綠色化學理念在高中化學實驗教學中的應用探討

摘 要：綠色化學理念是近十年才產生和發展起來的，其在高中化學教育領域的滲透和應用逐漸受到重視。在初中的化學實驗教學之中，運用綠色化學的理念，首先就要選擇恰當的切入點，突破以往的教學體系的限制，從根本上提升化學實驗教學的質量。文章從高中化學實驗教學入手，分析綠色化學理念的應用策略，以期對優化化學課程建設提供參考。

關鍵詞：綠色化學理念;高中化學;實驗教學;應用策略

一、 引言

隨著現代社會的不斷進步，“綠色”發展理念逐漸深入人心，并對現代教育產生了深刻的影響。化學實驗是化學學科的重要組成部分，而實驗過程中往往會產生一些對環境有害的化學物質，這樣的實驗教學違背了“綠色”發展理念，并引起了教育工作者的批判和反思。綠色化學的教育理念就是從源頭上治理污染，堅持人與自然環境和諧相處。滿足新時代新背景下的環保要求。教師在給學生們進行化學實驗教學的時候，就應當將這一理念應用到化學實驗教學之中。在這一背景下，綠色化學理念逐漸受到關注，并在高中化學實驗教學中獲得了應用的空間。

二、 綠色化學理念在高中化學實驗教學中的應用原則

在高中化學實驗中，化學反應過程會向環境排放一定量的廢棄物，并造成化學污染，綠色化學理念的應用，則要求實驗者充分利用反應物中的各個原子，最大限度限制反應對環境造成的破壞，而這不僅有利于化學資源的合理利用，更能夠有效控制化學污染。目前高中化學實驗教學中存在的問題非常明顯，隨著我國高中教育的不斷創新改革，不少地區仍然選擇傳統的教學模式與教學方法，并沒有完全掌握新課程標準的課程要求。這就導致了學生們在實驗室中出現不熟悉實驗器具，不清楚化學實驗的相關流程的現象，降低了學生們學習化學的質量，不利于培養學生們的動手實踐能力。同時，高中的教師在進行化學實驗教學時，講述的教學內容非常有限，許多學生都沒有走進過化學實驗室，在化學實驗課堂中，只是在多媒體上演示實驗過程，教師在教學中忽略了學生的動手與實踐，在一定程度上降低了學生們的學習積極性。高中化學的實驗教學中引入綠色化學概念，可以在實驗室中從源頭解決化學污染的問題，讓學生們在課堂中能夠了解化學污染給自然環境造成的嚴重影響。為了促進綠色化學理念在高中化學實驗課堂中的運用，首先就要優化化學的實驗流程。為了達到綠色化學的教學目標，教師既要自主的研究綠色實驗，在帶領學生們進行實驗時還要講述清楚化學污染的危害性。在實驗過后，也要讓學生們妥善處理化學廢棄物品。基于綠色化學理念，高中化學實驗教學在實踐中應堅持以下幾點原則：第一，減量原則，即化學實驗過程應嚴格控制化學物質的投入，避免粗放投入，這樣不僅能夠有效控制化學物質的使用，更能夠減少廢氣、廢液以及固體廢棄物的產生，控制化學實驗對環境的影響;第二，重復利用原則，即在化學實驗中教師應指導學生對實驗過程的物品進行重復利用，如催化劑、實驗載體等，以控制實驗投入，減少污染排放;第三，回收利用原則，即教師應指導學生對化學實驗中產生的排放物進行收集、回收，投入下一次實驗，以構建一個良性循環，確保實驗過程可以節省教學資源、減少環境污染，控制實驗成本;第四，再生原則，即教師應與學生一同探索開發，構建可再生的實驗環境，以達到變廢為寶，綠色實驗的目的;第五，拒用原則，即對一些無法替代，又無法回收、再生和重復使用的，有毒副作用及污染作用明顯的化學物品應禁止運用在實驗過程中，從根本上杜絕環境污染。

三、 綠色化學理念在高中化學實驗教學中的應用策略

（一）把握實驗內容，滲透綠色化學理念

教學內容是滲透教學理念的重要載體。在高中化學實驗過程中，學生能夠從實驗內容中明確綠色化學的含義，明確綠色實驗探究的目的以及應達到的最終結果，進而規范自身行為，踐行綠色化學要求。

在高中化學實驗內容的構建中，教師應充分發揮主導作用，提煉實驗過程中體現綠色化學理念的內容，并在學生的操作過程中加以滲透。學生們進行化學實驗操作的過程就要滲透一個綠色化學教育的理念，比如說高中教師在化學實驗中進行鈉燃燒實驗時，根據以往的化學實驗經驗，很多時候都會出現玻璃管被燒壞的情況，這樣一來造成時間成本的增加，其次也不利于學生們的人身安全。而教師引入綠色化學概念，就可以把鈉放在鋁片上燃燒，并使學生們細心地觀察實驗現象。在化學實驗操作時也要注重師生之間的互動，學生們了解與掌握化學實驗知識的主要來源就是教師。例如在“粗鹽提純”的實驗過程中，教師引導學生理解實驗原理，即粗鹽中含有泥沙等不溶性雜質，以及可溶性雜質，可以用溶解、過濾的方法除去，最后蒸發水分得到較純凈的精鹽。在理解了實驗原理后，教師與學生共同設計提純過程，促使學生構建實驗環節，明確各個環節所使用化學物質的劑量，并要求學生嚴格控制，減少不必要的實驗投入，體現綠色化學理念。接下來，指導學生進行實驗操作，并針對Ca2+、Mg2+、SO2-4的除雜過程，指導學生加入適量的Na2CO3、NaOH、BaCl2，并觀察化學反應過程中CaCO3、Mg（OH）2、BaSO4的沉淀。這一環節，教師應特別注意，要求學生優化化學物質的添加順序，確保Na2CO3在BaCl2之后，保證Na2CO3分解上一步過量的Ba2+這樣則可以提高Na2CO3的利用率，減少提純過程中，化學物質的排放量。最后，教師指導學生對提純后的精鹽以及CaCO3、Mg（OH）2、BaSO4的沉淀物進行科學回收，作為以后實驗操作儲備，從而合理控制實驗排放，體現綠色化學的要求。

（二）優化實驗設計，體現綠色化學理念

在高中化學實驗教學中，教師可以與學生一同探索優化實驗的措施，設計微型實驗，控制實驗規模，以減少實驗污染的排放。學習化學的一個主要方向就是化學實際生產，要在高中階段培養學生們實驗設計的意識，盡量在實驗的過程中控制實驗的規模，減少不必要的浪費與污染。其次，進行微型試驗也有利于學生們的安全保障。據報道很多的實驗室出事故的原因就是因為學生們違規操作，不考慮安全因素進行大規模實驗，而微型的化學實驗就可以避免實驗事故的發生。相較于常規實驗，利用微量化學試劑、微型化學實驗器材而構建的微型實驗，往往更加簡潔、安全、易操作，同時也有利于提升化學實驗反應速率，減少化學實驗廢棄物的排放。例如在教學“氯氣的制取”時，教師可以放棄使用圓底燒瓶、試劑瓶、導管和酒精燈這些儀器，鼓勵學生收集醫用藥瓶、細輸液器、塑料管等，并在實驗中加以替代，用NaOH溶液對實驗中的尾氣進行處理。這樣的實驗設計能夠大幅度縮短化學物品的反應時間，控制實驗用品的消耗，形成更加清晰的實驗效果，同時也踐行了綠色化學理念，培養了學生的環保意識。

（三）運用技術手段，引導學生化學探索

在教育信息化背景下，信息技術在高中化學實驗教學中的應用也越來越普遍，而這也為綠色化學理念的應用提供了良好的條件。相較于學生在實驗室中的操作，信息技術能夠營造逼真、動態的實驗過程，引導學生在參與互動中形成體驗，完成實驗任務，而這一過程減少了實驗的投入，控制了多次實驗中有害物質的生成，基本上達到了零排放、零污染的效果。

例如在探究鈉的性質的實驗過程中，由于金屬鈉在空氣中的變化過程十分漫長，且現象較多，實驗中生成的化學物質不便回收。教師在實驗教學中則采用攝錄設備，提前將實驗的過程錄制下來，借助交互式電子白板，將視頻播放給學生觀看。在課堂上學生可以利用電子白板的可控性進行畫面的回放、慢放、暫停等操作，這樣學生不必親自實驗就可以對實驗過程和實驗現象一目了然。這不僅提高了實驗教學效率，更減少了實驗過程中的物質排放，達到了綠色化學的效果。

此外，教師還可以為學生錄制關于綠色化學的專題課程，利用微課這一形式，為學生深入解讀綠色化學理念在現代社會發展中的意義，同時結合實驗說明學生在實驗中可以采取的措施，指導學生的實驗技巧，讓學生隨時隨地學習，接受綠色化學理念的熏陶和指導。

（四）通過實踐應用，培養學生綠色化理念

在高中化學中滲透綠色化學理念的最終目的，是引導學生樹立綠色環保理念，規范學生的實踐行為，以銜接現代社會的綠色發展要求。在高中化學實驗教學設計中，教師不僅要注重課堂教學指導，還應加強實踐設計，讓學生突破“紙上談兵”的學習誤區，引導學生深化對綠色化學理念的理解，確保思想理念內化于心、外化于行。

例如在化學綜合實驗活動中，教師加強與社會組織的聯系，為學生設計實驗活動，引導學生調查學校周邊的水泥廠、化工廠、污水處理廠的廢液、廢氣、固體廢物的排放情況，并了解國家關于不同廢棄物的排放標準，并結合工廠所采用的措施，了解廢液、廢氣、固體廢物的處理方法，根據所學知識分析其中體現的綠色化學理念。此外，教師還應為學生安排學習任務，指導學生針對化工廠排放的重金屬鹽類制定回收利用的措施，形成切實可行的污染排放處理方案，并盡量達到無公害處理的目的。這樣教學實踐過程貼近現實，能夠讓學生在實驗中面臨更加復雜的情況，激發學生的創新探索意識，同時也能夠從社會發展的角度引導學生思考綠色化學理念應用的價值，促使學生樹立綠色環保意識，并自覺規范自身行為。

四、 結束語

總之，綠色化學理念在高中化學實驗教學中的應用具有重要的社會意義。教師在化學實驗指導中，應深入分析綠色化學理念，并把握教育原則，針對實驗過程探究相應策略，在提升化學實驗效果的同時，提升學生的環保意識，促進學生綠色化學理念的發展。

參考文獻：

[1]尚偉.綠色化學教育理念在高中化學實驗教學中的滲透分析[J].中國新通信，2020，22（16）：190.

[2]肖玲，朱亮亮.綠色化學理念在“環境化學實驗”教學中的應用探討[J].科教導刊（上旬刊），2020（2）：128-129.

[3]張強.綠色化學教育理念在高中化學實驗教學中的滲透[J].科學咨詢（教育科研），2018（3）：119.

作者簡介：

楊喜春，甘肅省蘭州市，甘肅省永登縣第一中學。