淺談綠色化學理念下中學化學教學舉措

郭子童 姚軍

【摘要】當今社會隨著人們生活環境的惡化，綠色可持續發展觀念也隨之深入人心，綠色化學已然成為21世紀化學科發展的主流方向之一。教師可以在講解化學知識的同時結合化學情境的真實案例，或者是通過結合綠色化學的前沿領域，幫助學生更深入地理解綠色化學的實際意義及前景發展，注重通過對化學實驗綠色化改進、微型化處理，展示生活化實驗等舉措，使學生產生綠色化學觀念的共鳴。

【關鍵詞】高中? 綠色化學? 實驗改進? 舉措

【中圖分類號】G633.8 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）37-0118-02

一、高中綠色化學教育發展現狀

新版教材將化學與自然資源的開發與利用替換成化學與可持續發展章節，雖然表面上只是幾個字的變化，可以發現教材所體現內容側重點的變化，從章節的題目可持續發展為著手點，與本文闡述綠色環保理念也非常契合，加強了教師對學生進行綠色化學理念的滲透教育。第八章就占有1/4的內容。綠色化學教育在整個高中化學必修內容中有彌足輕重的位置。圍繞著高中化學實驗中出現的“三廢”污染問題不能有集中的列舉以及講述其解決措施，對待學生必做的化學實驗，教師常常忽略講述對待實驗結束后的廢棄液體后續處理問題，很少做到集中放置在廢液缸中。雖然學校依據教材內容為高中化學教學中滲透綠色化學的思想理念留下重要的篇幅和課時安排，由于新教材應用實踐的時間不久，所以教師對這章內容的理解不夠深刻，不能貼切地舉出相關需要滲透綠色化學觀念的社會生產生活的案例。

不少教師會認為其在教學中不是考點為由，不會針對新學的化學與可持續發展理論的相關內容展開一定量的課后作業習題練習，綠色化學理念思想不能深入在師生的心中，那么對學生思維發散，創新能力、社會責任意識，興趣驅動發展等方面培養不夠。

二、培養學生綠色化學觀念的必要性

化學是以實驗為基礎，開展教學活動的學科，可以在化學實驗中要培養學生綠色觀念，在教材中，注重強調在化學中如何貫徹可持續發展的理念，能將其作為正課的內容講解，足以說明學生應活學活用綠色發展思想，對學生日后的生活習慣發展也有深遠的影響。在高中化學課程標準中，也對學生需要掌握綠色化學理念有了更深入具體地闡述，綠色化學要培養學生以綠色意識為導向，成為了高中化學教學的重要的目標之一[1]，我認為綠色化學觀念應該體現在三個方面：第一個方面知道能對環境造成污染的化學物質;第二個方面教師在進行實驗時設計添加污染實驗產物處理裝置，目的是減少實驗室“三廢”的產生;第三個方面實驗的改進，目的是減少化學對環境的負面影響，對污染預防的采用科學的解決手段，選擇原子利用反應原子率高的流程，盡可能讓每一個原子都進入到最終產物之中。教師也可以用現代教育技術代替一些危險復雜的實驗，這樣可以更簡單明確抓住實驗的本身原理。

其次，綠色不僅是代表大自然的顏色，更體現人們對生活更高的追求，讓生活多一些綠色生機和活力。現如今人類和自然的發展不再是爭鋒相對，和諧共存，體現人們對大自然的敬畏，返璞歸真的向往。只有當人們真正培養了綠色觀念，綠色環保的意識，才能實現人類的可持續發展。

三、綠色化學在高中化學教學實施路徑

（一）引入真實的化學情境，培養學生的社會責任意識

在高中化學的學習中需要教師在真實情境中融合有關綠色環保的化學理念，以潤物無聲的方式，培養發展學生的綠色觀。在講物質的分類時，導入這樣的化學情境，2019年，在上海正式實施垃圾分類來進行治理垃圾污染環境的問題，將可回收物進行資源的可持續發展，根據規定把垃圾分為干、濕、有害垃圾、可回收物四大類。以上四類是屬于并列，相互獨立的關系。把同種按照某種屬性進行分類時，叫作樹狀分類法。將綠色化學理念的滲透與相關的知識內容結合在一起，不僅對知識的記憶猶新，也能夠培養學生具有社會責任感及綠色化的生活習慣。在講環境污染時，要讓同學了解著名的大氣污染、水體污染、土壤污染事件（倫敦煙霧、日本水俁病、常外事件工業產生的“三廢”沒有安全排放導致土壤污染）、污染物其主要成分，在知識的講解過程結合具體的化學對環境影響的負面案例，還能引導學生愛護環境的責任心，在綠色化學中體會保護生態文明環境建設來之不易的家國情懷。例如，在講CO2、SO2以及NO、NO2物質時，可以引入問題空氣質量報告，對常見的環境污染形成原因、主要危害進行分析，盡量減少一次性污染物的排放。化學教師是其觀念的引導人、傳播者。不僅在環境中融入綠色觀念，還要在日常的生活中滲透綠色觀[2]。例如，在硫酸的工業生產中，我們需要通入過量的O2使反應物SO2盡可能多轉化為SO3。若尾氣中有SO2會污染空氣，可以用堿液NaOH吸收。如工業上制取硝酸，常常在尾氣中再通入適量的氧氣或空氣，可以減少NO的排放，保護環境。體現了化學的綠色觀，充分盡可能地提高原子的利用率。

（二）創新設計綠色化、生活化、微型化的實驗方案，滲透綠色可持續發展觀

（1）綠色化的實驗的方法改進

制備CuSO4 第一種：Cu+H2SO4（濃）CuSO4+SO2+2H2O;第二種：CuO+H2SO4（稀）CuSO4+2H2O，第一種方法制備CuSO4，會產生SO2副產物氣體，污染環境。所以，通過第二種方法制備CuSO4。遵循了綠色觀，選擇原子利用率的方法。

（2）生活化的實驗的原料改進

在萃取實驗時，使用澄清的西紅柿湯裝入杯中，往杯中倒入一些食用油，觀察現象：原來的黃色的油層在上，后來西紅柿湯中紅色的部分全部分散在油層上，油層變成了紅色，西紅柿湯變成了無色。這個趣味實驗的原理就是萃取。

（3）微型化的實驗改進

將二氧化硫性質探究實驗改裝成微型實驗裝置。實驗使用在注射器中放入Na2SO3晶體，并吸入少量的60%濃硫酸，切記不接觸紙條，該微型實驗裝置用于驗證SO2氣體的性質，觀察實驗現象，第一個SO2氣體可以使濕潤的藍色石蕊試紙變紅，能驗證SO2氣體可以溶于水生成顯酸性的H2SO3;第二個試紙若褪色，能驗證SO2氣體有漂白性;第三個蘸有酸性KMnO4的試紙褪色，驗證其具有還原性;第四個試紙不能變藍色，驗證了SO2的氧化性弱于I2，將針管內的氣體排放到NaOH溶液進行尾氣處理。

銅與濃硫酸反應實驗的綠色微型化設計改進：向青霉素瓶中加入5mL98%濃硫酸，然后放入一小塊銅絲，將輸液管口插在青霉素瓶上面，透明圓柱管中放入酸KMnO4溶液。再用連接一條輸液管透明圓柱管中裝入少量的品紅溶液放在管尾部，在尾管處放一個尾氣的吸收裝置，裝有Ca（OH）2的燒杯，并在燒杯上方放置一個防倒吸的漏斗，在漏斗口處放一個紫色石蕊試紙。可以很好地觀察兩個透明圓柱管中的液體均褪色，紫色石蕊試紙變紅。

通過對本實驗微型化的改進，可以很好地觀察實驗現象、節約藥品。符合低碳經濟的發展，微型化實驗將成為化學實驗的主流趨勢。

（三）結合化學綠色前沿領域，激發學生探索綠色化學領域的求知欲

在講第八章內容時，可以引入先進的綠色化學的核心科技領域，如許多國家開始把化學的綠色化作為新世紀化學進展主要方向之一，電池汽車運用鋰離子電池， 2019年諾貝爾化學獎授予改進電池的科學家，電池本身也是化學能轉化為電能的化學材料，鋰離子從一種材料中出來，穿過電極進入另一材料，當電池接上充電器時，可以讓此過程逆轉，一直重復使用[3]。利用電化學反應的儲能過程給我們人類帶來儲能裝置，方便人們利用，改善溫室氣體的排放。還有一新型科技，中國首次實現了CO2到淀粉的從頭合成，這也是國際上的第一次合成，這一技術在實驗室中僅需要幾個小時就可以完成植物需要幾個月的過程。一旦廣泛應用對我們國家來說能夠節約90%的以上的耕地及淡水資源，這些化學中綠色前沿的技術領域的發展，按照綠色化學的觀念以及循環利用的原則，給學生展現化學能給我們的生活帶來科技便利的同時，還能為美麗家園建設奉獻出非凡的價值，對于可持續發展貢獻巨大的力量。

四、結論

總之，一方面，學校應該重視學生綠色觀念的培養，另一方面，在傳統的化學實驗基礎知識之上，教師可以在實驗前明確強調一些綠色化的注意事項，高效地完成實驗的知識點教授。通過對綠色化學理念的重視和倡導，盡量減少化學對環境的污染，體現的是人們和大自然的和諧發展，循環發展、可持續發展的理念，有利于學生三觀的良好建設。做到社會經濟快速發展的同時，教育先行，綠色先導。

參考文獻：

[1]孫同明，李軍.綠色化學思想在高考試題中的體現與教學啟示[J].教學與管理，2020（24）：117-121.

[2]傅興春.試論化學學科思想體系與探源[J].福建基礎教育研究.2016（5）：37.

[3]Sean O'Neill.鋰離子電池研究獲2019年諾貝爾化學[J].Engineering，2020，6（5）：14-18.

作者簡介：

郭子童（1997年7月-），女，蒙古族，內蒙古通遼市人，研究生在讀，研究方向：化學課程與教學論。

姚軍（1967年10月-），男，漢族，內蒙古通遼市人，博士研究生，教授，研究方向：電化學。