化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推行綠色化學(xué)教育理念的實(shí)踐

柯志勇

摘 要：綠色化學(xué)是一種從根源層面防治污染產(chǎn)生的化學(xué)，綠色化學(xué)教育理念與五個(gè)方面的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)均能圍繞立德樹人的根本任務(wù)，反映社會(huì)主義核心價(jià)值觀下科學(xué)育人的基本要求。當(dāng)前全球環(huán)境處于持續(xù)惡化狀態(tài)，人們的環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，綠色化學(xué)理念受到廣泛關(guān)注。中學(xué)化學(xué)教育是培養(yǎng)公民綠色化學(xué)意識(shí)的重要途徑，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推行綠色化學(xué)教育理念，能使學(xué)生在掌握化學(xué)知識(shí)的同時(shí)形成正確可持續(xù)發(fā)展理念，從接觸化學(xué)就開始養(yǎng)成友好社會(huì)、貢獻(xiàn)社會(huì)、促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的科學(xué)發(fā)展觀，推動(dòng)社會(huì)快速穩(wěn)定發(fā)展。對(duì)此，本文從多方面分析在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)教育理念策略，望給予教師教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué);綠色化學(xué);實(shí)驗(yàn);滲透策略

化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩，化學(xué)發(fā)展方向與人類對(duì)美好的生活需求息息相關(guān)，綠水青山就是金山銀山的形象化語(yǔ)句深入人心[1]。所謂綠色化學(xué)即運(yùn)用化學(xué)知識(shí)、方法與技術(shù)從根本層面防治污染，通過采取節(jié)約能源，以及運(yùn)用無(wú)害原料降低對(duì)環(huán)境污染。當(dāng)前，中學(xué)生環(huán)保意識(shí)相對(duì)淡薄，存在隨意踐踏草坪、亂丟垃圾，以及破壞公共設(shè)施等問題，在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的同時(shí)感受和發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)帶來(lái)美好的心靈溝通方式還不夠豐富。在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中滲透綠色化學(xué)教育理念可引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注環(huán)境問題，運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)分析環(huán)境現(xiàn)象，形成良好社會(huì)責(zé)任感，提升化學(xué)教學(xué)質(zhì)量[2]。

一、綠色化學(xué)概述

綠色化學(xué)不同于環(huán)境化學(xué)，其中環(huán)境化學(xué)是一門研究污染物形態(tài)、分布、操作、遷移，以及對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響的獨(dú)立學(xué)科，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用有效措施治理各種環(huán)境問題。綠色化學(xué)則是一門涉及催生、有機(jī)合成、生物化學(xué)，以及分析化學(xué)等多學(xué)科交叉且研究領(lǐng)域廣泛學(xué)科，上述學(xué)科知識(shí)均與綠色化學(xué)應(yīng)用與發(fā)展有著緊密聯(lián)系。綠色化學(xué)重點(diǎn)即從本質(zhì)層面控制有害物質(zhì)使用，減少副產(chǎn)物產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)零排放與零污染效果。綠色并非顏色為綠色，而是表示無(wú)污染，運(yùn)用相關(guān)化學(xué)原理與一系列方式從源頭避免和減少工業(yè)生產(chǎn)中有害、有毒物質(zhì)產(chǎn)生與應(yīng)用，降低環(huán)境污染率。該方式不同于以往治理三廢等污染方法，具有以下特征：運(yùn)用無(wú)害無(wú)毒原料，合理應(yīng)用能源與資源;在反應(yīng)中盡可能減少向環(huán)境排放有害與有毒物質(zhì);生產(chǎn)有利于人體健康、環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品[3]。綠色化學(xué)的出現(xiàn)為傳統(tǒng)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)注入新鮮因子，在治理污染時(shí)從治標(biāo)過渡至治本。與此同時(shí)，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入綠色化學(xué)理念可不斷強(qiáng)化學(xué)生環(huán)保意識(shí)，提升學(xué)生綜合素質(zhì)，推動(dòng)學(xué)科快速穩(wěn)定發(fā)展。

二、在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)教育理念的意義

（一）可持續(xù)發(fā)展需求

現(xiàn)實(shí)生活中有很多化學(xué)影子，為人類和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供便利。然而在使用化學(xué)物質(zhì)時(shí)也會(huì)引發(fā)相關(guān)社會(huì)與環(huán)境問題。尤其國(guó)家強(qiáng)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展要兼顧當(dāng)前和未來(lái)發(fā)展需求，不能為滿足當(dāng)代人利益而犧牲后代人利益，主要體現(xiàn)在維護(hù)資源環(huán)境、珍惜自然環(huán)境，以及提升質(zhì)量。廣大公民發(fā)展與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，只有具備良好資源環(huán)境才能造福于人。但目前人類面臨嚴(yán)峻自然資源與環(huán)境保護(hù)挑戰(zhàn)，國(guó)家明確強(qiáng)調(diào)將社會(huì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展與科學(xué)發(fā)展相結(jié)合，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展目標(biāo)。可持續(xù)發(fā)展并非短期就能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，而是長(zhǎng)遠(yuǎn)堅(jiān)持事業(yè)。綠色化學(xué)在科學(xué)技術(shù)、資源環(huán)境與社會(huì)環(huán)境等方面發(fā)揮著不可小覷的作用，綠色化學(xué)在于拉近人與自然距離[4]。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不同于發(fā)展，因?yàn)榘l(fā)展是一項(xiàng)集經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)、環(huán)境等多因素于一體的完整現(xiàn)象。無(wú)論經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家均享有平等權(quán)利，可持續(xù)發(fā)展注重未來(lái)，需在遵循循序漸進(jìn)原則基礎(chǔ)上解決當(dāng)下環(huán)境問題并指明未來(lái)發(fā)展方向。社會(huì)發(fā)展必須緊緊圍繞資源與環(huán)境，若在發(fā)展中跨越環(huán)境與資源極限，則會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)估的后果，還會(huì)影響可持續(xù)發(fā)展。

（二）素質(zhì)教育需求

中學(xué)是學(xué)生形成正確價(jià)值觀、人生觀、世界觀的關(guān)鍵階段，也是形成科學(xué)素養(yǎng)與國(guó)民素質(zhì)的黃金期。教師要培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、敢于拼搏與挑戰(zhàn)，以及腳踏實(shí)地的精神，實(shí)現(xiàn)真正意義層面的全面發(fā)展，為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)貢獻(xiàn)自身一份力量。高中化學(xué)教師需遵循循序漸進(jìn)原則，指導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)并形成綠色化學(xué)意識(shí)。STS教育思想是世界普遍推廣的思想之一，其理念與綠色化學(xué)基本相同，促使學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)，提升學(xué)習(xí)能力的同時(shí)認(rèn)識(shí)化學(xué)在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所發(fā)揮的重要作用。綠色化學(xué)指導(dǎo)學(xué)生尊重自然與熱愛自然，樹立綠色化學(xué)意識(shí)，為人類社會(huì)提供服務(wù)[5]。

（三）保護(hù)對(duì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)需求

近年來(lái)，我國(guó)頻遭惡劣天氣，加重環(huán)境污染。目前人類面臨海洋污染、全球變暖、淡水資源危機(jī)、土地荒漠化、物種瀕危、固體廢棄物、酸雨災(zāi)害、大氣污染等環(huán)境危機(jī)，上述危機(jī)中有多種與化學(xué)工業(yè)息息相關(guān)，學(xué)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在此過程中產(chǎn)生的廢棄物是造成環(huán)境污染重要因素之一。中國(guó)有超14億人口，學(xué)生人數(shù)多，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室數(shù)量多且廣泛分布。多數(shù)學(xué)校針對(duì)實(shí)驗(yàn)廢棄物如未采取妥善處理措施，而簡(jiǎn)單處理廢渣與廢液后直接倒至河道，就會(huì)直接破壞生態(tài)系統(tǒng)。以往收集和集中處理污染物方式會(huì)耗費(fèi)大量財(cái)力、物力與人力，通過綠色化改進(jìn)和處理實(shí)驗(yàn)?zāi)軓谋举|(zhì)層面控制污染源頭，有效維護(hù)生態(tài)環(huán)境。

三、在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)合理滲透綠色化學(xué)教育理念策略

（一）立足課堂教學(xué)

綠色化學(xué)理念本質(zhì)目的之一即提升學(xué)生化學(xué)素質(zhì)，傳統(tǒng)化學(xué)傾向于為學(xué)生講解基本化學(xué)原理，學(xué)生只簡(jiǎn)單明確化學(xué)用途，但應(yīng)用于實(shí)踐卻不知從何談起。如果教師想要在課堂教學(xué)中有效滲透綠色化學(xué)教育理念，那么需轉(zhuǎn)變自身教學(xué)觀念，充分認(rèn)識(shí)綠色化學(xué)在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中發(fā)揮的積極影響與重要地位，在設(shè)置教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容時(shí)將綠色化學(xué)理念融入其中，尊重學(xué)生主體作用，提升化學(xué)教學(xué)效率[6]。與此同時(shí)，化學(xué)教師要注重將化學(xué)思想滲透于課堂教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生理解和掌握化學(xué)理論知識(shí)的同時(shí)學(xué)會(huì)理性運(yùn)用化學(xué)知識(shí)，提升高中生科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生樹立服務(wù)生活與社會(huì)為實(shí)踐目標(biāo)。所以，將綠色化學(xué)觀念引入化學(xué)課堂不單單是響應(yīng)新課程標(biāo)準(zhǔn)提出的增強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)要求，更是推動(dòng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求。

一般學(xué)生會(huì)通過教材和教師的講解了解化學(xué)知識(shí)，隨著新課程改革持續(xù)推進(jìn)，高中化學(xué)教材也收錄很多與綠色化學(xué)有關(guān)內(nèi)容，無(wú)疑是開展綠色化學(xué)教育的最佳素材。對(duì)此，教師在教學(xué)過程中需積極挖掘教材與綠色化學(xué)有關(guān)內(nèi)容并在此基礎(chǔ)上開展綠色教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)。例如，運(yùn)用對(duì)比或?qū)嵗v解方式滲透綠色化學(xué)知識(shí)，教師在講解氯氣化學(xué)性質(zhì)與用途時(shí)可與過氧化氫性質(zhì)相聯(lián)系，引領(lǐng)學(xué)生聯(lián)想在技術(shù)和思想觀念推動(dòng)下，會(huì)徹底改變?cè)旒垬I(yè)的漂白技術(shù)，將產(chǎn)生有害物質(zhì)的氯氣做漂白劑會(huì)被綠色無(wú)污染雙氧水替代，并在此過程中指導(dǎo)學(xué)生基于漂白原理選擇合適漂白劑。通過對(duì)比不同化學(xué)物質(zhì)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的作用，以及對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的重要影響凸顯綠色化學(xué)理念重要性。高中化學(xué)教材還收錄很多與化工生產(chǎn)知識(shí)有關(guān)內(nèi)容，也是滲透綠色化學(xué)理念最佳途徑。如，在講解氮的化合物在氨催化氧化法工業(yè)制硝酸步驟時(shí)，氨催化氧化會(huì)生成N0，該物質(zhì)會(huì)持續(xù)氧化至N02，當(dāng)水與N02發(fā)生反應(yīng)生成硝酸后則會(huì)生成具有污染性的N0，且氮的利用率相對(duì)較低，工業(yè)制硝酸綠色化的關(guān)鍵所在即N0的循環(huán)氧化，與綠色理念相符，最為重要的是反應(yīng)物中所有原子均能轉(zhuǎn)至生成物，在生產(chǎn)源頭阻止污染源。

（二）強(qiáng)化安全意識(shí)

人與自然和諧發(fā)展、降低意外事故發(fā)生率以及開展化學(xué)對(duì)人體、環(huán)境健康無(wú)害等是綠色化學(xué)理念強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。高中化學(xué)教師在對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置與教學(xué)方式實(shí)施綠色化改進(jìn)時(shí)，需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)安全實(shí)驗(yàn)意識(shí)，防止發(fā)生灼傷、燒傷，以及爆炸等實(shí)驗(yàn)事故。

初中是學(xué)生首次接觸化學(xué)學(xué)段，教材單獨(dú)設(shè)置走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室專題，為學(xué)生清晰明確地介紹正確取用化學(xué)品與正確加熱物質(zhì)等，使學(xué)生初步了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)。高中化學(xué)教材則以專題形式強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全問題，相關(guān)調(diào)查指出，很多化學(xué)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中相對(duì)重視安全問題并反復(fù)為學(xué)生強(qiáng)調(diào)[7]。但需指出的是，自新課程改革后，化學(xué)教材刪除部分危險(xiǎn)性較高的實(shí)驗(yàn)，但仍有如氫氣的爆鳴實(shí)驗(yàn)、鋁熱實(shí)驗(yàn)、氫氣與甲烷燃燒等。在相關(guān)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大部分高中學(xué)校尚未完全普及防護(hù)手套、護(hù)目鏡、實(shí)驗(yàn)服等。所以，教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)將安全問題作為重點(diǎn)考慮內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生安全意識(shí)，最大限度保障師生健康安全。具體可從以下方面著手：1.加強(qiáng)危險(xiǎn)藥品管理，由專人妥善保管部分劇毒、易燃易爆藥品，使用后對(duì)其妥善處理。2.完善實(shí)驗(yàn)室安全設(shè)備，學(xué)校需盡快購(gòu)置手套、護(hù)目鏡、實(shí)驗(yàn)微型透明隔離板等防護(hù)設(shè)備，以及安裝通風(fēng)櫥等通風(fēng)裝置，降低安全事故發(fā)生率。3.實(shí)驗(yàn)室配備滅火器材，教會(huì)學(xué)生正確實(shí)驗(yàn)，定期檢修實(shí)驗(yàn)室電器。4.學(xué)生在操作化學(xué)實(shí)驗(yàn)之前需充分了解燒傷與燙傷等意外事故處理方式。5.化學(xué)教師在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前需明確強(qiáng)調(diào)相關(guān)安全事項(xiàng)，如，點(diǎn)燃具有可燃性氣體前需驗(yàn)純，防止發(fā)生爆炸事故;使用酒精燈前檢查酒精液體不少于1/3體積、不多于2/3體積;加熱玻璃儀器前需先預(yù)熱，加熱試管內(nèi)液體時(shí)應(yīng)避開人所在方向。詳細(xì)觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤需立即告知并糾正。

（三）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置

部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生理解和掌握相關(guān)原理，教師在設(shè)計(jì)此類原理性實(shí)驗(yàn)時(shí)可選取無(wú)毒無(wú)害實(shí)驗(yàn)原料，打造綠色化實(shí)驗(yàn)。例如，演示銅和濃硝酸的實(shí)驗(yàn)時(shí)，反應(yīng)為開放性實(shí)驗(yàn)，帶來(lái)氣體污染環(huán)境，可以這樣改進(jìn)，材料有：礦泉水瓶、兩個(gè)磁鐵吸、綁上線的試管。操作如下：在瓶塞或瓶壁處用磁鐵吸片一內(nèi)一外夾吸住銅片，瓶?jī)?nèi)裝少量濃硝酸，試管內(nèi)裝上氫氧化鈉溶液，并在試管口放置撕碎的紙巾或棉花，放入瓶中，旋緊瓶塞。演示時(shí)，移動(dòng)外面的磁鐵片，銅片掉下，可觀察現(xiàn)象，當(dāng)瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)較多有色氣體時(shí)，瓶子脹大，傾斜瓶子，使氫氧化鈉溶液進(jìn)入瓶中，輕輕搖晃，可以消除氣體，為了防止氣體膨脹出現(xiàn)瓶塞脫離，還可以先壓扁瓶子再旋緊。該反應(yīng)裝置易操作、氣密性好、材料易取、現(xiàn)象明顯、節(jié)約環(huán)保。

還有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，如在氫氣混合空氣點(diǎn)燃的實(shí)驗(yàn)中可以引入打火機(jī)的放電嘗試;可以對(duì)磷燃燒實(shí)驗(yàn)引入電的放熱引燃;還可以組織學(xué)生對(duì)酒精燈的加熱裝置進(jìn)行更安全創(chuàng)新設(shè)計(jì)，過氧化氫與二氧化錳的實(shí)驗(yàn)中常會(huì)遇到二氧化錳的顆粒等性質(zhì)問題造成催化效果慢的情況，可以采用取少量電池內(nèi)黑色固體來(lái)代替，效果明顯。

（四）實(shí)驗(yàn)垃圾處理

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)垃圾有藥品垃圾和器材破損垃圾，盡管大自然有一定的自愈能力，但對(duì)環(huán)境友好就是不給環(huán)境增添更多麻煩，也要盡可能減少實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的環(huán)境負(fù)面問題。涉及劇毒等有害的實(shí)驗(yàn)垃圾處理辦法就是和環(huán)保部門聯(lián)系專項(xiàng)處理;對(duì)于試管等玻璃儀器處理，我們經(jīng)常采取用紙張包裹和捆綁后碾碎成粉狀，再進(jìn)行傾倒處理，這樣無(wú)害化操作減少玻璃垃圾的占用環(huán)境空間問題，也減少玻璃制品對(duì)環(huán)衛(wèi)工人的傷害;飽和硝酸鉀溶液的結(jié)晶與溶解實(shí)驗(yàn)后，液體可以作為肥料進(jìn)行施肥。

（五）生活中化學(xué)綠色化意識(shí)的選擇

化學(xué)來(lái)自生活，生活也會(huì)因化學(xué)而更美好，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中潛移默化的理念引導(dǎo)，在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中形成科學(xué)的價(jià)值觀，就是達(dá)到教育人的目的。生活中還是存在不良現(xiàn)象：二氧化硫有漂白作用，不法商人對(duì)蘑菇、干果用硫黃熏;甲醛有防腐作用，用于泡制食品;用次氯酸鈣和含汞物品用于美白皮膚，甚至采用激素類物質(zhì)漂白造成不可逆轉(zhuǎn)危害;對(duì)干果噴灑劇毒農(nóng)藥用于防霉。還有使用其他誘導(dǎo)藥物干擾植物正常生長(zhǎng)如大頭獼猴桃、大個(gè)枇杷，快速催熟草莓、香蕉等食品。國(guó)家相關(guān)部門已經(jīng)對(duì)此大力開展檢查工作，學(xué)生作為未來(lái)的棟梁，教師不僅教給他們書本的知識(shí)，還可以培養(yǎng)其養(yǎng)成對(duì)環(huán)境友好的綠色化學(xué)理念的習(xí)慣，應(yīng)對(duì)生活中的現(xiàn)實(shí)問題，為生活、為家人選擇更綠色化的生活。

結(jié)束語(yǔ)

總之，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)教育理念符合可持續(xù)發(fā)展教育理念與課程改革要求。綠色化學(xué)可有效減少資源消耗與環(huán)境污染，更能有效激發(fā)學(xué)生潛在的責(zé)任感與環(huán)保意識(shí)，規(guī)范自身行為，提升綜合素質(zhì)。綠色化學(xué)教育理念的滲透是人們對(duì)綠色發(fā)展的迫切希望和現(xiàn)代教育發(fā)展趨勢(shì)，該教育理念對(duì)提升化學(xué)教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生環(huán)保意識(shí)、科學(xué)素養(yǎng)，以及培養(yǎng)符合社會(huì)發(fā)展需求的高質(zhì)量綜合型人才有著重要現(xiàn)實(shí)意義。

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