高中化學綠色實驗教學策略應用探析

張 香

（福建省寧德第一中學，福建寧德 352100）

引 言

實驗是高中化學課程的重要教學形式。近年來，化學學科素養(yǎng)的培養(yǎng)問題備受關注，綠色化學教育成為教師探索研究的熱門話題。筆者結合教學實踐，圍繞化學綠色實驗，簡要分享幾點教學體會。

一、化學綠色實驗的概念

化學綠色實驗是在綠色化學教育背景下提出的教學主題。在高中化學教學中，綠色實驗主要指在開展化學實驗時，嚴格按照化學學科實驗設計和實施原則，巧妙滲透綠色化學理念，優(yōu)選環(huán)保實驗技術和方法，積極利用綠色實驗儀器和材料，妥善處理實驗“三廢”，有效防止有害化學物質的產(chǎn)生，盡可能地降低實驗活動對身體健康的危害，減少對生態(tài)環(huán)境的不良影響，從而實現(xiàn)健康環(huán)保的綠色代替性實驗教學目的[1]。

二、高中化學綠色實驗教學的基本要求

（一）環(huán)保性

優(yōu)設化學綠色實驗的主要目的是盡可能減少實驗污染物的排放，防止環(huán)境污染。在實驗活動中，必須更多地考慮環(huán)境和經(jīng)濟代價，重視人類健康和生態(tài)環(huán)境的需要，不使用有毒有害的物質，盡量選用選擇性高的實驗催化劑、溶劑和再生性實驗原料，從而有效預防污染物的形成。

（二）微型化

在實驗教學中，面臨某些易燃、易爆、有毒、有害等危險實驗情景，或實驗現(xiàn)象不清晰、不直觀時，應恰當利用微型化實驗方法，精選、改進實驗器材和試劑用量，降低資源素材的損耗，可有效減少爆炸、著火、有害氣體釋放等實驗事故的發(fā)生，減少、避免各種化學污染物的排放，增強綠色和環(huán)保的實驗功效。

（三）教育性

化學綠色實驗教學不只是注重實驗的綠色化效果，更要重視指引學生參與實驗活動，使學生學會科學選用實驗試劑，設計實驗裝置和步驟，優(yōu)化處置實驗廢物等，從而形成可持續(xù)性發(fā)展理念，樹立保護生態(tài)環(huán)境和培養(yǎng)美好生活的良好意識，培育學生的科學精神和社會責任感等素質[2]。

三、高中化學綠色實驗教學的應用策略

開展化學綠色實驗教學，教師可以從優(yōu)化創(chuàng)設綠色實驗、巧妙利用輔助教學媒體、積極拓展課外實驗活動等方面努力。

（一）優(yōu)設綠色實驗，降低實驗污染

1.優(yōu)化化學綠色實驗設計

首先，要緊扣高中化學實驗教學目的和要求，樹立綠色化學教育理念，努力提高化學實驗中的原子利用率，優(yōu)化設計實驗方案，對實驗原理、儀器、裝置、步驟和方法等進行科學安排和規(guī)劃。其次，要優(yōu)選設計綠色化實驗主題，構建新穎有趣的綠色實驗活動，摒棄那些陳舊重復的實驗內容和原料損耗多、藥品毒性大、化學污染嚴重的實驗項目。最后，要注重科學性和綠色化設計原則，積極改進實驗手段和方法，靈活微調實驗方案，從而更好地提升化學綠色實驗教學實效。

2.巧用替代性原料和儀器

優(yōu)設化學綠色實驗，尤其要重視利用替代性實驗原料、器材、催化劑、試劑和溶劑等，這有利于降低化學污染，提升綠色實驗的效益。例如，在選用實驗原料時，利用CCl4來代替石油醚，以無污染或低污染的原料來代替具有污染性的材料。

3.優(yōu)選化學綠色實驗試劑

首先，實驗中的藥品和試劑的取用要適當合理，如果過量使用，將會造成資源的浪費和環(huán)境的污染。所以，教師必須關注藥品和試劑的綠色化改進問題。例如，在“氯氣的實驗室制法”實驗中，如將課本中的MnO2和濃HCl 改用為KClO3和濃HCl，后者的原子利用率更高，所需要濃HCl 的量僅為前者的一半，產(chǎn)生氯氣的量卻相等。其次，要統(tǒng)籌安排實驗課程，將多個實驗項目串聯(lián)起來進行規(guī)劃設計，盡量實現(xiàn)藥品和試劑的“重復使用”，以提高藥品和試劑的利用效率。再次，要選用無毒的實驗藥品和試劑，或盡量少用有毒試劑。例如，在“溴和碘的萃取”實驗中，利用煤油或二氯甲烷來替代原來的四氯化碳，不僅能規(guī)避四氯化碳溶劑的強烈刺激性和毒性，獲得萃取實驗的良好效果，而且無損于人體健康和生態(tài)環(huán)境，充分體現(xiàn)了綠色化實驗的效果。最后，要注意實驗廢物的回收處理。教師必須引導學生及時回收處理好實驗后的固體、液體等廢棄物，消除實驗污染對生態(tài)環(huán)境的破壞。

4.推廣微型化化學實驗

微型化學實驗是對傳統(tǒng)化學實驗裝置、原料、試劑等進行積極改進，注重降低實驗中的資源消耗、減少生態(tài)環(huán)境破壞的新興實驗方法。推廣、應用微型化化學實驗，有利于節(jié)約實驗費用，提高實驗安全性，減輕實驗活動對資源和生態(tài)的負面影響。例如，圍繞氯氣的化學性質開展實驗教學時，如果選用無水乙醇和NaOH 溶液與氯氣將更易于形成噴泉，這樣的微型化實驗為學生清晰地展示了生動的實驗現(xiàn)象，也更好地驗證了氯氣易溶于有機溶劑的特點，深化了學生對氯氣和堿性溶液反應的化學性質的理解。

（二）巧借輔助媒體，增進實驗效能

在一些實驗中，藥品試劑昂貴、原料消耗大、排放廢物多或采用有毒有害的試劑、易燃易爆的實驗物質等，具有一定的危害性和污染性，此時可將多媒體技術、仿真技術、網(wǎng)絡技術等數(shù)字化教學手段靈活引入實驗課堂，利用虛擬、仿真實驗情境形象地展現(xiàn)實驗現(xiàn)象和過程，以降低實驗危害，增強實驗效果，從而有效避免對身體健康的危害和對生態(tài)環(huán)境的破壞。

例如，在“原電池”實驗教學時，結合講解，教師通過視頻中電子移動過程的形象演示，使學生從微觀的角度清晰地了解了原電池的形成過程，掌握了原電池原理，提升了學習效率。多媒體模擬展示也實現(xiàn)了實驗過程的零排放、零污染。此外，對于一些實驗條件缺乏、操作難度大、污染度嚴重、存在一定危險的實驗或錯誤實驗操作的后果模擬，都可以利用多媒體設備進行教學演示，讓學生獲得更加直觀的認識，既保證了實驗安全，又促進了學生綠色實驗意識的培養(yǎng)。

（三）拓展課外實踐，培育綠色意識

拓展化學實驗教學，教師還應積極利用學生的生活和社會實踐，開展形式多樣的實驗活動，使他們在實踐學習中深刻體會化學實驗與生活的密切聯(lián)系，逐漸培養(yǎng)起綠色環(huán)保意識和應有的社會責任感。

例如，教師可以結合“生活中的化學”實驗調查，以專題講座、調查研究、綠色行動等行之有效的形式，指導開展課外實驗拓展活動，促使學生在生活實踐中養(yǎng)成愛護自然、保護生態(tài)的好習慣，逐步培養(yǎng)學生的綠色化學意識。生活實驗不僅實現(xiàn)了實驗原料、試劑的生活化，而且為學生提供了動手鍛煉的時機，促使他們進一步親近生活中的化學，使他們成為生活中堅定的環(huán)保行動者和維護者。

結 語

優(yōu)化開展化學綠色實驗教學順應高中化學學科素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，對激勵學生積極關注與化學相關的社會熱點問題，培育學生的科學精神，引導學生勇于承擔社會責任，樹立可持續(xù)發(fā)展理念和綠色化學觀念等，具有重要的教學意義。