中学化学教学中绿色化学理念的渗透

杨水金，侯 倩，蔡千喜，徐明波

(1.湖北师范学院 化学化工学院，湖北 黄石 435002;2.湖北黄石二中，湖北 黄石 435000)

随着人们生活水平的提高和社会经济的迅速发展, 环境问题日益受到人们的关注。绿色化学是在解决环境问题时提出的新名词, 其目的就是要利用化学知识、技术和方法去实现污染的始端预防, 把污染控制在最小限度, 并设计研究利用无毒无害原材料, 最大限度节约能源, 使整个生产过程尽可能少地对环境产生污染。为进一步保护环境，在中学化学教学中应加强绿色化学教育[1～5]。作为一名化学教育工作者，如何在课堂教学中开展绿色化学教育，如何在全社会普及绿色化学知识，增强公众的环境保护意识，本文试图进行一些探讨，共同促进绿色化学教育的开展。

1 绿色化学的提出和涵义

绿色化学最早出现于化学工业非常发达的美国，是20世纪90年代初诞生的“新化学婴儿”。美国于1990年通过了一个“防止污染行动”的法令，该法令鼓励化学界和工业界的化学工作者去研究新的方法和技术，以避免使用和产生有毒、有害物质，鼓励化学家去改进传统的合成路线，探讨新的绿色反应条件。美国化学会于1991年提出“绿色化学”概念，并成为美国环境保护局的中心任务。美国总统克林顿于1995年设立了“总统绿色化学挑战奖”,从1996年开始,每年都要颁奖给在绿色化学方面做出重要贡献的企业和化学家。美国化学界于1998年提出十二条绿色化学原则,受到国际化学界的认可。国际上第一本《绿色化学》杂志于1999年创刊发行，美国化学学会后于2000年推出了第一本绿色化学教科书。现今，世界化学界、企业界和各国政府都普遍关心和重视绿色化学和清洁生产。

绿色化学[6]又称环境友好化学，环境无害化学或清洁化学,是指利用系列方法和原理来消除或减少化学品的生产、设计及应用中有害物质的使用与产生[7]。它是在开始就采用实现污染预防的手段，使过程和终端均达到零污染或实现零排放。与那些通过“三废”处理与利用来治理污染的化学方法具有本质区别，最大限度地追求“原子经济性”[8]。它的核心内容就是在化工生产过程中，尽量减少使用有毒、有害的原料和尽量减少产生有毒、有害物质。整个过程达到零污染和终端实现零排放,具有以下特点：1) 反应在无毒、无害的条件( 催化剂、溶剂) 下进行； 2) 使用无毒、无害的原料；3) 产品对环境友好； 4) 循环、重复、减量使用；5) 具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至达到零排放。因此，绿色化学的根本目的是重新审视和改革传统化学，使我们对环境的治理从治标转向治本。

2 绿色化学在中学教材中所涉及的章节

表1列出绿色化学在中学教材中所涉及的章节内容。

表1 绿色化学在中学教材中所涉及的章节

由表1所列举出内容可知，高中化学教材渗透了绿色化学理念，从环境保护角度介绍了环境污染、温室效应、酸雨、大气污染物、三废等概念，还分析了污染物的主要来源及危害和有关污染的成因。但是教材中关于绿色化学的知识点编排比较分散，没有一个统一的主线把知识点联系起来，缺乏系统整合。如何把绿色化学的理念和目标渗透在整个教材中，使所有知识点都联系起来，达到使知识体系更加完善，如何使预防污染、节约能源的思想贯穿始终，从理论到实验，进行系统的绿色化学教育，是化学教育工作者应认真思考和研究的问题。课堂教育中对绿色化学的重视程度不够。课堂教育是实现绿色化学教育目标的最为有效的途径，高中化学教材分为选修教材和必修教材，必修教材是所有学生都要学习的，具有强制性，而选修教材是根据课程设置来选择学习的。而绿色化学方面的知识主要出现在选修课本中，这样的开课形式，忽略了绿色化学教育，应将绿色化学更多的放到必修教材里，从而扩大绿色化学教育的对象范围，提高学校、老师、学生的重视程度。

3 开展绿色化学教育的意义

目前高中生多系独生子女，不少人因受到家庭的溺爱等原因导致环境道德较差，环保意识和自我保健意识淡漠，如在校园、教室等公共场所乱扔乱抛、随地吐痰、对花草树木随意践踏等。所以，加强中学生的环保意识，正确对待环境生态和污染问题，树立新型的环境道德观念是摆在我们面前的迫切问题。对中学生强化绿色化学教学成为不可忽视的问题。中学教育不仅关系着我国可持续发展战略目标的实现，而且关系着21世纪人才的培养。绿色化学宣传教育必须从中、小学教育抓起，才能使绿色化学受到公众的理解与关注。绿色化学已经成为国际化学科学研究的前沿[9]。中学化学教育中虽然不能全面介绍绿色化学技术方法,但在化学教育中应该可以加强绿色化学思想的启蒙,从而消除公众对化学的误解和偏见，尤其要着重介绍绿色化学在保护臭氧层，防治温室效应、大气污染，保护水质、土壤及生态环境中的重要贡献，突出环保意识，介绍化学技术在历史上对人类生存所作的贡献，化学品对保障人类健康,提高生活质量和安全方面所起的重要作用。从而使学生增加学习化学的兴趣，进一步明确学习化学的目的。中学化学是化学教育的基础阶段, 如何把绿色化学知识融入到中学化学教育中, 使其成为素质教育结构的一个重要因素，充实我们的教学内容，这对于培养学生的环保意识、绿色意识有着现实而深远的意义[10，11]。

4 中学如何进行绿色化学教育

4.1 立足课堂教学，普及绿色化学知识

4.1.1 结合教学内容对学生进行“绿色化学”知识的普及[12]中学化学教育是普及化学知识的开始阶段，化学教师要采取渗透方式，面对的是接受启蒙化学教育的中学生，充分利用和挖掘教材中的环保知识内容，贯彻绿色化学内涵。在介绍某种物质或操作方法时自然地引入相关的环保知识，让学生增长绿色化学知识。这样既增强了学生的绿色化学意识，又调动了学生学习的积极性。

4.1.2 绿色化学教育与化学测试、习题相结合 在习题课教学中教师可以结合“绿色化学”进行教学，能使学生在练习的同时学以致用，使学生认识绿色化学的重要性，培养良好的科学素质。有的习题直接与环保常识相关, 如1999年全国高考试卷考查了“城市禁用含铅汽油的原因”；1995年上海高考试卷考查了“光化学烟雾”。命题者的意图是发挥考试的教育功能和导向作用, 引导学生对环境保护的认识。近年来, 高考中环保试题向着综合型发展, 范围更加广泛，难度有所提高,因此，化学教师更要重视环保意识的渗透与教育, 鼓励学生多了解绿色化学知识，把书本上的理论知识与社会实践结合起来。

4.1.3 在社会生活中感受绿色化学 绿色化学许多研究领域特别是环境污染方面的防治与社会生活密切相关[13]，绿色化学技术一旦取得突破将会给化学学科的发展和人类社会生活提供美好的前景，极大的激发学生学习化学的兴趣，关注绿色化学技术，比如：绿色替代溶剂技术，即是采用无毒无害的溶剂代替对环境造成较大的污染的挥发性有机化合物作溶剂，当前最活跃的研究课题是使用离子液体替代挥发性有机化合物溶剂，开发超临界流体。

另外，在日常生活中，要求学生从细微处落实环保行为：节约水、电、气、煤、纸等资源，拒绝使用一次性塑料袋、筷子等，分类处置生活垃圾，减少使用污染环境的物品，积极使用太阳能等清洁能源，大力开展植树造林。开展光盘行动，同污染环境、浪费资源的行为作斗争。保护好我们的共同家园，为人类能生存在一个绿色的地球上做出自己的贡献。培养学生的环境保护和绿色化学意识之任务，任重道远。

4.2 立足实验教学, 培养绿色化学情感

实验是学习化学、体验化学和探究化学过程的重要途径[14]。在实验教学中尤其要注意贯彻绿色化学思想。

4.2.1 规范实验操作 化学实验过程中需要接触并使用化学试剂，而化学试剂包含无害物质和有害物质，同时在实验中还会产生有害气体。因此，必须要求学生严格规范实验操作，开展各项实验。正确地取用药品、设计合理的实验装置、改进实验方法。实验室尽量安装使用通风设备，防止有毒、有害气体对实验者产生危害。实验结束后，对实验中产生的废气、废水、废弃物进行适当的处理，洗净仪器，保持实验桌面的整洁。

4.2.2 “三废”的处理 在中学化学实验中，所安排的实验只强调培养学生的实验技能，很少涉及实验中的“三废”对环境的污染及防治问题。这容易使学生认为化学科学本身或化工生产污染环境是必然的，人类在防止化学污染方面是无能为力的等错误认识[15]。所以教师要带领学生处理“三废”，如在制取二氧化硫、氯气等气体时要通过演示实验分析吸收的原因，强调处理尾气的重要性。

再如教师应告诉学生大量废水长期倒入下水管道后产生的隐患：重金属盐类尤其是三大有毒重金属盐类对水质的污染、银镜反应的废液久置后变成氮化银而引起爆炸。鼓励学生对“三废”的回收利用。增加回收、转化、再利用有害物质的装置，尽量避免有害物质泄漏。

4.2.3 微型化学实验(Microscale Laboratory 简称ML) 目前在传统常规实验中，化学试剂用量较大，不仅污染环境，而且造成浪费。微型实验具有装置微型化和试剂减量化两个基本特点，绿色化学要求减少污染，节约经费。这种方法所使用化学试剂用量少、操作安全，对环境的污染程度相对而言较轻。操作中把化学实验与环境教育有机结合、渗透，收到良好的实验效果。微型实验更强调绿色化思想，增强学生的环保意识。但值得说明的是，不是所有的实验都是微型化的好。

4.2.4 降低药品浓度，提高实验效果，减少环境污染 在化学实验中可着重从药品用量、废弃物处理、仪器装置和采用微型实验等方式进行, 改进现行实验, 不仅能减少污染, 还可以使学生真正感受到保护环境的重要性。作为化学教育工作者，应具有绿色化学的思想，并指导日常工作，尽可能地降低实验试剂浓度，减少试剂的损耗，预防环境污染。用绿色化学观点不断改进实验设计，使环境污染减到最低限度。

4.3 立足课外活动,增强绿色化学意识

开展绿色化学知识的普及，进行环保教育，除了在课堂上渗透，还可以通过丰富多彩的课外活动，让学生在课外活动中增强对保护环境的认识[16]。

4.3.1 实地参观社会调查 组织学生参观附近的无机盐厂、污水处理厂、水泥厂等化工企业, 观察生产厂家对排放废液、废气和废渣的治理情况, 或组织学生测定空气污染指标、河水卫生指标和降雨pH 值，让学生亲身体验环境污染的程度及其危害性，进一步增强学生的环保意识。

4.3.2 展览墙报、黑板报 利用校园及教室的墙报、黑板报进行环保知识和绿色化学知识宣传，以进一步增强环保安全和绿色化学等意识。

4.3.3 进行专题讲座 可以邀请环保专家给学生普及有关环保和绿色化学方面的知识，介绍近几年来国内国际上在环保工作方面所采取的技术及取得的成就；介绍由于环境污染引发的诸如光化学事件、白色污染等重大事件，以进一步开阔学生眼界，增强学生的环保意识。

4.3.4 组织学生开展环保和绿色化学知识宣传活动 如在3月12日植树节、6月5日世界环境日,组织学生开展环保和绿色化学知识宣传活动,向公众宣传普及环保和绿色化学知识, 提高全社会的环保意识。

5 结语

绿色化学是人们对环境问题由被动反应转为主动行动的一次认识飞跃，是环境战略重点的一次创新性转移。通过化学课堂内外教学的各个环节渗透环保和绿色化学知识，大大提高学生的环境意识和可持续发展观。但涉及到有关绿色化学教育的实施还要考虑到课程、师资等方面，这需要更多的化学教育工作者投入到此项工作, 使绿色化学教育成为现实。

总之，广大化学教学工作者要贯彻绿色化学思想，积极关注21 世纪与化学有关的社会现实问题，帮助学生形成绿色化学的观念，培养学生对社会、对自然、对未来的责任感。

参考文献:

[1]王红梅. 化学教学中渗透绿色化学理念的研究[D].武汉:华中师范大学硕士论文,2007.

[2]袁 东. 化学教学中如何渗透“绿色化学”[J]. 科学咨询(科技·管理),2012,(10):116.

[3]王艳坤,王 丰,王 毅. 化学实验中如何进行绿色化学教育初探[J]. 河南教育学院学报,2003,12(4):44～46.

[4]郑文治, 刘玲玲. 试论高中化学新课程的绿色化学教育[J]. 长春师范学院学报(自然科学版),2006,25(5):145～148.

[5]鲍时安,刘文桃. 谈中学化学教学中的绿色化学教育[J]. 江西教育学院学报,2004,25(6):91～94.

[6]杨家玲. 绿色化学与技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2004.

[7]阿纳斯塔斯P T, 沃纳J C. 绿色化学理论与应用[M] . 李朝军, 王东,译.北京: 科学出版社, 2002.

[8]朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育, 2001,(1):1～4.

[9]胡利红,朱传方,草章兰.世界各国绿色化学奖介绍[J].化学教育,2003,(7): 91～94.

[10]蔡卫权,张 懿,李会泉.绿色化学教育现状及其面临的挑战[J].化学通报, 2003,(9):606～609.

[11]李海荣,孙 瑞.中学绿色化学教育[J].实验教学研究,2007,(2):5～6.

[12]董昌耀,杨世忠.中学绿色化学教育实施策略探讨[J].化学教育,2002,(11): 9～11.

[13]朱化雨,汤友伯,王希海,等.绿色化学与环境污染的防治[J].临沂师范学院学报,2001,23(6):46～48.

[14]人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.化学(必修1)[M].北京:人民教育出版社,2004.

[15]刘元根.绿色化学与中学化学教育[J].高等函授学报(自然科学版),2000,13(5):12～14.

[16]彭蜀晋.探究教学论析[J].化学教育,2002,(4):4～10.