高中化學實驗教學中綠色化學理念的踐行分析

劉建斌

(甘肅省臨夏市積石山縣民族中學 731799)

1 更新實驗理念，理解踐行綠色化學理念的價值

筆者認為踐行綠色化學理念主要有如下幾方面價值：

一是綠色發展理念的踐行需要落到實處.綠色發展理念不能僅停留于文字的宣傳或者人們的理想之中，更需要在日常學習、生活和工作的點滴中進行實踐，作為高中化學教師，亦需要將這種理念踐行于自身的化學教學尤其是實驗教學過程之中，這是因為，在教學過程中積極地進行綠色化學實驗，一方面有助于高中生意識到環境及資源保護的迫切性，同時也能夠提高其相關的化學學科素養，如“科學態度與社會責任”素養中指出的應“具有節約資源、保護環境的可持續發展意識”等，更重要的是能夠啟示學生在當前的學習生活中利用所掌握的各種化學實驗技巧減少或避免不必要污染的產生，即“形成簡約適度、綠色低碳的生活方式”，如磷元素因其特性會很容易引起諸如赤潮和水藻猛長等水體富營養化的各種現象，對水體和環境產生嚴重的破壞，考慮到這一情況，應倡導家人和周圍的朋友在平時的生活中選用洗衣粉、廚房用洗潔精等各種洗滌劑時，盡可能選擇低磷或者無磷的產品，取而代之以含酶的洗滌產品.當然從長遠的角度而言，在日常教學中踐行綠色化學理念，更有助于高中生在今后從事與化學相關的工作時，秉持綠色化學的理念，為國家或社會的綠色發展做出自己應有的努力，如當前市場是以加酶洗滌劑逐步取代曾經的加磷洗滌劑就是一種踐行綠色化學理念的極好例證.

二是符合新課程改革對化學實驗的要求，如《普通高中化學課標標準(2017年版)》中就指出，應讓學生“樹立安全意識和環保意識”“樹立‘綠色化學’的觀念，形成資源全面節約、物能循環利用的意識”等，高中化學各項教學活動應以新課標理念為指引，及時更新化學教學理念、調整日常教學方式、靈活選擇教學內容，努力實現包括綠色化學理念在內的各種化學新課標要求.

三是社會發展及環境保護需要綠色化學.綠水青山才是金山銀山，過往的經濟發展過程中，由于人類不注意與自然的和諧相處，給人們生活的自然環境造成了很多嚴重的破壞，而其中許多污染現象的存在都與化學有著千絲萬縷的聯系，如因汽車尾氣、工業廢氣、燃料燃燒和核爆炸等人為因素產生諸如一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、氯化氫、硫化氫以及各種酸性氣體而造成的大氣污染、水體和土壤污染、酸雨、海洋污染等，而要解決這些問題也離不開化學知識的支持，如近年來對以太陽能、氫能等為代表的各種新能源的積極研究、開發和利用就是一種值得肯定的工作，作為高中生應該盡早地樹立綠色化學理念，并發揮自身的聰明才智更好地從事與綠色化學或環境保護相關的研究或工作，努力呵護綠色的星球.

2 慎重選擇藥品，盡可能進行無毒化實驗

不可否認的是，眾多化學活動的開展和化學實驗的進行，都會產生一定的污染物.如鹽酸和NaOH溶液的反應、鋁和酸堿溶液的反應、焰色反應、CH4的取代反應等實驗中都有具有強烈的刺鼻氣味和較高腐蝕性污染物鹽酸的存在，Cl2作為一種強烈刺激性氣味的劇毒氣體，在氯水的漂白作用、Na和Cl2的反應、CH4的取代反應等實驗中也存在，再如具有強堿性、腐蝕性極強的NaOH也在眾多的化學實驗中出現，除了上文提及的鹽酸和NaOH溶液的反應之外，在鈉和水的反應、Al(OH)3和酸、堿溶液的反應以及Fe(OH)3和Fe(OH)2的生成等實驗中NaOH也扮演著重要的角色，除了上述污染物外，例如稀H2SO4、KMnO4、稀HNO3等污染物也都廣泛存在于高中化學實驗之中.為此，筆者建議在設計和進行一些化學原理性實驗時，教師可嘗試進行一定程度的無毒化實驗來幫助學生觀察和理解化學原理，如在利用氨易溶于水的性質進行噴泉實驗的演示時，作為無色有刺激性惡臭氣味的氨，其泄露可導致中毒，并且對眼、肺部粘膜、或皮膚有刺激性，甚至還有化學冷灼傷危險存在，因此在進行本實驗時，可借鑒如下方式，即用封口的塑料瓶替代原實驗中的燒杯，然后用增大塑料瓶內氣體壓強或減少燒瓶內壓強的方式形成噴泉效果，成本較低，也讓學生認識和觀察了噴泉實驗應有的效果，在此過程中也很好地踐行了綠色化學的理念.

3 適當減少藥品用料，盡力減少實驗中污染物的產生和排放

當然并非所有的實驗都能采用上文提及的辦法，在進行絕大多數高中化學實驗時，依然需要使用一定量的藥品，不過在不影響實驗效果和學生觀察的情況下，如在面對化學教材中沒有明確規定藥品用量，或者對藥品或試劑用量規定較為模糊的實驗時，筆者建議高中化學教師可經過嘗試摸索，適當地減少藥品的用量，以盡可能減少實驗過程中污染物的產生與排放，尤其是實驗中需要使用某些易燃、腐蝕性強或者有毒的試劑時，如果為了順利實現目的又不得不使用時適當地減少藥品用量不失為一種很好的選擇，且這種選擇尤其比較適用于本地區由于受經費等因素影響化學藥品等普遍不足的狀況.如在進行離子檢驗實驗時，溶液濃度保持在0.1%即可，而在使用試管時，藥品或試劑的取量更易較為直觀地得到體現，如對于固體類的藥品，一般情況下以試管底部蓋滿即可.除此外，教師也可嘗試微型實驗的方式進行部分化學實驗，其中儀器的選擇至關重要，如井穴板、W管、多用滴管等都是進行微型化實驗必要的儀器，當然師生也可以嘗試自制一些微型的儀器，當然，囿于微型實驗本身的不足，如實驗現象的不明顯、不宜于學生基本操作能力的培養等，因此，其還需要與常規性的實驗或者是借助信息網絡演示等方式進行良好地配合使用.

4 借用信息網絡技術，輔助演示部分實驗

信息化時代的高中化學實驗教學需要積極地利用信息網絡技術，其也是踐行綠色化學理念的重要途徑之一，不過需要化學教師首先明確的是信息技術在實驗教學中的使用應界定為輔助，而不是取代演示實驗，甚至將各種實驗淪落為“看實驗”，這不僅無益于化學實驗教學培養學生的動手實踐能力，也會弱化化學學科以實驗為基礎的學科屬性，畢竟即使借助于信息網絡技術，學生雖然可以較為直觀地觀察化學實驗現象，但這一過程中缺少了學生的直接參與，無法真正地在動手過程中親身地感受化學實驗，且由于沒有這種親自的參與，也很難真正地發現學生在實驗過程中可能存在的各種問題，這不僅會影響學生化學學習的興趣，更重要的是不利于學生在今后真正地開展化學工作.當然，面對如下的一些情況，筆者建議各位化學教師可適當地借助于信息網絡技術：

一是在演示部分危險系數高或者對環境污染比較嚴重或對師生有可能造成傷害的化學實驗時，可運用信息網絡技術予以輔助.如生成氯化氫氣體的氯氣與氫氣反應實驗若操作不當就易發生爆炸的危險；再如硫燃燒實驗中產生的二氧化硫不僅具有強烈的刺激性氣味，更由于其能夠很容易溶解于各種黏性液體和人體的血液之中，因此若發生泄露，還會強烈的刺激師生的呼吸道粘膜及眼睛，若操作不當而大量吸入，甚至有可能引起喉水腫、肺水腫以至于出現窒息的狀況，考慮到安全因素，建議化學教師應慎重地選擇是否進行此類實驗，一般情況下都不會真正地去演示此類實驗，但由于教學內容的需要，如為了能夠驗證二氧化硫的性質，化學教師則可以采用利用信息網絡技術嘗試以虛擬形式給學生進行演示.

二是如上文提及的本地區由于經費等因素制約，某些化學實驗不具備演示的條件，在這種情況下，教師也可運用信息網絡技術彌補由此造成的缺憾.如噴泉實驗中不僅需要消耗足量的氨，更重要的是還需要考慮氣密性，否則就極容易造成實驗的失敗，對此類既需要耗費大量化學藥品且實驗成功率又極低的化學實驗，積極地利用各種化學實驗室軟件進行虛擬演示就有很大的必要.

三是教師需要提高學習能力，積極地利用某些仿真或虛擬類的化學實驗室軟件輔助化學實驗教學.如根據筆者的教學觀察發現，絕大多數本地區高中化學教師都很清楚化學實驗操作過程中可能出現的各種危險，也會有意識地在實際操作過程中盡可能規避此類實驗，但由于不熟悉化學實驗的虛擬軟件使用，對此類實驗的處理往往是由學生直接背誦記憶教材中對于步驟和現象的描述，當然也有部分教師會選擇以視頻播放形式讓學生對實驗情況有所觀察，但采用信息軟件進行化學虛擬實驗的則少之又少.為此，教師應該積極通過網絡等途徑下載并學習此類軟件的操作，學校或化學學科組層面也有必要進行必要的培訓以提升教師在該方面的能力和素養.

5 增強環保安全意識，注重末端處理

綠色化學理念的踐行不僅需要貫穿于實驗前的設計選擇和實驗過程中的妥善處理，還應滲透于實驗結束后的末端處理，即對實驗過程中產生的各種廢氣、廢水、固體廢棄物的處理，比較遺憾的是，這一點很多教師在化學實驗中并不重視，在三廢的處理上往往選擇或用水清洗或直接丟棄在垃圾桶中，這都對環境造成了很大的污染，為此筆者建議對于廢水廢氣的處理可利用化學實驗原理及方法盡可能將之轉化為無毒物，或進行一定的吸附或稀釋處理減少污染，對于固體廢棄物則盡可能留備后用，且在此過程中，教師的示范和引導作用必不可少，應逐漸培養和增強學生的環保安全意識.如在酸堿廢液處理方面，為了能夠實現后期的酸堿中和用水稀釋達標后進行排放的效果，教師就應該啟示學生在做此類實驗時首先將此類廢液以酸堿性質進行分類處理并注明，在實驗結束后查明兩種廢液能夠混合反應的情況下，再進行后續的處理工作.

總之，綠色化學理念在高中化學中的踐行需要落實于實驗教學的各個環節，以盡可能節約資源、減少化學實驗帶來的環境污染影響，實現高質量的化學實驗教學.