绿色实验培养学生的环保意识

陈贤

【摘 要】本文以人教版教材为例，从节约原料、绿色替代、仿真模拟和课外实践四个方面，探讨如何进行绿色化学实验，培养学生环保意识的策略。

【关键词】高中化学 绿色实验 环保意识

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）03B-0151-02

化学是一门实验学科，在教学过程中会遇到一些产生污染和浪费的实验，虽然它只是一小部分，但如果在化学实验中，引入绿色环保的概念，那么也能培养学生的节能环保意识。因此绿色化学作为一种环保的观念进入化学实验课堂，成为了一种要求和习惯。下面结合教学实践探讨开展绿色化学教学的一些策略。

一、缩微减量，优化设计

化学实验是通过试探性的研究，来探究各种物质的性质，因此难免要消耗大量的实验材料。虽然高中化学实验多为演示实验，材料消耗较少，但是节约也是必不可少的。在实验中，可以采取微型实验的方法来进行优化设计，取得缩微减量的效果。

微型实验即为用料微型、规模微型、仪器微型的实验。通过这样的实验，可以达到节省用料，保障安全的目的，甚至可以取得常规实验不能取得的实验效果。以原电池的实验为例，在选修4《化学反应原理》第四章电化学基础中，有一个重点讲解原电池的知识。说到电池学生都不陌生，在日常生活中经常见到。大多数人的印象中的电池应该是一根长粗棒，或者是一个厚圆铁片，在想象中这样的电池，可将其与“电”联系上，却从未与“池”能联系上。电池都是带电的，与水都是“天生相克”，怎么会与盛水的“池”联系到一起呢？殊不知这电池的“池”来源于发生放电反应的原电池之中，原电池里可是有货真价实的“电解池”，其中充满着电解液。而生活中大多都是干电池，因此与“池”无关。在原电池的模拟实验中，是要真正地去做电解池和放置电极的。这需要配置电解液和选用电极，同时要进行各项调试。其中有一项新型氢氧原电池的实验，总是难以成功，加之条件有限，学生也不好上手操作。成功率低，需要进行多次实验，增加了电解液的消耗，造成实验用的原料大量浪费。因此，笔者设计了一项微型的实验，通过使用一个六孔井穴实验板，将实验的“阵地缩小”，在节约原料的同时，又能确保实验安全和可操作。将所需的电解液放置在多用滴管中进行精确点滴，放置两个带玻璃管的石墨电极，这样就可以做出微弱的放电反应，且实验效果比较明显，成功达到实验目的。

化学实验不一定是要“大张旗鼓”地摆弄实验室的瓶瓶罐罐，主要的是培养学生学会在观察、操作中思考。因此化学实验不必“铺张浪费”，通过微型实验也可以取得同样的效果，甚至取得更好的效果。

二、原料替代，无毒无害

大多数的化学药品对环境来说都意味着一种污染，即使一些化学药品没有毒害，但是处理废液也是一桩麻烦事。这样在一些化学实验中，我们可以寻求原料的“替身”，这些替代品可以完成实验要求，同时也是无毒无害的。

例如，三价铁离子的显色实验。我们选取一个绿色环保的实验材料替代氯化铁溶液，这个绿色材料就是“绿色苹果”。在一次实验课之前，笔者让每人带一个新鲜的青苹果来。同学们纷纷表示疑惑，但是心里明白是实验要用，心里反而多了一些期待。课上笔者带领大家把苹果榨汁、过滤，得到了一杯杯苹果汁，到这里大家还是一头雾水。笔者揭开谜底，兜出了这样一个实验问题：青苹果中含有 Fe2+，果汁呈现绿色，当把它放置在空气中一段时间后，果汁变为较深的黄色，此时加入维生素 C 粉末，果汁又恢复绿色，这是为什么？铁离子显色实验，本来应该是学生在实验室中手持试管进行实验的，但是现在却变成了人手一杯苹果汁，在实验室中飘着苹果的果香。当学生都明白笔者所讲的内容后，笔者要求学生按照要求进行相应的实验操作，等大家实验做得差不多了，笔者适时地给学生阐释实验原理—— 二价铁离子使果汁溶液呈现绿色，一段时间后，Fe2+ 在空气中被氧化为 Fe3+，溶液变为了黄色。维生素C是还原剂，又将 Fe3+ 还原为 Fe2+，溶液又变回绿色。一杯苹果汁就代替了难闻的化学试剂，同样达到实验目的。在实验的过程中既环保又令人愉快，可谓是一举两得。

实验材料不一定在实验室里的化学药品，它可以是我们见到的任何东西。选取其他材料代替有污染、有毒害的试剂，既符合环保的要求，又能确保实验者的安全与健康。在高中阶段的实验中，重点在于让学生通过实验来思考实验原理，因此采取原料替代的方式既不会影响实验效果，又能达到绿色环保的要求。

三、电子模拟，仿真认知

有一些化学实验不仅在实验材料上消耗较大，而且容易对环境和学生造成较大的伤害。但是这些实验现象又必须向学生展示，这时候就需要运用现代的多媒体技术，通过声、光的效果，为学生展示逼真的实验场景。

例如，必修 1《第四章非金属及其化合物》中的《第二节富集在海水中的元素—— 氯》。在这一章节中，涉及一个制备氯气的实验。我们知道，氯气是一种有毒气体，其制备过程也不是很容易。氯气制备有多种方法，难以一一演示出来。因此，对氯气制备实验我们可以换一种思路—— 通过电子模拟的实验，让学生既能直观地观察到实验现象，熟悉实验操作，又能很好地避免与有毒气体接触，安全环保。选取以二氧化锰与浓盐酸混合制氯气为例，笔者在课上选用了一个 flash 动画，动画中有各步操作的按钮，通过“模拟操作”可以完整呈现实验过程。实验的化学方程式为：

4HCl+MnO2== MnCl2+2H2O +Cl2↑

虽然没有进行“实战”，但是氯气的制备过程、实验器材和氯气的性质都一目了然。借助电子模拟实验的便利，还进行了多种制备氯气的方法，为实验教学带来了极大方便。

在教学阶段，由于实验处在一个感性认知的时期，因此可以采用模拟实验的方式进行教学。在条件允许的情况下，开展电子模拟实验有利于环保和节能，同时也不耽误学生的认知过程。

四、课外实践，提升意识

由于高中化学的实验用量较小，绿色实验的节能减排效果不明显，所以此举的目的重点在于培养学生的绿色环保意识。因此仅仅在课上设计绿色实验还是不够的，还要培养学生将绿色实验的概念延伸到生活中去，不断增强环保意识。

酸碱是高中化学实验中的“常客”，它们就像两极中的阴阳一样，大有两仪生四象之气势。初次接触酸和碱时，伴随着一系列的显色实验。要想分清哪个是酸哪个是碱或许不是太难，但是如何测定酸碱度？这就要提到 pH 试纸了。酸碱度用 pH 值来表示，pH 值的含义是表示 H+ 浓度很小的溶液（[H]在 1-10-14 mol/L之间）酸碱性强弱的指标，在数值上等于氢离子浓度的负对数。教材选修 4 第二节中介绍了 pH 试纸的用途，但是真刀真枪地使用起来，却会有种种的问题。同学们初次接触试纸，把 pH 试纸拿到手里，就不禁想要找溶液来测测看。pH 试纸的主要对象是各种酸性和碱性溶液，因此练习使用试纸时势必会带来不少酸碱废液，这对环保是个很大的问题。因此，我们可以将测试 pH 的“战场”转移到生活中，让学生在环保的生活实验中进行知识的实践。笔者让同学们学习和亲手测定一些生活用品的 pH 值，以此来学习和掌握测定方法，巩固知识。经过大家的测定，结果诸如食醋 pH 值約为 3，牙膏 pH 值约为 9，等等，各式各样都有，这样同样可以训练学生运用 pH 试纸测定酸碱度的方法，达到学习的目的。

通过课外的实践，学生会更加深刻地认识到绿色化学不仅是一种理念，而且更是指导我们进行实验的一种方向性的策略。绿色化学不仅存在于实验的精心设计，而且存在于我们的思想中，存在于我们每个学习、生活的环节之中。总的来说，将绿色实验的理念渗透在化学实验的每个细节中，能够更好地培养学生的环保节能意识，养成绿色实验的习惯。

【参考文献】

[1]马志成.在高中化学实验中培养绿色化学观的教育探索[J].天津师范大学学报，2009（1）

[2]金 伊.绿色实验在高中化学学习中的运用[J].化工管理，2016（12）

（责编 卢建龙）