讓生態(tài)之花開遍化學(xué)課堂——綠色實(shí)驗(yàn)

陸云

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，高中化學(xué)課離不開實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作不僅能鞏固自身的化學(xué)知識(shí)，還能提高自身的創(chuàng)新能力與動(dòng)手能力。化學(xué)課程極具實(shí)用性，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力有較高要求。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中提升實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力，逐漸培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，并能有效鍛煉學(xué)生面對(duì)突發(fā)情況和緊急問題的應(yīng)變能力?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)有利于學(xué)生鞏固化學(xué)知識(shí)，提高化學(xué)核心素養(yǎng)，還能促進(jìn)學(xué)生合作學(xué)習(xí)能力的提高。但是許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)都會(huì)產(chǎn)生一定的污染，幾乎每一個(gè)實(shí)驗(yàn)室都可視為一個(gè)污染源，全國(guó)所有化學(xué)實(shí)驗(yàn)室造成的污染對(duì)環(huán)境的傷害是不容忽視的。

當(dāng)今社會(huì)，環(huán)境污染愈加嚴(yán)重，成為世界各國(guó)普遍關(guān)注的重要問題?；诟咧谢瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性和重要性，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程必須如期開展，而許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后，教師可能沒有及時(shí)、有效地處理廢棄物，也沒有認(rèn)真做好防護(hù)措施，導(dǎo)致每次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程都會(huì)影響到生態(tài)環(huán)境，并且造成一定的化學(xué)污染。因此，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程需要遵守綠色環(huán)保理念，各個(gè)高中學(xué)校都要嚴(yán)格管理、控制實(shí)驗(yàn)室，監(jiān)督、檢查化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)是否以綠色環(huán)保理念為導(dǎo)向。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)必須做好全面防護(hù)措施，減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生，分類處理好實(shí)驗(yàn)廢棄物，以此保障實(shí)驗(yàn)的安全與環(huán)保，降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染?；诖?，本文結(jié)合筆者工作經(jīng)驗(yàn)，提出幾點(diǎn)關(guān)于開展綠色實(shí)驗(yàn)的建議，以期減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來的污染，助力課堂教學(xué)實(shí)踐。

一、嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)大多具有一定的危險(xiǎn)性，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中應(yīng)保證操作的嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范、科學(xué)、安全。不規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作不僅會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)差錯(cuò)，無法達(dá)到預(yù)期的效果，從而產(chǎn)生更多的實(shí)驗(yàn)廢棄物，對(duì)周圍環(huán)境造成污染，還會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，威脅教師及學(xué)生的人身安全。教師要嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，并實(shí)時(shí)監(jiān)督學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作步驟，以防出現(xiàn)意外狀況。因此，開展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程必須以嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作為前提。高中化學(xué)教師要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作技能，不僅在課堂教學(xué)時(shí)強(qiáng)調(diào)與疏導(dǎo)，還要在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)嚴(yán)格把控實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。只有教師嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，落實(shí)到實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，才能盡量避免意外事故的發(fā)生，大幅度減少實(shí)驗(yàn)廢棄物、污染物的排放，與此同時(shí)，還有利于節(jié)省實(shí)驗(yàn)費(fèi)用。例如，在進(jìn)行電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)該要求學(xué)生看清電極材料，找出溶液中的陽(yáng)離子和陰離子，根據(jù)放電順序及電極材料確定放電微粒。此外，一定要確保電解飽和食鹽水使用之前的精制，不僅有利于去除其中的其他離子，還能夠避免在陰極附近產(chǎn)生白色渾濁顆粒。在電解飽和食鹽水的過程中，還應(yīng)注意滴入酚酞溶液時(shí)表層可能會(huì)出現(xiàn)一層白色膠體，這是正?，F(xiàn)象。

二、基于綠色環(huán)保理念優(yōu)選反應(yīng)物

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)里，化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的過程中難免會(huì)生成一些對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，有時(shí)為了更好地提升教學(xué)質(zhì)量，有效突破重難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中還會(huì)不可避免地對(duì)環(huán)境造成污染。因此，需要教師深入分析化學(xué)反應(yīng)，通過不斷探索與思考，找出對(duì)環(huán)境污染較小的化學(xué)反應(yīng)替代物，甚至找到綠色無污染的化學(xué)反應(yīng)物，以此降低化學(xué)污染。例如，在高中化學(xué)“氯氣的制取實(shí)驗(yàn)”中，如果僅依照書本中傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式和化學(xué)反應(yīng)物，會(huì)生成大量的氯氣，盡管教師在實(shí)驗(yàn)過程中使用收集裝置收集氯氣，試驗(yàn)結(jié)束后，這些收集起來的氯氣又會(huì)被排放于空氣中，無法有效解決實(shí)驗(yàn)生成的物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成的污染?？紤]到高錳酸鉀片的高密度，即使浸泡幾個(gè)小時(shí)，也難以完全溶解，因此，高錳酸鉀片與濃鹽酸的反應(yīng)接觸面積遠(yuǎn)小于液體間的接觸面積，減弱了化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程，從而減少了實(shí)驗(yàn)中氯氣的生成量。目前，有許多教師選擇改進(jìn)實(shí)驗(yàn)試劑，選用醫(yī)用高錳酸鉀片作為實(shí)驗(yàn)反應(yīng)物，和濃鹽酸進(jìn)行反應(yīng)制取氯氣，使得實(shí)驗(yàn)過程更加環(huán)保。因此，選取適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)物，能有效實(shí)現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)，使得生態(tài)之花開遍化學(xué)課堂。

三、減少實(shí)驗(yàn)藥品使用量，藥品利用綠色化

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的污染主要來自化學(xué)反應(yīng)的生成物和化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后化學(xué)藥品的殘留，如果教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，以不影響實(shí)驗(yàn)效果為前提條件，通過減少實(shí)驗(yàn)藥品用量的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使得實(shí)驗(yàn)微型化，這樣能有效改善化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)周圍環(huán)境的污染狀況。微型化實(shí)驗(yàn)的核心內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)藥品微量化、實(shí)驗(yàn)器材微型化。通常情況下，在微型實(shí)驗(yàn)中，化學(xué)藥品的使用量?jī)H為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中化學(xué)藥品使用量的十分之一，甚至更少。由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的藥品量明顯減少，使化學(xué)反應(yīng)生成的反應(yīng)物與實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的藥品殘留大大減少，大幅度地降低了化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境造成的污染。與此同時(shí)，隨著藥品使用量的減少，實(shí)驗(yàn)的水電能耗也隨之減少，有利于降低爆炸、燃燒等化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，可通過幻燈機(jī)或?qū)嵨锿队暗戎悄軆x器將實(shí)驗(yàn)放大，使學(xué)生能夠看清實(shí)驗(yàn)過程，保障實(shí)驗(yàn)效果。此外，教師要多投入時(shí)間與精力研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，大力推行微型化實(shí)驗(yàn)，以此降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)的污染和能耗，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和實(shí)驗(yàn)安全，推廣綠色實(shí)驗(yàn)理念。

四、利用計(jì)算機(jī)完成危險(xiǎn)系數(shù)高的化學(xué)實(shí)驗(yàn)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的多媒體工具在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用越來越頻繁。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以有效改變傳統(tǒng)的高中化學(xué)課堂教學(xué)方式，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也包括其中。有一些危險(xiǎn)系數(shù)較高的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)使用或產(chǎn)生多種有毒有害的物質(zhì)，極易造成實(shí)驗(yàn)事故，既威脅師生的生命安全，又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大影響。因此，這些危險(xiǎn)系數(shù)較高的實(shí)驗(yàn)通常不適宜采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行演示，而是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行高危實(shí)驗(yàn)的模擬演示。在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中，教師可在計(jì)算機(jī)中提前設(shè)置好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使學(xué)生在觀看模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)初步了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)操作步驟，有利于鞏固學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的理解和掌握，與此同時(shí)，達(dá)到了綠色實(shí)驗(yàn)的要求，大大減少了“三廢”污染問題的發(fā)生。例如，在銅與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)生成有毒的二氧化氮?dú)怏w，對(duì)師生的身體危害極大，為了保障此實(shí)驗(yàn)的安全性，教師可改進(jìn)銅與濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。教師可選取一副培養(yǎng)皿，向培養(yǎng)皿中加入少量的濃硝酸，在濃硝酸中放置薄銅片，隨后取一大型培養(yǎng)皿蓋在小型培養(yǎng)皿上，以此形成密閉空間，防止化學(xué)反應(yīng)過程中生成的二氧化氮?dú)怏w擴(kuò)散到空氣中，威脅教師及學(xué)生的生命安全。最后使用投影設(shè)備，將實(shí)驗(yàn)過程投影到大屏幕上，使全班同學(xué)都能通過大屏幕清晰地觀察到銅與濃硝酸反應(yīng)的過程。由于一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，存在著實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)間極其短暫和化學(xué)反應(yīng)極其細(xì)微的情況，教師還可將實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些不明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象采用放大技術(shù)，讓學(xué)生觀察更仔細(xì)，遇到時(shí)間較短的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，可采用回放技術(shù)幫助學(xué)生反復(fù)觀察。由此可見，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及多媒體輔助教學(xué)，能夠極大改善部分危險(xiǎn)系數(shù)較高的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作環(huán)境，大大提高實(shí)驗(yàn)的可視性，有助于學(xué)生在多媒體輔助化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中感受到多媒體技術(shù)的綠色、環(huán)保。此外，還能促進(jìn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展，使得綠色、環(huán)保的化學(xué)理念與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)相結(jié)合。

環(huán)境污染問題愈加嚴(yán)重，綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的推行已刻不容緩，這不僅符合素質(zhì)教育的發(fā)展要求，也符合化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)。因此，高中化學(xué)教師要遵守化學(xué)實(shí)驗(yàn)工作基本的人文素養(yǎng)，通過改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，進(jìn)行綠色實(shí)驗(yàn)，讓生態(tài)之花開遍化學(xué)課堂，逐步培養(yǎng)學(xué)生綠色環(huán)保的化學(xué)理念，促使學(xué)生更好地適應(yīng)未來社會(huì)。