初中“绿色化学”教育的研究与实践

孙佳

摘 要：介绍了在初中进行“绿色化学”教育的必要性，提出了通过结合化学实验、紧扣化学教材内容和利用学生生活实践的方法在初中化学教育中渗透“绿色化学”的理念，培养学生形成以“科技与社会”、“人与环境”之间和谐发展为基础的科学价值观。

关键词：绿色化学；初中；化学教育

中图分类号：G622 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2014）33-0245-02

一、“绿色化学”概念的诠释

“绿色化学”是化学工业非常发达的美国最早提出的名词。1990年，美国通过了一个“防止污染行动”的法令。该行动鼓励工业界和化学界的化学工作者去研究新的技术和方法，以避免产生和使用有害物质。1991年，“绿色化学”由美国化学会（Acs）提出并成为美国环境保护局的中心口号。1995年，美国总统克林顿设立了一个新奖项“总统绿色化学挑战奖”。

按照美国《绿色化学》（Green Chemistry）杂志的定义，绿色化学是指：在制造和应用化学产品时应有效利用（最好可再生）原料，消除废物和避免使用有毒的和有危险的试剂和溶剂。同时绿色化学是更高层次的化学，它的主要特点是原子经济性，即在获取新物质的化学过程中充分利用每种原料原子，实现有毒有害物质“零排放”，既充分利用资源，又不产生污染。因此，绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理从治标转向治本。

二、“绿色化学”教育提出的背景

随着科学技术的迅猛进步和社会生产力的极大提高，由化学科学转化而来的生产技术也得到了长足的发展，为人类创造了巨大的物质财富和现代文明，但是也给人类带来了负面的影响。20世纪末全球十大环境问题“大气污染、臭氧层破坏、全球变暖、海洋污染、淡水资源紧张和污染、土地退化和沙漠化、森林锐减、生物多样性减少、环境公害、有害化学品和危险废物”中的七个问题与化学物质污染有关，另外三个问题与化学污染有间接关系。这都昭示着我们：未来我们必须走可持续发展的道路；实施可持续发展战略是全人类共同的事业。

十六大把实施可持续发展战略，实现经济发展和人口、资源、环境相协调写入了党领导人民建设中国特色社会主义必须坚持的基本经验，强调实现全面建成小康社会的宏伟目标，必须使可持续发展能力不断增强，生态环境得到改善，资源利用效率显著提高，促进人与自然的和谐，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。绿色化学与我们国家可持续发展战略是非常契合的。作为与“战略”密切相关的化学教育，理应为可持续发展服务，实施“绿色化学”教育。

三、“绿色化学”教育实施的意义

要把绿色化学与可持续发展的理念落实到每一个角落，必须从源头——教育抓起，尤其是初中化学教育，因为这是在学生心中奠定绿色化学理念基石的摇篮，实现可持续发展的根本保证，学生是社会主义建设的后继者、接班人，他们的思维、意识、行动决定并影响着将来人类的和谐发展。具有绿色理念的他们会像一粒粒种子播撒到各个行业。因此，绿色化学教育应成为21世纪化学教学的重要组成部分。把绿色化学融合于新课程化学教学内容和课程体系改革中，强调人类对环境与发展的责任感，将化学科学的真理性与社会、人文需要的合理性融为一体，使学生了解绿色化学的科学理念、思想方法、实用性和社会经济价值等，深入理解科学的“双刃剑”作用，形成以“科技与社会”、“人与环境”之间和谐发展为基础的道德、伦理和科学的价值观。

四、初中“绿色化学”教育的现状

在现行沪教版初中化学教材中关于环境教育的知识点编排比较分散，缺乏“绿色化学”理论的指导，难以形成整体观念。关于环境教育的内容几乎都是“环境恶化”或“环境污染”的情况介绍，对于环境保护措施的介绍都是综合治理，而某些综合治理手段已不适应可持续发展的要求，忽略了教育学生如何运用“绿色化学”的科学手段对环境进行保护，不利于培养学生的环保意识和环保能力。

另外，部分教师对培养学生绿色化学理念的意识淡薄。受到考试模式滞后、升学压力等社会大环境的影响，不愿意顾及或无暇顾及“绿色化学”教育。

五、初中“绿色化学”教育的实践

只有我们化学教师自身不断更新环保观念，补充环保新鲜知识，提高对环境问题的认识，扩大自身的环境知识容量，才会自觉地、有机地将环境教育渗透于化学教学中，深入挖掘教材，找到绿色化学教育案例，丰富对学生绿色理念的感知，强化学生的绿色化学意识。

（一）结合化学实验

化学是一门以实验为基础的科学，实验是化学教学的关键，而实验教学正是丰富学生绿色化学与可持续发展的理念的首要手段。因此，在实验教学中要尽量体现绿色化学实验的新要求：省资源、无污染、无废物、多循环、多利用。让“保护环境，从我做起”的思想在学生心中扎根。

1.规范化学实验基本操作。在初中化学实验中，教师必须严格规范学生的化学实验基本操作：正确地闻气体、取药品、如何放置药品、取药品的各种工具的选用、取用药品量的多少都要向学生交代清楚；实验结束后，如何处理化学废物、把仪器洗涤干净放回原处，擦干净实验桌面，这些都要认真细致指导。经常碰到一些学生认为做实验时药品用量越多现象越明显，教师就应告诫学生药品用量较多不但造成浪费，而且有时反应产物多的话还会使操作不安全，造成实验危险，污染环境。

如做“酸、碱、盐性质”实验时，要求学生不用试管做实验，而是改用点滴板，这样做同样可以取得明显的实验现象，而且节约了药品，还便于做对比。在潜移默化中给学生播下“绿色化学”的种子，使实验活动从始至终成为对学生进行绿色教育的课堂。

2.鼓励改进实验装置。化学实验总伴随着气体、液体或固体物质的生成，这些产物中许多是有毒或有害物质，会造成环境污染。在不影响实验结果、观察效果的前提下，要鼓励学生改进实验内容及仪器装置，或变化实验程序，从而尽量减少实验试剂和实验产物对环境的污染，实现化学实验的绿色化设计。

如做“硫酸型酸雨”的“活动与探究”实验（1）硫在氧气中燃烧实验时，让学生思考能不能通过改进实验使我们既能看到硫在氧气中燃烧的现象，又能避免产生的SO2进入空气中造成污染。学生们想到了可以在盛有氧气的集气瓶中预先加入少量浓NaOH溶液，在实验过程中SO2可以被浓NaOH溶液及时吸收，防止污染空气。

如在做“一氧化碳还原氧化铁”实验时，教师应强调尾气处理的意义——防止CO排出污染空气，还可以让学生扩展尾气处理的方法，除燃烧外，可以气球收集或排水法收集后再利用，还可以撤掉后面的酒精灯，把导出尾气的玻璃导管设计成弯管，使尾气直接在放有氧化铁粉末的硬质试管下的酒精灯上燃烧。这样不但可以处理尾气，还可以通过CO燃烧放出热量提供给一氧化碳还原氧化铁，从而节省能源（见图1）。

（二）紧扣教材内容

现行的中学化学教材已经融入了许多绿色化学知识，在课堂教学中要处处紧扣教材内容，时时体现绿色化学与可持续发展的理念，进行绿色化学观点的教育，使绿色化学的观点、要求与现行教材融合在一起。

1.适当延伸教学内容。如果教师能够抓住教学中与绿色化学相关的因素加以应用，以教材相关内容为延伸点，向学生介绍绿色化学的相关信息，既能使学生真正理解绿色化学，又能激发起他们学习化学的兴趣。

如：当第九章讲到酿酒原理时，告诉学生目前生产、生活中对乙醇的需求量是非常庞大的，如果用含淀粉的粮食来生产酒精，成本较高。纤维素也是碳水化合物，如果能把自然界丰富且不能食用的“废物”纤维素，如树枝树叶、稻草糠壳和玉米芯等等，用它们做原料制取乙醇，那么将大大降低成本，为新能源的发展找到一条可行的道路。

如：当第七章讲完“复分解反应”后，就可以把“原子经济”理论介绍给学生，“原子经济”主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，最理想的原子经济是全部反应物的原子嵌并入期望的最终产物中，不产生任何废弃物，它能够充分利用资源，又能实现污染预防。可以提问“四种化学反应基本类型中，哪一种类型最符合原子经济理论？”，答案当然是“化合反应”。因为只有化合反应是反应物中所有原子全部进入产物中的。

2.借助多媒体辅助。教材中的很多与绿色化学有关的内容，如：煤、石油、天然气的综合利用，白色污染及其治理，与空气污染有关的环境问题——全球气候变暖、臭氧层空洞、酸雨，水污染的“赤潮”、“水华”现象等，教材中的介绍仅局限于文字，在教学时可以引入相关的视频（教参附带的多媒体光盘中有大量教学视频），照片或图片，以及相关的新闻内容。利用这些多媒体辅助教学其强烈的视、听效应刺激，强化学生对所学材料的感知程度，往往会收到意想不到的效果。对于一些由于客观条件所限不能做的实验也可通过多媒体辅助来完成，使学生通过多媒体技术在教学上的应用，进一步认识绿色化学，实践可持续发展理论。

3.引入有关环保习题。习题教学是课堂教学的重要环节，它是帮助学生掌握和巩固所学知识、技能的重要手段。习题教学不仅可以开发学生的智力，还能使学生在联系中了解科技动态，学以致用，培养良好的科学态度。融合了“绿色化学”的习题教学，使学生更深入了解绿色化学和持续发展理论的重要性。

例2：现代生活中，人們越来越注意微量元素的摄入。血红蛋白中的铁是人体内氧的输送者，缺铁易患贫血。一种添加了营养剂的“铁强化”酱油已经面市。根据卫生部铁强化剂添加标准，每100ml酱油中铁营养剂添加量是200mg，该营养元素质量分数为12.5%。根据实验测得，酱油中铁只有10%能被人体吸收，以某人一天使用16ml该酱油计算，他一天从酱油中吸收的铁元素是多少毫克？

例3：化学在2008年北京奥运会的各个方面发挥重要作用。

（1）北京奥运会需要大量材料。下列使用金属材料的是（填序号，下同），使用有机合成材料的是_____。

①使用金银和铜等制作奖牌；②使用铝合金制作奥运火炬；③使用钢铁建造主体育场“鸟巢”；④使用涤纶（的确良）制作运动服装。

（2）北京奥运会对能源的需求很大。人类通过化学反应获得的能源，大多来自于天然气、和____煤等化石燃料。北京市在开发和使用新能源上进行了很多尝试，小芳在街头发现一种不用外接电源的路灯。只要每天有短时间的光照就能使用，这种路灯使用的新能源是____。

（3）为体现绿色奥运的理念，北京奥运会采用丙烯作为火炬燃料，丙烷燃烧时发出亮黄色火焰，反应生成水和二氧化碳，该反应的化学方程式为_______。

（4）北京奥运会将有数以万计的观众。针对观看比赛时产生的垃圾，下列说法正确的是_____。

①这些垃圾应随身带出赛场；②这些垃圾应送到垃圾焚烧发电厂，焚烧发电；③这些垃圾中的塑料制品不要丢弃，避免“白色污染”。

（三）利用生活实践

新的课程标准明确指出：“在化学教学中，通过帮助学生了解化学制品对人类健康的影响，懂得运用化学知识和方法去治理环境，合理地开发和利用化学资源，逐步学会从化学的角度认识自然与环境的关系，分析有关的社会现象”。在生活实践中也应贯穿绿色化学与可持续发展的理念，每位公民都应养成具有环境保护意识的人，做一切力所能及的体现绿色化学与可持续发展的事情：妥善处理生活废弃物，决不能随意倾倒，造成环境污染，应分类处理垃圾，有的还可以变废为宝；使用具有绿色环保标志的家用电器；使用太阳能热水器；使用无磷洗衣粉；使用环保节能的产品；不食野生保护的动、植物；不使用难降解的一次性饭盒；减少使用塑料袋；多骑自行车，少用机动车等。了解身边的、国内外的热点环境问题，如2008年6月1日塑料袋有偿使用，无锡太湖暴发蓝藻，北京、上海等城市先后强制汽车使用无铅汽油，三鹿奶粉“三聚氰胺”事件等。关注重大的绿色化学研究成果，如环境友好的海洋生物防垢剂，新配方汽油，可燃冰的开发使用等。

六、结束语

绿色化学不是一门独立的学科，它是一种战略、一种方针、一种指导思想、一种研究策略。不久的将来，重大的绿色化学研究成果不但是科学文献，也将进入教科书，走进我们的生活。这种预防化学污染的新理念和新实践正日益被人们认识、接受和重视。我们的初中化学教育，就是要使学生树立牢固的绿色化学和可持续发展理念，促进其深入学习化学的兴趣，将其所学知识运用到生活中去，培养他们的危机感和紧迫感，并使他们自觉产生关注人类生存和发展的责任感，从而推动绿色化学事业。

参考文献：

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