譚茂寧
摘 要:環境問題已成為當前全球關注的問題之一,其中有關化學的占了大部分。在化學教學中不僅要完成化學教學目標,還應該承擔起環境教育的責任。化學是以實驗為基礎的學科,因此可以從化學實驗教學方面著手滲透環境教育,培養學生的環保素養。
關鍵詞:化學實驗教學; 環境教育
中圖分類號:G633.8? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A? ? ?文章編號:1006-3315(2019)04-009-001
在化學的教學中,實驗往往扮演著無可替代的角色。但是在化學實驗過程中所產生的三廢多少都會對環境產生一定的影響。在新課改強調培養學生科學核心素養和社會責任感的今天,教師不僅要教會學生教材里的基礎知識,也要在化學實驗教學中有機地結合環境教育。我們在化學實驗教學中滲透環境教育具體可以從以下五個方面來實施。
一、教導學生規范操作,遵守實驗紀律
教師要示范正確取用試劑、藥品的方法,教導學生節約藥品,避免撒漏浪費。在實驗過程中,要求學生遵守實驗紀律,嚴格按照實驗規程開展實驗,控制試劑用量,嚴厲批評學生浪費試劑的行為,預防學生因互相打鬧而打碎玻璃儀器的情況發生。
二、改進實驗,提倡藥品減量化
對于一些學生分組的試管實驗,一般每種試劑都要取用幾毫升,可以考慮將之改成微型實驗,這對培養學生綠色化學的理念很有效果。人教版高中化學選修4實驗3-4沉淀的轉化實驗(AgCl沉淀轉化為AgI,AgI又轉變為Ag2S沉淀)可改為在點滴板上進行,每種溶液僅僅取用1滴混合,學生就能明顯看到沉淀由白色變為黃色,再變為黑色的實驗現象。
三、對實驗中產生的“三廢”進行處理
(一)對廢液的處理
可以按照廢液性質,進行回收利用,比如廢酸可以用來浸泡較臟的玻璃儀器,廢堿可以用來制作葉脈書簽。人教版高中化學必修1實驗1—4萃取實驗里的四氯化碳是用量最多的有機溶劑,其有毒,性質穩定,在自然環境中難以降解。四氯化碳廢液如果傾倒進水池,會隨污水管進入自然水體造成環境污染,因此我們必須對其進行回收。由于四氯化碳廢液中溶解的僅是碘單質,我們只要用稀的氫氧化鈉溶液或硫代硫酸鈉溶液跟四氯化碳廢液混合振蕩,即可使廢液中的碘單質變成碘離子,從而把碘從四氯化碳中去除,回收得到的澄清四氯化碳又可重復利用。同樣原理也可用于回收萃取溴水之后的苯廢液。
(二)對廢氣的處理
一些實驗會產生有毒氣體,我們可以把這些實驗改成在密閉環境下進行,使得有害尾氣不外溢。例如二氧化硫性質的實驗可以在培養皿中進行。在培養皿中加入黃豆大小的亞硫酸鈉固體,再分別在空余地方滴入一滴以下溶液:高錳酸鉀、碘水、品紅、石蕊。再滴入幾滴濃堿,取3滴70%的硫酸溶液滴在亞硫酸鈉固體上,蓋上培養皿蓋,即可觀察到各溶液的顏色變化:高錳酸鉀溶液、碘水、品紅褪色,石蕊變紅。觀察結束待二氧化硫全部被堿液吸收后即可清洗儀器。又如蔗糖與濃硫酸的反應可以改在錐形瓶中進行。提前將一塊蘸有濃堿液的棉花釘在膠塞下方,充分攪拌混合物后即可塞上膠塞。現象明顯且實驗安全,所產生的二氧化硫廢氣也可以被濃堿充分吸收,從而實現零排放。實驗結束可以結合酸雨,土壤酸化等環境污染案例進行環境教育,讓學生認識到尾氣處理的重要性。銅與硝酸的反應也適合改在密閉的空間進行。
(三)對廢料的處理
碎玻璃要單獨裝袋,集中回收。廢舊的電池中的碳棒可以回收,作為原電池、電解實驗裝置的原材料。將用完的濃鹽酸、濃硫酸試劑瓶洗凈后可裝一些實驗室常用試劑,可減少玻璃瓶垃圾的數量。
四、利用現代化教育技術手段輔助實驗教學
(一)利用實物投影儀進行實驗教學
對于一些不方便做學生分組的實驗,教師可以利用實物投影儀展示。例如“鉀與水的反應”實驗,可以由教師在實物投影儀下切鉀,學生通過投影幕布便能清晰看到鉀的新切面先有金屬光澤,然后很快消失,以及鉀與水反應的一系列實驗現象。這樣教師只需演示一次即可讓全班同學都看清實驗過程,用最少的實驗成本完成了教學任務。
(二)利用仿真實驗室軟件進行模擬實驗
鋁熱反應具有一定的危險性,反應后會產生大量的濃煙,如果在教室做該實驗,濃煙不易消散。可以利用仿真實驗室軟件來模擬鋁熱反應的實驗現象,學生觀看模擬實驗也同樣可以了解到該反應的原理和現象。仿真實驗室軟件還可以制作出常用的有機化合物的球棍和比例模型,減少了實物模型的使用損耗。
(三)利用微課形式進行實驗教學
可以把實驗過程拍攝下來,做成微課視頻,課堂上通過播放視頻錄像的方式來進行教學,替代傳統實驗演示過程,節約了化學試劑的用量。
五、以研究性學習為載體開展實驗教學
理論聯系實際能讓學生更好的掌握課堂知識。除了教材中的常規實驗,教師還應該鼓勵學生多參與以環保為主題的研究性學習,多動手做實驗。“1號廢舊電池的回收”、“水中溶解氧的測定”、“湖水中總磷的測定”、“校園土壤pH值的檢測”、“四氯化碳廢液的回收”都是很好的實驗研究課題。教師還應該鼓勵學生對教材中藥品用量大、“三廢”污染大的實驗進行改進,設計出更環保、簡便的實驗方案。
化學是以實驗為基礎的一門學科,以實驗為抓手,在化學實驗教學中滲透環境教育,是培養學生環境意識的有效手段,有利于學生形成良好的環保觀念,從而達成學生全面發展的教育目標。
此文章為南寧市“十二五”規劃課題(編號:2014C590)《高中環境教育校本課程的開發與實踐的研究》成果。