淺談如何在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中樹(shù)立綠色化學(xué)理念

張一達(dá)

摘要：本文從高中生的角度出發(fā)，分析了在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中樹(shù)立綠色化學(xué)理念的重要性和必要性。并根據(jù)當(dāng)前高中生的學(xué)習(xí)模式，提出了幾種將綠色化學(xué)理念融入高中化學(xué)學(xué)習(xí)的方法。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；綠色化學(xué)；理念

Abstract： From the perspective of high school students， this article analyzes the importance and necessity of establishing the concept of green chemistry in high school chemistry study. According to the current senior high school students' learning mode， several methods to integrate green chemistry into high school chemistry learning are put forward.

Keywords： High school chemistry； Green chemistry； Philosophy

綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)，它倡導(dǎo)用化學(xué)的技術(shù)和方法減少或停止那些對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境等有害的原料、催化劑、溶劑、試劑等的使用與產(chǎn)生。在空氣污染地域擴(kuò)大，水污染逐漸加劇等自然環(huán)境逐年惡化的背景下，綠色化學(xué)概念的出現(xiàn)在化學(xué)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展和時(shí)代進(jìn)步中都有著不可磨滅的地位。認(rèn)識(shí)并使用綠色化學(xué)的理念即綠色化學(xué)理念，它貫穿于高中化學(xué)學(xué)習(xí)的全過(guò)程，是高中化學(xué)的一個(gè)重要組成部分。作為未來(lái)社會(huì)科技革命生力軍，我們高中生不僅要學(xué)習(xí)經(jīng)典的化學(xué)理論知識(shí)，更要學(xué)習(xí)并具備綠色化學(xué)理念，這既符合當(dāng)前新課標(biāo)對(duì)高中生化學(xué)學(xué)習(xí)的要求，也符合未來(lái)科技對(duì)高水平人才的要求。因此對(duì)高中生來(lái)說(shuō)，在學(xué)習(xí)化學(xué)的同時(shí)貫徹綠色化學(xué)理念是極其重要且必要的。

1 貫穿日常課堂，將“綠色化學(xué)理念”滲透到課上學(xué)習(xí)

相對(duì)于經(jīng)典的化學(xué)理論知識(shí)，綠色化學(xué)理念是一個(gè)較為抽象的理念，鑒于它的抽象性，我們高中生就要在課上學(xué)習(xí)時(shí)，緊緊把握綠色化學(xué)理念。

1.1 以教材為基點(diǎn)，將綠色化學(xué)理念滲透到課本學(xué)習(xí)中

拓展學(xué)習(xí)掌握化學(xué)知識(shí)的目標(biāo)。

高中化學(xué)教材中的很多章節(jié)都與環(huán)保密切相關(guān)，很多重點(diǎn)知識(shí)也與綠色化學(xué)理念息息相關(guān)。比如必修教材中氯、硅、硫、氮等元素及其氧化物這一部分的內(nèi)容，以及氟及氟化物、氧及氧化物等內(nèi)容都與綠色化學(xué)密切相關(guān)。這就需要我們高中生在課堂學(xué)習(xí)時(shí)，不僅要以學(xué)習(xí)課本上的重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)、以考試學(xué)會(huì)沒(méi)學(xué)會(huì)為學(xué)習(xí)目標(biāo)，要以知道這些知識(shí)與環(huán)境污染的關(guān)系，并適當(dāng)了解該領(lǐng)域綠色化學(xué)的作用和意義為學(xué)習(xí)目標(biāo)追求。例如，在學(xué)習(xí)“氟及其氟化物”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，除了要學(xué)習(xí)氟及氟化物的化學(xué)性質(zhì)、經(jīng)典反應(yīng)、實(shí)際用途等，一定要查找資料，了解與氟化物相關(guān)的“臭氧層空洞”的形成、危害以及改善方法，并了解“制冷無(wú)氟化”的綠色化學(xué)概念。再比如。在學(xué)習(xí)“氮及其氧化物”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以拓展了解“光化學(xué)煙霧”“PM2.5”等與氮化物相關(guān)的熱點(diǎn)污染問(wèn)題，進(jìn)而拓展學(xué)習(xí)工業(yè)上“氨水吸收法制化肥”的綠色化學(xué)工藝。在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)時(shí)，引入綠色化學(xué)理念，既能拓展我們高中生的學(xué)習(xí)視野，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，又能幫助我們學(xué)生復(fù)習(xí)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，能讓我們深刻直觀地體會(huì)到綠色化學(xué)高產(chǎn)出率和低排放率的顯著特點(diǎn)，可謂一舉多得。

1.2 以化學(xué)發(fā)展歷程為軸心，學(xué)習(xí)領(lǐng)悟原子經(jīng)濟(jì)型反應(yīng)

通過(guò)學(xué)習(xí)我了解到，在人類發(fā)展的漫長(zhǎng)歷程中，化學(xué)既給人們帶來(lái)了巨大的物質(zhì)財(cái)富以及精神財(cái)富，但同時(shí)也為人們的生活以及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。由此，作為綠色化學(xué)的一個(gè)重要方法，“原子經(jīng)濟(jì)型反應(yīng)”應(yīng)運(yùn)而生。原子經(jīng)濟(jì)型反應(yīng)是指投入原料的原子全部轉(zhuǎn)化成所需產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)真正意義的零排放并充分利用已有資源的化學(xué)反應(yīng)。在倡導(dǎo)低碳生活，節(jié)能減排的今天原子經(jīng)濟(jì)型反應(yīng)受到越來(lái)越多人的重視。

我們高中生在學(xué)習(xí)化學(xué)的時(shí)候，以化學(xué)發(fā)展歷程為軸心，了解一些原子經(jīng)濟(jì)型反應(yīng)的知識(shí)理念，這樣既能增加我們學(xué)習(xí)過(guò)程的趣味性，也能進(jìn)一步深化我們的化學(xué)知識(shí)體系。如在學(xué)習(xí)“烯烴及其衍生物”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以梳理烯烴和石油化工的發(fā)展歷史，著重了解“烯烴的催化氧化”“烯烴的加氫反應(yīng)”等原子利用率為100%的原子經(jīng)濟(jì)型反應(yīng)。再如。在學(xué)習(xí)“原電池和電解池”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以以電解池的歷史發(fā)展順序?yàn)檩S線，學(xué)習(xí)現(xiàn)代工業(yè)上電解飽和氯化鈉溶液制備氯氣和氫氧化鈉的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)對(duì)化學(xué)發(fā)展史的梳理和對(duì)原子經(jīng)濟(jì)型概念的引入，我們學(xué)生不僅能夠拓展自己知識(shí)面寬度，也能發(fā)掘知識(shí)學(xué)習(xí)的深度，不斷完善自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)體系。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，將“綠色化學(xué)理念”滲透到實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)操作環(huán)節(jié)中

化學(xué)是一門(mén)重要的實(shí)驗(yàn)學(xué)科，實(shí)驗(yàn)則是培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)觀念的一種最有效的途徑。通過(guò)查找資料[1]并結(jié)合自身經(jīng)歷，我發(fā)現(xiàn)將綠色化學(xué)與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合在一起，大致可采用下面四種方法：一是對(duì)于危險(xiǎn)或反應(yīng)條件苛刻實(shí)驗(yàn)，可以采用模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)或視頻等方法進(jìn)行演示；二是在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，可以減少實(shí)驗(yàn)試劑的用量，使實(shí)驗(yàn)小型化、微型化；三是在教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可以加強(qiáng)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)；四是在實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，可以重點(diǎn)學(xué)習(xí)處理廢物的方法，以防止環(huán)境污染。

2.1 充分利用多媒體等技術(shù)，降低實(shí)驗(yàn)的潛在危險(xiǎn)

多媒體設(shè)備包括電腦、投影、幻燈、網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)軟件等，對(duì)于一些過(guò)于危險(xiǎn)、反應(yīng)條件苛刻、污染嚴(yán)重或儀器及試劑價(jià)格昂貴的實(shí)驗(yàn)，可以充分利用多媒體手段將實(shí)驗(yàn)過(guò)程重現(xiàn)。比如，在進(jìn)行“濃硫酸的脫水性和吸水性實(shí)驗(yàn)”這種危險(xiǎn)性較大的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以利用播放視頻的方式代替實(shí)驗(yàn)操作，這樣既能避免我們學(xué)生接觸濃硫酸這類危險(xiǎn)化學(xué)品，也能讓學(xué)生在相對(duì)輕松、愉悅、直觀的情境中掌握應(yīng)該獲得的科學(xué)知識(shí)。

2.2 充分發(fā)揮微型實(shí)驗(yàn)作用，減少實(shí)驗(yàn)的排放污染

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是盡可能利用少量試劑、藥品以及簡(jiǎn)單的器材來(lái)獲取化學(xué)實(shí)驗(yàn)信息，是一種精簡(jiǎn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法[2]。發(fā)揮微型實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，就是在保證實(shí)驗(yàn)效果的基礎(chǔ)上，使用少量或是微量的反應(yīng)物，最低限度地減少化學(xué)廢物的產(chǎn)生。例如：在“氯氣的漂白實(shí)驗(yàn)”中，以往為了看到更明顯的實(shí)驗(yàn)效果，我們學(xué)生常常要在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)用量的基礎(chǔ)上，增加二氧化錳、濃酸鹽含量，其結(jié)果就是在實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生更多的氯氣和氯化物，對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生更多污染的同時(shí)，也帶來(lái)了不必要的隱患。如果將該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為微型實(shí)驗(yàn)，則能夠有效地減少藥品用量，減少?gòu)U氣產(chǎn)生，也能讓我們學(xué)生在潛移默化中自發(fā)踐行綠色化學(xué)理念。對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)，微型實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜉^好地實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)減少有害化學(xué)廢物的目標(biāo)，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，具有廣泛而深遠(yuǎn)的意義。

2.3 充分改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，著力創(chuàng)新綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)

所謂綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)，是指在課本原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境沒(méi)有或者只有很小的負(fù)面作用的實(shí)驗(yàn)[3]。對(duì)于高中生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，欲實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與綠色化學(xué)的創(chuàng)新性結(jié)合，可以從替代性原料，替代性儀器，替代性催化劑等方面入手[4]。如我們?cè)谠O(shè)計(jì)“有機(jī)物中雙鍵的氧化實(shí)驗(yàn)”時(shí)，可以使用臭氧代替高錳酸鉀作為反應(yīng)原料，以減少二氧化錳等固體廢棄物的產(chǎn)生。再如，設(shè)計(jì)“PH值測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以使用生活中裝藥片的塑料板代替實(shí)驗(yàn)室的點(diǎn)滴板，還可以利用身邊易得的材料自制其他的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)儀器，這既符合節(jié)約資源、廢物利用的綠色化學(xué)理念，也有利于培養(yǎng)我們高中生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

2.4 著重學(xué)習(xí)廢物處理方法，樹(shù)立綠色環(huán)保的理念

高中期間，化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及的反應(yīng)類型較為全面，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢棄物類型也涵蓋了固體廢棄物，液體廢棄物，氣體廢棄物三種類型。這就需要我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課上，不僅要認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作方法和數(shù)據(jù)處理等科學(xué)方法，更要著重學(xué)習(xí)和掌握廢棄物處理的方法，避免污染環(huán)境和資源浪費(fèi)。比如，在探究“一氧化碳的還原性”實(shí)驗(yàn)中，我們學(xué)生除了要完成課本中要求的部分，還要拓展學(xué)習(xí)一氧化碳的尾氣處理方法，并親自動(dòng)手操作，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后完成一氧化碳的無(wú)害化處理。廢棄物的回收和綜合利用對(duì)于提高資源利用率和減輕對(duì)環(huán)境的壓力有著非常重要的意義，廢棄物處理也是綠色化學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

開(kāi)展綠色化實(shí)驗(yàn)，不僅能為全校師生營(yíng)造一個(gè)健康良好的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境，還能在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中培養(yǎng)我們學(xué)生減少污染的綠色化學(xué)意識(shí)，做到在實(shí)驗(yàn)中踐行綠色化學(xué)理念。

3 結(jié)合實(shí)踐活動(dòng)，將“綠色化學(xué)理念”滲透到課外學(xué)習(xí)實(shí)踐中

對(duì)于高中生的學(xué)習(xí)體系來(lái)說(shuō)，課堂學(xué)習(xí)是主要的學(xué)習(xí)方式，課外學(xué)習(xí)則是不可或缺的補(bǔ)充部分，在素質(zhì)教育推行的新形勢(shì)下，高中生第二課堂的重要性越發(fā)顯現(xiàn)?；瘜W(xué)是一門(mén)和日常生活緊密相連的學(xué)科，將綠色化學(xué)的理念融入實(shí)際生活，可以使我們高中生更好地對(duì)自身所學(xué)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化和凝練，為將來(lái)的學(xué)以致用打下良好基礎(chǔ)。作為高中生，在課外培養(yǎng)綠色化學(xué)理念，可以從兩方面著手。一方面要積極抓住學(xué)校為我們創(chuàng)造的機(jī)會(huì)，積極參加校內(nèi)外舉辦的與綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)相關(guān)的知識(shí)競(jìng)答比賽；積極傾聽(tīng)那些對(duì)綠色化學(xué)有深入理解的專家學(xué)者的講座；積極參加綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽等，在活動(dòng)中完善自己的綠色化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備。另一方面，應(yīng)充分利用課余時(shí)間，走下課堂，走出校園，走向社會(huì)，向親戚朋友宣傳綠色化學(xué)，倡導(dǎo)綠色生活；還可以走上街頭，做與綠色化學(xué)相關(guān)的主題宣傳活動(dòng)等，為綠色化學(xué)理念的普及貢獻(xiàn)自己的一份力量，讓更多人對(duì)化學(xué)的理解從傳統(tǒng)的“產(chǎn)污治污”型化學(xué)，轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源節(jié)約型、環(huán)境友好型的綠色化學(xué)。

4 總結(jié)

當(dāng)前我國(guó)環(huán)境惡化趨勢(shì)嚴(yán)重，在祖國(guó)新一代建設(shè)者中推行綠色化學(xué)理念的工作刻不容緩，在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中貫徹綠色化學(xué)理念，不僅能使我們高中生樹(shù)立正確的環(huán)境價(jià)值觀，還能提高和完善學(xué)生的化學(xué)知識(shí)技能體系，讓我們學(xué)生能夠在不久的將來(lái)更好地適應(yīng)化學(xué)界的這場(chǎng)綠色革命，對(duì)于化學(xué)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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