綠色化學理念下高中化學教學探討

黃東

【摘 要】本文以“酸雨防治”教學為例，論述綠色化學理念下高中化學教學設計與實踐，從教材和學情分析、目標與過程設計、預設與生成反思等三個層面進行闡述，以強化學生的環保意識，培養學生的化學核心素養。

【關鍵詞】“酸雨防治” 綠色化學 高中化學

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）22-0096-03

十九大報告中“綠水青山就是金山銀山”綠色發展理念的提出，使得環境保護課題備受關注。環境與經濟發展密切相關，是促進人類可持續發展的重要支撐。作為與環境保護密切相關的化學學科，在環境保護的研究上更應首當其沖，由此提出綠色化學理念。所謂綠色化學，指整個化學反應過程所產生的物質均是自然界原有的或者能被自然界分解吸收，無毒、無公害的化學工程。其倡導用化學的技術和方法減少或停止那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產物、副產物等的生產和使用。本文以“酸雨防治”教學為例，探討綠色化學理念下的高中化學教學實踐。

一、教材和學情分析，尋找“綠色化學”與教材的契合點

在教學中，只有教材、教師、學生三者相輔相成，才能構建高效課堂。教師在開展教學前應深入分析教材內容和學生的學情。

（一）教材分析，貼近課標

《普通高中化學課程標準（2017年版）》中提出，要認識環境保護和資源合理開發的重要性，具有綠色化學觀念和可持續發展意識，能夠深刻地理解化學、技術、社會和環境之間的相互關系。據此，人教版、魯教版、蘇教版三個版本的教材都在高一階段對此進行重點學習和探究。其中，人教版普通高中化學必修二中的《環境保護與綠色化學》這一節內容，重點對前面所學的Cl2、NH3、SO2及氮氧化物相關知識與實驗進行綜合討論，對有毒氣體制備中的尾氣治理進行探究，重點分析酸雨形成的原因及其危害，闡述學習、生活、生產中遵循綠色化學理念的原則，引導學生利用所學知識解決實驗、生活、工業中的實際問題，培養學生綠色化學的意識與能力。

（二）學情分析，貼近課堂

符合學生認知規律的課堂教學，才能激發學生的內在潛力。在學習“酸雨防治”之前，學生已經學習了二氧化硫的制備與性質、氮氧化物、酸雨的形成過程等知識，對二氧化硫的毒性及其對環境的影響也有所了解，并對生活中的“空氣質量日報”進行了研究性的學習，逐步形成了一定的環保意識，認識到社會可持續發展的重要性。但是，學生對“綠色化學”本質的認識和理解比較模糊，對教材中的重大環境污染事件只是停留在情感上的譴責和聲討，并沒有將所學化學知識融入其中，以至于達不到培養學生社會態度與社會責任核心素養的教學目的。

二、目標與過程設計，探索“綠色化學”教學的著力點

教與學的和諧統一，是課堂教學的應然追求。基于綠色化學理念，以“酸雨防治”教學為例進行教學設計與實踐，形成五個環節的教學，下面節選其中部分進行探討。

（一）環節一：網查資料，小組匯報

為學生提供關鍵詞：減量、重復使用、回收、再生、拒用，即綠色化學的“5R”原則。

設計意圖：課前匯報，培養學生的自主學習能力，讓學生從多角度閱讀相關綠色化學的資料，使學生對綠色化學有一個初步的認識。

（二）環節二：創設情境，引入新課

讓學生觀看真實數據，查看本市近年來酸雨情況的調查分析圖，發現與“綠水青山”的距離，進而利用問題引導學生思考。

問題引導：酸雨的界定是什么？大家思考一下，還有哪些環境污染的情況、哪些指標與環境有關？

設計意圖：通過真實的情境，讓學生看到自己生存環境的狀況，使學生內心產生想要治理環境的想法，進而調動學生的學習興趣，激發學生的社會責任感。

（三）環節三：角色扮演，模擬招標

本市政府要對酸雨環境進行整改，每個學生都要以“主人翁”的身份來參加本市酸雨環境的整改“招標”。教師根據“互補”原則將學生進行分組，要求每個小組扮演環保局或環境保護研究所等身份參加“招標”，每個小組根據相應的任務進行探究，并派出代表上講臺展示進行“竟標”。

任務一：向市民解釋燃煤、燃放煙花爆竹對環境的影響，可以結合化學方程式解釋酸雨的危害及形成原因。

任務二：對身邊環境中酸雨危害過的建筑、物品進行調查，收集最近一段時間的雨水，設計實驗證明酸雨的成分，并為大家介紹酸雨的危害。

設計意圖：以生為本，通過角色扮演，讓學生獲得積極的情感體驗，課堂氛圍更加熱烈。學生在完成任務的過程中，需要積極查閱有關酸雨的資料，反復琢磨、修改、整合方案，從而學會利用實驗分析生活中的簡單問題，端正了學習態度，建立了社會責任感，提高了自身的化學素養。

（四）環節四：設計實驗，分析驗證

減少工業生產對環境的影響，落實綠色化學的核心，探討實驗室、工業生產中如何防治酸雨、減少二氧化硫的排放。

討論主題1：銅與濃硫酸反應的實驗中，如何減少二氧化硫的排放量？

教材實驗展示：讓學生從減少二氧化硫排放量的角度分析實驗（如圖1）。

學生甲：該反應沒有對二氧化硫進行尾氣處理，應該利用堿液進行尾氣處理。對此，我們小組對實驗進行了改進（如圖2）。

學生乙：該實驗在完成后，銅和濃硫酸仍然在反應，并沒有停止，造成資源的浪費。對此，我們小組對實驗進行了改進（如圖3）。

小組成果展示。

討論主題2：工業生產中，如何減少二氧化硫的排放量？為學生展示某地區工廠的分布圖，讓學生進行觀察和分析，并給出整改措施、工廠選址原則。

學生甲：工廠的選址應該遠離水源或者在流水的下游。

學生乙：工廠選址應考慮迎風地區是否有城鎮和居民區。

學生丙：化工廠必須進行污水處理和廢氣處理，污水經過處理合格后才能排放。

學生丁：應該盡可能地避免大量二氧化硫排放的工廠集中在一起。

設計意圖：通過對二氧化硫相關實驗的分析，學生對裝置進行了綠色化的改進，掌握了從源頭和排放兩方面減少二氧化硫排放的方法;通過對有關二氧化硫工廠選址的討論，學生領悟到生產、生活和諧發展的重要性，積極利用化學知識為工廠選址獻計獻策。兩方面的學習，使學生親身感受到化學發展對國家經濟發展的貢獻，領悟到化學學科的價值，建立了投身化學、造福人類的愿景。

（五）環節五：自主建構，綠色理念

問題引導：（1）為什么要實行“汽車限行”？為什么要倡導“綠色出行”？為什么要對煙花爆竹的燃放進行限制？（2）如何踐行綠色化學理念？如何從我做起保護環境？

討論主題：我綠色美好的一天。

學生甲：早晨，我不再讓爸爸開車送我上學，從今天起，我要坐公交車上學。

學生乙：從今天起我要騎自行車上學。

學生丁：除夕夜，不再燃放煙花爆竹了。

……

在學生的熱烈討論和教師的指導下，師生共同整合了5R原則（如圖4），掌握了綠色化學的根本做法：發展清潔能源，調整能源結構，從源頭消除污染。

設計意圖：問題引導，激發學生討論，讓學生領悟綠色化學的美好愿景，并提出踐行綠色化學理念的方法和做法，使學生從內心認同綠色化學理念，為我國將來綠色大發展奠定基礎。

三、預設與生成反思，歸納“綠色化學”教學的關鍵點

本節課的重難點是如何將抽象的理念與日常實際相結合，讓學生習得理論知識并將其應用到實際問題的解決中，使其在今后的學習與工作中發揮作用。結合本節課的設計、實踐和完善，總結出以下三個關鍵點。

（一）創設真實情境

真實情境能夠從根本上消除學生的心中質疑。一是環境保護、社會責任素養的滲透講究“眼見為實”，要讓學生通過真實的情境來觀察人類生存的環境，在親身體驗中探討“酸雨防治”“綠色出行”等與生活、生產息息相關的實際問題，從根本上幫助學生樹立“綠色化學”的觀念。二是在化學課堂外引導學生利用手機記錄“我綠色美好的一天”，從真實的生存環境中尋找綠色化學的相關素材，使學生真正領悟環境保護的重要性，培養學生的社會責任感和環境保護意識。

（二）積極的科學探究

感性只是初步認識，探究才能促進學生的深層思考。在實驗設計環節，一定要給學生提供一個言論自由、尊重個性的寬松課堂，鼓勵學生大膽對實驗進行自主改進，指導學生掌握綠色化學的實驗方法，切實將環境保護落到實處。化學學習中的科學探究，能夠培養學生觀察、閱讀、交流、辨析和歸納演繹等能力，促使學生形成在遇到問題時積極尋求解決方法的態度，有效促進學生“變化觀念”“宏觀辨識和微觀探析”等觀念的建立，培養學生創新意識、科學精神等素養。

（三）遵循學生為本

十年樹木，百年樹人。教育的根本就是人的教育，課堂以學生發展為主是教育永恒不變的主題。在課堂教學中，教師要遵循學生為本的原則，尊重學生的個性發揮，鼓勵學生討論、協作和探究，進而使學生的思考過程外顯。需要注意的是，教師要積極發揮自身在課堂中的引導、組織等作用，靈活對課堂生成進行調控，既不可忽視課堂的意外生成，又不能被學生不全面的觀點帶偏，要能夠對學生的觀點進行提取、整合，進而對學生做出正確的引導，利用學生的生成、教師的引導將課堂推向更深的層次，將學生的思維扎根在課堂之上，切實促進學生知識的掌握、能力的提升和素養的生成。

總而言之，綠色化學的核心是從源頭上減少乃至消除對環境的污染，實現原子利用率的最大化。基于綠色化學理念的高中化學教學，要先分析教材和學情，再確定教學目標、設計教學過程，最后對教學預設與生成進行反思，從而將綠色化學理念有效滲透在教學中，以順應我國倡導的可持續發展戰略需求，確保化學實驗的安全、可靠，有效強化學生的環保意識，培養學生的化學核心素養。

【參考文獻】

[1]史建軍.綠色化學理念在高中化學實驗教學中的滲透[J].中學化學教學參考，2018（20）.

[2]曾中文.“綠色化學理念”在高中化學教學中的滲透[J].中學化學，2015（3）.

【作者簡介】黃 東（1982— ），男，漢族，廣西博白人，大學本科學歷，高級教師，研究方向為中學化學教育。

（責編 羅汝君）