化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育

王興華

[摘 要] 綠色化學(xué)教育是素質(zhì)教育的核心目標(biāo)，是可持續(xù)發(fā)展的需要，同時(shí)也是現(xiàn)代化科學(xué)的發(fā)展和重要特點(diǎn)之一。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)能力是當(dāng)前教育體制改革的特點(diǎn)，從根本上防止了污染，改善了環(huán)境問題，同時(shí)也提高了教學(xué)的質(zhì)量。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課題更改過程中很重視對(duì)學(xué)生的綠色化學(xué)教育，以及學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的思想感悟。本文簡(jiǎn)要介紹了綠色化學(xué)的內(nèi)涵，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綠色化學(xué)教育的探索和實(shí)踐進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，闡述了開展綠色化學(xué)教育的必要性，最后提出了在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展綠色化學(xué)教育的相應(yīng)措施。

[關(guān)鍵詞] 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；綠色化學(xué)教育；環(huán)境保護(hù)教育

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2017） 06-0108-02

“綠色化學(xué)”是伴隨著綠色食品、綠色消費(fèi)的生活概念而提出的。綠色化學(xué)換言之又稱無(wú)害化學(xué)，是利用化學(xué)來防止環(huán)境污染的一種可取性措施。生活各方面不再使用有毒的有害物質(zhì)以及妥善處理產(chǎn)生的廢棄物，做到從根源上阻止污染的產(chǎn)生是綠色化學(xué)的使用理念。從根本上通過化學(xué)改善保護(hù)環(huán)境，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展是綠色化學(xué)的目標(biāo)。以此我們應(yīng)該在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加入綠色化學(xué)教育，使學(xué)生能夠從化學(xué)的角度使用相關(guān)知識(shí)對(duì)環(huán)境污染作出分析以及對(duì)一些化學(xué)現(xiàn)象做出合理解釋。綠色化學(xué)代表的不僅僅是一種理念，更是在生活實(shí)際操作中所帶來的社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的效益。我們要在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最大可能地減少?gòu)U棄物的排放問題，盡可能做到“零排放”，從根源上解決環(huán)境污染問題。

一 綠色化學(xué)的核心涵義

綠色化學(xué)又為環(huán)境友好化學(xué)，通過利用化學(xué)的技術(shù)來對(duì)環(huán)境污染問題進(jìn)行處理，來降低或者消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或者制造的過程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生，使設(shè)計(jì)的化學(xué)過程和環(huán)境更加環(huán)保友好，從而在源頭上緩解化學(xué)污染的問題。

綠色化學(xué)從原料的安全性、節(jié)能型以及友好型等方面評(píng)價(jià)化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。原子利用率及環(huán)境因子則是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。充分利用化學(xué)反應(yīng)物中的每一個(gè)反應(yīng)分子，從而在充分利用資源的同時(shí)又能防止環(huán)境污染。原子的利用率越高，那么相應(yīng)的所產(chǎn)生的污染物就越少，環(huán)境因子越小，相應(yīng)的對(duì)環(huán)境做成的污染也就越小。環(huán)境因子是在化學(xué)反應(yīng)過程中，所生成的廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比重。

把綠色化學(xué)融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，有效地減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境造成的污染，培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)境綠化意識(shí)；化學(xué)這門自然學(xué)科與社會(huì)環(huán)境的聯(lián)系十分密切，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)教學(xué)模式，從而培養(yǎng)綠色化學(xué)人才。

二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)

1 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)則是一個(gè)產(chǎn)生廢棄物的過程，同時(shí)也是制造污染導(dǎo)致環(huán)境破壞的課程。當(dāng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物順著實(shí)驗(yàn)室的下水道排出時(shí)，污染物便會(huì)流入河中或者滲透進(jìn)地下，那么一些有機(jī)物和重金屬就會(huì)對(duì)土質(zhì)、河流造成嚴(yán)重污染，從而損害人類健康，影響人們的正常生活，因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要不斷滲透綠色化學(xué)的思想，對(duì)學(xué)生重視環(huán)境、愛護(hù)環(huán)境的習(xí)慣進(jìn)行培養(yǎng)，養(yǎng)成好習(xí)慣。對(duì)待所產(chǎn)生的廢棄物要進(jìn)行及時(shí)回收處理，堅(jiān)決不能隨便倒瀉，導(dǎo)致環(huán)境的污染。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中需要分別設(shè)立“廢酸回收瓶”和“廢堿回收瓶”，對(duì)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢酸廢堿進(jìn)行回收。比如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，所產(chǎn)生的硫酸鏈霉素與硫酸鐵產(chǎn)生反應(yīng)后生成的結(jié)合物在進(jìn)行傾倒之前，應(yīng)該將其中規(guī)定的PH后排放，那么對(duì)實(shí)驗(yàn)室不能立即處理掉的有害物質(zhì)比如破損溫度計(jì)中的水銀，就要妥善處理將其回收入瓶中用水封好，通過有機(jī)化合物等回收到指定容器內(nèi)送進(jìn)藥品庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一處理。在這一過程中要特別注意，電池不能進(jìn)行倒置，否則其中有害液體將滲出污染環(huán)境。

2 加強(qiáng)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)本就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中的教育創(chuàng)新內(nèi)容，其指導(dǎo)方針是以綠色化學(xué)為主要內(nèi)容，用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法以及新技術(shù)來對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教育方法進(jìn)行相應(yīng)的一定改進(jìn)，極大減少實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的三廢物質(zhì)，也在一定程度上消除有害物質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的要求。比如在“二元溶液沸點(diǎn)組成圖的繪制”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，由原來的二元溶液一環(huán)乙烷改為乙醇一環(huán)乙烷。因?yàn)楸綄?duì)人體有危害，同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染，改為乙醇之后有效地對(duì)其所含毒性進(jìn)行降低，并且對(duì)回收液進(jìn)行重調(diào)沸點(diǎn)，再次利用。這樣做不僅減少了化學(xué)試驗(yàn)成本還相應(yīng)的降低了化學(xué)環(huán)境污染，使得乙醇一環(huán)乙烷被回收反復(fù)利用，不倒瀉在環(huán)境中。

3 開展化學(xué)的微型試驗(yàn)

綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下，對(duì)常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的教學(xué)改革從而形成的新的化學(xué)實(shí)驗(yàn)辦法。通過大力開展微型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，主要通過改用常規(guī)的小容量?jī)x器，在對(duì)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)操作不變的前提之下進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)，從而減少了藥品用量，以及反應(yīng)物和造成的污染 。而另一方面所進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)會(huì)使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程更加安全、便捷，有效地減少了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成本經(jīng)費(fèi)。比如在進(jìn)行硫酸鏈霉素水解速度常數(shù)以及乙酸乙酯皂化反應(yīng)常數(shù)的化學(xué)測(cè)驗(yàn)時(shí)，從原定化學(xué)實(shí)驗(yàn)容器20ml改為10ml的取樣，試劑的用量特別少，操作起來就相比之前更加迅速簡(jiǎn)練，重要的是采用微型容器不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

4 重視實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄液體回收處理

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的廢棄液體種類比較多但是量不是很大，我們通過結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)廢棄液體進(jìn)行規(guī)整分類，將其分類儲(chǔ)存在統(tǒng)一規(guī)定的容器之中，由專門的工作人員處理廢棄液體。那么在對(duì)廢棄液體進(jìn)行處理的過程中就需要實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)其認(rèn)真負(fù)責(zé)，注重培養(yǎng)學(xué)生的操作技能訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。因此要求學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)之后產(chǎn)生的廢棄液體以及渣滓必須倒入制定的容器之中。實(shí)驗(yàn)室的工作人員及指導(dǎo)老師也必須具有高度的責(zé)任心，對(duì)各種廢棄液體進(jìn)行及時(shí)認(rèn)真地收集。經(jīng)過處理之后，達(dá)到國(guó)家允許排放標(biāo)準(zhǔn)即可排放。

三 綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)相應(yīng)措施

1 教學(xué)內(nèi)容綠色化

在原有的教材實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，對(duì)實(shí)驗(yàn)的系列進(jìn)行改造，對(duì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容加以改造。在保證實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)合理的同時(shí)，以保護(hù)環(huán)境為實(shí)驗(yàn)?zāi)康模M(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物較多，回收利用的較少，對(duì)資源造成了浪費(fèi)，形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境污染。在一些有毒氣體制備的試驗(yàn)中，應(yīng)對(duì)產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行處理或者燒掉，最大程度地把有毒氣體轉(zhuǎn)為無(wú)毒或者毒性降解物。針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的大綱內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整安排，針對(duì)基礎(chǔ)的化學(xué)操作進(jìn)行重組并且相應(yīng)地減少，將基礎(chǔ)實(shí)踐融入進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中去，選取綠色無(wú)害的化學(xué)內(nèi)容，對(duì)基礎(chǔ)操作以及性質(zhì)驗(yàn)證的化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的物質(zhì)進(jìn)行節(jié)省，從而減少對(duì)化學(xué)環(huán)境的污染。在安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí)，按照大綱要求的基本實(shí)驗(yàn)操作步驟盡量分解在每次的滴定實(shí)驗(yàn)之中。在實(shí)驗(yàn)過程中本著綠色化學(xué)的思想原則直接訓(xùn)練學(xué)生使用吸量管、滴定管等容器的基本操作技能，而不必去分開單獨(dú)練習(xí)。這樣既節(jié)省了化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)時(shí)間又減少了開展化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)所需要的藥品開銷，同樣針對(duì)性地減少了環(huán)境污染。

2 串聯(lián)實(shí)驗(yàn)，充分利用

在大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，重絡(luò)酸鉀法測(cè)定鐵是一個(gè)與生活緊密相關(guān)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在此實(shí)驗(yàn)中可以掌握實(shí)驗(yàn)所證實(shí)還原的基本定法理論。那么在此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程所需要的重絡(luò)酸鉀是一種非常穩(wěn)定、氧化性適宜的滴定劑。通過串聯(lián)實(shí)驗(yàn)做成一個(gè)系列實(shí)驗(yàn)，使得前部實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物應(yīng)用于下個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，在檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的同時(shí)還有效的增強(qiáng)了學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)，達(dá)到物盡其用的效果。針對(duì)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)可見不僅減少了對(duì)藥品方面的浪費(fèi)，還相應(yīng)地降低了對(duì)環(huán)境的污染。

3 建立網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過計(jì)算機(jī)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模仿已經(jīng)是當(dāng)下化學(xué)教學(xué)中擺脫傳統(tǒng)物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改革，它的發(fā)展不僅僅是教育方法技巧的更新，更是對(duì)保護(hù)自然資源緩解化學(xué)所造成的環(huán)境污染的一種方式。

我們通過在網(wǎng)上建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，將模擬實(shí)驗(yàn)有效地利用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中去，來達(dá)到化學(xué)教育的輔助教學(xué)目的。在模擬實(shí)驗(yàn)開始之前，要對(duì)學(xué)生進(jìn)行組織觀看各種儀器的操作及簡(jiǎn)要分析，通過計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器進(jìn)行仿真講解以及實(shí)驗(yàn)過程的仿真操作，幫助學(xué)生完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)理及儀器操作基本原理；進(jìn)行傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不應(yīng)出現(xiàn)的違規(guī)化學(xué)操作，將后果展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生看到所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性，避免后果的產(chǎn)生。采用多媒體實(shí)驗(yàn)仿真手段，方便地解決了減少環(huán)境污染，深化綠色化學(xué)的理念。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上理解掌握化學(xué)理論。不僅能夠很好地解決傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的不足，更是化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)事項(xiàng)的重要研究?jī)?nèi)容，也是減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢棄物對(duì)環(huán)境造成污染的最佳途徑。

參考文獻(xiàn)

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