初中“綠色化學”教育的研究與實踐

孫佳

摘 要：介紹了在初中進行“綠色化學”教育的必要性，提出了通過結合化學實驗、緊扣化學教材內容和利用學生生活實踐的方法在初中化學教育中滲透“綠色化學”的理念，培養學生形成以“科技與社會”、“人與環境”之間和諧發展為基礎的科學價值觀。

關鍵詞：綠色化學；初中；化學教育

中圖分類號：G622 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2014）33-0245-02

一、“綠色化學”概念的詮釋

“綠色化學”是化學工業非常發達的美國最早提出的名詞。1990年，美國通過了一個“防止污染行動”的法令。該行動鼓勵工業界和化學界的化學工作者去研究新的技術和方法，以避免產生和使用有害物質。1991年，“綠色化學”由美國化學會（Acs）提出并成為美國環境保護局的中心口號。1995年，美國總統克林頓設立了一個新獎項“總統綠色化學挑戰獎”。

按照美國《綠色化學》（Green Chemistry）雜志的定義，綠色化學是指：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的和有危險的試劑和溶劑。同時綠色化學是更高層次的化學，它的主要特點是原子經濟性，即在獲取新物質的化學過程中充分利用每種原料原子，實現有毒有害物質“零排放”，既充分利用資源，又不產生污染。因此，綠色化學的根本目的是從節約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統化學，從而使我們對環境的治理從治標轉向治本。

二、“綠色化學”教育提出的背景

隨著科學技術的迅猛進步和社會生產力的極大提高，由化學科學轉化而來的生產技術也得到了長足的發展，為人類創造了巨大的物質財富和現代文明，但是也給人類帶來了負面的影響。20世紀末全球十大環境問題“大氣污染、臭氧層破壞、全球變暖、海洋污染、淡水資源緊張和污染、土地退化和沙漠化、森林銳減、生物多樣性減少、環境公害、有害化學品和危險廢物”中的七個問題與化學物質污染有關，另外三個問題與化學污染有間接關系。這都昭示著我們：未來我們必須走可持續發展的道路；實施可持續發展戰略是全人類共同的事業。

十六大把實施可持續發展戰略，實現經濟發展和人口、資源、環境相協調寫入了黨領導人民建設中國特色社會主義必須堅持的基本經驗，強調實現全面建成小康社會的宏偉目標，必須使可持續發展能力不斷增強，生態環境得到改善，資源利用效率顯著提高，促進人與自然的和諧，推動整個社會走上生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路。綠色化學與我們國家可持續發展戰略是非常契合的。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。

三、“綠色化學”教育實施的意義

要把綠色化學與可持續發展的理念落實到每一個角落，必須從源頭——教育抓起，尤其是初中化學教育，因為這是在學生心中奠定綠色化學理念基石的搖籃，實現可持續發展的根本保證，學生是社會主義建設的后繼者、接班人，他們的思維、意識、行動決定并影響著將來人類的和諧發展。具有綠色理念的他們會像一粒粒種子播撒到各個行業。因此，綠色化學教育應成為21世紀化學教學的重要組成部分。把綠色化學融合于新課程化學教學內容和課程體系改革中，強調人類對環境與發展的責任感，將化學科學的真理性與社會、人文需要的合理性融為一體，使學生了解綠色化學的科學理念、思想方法、實用性和社會經濟價值等，深入理解科學的“雙刃劍”作用，形成以“科技與社會”、“人與環境”之間和諧發展為基礎的道德、倫理和科學的價值觀。

四、初中“綠色化學”教育的現狀

在現行滬教版初中化學教材中關于環境教育的知識點編排比較分散，缺乏“綠色化學”理論的指導，難以形成整體觀念。關于環境教育的內容幾乎都是“環境惡化”或“環境污染”的情況介紹，對于環境保護措施的介紹都是綜合治理，而某些綜合治理手段已不適應可持續發展的要求，忽略了教育學生如何運用“綠色化學”的科學手段對環境進行保護，不利于培養學生的環保意識和環保能力。

另外，部分教師對培養學生綠色化學理念的意識淡薄。受到考試模式滯后、升學壓力等社會大環境的影響，不愿意顧及或無暇顧及“綠色化學”教育。

五、初中“綠色化學”教育的實踐

只有我們化學教師自身不斷更新環保觀念，補充環保新鮮知識，提高對環境問題的認識，擴大自身的環境知識容量，才會自覺地、有機地將環境教育滲透于化學教學中，深入挖掘教材，找到綠色化學教育案例，豐富對學生綠色理念的感知，強化學生的綠色化學意識。

（一）結合化學實驗

化學是一門以實驗為基礎的科學，實驗是化學教學的關鍵，而實驗教學正是豐富學生綠色化學與可持續發展的理念的首要手段。因此，在實驗教學中要盡量體現綠色化學實驗的新要求：省資源、無污染、無廢物、多循環、多利用。讓“保護環境，從我做起”的思想在學生心中扎根。

1.規范化學實驗基本操作。在初中化學實驗中，教師必須嚴格規范學生的化學實驗基本操作：正確地聞氣體、取藥品、如何放置藥品、取藥品的各種工具的選用、取用藥品量的多少都要向學生交代清楚；實驗結束后，如何處理化學廢物、把儀器洗滌干凈放回原處，擦干凈實驗桌面，這些都要認真細致指導。經常碰到一些學生認為做實驗時藥品用量越多現象越明顯，教師就應告誡學生藥品用量較多不但造成浪費，而且有時反應產物多的話還會使操作不安全，造成實驗危險，污染環境。

如做“酸、堿、鹽性質”實驗時，要求學生不用試管做實驗，而是改用點滴板，這樣做同樣可以取得明顯的實驗現象，而且節約了藥品，還便于做對比。在潛移默化中給學生播下“綠色化學”的種子，使實驗活動從始至終成為對學生進行綠色教育的課堂。

2.鼓勵改進實驗裝置。化學實驗總伴隨著氣體、液體或固體物質的生成，這些產物中許多是有毒或有害物質，會造成環境污染。在不影響實驗結果、觀察效果的前提下，要鼓勵學生改進實驗內容及儀器裝置，或變化實驗程序，從而盡量減少實驗試劑和實驗產物對環境的污染，實現化學實驗的綠色化設計。

如做“硫酸型酸雨”的“活動與探究”實驗（1）硫在氧氣中燃燒實驗時，讓學生思考能不能通過改進實驗使我們既能看到硫在氧氣中燃燒的現象，又能避免產生的SO2進入空氣中造成污染。學生們想到了可以在盛有氧氣的集氣瓶中預先加入少量濃NaOH溶液，在實驗過程中SO2可以被濃NaOH溶液及時吸收，防止污染空氣。

如在做“一氧化碳還原氧化鐵”實驗時，教師應強調尾氣處理的意義——防止CO排出污染空氣，還可以讓學生擴展尾氣處理的方法，除燃燒外，可以氣球收集或排水法收集后再利用，還可以撤掉后面的酒精燈，把導出尾氣的玻璃導管設計成彎管，使尾氣直接在放有氧化鐵粉末的硬質試管下的酒精燈上燃燒。這樣不但可以處理尾氣，還可以通過CO燃燒放出熱量提供給一氧化碳還原氧化鐵，從而節省能源（見圖1）。

（二）緊扣教材內容

現行的中學化學教材已經融入了許多綠色化學知識，在課堂教學中要處處緊扣教材內容，時時體現綠色化學與可持續發展的理念，進行綠色化學觀點的教育，使綠色化學的觀點、要求與現行教材融合在一起。

1.適當延伸教學內容。如果教師能夠抓住教學中與綠色化學相關的因素加以應用，以教材相關內容為延伸點，向學生介紹綠色化學的相關信息，既能使學生真正理解綠色化學，又能激發起他們學習化學的興趣。

如：當第九章講到釀酒原理時，告訴學生目前生產、生活中對乙醇的需求量是非常龐大的，如果用含淀粉的糧食來生產酒精，成本較高。纖維素也是碳水化合物，如果能把自然界豐富且不能食用的“廢物”纖維素，如樹枝樹葉、稻草糠殼和玉米芯等等，用它們做原料制取乙醇，那么將大大降低成本，為新能源的發展找到一條可行的道路。

如：當第七章講完“復分解反應”后，就可以把“原子經濟”理論介紹給學生，“原子經濟”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，最理想的原子經濟是全部反應物的原子嵌并入期望的最終產物中，不產生任何廢棄物，它能夠充分利用資源，又能實現污染預防。可以提問“四種化學反應基本類型中，哪一種類型最符合原子經濟理論？”，答案當然是“化合反應”。因為只有化合反應是反應物中所有原子全部進入產物中的。

2.借助多媒體輔助。教材中的很多與綠色化學有關的內容，如：煤、石油、天然氣的綜合利用，白色污染及其治理，與空氣污染有關的環境問題——全球氣候變暖、臭氧層空洞、酸雨，水污染的“赤潮”、“水華”現象等，教材中的介紹僅局限于文字，在教學時可以引入相關的視頻（教參附帶的多媒體光盤中有大量教學視頻），照片或圖片，以及相關的新聞內容。利用這些多媒體輔助教學其強烈的視、聽效應刺激，強化學生對所學材料的感知程度，往往會收到意想不到的效果。對于一些由于客觀條件所限不能做的實驗也可通過多媒體輔助來完成，使學生通過多媒體技術在教學上的應用，進一步認識綠色化學，實踐可持續發展理論。

3.引入有關環保習題。習題教學是課堂教學的重要環節，它是幫助學生掌握和鞏固所學知識、技能的重要手段。習題教學不僅可以開發學生的智力，還能使學生在聯系中了解科技動態，學以致用，培養良好的科學態度。融合了“綠色化學”的習題教學，使學生更深入了解綠色化學和持續發展理論的重要性。

例2：現代生活中，人們越來越注意微量元素的攝入。血紅蛋白中的鐵是人體內氧的輸送者，缺鐵易患貧血。一種添加了營養劑的“鐵強化”醬油已經面市。根據衛生部鐵強化劑添加標準，每100ml醬油中鐵營養劑添加量是200mg，該營養元素質量分數為12.5%。根據實驗測得，醬油中鐵只有10%能被人體吸收，以某人一天使用16ml該醬油計算，他一天從醬油中吸收的鐵元素是多少毫克？

例3：化學在2008年北京奧運會的各個方面發揮重要作用。

（1）北京奧運會需要大量材料。下列使用金屬材料的是（填序號，下同），使用有機合成材料的是_____。

①使用金銀和銅等制作獎牌；②使用鋁合金制作奧運火炬；③使用鋼鐵建造主體育場“鳥巢”；④使用滌綸（的確良）制作運動服裝。

（2）北京奧運會對能源的需求很大。人類通過化學反應獲得的能源，大多來自于天然氣、和____煤等化石燃料。北京市在開發和使用新能源上進行了很多嘗試，小芳在街頭發現一種不用外接電源的路燈。只要每天有短時間的光照就能使用，這種路燈使用的新能源是____。

（3）為體現綠色奧運的理念，北京奧運會采用丙烯作為火炬燃料，丙烷燃燒時發出亮黃色火焰，反應生成水和二氧化碳，該反應的化學方程式為_______。

（4）北京奧運會將有數以萬計的觀眾。針對觀看比賽時產生的垃圾，下列說法正確的是_____。

①這些垃圾應隨身帶出賽場；②這些垃圾應送到垃圾焚燒發電廠，焚燒發電；③這些垃圾中的塑料制品不要丟棄，避免“白色污染”。

（三）利用生活實踐

新的課程標準明確指出：“在化學教學中，通過幫助學生了解化學制品對人類健康的影響，懂得運用化學知識和方法去治理環境，合理地開發和利用化學資源，逐步學會從化學的角度認識自然與環境的關系，分析有關的社會現象”。在生活實踐中也應貫穿綠色化學與可持續發展的理念，每位公民都應養成具有環境保護意識的人，做一切力所能及的體現綠色化學與可持續發展的事情：妥善處理生活廢棄物，決不能隨意傾倒，造成環境污染，應分類處理垃圾，有的還可以變廢為寶；使用具有綠色環保標志的家用電器；使用太陽能熱水器；使用無磷洗衣粉；使用環保節能的產品；不食野生保護的動、植物；不使用難降解的一次性飯盒；減少使用塑料袋；多騎自行車，少用機動車等。了解身邊的、國內外的熱點環境問題，如2008年6月1日塑料袋有償使用，無錫太湖暴發藍藻，北京、上海等城市先后強制汽車使用無鉛汽油，三鹿奶粉“三聚氰胺”事件等。關注重大的綠色化學研究成果，如環境友好的海洋生物防垢劑，新配方汽油，可燃冰的開發使用等。

六、結束語

綠色化學不是一門獨立的學科，它是一種戰略、一種方針、一種指導思想、一種研究策略。不久的將來，重大的綠色化學研究成果不但是科學文獻，也將進入教科書，走進我們的生活。這種預防化學污染的新理念和新實踐正日益被人們認識、接受和重視。我們的初中化學教育，就是要使學生樹立牢固的綠色化學和可持續發展理念，促進其深入學習化學的興趣，將其所學知識運用到生活中去，培養他們的危機感和緊迫感，并使他們自覺產生關注人類生存和發展的責任感，從而推動綠色化學事業。

參考文獻：

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