绿色化学理念在高中化学实验中的应用探究

徐永文

【摘 要】本文概述绿色化学的内涵，分析当前高中化学实验教学中存在的主要问题，论述绿色化学理念在高中化学实验中的应用，在课堂教学中教授安全、环保的实验方法，探索进行化学实验教学的串联与整合，适当改良污染性化学反应的教学操作，规范化学实验的操作流程，以期改进和提高高中绿色化学教学水平。

【关键词】高中化学 绿色化学 实验教学

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）06B-0043-02

高中化学新课标明确指出：“化学在促进人类文明可持续发展中发挥着日益重要的作用，是揭示元素到生命奥秘的核心力量。”化学科技的飞速发展，虽然为社会提供了丰富的产品，提高了生产、生活的质量和效率，但也造成了严重的环境污染与生态破坏。无论是温室效应、雾霾天气，还是塑料垃圾、有毒物品处理，都对地球的生态和人类的生存环境带来了极大的威胁，从而引起了人们对化学的深度反思。因此，人们必须要从化学的教育着手，切实转变化学认知理念，将绿色化学理念融入化学教学和生产应用当中，使人們充分认识绿色化学的重要意义，从根本上促进环境生态中的化学问题改善。绿色化学理念是在可持续发展思想中提出的新发展理念，对现代化学的发展具有十分重要的指导意义。因此在高中化学实验教学中，如何在保证教学质量和效率的同时，推动绿色化学理念的融合，是当前教育教学领域亟须深入思考的重要课题。

一、绿色化学概述

绿色化学是一个类比概念，泛指将绿色发展理念融入化学科学中，通过塑造人们正确的化学科技发展价值取向，将“可持续发展理念”融入化学教育、化学研发、化学生产等各个领域。旨在通过在源头上对化学的污染问题进行防控，尤其在工业化层面尽可能地实现零排放和零污染的目标。绿色化学是现代化学思想的重要变革，也是我国生态文明建设过程中深入推进的关键内容。

绿色化学的主要特点包括几个方面：一是化学材料的清洁性，即用于化学反应的原材料、催化剂以及最终形成的产物，都是对环境没有污染和危害的清洁材料，并且最好是可再生的自然资源;二是化学工艺的安全性，即化学反应的全部过程都是处于相对封闭的循环状态，输入部分只有反应原料和必需的能量，而输出部分则只有有价值的产品，而不会向环境中排放其他能量或者污染物;三是化学反应的经济性，即化学反应尽可能充分利用原料中的物质和能量，使反应能够获得最大的经济效益。

二、当前高中化学实验教学中存在的主要问题

（一）思想认识不足

当前，绿色化学理念已经被上升到国家宏观部署的层面，在教育界得到了高度的重视并达成了广泛的共识，然而学校、教师以及学生对绿色化学的思想认识，仍然停留在比较肤浅的层面，在实验教学中的绿色化学意识非常淡薄。在具体的化学实验教学中，教师主要按照教材上的指示与要求来进行实验操作，或者沿用长期以来化学实验的经验做法，而没有真正考虑到化学实验中的绿色化学问题。

（二）实验设计较少

传统的化学实验设计，在教学质量、效率、效果以及安全性等方面，已经得到了教学实践的充分验证。相比之下，绿色化学的实验设计还处于探索和尝试阶段，许多教师并没有绿色化学的实验教学经验，甚至在理论方面也只是知道相关概念，而没有真正掌握绿色化学的实践方法。因此，在有限的高中化学实验课程中，多数教师仍然采取常规的化学实验方法，而很少进行绿色化学实验设计。

（三）实验管理分散

当前，许多学校已经在探索将实验教学与理论教学进行分开管理，由专门的实验教师负责化学实验课程的教授。但在实验原料、设备的购置以及实验产品、废料的处理方面，仍然由学校的后勤部门负责，导致教师难以在课堂上进行化学污染物的绿色处理，只能在口头上向学生进行绿色化学理念的传达。此外，有些化学实验会产生一些无法回收、污染环境的产品或者废料。而改用绿色化学的实验方法可能会花费更多的资金，学校财务和采购部门往往不愿意为绿色化学理念而增加额外经费支出。

三、绿色化学理念在高中化学实验中的应用

虽然绿色化学理念的贯彻在高中化学教学实践中还存在一些困难，但从长远发展和可持续发展的角度来看，教学领域进行化学实验的绿色改革势在必行，学校和教师必须要及时改进自身管理与教学方法，不断地将绿色化学理念融入化学实验教学中，使化学实验教学更加符合绿色发展的战略部署，从而引导学生培养正确的化学思想理念。除了观点上的转变和资金上的倾斜外，教师应当在具体的化学实验中进行更加科学合理的实验设计，确保绿色化学理念落实到位。

（一）在课堂教学中教授安全、环保的实验方法

绿色化学理念在高中化学实验中的应用，应当从理念上进行灌输，使学生充分认识绿色化学对社会发展与环境保护的重要意义，指导学生学会辨别有毒有害的物质。在实验指导阶段，教师可以借助多媒体手段，向学生展示有毒有害或者腐蚀性物质污染环境的相关图片或者视频，让学生正视化学环保与安全的问题，从思想上引起足够的重视。

例如，教师在进行“铜与浓硝酸的反应”教学时，应当先介绍浓硝酸的化学性质，特别是其具有极强的腐蚀性。然后向学生展示因浓硝酸的腐蚀导致人体受伤、物品损坏的图片，让学生更加直观地了解化学物品的危险性和危害性，引导学生在具体实验过程中更加注意实验的安全，并且掌握对化学原料和生成物的处置方法，从而减少化学实验教学中的危险性和对环境的污染。在教学过程中，教师要对实验教学内容进行适当的拓展，指导学生学会对相关原料、产物、催化剂等进行正确地回收，从而达到资源节约、污染控制的教学目标，使学生在潜移默化中形成绿色化学的理念。

（二）探索进行化学实验教学的串联与整合

在高中化学阶段，课本中规定的实验教学内容比较多，每组实验既会造成大量化学原料和能量的消耗，又会带来许多化学反应的生成物以及其他废弃物。而从高中化学教学内容的整体进行分析，不难发现有些实验之间存在一定的关联性，如果教师能够将不同的化学实验进行串联与整合，那么将可以实现一定资源的循环利用，减少原料的消耗与废料的生成，从而促进化学实验的绿色发展。

例如，教师在进行“自来水的蒸馏”教学时，可以与另一节实验课程“配制一定物质的量浓度的溶液”进行串联，要求学生对前一个实验最后生成的产物即蒸馏水进行收集和保存，然而注入后一个实验所准备的容器中，从而减少蒸馏水这一化学原料的额外准备。对于配制溶液最后生成的 NaCl 溶液，还可以再用于“不同液体的导电性”实验教学。通过这种不同化学实验的串联，教师可以将分散的实验教学进行整合，从而在贯彻绿色化学理念、减少化学原料消耗与产物遗留的同时，引导学生形成更加全面深入的化学思维，使学生的化学体系得到有效构建与完善，促进学生化学综合素质的全面提升。

（三）适当改良污染性化学反应的教学操作

在高中化學的实验教学内容中，有不少化学反应会生成有毒有害的气体，导致实验教学陷入两难境地。一方面，如果减少相关化学反应的教学，那么学生的化学学习效果将会受到影响;另一方面，如果开展污染性的化学反应教学，那么必然会产生大量的污染物，不符合绿色化学理念的要求。因此，教师在进行相关化学反应教学时，应当适当地改良教学操作，引导学生在进行化学实验的同时，掌握降低化学污染的方法，从而达到化学教学与绿色发展“双赢”的目的。

例如，在 SO2 性质的教学实验中，教师可以告知学生 SO2 的污染性及其具有的酸性、还原性、氧化性三大特征。指导学生在进行课本指定的化学反应实验结束后，将生成的气体导入氯化铁、高锰酸钾、硫化钠及氢氧化钠的溶液中，使二氧化硫逐渐在化学反应中得到转化和吸收。从而在进行化学实验教学的同时，尽可能地将有毒有害的化学物质处理妥当，从而减少化学实验教学所带来的环境污染。

（四）规范化学实验的操作流程

在化学实验中，规范操作不仅关系到实验教学的质量和效果，而且也关系到绿色化学理念的贯彻。在许多化学实验中，如果操作出现了失误或者偏差，那么就很容易产生实验目的以外的物质，而这些物质往往具有一定的污染性。例如，在进行一氧化碳燃烧的实验过程中，有的学生由于担心一氧化碳混合氧气后容易发生爆炸，在进行实验操作时没有按照教师和课本的指示进行操作。这可能会导致气体泄露，甚至干扰到其他学生的实验操作，造成更多的一氧化碳泄露。

因此，教师在化学实验操作开始前应当反复指导学生牢记操作步骤和操作规范，严格控制学生的实验操作行为，避免操作不当导致污染物的溢出和化学实验材料的浪费。确保每一位学生的每一次实验操作都能够达到最佳的实验教学要求，提高实验教学的整体效果，减少化学材料特别是污染性材料的使用与消耗。此外，对使用或者生成具有污染性物质的化学实验，教师应当指导学生尽可能地减少材料的使用。注意提高化学实验的成功率，从而最大限度降低化学实验对环境的污染。

当前，绿色化学理念已经得到社会各界的广泛认可，并且在高中化学实验教学中得到了一定的重视。在教学中对学生进行绿色化学理念引导，使其正确认识化学在人类生存与发展过程中的功劳与危害，有助于其树立正确的世界观和价值观，使学生的综合素质得到有效提升。因此，高中化学教师不仅要在理论教学中不断强调绿色化学的重要理念和思想，而且更要在化学实验教学中进行科学合理的课程设计。通过减少化学原料使用、改良实验方法、规范操作程序等措施，着力培养学生绿色化学的理念与实践能力，使绿色发展深入学生的内心，为社会培养更加优秀的人才。

【参考文献】

[1]乌志红.高中化学实验教学改革后“绿色化学”理念的应用[J].课程教育研究，2015（11）

[2]简宪仪.基于“绿色化学”理念下的高中化学实验教学改革分析[J].新课程（下），2016（3）

[3]毋红丽.绿色化学理念在高中化学实验教学中渗入思考[J].生物技术世界，2014（9）

[4]姜 宏.论如何在高中化学实验教学中实施绿色化学理念[J].考试周刊，2015（44）

（责编 卢建龙）