綠色化學理念在高中化學實驗教學中的體現

潘李

【摘 要】本文論述將綠色化學理念融入高中化學實驗教學的方法，提出教師在高中化學實驗教學中應追求實驗材料綠色環保、控制實驗藥品劑量、縮小實驗整體規模范圍、構建實驗模擬教學模式、合理適當處理實驗廢料，讓學生在實驗操作環節中培養環保意識，體現綠色化學理念。

【關鍵詞】高中化學 綠色化學理念 化學實驗

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）46-0127-02

所謂綠色化學理念，是從環保角度進行定義的，追求化學實驗的環保指數，讓學生在實驗材料準備、實驗藥品運用、實驗規模管理、實驗模擬推廣、實驗廢料處理等方面自覺執行環保標準，追求實驗學習的綠色理念。化學學科有豐富的實驗內容，教師可對這些實驗進行科學設計，引導學生開展實驗操作，在綠色環保基礎上進行對應研究，以提升實驗學習效率和品質。

一、追求實驗材料綠色環保

化學學科有豐富的實驗內容，教師在實驗材料準備環節，要對學生開展綠色環保教育，以培養學生的環保意識。在條件允許的情況下，教師還可以組織學生參與實驗材料的準備工作，讓學生親身體驗實驗教學的全過程。化學實驗需要的材料比較廣泛，教師在篩選和使用材料的過程中，要培養學生的節約意識，如有些比較昂貴的材料要節省使用，有些材料可以反復多次使用，有些材料對大氣環境會造成一定污染，可以尋找其他材料替代，進而培養學生的綠色環保意識。

例如，在教學《氧化還原反應》時，教師在課堂導學環節，利用鎂粉在空氣中燃燒的演示實驗操作，讓學生進行觀察。在實驗組織環節，教師先讓學生回顧以下問題：鎂粉在空氣中燃燒會產生什么樣的現象呢？這是初中階段學習的內容，學生大多能夠解答：鎂粉在空氣中燃燒，能夠與空氣中的氧氣發生反應，還能夠與N發生反應，生成氮化鎂，空氣中有二氧化碳，與鎂粉發生反應，生成氧化鎂和單質的碳。有學生還特別指出會產生一些白煙，這些白煙是MgO，對空氣有害，需要做冷卻處理，這樣可以得到固體的MgO。為減少白煙的產生，教師將鎂粉替換成鎂條，再次進行演示操作，讓學生仔細觀察實驗現象。學生在觀察實驗過程中得知，鎂條替換鎂粉可以達成同樣的實驗效果。由此可見，雖然實驗產生的白煙不是很多，但對密閉空間的污染風險還是存在的，教師進行合理處理，體現了綠色化學理念。

教師選擇實驗材料，對實驗產物進行處理，都體現了綠色環保意識，對培養學生的環保意識有積極作用。化學實驗需要用到一些特定的材料，如果在生活中找不到替代品，教師要做好優化處理，盡量減少對環境的污染，這樣可以對學生進行更直觀的教育。

二、控制實驗藥品劑量

有些化學實驗需要用到一些藥品，教師在執行實驗方案時，要對實驗過程進行具體控制，科學選取實驗藥品，既不能造成浪費，還要確保實驗順利開展。在具體操作過程中，教師要對實驗方案進行創新優化設計，適當控制實驗藥品劑量，也可以減少實驗的操作頻率，控制實驗材料的使用量。此外，還可以對學生進行大組組合，減少實驗操作次數，也能夠達成減少藥品劑量的目的。有些實驗藥品的危害性很大，很容易對環境產生負面影響，教師在選擇藥品時要更為慎重，如果能找到其他替代藥品，或者是借助多媒體開展模擬實驗，都能達到減少污染的目的。

例如，在教學《鈉與水的反應》時，教師從煤油瓶子中取出一小塊鈉，剝除表面的物質，用刀切取小塊，將其放入水中，這時可以看到鈉浮在水面上，熔成小球狀，而且四處游動。教師引導學生仔細觀察液體，學生發現其已經開始變色，生成了堿。在這個過程中，還能聽到一些聲響。此時，教師要求學生認真分析各種現象，寫出化學反應方程式。學生在教師的引導下進行實驗觀察，對觀察發現進行討論和研究。這個實驗是放熱的，因為鈉的熔點很低，在水中便開始熔化，且生成了氣體，從液體變色可以看出，生成了堿。教師可將實驗過程錄制成視頻，在以后的教學中反復使用，這樣可以減少實驗操作次數，也能減少實驗藥品的劑量。

有些化學實驗需要用到特殊的藥品，教師在找不到其他替代品的情況下，要盡量少取少用，只要保證實驗效果展示即可。這個實驗過程教師還可以用視頻拍攝手段進行資料留存，為其他班級教學提供實驗素材，這樣能夠大大節省實驗藥品的用量，也能夠減少對環境的污染。

三、縮小實驗整體規模范圍

學生對操作實驗有很高的參與熱情，教師對此需要有清晰認識，并做出合理安排，特別要考慮綠色環保問題。如果關涉學生身體健康問題，則更要小心謹慎，避免出現意外情況。在實驗設計和執行環節，教師要對實驗器具進行篩選，可以多利用一些比較小的器具，這樣能夠減少原材料的使用，還能夠提高安全系數。在分組設計探索實驗時，教師可以將學生進行合理分組，減少實驗操作規模，這樣也能夠達到保護環境的目的。

例如，教學《氯及其化合物》的內容時，教師先拿出一個小瓶子，讓學生觀察瓶子中的氯氣，描述其物理性質。因為氯氣有毒，所以在聞其氣味時要特別小心，而且不能讓很多學生直接操作。此時，教師演示鈉在氯氣中燃燒的實驗。學生觀察實驗操作過程，看到黃光的產生，還有白煙的生成。教師繼續展示鐵絲在氯氣中燃燒的實驗，引導學生對該實驗進行總結。為了降低實驗頻率，教師只做了兩個演示實驗，讓學生進行細致觀察，然后組織學生展開實驗討論，對實驗反應進行梳理和分析，引導學生自然建立化學實驗認知。這樣教學，教師將探索實驗做演示實驗處理，沒有給學生提供直接操作的機會，其用意是比較明顯的。因為氯氣有毒，盡量不讓學生接觸，實驗反應會產生一些氣體，這些氣體是污染源，對空氣環境造成一定影響。因此，教師只是做一些演示操作，給學生提供有效的接觸機會，讓學生在觀察、分析、討論中建立實驗認知。化學實驗操作形式眾多，教師做出合理安排，其教學激發作用不減，還能夠有效保護環境，這樣安排是較為科學合理的。

四、構建實驗模擬教學模式

化學實驗有多種呈現形式，教師要從學科教學實際出發，推出更多模擬實驗內容，減少實驗操作，達到保護環境的目的。教師借助多媒體課件設計化學模擬實驗，可以為學生提供更多觀看和互動的機會，同時，這些模擬實驗可以反復多次地展示，而且不留下觀察死角，為學生的學習帶來更多便利。學生動手實驗不能反復修正操作，而多媒體模擬實驗則可以做修正處理，隨時對實驗操作過程進行調整，讓學生對實驗開展深度研究。

學生對化學實驗有不同期待，教師適時推出一些多媒體模擬實驗內容，可以給學生帶來不一樣的學習體驗和感知。例如，教學《鐵及其化合物》的相關內容時，教師設計實驗內容，第一個是用鐵絲與稀HNO做實驗，第二個是鐵粉與水蒸氣反應。這兩個實驗需要在特定條件下展開，教師利用多媒體播放動畫視頻，對這兩個實驗進行具體展示，并要求學生仔細觀察實驗操作展示環節，針對教師設計的任務展開分析和討論，對實驗現象進行科學研究。第一個實驗中，在長滴管中放入一些螺旋狀的鐵絲，然后將稀HNO吸進滴管，快速放入試管內，并塞緊塞子。這時可以看到試管中生成了氣體。教師詳細介紹實驗過程，并著重指出實驗產生氮的氧化物對環境有污染。第二個實驗是在試管中放入鐵粉，用酒精燈加熱，試管中放入含有少量水的棉花，這時可以聽到爆鳴聲，并產生氫氣。學生對模擬實驗進行細致觀察，很快就掌握了實驗反應原理，同時還對綠色化學理念有了全新的認識。

教師利用媒體展示模擬實驗，給學生提供直接觀察的機會，從學生的觀察表現可以看出，教師的設計是比較成功的，學生不僅掌握了實驗原理，還增加了環保知識，強化了環保意識。要實現環保與實驗對接，教師就要進行詳細介紹，讓學生從現象到本質開展深度分析，自然形成環保認知基礎。實驗呈現形式不同，學生的感受也會不同，通過借助多媒體展示實驗，學生的學習認知會更為深刻。

五、合理適當處理實驗廢料

實驗難免要產生一些廢料，這些廢料有一部分是有害物質，如果它們進入自然環境中，會造成一定的污染。因此，教師需要對這些實驗廢料做環保處理，確保這些廢料不對身邊環境造成污染，更不能對人體造成危害。實驗廢料處理有多種方式，教師要選擇科學合理的廢料處理方式，如有些廢料需要進行無害處理（物理處理或者化學處理）。實驗材料不能浪費，實驗廢料不能亂放，這是綠色化學理念的基本要求，教師要建立安全環保主觀意識。

例如，在教學《金屬材料》的內容時，教師設計實驗內容：關于鐵鹽的氧化鋅實驗，將3mL FeCl2稀溶液加入試管中，然后放入幾小塊鋅片，稍微搖晃一下，靜等一會兒，觀察其實驗現象。學生進入實驗觀察環節，對實驗現象進行分析，最后得出結論：溶液開始變成無色，而且有黑色單質鐵生成，這說明發生了置換反應。實驗結束后，教師將相關廢料做妥善處理，試管溶液中殘留了一些FeCl2，而FeCl2有污染性，不能隨意倒掉，需要帶回實驗室做處理。在這個實驗中，教師不僅給學生提供了觀察實驗的機會，還對實驗廢料處理進行具體講解，向學生傳授了綠色環保知識。

教師將實驗廢料進行對應處理，體現了綠色化學理念，引導學生正確看待化學實驗帶來的環境污染問題，培養學生處理化學實驗廢料的意識。不管化學實驗產生哪些廢料，都需要對其環保指數做出科學評估，以便做出最合理的應對。

化學實驗與綠色化學理念有多點對接，教師要做出對應設計，讓學生在實驗材料準備、實驗藥品控制、實驗規模縮小、實驗模擬組織、實驗廢料處理等方面進行思考和探索，自然樹立環保意識。高中學生對化學實驗有基礎認知，對環保也有自己的看法，教師應針對學生的實際情況進行設計，讓學生主動學習、內化，進而形成完整的學習認知。

【參考文獻】

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【作者簡介】潘 李（1989— ），男，廣西柳州人，一級教師，現就職于桂林市桂林中學，主要從事高中化學教學與研究。