中學化學實驗綠色化的實踐途徑

陸國志 谷偉健 王晶

摘 要將綠色化學理念和化學實驗相結合，實現化學實驗的綠色化，是對學生進行綠色化學教育的重要途徑。針對目前中學化學實驗教學的現狀及存在的問題，從教學觀念、教學內容、教學組織形式、教學方法與手段、教學資源等方面探討中學化學實驗綠色化的實踐途徑。

關鍵詞中學化學實驗 綠色化 實踐途徑

人類在不斷創造高度豐富的物質文明的同時，生存的環境也在急劇惡化。水體污染、大氣污染、臭氧層空洞、土壤污染、全球氣候變暖、酸雨災害等各種環境問題層出不窮。導致環境污染的因素有很多，其中，化學污染扮演了主要角色。于是，“綠色化學”便成為化學發展的追求。綠色化學又稱環境友好化學（Environmentally Friendly Chemistry）、環境無害化學（Environmentally Benign Chemistry）、清潔化學（Clean Chemistry）。綠色化學是當今國際化學科學研究的前沿，是21世紀化學科學進展的主要方向之一。化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學實驗是化學教學的重要內容，因此，將綠色化學理念貫穿于化學實驗，實現化學實驗的綠色化，是對學生進行綠色化學教育進而實現科學素質培養目標的重要途徑。

一、中學化學實驗綠色化的價值體現

1.觀念價值

化學實驗綠色化體現的是人文關懷理念，在中學化學教學中，教師要結合具體教學內容不失時機地滲透這一觀念，使學生在化學學習中感受實驗綠色化給環境帶來的福祉，用科學的態度和方法對待化學實驗，約束自己實驗的不規范行為、不環保舉動，逐漸樹立起科學的自然觀，養成正確的社會觀和價值觀，這種觀念價值是巨大的。

2.生態價值

科技發展和社會進步對環境友好和生態文明提出了更高要求，而生態文明的重要標志之一就是綠色生態，其實現途徑是低碳、無污染、無公害、循環利用、可持續等。實現這一目標，學校教育的作用是至關重要的，因此，也就有了STS到STSE的延伸。中學化學實驗綠色化的生態價值，就體現在有利于教育教學過程中向學生滲透綠色化學思想，培養學生的環境保護意識和社會責任感，從而更好地落實STSE教育思想。

3.教育教學價值

首先，有助于促進教師教學方式的改變。目前很多一線教師，出于應試的目的，習慣于演示實驗甚至黑板上講實驗，這顯然不利于課程目標的落實，也不利于培養學生的科學素養。中學化學實驗的綠色化，給教師的實驗教學研究創造了空間，可以促使他們轉變教學觀念，改變傳統的教學方式，在追求實驗綠色化的教育教學研究中獲得專業成長，推動化學實驗的徹底變革。

其次，有助于化學實驗教育教學功能的實現。化學實驗是中學化學課程內容不可缺少的重要組成部分，是化學教師開展化學教學的重要手段。化學實驗具有認識論、方法論及教學論等方面的功能。中學化學實驗的綠色化，可以使學生樹立科學的自然觀、社會觀和價值觀。通過實驗組織形式的改革可以轉變學生的學習方式，創新性的實驗也可以提高學生學習化學的興趣。這些都對化學實驗教育教學功能的實現起到積極的作用。

再次，有利于培養學生的科學素養。21世紀世界各國基礎科學教育改革的核心理念，就是培養學生的科學素養。對于化學這門學科來說，通過化學實驗教學對學生進行科學素養的培養，是必要且有效的。中學化學實驗的綠色化，可以幫助學生樹立綠色化學的理念，培養學生對國家和對大自然的熱愛，形成正確的世界觀和價值觀。此外，通過一些探究實驗以及對實驗的改進，可以培養學生的創新精神和實踐能力，培養團結協作意識，這些都有利于學生科學素養的培養。

二、中學化學實驗綠色化的有效途徑

1.秉持綠色化理念，增強環保意識

在化學教學中，教師要用綠色化學思想指導教學，不僅自己要秉持綠色化理念，更要結合學科特點和教學實際適時地向學生滲透綠色化學思想。化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗在化學教學中扮演著重要角色，這不僅體現在幫助學生構建學科知識、培養學科能力、提升學科素養上，更重要的是借助化學實驗或實驗教學平臺，對學生進行情感態度與價值觀教育，特別是環境保護教育和綠色生態教育。教師要善于捕捉每一個教育因素、把握每一個教育時機，將綠色化學思想滲透到化學教學的始終，讓綠色化理念之花輝映化學教學。

2.實驗教學內容的綠色化

現行中學化學教材在兼顧了基礎性、綜合性與選擇性的要求的同時，還盡量體現綠色化思想和人文關懷，尤其是涉關化學實驗的內容更是做了精簡，一些難度系數高、安全系數低、高污染、不便于操作的實驗已被改編或直接刪除。然而，縱觀整個化學教材體系發現，一些實驗內容的選擇與安排依然缺乏系統觀念，對表面看似環保實際次生污染頻發的實驗沒有做出科學評估就引進課堂，只注重化學實驗的認識論、教學論和方法論功能的發揮，即追求教育教學價值，卻淡漠了環境意識、消融了綠色生態理念。改變現實的途徑就是要求教師在加工處理實驗教學內容的過程中始終如一地信守綠色化學思想。

3.零散化學實驗的整合與系列化

新課程標準初高中教科書在實驗內容選擇與編排上盡管充分考慮了易教易學，在高中化學部分專門設置了實驗化學模塊，并盡量使實驗內容相對系統。但教學實踐中，依然存在某些實驗在不同學段、不同模塊、不同主題或單元重復出現的跡象，這不可避免會造成一些實驗要反復做、一些實驗的過程要重復出現，由此帶來的資源浪費、環境污染是可以預見的。因此，教師在中學化學教學中，要根據具體教學要求，系統規劃、整體設計實驗內容，在充分考慮學生的認知基礎和技能水平的基礎上，將那些有一定關聯度但卻零散的、分散的化學實驗整合或串聯在一起，使之系列化并力求簡約，以此實現實驗綠色化。

4.化學實驗的微型化

從綠色生態的角度講，化學實驗的微型化應該是化學科學實驗和化學教學實驗追求的方向，這不僅是實驗技術手段的更新，更是化學實驗綠色化的可行途徑。微型化學實驗倍受青睞以至于化學實驗追求微型化，是因為微型化學實驗具有儀器規格小、藥品用量少，操作簡便、安全可靠，排量少、污染低，便于學生人人動手、全員參與等優點。因此，教師在中學化學實驗教學過程中，應從實驗內容、實驗技術、實驗手段、實驗儀器藥品等維度努力探索化學實驗微型化的可行途徑。某些實驗可以借助小型器具、微量藥品、運用科學可行的方法和技術手段來完成。如：氫氧爆鳴實驗在中學化學教學中是一個既具趣味性又有安全隱患的實驗，這個實驗就可以利用常見的醫用輸液管、感冒通藥板、大頭針、微量洗潔精、微量氫氧化鈉，借助直流穩壓電源來完成，實踐證明，如此實驗現象鮮明、易于再現、安全可靠、成功率100%，真正體現了實驗的微型化。

5.有效開發和利用校外實驗資源

首先，充分發揮家庭小實驗的功能。家庭小實驗是對課內實驗的補充和延伸，具有材料易得、操作簡易、安全系數高、趣味性強等特點，是有效利用和開發校外實驗資源的最佳途徑。如：涉及顏色變化的系列小實驗、發酵和蒸饅頭中的酸堿中和反應小實驗、巧妙去除水垢的家庭小實驗等，教師應適時引導、積極動腦筋想辦法，努力發掘生活中的實驗素材，通過設計并完成家庭小實驗的方式使學生檢驗并運用所學知識，不斷激發其對化學的學習興趣，體會實驗探究中的樂趣，并在探索中尋求化學實驗綠色化的實踐途徑，自覺樹立節約資源、環境保護的意識，共同鑄就可持續發展。

其次，合理選擇代用品完成化學實驗。從有效利用和開發校外實驗資源的角度來說，生活中可直接用于化學實驗及其教學的校外實驗資源是十分豐富的，如：食用色素作指示劑的系列實驗，食鹽、蘇打、食醋、雙氧水取代化學試劑的趣味實驗，醫用注射器中的化學實驗，醫用點滴管中進行的化學實驗等。教師結合具體實驗教學內容，引導學生從日常生活中努力發掘、合理選擇某些藥品代用品、儀器代用品、裝置代用品進行化學實驗，不僅可以培養學生的資源意識、創新精神和探究能力，還可以實現綠色化的目標追求。

再次，生活情境的“拿來主義”。生活中涉關化學實驗原理的真實情境隨處可見，如：鐵生銹、農業施肥、農藥使用、秸稈焚燒、污水處理等都與化學及環境有關，教師要善于觀察，及時捕捉這些富有真實情境的信息資源來支持化學實驗教學，引導學生樹立綠色化學理念并付諸于學習和實踐活動中。

6.信息技術與實驗課程及教學的整合

現代信息技術具有存儲方便、功能強大、模擬仿真、交互效果好等傳統手段不可比擬的優勢，決定了它在教育教學中的特殊功能。中學化學教學，尤其是實驗教學更應該根據教學實際和學生的特點充分發揮信息技術的強力支撐作用。對那些不宜實際完成的高污染、高危險、高毒性、過程復雜、微觀抽象、成本高昂的化學實驗，有必要借助信息技術手段來實現，不僅可以避免給環境帶來危害，減少給師生帶來的意外傷害，縮短實驗歷程，變微觀抽象為直觀具體，降低教學成本，也可以從根本上改變只要某些實驗不便實際操作就被徹底放棄的無奈選擇，極大限度地方便學生認知，提高教育教學效果。因此，將信息技術與實驗課程及教學進行有效整合，既可以保證并提高化學實驗教學質量和效果，也是實現中學化學實驗綠色化的可行途徑。

參考文獻

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【責任編輯 郭振玲】