在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中確定綠色化學(xué)觀

謝國芳

摘 ? ?要： 綠色化學(xué)是一種新型實(shí)驗(yàn)理念，強(qiáng)調(diào)從根源上預(yù)防污染，從而保護(hù)環(huán)境。在高中化學(xué)教學(xué)過程中，教師要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，逐步培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識，引導(dǎo)學(xué)生走出課堂，提高學(xué)生探究能力和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞： 高中化學(xué) ? ?實(shí)驗(yàn)教學(xué) ? ?綠色化學(xué)觀 ? ?教學(xué)理念

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生獲取知識、培養(yǎng)能力。但是，很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)都會產(chǎn)生污染。因此，在高中化學(xué)教學(xué)過程中，教師要努力培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)觀，引導(dǎo)學(xué)生從根源上解決化工生產(chǎn)的污染問題，提高學(xué)生的思維能力和實(shí)踐能力。

一、綠色化學(xué)的教學(xué)理念

綠色化學(xué)是新課改下提出的一種新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，是一種人與自然和諧發(fā)展的化學(xué)，指在化學(xué)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中利用化學(xué)原理減少或消除污染物質(zhì)的使用和產(chǎn)生，從根源上預(yù)防污染，從而實(shí)現(xiàn)零污染或零排放的一種科學(xué)手段，又被稱為環(huán)境友好化學(xué)。綠色化學(xué)要求在實(shí)驗(yàn)過程中既充分利用化學(xué)能源，降低成本，又預(yù)防污染或者減少污染。綠色化學(xué)理念推動了化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革和發(fā)展，強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)的原料和過程都是無毒、無害的，不產(chǎn)生污染廢物，符合可持續(xù)發(fā)展觀。

二、綠色化學(xué)的教學(xué)方法

1.逐步建立綠色化學(xué)意識

新課改提出在高中學(xué)教學(xué)過程中，教師要努力培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生的合作能力、實(shí)踐能力和探究能力，因此在教學(xué)過程中需要大量開展實(shí)驗(yàn)課程。導(dǎo)致教師在化學(xué)教學(xué)過程中大力宣傳保護(hù)環(huán)境的重要性，讓學(xué)生了解到綠色化學(xué)對可持續(xù)發(fā)展的重要作用，同時(shí)設(shè)計(jì)出能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，鼓勵學(xué)生多創(chuàng)新、多探究。長此以往，就能逐漸使學(xué)生增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的意識，樹立綠色化學(xué)觀念。

教師在充分了解教材內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行精心挑選與設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)出綠色化學(xué)觀念：①刪除潛在危險(xiǎn)，如硫化氫的制備實(shí)驗(yàn);②強(qiáng)調(diào)聞氣體氣味的正確方法;③嚴(yán)格控制試驗(yàn)中化學(xué)品的取用量;④在氯氣、氯化氫等氣體制備實(shí)驗(yàn)中重視尾氣的正確處理;⑤介紹實(shí)驗(yàn)中常出現(xiàn)的危險(xiǎn)事故及處理辦法。

2.實(shí)行微型實(shí)驗(yàn)操作方法

教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)候，在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，可以對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，減少實(shí)驗(yàn)試劑的使用量，實(shí)現(xiàn)微型化實(shí)驗(yàn)。不僅可以節(jié)約資源，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益，還能增強(qiáng)學(xué)生動腦和動手的能力。微型實(shí)驗(yàn)不是簡單地將原本的實(shí)驗(yàn)用量減少，而是在微型實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與探索，從而實(shí)現(xiàn)用最少的資源獲取最多信息的目標(biāo)。微型實(shí)驗(yàn)的核心內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)裝置微型化和實(shí)驗(yàn)試劑少量化。一般情況下，由于實(shí)驗(yàn)中化學(xué)試劑的用量是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的十分之一，因此產(chǎn)生的污染會減少，要消耗的水電等也會減少，并且燃燒、爆炸等實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性也會降低，這表明綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展方向。比如，讓學(xué)生進(jìn)行濃硫酸的脫水實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以將試劑用量減少一半，然后在點(diǎn)滴板上進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。另外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生“變廢為寶”，將身邊常見的廢舊物品制成簡單的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。比如，在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可以讓學(xué)生用一次性針筒替代量筒，用吸管替代移液管，還可以用2ml的一次性針筒通過內(nèi)部有小玻璃珠的乳膠管和針頭連接組成簡易的酸堿滴定管等。在實(shí)驗(yàn)室里，教師除了可以使用已經(jīng)研制成功的井穴板這樣的微型儀器外，還可以把容量瓶、燒瓶常用儀器等微型化。這樣可以在普及微型實(shí)驗(yàn)的同時(shí)減小化學(xué)污染，增強(qiáng)學(xué)生綠色化學(xué)的意識。

3.改善化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作方法

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有些試劑的危害較小，產(chǎn)生的廢物也少，而有些則會產(chǎn)生很大的污染，需要的成本也高。因此，在高中化學(xué)教學(xué)過程中，教師要努力改善實(shí)驗(yàn)操作方法，盡量選擇一些無毒害作用的原料和催化劑，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)步驟，降低實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染。對于化學(xué)教材中有危險(xiǎn)或者污染較大的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師可以刪除改進(jìn)。比如，講解“自燃”的內(nèi)容時(shí)，常用的白磷具有較大毒性，而燃燒后產(chǎn)生的五氧化二磷對環(huán)境污染也較大，這時(shí)就可以用Mg■Si水解產(chǎn)生的SiH■在水面上自燃代替白磷，這樣就可以保證實(shí)驗(yàn)安全無污染。再如教師開展制取氧氣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室大多采用加熱高錳酸鉀或者氯酸鉀的方法，但這兩個實(shí)驗(yàn)方法中產(chǎn)生的二氧化錳、錳酸鉀等污染物質(zhì)較難處理。因此，有些教師會采用分解過氧化氫的方法制氧氣，因?yàn)檫^氧化氫的成本小，并且它的分解產(chǎn)物是水和氧氣，對環(huán)境沒有污染，完全符合綠色化學(xué)的理念。

4.精心設(shè)計(jì)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在高中化學(xué)教學(xué)過程中，教師首先要對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)有充分的了解，然后將部分實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，將兩個及兩個以上的不同化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，提高化學(xué)學(xué)習(xí)的綜合性，避免重復(fù)實(shí)驗(yàn)，做無用功。這樣既能節(jié)約時(shí)間和化學(xué)試劑這兩種成本，又能減少實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的污染，一舉兩得，充分體現(xiàn)綠色化學(xué)觀。如講解氯氣的性質(zhì)時(shí)，教師可以開展下面的實(shí)驗(yàn)：先將U型管串聯(lián)，然后將制備的氯氣分別通過濃硫酸干燥、干的有色布條、濕的有色布條、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、硝酸銀溶液和氫氧化鈉溶液等，這樣可以在不使用通風(fēng)設(shè)備的情況下，消除氯氣的污染，環(huán)保效果更好。

5.開設(shè)綠色化學(xué)專題活動

化學(xué)是一門與日常生活密切相關(guān)的學(xué)科，要想培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)觀就必須讓學(xué)生走出課堂，在實(shí)踐中提高自身化學(xué)素養(yǎng)，因此，教師在教學(xué)過程中可以開設(shè)一些綠色化學(xué)專題活動：①舉辦知識講座，讓學(xué)生對綠色化學(xué)有全面了解;②舉辦各種競賽，培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識，深化學(xué)生課堂所學(xué)的知識;③組織參觀調(diào)查，讓學(xué)生對附近工廠進(jìn)行參觀調(diào)查，了解工業(yè)生產(chǎn)中對廢物的處理方法，提高學(xué)生的實(shí)踐能力;④開展“綠色行動”，教師要有意識地讓學(xué)生關(guān)注當(dāng)今社會的環(huán)境問題，讓學(xué)生從身邊小事做起，如回收舊電池、垃圾分類等，從而提高學(xué)生的綠色化學(xué)意識。

總之，實(shí)行綠色化學(xué)是當(dāng)今化學(xué)教師的工作重點(diǎn)，不但符合素質(zhì)教育理念，還是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢。因此，在高中化學(xué)教學(xué)過程中，教師要不斷創(chuàng)新、不斷探究，積極尋找合適的教學(xué)方法，使學(xué)生樹立綠色化學(xué)觀念，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)。