化学实验中实施环境教育提高学生综合素质

莫迎华

物理化学是研究所有物质系统的化学行为的原理、规律和方法的学科。它是化学学科以及在分子层次上研究物质变化的其他学科领域的理论基础。物理化学大体上可以分为三大部分：热力学基础、化学反应原理、电化学。下面，分别就三部分内容如何渗透环境教育进行分析。

一、在热力学基础中渗透环境教育

热力学是自然科学中的一个重要分支学科，它是研究化学反应过程中能量相互转换规律的科学。在生产和科学研究中，我们经常会遇到这样一些问题：一个化学反应能否进行，反应进行的最佳条件是什么？化学反应是放热还是吸热，完成一个化学反应我们需要提供或者得到多少能量？解决这些问题的理论基础就是热力学。热力学内容，与环境问题有着直接联系。化学反应和能量之间有着重要的内在联系。热力学正是研究它们之间的关系。化学反应常常伴随着能量的变化。无论是人类已经大量利用的能源还是新开发的能源，大多都是依靠它们进行化学反应来获得能量。人类的文明始于火的使用，燃烧是人类最早的化学实践之一。燃烧把化学与能源紧密地联系在一起。人类巧妙地利用化学变化过程中所伴随的能量变化，创造出丰富多彩的物质文明。同时燃料的燃烧也带来了一系列的环境问题，如大气污染、温室效应。人们必须掌握化学反应中的热量变化规律，从根本上解决能源问题。能源与清洁生产是当今社会的热门话题，而在这部分内容中蕴含着大量的相关知识。人们对能源进行了分类：可再生能源和不可再生能源、清洁型能源和污染型能源等。例如，水力能、太阳能、核能等都是清洁型能源而且是可再生能源，煤炭和石油污染型能源是不可再生能源。目前，能源问题主要有两个方面，一是能源短缺的资源问题，另一个是能源造成的环境污染问题。在这部分内容中，可以向学生大力倡导使用清洁源及可再生资源，开发研制新能源，向学生提出可持续发展的方向。

再如：在介绍热力学第二定律，学习概念、原理时，可以将抽象理论与社会发展相联系。比如，有位科学家将对熵的性质的理解上升到哲学层面，将自然科学与社会科学有机融为一体。熵代表的就是系统的混乱度，往往系统都是向着混乱度增大的方向移动。如果从哲学的角度分析，熵不仅向着无组织性滑去，在某些条件下熵本身会成为有序的根源，所以有序来源于混沌。如人类社会的发展经历着由简单到复杂的变化，于是，人和自然之间以及人与人之间需要有一种新关系，那就是和谐共生的有序关系。自然科学与社会科学原本是为了研究客观世界而分裂的整体，但人们往往忘记将它们结合，片面强调某一科学的实用价值，这无法使受教育者全面看清世界的本质及发展。所以，在化学教学中要注意结合人文教育进行环境教育渗透。

二、在化学反应原理中渗透环境教育

化学反应原理中包括化学平衡和化学动力学。化学平衡问题，是指在一定条件下，反应物可以转化成产物的最大限度问题。化学反应动力学是研究反应速率的问题即反应完成需要多长时间以及化学反应速率机理的学科。只有掌握化学反应的基本原理，才能把握反应的可能性和现实性，在环境保护中利用化学反应的原理可以实现清洁生产。

化工生产及其相关工业生产中，包含很多化学反应。所以，化学反应原理与实际生产过程密切联系。工业生产排放的“三废”是污染的主要来源，而且也是最难消除和降解的。所以，在这部分内容中，笔者认为可以提倡从源头上控制使用有害原料，并且在生产过程中最大地转化利用原料，避免有害污染物的产生，即清洁生产的新思想——生产全过程的无害化。这就需要应用所学到的化学反应原理，判断反应进行的方向，实现反应的最大转化率，促进清洁生产的推广使用。这样，既联系实际，明确学习的目的及应用，又有效进行了环境教育的渗透，加深了环境意识，又指导了环境行为。当学生将来进入生产第一线时，会为社会创造不可估量的价值。因此，在化学反应原理中要注重渗透清洁生产相关内容及如何运用化学反应原理实现清洁生产。比如，上世纪70年代以来，全球环境日益恶化。为此，世界各国不断增加投入，治理生产过程中排放的三废。然而，污染物一经排放到环境，再进行治理，不但难度大，而且效果差，达不到要求。为此，国际上对工业污染控制战略进行了重大变革，其核心是：以污染防止战略取代末端处理为主的污染防治战略，即清洁生产。利用化学改革传统的生产工艺，从三方面保证生产的清洁：能源清洁、生产过程清洁、产品清洁，从而达到清洁生产的目的。

三、在电化学中渗透环境教育

电化学是研究电能与化学能相互转化的科学。在进行二者间相互转化的同时，必须发生有电子转移的氧化还原反应，这样才能实现电能和化学能之间的相互转换。很多污染的形成都涉及电化学反应机理，相反，学习电化学也可以帮助我们分析污染的形成过程，以此来防止污染的形成及污染的治理。所以，在这部分内容中，我们要注意结合实例，讲解电化学与污染的关系。电化学中的氧化还原反应是化学中非常重要的一类反应。在我们的生存环境中，氧化还原反应是一种非常普遍的化学现象。例如，长期暴露在潮湿空气中的金属器具会腐蚀生锈。燃料燃烧时产生的一氧化氮在空气中转化成二氧化氮，二氧化硫在空气中氧化生成三氧化硫。由于污染气体的排放，再经氧化形成的酸雨现象已经是全球性环境问题，它严重影响人类及生物的健康、腐蚀建筑物、破坏植被的生长等。

人类活动产生的污染物进入环境后发生迁移和转化反应等大多是氧化还原反应。而在污染物的治理中，也会经常利用到氧化还原反应原理。氧化还原处理法一般用于环境中难以消解的有毒、有害物质的处理。这种方法可使环境中的污染物因发生氧化还原反应而变为无毒或低毒化合物，或转化成能从环境中分离出来的物质。所以，在教授电化学内容的时候，注重强调所学的理论知识与实践相结合，它可以帮助我们分析污染物形成的机理及如何治理污染物。此外，电化学处理方法也是废水净化中经常采用的方法。利用阳极使水中污染物氧化，阴极使水中污染物还原，也可以利用电解产生氧化剂和絮凝剂对污染物加以处理。

实验教学是化学教学的重要组成部分，在化学实验教学中有计划地实施环境教育，可以提高学生综合素质，促进学生成长。

（四川省广元市川北幼儿师范高等专科学校）