基于綠色化學思想理念下高中化學實驗教學研究

摘 要：文章基于綠色化學思想內涵，分析了綠色化學實驗教學開展的重要性，并結合實驗教學實踐，分析了綠色化學思想下的實驗教學路徑，旨在提升高中化學實驗教學有效性，并促使學生在綠色實驗學習中形成一定的學科素養.

關鍵詞：綠色化學；實驗教學；核心素養；高中化學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）12-0107-03

收稿日期：2023-01-25

作者簡介：曾祥清（1981.11-），男，福建省長汀人，本科，中學一級教師，從事高中化學教學研究.

基金項目：本文系龍巖市長汀縣2022年度課題“基于綠色化學融入化學實驗教學過程中的探究”階段性成果（課題編號202266）

1 綠色化學教育思想與化學實驗教學

1.1 綠色化學教育思想

伴隨著社會發展，環境污染日益加劇，資源消耗逐漸增加.在這一背景下，綠色化學教育理念應運而生.“綠色”主要是指無污染，是指不會破壞自然環境.“綠色化學”主要是指在化學教學、化學制作、化學生產的環節中，化學制品、化學實驗過程、化學試劑以及排放出來的廢物，不會對周圍的環境產生危害.因此，從這一角度上來說，綠色化學教育理念就是指在化學實驗操作學習的過程中，盡可能減少會對周圍環境產生污染的物質，并且在實驗的過程中，能夠對產生的廢物進行正確處理.

基于綠色化學教育理念的內涵，可從三個方面進行理解：第一，在學習的過程中，逐漸強化可持續發展意識，并在實際生活中進行踐行；第二，形成綠色化學的觀念，主要是在化學學習的過程中，了解化學對自然環境所帶來的污染現象，并掌握一定的治理措施；第三，科學發展觀，主要是依托化學知識學習，透過現象明確“人與自然和諧共處”的本質，厘清兩者相互依存的關系.

1.2 化學實驗教學中滲透綠色化學思想的重要性

第一，有助于促進知識理解.化學學科與實際生活、環境保護之間緊密相連.在開展化學實驗教學的過程中，選擇最佳切入點滲透綠色化學觀念，可帶領學生對相關的化學知識展開深入全面的分析，最終形成深刻的認知.例如，學生在完成實驗操作之后，常常會將剩余的化學試劑，或者實驗反應中產生的物質直接倒入水池中.此時在滲透綠色化學教育思想時，就可以針對化學試劑、化學實驗反應中的產物進行講解，帶領學生分析其成分，使得學生明白其中包含的化學成分會對生態環境產生的不良影響.如此，不僅達到了綠色環保教育的目的，也提升了學生的學習效果.

第二，有助于培養和發展學生的化學核心素養.在綠色化學教育理念下，學生在化學實驗學習的過程中，通過一些具體的事例，厘清了化學與環境的關系，也明確了對環境產生的危害和影響.而學生經過這一學習過程，也獲得了強烈的思想認知，真正落實了學科素養下的教學目標.

第三，有助于強化學生綠色環保意識.新時代背景下，綠色、環保、可持續發展已經成為當前社會發展的主流趨勢.學校在培養人才時，也應順應時代的潮流，強化學生的綠色環保意識.在具體的化學實驗教學中，通過綠色化學理念的滲透，可促使學生在學習的過程中，意識到化學與環境的關系，認識各種化學試劑、產物對社會產生的危害，使得學生在學習中明確環保的重要性.

2 綠色化學思想視域下高中化學實驗教學開展路徑研究

2.1 樹立綠色化學實驗教學觀念

在素質教育背景下，為了促進化學核心素養的落實，教師必須要更新自身的教學觀念，樹立綠色環保意識，關注化學實驗中可能產生的污染現象.在這一教學理念下，必須要圍繞化學實驗進行全面分析、深層次解讀，對化學實驗中常見的實驗材料、試劑、產生反應物質進行分析，并基于綠色化學理念，對其作出科學、合理的要求，促使學生在學習過程中逐漸形成科學、合理的實驗觀念；另一方面，在綠色化學實驗教學理念指導下，還應針對一些比較特殊的試劑進行專門化的講解，使得學生掌握這些特殊化學試劑的保存方法，以免試劑因保存不當導致環境污染.可以說，教師唯有樹立綠色化學實驗教育理念，才能將其踐行到實踐教學中.

2.2 尋求綠色環保的實驗材料

化學實驗的開展離不開實驗材料，且化學實驗中需要的材料非常廣泛.在這些化學實驗材料中，有的材料可反復多次使用，有些實驗材料則會在使用的過程中，釋放出對人體有害的物質.鑒于此，在貫徹綠色化學實驗教學理念的過程中，應關注化學實驗材料，對其進行科學合理的分析，基于存在污染危害的實驗材料來說，應積極尋找其他實驗材料進行替代，以便于學生在使用綠色環保實驗材料時，逐漸形成一定的環保意識.例如，在“氧化還原反應”的實驗教學中，主要是借助鎂粉在空氣中燃燒開展.但是在綠色化學實驗教學理念下，教師在開展實驗教學之前，就可引導學生結合初中所學知識思考“鎂粉在空氣中燃燒時會產生什么樣的現象？”學生在回憶思考中得知，鎂粉在空氣中燃燒雖然可以和空氣中的氧氣發生反應，但是還可以與空氣中的氮發生化學反應，產生氮化鎂；也可以與空氣中的二氧化碳發生化學反應，產生氧化鎂、單質碳；且在整個化學反應的過程中，還會出現白煙，而這些白煙則對空氣有害，必須要對其進行冷卻處理才可.在這一背景下，就可對化學實驗材料進行更換，借助鎂條進行代替.如此，不僅達到了同樣的實驗效果，也避免了化學實驗過程中出現過多的白煙，進一步降低了對環境的污染，真正實現了綠色化學實驗的目的.

2.3 控制化學實驗中的藥品劑量

在化學實驗教學中，不僅要科學控制實驗過程，還應科學選擇化學實驗藥品，對其具體的劑量進行科學的控制，在確?；瘜W實驗順利開展的同時，減少環境污染.另外，針對危害性極大的化學實驗藥品來說，應積極選擇替代品，或者借助多媒體信息技術開展模擬實驗，旨在降低環境污染現象.

2.4 基于信息技術構建模擬實驗

伴隨著信息技術的發展，虛擬模擬實驗已經逐漸走進教師的視野，并在課堂教學中得到了廣泛的應用.尤其是針對化學實驗教學來說，部分化學實驗過程中釋放的氣體、產生的物質等，都會對師生的身體、周圍的環境產生極強的污染現象.面對這一現狀，以往化學教師都是采用口頭講述的模式進行實驗教學，難以達到預期的效果.而在信息技術背景下，就可借助多媒體信息技術開展教學，在避免環境污染的同時，達到預期的實驗教學目標.例如，在“鐵及其化合物”中涉及了兩個化學實驗，即：鐵絲和稀硝酸、鐵粉和水蒸氣反應.這兩個化學實驗在進行反應時，需要具備特定的條件.同時，在鐵絲和稀硝酸化學反應中，需要在長滴管中放入一些螺旋狀的鐵絲，之后將稀硝酸吸進滴管中，并迅速塞緊塞子.但是在這一實驗過程中，會產生氮的氧化物，對周圍的環境產生嚴重的污染現象.鑒于此，在綠色化學實驗教學理念指導下，就可充分借助現代化信息技術，借助線上模擬的方式，將整個實驗過程呈現在學生面前.如此，可促使學生在線上學習的過程中，掌握基本的化學實驗原理，明確化學實驗過程.同時，虛擬實驗的開展，也避免了環境污染的現象，強化了學生的環保意識，使得學生在虛擬模擬實驗中，逐漸形成了更加深刻的認知；再比如，“氯及其化合物”中“鈉在氯氣中燃燒”實驗教學中，由于氯氣有毒，在實驗過程中極容易對學生的身體產生危害.鑒于此，就可借助虛擬實驗的模式開展教學，使得學生在不直接接觸中，通過觀察、分析、討論，建立實驗認知，達到了化學實驗教學目的.

2.5 科學處理化學實驗材料

在化學實驗的過程中，難免會產生一定的廢棄物質.這些廢棄物質中，部分存在一定的危害性，一旦進入到自然環境中，就會產生極強的污染，甚至會對人體產生影響.因此，在綠色化學理念下，必須要關注實驗之后產生的廢棄物，對其進行科學、合理的處理，使其變成無害廢料；另外，在綠色化學理念下，還應對化學實驗材料進行科學處理，避免出現化學實驗材料亂堆、亂放的現象.而學生也會在教師的潛移默化中，逐漸形成一定的環保意識.例如，在“金屬材料”教學中，在關于“鐵鹽氧化鋅”實驗教學中，需要將3 mL的氯化亞鐵溶液加入試管中，并將幾塊小的鋅片放入其中，對其稍微搖晃幾下，靜置一會兒，觀察其反應現象.學生在實驗觀察中就會發現，溶液顏色逐漸發生變化，逐漸成為無色，并且在反應中生成了黑色的單質鐵.但是在化學實驗完成之后，在試管中還殘留了一定的氯化亞鐵.在這種情況下，如果直接將其處理掉，就會對周圍的環境產生污染，唯有將其帶回實驗室中進行科學處理，才能避免這一現狀.在這一過程中，對化學實驗廢棄物經過科學處理，避免了對周圍環境產生的污染現象，也促使學生在學習的過程中，逐漸形成了科學處理化學實驗廢棄物的意識，強化了學生的綠色化學理念.

綜上所述，基于化學學科的特點，由于其與生態建設之間息息相關.在新課程標準下，綠色、環保已經成為高中化學教學的重要理念，也是提升學生學習效果的重要途徑.鑒于此，初中化學教師在設計實驗教學方案、組織實驗教學時，唯有突破傳統思想的牢籠，以“綠色化學教育”理念作為指導，優化實驗教學方案，并將其落實到每一個實驗教學環節中，使得學生在實驗學習過程中，逐漸形成強烈的環保意識、社會責任意識等，真正滿足學科素養下的人才培養目標.

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［責任編輯：季春陽］