實施綠色化學理念 培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)

楊大強

摘要：對于當今日益突出的環(huán)境污染問題解決的根本途徑是改變?nèi)说挠^念，是培養(yǎng)高素質(zhì)的人才。因此，在化學課堂上滲透綠色化學理念，初步培養(yǎng)學生具有一定的責任感和創(chuàng)造性顯得尤為重要。文章重點探討實施綠色化學理念的意義及化學實驗綠色化實施的方法。

關鍵詞：實驗教學；綠色化學；策略研究

文章編號：1008-0546（2016）08-0032-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.08.012

綠色化學以減量、循環(huán)、回收、再生、拒用為理念基礎，其核心是節(jié)約資源，保護環(huán)境。

綠色化學的目標和任務是最大程度的實現(xiàn)原子經(jīng)濟性，它不是產(chǎn)生污染再去治理，而是從源頭上防止或控制污染的產(chǎn)生，實現(xiàn)零排放。當今環(huán)境污染問題中化學物質(zhì)造成的污染也不容忽視，為此，在化學實驗中也應該大力實施綠色化學實驗，保護學生身體健康，保護環(huán)境，同時對學生進行環(huán)保教育，培養(yǎng)學生的環(huán)境意識[1]。

一、化學實驗綠色化實施的意義

化學實驗不僅可以使學生觀察到用語言難以表達清楚的清晰的實驗現(xiàn)象，增強直觀的感性認識，而且還能培養(yǎng)學生觀察、表述、分析問題和解決問題等各方面的能力。但是，不少化學實驗涉及到有毒、有害的物質(zhì)，若不加以處理，勢必會對環(huán)境造成一定的污染，對學生的身體健康帶來傷害。因此如何在化學實驗中滲透“綠色化學”的思想就顯得尤為重要。在倡導“綠色化學”的今天，控制實驗的污染，提倡綠色化學實驗是一個重要的改革趨勢。綠色化學實驗是在綠色化學的思想指導下，用預防化學污染的新思想、新方法和新技術，對常規(guī)實驗進行改革[2]。它的功能和意義在于：

1. 培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)

新化學課程標準強調(diào)學生通過學習化學知識，獲得社會責任感和科學素養(yǎng)，同時培養(yǎng)科學的價值觀和實事求是的科學態(tài)度。讓學生對科學、技術與社會的相互作用有正確的認識。

通過綠色化學教育，增強環(huán)境保護的意識，認識綠色化學對整個社會可持續(xù)發(fā)展的重要性，這就是新課程標準中的綠色化學的現(xiàn)代內(nèi)涵。所以，在中學化學的課堂教學中滲透綠色化學的理念，引導學生在實驗操作及設計過程中進行綠色化思考，有助于培養(yǎng)和提升學生的科學素養(yǎng)。

2. 節(jié)約化學實驗資源

在我們的生活中只有放錯位置的資源，而沒有垃圾。從實施綠色化學理念的角度出發(fā)，在學生的平時分組實驗中，發(fā)動學生尋找生活中的廢棄物來替代實驗試劑。如用一些大理石建筑材料來制取CO2；用從廢舊電池上剝下的鋅皮來制取H2；用廢棄電線中的銅絲做與氯氣反應的實驗；用西紅柿等水果來代替酸液做原電池實驗等都取得了非常好的效果；以及充分利用廢棄的輸液管、一次性注射器及青霉素試劑瓶等代替一些實驗儀器。這樣既節(jié)約了資源，又激發(fā)了學生的學習興趣，同時在學生的參與過程中，切實地樹立了綠色化學的理念。

二、化學實驗綠色化實施的辦法

1. 開發(fā)綠色化的教學內(nèi)容

要實現(xiàn)綠色化學實驗，那么首先要考慮的是零排放和零污染。因此我們在選取實驗題目時應在滿足培養(yǎng)學生實驗技能的要求的基礎上，盡可能選擇環(huán)保型的實驗項目。而目前我們使用的教材中仍設置了一些存在毒性及危險性且廢棄物較多的實驗，這顯然不符合綠色化學的理念。如無機實驗中Cl2的性質(zhì)實驗，SO2的性質(zhì)實驗，濃硫酸和硝酸等的性質(zhì)實驗，應考慮盡量予以改進。如蘇教版必修1中銅絲在氯氣中反應的性質(zhì)實驗，課本上的操作是：用坩堝鉗夾住一束銅絲，灼熱后立刻放入盛有氯氣的集氣瓶中。盡管實驗操作比較簡單，但實驗過程中不可避免地有氯氣逸出，對空氣造成嚴重污染，教室前排的學生也會受到強烈的刺激，造成了諸多不利的影響。為了解決這個問題，使實驗綠色化，可以對該實驗進行如下改進：如圖1，在石英玻璃管中放入一團細銅絲，點燃酒精燈，對銅絲部位進行加熱，1～2分鐘后，將收集有氯氣的注射器針頭刺入石英玻璃管的橡皮塞中，將氯氣緩慢全部注入，即可觀察到銅絲紅熱，產(chǎn)生大量棕黃色的煙。拔出針頭，用同樣的方法向玻璃管中注入空氣，使棕黃的煙鼓入盛有少量蒸餾水的具支試管中，可觀察到溶液呈藍色。本實驗通過改進不但能使學生觀察到更清晰的實驗現(xiàn)象，同時消除了有毒氣體的排放，更重要的是讓學生接受了綠色化學的教育。

2. 發(fā)展微型化學實驗

微型化學實驗相對于常規(guī)實驗，一般都有更低程度的污染、使用更少量的藥品以及更明顯的實驗現(xiàn)象和安全等優(yōu)點，教師和學生可以一起動手設計和改進書本上的常規(guī)實驗，將其設計成微型化學實驗。它要求學生能善于開動腦筋，提出自己獨到的見解，因此在設計的過程中不但鞏固了所學知識，同時培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神，更重要的是增強了學生的資源意識和環(huán)保意識；由于微型化學實驗試劑用量的大大減少，也使更多的演示實驗變?yōu)榉纸M實驗成為可能，這樣就從以往的一人做眾人看變成人人參與，變被動的接收式的學習方式為主動的探究式的學習方式，也極大地激發(fā)了學生的學習興趣和熱情。發(fā)展微型化學實驗充分體現(xiàn)了現(xiàn)代綠色化學教育及創(chuàng)新教育的理念。如蘇教版必修1教材在研究二氧化硫的化學性質(zhì)時，使用的是試管進行試驗，這樣在實驗過程中就不可避免地造成較多量的二氧化硫有毒氣體逸散到空氣中，不僅會對空氣造成一定的污染，還會對學生的身心健康帶來危害。在實際教學過程中我們將此實驗進行微型化處理，借助醫(yī)用青霉素試劑瓶和注射器代替試管實驗（如圖2所示），不僅觀察到了明顯的實驗現(xiàn)象，而且可以避免氯氣在教室中的逸散，更重要的是在實驗設計和操作過程中有效地增強了學生的綠色化學理念。

3. 采用多媒體技術模擬實驗

多媒體技術應用于教學，對提高教學質(zhì)量起著重要的作用。利用計算機模擬化學實驗可減少藥品的損耗，安全方便快捷且無污染[3]。目前教材中安排的化學實驗有使用昂貴試劑的，有有毒、有害物質(zhì)產(chǎn)生的，有易發(fā)生爆炸的，如完全按照教材的要求去進行實驗，很顯然與綠色化學的理念背道而馳。如必修2教材中電解飽和CuCl2溶液的實驗，不但實驗時間長，而且現(xiàn)象不夠清晰，更重要的是產(chǎn)生的氯氣逸散到空氣中帶來嚴重的污染。我們可以讓班級有計算機特長的學生利用軟件進行仿真實驗，將實驗過程和結(jié)果清晰地展現(xiàn)給學生，教師適當加以點撥指導，這樣既完成了化學實驗教學任務，又使化學實驗綠色化。因此，適度將多媒體技術應用在化學實驗教學中，是實施綠色化學理念的又一途徑。

總之，在新課程的化學課堂教學過程中，教師應不斷學習，言傳身教。注重充分利用和挖掘新教材中的綠色化學素材，盡量改進實驗使其微型化，同時把握綠色化學發(fā)展的最新動態(tài)和成果，結(jié)合學生的興趣特點，以更加開放和多樣的方式開展綠色化學教育。利用課堂主陣地，做好啟蒙教育，在綠色化學理念的指導下，不斷讓學生親身體驗、踐行綠色化學，使之深入學生的內(nèi)心，從而逐步實現(xiàn)綠色化學教育的目標。

參考文獻

[1] 馬志成.中學化學實驗教學綠色化實踐 [J].學科教育，2003，（4）：36-40

[2] 陸婉芳，吳美芳等.“綠色化”有機化學實驗教學實踐和探討[J].實驗室研究與探索，2002，（3）

[3] 高敬群，張向東，鄧敏等.計算機模擬實驗教學的探索[J].化學教育，2001，（1）：23-24