綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的體現(xiàn)

潘李

【摘 要】本文論述將綠色化學(xué)理念融入高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法，提出教師在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)追求實(shí)驗(yàn)材料綠色環(huán)保、控制實(shí)驗(yàn)藥品劑量、縮小實(shí)驗(yàn)整體規(guī)模范圍、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)?zāi)M教學(xué)模式、合理適當(dāng)處理實(shí)驗(yàn)廢料，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)中培養(yǎng)環(huán)保意識，體現(xiàn)綠色化學(xué)理念。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 綠色化學(xué)理念 化學(xué)實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）46-0127-02

所謂綠色化學(xué)理念，是從環(huán)保角度進(jìn)行定義的，追求化學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)保指數(shù)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)藥品運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)規(guī)模管理、實(shí)驗(yàn)?zāi)M推廣、實(shí)驗(yàn)廢料處理等方面自覺執(zhí)行環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，追求實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的綠色理念?；瘜W(xué)學(xué)科有豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師可對這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)操作，在綠色環(huán)保基礎(chǔ)上進(jìn)行對應(yīng)研究，以提升實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效率和品質(zhì)。

一、追求實(shí)驗(yàn)材料綠色環(huán)保

化學(xué)學(xué)科有豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師在實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，要對學(xué)生開展綠色環(huán)保教育，以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。在條件允許的情況下，教師還可以組織學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備工作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)需要的材料比較廣泛，教師在篩選和使用材料的過程中，要培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約意識，如有些比較昂貴的材料要節(jié)省使用，有些材料可以反復(fù)多次使用，有些材料對大氣環(huán)境會造成一定污染，可以尋找其他材料替代，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保意識。

例如，在教學(xué)《氧化還原反應(yīng)》時(shí)，教師在課堂導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)，利用鎂粉在空氣中燃燒的演示實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生進(jìn)行觀察。在實(shí)驗(yàn)組織環(huán)節(jié)，教師先讓學(xué)生回顧以下問題：鎂粉在空氣中燃燒會產(chǎn)生什么樣的現(xiàn)象呢？這是初中階段學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生大多能夠解答：鎂粉在空氣中燃燒，能夠與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，還能夠與N發(fā)生反應(yīng)，生成氮化鎂，空氣中有二氧化碳，與鎂粉發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鎂和單質(zhì)的碳。有學(xué)生還特別指出會產(chǎn)生一些白煙，這些白煙是MgO，對空氣有害，需要做冷卻處理，這樣可以得到固體的MgO。為減少白煙的產(chǎn)生，教師將鎂粉替換成鎂條，再次進(jìn)行演示操作，讓學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)過程中得知，鎂條替換鎂粉可以達(dá)成同樣的實(shí)驗(yàn)效果。由此可見，雖然實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的白煙不是很多，但對密閉空間的污染風(fēng)險(xiǎn)還是存在的，教師進(jìn)行合理處理，體現(xiàn)了綠色化學(xué)理念。

教師選擇實(shí)驗(yàn)材料，對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物進(jìn)行處理，都體現(xiàn)了綠色環(huán)保意識，對培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識有積極作用?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)需要用到一些特定的材料，如果在生活中找不到替代品，教師要做好優(yōu)化處理，盡量減少對環(huán)境的污染，這樣可以對學(xué)生進(jìn)行更直觀的教育。

二、控制實(shí)驗(yàn)藥品劑量

有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要用到一些藥品，教師在執(zhí)行實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行具體控制，科學(xué)選取實(shí)驗(yàn)藥品，既不能造成浪費(fèi)，還要確保實(shí)驗(yàn)順利開展。在具體操作過程中，教師要對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計(jì)，適當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)藥品劑量，也可以減少實(shí)驗(yàn)的操作頻率，控制實(shí)驗(yàn)材料的使用量。此外，還可以對學(xué)生進(jìn)行大組組合，減少實(shí)驗(yàn)操作次數(shù)，也能夠達(dá)成減少藥品劑量的目的。有些實(shí)驗(yàn)藥品的危害性很大，很容易對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，教師在選擇藥品時(shí)要更為慎重，如果能找到其他替代藥品，或者是借助多媒體開展模擬實(shí)驗(yàn)，都能達(dá)到減少污染的目的。

例如，在教學(xué)《鈉與水的反應(yīng)》時(shí)，教師從煤油瓶子中取出一小塊鈉，剝除表面的物質(zhì)，用刀切取小塊，將其放入水中，這時(shí)可以看到鈉浮在水面上，熔成小球狀，而且四處游動。教師引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察液體，學(xué)生發(fā)現(xiàn)其已經(jīng)開始變色，生成了堿。在這個(gè)過程中，還能聽到一些聲響。此時(shí)，教師要求學(xué)生認(rèn)真分析各種現(xiàn)象，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，對觀察發(fā)現(xiàn)進(jìn)行討論和研究。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是放熱的，因?yàn)殁c的熔點(diǎn)很低，在水中便開始熔化，且生成了氣體，從液體變色可以看出，生成了堿。教師可將實(shí)驗(yàn)過程錄制成視頻，在以后的教學(xué)中反復(fù)使用，這樣可以減少實(shí)驗(yàn)操作次數(shù)，也能減少實(shí)驗(yàn)藥品的劑量。

有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要用到特殊的藥品，教師在找不到其他替代品的情況下，要盡量少取少用，只要保證實(shí)驗(yàn)效果展示即可。這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程教師還可以用視頻拍攝手段進(jìn)行資料留存，為其他班級教學(xué)提供實(shí)驗(yàn)素材，這樣能夠大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)藥品的用量，也能夠減少對環(huán)境的污染。

三、縮小實(shí)驗(yàn)整體規(guī)模范圍

學(xué)生對操作實(shí)驗(yàn)有很高的參與熱情，教師對此需要有清晰認(rèn)識，并做出合理安排，特別要考慮綠色環(huán)保問題。如果關(guān)涉學(xué)生身體健康問題，則更要小心謹(jǐn)慎，避免出現(xiàn)意外情況。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和執(zhí)行環(huán)節(jié)，教師要對實(shí)驗(yàn)器具進(jìn)行篩選，可以多利用一些比較小的器具，這樣能夠減少原材料的使用，還能夠提高安全系數(shù)。在分組設(shè)計(jì)探索實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以將學(xué)生進(jìn)行合理分組，減少實(shí)驗(yàn)操作規(guī)模，這樣也能夠達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

例如，教學(xué)《氯及其化合物》的內(nèi)容時(shí)，教師先拿出一個(gè)小瓶子，讓學(xué)生觀察瓶子中的氯氣，描述其物理性質(zhì)。因?yàn)槁葰庥卸?，所以在聞其氣味時(shí)要特別小心，而且不能讓很多學(xué)生直接操作。此時(shí)，教師演示鈉在氯氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)操作過程，看到黃光的產(chǎn)生，還有白煙的生成。教師繼續(xù)展示鐵絲在氯氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。為了降低實(shí)驗(yàn)頻率，教師只做了兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行細(xì)致觀察，然后組織學(xué)生展開實(shí)驗(yàn)討論，對實(shí)驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)行梳理和分析，引導(dǎo)學(xué)生自然建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知。這樣教學(xué)，教師將探索實(shí)驗(yàn)做演示實(shí)驗(yàn)處理，沒有給學(xué)生提供直接操作的機(jī)會，其用意是比較明顯的。因?yàn)槁葰庥卸?，盡量不讓學(xué)生接觸，實(shí)驗(yàn)反應(yīng)會產(chǎn)生一些氣體，這些氣體是污染源，對空氣環(huán)境造成一定影響。因此，教師只是做一些演示操作，給學(xué)生提供有效的接觸機(jī)會，讓學(xué)生在觀察、分析、討論中建立實(shí)驗(yàn)認(rèn)知?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)操作形式眾多，教師做出合理安排，其教學(xué)激發(fā)作用不減，還能夠有效保護(hù)環(huán)境，這樣安排是較為科學(xué)合理的。

四、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)?zāi)M教學(xué)模式

化學(xué)實(shí)驗(yàn)有多種呈現(xiàn)形式，教師要從學(xué)科教學(xué)實(shí)際出發(fā)，推出更多模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，減少實(shí)驗(yàn)操作，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。教師借助多媒體課件設(shè)計(jì)化學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，可以為學(xué)生提供更多觀看和互動的機(jī)會，同時(shí)，這些模擬實(shí)驗(yàn)可以反復(fù)多次地展示，而且不留下觀察死角，為學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來更多便利。學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)不能反復(fù)修正操作，而多媒體模擬實(shí)驗(yàn)則可以做修正處理，隨時(shí)對實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行調(diào)整，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)開展深度研究。

學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)有不同期待，教師適時(shí)推出一些多媒體模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以給學(xué)生帶來不一樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和感知。例如，教學(xué)《鐵及其化合物》的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，第一個(gè)是用鐵絲與稀HNO做實(shí)驗(yàn)，第二個(gè)是鐵粉與水蒸氣反應(yīng)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)需要在特定條件下展開，教師利用多媒體播放動畫視頻，對這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體展示，并要求學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)操作展示環(huán)節(jié)，針對教師設(shè)計(jì)的任務(wù)展開分析和討論，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)研究。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，在長滴管中放入一些螺旋狀的鐵絲，然后將稀HNO吸進(jìn)滴管，快速放入試管內(nèi)，并塞緊塞子。這時(shí)可以看到試管中生成了氣體。教師詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)過程，并著重指出實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生氮的氧化物對環(huán)境有污染。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是在試管中放入鐵粉，用酒精燈加熱，試管中放入含有少量水的棉花，這時(shí)可以聽到爆鳴聲，并產(chǎn)生氫氣。學(xué)生對模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行細(xì)致觀察，很快就掌握了實(shí)驗(yàn)反應(yīng)原理，同時(shí)還對綠色化學(xué)理念有了全新的認(rèn)識。

教師利用媒體展示模擬實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供直接觀察的機(jī)會，從學(xué)生的觀察表現(xiàn)可以看出，教師的設(shè)計(jì)是比較成功的，學(xué)生不僅掌握了實(shí)驗(yàn)原理，還增加了環(huán)保知識，強(qiáng)化了環(huán)保意識。要實(shí)現(xiàn)環(huán)保與實(shí)驗(yàn)對接，教師就要進(jìn)行詳細(xì)介紹，讓學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)開展深度分析，自然形成環(huán)保認(rèn)知基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)形式不同，學(xué)生的感受也會不同，通過借助多媒體展示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知會更為深刻。

五、合理適當(dāng)處理實(shí)驗(yàn)廢料

實(shí)驗(yàn)難免要產(chǎn)生一些廢料，這些廢料有一部分是有害物質(zhì)，如果它們進(jìn)入自然環(huán)境中，會造成一定的污染。因此，教師需要對這些實(shí)驗(yàn)廢料做環(huán)保處理，確保這些廢料不對身邊環(huán)境造成污染，更不能對人體造成危害。實(shí)驗(yàn)廢料處理有多種方式，教師要選擇科學(xué)合理的廢料處理方式，如有些廢料需要進(jìn)行無害處理（物理處理或者化學(xué)處理）。實(shí)驗(yàn)材料不能浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)廢料不能亂放，這是綠色化學(xué)理念的基本要求，教師要建立安全環(huán)保主觀意識。

例如，在教學(xué)《金屬材料》的內(nèi)容時(shí)，教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：關(guān)于鐵鹽的氧化鋅實(shí)驗(yàn)，將3mL FeCl2稀溶液加入試管中，然后放入幾小塊鋅片，稍微搖晃一下，靜等一會兒，觀察其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)觀察環(huán)節(jié)，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，最后得出結(jié)論：溶液開始變成無色，而且有黑色單質(zhì)鐵生成，這說明發(fā)生了置換反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師將相關(guān)廢料做妥善處理，試管溶液中殘留了一些FeCl2，而FeCl2有污染性，不能隨意倒掉，需要帶回實(shí)驗(yàn)室做處理。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，教師不僅給學(xué)生提供了觀察實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，還對實(shí)驗(yàn)廢料處理進(jìn)行具體講解，向?qū)W生傳授了綠色環(huán)保知識。

教師將實(shí)驗(yàn)廢料進(jìn)行對應(yīng)處理，體現(xiàn)了綠色化學(xué)理念，引導(dǎo)學(xué)生正確看待化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來的環(huán)境污染問題，培養(yǎng)學(xué)生處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢料的意識。不管化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生哪些廢料，都需要對其環(huán)保指數(shù)做出科學(xué)評估，以便做出最合理的應(yīng)對。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)與綠色化學(xué)理念有多點(diǎn)對接，教師要做出對應(yīng)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)藥品控制、實(shí)驗(yàn)規(guī)模縮小、實(shí)驗(yàn)?zāi)M組織、實(shí)驗(yàn)廢料處理等方面進(jìn)行思考和探索，自然樹立環(huán)保意識。高中學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)有基礎(chǔ)認(rèn)知，對環(huán)保也有自己的看法，教師應(yīng)針對學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)、內(nèi)化，進(jìn)而形成完整的學(xué)習(xí)認(rèn)知。

【參考文獻(xiàn)】

[1]廖運(yùn)飛，黃英龍.綠色化學(xué)理念下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].中學(xué)教學(xué)參考，2020（29）.

[2]韓麗萍.綠色理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師教育），2020（2）.

[3]成愛群.綠色理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].新智慧，2019（30）.

【作者簡介】潘 李（1989— ），男，廣西柳州人，一級教師，現(xiàn)就職于桂林市桂林中學(xué)，主要從事高中化學(xué)教學(xué)與研究。