浅析高中化学教学如何融入绿色理念

彭金程 周羽

摘 要：基于高中化学与现实生活、生产实践联系密切的特性，融入绿色化学教育理念，实现教学目标创新发展，对提高化学核心素养培养质量有着重要意义。因此，应基于对绿色化学教育理念内涵的正确理解，通过教材、实验、习题三大教学载体落实绿色化学理念任务，确保融入过程教学资源足、学习体验佳、绿色反应快，有效实现发展绿色化学思想、掌握绿色学习方法目标。

关键词：高中化学；绿色化学教育理念；教学举措

绿色化学是现阶段大力提倡的理念，其以化学为基础，倡导通过化学技术与方法减少或停止对环境安全、人类健康存在威胁的化学产品的使用与生产。高中生作为社会主义建设生力军，肩负着实现绿色化学美好愿景的责任。因此，在高中阶段，应将课堂作为重要场域，促进教学载体与绿色化学理念的融入，培养与发展高中生绿色化学意识，形成正确思维方式与行为自觉。

一、绿色化学教育理念内涵

绿色化学在20世纪90年代初由美国化学会率先提出，又被称为环境友好化学、无害化学，目的与初衷基本与现如今一致，希望减少或消除危险化学物质使用与生产以及设计过程[1]。在高中化学教学中融入绿色化学教育理念，引导学生关注化学与社会环境等热点问题，培养绿色可持续发展意识，使学生在学习、实验、做题过程中体验减少与消除化学反应污染的过程，对绿色化学的积极价值有正确认识，树立正确绿色化学理念，为未来积极投身绿色化学实践奠定基础。

二、高中化学教学中融入绿色化学教育理念的举措

（一）深挖教材，丰富绿色化学教学资源

目前，2019年人教版高中化学教材中有诸多内容与绿色化学理念存在关联，深挖教材内容，开发绿色化学教学资源，开辟自然融入路径，建设起学生与绿色化学之间的桥梁，保证教学实效。

1.化工生产内容

必修2第五章实验活动4《用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子》、选择性必修3第三章实验活动1《乙酸乙酯的制备与性质》与第五章《合成高分子的基本方法》等均与绿色化学理念相关。在教学中可以结合绿色化学理念展开知识讲解、问题探究，使绿色化学理念贯穿课堂始末。以《乙酸乙酯的制备与性质》教学为例，本节课以实验形式进行，从以下方面入手渗透绿色化学理念：

一是，节约资源。先了解制备乙酸乙酯的原理，明确实验所需材料。其中乙酸是一種易挥发气体，在实验中为避免浪费，应规范操作行为，无需要时禁止打开试剂瓶。进入梳理实验步骤环节，会确定试剂用量，其中乙醇3ml、浓硫酸0.5ml、乙酸2ml，需要在实验制度中写明，要求学生认真遵守、准确量取。同时，会探讨试剂加入顺序，为了保证液体混合充分，应按照“先密度小、后密度大”的顺序添加液体，避免因影响实验效果而反复多次实验，造成试剂浪费[2]。

二是，优化化学反应条件。实验材料中乙酸具有刺激性气味，反应过程中也会产生刺激气体，对身体有害、对环境有污染。引导学生结合以往学习知识、手边学习工具，在本次实验前优化反应条件、降低污染，从而提出控制浓硫酸滴入速度、添加量方法使刺激性气味得到有效抑制。

2.元素与化合物内容

2019年人教版高中化学教材中元素与化合物的知识较多，如：钠、氯、铁、硫、氮、乙烯等，广泛地分布在两本必修教材与三本选择性必修教材内，也可以作为融入绿色化学理念的载体。如：在必修2第五章《硫及其化学物》的教学中，探究二氧化硫性质后应进行课外拓展，让学生了解二氧化硫是形成酸雨的“罪魁祸首”。引导学生搜集关于二氧化硫产生的信息，加深对二氧化硫的了解，明确因二氧化硫排放量过大导致酸雨这一全球性环境问题；了解如何预防、减少酸雨以及控制二氧化硫的产生，并从化学专业视角提出目前具有绿色环保价值的脱硫方法：石灰石—石膏法、氨肥法等。由此通过学习元素与化合物，结合环保热点问题，分析污染情况、了解污染处理，培养学生积极寻找安全原料代替污染物质的绿色化学思想。

3.能源教育内容

教材中也涉及少部分能源知识内容，融入绿色化学理念展开教学，让学生了解能源开发、利用、存量情况，使学生对资源能源紧缺现状有客观认识，培养学生节约能源意识。如：在选择性必修3第二章《烷烃》的教学中，在课前布置先导性任务，让学生从生活视角出发，了解烷烃的应用，使学生知道烷烃是组成石油、天然气的关键物质，在现代社会生产、生活中均发挥着关键的作用。开始课堂教学后，为学生补充数据与能源市场情况相关信息，让学生了解目前因宏观经济增长放缓、石油市场整顿力度加大，烷烃等下游行业发展不景气，行业面临需求下降风险，烷烃供应量减少对社会发展必然产生无法挽回的影响，从而总结在能源开发与利用过程中应始终秉持着节约意识，减少浪费与盲目开发，并尽快寻找可替代能源、清洁再生能源[3]。

（二）立足实验，加强绿色化学学习体验

实验是能够让学生直观感受如何践行绿色化学理念的过程，在2019年人教版高中化学教材中实验教学资源丰富，应作为融入绿色化学理念的重要载体，引导学生主动思考、深入探究、亲身体验，强化正确绿色化学理念的形成。

1.思考与探究：改进实验方案

基于教材已有实验引导学生创新，通过改进实验方案加速反应、简化流程、节约资源。如：在必修1第三章《铁及其化合物》教学中，完成实验3-1铁的氢氧化物Fe（OH）2制备实验时，提出实验未能完全落实原料廉洁、原理绿色、仪器简单、条件优化、方便分离的原则，引导学生从优化实验方案切入，促进实验绿色环保进行。经过分析发现，Fe（OH）2是一种特殊的化学物质，其为固体，遇氧气后极易因氧化而变质。为此，形成改进方案：

在铁架台上固定U形管，将两个扎有小孔的橡胶塞分别塞入U形管管口，塞紧；

在U形管中加入5mlNaOH溶液，并取注射器从U形管一端橡胶塞上插入，将空气抽出；

再取新注射器将20ml经过提前处理的FeSO4溶液（FeSO4溶液预处理方法：称取FeSO4·7H2O，共27.8g，与100ml经煮沸后常温冷却的蒸馏水混合，形成浓度为1.0mol/L的FeSO4溶液，再滴入浓度为2mol/L的稀硫酸两三滴以及少量还原性铁粉）通过另一端橡胶塞注入U形管内。

观察U形管内是否出现灰绿色絮状沉淀物；出现后加热U形管左端，可以看到加热端絮状物颜色由灰绿色变为白色，未加热端絮状物颜色无变化。

本改进方案中将U形管中的空气全部抽出，避免因Fe（OH）2被氧化对实验效果产生影响；取代试管液封保存FeSO4溶液方法，用注射器盛装，提高密闭效果，也使试剂量取、滴加更方便，实现实验条件优化；增加加热步骤，引导学生对Fe（OH）2性质有更深入的了解，有助于宏观辨识与微观探析等素养的发展；制取的白色絮状沉淀物性质稳定，是Fe（OH）2沉淀后本来的颜色，可以长时间保存。可以看出，改进实验方案后实验具有良好的重现性，且大幅提高实验成功率，符合上述实验原则。

2.感受与体验：实验微型化处理

所谓的微型化处理是指在对实验方法、操作技术不做出改变的前提下，应用小容量实验设施，减少实验中材料消耗、反应物生成，以此节约资源、减少污染，也保证实验快速、安全进行。以选择性必修1第三章实验活动3《盐类水解的应用》教学为例，教材中给出实验方案需要使用大量器材与试剂，经过微型化处理后使用2cm厚有机玻璃制作仪器盒、医用青霉素瓶盛装试剂，蘸取试剂液采用下方镶有微型玻璃棒的橡胶塞，再准备镊子、标准比色卡、pH试纸；试剂浓度均为0.1mol/L，包括CH3COONa溶液、Na2CO3溶液、NaCl溶液、NH4Cl溶液、Al2SO4溶液、KNO3溶液。实验中先将pH试纸裁剪成小段，通过镊子夹至有机玻璃板凹槽内，用微型玻璃棒蘸取待测液体点在pH试纸中部位置，变色后与比色卡對比。实验操作中禁止不同凹槽内微型玻璃棒混用，并保证与待测液体凹槽对应。在本次微型化实验中，减少试剂用量、简化操作流程、降低污染、节约资源；装置方便携带，使学生分组实验或独立操作有更强的可行性，节约实验时间；二次利用医用青霉素瓶，有助于学生环保意识生成。

3 模拟与交互：借助信息技术进行实验

目前教材中诸多实验不仅程序复杂、浪费资源，也不乏存在危险的实验或现象，如：氯气制备实验、铁丝燃烧、硫在空气中燃烧等。为了降低课堂实验教学安全风险以及其他负面影响，可以利用虚拟仿真软件完成化学实验，既不直接产生资源消耗，也有效规避安全风险。如：在必修1第二章《氯及其化合物》教学中，在进行氯气制备实验时，采用线上教学模式，利用虚拟仿真软件模拟实验过程，通过人机交互了解实验现象，获得实验结论。在虚拟仿真软件上，有诸多器材、试剂可供选择，操作时也会直观还原化学反应，使反应发生、除杂、收集、尾气处理全过程逼真地呈现出来，保证学生体验每个操作细节。

（三）结合习题，加强学生绿色化学理念教育

从近年来高考试题以及习题资料来看，绿色化学理念也有所体现与渗透，因此，习题也可以成为融入绿色化学理念的重要载体，在做题中分析、探究蕴含的绿色化学理念，使学生对绿色化学更加敏感。

例题1：化学与生活紧密相关。以下说法错误的选项是（  ）

A.PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物

B.绿色化学要求从源头上消退或削减生产活动对环境的污染

C.燃煤中掺加CaO可以削减酸雨的形成及温室气体的排放

D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料

题目出自2023年一般高等学校招生全国统一考试（全国Ⅲ卷）理科综合测试（化学局部）。作为本部分第一道试题，与绿色化学理念密切相关，可以看出绿色化学在高考中的地位。题目涉及知识较为浅显，但可以从多个方面渗透绿色化学理念。习题讨论中，应对选项展开逐一分析：A选项中PM2.5是用于监测大气环境的数值，当大气环境污染物监测指标达到PM2.5时，出现雾霾天气，浓度越高对人体危害越大，与心血管疾病、呼吸系统病症发病率为正比例关系，应了解其是绿色化学中所要削减甚至消除的现象；B选项考查对绿色化学内涵的掌握，可以加深认识；C选项提出治理硫酸型酸雨方法，虽然选项错误，但可以借此机会引导学生思考酸雨预防方法；D选项带领学生了解目前清洁燃料发展情况。基于本题目，使学生了解习题中绿色化学理念的出题方式，并以此为资源展开拓展，强调绿色化学的重要意义与价值。

例题2：20世纪90年代初，国际上提出“预防污染”概念。而绿色化学是“预防污染”的根本手段，绿色化学的目标是研究与寻找能够充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约资源，在化工生产各个环节中实现净化与无污染。

（1）下列各项属于绿色化学要求的是（  ）

A.处理废弃物

B.治理污染点

C.处理有毒物

D.杜绝污染物

（2）在我国西部开发中，某地筹建大型化工基地，征集以下方案，你认为可行的是（  ）

A.建在西部干旱区可以脱贫致富

B.应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区

C.企业有权自主选择厂址

D.不宜建在人口稠密的居民区

题目出自选择性必修2同步练习中，其中题目（1）在题干中描述了绿色化学是“预防污染”的根本手段，也就是说对绿色化学的基本要求是从根本上杜绝污染物，强调绿色化学内涵。题目（2）立足社会实践视角考查学生绿色化学思维，引领学生从不同角度认识绿色化学。

绿色化学教育理念与社会可持续发展、生态环境保护等诸多领域的思想是保持统一的，在习题中可以通过不同领域的具体描述体现出来，让学生进一步体会到绿色、环保、低碳、可持续是我国经济社会乃至全球发展的必经之路，进而升华绿色化学理念教育。

三、高中化学教学中融入绿色化学教育理念的成果

在高中化学课堂融入绿色化学教育理念过程中，教师对教材内容进行系统的梳理，对可以渗透绿色化学理念的知识内容有所把握，并借助教材的资源与素材将绿色化学的概念缩小，引导学生从直观、具象的层面认识绿色化学。同时，教学中与学生就目前存在的环保问题、资源危机问题展开探究，将对绿色化学的认知视角扩大到社会层面，引导学生理解绿色化学的提出并非“形而上学”，是与社会发展问题相对应的。而且随着人口增加、工业发展，绿色化学理念在社会发展领域的全面渗透十分迫切，否则不仅危害现代人的健康、阻碍社会的发展，也为子孙后代留下无穷的隐患，甚至会加速人类灭亡。由此发展了学生绿色化学思想，使其真正认识到具备绿色化学思想的必要性、投身于绿色化学发展的迫切性。

结束语

综上所述，通过教材资源、化学实验、化学习题融入绿色化学理念，在教学过程中直接进行相关实践、形成体验，从绿色环保角度优化教学内容、实验过程，减少实验产生污染、规避实验风险。既能对环境有效保护，也让学生直观地认识与感知绿色化学，进而产生正确认知、发展正确理念，切实提高教育的实效性。

参考文献

[1]陈旭东.绿色化学教育理念在高中化学实验教学中的渗透分析[J].数理化解题研究，2022（30）：131-133.

[2]赵庆.绿色化学教育理念在高中化学教学中的渗透[J].新课程教学（电子版），2022（19）：86-88.

[3]范海桃.高中化学实验教学中绿色化学教育理念的渗透探索[J].新课程，2022（36）：16-17.