“綠色化學理念”在高中化學教學中的融合

韓靜瑜

(江蘇省蘇州市昆山市周市高級中學 215300)

“綠色化學理念”就是在化學反應中采用無毒無害的原料與安全的工藝，產生環境友好型產物，促進原子利用率的提升，降低有害副產物與廢物產生的一種具有可持續發展的理念.將“綠色化學理念”融入高中化學教學中時，需要注意教學氛圍的營造和化學史料的應用，尤其是要深挖教材，注重教學方法的改進創新，從而促進融合成效的提升.

一、創設情境，營造綠色化學氛圍

化學教學中可以創設的教學情境較多，創設與學生日常生活有相關的情境，對于強化學生的代入感有著十分重要的意義.所以只有通過實施生活化的情境教學，創設真實而又生活化的問題情境，才可以更好地促進學生化學核心素養中的科學態度與社會責任素養的培養.因為在營造生活化的教學情境過程中，由于學生在感同身受下理解，不僅有助于化學知識技能的傳授，而且還能實現“綠色化學理念”與高中化學的融合.因此，著力營造良好的教學情境，致力烘托綠色化學氛圍，對于“綠色化學理念”與高中化學的融合則顯得尤為必要.

例如在教學有關“非金屬及其化合物”的知識時，其中所學習的“氯”、“氮”、“硫”與生活息息相關.例如，氯氣是一種有毒氣體，但是在自來水殺菌消毒方面有著較強的應用，通過對水中氯氣使用量的控制，就能更好地為人類所用.因為氯氣屬于毒性氣體，使用量不當不僅會對環境帶來污染，進而也會對人類健康帶來危害，因此可以從優勢和不足兩個視角探究對其的應用，確保“綠色化學理念”得到有效滲透，促進學生環保意識的培養.

再如，在教學有關“氧化還原反應”的相關知識時，可以引導學生思考汽車尾氣排放帶來的危害，激發學生解決環境問題的欲望，引導學生思考如何利用所學的“氧化還原反應”知識來實現汽車尾氣的無害化處理.首先鼓勵學生從汽車尾氣的成分為切入點，分析其中有毒的成分是什么，并利用化學知識去設計實驗如何將有毒物質轉化為無害物質等，讓學生在問題情境的引導下解決問題，培養學生化學核心素養的同時深化學生生態文明意識，促進“綠色化學理念”與高中化學教學的融合.

二、應用史料，拓展綠色化學視野

將化學史料作為“綠色化學理念”與高中化學的融合點，激發學生的探究心理，幫助學生形成尋求新知的欲望.同時，通過了解科學家、了解化學發展史，幫助學生更好地養成科學探究精神和求知態度.將化學生產作為載體，強化學生對其的了解，使得學生掌握原料選擇方法，評估其對環境帶來的影響，探索提升原料轉化率和強化廢物無害化處理的途徑，從而尋找到化學物質最佳的生產方式.在整個過程中其中包含了大量“綠色化學理念”的知識，因此，教師可以將化學史作為切入點，以化工生產為載體，強化“綠色化學理念”的滲透，拓展“綠色化學理念”的融合視野.在這一過程中，教師需要切實注重化學史料的引進，并根據化工生產過程，對生產物質發展的過程進行介紹，并做好導向性問題的設計，激發學生的思考，引導學生結合所設計問題和“綠色化學理念”的滲透，拓展學生的綠色化學視野.

例如在教學有關“硫及其化合物”的知識時，為了幫助學生掌握如何采用工業方法來制備“硫酸”，教師可以給學生講解歷史上采用的硫酸制備技術，且每次技術創新均是以降低尾氣排量和提升有害物質轉化率為目的，在每個階段的轉化過程中，都融合了“綠色化學理念”.

第一階段為固體分解工藝，最早在歐洲采用，這一工藝主要是對膽礬、綠礬進行加熱，化學方程式如下：

兩個反應都生成了SO3，SO3與H2O進一步反應生成硫酸.從中可以看出，這一工業方法涉及的問題較多，比如在固體加熱時耗能較高、成本大且副產物較多，這違背了“綠色化學理念”.因此科學家需要繼續探索新的硫酸制備方法.一直到1736年，英國采用“硝化法”對之前的硫酸制備工業進行了改進，化學反應式如下：

不難看出，NO2主要是起到了催化的作用，在SO2向SO3轉化時，主要是借助氮的氧化物來實現，但產物中生成的NOx依舊屬于有毒物質，對環境帶來一定的污染，危害了人類的生活.所以基于“綠色化學理念”來看，在SO2向SO3轉化這一步驟中，使用氧氣進行氧化是最優的方法，因為在這過程中并沒有其它有害物質生成，較為純凈.所以到了第三階段，也就是在現代工業硫酸制備中，主要采取“接觸法”來進行.接觸法制硫酸工藝中生成的廢渣可用于冶煉金屬，從而契合了“綠色化學理念”無毒無害的要求.

三、挖掘教材，深化綠色化學認知

蘇教版高中化學教材在編寫中充分遵循了“綠色化學理念”的要求，所以為深化學生的綠色化學認知，需要切實注重教材中有關綠色化學內容的挖掘.比如，蘇教版高中化學必修二中，把“環境保護與綠色化學”作為一個章節來設置，但是有的部分具有隱性，例如在必修一“非金屬及其化合物”中，雖然沒有采用綠色化學的文字來直接表述，但是其蘊含了綠色化學理念，所以需要教師做好對其的深度挖掘，以更好地實現“綠色化學理念”在高中化學學習中的貫穿.一般而言，顯性的設置較為簡單，教師需要在課堂上給學生滲透綠色化學的原則、發展歷程、最新進展等作為拓展內容，以便于對教學內容補充.但是在一些隱性的教學內容時，就需要教師對學生的學習做好引導.比如在“非金屬及其化合物”中，“氯”、“氮”、“硫”屬于產生毒性氣體的物質，所以需要講解毒性氣體的源頭防治要點，促進源頭治理、無毒無害、綜合利用等“綠色化學理念”的滲透.再如在教學“硫及其化合物”時，針對其中含不同價態硫的物質間轉換的內容，教師首先給學生介紹自然界中存在的硫的價態類型和相關含硫化合物的性質，融合“綠色化學理念”去探討含硫物質間的價態轉化的需要和條件，進而針對性地進行實驗設計.

教師在給學生設計不同價態含硫物質轉化的學習任務時，應引導學生思考如何轉化，并結合學生所設計的轉化過程及轉化時所需的氧化劑和還原劑予以考量，對只能提出個別氧化劑與還原劑的情況的學生，要做好對其的指導，強化學生知識的總結和應用能力，從一類氧化劑、還原劑的視角對轉化過程進行理解，同時還要對轉化過程進行模型化地處理，使得學生對轉化過程的理解更加清晰和準確，幫助學生在模型認知能力上得到提升.這樣學生在轉化時，就能結合這些不同價態含硫物質轉化的建模過程，進而掌握其具體轉化所需的物質.例如-2→0轉化時，使用酸性高錳酸鉀溶液來氧化Na2S；在+4→+6價態轉化時，則使用酸性高錳酸鉀溶液來氧化Na2SO3；而在+6→+4轉化時，首先是讓濃硫酸和銅片反應，再將反應生成的氣體通入品紅溶液以驗證產物為SO2，再用濃氫氧化鈉溶液吸收該有毒氣體.

由此可見，結合硫的不同價態化合物和常見的氧化劑、還原劑，學生可以得到多種物質轉化方式，不僅考察了學生對氧化還原反應知識的掌握和學習任務設計的初衷，而且還能在學習任務的設計中強調實驗安全細則與環境的保護，確保化學實驗設計的科學性、可行性、安全性、綠色化.再將其與硫相關化學知識融合后，學生明確了在處理尾氣問題時，主要是針對有害氣體SO2和H2S進行處理，并且指導學生所選的實驗試劑要與微型實驗設計原則相符，避免浪費試劑的現象發生.此時師生可以共同探究和設計實驗如何轉化有毒尾氣，在整個實驗過程中注意引導學生學會循環使用一些物質，彰顯綠色化學理念，強化學生的科學探究能力和自主設計與實踐能力.

四、改進方法，創新綠色化學教學

1.以內化綠色觀念為導向，強化探究教學的實施

利用探究性教學方法來內化學生的綠色觀念，主要是教師在化學實驗設計中，注重問題情境的設計，讓學生在問題情境的引導下形成探究性思維，以綠色化學思想滲透為主線進行實驗情境的創設.比如在學習有關氯及其化合物的知識時，采取氯氣的發現化學史來導入氯氣性質的學習，進而設計實驗方案來制備氯氣.如何制備氯氣.再設計相應的實驗裝置圖，讓學生從中選擇與綠色化學理念相符的實驗裝置設計圖.

2.以形成綠色行為為導向，強化實踐教學的實施

利用實踐活動引導學生踐行綠色化學行為，主要是在化學活動中融入綠色化學理念，達到潛移默化的效果.比如，參觀煤化工廠時，結合所學知識啟發引導學生處理工業生產中形成的尾氣，處理含鹽廢水等，從中滲透綠色化學理念.

3.以培養綠色習慣為導向，強化實驗教學的實施

實驗是化學的重頭戲，綠化化學理念的融合，需要在實驗操作流程上做到綠色化，并盡可能地采用綠色化的化學實驗，彰顯實驗特色，給學生提供親身感受和動手實踐的機會，通過不同的感官來感知和學習綠色化學內容.

綜上所述，“綠色化學理念”在高中化學教學中的融合方法較多，但是其核心就在于強化學生的綠色化學思想，引導學生參與到綠色化學理念踐行者的行列之中，切實強化學生科學態度與社會責任這一核心素養的培養.