綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

曾德波

(云南省昆明市嵩明縣第四中學(xué) 651700)

化學(xué)是一門實驗性非常強的學(xué)科，很多理論知識需要依賴化學(xué)實驗，而化學(xué)實驗過程中會產(chǎn)生廢棄物，且很多用于實驗的材料具有毒性，若是師生缺乏安全、環(huán)保意識，其自身健康很容易受到危害.為了減少對環(huán)境的污染，也為了保障學(xué)生的人身安全，教師在指導(dǎo)學(xué)生開展化學(xué)實驗時應(yīng)滲透綠色化學(xué)理念.就目前高中化學(xué)教學(xué)情況來看，綠色化學(xué)理念并未得到全面滲透，力度有待加強，本文對此進行研究.

一、“綠色化學(xué)”的內(nèi)涵

“綠色”是指無污染，具體來說，是指不會破壞自然環(huán)境.“綠色化學(xué)”主要是指在化學(xué)教學(xué)、制作、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)中，化學(xué)制品、試劑、實驗等不會產(chǎn)生破壞生態(tài)平衡或者危害環(huán)境的物質(zhì).在高中化學(xué)實驗教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念，需要在保證化學(xué)實驗原材料滿足實驗要求的基礎(chǔ)上最大限度使用可再生能源以及節(jié)能環(huán)保的物質(zhì)，化學(xué)實驗過程中會用到一系列的催化劑、溶解劑等，其劑量要達到規(guī)范標準，并盡可能地保證沒有毒害.與此同時，排放化學(xué)廢物、廢棄的途徑要節(jié)能環(huán)保，使原子得到充分利用，保證排放的徹底性.除此之外，要針對化學(xué)反應(yīng)的能量消耗進行嚴格控制，并防止實驗過程中意外事故的發(fā)生，為實驗者的人身安全提供可靠的保障.

二、高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用綠色化學(xué)理念的策略

1.控制化學(xué)試劑使用量，減少資源浪費和環(huán)境污染

用于化學(xué)實驗的試劑多數(shù)都具有污染性、腐蝕性，很多試劑還具有毒性.而且經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，會產(chǎn)生廢棄物，這些都會污染環(huán)境.所以，綠色化學(xué)理念下，教師應(yīng)合理控制化學(xué)試劑的使用量.在高中化學(xué)實驗中，很多實驗對實驗材料、試劑的使用量并未做出具體規(guī)定，只是簡單概述為“適度”或“適量”，這是比較模糊的，多數(shù)教師為了讓化學(xué)反應(yīng)更加直觀、具體，往往放入大量化學(xué)試劑，還有一些教師，對于實驗試劑的用量很難做到有效把控.為了踐行綠色化學(xué)，教師應(yīng)當以此為切入點，對化學(xué)試劑的使用量進行合理控制.從根本上來說，對學(xué)生進行實驗教學(xué)，目的就是讓學(xué)生直觀的看到化學(xué)實驗的反應(yīng)過程，使學(xué)生有效理解并吸收其中的化學(xué)知識.所以，在做化學(xué)實驗時，教師要本著實驗?zāi)軌蝽樌M行的原則，確保學(xué)生能夠直觀的看到實驗現(xiàn)象，而不要一味地要求實驗現(xiàn)象激烈.為了實現(xiàn)這一目標，教師可以用滴管、試管等化學(xué)儀器進行實驗.這樣既能保證學(xué)生看到實驗結(jié)果，又能減少資源浪費以及廢棄物對環(huán)境的污染.例如，在乙烯制備實驗中，教師可以組織學(xué)生開展微型實驗，指導(dǎo)學(xué)生用小試管進行.這樣的微型實驗可以節(jié)省乙醇等化學(xué)試劑，還能減少濃硫酸的產(chǎn)生量，既保護了環(huán)境，又減少了資源浪費，可以有效實現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué).

2.采取小組合作探究學(xué)習(xí)法，縮小化學(xué)實驗的教學(xué)規(guī)模

在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師可以立足實際采取小組合作探究教學(xué)法，顧名思義，若干個學(xué)生組成一個小組共同展開化學(xué)實驗.這種教學(xué)方式的優(yōu)勢在于：第一，有利于營造民主、活躍的教學(xué)氛圍，從而喚醒學(xué)生參與化學(xué)實驗的興趣.第二，有利于促進學(xué)生思維發(fā)展.學(xué)生之間存在差異性，不同的學(xué)生組成一個小組共同學(xué)習(xí)，彼此借鑒、取長補短，可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，還能培養(yǎng)學(xué)生的合作精神.第三，縮小化學(xué)實驗教學(xué)規(guī)模，節(jié)省化學(xué)實驗材料.若干個學(xué)生組成一個小組學(xué)習(xí)，可以在很大程度上節(jié)省化學(xué)試劑，從而落實綠色化學(xué)教學(xué)目標.例如，在氧化還原反應(yīng)中，教師可以組織學(xué)生以小組為單位開展CO氧化還原Fe2O3的化學(xué)實驗.首先，依據(jù)組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)的原則進行分組，將家庭背景、心理特征、興趣愛好、學(xué)習(xí)成績存在差異的學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，使每個小組能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢互補.其次，要求學(xué)生相互交流，梳理實驗思路，制定實驗計劃，并明確各自的職責(zé).最后，讓學(xué)生按照實驗步驟展開化學(xué)實驗，做到分工明確，如一人操作，一人觀察，一人記錄等.在氧化還原反應(yīng)中，由于展開小組合作學(xué)習(xí)，所以原材料CO的使用量大幅度減少，而且實驗產(chǎn)物CO2的量也大幅度減少，更重要的是，合作學(xué)習(xí)法的實施，實現(xiàn)了全體學(xué)生的真正參與，促使學(xué)生有效理解并吸收其中的化學(xué)知識.由此可見，小組合作學(xué)習(xí)法的合理使用，既保證了化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，又能培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識.

3.利用多媒體技術(shù)展開實驗教學(xué)，增強學(xué)生的環(huán)保意識

在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，并非所有的實驗都要實踐操作，很多化學(xué)實驗的本質(zhì)是科普性實驗，目的是讓學(xué)生了解并掌握化學(xué)變化，而多數(shù)化學(xué)變化有較高的危險性，不僅會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，甚至?xí)l(fā)生爆炸等.所以，從安全、環(huán)保角度考慮，教師只需要利用多媒體將實驗現(xiàn)象呈現(xiàn)出來，避免對自然環(huán)境造成破壞或者給環(huán)境造成污染.通過多媒體呈現(xiàn)出來的化學(xué)實驗不僅安全、環(huán)保，而且能夠讓學(xué)生詳細、直觀地觀察化學(xué)實驗過程，甚至能夠?qū)⒒瘜W(xué)實驗中肉眼無法看見的微觀粒子變化形象地呈現(xiàn)出來，這有助于學(xué)生理解和消化.例如，很多化學(xué)試劑燃點非常低，甚至只需要輕微摩擦或撞擊就會產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，如硫黃、鎂粉、鋅粉等，還有部分化學(xué)氣體受熱后容易發(fā)生爆炸，如甲烷、氫氣等.使用這些化學(xué)試劑展開的化學(xué)實驗非常危險，而且對空氣的污染也非常強.對于這類化學(xué)實驗，教師可以利用多媒體進行教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生觀看事先準備好的實驗視頻，并且結(jié)合視頻畫面輔助講解.此外，對于學(xué)生沒有理解的實驗環(huán)節(jié)，教師還可以使用回放功能，并對視頻播放的速度進行控制，確保學(xué)生理解并掌握每一個細節(jié).雖然在這樣的化學(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生并未真正參與實驗，但是通過反復(fù)觀看視頻也能理解并記住實驗現(xiàn)象.既保證了化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，又能增強學(xué)生環(huán)保意識.

4.替代或優(yōu)化化學(xué)實驗試劑與裝置，提升實驗的環(huán)保性

綠色化學(xué)教學(xué)理念下，教師在組織學(xué)生展開化學(xué)實驗時，面對污染性、腐蝕性或毒性較強的化學(xué)試劑，應(yīng)思考是否能夠用不同的化學(xué)試劑去替代或優(yōu)化以達到降低污染或腐蝕的目的，既不影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果，又能達到保護環(huán)境的目的.例如，在高中化學(xué)實驗中經(jīng)常會用到硫酸這一物質(zhì)，硫酸的污染性和腐蝕性都非常強，在實驗過程中，教師可以用一種與硫酸有著相同效果但卻綠色無害的試劑去替代，有效踐行綠色化學(xué)理念.例如，在乙烯化學(xué)實驗中，教師可以用氧化鋁取代硫酸，這樣既不會影響化學(xué)實驗結(jié)果，還能大幅度降低化學(xué)實驗對環(huán)境的污染.在實驗開展過程中，教師要明確告知學(xué)生氧化鋁取代硫酸的目的，讓學(xué)生知道，之所以用氧化鋁進行實驗，是為了減少污染，既不影響學(xué)習(xí)，又能實現(xiàn)對環(huán)境的保護.在這種教學(xué)理念和環(huán)境的影響下，學(xué)生的環(huán)保意識會越來越強，成為綠色化學(xué)的踐行者和保護環(huán)境的帶頭人.

綜上所述，在高中化學(xué)實驗教學(xué)中有效應(yīng)用綠色化學(xué)，不僅可以強化學(xué)生對化學(xué)知識的認知與理解，還能培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識、環(huán)保意識，此外，這也是踐行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑.化學(xué)教師應(yīng)當予以重視，在實驗過程中嚴格控制化學(xué)試劑使用量、采取小組合作探究學(xué)習(xí)法、利用多媒體技術(shù)展開教學(xué)、替代或優(yōu)化化學(xué)實驗試劑與裝置，以此減少資源浪費和環(huán)境污染、增強學(xué)生的環(huán)保意識，為人與自然和諧相處打好牢固基礎(chǔ).