和石油進行脫硫或對它們燃燒后形成的煙氣在排放之前除去硫的氧化物。教師還可以進一步通過向學生介紹從污染處理、安全原料代替、節約能源、使用綠色能源四個層次的方法向學生講授盡量從源頭減少污染的產生，而不是簡單的減排思想。在氮、鹵素元素的章節中，涉及到氯氣、氨氣等有毒氣體的性質和使用。需要增加相關毒性和安全性的內容。比如在氯氣一章中，在介紹氯氣的性質以后，可向學生講述處理氯氣泄漏和中毒的方法。通過諸如此類的結合現實熱點案例的長期熏陶滲透，利于學生產生“綠色化學”認知概念，并會以此約束自己的行動。

2.3 教學管理中的綠色化學

在教學管理的過程中，也應滲透“綠色化學”理念[4-5]。一是加強化學教師的綠色化學概念，定期開展綠色化學研討會、介紹綠色化學的經驗和心得，促進綠色化學教學的開展；二是鼓勵學生進行綠色化學創新實驗研究，讓學生自己動手查找資料、進行綠色化學的總結和創新，將真正的實驗主體交給學生，激發學生的積極性和創造性。以下幾點在教學管理中應該加以貫徹：

（1）減量使用。凡用到化學品時，都應該在不影響效果的情況下，盡量減少用量，即節省資源，又減少“三廢”的排放，避免造成對環境的污染。

（2）重復使用。既是降低成本的需要，又是減廢的需要，比如選擇催化劑、載體時首先要考慮可以重復使用。

（3）回收?？捎行崿F“省資源、少污染、減成本”的要求。如回收未反應的原料、副產物、催化劑等，達到循環使用的目的。

（4）再生。要求在設計產品時，就應考慮到原材料、產品的再生利用，變廢為寶，節約資源，減少污染，如離子交換樹脂、磺化煤等。

（5）拒用。對一些無法代替，又無法回收、再生和重復使用、有毒副作用、污染作用的原料，拒絕使用。如不再使用含磷洗衣粉等。

2.4 開設形式多樣的校本課程，強化綠色化學的概念

形式多樣的校本課程是滲透“綠色化學”的另一重要載體。

中山大學附屬中學依托中山大學資源，開設了“逸仙·云梯”系列特色課程，課程分為九大領域，其中包含了環境與可持續發展（EPD）學習領域——地理、環境科學——環境地理、戰爭與環境、旅游與環保、城市規劃與環保、生活方式與環?！獋戎嘏囵B學生環保意識與人文情懷。

中山大學附屬中學不僅引導中學生走進中山大學實驗室，開展專題的研究和實驗活動，而且將中山大學教授請進來，開設中學綠色化學教育專題講座，如陳小明院士的高分子材料與綠色化學、李鳴光教授的外來有害生物種的危害、環境保護與綠色化學、藥物生產中的綠色化學等專題講座，這些更廣闊的空間給中學生提供了日常生活、環境保護、資源開發等多方面的知識。

借助各類平臺，建立綠色化學興趣小組，開展研究性學習等形式的滲透。第一，帶領學生走出校門，參觀工廠或去農村進行環保方面的社會調查，如2010年中山大學附屬中學初三學生參加廣州市“我與化學”活動——同一江水活動，通過檢測珠江水質、凈化水樣和調查市民對珠江水的印象，從客觀和主觀方面描述反映了珠江水質狀況，并根據調查結果和自己的體會提出了建議。學生們撰寫的《珠江水質調查實驗報告》獲得當年廣州市一等獎；第二，在實驗室中做一些環境保護的小課題研究，如無污染氯氣裝置的模擬研究，廢氣、廢液的實驗室模擬處理等；第三，上網查閱資料展開討論研究，如調查化學武器的發展史，探究無磷洗衣粉為何難以推廣，討論城市垃圾的處理以及綠色能源等熱點問題；最后，引導學生從節約紙張、節約用水、回收廢舊電池、分類收撿垃圾等生活中的小事做起，發揮青年示范作用，引領社會新風尚。這些綜合實踐活動重過程、重體驗、重全員參加，把學生置于生動、開放、多元的環境中，為學生提供了多方位獲取知識體驗的方式和渠道。

3 結語

綠色化學的根本目標和宗旨是用化學的技術、原理和方法消除對人體健康、安全和生態環境有毒有害的化學品。在中學教育中滲透綠色化學的理念，對于我國未來可持續發展意義重大。如何將綠色化學、可持續發展有機地穿插到中學化學教育中去，是每一個中學化學教育工作者的責任與義務。

[1] 王肇陟.“綠色化學”理念在中學化學教學中的滲透初探[J].科技文匯,2012(9):137-138.

[2] 白雪晶.中學化學實驗教學綠色化探討[J].內蒙古石油化工,2012(2):74-75.

[3] 陳瑩.中學化學中的綠色化學教育[J].中國教育技術裝備,2010(l4):88.

[4] 黃曉虹.中學化學教學中引入綠色化學的必要性[J].實驗教學研究,2012(7/8):24-25.

[5] 林日軒.關于中學化學教育中綠色化學教育的探析[J].課程教育研究,2012(7):222-223.

（責任編輯、校對：琚行松）

The Concept of Green Chemistry on the Chemical Education in Middle School

MA Chun-xiu
(Group of Chemistry, The Middle School Attached to Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510272, China)

Green chemistry is a new projection in the chemical education in middle school. The necessity and methods of green chemical education, such as the experimental teaching, classroom teaching, teaching management, and the second classroom are explored.

chemistry teaching in middle school; chemistry education; green chemical education

G633

A

1009-9115(2014)02-0154-03

10.3969/j.issn.1009-9115.2014.02.047

全國教育信息技術研究“十二五”規劃2012年度重點課題（廣東專項）

2013-10-11

馬春秀（1973-），女，河北辛集人，中學一級，研究方向為中學化學教育。