基于新課程理念下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)與實(shí)施

陳瑩

摘 要：綠色化化學(xué)實(shí)驗(yàn)是最近幾年提出的新課程理念，在該理念的指導(dǎo)下，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)正逐步向老師引導(dǎo)，學(xué)生動(dòng)手操作學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，在此過(guò)程中提高學(xué)生對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性，并加強(qiáng)其對(duì)環(huán)境的保護(hù)和實(shí)驗(yàn)的綠色化，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展打好知識(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：新課程 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 綠色化 設(shè)計(jì)與實(shí)施

中圖分類號(hào)：G633 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0104-01

化學(xué)的起源于發(fā)展離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，大部分的理論與定理都是從實(shí)驗(yàn)中得到。然而現(xiàn)行的高中化學(xué)課本中的實(shí)驗(yàn)都偏向于簡(jiǎn)易裝置、操作簡(jiǎn)便、現(xiàn)象明顯，很少注重環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。例如，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有害氣體的后續(xù)處理方法、藥品的回收等等。這些有毒、有害物體會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境，嚴(yán)重違反了新課程理念下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)與實(shí)施的理念。因此，安全、有效地化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施是實(shí)現(xiàn)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)“綠色化”的必經(jīng)之路。

綠色化學(xué)是指沒(méi)有或者盡可能降低對(duì)環(huán)境的危害，并且能夠在實(shí)踐中切實(shí)可行的化學(xué)品過(guò)程。其目的是能夠充分利用無(wú)危害的原料，最大限度降低各個(gè)環(huán)節(jié)的污染，其具體體現(xiàn)在減量、循環(huán)使用、回收、再生及拒用等五方面。從此方面來(lái)看，綠色化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展具有積極性意義。該文從以下幾個(gè)方面來(lái)具體分析。

1 理念的轉(zhuǎn)變

（1）教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的教學(xué)方式老師對(duì)理論知識(shí)的講述，而這些枯燥的理論知識(shí)卻往往引起學(xué)生的反感，效果極差。同時(shí)忽略了學(xué)生的動(dòng)手操作能力以及學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí)。在新課程理念下，老師更應(yīng)該創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作、激發(fā)學(xué)生的積極主動(dòng)性或者與老師一起探究性學(xué)習(xí)。教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變從根本上引導(dǎo)學(xué)生從以被動(dòng)接受為主轉(zhuǎn)變成以自學(xué)為主。

（2）環(huán)境意識(shí)的轉(zhuǎn)變

眾所周知，化學(xué)實(shí)驗(yàn)極其容易產(chǎn)生有毒、有害的物質(zhì)。所以現(xiàn)有的教學(xué)模式盡量避免現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。但太抽象的理論知識(shí)很難被學(xué)生接受，更別說(shuō)是很好應(yīng)用。因此，在某些特定的理論知識(shí)教學(xué)中，不妨聯(lián)系日常生活中的具體例子，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)哪些物體間會(huì)發(fā)生有毒的化學(xué)反應(yīng)。從身邊的化學(xué)反應(yīng)入手，更能很好地運(yùn)用化學(xué)知識(shí)。同時(shí)老師應(yīng)將環(huán)保意識(shí)灌輸給學(xué)生，并提倡他們運(yùn)用到自己的生活當(dāng)中。

2 高中化學(xué)綠色化設(shè)計(jì)與實(shí)施

（1）原料的綠色化設(shè)計(jì)

過(guò)量的實(shí)驗(yàn)材料不僅僅造成資源浪費(fèi)，更多的有害物質(zhì)的生成會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。所以，在保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯觀察的前提下，盡量控制藥品于試劑的用量。從而達(dá)到“減少污染、節(jié)約材料”的目的。此外，也可根據(jù)實(shí)驗(yàn)本身的特點(diǎn)、因地制宜、就地選材的理念，在保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行且現(xiàn)象明顯的前提下，選取容易獲取的、效果明顯的替代物品來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。比如，用FeCl3溶液來(lái)制取膠體，此實(shí)驗(yàn)的操作系數(shù)較大，這時(shí)就可以選取肥皂水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯、操作簡(jiǎn)便、節(jié)約成本，同時(shí)對(duì)環(huán)境也起到一定的保護(hù)作用。原料的綠色化設(shè)計(jì)更注重簡(jiǎn)約實(shí)驗(yàn)藥品、用其更容易獲取的替代品來(lái)做實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)驗(yàn)裝置、藥品的綠色控制

合格的實(shí)驗(yàn)裝置是試驗(yàn)成功的必要條件，所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)科學(xué)完善裝置以降低對(duì)環(huán)境的危害。例如在“Cu與稀硝酸的”的實(shí)驗(yàn)中可以這樣進(jìn)行：將一小塊銅放在排盡空氣的針管中，然后吸取少量稀硝酸，立刻蓋住注射器吸口。觀察現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有氣體生成，溶液變成藍(lán)色時(shí)，打開(kāi)瓶帽，吸入空氣，會(huì)發(fā)現(xiàn)氣體變成紅棕色，這個(gè)時(shí)候立馬將此氣體注入到氫氧化鈉溶液中。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行、現(xiàn)象明顯、無(wú)污染，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以灌輸學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。實(shí)驗(yàn)裝置、藥品的控制可以從根源是上控制環(huán)境污染。

（3）回收、再循環(huán)利用實(shí)驗(yàn)物品

大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生大量的“廢渣、廢氣、廢液”，實(shí)驗(yàn)室對(duì)其處理的一般方式就是隨意排入下水道，然而，這些廢液中很多都含有重金屬、酸、堿、或者其他有毒物質(zhì)。這些都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大危害。所以，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)密切關(guān)注對(duì)廢棄物的后續(xù)處理。例如，實(shí)驗(yàn)操作后的金屬片等應(yīng)對(duì)其分類回收；對(duì)酸性、或者堿性的溶液，應(yīng)選擇相應(yīng)的溶液對(duì)其酸堿中和，然后用pH試紙測(cè)試其為中性后才能安全排放。教師在平時(shí)的教學(xué)中應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)廢棄物的處理，這樣不僅能保護(hù)環(huán)境更能變廢為寶、節(jié)約成本，同時(shí)也有利于養(yǎng)成學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

（4）高科技技術(shù)應(yīng)用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)綠色化實(shí)驗(yàn)

隨著高新技術(shù)的發(fā)展與提高，教師在教學(xué)過(guò)程中可以利用多媒體、電腦等高科技來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程的模擬，這樣不僅提高了教學(xué)進(jìn)程，能夠使學(xué)生多次觀看試驗(yàn)過(guò)程，同時(shí)也避免了部分高危險(xiǎn)性試驗(yàn)的操作，保證了師生的安全。對(duì)于那些需要很長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)可以通過(guò)觀看教學(xué)視頻來(lái)節(jié)約時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。例如在“電解飽和NaCl溶液”中，可以讓學(xué)生從教學(xué)視頻中多次觀看兩極的變化，這種教學(xué)模式比課堂中實(shí)驗(yàn)效果好。同時(shí)也節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本。

（5）提倡微型化實(shí)驗(yàn)

所謂微型化實(shí)驗(yàn)即試劑用量的選取只是常規(guī)的10%左右，其實(shí)驗(yàn)裝置較小，成本低，所占空間小，此外能夠降低實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。以下舉例來(lái)說(shuō)明：在“氫氣和氯氣”反應(yīng)的試驗(yàn)中，如果將1∶1的兩瓶氣體混合，選取量較多，此外，由于氣體本身的特點(diǎn)其極其容易泄露造成空氣污染。在這種情況下，可以選取特殊裝置來(lái)做此實(shí)驗(yàn)。選擇改過(guò)的Y型管，一邊加入鋅粒，另一邊加入高錳酸鉀，同時(shí)兩邊分別加入濃鹽酸，這樣Y型管兩邊分別制取氫氣和氯氣，在Y型管外面點(diǎn)燃鎂條，這種情況下實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯，而且沒(méi)有污染、對(duì)實(shí)驗(yàn)藥品選取也較少。微型化實(shí)驗(yàn)室站在可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)操作實(shí)驗(yàn)，它是新課程下高中化學(xué)綠色化設(shè)計(jì)與實(shí)施的具體體現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

在全球都提倡可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)更應(yīng)該提倡綠色化設(shè)計(jì)與實(shí)施。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)理念已不再適應(yīng)當(dāng)代的化學(xué)教學(xué)，如何做到將新課程理念下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)與實(shí)施進(jìn)展下去，則需要教師研發(fā)出一套新的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，激發(fā)其學(xué)生的積極性，并將綠色化這個(gè)意識(shí)潛移默化到學(xué)生的思維中，為國(guó)家培養(yǎng)更多優(yōu)秀的化學(xué)人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 竇麗娜，靳建華，劉玉榮.新課程理念下微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2010（4）.

[2] 翟新民.高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的價(jià)值與途徑[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2010（7）.

[3] 王艷平.新課程理念下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（7）.qendprint