綠色化學理念下高中化學實驗教學分析

摘 要：本文針對綠色化學理念下高中化學實驗教學問題展開探討，從“綠色化學”概念、原則等方面入手，明確綠色化學理念下，高中化學實驗教學過程中的不足之處，如綠色化學意識薄弱、實驗組織設計粗放等，并有針對性地提出了落實綠色化學理念的實驗教學對策。根據研究結果可知，通過教師樹立綠色化學觀念、科學進行實驗組織設計、應用多媒體等方式，能夠在高中化學實驗教學中有效落實綠色化學理念。

關鍵詞：綠色化學；高中化學；實驗教學

化學實驗教學作為高中教育體系中的重要部分，在實際教學過程中，可能會存在影響甚至是損害環境的情況。在新時期背景下，綠色環保觀念逐漸深入人心，綠色化學理念也應運而生。將綠色化學理念融入高中化學實驗教學當中，不僅能夠引導學生建立科學環保意識，而且還有助于培養學生的學科素養，提高實驗教學的安全性。因此，加強對綠色化學理念下高中化學實驗教學的研究和分析是十分有必要的。

一、綠色化學概述

“綠色化學”，顧名思義，就是以綠色環保意識為指導，通過科學合理的設計，在保障其技術、經濟可行性的基礎上，盡可能減少甚至消除對環境以及人體的影響。該理念的主要特點在于從源頭上入手，避免出現污染情況。

綠色化學原則包括以下幾個方面：第一，提前防止有害廢物產生，而非產生廢物后進行處理；第二，盡量減少化學反應過程中，所使用的物質以及合成物質對人類和環境的影響和毒害；第三，盡可能減少使用輔助性物質，在必要情況下，優選無毒物質；第四，反應設計過程中，應盡量減少能量、資源消耗，充分考慮環境以及經濟的承受能力；第五，選用可再生原材料；第六，反應設計應盡可能減少衍生部分；第七，與提高反應物配比方式相比，應盡量選用催化劑；第八，反應后相關物質應不滯留在環境當中，能夠降解為無毒無害物質；第九，反應設計應盡可能減少潛在危害、危險，例如：火災、爆炸、有毒氣體釋放等[1]。

二、綠色化學理念下高中化學實驗教學過程中存在的問題

（一）綠色化學意識薄弱

綠色化學理念對化學實驗教學有著重要的指導作用，通常會在實際實驗教學過程中滲透或者體現出來。但就當前高中化學實驗教學實際情況來看，部分化學教師缺乏綠色化學意識，實際教學過程中，將更多注意力和精力放置在備課、課程設計，以及實驗材料使用等方面，缺乏綠色化學方面的教育和指導，雖然強調實驗的安全性，但是在綠色環保方面的引導相對欠缺，這也使得綠色化學實驗教學效果難以得到有效保障。

（二）實驗組織設計粗放

高中化學課程內容繁多，實驗教學過程中，教師更加強調對學生基礎知識方面的傳授，實驗組織設計相對粗放，并未體現出綠色環保理念。在進行實驗內容安排時，以教師演示實驗為主，此類實驗多具有較強的驗證性，學生難以通過自身實際操作進行探索和思考，而且此類實驗中可能會產生有毒、有害物質，對身體健康以及環境都會產生一定威脅，而且在學生必做實驗和選做實驗當中也有部分實驗會產生污染物。此外，雖然當前教材中的化學實驗是經過無數次驗證和篩選后確定的，但仍然無法避免部分實驗裝置、操作存在問題，或者更多地重視實驗過程，并未考量到實驗尾氣的處理以及污染影響問題。

（三）并未聯系生活實際

綠色化學理念下的實驗教學，更加強調實驗的可持續發展性、科學性、綠色性、安全性、可行性以及簡約性，重視對學生綠色環保理念以及學科素養的培養，意在幫助學生建立正確的化學實驗觀念和綠色環保理念，共建美好家園。在現代化教育背景下，高中化學知識與實際生活之間聯系密切，重在培養學生利用化學知識解決實際生活問題的能力。因此，在綠色化學理念下，展開實驗教學的過程中，應加強實驗與生活實際之間的聯系，但在實際教學的過程中，化學教師多按部就班組織實驗，并未對實驗教學進行合理設計，導致實驗教學與生活之間缺乏有效關聯，教學效果無法保障，綠色化學理念的價值和作用也不能夠得到良好體現[2]。

（四）多媒體實驗教學少

隨著信息技術手段的發展，多媒體逐漸成為高中教學過程中的重要輔助手段，在高中化學課堂當中得到了廣泛應用，但其在實驗教學當中的應用相對較少。在實際進行實驗的過程中，難以避免可能會出現污染環境或者有輕微毒害物質產生的情況，而多媒體輔助教學能夠有效解決此類問題，但目前多媒體主要被用于理論知識講解方面，并未在實驗教學當中得到充分應用。

三、高中化學實驗教學中落實綠色化學理念的有效對策

（一）強化提升綠色化學觀念

為落實綠色化學理念，優化高中化學實驗教學，需要教師改變傳統教學模式。一方面，在實際進行實驗設計的過程中，教師應充分結合綠色化學理念，根據實驗原理，合理進行實驗材料、裝置的選擇，科學設計實驗方式和方案，盡可能減少有毒、有害物質以及污染物的應用和產生，必要情況下做好相應保護措施，從節約資源、減少危害影響的原則出發，合理進行實驗教學的組織設計。另一方面，在展開實驗教學的過程中，積極滲透綠色化學思想，并通過實驗，不斷強化學生的環保意識，幫助學生形成綠色化學觀念，著重培養學生的綜合素質和學科素養。例如：在展開實驗教學的過程中，與學生共同探討“綠色”內涵，及其在實驗當中的體現，切實將綠色化學理念融入實驗教學當中。

（二）科學展開實驗組織設計

1.使用無毒無害材料

高中化學內容難度較高、內容廣泛，這也意味著實驗的復雜程度也相對較高，所使用的原材料種類繁雜，其中不乏一些可能會對人體以及環境造成危害的材料。因此，在實際展開實驗教學的過程中，為確保實驗過程安全、環保，突出體現綠色化學理念，教師在選擇實驗材料的過程中，應盡量避免使用有毒、有害的材料，優選無毒無害綠色環保材料進行實驗。與此同時，進行實驗教學的過程中，也應適當滲透綠色化學理念，幫助學生認識到綠色化學的重要性以及必要性。

例如：在萃取實驗當中，經常會用到四氯化碳，該物質不僅具有易揮發特性，而且在參與化學反應的過程中，會產生刺激性氣味，對環境以及人體健康都有著不利影響，從綠色化學理念角度入手，進行實驗設計的過程中，為避免不良情況的出現，教師可以選用二氯甲烷取代四氯化碳展開部分萃取實驗，以此保障實驗的環保性、安全性，同時也能夠幫助學生多角度、深入了解萃取相關知識[3]。

2.規定定性材料用量

結合當前高中實驗教學實際情況發現，大多定性化學實驗都缺少明確具體的標準，存在適量、適度等模糊詞匯，這樣設置教材的主要目的在于提高學生的探索能力和動手能力，但同時也會使得學生無法明確化學材料實際用量，導致實際進行實驗教學的過程中，經常出現材料用量過度等情況，不符合綠色化學理念，造成了成本、資源的不必要浪費，甚至還可能會出現環境污染等不良情況。對此，為落實綠色化學理念，教師應結合實驗原理、教學目的，對定性材料用量進行明確規范，以此實現對實驗教學的有效指導，引導學生在合理的材料用量范圍內，展開實驗探索，達到降低材料浪費、減少環境污染等不良情況的目的。

3.采用微型化學儀器

使用微型化學儀器是當前綠色化學理念下高中化學實驗教學的重要手段，微型化學儀器的使用不僅能夠有效提高實驗過程的安全性，同時也能夠減少化學材料的不必要浪費，實現對材料用量的合理控制。對此，教師可結合實驗原理以及教學目標，在具有可行性的實驗當中選用微型滴管、試管等微型化學儀器，以此限制學生化學材料用量，同時還能夠實現對化學反應程度的有效控制，降低反應過程中安全風險出現的概率，此外，微型化學儀器的使用，還能夠減少有害物質的產量，降低對環境以及人體的危害和影響，是實驗當中落實綠色化學理念的有效措施。

例如：在制備乙烯的實驗教學當中，教師可以根據教材要求進行實驗設計，并將實驗過程中使用的儀器更換為微型試管、滴管等，以此控制化學試劑的取用量，既能夠保障實驗的安全性，同時也能夠減少材料浪費情況的出現，滿足學生進行多次實驗的需求，幫助學生加深對實驗內容、原理的理解，培養學生動手實驗能力、探究思考能力。

4.設計組合實驗活動

組合實驗活動顧名思義就是將多個化學實驗安排在一起，即將上一個實驗的產物用于下一個實驗當中，以此不僅能夠實現對化學材料和資源的高效利用，減少材料浪費情況，還能夠實現對化學廢物的有效處置，降低實驗過程中污染物的產生量，切實落實綠色化學理念。

例如：可進行連續氧化還原反應實驗的設計，結合實際化學反應原理，將碳、硫、氮等多種元素的氧化還原反應實驗進行組合設計，指導學生連續、反復進行氧化還原反應實驗，以此幫助學生更好地了解氧化還原反應的原理和表現，不僅能夠實現實驗材料的反復利用，減少資源浪費情況，還能夠滿足學生多次實驗、觀察的需求，激發學習樂趣，同時也是體現綠色化學理念的有效途徑和方式。教師還可以將生成強酸的化學反應與中和反應進行組合設計，在完成實驗后，引導學生將堿性溶液加入強酸溶液當中進行中和處理，并檢測溶液的pH值，待達到中性后，方可進行廢液排放處理，以此既能夠減少酸性溶液隨意排放造成的腐蝕影響，避免對水源的污染，又能實現對學生綠色化學意識的培養[4]。

5.優化實驗內容方法

為減少化學實驗過程中產生的有毒有害污染物，降低有害物質對人體和環境的影響，在實際展開實驗組織設計的過程中，教師應結合實驗反應原理以及實驗的可行性，合理對實驗內容以及相應操作方法進行優化調整，進而達到節約實驗材料、減少污染影響以及人體危害等方面的效果。

例如：在進行二氧化硫性質分析實驗時，傳統實驗教學過程中，通常會使用濃硫酸以及亞硫酸鈉固體進行反應，生成二氧化硫，但在反應過程中，生成的二氧化硫存在泄漏風險，會對環境造成不良影響。對此，在實際進行實驗設計的過程中，教師可對二氧化硫生成實驗進行優化，通過硫黃在氧氣中燃燒的方式，進行二氧化硫的制備，以此實現二氧化硫氣體產生量的有效控制，避免生成過量污染物氣體，落實綠色化學理念，同時還能夠幫助學生更加直觀地理解硫單質燃燒知識。此外，為幫助學生樹立綠色化學理念，還可以在二氧化硫氣體空間中放入綠色植物，引導學生觀察二氧化硫危害，深刻了解二氧化硫的性質。

（三）加強與生活實際的聯系

隨著現代教育事業的發展，高中化學教學更加強調對學生綜合素質能力的培養，重視引導學生建立利用化學知識解決實際生活問題的意識。而化學本身作為實用性科學，與實際生活之間也有著密切的聯系，二者相輔相成。此外，綠色化學理念的建立也是基于當前可持續發展背景下而形成的，強調化學反應過程的綠色環保價值，重在培養學生的環保節約意識。因此，在實際展開實驗教學的過程中，教師也應積極將化學實驗與實際生活進行有機融合，以此幫助學生增強綠色化學意識以及樹立正確的環保觀念。

例如：在學習電解池原理的過程中，教師可同步向學生介紹廢舊電池相關知識以及危害影響，并將電池作為材料進行實驗設計，帶領學生認識廢舊電池對環境的危害，以此增強學生的環保意識，幫助其形成良好的行為習慣。

（四）合理應用多媒體進行教學

高中化學實驗教學多以教師演示的方式展開，穿插部分學生實驗活動，但在實際實驗教學的過程中，由于高中化學知識復雜程度較高，實驗涉及的材料較多，難以避免部分實驗可能會出現污染物質，使用有毒有害材料的情況，給教師、學生的身體健康以及環境帶來不良影響。對此，教師可合理應用多媒體設備，展開實驗教學，多媒體不僅能夠實現圖文結合，還可以進行實驗演示，具有生動、形象的特點，符合綠色化學理念要求。如制取氯化氫實驗中，教師可播放多媒體課件，展示模擬實驗操作流程，以及反應效果，以此在確保實驗體驗的同時，保障實驗教學的安全性，避免環境污染問題[5]。

結束語

綠色化學理念下的高中化學實驗教學，強調培養學生的綠色環保意識，減少對有毒、有害物質的使用，降低有毒、有害以及污染物的生成量，保障實驗過程安全、環保。對此，教師應樹立自身綠色化學理念，將綠色環保意識滲透到實際教學過程中，加強對實驗教學的組織設計，合理采用微型化學儀器等，同時還應積極聯系生活實際，適當應用多媒體設備進行輔助教學，以此全面落實綠色化學理念。

參考文獻

[1]牛麗麗，張麗，王培，等.改進型綜合化學實驗設計：聚苯胺導電水凝膠的制備與表征[J].高分子通報，2022（9）：74-80.

[2]董泓君.綠色化學教育理念在高中化學實驗教學中的滲透分析[J].科學咨詢（教育科研），2020（6）：238.

[3]張景偉，申燕.學科核心素養視域下高中化學教材的新變化及教學啟示：以“化學與可持續發展”為例[J].化學教育（中英文），2022，43（11）：21-26.

[4]馬丹妮，楊麗瓊，王宇飛.淺談高中化學教學中融入綠色化學教育理念的實施舉措[J].山東化工，2021，50（17）：220-221.

[5]陳歷丹，何海權，郭小琪，等.新課標背景下加強高中化學實驗教學改革的探究[J].廣東化工，2021，48（6）：188，172.