高中化学实验教学中绿色化学理念的渗透策略

王 欢

(利辛县第一中学 安徽亳州 236700)

前言

新课程标准强调,化学教学要围绕实验开展,而高中化学实验教学存在最大的问题是化学实验材料损耗比较多,有的实验还会引起环境污染。这不仅违背了绿色化学的理念,同时也在一定程度上会危害到广大师生的身体健康。因此,高中化学教师在实际教学中可以尝试将绿色化学理念融入其中,在提升化学实验安全性的基础上,节约实验资源,减少实验污染。

一、绿色化学理念渗透价值

化学是对学生日常生活影响很大的自然学科,在社会生产、实际生活中化学知识的应用十分广泛,对于人类社会的发展都起着极强的推动作用。绿色化学理念强调在生活生产中应该运用清洁化学、无害化学,其本质在于通过化学手段,将污染源头、环境污染问题掐断,真正发挥出化学的优势。在高中化学实验教学中,引入绿色化学理念可以通过绿色的实验装置、绿色的化学药品完成实验,保证实验的安全性、环保性,减少化学反应中有害物质的产生,实现对自然环境的保护,同时也让学生能更好地完成化学学习活动。在实践中,高中化学教师将绿色化学理念融入化学实验教学的价值主要表现在以下几个方面。

一是提升学生绿色化学思维。在化学发展中,实验起着至关重要的作用,教师通过实验教学可以很好地培养学生的科学思维及实际操作水平。而绿色化学思维的融入,则可以让学生进一步把握化学学科的本质、内涵,能让学生在具体操作中落实绿色、环保的要求,推动化学实验教学朝着绿色方向改变,保证了化学教学的实效性。

二是提升化学实验的环保效益。在组织开展化学实验时,难免会用到各种化学试剂、化学药品,而部分化学药品及试剂在应用中,或者是经过化学反应后,会产生有毒有害的物质,如刺激性的气味,从而对周围环境及实验操作中的师生身体健康带来不利影响。融入绿色化学理念后,教师及学生在实验操作中要尽可能规避有害药品、有害物质的生成,这样学生就需要对整个实验进行深度思考,在很大程度上深化了学生对知识的认知,同时也保障了实验活动的环保效益。

三是改善实验材料浪费现象。在以往的实验教学中,经常会出现学生、教师肆意浪费材料的情况,从而加大了实验成本。将绿色化学理念融入高中化学实验教学中,可以在减少实验造成的污染基础上,有效节约化学实验材料,保证学生能更高效率地利用现有材料进行实验。高中化学实验涉及的操作比较多,而不同的实验用到的材料也存在一定差别,借助绿色化学理念,能很好地指引学生控制材料应用状况,减少了材料的不合理运用。

二、渗透绿色化学理念的基本原则

(一)落实科学实验思维

在高中化学实验教学环节渗透绿色化学理念时,教师应该引领学生保持实验思维的科学化、合理化。从理论上看,在化学实验中,用到的实验材料越多,造成的实验环境破坏也就越大,所以要尽可能减少材料使用,从而优化实验。在教学中教师需要兼顾实验损耗与实验效果,逐步提升实验的精确度、精准度,这就是科学实验思维的体现。很多化学实验会用到导管、漏斗,其在实验装置中的位置情况将会对实验效果产生极大影响。如用排空气法收集气体时,导管需要伸到集气瓶的底部;在利用排水法收集气体时,导管则需要伸到集气瓶的口部。又如在点燃氢气证明燃烧有水分产生时,导管应该伸入烧杯三分之一。进行气体与溶液的反应实验时,则需要导管伸到容器的中下部位置。教师在引导学生开展化学实验时,要关注学生对实验细节的把控,减少实验误差,降低实验损耗。通过精准、精确地开展实验,有效推进绿色化学实验的实现。

(二)恪守谨慎原则

绿色化学理念融入高中化学实验教学中,能在很大程度上减少实验对环境造成的污染。所以教师在实验教学环节还应该恪守严谨的实验态度。在实验室中,各种废弃物都会成为污染源。如实验室中的废液,不管是实验之前准备过多的溶液,还是实验完成后各种容器中残留的溶液,或者是存放时间比较长而无法使用的溶液。有的废液还具备一定的毒性与腐蚀性,如果不对其进行科学处理,就会留下较大的隐患。教师针对实验教学应该制定明确的管理规则,对实验物料存放、领取,实验中物料的管理,实验结束后废弃物的处理等都需要做出明确规定,提升学生实验操作的规范性,减少实验污染。

三、绿色化学理念在高中化学实验教学中的渗透

(一)减少定性化学实验材料的使用

在高中化学实验教学中,对于定性化学实验,由于缺乏具体标准,会出现化学材料用量过度的状况,虽然在教材中有适量、适度等词语提醒学生,但是学生在操作中却会出现随意使用、过度使用的状况,这就会在很大程度上引起实验资源的浪费,并且还会引起环境污染,从而违背了绿色化学的理念。为了改善这种情况,在高中化学实验教学环节教师就需要明确规定化学实验材料用量,同时在学生进行实验操作时,可以将微型化学实验思想引入其中,减少化学有害物、废弃物的产生,完成绿色实验。如乙烯制备实验中,教师可以指引学生利用小试管进行,在减少了乙醇使用量的同时,还能降低浓硫酸的产生,从而实现高效、绿色实验探究。又如二氧化硫漂白品红后,加热品红重新变回红色,在实验中只需要利用少量的品红及二氧化硫就能清楚地了解到化学反应,不需要在实验中用大量的品红来观察。

(二)拒绝有毒有害材料使用

高中化学部分实验需要用到的材料具有毒性,会对人体健康、生态环境带来一定危险。为了确保化学实验的环保性,同时也为了保证广大师生的安全,要注意实验中不能应用有毒有害的化学材料。在化学实验中引入绿色化学理念,不仅可以提升实验本身的安全水平,还能指引学生充分意识到实行绿色化学的重要性,真正实现绿色化学。如在化学实验中,四氯化碳是比较常见的化学实验材料,其在萃取实验中很容易挥发,并且化学反应中会出现刺激性气体,从而对空气、师生身体健康造成影响。为了改变这种情况,在进行化学萃取实验时,教师可以用二氯甲烷进行有机溶液萃取,而不采用四氯化碳材料。这样既可以保证实验安全进行,还能获得良好的环保效益,而学生也可以在实验过程中更好地掌握有机溶液萃取知识。

(三)组织集体化学实验活动

教师组织开展化学实验活动时,可以将多个化学实验组织在一起,让学生进行集体性的实验操作,把上一个化学实验中产生的物品当作是下一个实验中的原材料,这样就可以在很大程度上节省化学实验资源及成本,同时也能实现对实验中出现的污染物质进行良好控制,推进了绿色化学实验的有序进行。如教师在组织学生进行氧化还原反应实验探究时,可以尝试将含有碳元素、硫元素、氮元素等连续的氧化反应实验组合起来,让学生能更加及时地掌握实验原理、实验反应,而环境污染及资源浪费的情况也会控制到最低限度,充分体现出了绿色化学的理念。

(四)优化实验内容及方法

在以往的高中化学实验教学中,由于部分实验的开展会产生比较强的毒性污染物,造成了严重的污染,同时也会对学生的健康带来很大影响。所以在今后的化学实验教学中,教师应该围绕实验目标及要求,引入绿色化学理念,对实验内容、实验设施、实验方法等开展优化设计,从而起到节约药品、减少污染的效果。如进行二氧化硫性质演示实验中,过去所用的二氧化硫气体主要是由浓硫酸、亚硫酸钠固体反应生成,而考虑到二氧化硫气体本身容易外泄,会对外界环境造成不利影响,对此在教学过程中教师可以引导学生进行硫黄在氧气中燃烧产生二氧化硫气体的实验。这样既可以避免污染气体的出现,也能指引学生在实验中理解硫单质燃烧产生二氧化硫气体的知识。同时在实验过程中,教师还可以尝试加入绿色的植物,便于学生观察二氧化硫气体对环境的影响,促进绿色环保理念的形成。

(五)强化与生活的联系

化学学科本身就是应用性很强的课程,有很多化学知识都可以在学生的生活中找到。教师在组织学生进行化学实验探究时,为了指引学生更深层次地了解化学原理,掌握化学知识,并依据化学知识来解决生活中遇到的问题,教师可以在教学过程中渗透相应的绿色化学理念,一方面可以实现对学生绿色化学意识的培育,另一方面又能很好指导学生行为,突出绿色环保、节约资源的观念。如教师组织学生进行电解池原理探究实验时,可以结合学生的现实生活,将废旧电池的危害、回收方式等内容融入其中,让学生依据生活开展电解池原理探究实验,深入观察实验现象,了解化学反应原理,让学生在生活中也能通过科学的方式处理废旧电池,改变以往乱扔乱放的状况,促进学生环保意识及行为能力的提升。

(六)借助信息化手段辅助实验

从高中化学教材中安排的实验内容整体情况看,有一部分实验的操作难度相对比较大,危险系数比较高,同时有的学校不具备开展实验操作的条件,在实验教学中教师会出现口头讲解实验的状况。这样虽然会在一定程度上保证了学生的安全,但是学生会出现不理解化学实验原理、难以掌握化学知识的状况,影响到学生的学习效果。对此在绿色化学理念支撑下,高中化学教师可以尝试将信息化手段应用到实验教学中,借助形象直观的视频、动画演示将复杂危险的化学实验展示出来,让学生能清楚地了解到实验步骤、实验现象,在此基础上指引学生围绕实验开展讨论交流,这样既符合绿色化学的要求,也能达成实验教学目标。如在制取氯化氢的实验教学中,由于这类实验本身具有一定的危险性,教师就可以通过信息化手段,制作出相应的实验课件,指引学生对模拟实验操作进行观察,了解氢气与氮气的反应过程,从而深化学生的实验体验,保证实验活动安全进行。需要注意的是,教师在日常应用信息化手段来开展实验教学时,不能滥用信息技术,一些简单、关键的实验,依旧要鼓励学生进行实际操作,坚持绿色化学的原则,让学生能进行规范化的实验操作,培养学生的绿色意识,深化学生对绿色化学本质的认知,促进学生的综合发展。

结语

综上所述,教师需要对绿色化学理念的本质有充分认知,在此基础上,结合化学实验教学要求,将绿色化学理念合理融入实验教学中,让学生能在开展化学实验的过程中树立绿色理念,逐步加深学生对绿色化学的认知,为学生今后的综合发展奠定基础。