踐行綠色化學(xué)理念　創(chuàng)新開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)

吳桔英

[摘? ?要]作為一種新型的教學(xué)理念，“綠色化學(xué)”要求教師以“可持續(xù)發(fā)展觀”為基礎(chǔ)，在人與自然協(xié)調(diào)統(tǒng)一的思想下開展一系列的教學(xué)活動(dòng)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)作為高中化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是學(xué)生培養(yǎng)和樹立綠色化學(xué)理念的絕佳教學(xué)環(huán)節(jié)。教師在實(shí)際教學(xué)的過程中，踐行綠色化學(xué)理念，遵循減量、循環(huán)、利用、再生等實(shí)驗(yàn)原則，引導(dǎo)學(xué)生開展串聯(lián)實(shí)驗(yàn)、優(yōu)化微型實(shí)驗(yàn)、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作、鼓勵(lì)參與社會(huì)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到人與自然和諧發(fā)展的重要性，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)理念、提升學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的最終目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]綠色化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);高中化學(xué)

[中圖分類號(hào)]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ?A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ?1674-6058（2019）14-0076-02

自2006年我國正式成立中國化學(xué)學(xué)會(huì)綠色化學(xué)專業(yè)委員會(huì)后，我國逐漸走上了綠色化學(xué)的發(fā)展道路?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)作為高中化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是學(xué)生培養(yǎng)和樹立綠色化學(xué)理念的絕佳教學(xué)環(huán)節(jié)。教師在實(shí)際教學(xué)的過程中，要充分把握綠色化學(xué)理念與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)聯(lián)，秉承綠色化學(xué)的宗旨，通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作等多種多樣的措施開展高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將綠色化學(xué)理念滲透到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人與自然和諧發(fā)展的重要性，鞏固學(xué)生的化學(xué)知識(shí)，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，提升學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和化學(xué)核心素養(yǎng)。

一、開展串聯(lián)實(shí)驗(yàn)，循環(huán)使用

在高中化學(xué)教學(xué)過程中，為了讓學(xué)生更好地理解、掌握知識(shí)點(diǎn)，教師經(jīng)常在課堂上實(shí)施各種演示實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充。然而，某化學(xué)知識(shí)點(diǎn)通常只是化學(xué)知識(shí)體系中的一個(gè)小點(diǎn)，如果在課堂上進(jìn)行某一小環(huán)節(jié)的演示實(shí)驗(yàn)，難免會(huì)造成實(shí)驗(yàn)資源的浪費(fèi)。此時(shí)，開展串聯(lián)實(shí)驗(yàn)是有效的解決方法。

例如，在蘇教版必修1《專題三 從礦物到基礎(chǔ)材料》這一章節(jié)的教學(xué)過程中，筆者改變傳統(tǒng)課堂演示實(shí)驗(yàn)的授課方式，先利用多媒體網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)視頻以配合每堂課的內(nèi)容學(xué)習(xí)。在綜合復(fù)習(xí)階段，筆者在課堂上給學(xué)生演示一氧化碳（CO）還原三氧化二鐵（Fe2O3）的實(shí)驗(yàn)（Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2）。在原本的實(shí)驗(yàn)中多余的一氧化碳?xì)怏w（CO）將隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行直接釋放到空氣中。為了避免有害氣體對(duì)空氣產(chǎn)生不良影響，亦為了更好地發(fā)揮每一種化學(xué)藥品的作用，筆者在實(shí)驗(yàn)裝置末端增加了一個(gè)燃燒的酒精燈（2CO+O2=2CO2），并收集生成的二氧化碳（CO2）氣體開展串聯(lián)實(shí)驗(yàn)：過氧化鈉（Na2O2）與二氧化碳（CO2）的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（2Na2O2+2CO2=2Na2O3+O2↑）。

教師積極開展串聯(lián)實(shí)驗(yàn)，既遵循了綠色化學(xué)理念的指導(dǎo)要求，充分做到實(shí)驗(yàn)藥品的循環(huán)利用，有效地減少了因?qū)嶒?yàn)頻率帶來的資源浪費(fèi)，又實(shí)現(xiàn)了化學(xué)知識(shí)的串聯(lián)和整合。教師在向?qū)W生滲透綠色化學(xué)理念的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將多節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容整合起來，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程，合理規(guī)劃

教師開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的是幫助學(xué)生了解化學(xué)原理、觀察反應(yīng)現(xiàn)象、鞏固化學(xué)知識(shí)?；诰G色化學(xué)理念，教師在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，除了對(duì)實(shí)驗(yàn)所需的化學(xué)藥品量進(jìn)行縮減外，還應(yīng)合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)流程，妥善做好污染處理，實(shí)現(xiàn)污染最小化、實(shí)驗(yàn)最優(yōu)化。

例如，在蘇教版必修1《專題四 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展——含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用》這一章節(jié)的教學(xué)中，筆者指導(dǎo)學(xué)生開展了制取硫化氫（H2S）氣體的實(shí)驗(yàn)。強(qiáng)酸（HCl）與鹽（FeS）在啟普發(fā)生器中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)（FeS+2HCl= FeCl2+H2S↑），將濕潤的醋酸鉛試紙放在氣體收集裝置的入口，濕潤的醋酸鉛試紙變黑，證明FeS與HCl反應(yīng)生成了硫化氫（H2S）氣體。同時(shí)，將檢驗(yàn)后的氣體通入飽和的氫氧化鈉（NaOH）溶液，通過H2S+2NaOH=Na2S+2H2O或H2S+NaOH=NaHS+H2O處理硫化氫（H2S）氣體，避免實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的有害氣體污染大氣環(huán)境，最大限度地降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境帶來的污染和破壞。學(xué)生紛紛表示，在這次實(shí)驗(yàn)中不僅學(xué)習(xí)了如何做實(shí)驗(yàn)，還學(xué)習(xí)了如何妥善地處理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的有害物質(zhì)。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一把“雙刃劍”，一方面有助于學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)，了解實(shí)驗(yàn)流程及現(xiàn)象，另一方面會(huì)帶來一定程度的“三廢”污染。教師從綠色化學(xué)理念出發(fā)，遵循回收利用、減少污染的原則，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程，可以有效地減少實(shí)驗(yàn)過程帶來的危害，幫助學(xué)生樹立綠色、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想。

三、規(guī)范小組實(shí)驗(yàn)，避免浪費(fèi)

學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性既影響著實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，也對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的資源利用情況有著重要的影響?；谶@一點(diǎn)，教師在綠色化學(xué)理念指導(dǎo)下開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不可避免地需要規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，引導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，避免由實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)而引起的環(huán)境污染情況發(fā)生。

例如，在蘇教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》《專題三 溶液中的離子反應(yīng)——溶液的酸堿性》的酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，為了讓學(xué)生盡可能地避免因操作失誤出現(xiàn)結(jié)果錯(cuò)誤或試劑浪費(fèi)，筆者指導(dǎo)學(xué)生對(duì)酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行詳細(xì)回顧，并引導(dǎo)學(xué)生思考細(xì)節(jié)問題：①為什么在滴定前要先檢查滴定管是否漏水？②為什么要用待測溶液洗滌滴定管？③錐形瓶能否用待測溶液進(jìn)行洗滌？……在學(xué)生徹底弄懂實(shí)驗(yàn)步驟、明確實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范之后，再讓各組學(xué)生展開實(shí)驗(yàn)。除此之外，實(shí)驗(yàn)試劑的濃度原本應(yīng)為0.5%～1.0%，在保證實(shí)驗(yàn)效果不變的情況下，筆者將試劑的濃度降為0.1%～0.25%，避免了試劑的浪費(fèi)。

可見，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“綠色化學(xué)”，不僅和實(shí)驗(yàn)的操作流程有關(guān)，和實(shí)驗(yàn)的用量也有著密切的聯(lián)系。教師通過規(guī)范學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)的操作流程，盡可能地縮減試劑用量，幫助學(xué)生樹立嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)規(guī)范意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的觀念，使每一位學(xué)生更好地參與到綠色實(shí)驗(yàn)的過程中來。

四、鼓勵(lì)社會(huì)實(shí)驗(yàn)，廢物利用

基于綠色化學(xué)理念，教師在教學(xué)的過程中除了要優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生開展一些探究性或調(diào)研性的社會(huì)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生將課堂所學(xué)運(yùn)用到實(shí)際問題當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中的廢物利用和綠色循環(huán)。

例如，在蘇教版選修2《專題一 多樣化的水處理技術(shù)》這一章節(jié)的教學(xué)中，為了讓學(xué)生更好地感受化學(xué)對(duì)于環(huán)境的作用和意義，更加積極地參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中來，筆者利用周末時(shí)間組織學(xué)生開展以“污水凈化”為主題的社會(huì)探究性實(shí)驗(yàn)。筆者帶領(lǐng)學(xué)生前往我市的某工廠進(jìn)行探訪，調(diào)研該廠的污水處理流程，并取回污水樣本，廢物利用作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)樣本。實(shí)地調(diào)研結(jié)束之后，筆者讓學(xué)生分成小組設(shè)計(jì)污水處理方案。有的小組提出混凝法，通過加入明礬生成膠體（Al3++3H2O?AlOH3 （膠體）+3H+）的形式來實(shí)現(xiàn)水的凈化;有的小組提出該工廠主要生產(chǎn)堿性產(chǎn)品，污水中含有堿性物質(zhì)，可以用酸堿中和法（OH-+H+=H2O）來改善水質(zhì)情況……筆者鼓勵(lì)學(xué)生利用取回的污水樣本進(jìn)行模擬處理，切實(shí)感受化學(xué)知識(shí)對(duì)于處理廢物、改善環(huán)境的貢獻(xiàn)。

教師通過指導(dǎo)學(xué)生開展一些社會(huì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，擴(kuò)寬了學(xué)生了解化學(xué)知識(shí)的途徑，促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生更加直觀的認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用已有的化學(xué)知識(shí)減少污染，實(shí)現(xiàn)廢物利用，進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，提升了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

綜上所述，“綠色化學(xué)”不僅是近幾年來社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)話題，更是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的大勢所趨。教師基于綠色化學(xué)理念，遵循減量、循環(huán)、利用、再生等創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)原則，充分將綠色、環(huán)保的理念融入高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，使每一位學(xué)生都成為綠色化學(xué)的傳播者。

（責(zé)任編輯 羅? ?艷）