淺析在高中化學實驗教學中如何科學培養學生的綠色化學觀

摘 要：實驗是高中化學教材的重要組成部分，與學生的化學核心素養培養聯系密切。在環境污染加劇的趨勢下，高中化學教學需引入綠色化學觀，引導學生預防化學污染。本文從綠色化學觀的內涵入手，以山東科學技術出版社出版的高中化學教材為例，闡述實驗教學中學生綠色化學觀的培養。

關鍵詞：高中化學;實驗教學;綠色化學觀

一、 前言

高中化學實驗的原材料不可避免地涉及有毒物質，實驗產生的廢棄物也含有強酸或強堿等物質，會對師生的身體健康及周圍環境造成危害。高中化學教師需在實驗中注重學生綠色化學觀的培養，規避化學實驗對環境與人體的不良影響，以綠色化學實驗的方式學習化學知識。

二、 綠色化學觀分析

綠色化學是有效解決化學污染的途徑，該理念主張化學實驗反應產物與最終產物的無污染，也注重化學藥品的最大化利用。在本質方面，化學反應是離子交換產生新物質的過程，綠色化學要求在化學反應中，不存在無用的離子，確保每一個離子有效應用，減少化學物質的浪費現象。在化學教學中，教師可通過實驗的合理設計與實驗操作的規范等手段，保障化學反應的無害化與綠色化。基于高中化學實驗的復雜性與多樣性，高中階段是學生綠色化學觀念的最佳培養時期。就理論角度而言，綠色化學觀有兩項內涵，分別是綠色化學價值觀與綠色化學教育觀。

綠色化學的價值觀是指學生對高中化學實驗及環境的準確認知，要求學生在進行高中化學實驗時，可明確實驗中會對人體造成損害、會引發化學污染的藥品，并要求學生掌握化學藥品的合理處理方式，規避其對人體造成的損害，減少化學污染。

綠色化學的教育觀是指教師需將綠色化學觀引入高中實驗教學中，使學生認識到綠色化學的落實不僅是化學行業工作者的責任，也是學生及全社會群眾的責任，引導學生在開展化學實驗時，樹立將化學對人體、對生態環境造成的影響降到最低，實現人與自然和諧共處的理念。

三、 高中化學實驗教學中學生綠色化學觀的培養策略

在高中化學實驗中，部分教師對綠色化學觀的認識不深入，仍舊在實驗中應用大量的化學藥品與有毒有害物質，化學藥品浪費現象嚴重，極易引發化學污染。基于綠色化學觀的重要性，高中化學教師需提高對綠色化學觀的重視，在高中實驗教學中引入綠色化學觀，并引導學生落實該理念，改進高中化學實驗存在的浪費與污染問題。本節以山東科學技術出版社出版的高中化學教材（下文簡稱“魯教版高中化學教材”）為例，闡述實驗教學中學生綠色化學觀的培養策略，為高中化學教師提供實踐參考。

（一）規范學生實驗操作

在化學實驗中，規范的實驗操作是指在實驗過程中，對實驗儀器的精準選擇與操作，對實驗材料的精準測量，減少實驗中廢棄物的產生，減少化學污染。同時，規范的化學實驗操作，還可降低對實驗儀器及實驗材料的損害，降低實驗事故出現的概率，保障實驗安全。在魯教版高中化學教材的實驗中，涉及氣體的實驗較多，存在“聞氣體”的實驗操作。由于高中化學實驗應用有毒或易燃氣體，教師需規范學生的“聞氣體”操作，保障實驗安全，控制化學污染。

就有毒氣體而言，教師需在實驗前講解有毒氣體的危害，并指出“聞氣體”的規范操作，即：應用密封容器裝有毒氣體，并在聞氣體時打開一個小口，以手扇的方式“聞氣體”，不可直接打開瓶口，引發有毒氣體的大量泄露，造成嚴重的化學污染。同時，在應用有毒氣體前后，學生需做好氣體裝置氣密性的檢查，避免實驗過程中有毒氣體出現泄漏現象，或者由于氣體裝置損壞導致實驗失敗，浪費實驗材料。在上述有毒氣體的實驗操作中，也適用于高揮發性的化學溶劑處理。例如，在實驗中涉及高揮發性有機溶劑苯時，學生需保障實驗室的通風，避免有毒物質濃度過高，對學生造成不利影響。

就易燃氣體而言，在開展氣體燃燒實驗時，需保障氣體的純度;在進行有毒氣體的制備實驗中，如一氧化氮、二氧化硫等，需在制備所用的化學裝置后安裝尾氣吸收裝置，用于收集尾氣，避免廢氣揮發，引發安全事故。可見，通過化學實驗操作的規范，可提高學生對安全綠色實驗的重視，引導學生樹立綠色化學理念。

（二）引入微型化學實驗

微型化學實驗是指使用微型的化學儀器與少量的化學藥品。在傳統的高中化學實驗中，教師為學生提供充足的化學實驗材料與大中型化學儀器，學生在開展化學實驗時，應用的材料較多，產生的有害物質也多，造成較為嚴重的化學污染。但在減少化學藥品用量時，較大的化學儀器難以準確觀察化學現象，不能取得理想的化學成果。就此，高中化學教師可通過化學儀器與化學藥品的縮小處理，在保障化學實驗成果的同時，減少化學污染的出現，使學生在實驗過程中發展綠色化學觀。

以碳還原氧化銅實驗為例，教師可將傳統的反應儀器替換為小型儀器。例如，某教師選用長度為20cm、直徑為4cm的玻璃管與小型試管;要求學生在實驗中稱量0.1g CuO、0.01g碳粉、2mL石灰水。具體的實驗步驟如下：將玻璃管截斷為相同的兩段，一段制作為導管，一段利用酒精燈封口，作為小型試管;將稱取的0.1g CuO和0.01g碳粉置于小型試管中，以傾斜方式置于操作臺上;以抖動方式控制試管，使試管內藥品均勻置于小型試管底部;通過膠管連接小型試管與導管，在管內通入石灰水，用酒精燈加熱試管，觀察實驗現象。在上述實驗中，教師將實驗材料的使用量減少90%，可顯著減少產生的有害物質，培養學生的綠色化學觀。同時，上述實驗中實驗材料均為自制，可有效培養學生的動手能力，促進學生全面發展。

（三）引入綠色化學實驗

在高中化學實驗領域，綠色化學是指通過化學實驗材料、儀器的更換，減少化學污染的化學實驗。在化學實驗教學中，高中教師可通過以下三點引入綠色化學實驗，發展學生的綠色化學觀。

第一，更換化學實驗的材料。在高中化學實驗中，部分實驗會應用污染性較強的實驗材料，引發化學污染。基于綠色化學觀，教師需在化學實驗教學中更換實驗材料，引入無污染或污染較小的實驗材料。例如，應用四氯化碳替代石油醚;應用三氯甲烷替代三氯乙烯等。

第二，更換化學實驗的儀器。在高中化學實驗中，儀器是實驗的關鍵載體，教師可在部分化學實驗中，用廢舊材料替代儀器，培養學生的環保理念，樹立綠化化學觀。例如，在部分化學反應中，可用塑料瓶替代反應容器;在應用點滴板時，用塑料板替代。

第三，更換化學實驗的催化劑。在高中化學實驗中，催化劑是應用頻率較高的化學物質。部分催化劑存在毒性，教師可將其更換為無毒或毒性較小的催化劑，引導學生開展綠色化學，培養其綠色化學觀。

另外，在高中化學實驗中，針對部分化學藥品用量大，極易引發材料浪費;或應用有毒有害氣體，易引發嚴重化學污染，且教師難以采取有效更換方式，減少化學藥品用量或有毒有害氣體的化學實驗。教師可利用仿真模擬系統，以微視頻的形式呈現化學實驗，為學生營造身臨其境的感覺，使學生通過觀看微視頻，了解實驗操作要點，觀察實驗現象，獲得化學知識。在這類化學實驗教學中，可有效防止材料浪費、化學污染現象，也是綠色化學實驗的一種實現途徑。

（四）設計綜合化學實驗

在高中化學實驗中，造成化學污染的化學廢棄物難以避免。教師可在教學中，設計綜合化學實驗，將某個以化學廢棄物為原料的實驗與產生該化學廢棄物的實驗聯合，組織學生開展綜合實驗，有效處理化學廢棄物，減少實驗材料的浪費現象，控制化學污染，培養學生的綠色化學觀。例如，對于高中化學實驗產生的低濃度的含酚廢液，教師可在廢液中添加NaClO3或漂白粉，將廢液中的酚氧化為二氧化碳和水;對于高中化學實驗產生的高濃度的含酚廢液，可組織學生通過乙酸丁酯進行萃取，再添加氫氧化鈉，調節溶液的pH值，實現反萃取。

就此，在開展高中化學實驗教學時，教師可打破教材的局限，結合實驗特征，遵循綠色化學觀念，設計綜合化實驗，將實驗產物與實驗原料相關的兩個實驗整合，在第一個實驗產生廢棄物后，通過一定處理措施，轉變為第二個實驗的原料，引導學生在實驗操作中，發展綠色化學觀。

（五）合理處理實驗廢棄物

在高中化學實驗教學中，部分學生為迅速結束實驗，在處理實驗廢棄物時，直接將有毒有害物質丟在垃圾桶或下水道內，甚至有學生將液體潑在地面，極易引發化學污染。針對該現象，高中教師在開展化學實驗教學時，需引導學生合理處理實驗廢棄物。對于可回收的物質，教師可組織學生應用合理方法回收再利用。以“氫氣在氯氣中燃燒”實驗為例，針對實驗中剩余的氯氣，教師可組織學生用氣球進行收集，避免氯氣在空氣中擴散，影響人體健康;針對實驗中產生的氯化氫氣體，可通過水進行吸收，為后續應用氯化氫溶液作為原料的實驗提供原材料，實現化學實驗物質的循環再利用，培養學生的環保意識，樹立綠色化學觀。

同時，在高中化學實驗中，教師需做好實驗室管理工作，在規范化學廢棄物處理的同時，規范學生的儀器處理。例如，某教師在開展高中化學實驗時，將學生劃分為若干個小組，每小組在實驗結束后，依次檢查其他組的儀器處理效果，發現一個問題，給予該組同學一定的獎勵;如果教師在后續檢查中，發現各小組均未發現的問題，給予全班學生懲罰。通過上述管理機制，顯著提高學生對綠色實驗處理的認識，引導學生樹立綠色化學觀。

四、 結論

綜上所述，綠色化學觀的培養可提升高中化學實驗教學的有效性，促進師生的共同進步。通過本文的分析，高中化學教師在開展實驗教學時，需規范學生的實驗操作，引入微型化學實驗與綠色化學實驗，設計綜合化學實驗，合理處理化學廢棄物，推動高中化學的綠色化與可持續發展，引導學生踐行綠色化學觀，培養學生的環保理念。

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作者簡介：李麗芳，福建省南平市，武夷山市第二中學。