綠色化學理念在高中化學實驗教學中的應用

摘 要：在可持續發展戰略指導下，“綠色化學”理念逐漸滲透到化學教學中.在這樣的大環境下，教師在指導學生做化學實驗室后除了要達到促使學生理解并吸收化學知識的目標，還要結合實際情況滲透綠色化學理念，以此培養學生的環保意識，使學生成為綠色化學的踐行者.本文先簡單概括“綠色化學”內涵，再從合理控制化學試劑使用量、采取小組合作探究學習法、利用多媒體技術展開實驗教學、替代或優化化學實驗試劑與裝置這幾個方面就化學實驗教學中應用綠色化學理念的具體策略進行論述.

關鍵詞：綠色化學理念;實驗教學;高中化學

中圖分類號：G632????? 文獻標識碼：A????? 文章編號：1008-0333（2021）27-0076-02

收稿日期：2021-06-25

作者簡介：曾德波（1984.6-），男，云南省昆明人，本科，中學一級教師，從事化學教學研究.

化學是一門實驗性非常強的學科，很多理論知識需要依賴化學實驗，而化學實驗過程中會產生廢棄物，且很多用于實驗的材料具有毒性，若是師生缺乏安全、環保意識，其自身健康很容易受到危害.為了減少對環境的污染，也為了保障學生的人身安全，教師在指導學生開展化學實驗時應滲透綠色化學理念.就目前高中化學教學情況來看，綠色化學理念并未得到全面滲透，力度有待加強，本文對此進行研究.

一、“綠色化學”的內涵

“綠色”是指無污染，具體來說，是指不會破壞自然環境.“綠色化學”主要是指在化學教學、制作、生產等環節中，化學制品、試劑、實驗等不會產生破壞生態平衡或者危害環境的物質.在高中化學實驗教學中滲透綠色化學理念，需要在保證化學實驗原材料滿足實驗要求的基礎上最大限度使用可再生能源以及節能環保的物質，化學實驗過程中會用到一系列的催化劑、溶解劑等，其劑量要達到規范標準，并盡可能地保證沒有毒害.與此同時，排放化學廢物、廢棄的途徑要節能環保，使原子得到充分利用，保證排放的徹底性.除此之外，要針對化學反應的能量消耗進行嚴格控制，并防止實驗過程中意外事故的發生，為實驗者的人身安全提供可靠的保障.

二、高中化學教學中應用綠色化學理念的策略

1.控制化學試劑使用量，減少資源浪費和環境污染

用于化學實驗的試劑多數都具有污染性、腐蝕性，很多試劑還具有毒性.而且經過化學反應后，會產生廢棄物，這些都會污染環境.所以，綠色化學理念下，教師應合理控制化學試劑的使用量.在高中化學實驗中，很多實驗對實驗材料、試劑的使用量并未做出具體規定，只是簡單概述為“適度”或“適量”，這是比較模糊的，多數教師為了讓化學反應更加直觀、具體，往往放入大量化學試劑，還有一些教師，對于實驗試劑的用量很難做到有效把控.為了踐行綠色化學，教師應當以此為切入點，對化學試劑的使用量進行合理控制.從根本上來說，對學生進行實驗教學，目的就是讓學生直觀的看到化學實驗的反應過程，使學生有效理解并吸收其中的化學知識.所以，在做化學實驗時，教師要本著實驗能夠順利進行的原則，確保學生能夠直觀的看到實驗現象，而不要一味地要求實驗現象激烈.為了實現這一目標，教師可以用滴管、試管等化學儀器進行實驗.這樣既能保證學生看到實驗結果，又能減少資源浪費以及廢棄物對環境的污染.例如，在乙烯制備實驗中，教師可以組織學生開展微型實驗，指導學生用小試管進行.這樣的微型實驗可以節省乙醇等化學試劑，還能減少濃硫酸的產生量，既保護了環境，又減少了資源浪費，可以有效實現綠色化學教學.

2.采取小組合作探究學習法，縮小化學實驗的教學規模

在高中化學實驗教學中，教師可以立足實際采取小組合作探究教學法，顧名思義，若干個學生組成一個小組共同展開化學實驗.這種教學方式的優勢在于：第一，有利于營造民主、活躍的教學氛圍，從而喚醒學生參與化學實驗的興趣.第二，有利于促進學生思維發展.學生之間存在差異性，不同的學生組成一個小組共同學習，彼此借鑒、取長補短，可以培養學生的發散思維，還能培養學生的合作精神.第三，縮小化學實驗教學規模，節省化學實驗材料.若干個學生組成一個小組學習，可以在很大程度上節省化學試劑，從而落實綠色化學教學目標.例如，在氧化還原反應中，教師可以組織學生以小組為單位開展CO氧化還原Fe2O3的化學實驗.首先，依據組間同質、組內異質的原則進行分組，將家庭背景、心理特征、興趣愛好、學習成績存在差異的學生組成學習小組，使每個小組能夠實現優勢互補.其次，要求學生相互交流，梳理實驗思路，制定實驗計劃，并明確各自的職責.最后，讓學生按照實驗步驟展開化學實驗，做到分工明確，如一人操作，一人觀察，一人記錄等.在氧化還原反應中，由于展開小組合作學習，所以原材料CO的使用量大幅度減少，而且實驗產物CO2的量也大幅度減少，更重要的是，合作學習法的實施，實現了全體學生的真正參與，促使學生有效理解并吸收其中的化學知識.由此可見，小組合作學習法的合理使用，既保證了化學實驗教學質量，又能培養學生的環保意識.3.利用多媒體技術展開實驗教學，增強學生的環保意識

在高中化學實驗教學中，并非所有的實驗都要實踐操作，很多化學實驗的本質是科普性實驗，目的是讓學生了解并掌握化學變化，而多數化學變化有較高的危險性，不僅會產生有毒物質，甚至會發生爆炸等.所以，從安全、環保角度考慮，教師只需要利用多媒體將實驗現象呈現出來，避免對自然環境造成破壞或者給環境造成污染.通過多媒體呈現出來的化學實驗不僅安全、環保，而且能夠讓學生詳細、直觀地觀察化學實驗過程，甚至能夠將化學實驗中肉眼無法看見的微觀粒子變化形象地呈現出來，這有助于學生理解和消化.例如，很多化學試劑燃點非常低，甚至只需要輕微摩擦或撞擊就會產生劇烈的化學反應，如硫黃、鎂粉、鋅粉等，還有部分化學氣體受熱后容易發生爆炸，如甲烷、氫氣等.使用這些化學試劑展開的化學實驗非常危險，而且對空氣的污染也非常強.對于這類化學實驗，教師可以利用多媒體進行教學，帶領學生觀看事先準備好的實驗視頻，并且結合視頻畫面輔助講解.此外，對于學生沒有理解的實驗環節，教師還可以使用回放功能，并對視頻播放的速度進行控制，確保學生理解并掌握每一個細節.雖然在這樣的化學實驗教學中學生并未真正參與實驗，但是通過反復觀看視頻也能理解并記住實驗現象.既保證了化學實驗教學質量，又能增強學生環保意識.

4.替代或優化化學實驗試劑與裝置，提升實驗的環保性

綠色化學教學理念下，教師在組織學生展開化學實驗時，面對污染性、腐蝕性或毒性較強的化學試劑，應思考是否能夠用不同的化學試劑去替代或優化以達到降低污染或腐蝕的目的，既不影響學生學習效果，又能達到保護環境的目的.例如，在高中化學實驗中經常會用到硫酸這一物質，硫酸的污染性和腐蝕性都非常強，在實驗過程中，教師可以用一種與硫酸有著相同效果但卻綠色無害的試劑去替代，有效踐行綠色化學理念.例如，在乙烯化學實驗中，教師可以用氧化鋁取代硫酸，這樣既不會影響化學實驗結果，還能大幅度降低化學實驗對環境的污染.在實驗開展過程中，教師要明確告知學生氧化鋁取代硫酸的目的，讓學生知道，之所以用氧化鋁進行實驗，是為了減少污染，既不影響學習，又能實現對環境的保護.在這種教學理念和環境的影響下，學生的環保意識會越來越強，成為綠色化學的踐行者和保護環境的帶頭人.

綜上所述，在高中化學實驗教學中有效應用綠色化學，不僅可以強化學生對化學知識的認知與理解，還能培養學生的節能意識、環保意識，此外，這也是踐行可持續發展戰略的重要途徑.化學教師應當予以重視，在實驗過程中嚴格控制化學試劑使用量、采取小組合作探究學習法、利用多媒體技術展開教學、替代或優化化學實驗試劑與裝置，以此減少資源浪費和環境污染、增強學生的環保意識，為人與自然和諧相處打好牢固基礎.

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[責任編輯：季春陽]