如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透環(huán)境意識(shí)

肖林飛

[摘要]隨著環(huán)境保護(hù)的呼聲日益強(qiáng)烈，越來越多的環(huán)保政策相應(yīng)出臺(tái)。中學(xué)生作為新時(shí)代的主人，必須具備環(huán)境意識(shí)，認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，并且學(xué)會(huì)利用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)來完成環(huán)境保護(hù)的任務(wù)。其中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是與環(huán)境聯(lián)系最為緊密的部分，具體可從開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)綠色實(shí)驗(yàn)方案等方面來實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)，滲透環(huán)境意識(shí)。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)實(shí)驗(yàn);環(huán)境意識(shí);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（2020）14-0072-02

化學(xué)實(shí)驗(yàn)與環(huán)境教育有著密切的關(guān)聯(lián)，因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境意識(shí)的良好載體。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透環(huán)境教育是當(dāng)前化學(xué)教學(xué)的任務(wù)之一。為了更好地實(shí)現(xiàn)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透環(huán)境教育的目標(biāo)，教師可從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降确矫孢M(jìn)行深入探究，探尋有效的滲透環(huán)境意識(shí)和開展環(huán)境教育的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。

一、利用“空閑”時(shí)間，滲透環(huán)境意識(shí)

在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程快，有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程慢，這是由物質(zhì)本身的特性決定的。根據(jù)這一特點(diǎn)，教師應(yīng)想辦法充分利用化學(xué)反應(yīng)的這一段“空閑”時(shí)間，防止學(xué)生在這段時(shí)間內(nèi)走神或者做與化學(xué)實(shí)驗(yàn)無關(guān)的事情導(dǎo)致教學(xué)效率低下。如可以對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做進(jìn)一步的講解，在緊湊的課堂節(jié)奏中豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作的技能，同時(shí)滲透環(huán)境意識(shí)。

1.利用“空閑”時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生正確觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

化學(xué)實(shí)驗(yàn)最重要的便是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，而學(xué)生經(jīng)常因不了解情況導(dǎo)致沒有觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。因此，利用“空閑”時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生正確觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)于學(xué)生而言十分重要。

比如，在講解《硫和氮的氧化物》這一節(jié)時(shí)，需要為學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)室制備S0₂氣體的方法、SO₂氣體的檢驗(yàn)，以及清除SO₂尾氣的途徑。S0₂氣體是一種對(duì)環(huán)境有著較大影響的污染性氣體，吸人S0₂會(huì)對(duì)人體造成傷害，并且排放進(jìn)空氣中的S0₂氣體還會(huì)導(dǎo)致酸雨等自然災(zāi)害。實(shí)驗(yàn)室制備S0₂氣體應(yīng)用的化學(xué)反應(yīng)原理為：Na₂S0₃（固）+H₂S0₄（70%）=Na₂S0₄+SO₂↑+H₂O，利用SO₂比空氣重的原理采用向上排空氣法收集氣體，再借用品紅試紙完成這一酸性氣體的檢驗(yàn)，并提醒學(xué)生一定要注意對(duì)尾氣的處理，即通過氫氧化鈉堿性溶液來吸收，完成尾氣處理，避免造成環(huán)境污染。

通過引導(dǎo)學(xué)生正確觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在容易出現(xiàn)環(huán)境污染的地方特別加以注意，最大限度地降低實(shí)驗(yàn)帶來的污染，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。

2.利用“空閑”時(shí)間梳理實(shí)驗(yàn)間的區(qū)別與聯(lián)系

很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)看似沒有聯(lián)系，但是經(jīng)過梳理反應(yīng)物、產(chǎn)物和化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程后，便會(huì)發(fā)現(xiàn)這些實(shí)驗(yàn)間有著內(nèi)在的聯(lián)系。教師應(yīng)利用“空閑”時(shí)間幫助學(xué)生厘清實(shí)驗(yàn)間的區(qū)別與聯(lián)系，從環(huán)保的角度對(duì)它們進(jìn)行歸納整合，提升學(xué)生的環(huán)境意識(shí)。

例如，《非金屬及其化合物》這一章，涉及的實(shí)驗(yàn)主要包括Cl₂、S0₂、NO₂的實(shí)驗(yàn)室制備及其尾氣處理。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這三個(gè)實(shí)驗(yàn)展開對(duì)比分析，不難發(fā)現(xiàn)三個(gè)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的都是酸性氣體，因此在檢驗(yàn)時(shí)都可采用品紅試紙或者濕潤的藍(lán)色石蕊試紙;而且三種氣體都是有毒有害氣體，必須進(jìn)行尾氣處理，如通人NaOH溶液中。

厘清實(shí)驗(yàn)之間的區(qū)別和聯(lián)系，可使學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)有深刻的認(rèn)識(shí)，掌握相應(yīng)的化學(xué)規(guī)律，同時(shí)關(guān)注環(huán)境污染問題，提高環(huán)境意識(shí)。

二、開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

隨著環(huán)境保護(hù)政策的實(shí)施，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)也逐漸受到重視和推廣。與傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有化學(xué)藥品用量少、反應(yīng)速度快、危險(xiǎn)系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，并且最重要的一點(diǎn)是能夠減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境造成的污染，符合綠色化學(xué)的要求。開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)h(huán)境意識(shí)滲透到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)學(xué)生環(huán)境意識(shí)的培養(yǎng)起到積極的促進(jìn)作用。

1.深度探究實(shí)驗(yàn)試劑的最少用量

在開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師需要事先對(duì)實(shí)驗(yàn)藥品的用量進(jìn)行估計(jì)，以便帶領(lǐng)學(xué)生一起探究實(shí)驗(yàn)試劑的最少用量，滲透微型化學(xué)思想，將環(huán)境意識(shí)傳遞給學(xué)生。

比如，在指導(dǎo)學(xué)生制備一定濃度的NaOH溶液時(shí)，一定要讓學(xué)生做好充分的準(zhǔn)備，計(jì)算好自己所需要的實(shí)驗(yàn)試劑用量，避免浪費(fèi)以及過量試劑帶來的污染。若要求制備100 mL l.00 mol/L的NaOH溶液，首先就要計(jì)算出所需要的NaOH的最小量，得出需要0.1 mol的氫氧化鈉，然后根據(jù)NaOH的摩爾質(zhì)量（40）可以得出需要稱取的NaOH固體試劑為4.0克，從而得出所需試劑的最小量。

2.積極準(zhǔn)備微型實(shí)驗(yàn)百寶箱

在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常需要調(diào)用特殊的微型實(shí)驗(yàn)器具，為此，可建議學(xué)生白行準(zhǔn)備微型實(shí)驗(yàn)百寶箱，以促進(jìn)微型實(shí)驗(yàn)的有效開展。

比如，在引導(dǎo)學(xué)生觀察焰色反應(yīng)的相關(guān)現(xiàn)象時(shí)，最好能讓每個(gè)學(xué)生都可以通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，近距離觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。焰色反應(yīng)中，利用無銹鐵絲或者鉑絲蘸上不同的待測溶液，然后用酒精點(diǎn)燃，觀察不同金屬離子對(duì)應(yīng)的火焰顏色。學(xué)生從自己的微型實(shí)驗(yàn)百寶箱中?、钤嚬芊謩e盛放不同的溶液，然后再拿出無銹的鐵絲蘸取溶液之后，將鐵絲放入酒精燈的火焰中進(jìn)行觀察，可以看到不同離子對(duì)應(yīng)的火焰顏色有著極大的區(qū)別，如Na⁺對(duì)應(yīng)的顏色是亮黃色、K⁺對(duì)應(yīng)的顏色是紫色等。在觀察了離子的焰色反應(yīng)之后，學(xué)生有了更深刻的印象，在之后的離子檢驗(yàn)時(shí)就會(huì)想到利用焰色反應(yīng)來判斷離子的種類。

三、設(shè)計(jì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)

化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)離不開化學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠清楚地觀察到各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。但是很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要用到有毒的實(shí)驗(yàn)原料或者是實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)釋放出有毒氣體，產(chǎn)生有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人體造成傷害。因此，設(shè)計(jì)開展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是新時(shí)期化學(xué)教學(xué)的標(biāo)桿，教師需致力于設(shè)計(jì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)，使他們樹立起環(huán)保責(zé)任感，形成環(huán)境意識(shí)。

1.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，降低污染

為了開展綠色化學(xué)，教師應(yīng)想辦法從化學(xué)實(shí)驗(yàn)的源頭進(jìn)行改造，即對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)與完善，盡可能地減少實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識(shí)。

比如，傳統(tǒng)的探究H₂S和S0₂氣體反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，首先分別將制得的兩種氣體裝入集氣瓶中，然后將兩個(gè)集氣瓶口對(duì)接，抽掉中間的玻璃片，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在這一實(shí)驗(yàn)中，兩種有毒有害的氣體很容易泄漏到空氣中。因此，我們對(duì)其稍加改進(jìn)，利用分叉管作為反應(yīng)容器，將FeS和Na₂SO₂分別加入分叉管的兩個(gè)分叉中，迅速滴入濃鹽酸溶液，當(dāng)管內(nèi)空氣排凈后快速利用橡膠塞堵住分叉管，這樣就可以在分叉管內(nèi)觀察硫化氫和二氧化硫氣體的反應(yīng)了。最后，向分叉管中加入適量的NaOH，吸收未完全反應(yīng)的有毒氣體，中和試管內(nèi)的濃鹽酸，從而有效防止有毒氣體的泄漏，也減小了試管的清理難度。

2.有效引進(jìn)信息技術(shù)

在進(jìn)行危險(xiǎn)系數(shù)較高的化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可結(jié)合信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，如借助多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，既能夠使學(xué)生清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還可以節(jié)約化學(xué)藥品，避免化學(xué)污染以及危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

比如，在探究鋁熱反應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，由于這一實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性較大，可借助多媒體來演示。鋁熱反應(yīng)是利用鋁的強(qiáng)還原性和氧化鐵的氧化性進(jìn)行反應(yīng)，會(huì)釋放出大量的熱量，這些熱將氧化鐵還原出的鐵熔化后滲入一些裝備縫隙內(nèi)完成裝備的焊接。這一實(shí)驗(yàn)的化學(xué)反應(yīng)原理為2Al+Fe₂0₃=Al₂0₃+2Fe，實(shí)驗(yàn)中需要加入氯酸鉀作為助燃劑，干凈的鎂條作為引燃劑，將鎂條燃燒后放人混合物中，放出的熱量促進(jìn)氧化鐵和鋁粉反應(yīng)。在視頻中，可以清晰地看見實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、熔化的鐵水和生成的氧化鋁等。

綜上所述，要想在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透環(huán)境意識(shí)，教師必須找到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和環(huán)境教育的契合點(diǎn)，將環(huán)境意識(shí)的培養(yǎng)滲透到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。為了在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中滲透環(huán)境意識(shí)，教師可充分利用好實(shí)驗(yàn)過程中的“空閑”時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)正確觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，梳理實(shí)驗(yàn)間的聯(lián)系與區(qū)別，以防止實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染;力求將化學(xué)實(shí)驗(yàn)向著微型化方向改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)原料的節(jié)約和環(huán)境污染的最小化，為學(xué)生樹立良好的環(huán)境道德榜樣，培養(yǎng)其環(huán)境意識(shí);致力于開展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，或利用信息技術(shù)展示化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，盡可能地避免化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來的污染問題?？傊?，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中找好對(duì)應(yīng)的切入點(diǎn)是滲透環(huán)境意識(shí)的根本之道。

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（責(zé)任編輯 羅艷）