绿色化学理念在高中化学教学中的渗透与思考

作者简介：王守营（1975～），男，汉族，山东潍坊人，山东省昌乐二中，研究方向：化学教育。

摘  要：绿色化学理念是近年来兴起的一种关注环境保护和可持续性的化学研究方法，其在高中化学教学中的应用已成为热门话题。文章探讨了绿色化学理念在高中化学教学中的渗透方式和效果，旨在促进高中教师更好地应用绿色化学理念，帮助学生了解环境保护和可持续性的重要性。

关键词：绿色化学理念；高中化学；渗透与思考

中图分类号：G633.8    文献标识码：A    文章编号：1673-8918（2024）16-0115-04

化学是一门基础学科，也是一种重要的应用科学，广泛应用于人类生产、生活、环境等方面。然而，传统的化学研究与生产方法往往会产生污染、浪费资源等问题，不利于可持续发展。绿色化学理念的提出和应用，为解决这些问题提供了新的思路和方法，受到了广泛关注。在高中化学教学中，引入绿色化学理念，既能培养学生的环保意识和可持续思维，也能提高学生的科学素养和实践能力，具有重要的教育价值和社会意义。

一、 绿色化学的原则

绿色化学是在化学领域推行可持续发展的一种理念。它包括使用更少的有害物质、减少能源的消耗、促进可再生能源的使用等方法，以减少对环境的影响。在推进绿色化学的过程中，有一些核心原则需要遵循。绿色化学原则的四个主要方面包括原料效率、原料选择、废物减少和安全性。这些原则为化学设计者提供了指导，使他们能够设计出更环保、更可持续的化学过程，從而降低对环境和人类健康的不利影响。

（一）原料效率

原料效率是绿色化学的核心原则之一。此原则要求化学过程的设计者尽可能多地利用化学反应所涉及的原料。这样做可以减少废物的产生，从而减少对环境的不利影响。同时，这也可以减少过程的成本，增加产量和利润率。为了实现原料效率，化学反应应该在最佳的条件下进行。这意味着反应条件应该被优化，以减少不必要的能源或其他资源的消耗。此外，反应物应该被选择和设计成最适合反应的情况。

（二）原料选择

原料选择是绿色化学的另一个重要原则。它强调使用尽可能少或无害的化学物质作为原料的重要性。这可以极大地减少环境和健康方面的风险，并促进可持续发展。此外，原料还应易于获得和处理，并且应具有尽可能低的成本。当选择原材料时，化学设计师应考虑以下因素：原料的可再生性、环境持久性、生物降解性、毒性和生态毒性。化学家应该选择最环保、最可持续的原材料，并将它们与最适合的化学反应组合使用。

（三）废物减少

废物减少是另一个重要的原则，它要求在化学反应中最大限度地减少废物和有害物质的生成。化学设计者应该努力将反应产生的废物减到最小，并开发回收和再利用废物的方法。这有助于降低环境污染，并提高生产过程的效率和可持续性。废物减少可以通过多种方式实现。例如，化学设计者可以使用催化剂来提高反应速率和选择性，从而减少副产物的生成。此外，化学工艺的设计应该在有效地回收产生的物质时考虑废物制备的方法。

（四）安全性

绿色化学的最后一个原则是安全性。在化学过程的设计和实施中，必须确保人类和环境的安全。这可以通过优化化学反应条件，确保化学品的安全储存和操作，并在发生意外情况时采取适当的预防和措施来实现。要确保化学反应的安全性，化学设计者应该在反应开始前评估反应的风险。他们应该了解每种化学反应的危险性，并采取必要的预防措施保护工人、环境和公众的安全。

二、 高中化学教学中渗透绿色化学理念的意义

（一）培养学生环保意识

高中化学是学生初步接触化学知识的阶段，也是培养学生环保意识的重要时期。渗透绿色化学理念可以让学生意识到化学实验和化学产品对环境的影响，学习如何利用化学知识减少污染和资源消耗。在教学中，可以指导学生使用生物可降解的替代材料、减少有害废弃物的排放和回收利用废弃物等措施，提高学生对可持续发展的认识和环保意识。

（二）增强学生创新思维

绿色化学理念的渗透可以拓宽学生的思路，培养学生的创新思维。化学教学中，引导学生使用绿色化学方法进行实验设计，例如可再生能源的利用、高效反应剂的设计等，有助于培养学生发掘问题、进行创新思维的能力。学生可以通过不断地探索和试错，改进化学工艺和方案，实现低成本和高效率的化学处理工作。

（三）强化科学素养

渗透绿色化学理念可以加强学生对科学素养的认识。在化学教学中，学生需要掌握科学实验的基本方法、观察数据分析、提出结论和进行实验安全措施等技能。通过绿色化学的教学，学生需要综合运用知识点、理论和实践技能，培养其实验操作能力、科学分析能力和实验安全意识，并且加强学生对化学领域的理解和认识。

（四）推动产业绿色发展

绿色化学理念的渗透可以推动化学产业的绿色发展和转型。在高中化学教学中，引导学生了解绿色化学的应用前景和发展趋势，有助于学生了解绿色化学产业的重要性和意义。同时，学生在学习化学的时候，也可以了解到绿色化学的实践案例和运用，有助于加强学生对绿色化学的认识和理解，激发学生对绿色发展的兴趣和热情，为未来的绿色化学产业的发展造就更多的人才。

三、 绿色化学理念在高中化学教学中存在的问题

绿色化学是指在尽可能减少化学过程对环境和人类健康的影响的同时，实现化学反应的高效性和可持续性的理念。绿色化学已逐渐成为当今化学科学的发展趋势，并且应该在高中化学教学中得到渗透和应用。绿色化学在高中化学教学中存在着诸多问题，需要从教材编写、实验条件、师资培训和评价体系等方面进行全面改进和完善，让学生了解绿色化学的理念和方法，提高学生的环保意识和环保能力，促进学生未来的可持续发展。

（一）教学内容单一

目前，很多高中化学教材的内容还停留在基础理论和实验操作层面，对绿色化学的概念、原则和方法没有进行深入的探讨。因此，学生在学习化学的过程中很难了解绿色化学的重要性和应用，无法培养绿色意识和绿色思维，这在一定程度上会影响学生的环境保护责任感和未来职业发展。

（二）实验仪器不足

绿色化学的实验操作可以采用很多环保的材料和方法，例如替代溶剂、催化剂、反应条件的优化、废弃物的处理等。但是，由于实验室经费不足和设备限制，现实中不少学校无法提供足够的实验材料和设备，导致实验操作只能使用传统的方法。这也是绿色化学在高中化学教学中难以普及的一个重要因素。

（三）师资力量不足

高中化学教师应该具备一定的绿色化学知识和技能，能够在授课和实验操作中引入环保理念和方法。然而，现实情况是，许多高中化学教师并没有接受过相关的培训和学习，对绿色化学的概念和应用并不熟悉，无法有效指导学生进行环保实验。因此，提高高中化学教师的绿色化学素养应该是当前教学改革的一项重要任务。

（四）评价体系不完善

高中化学课程的评价体系应该是针对学生绿色化学素养的一项重要内容。但是，现实情况下，很多高中化学考试只关注学生的理论知识和实验操作技能，很少涉及绿色化学方面的考核。这使得学生可能会忽视绿色化学的学习和实践，导致学生的环保意识和环保能力得不到有效的提高。

四、 绿色化学理念在高中化学教学中具体渗透策略

（一）环保意识教育是基础

绿色化学的理念强调环保，因此在高中化學教学中，需要加强对环保意识的教育，让学生了解化学产生的环境污染和对生态系统的影响。在高中化学教学中，绿色化学理念渗透是指通过教学手段，将环保意识融入教学环节，引导学生认识到化学应该是一门绿色、环保、可持续的科学。为了实现这一目标，可以采取以下做法：①强化环保意识培养。在教学中，可以通过案例分析、讲故事等多种途径，引导学生认识到环境污染对人类的危害，同时引导学生从绿色化学的角度思考如何减少化学反应过程中产生的废弃物和环境的污染。②引导学生使用绿色化学技术。传统的化学反应过程中，常常需要使用有害物质，但是绿色化学技术可以通过改变反应条件、用替代物质等方式来实现环保。在教学中，可以通过案例教学，引导学生了解和掌握绿色化学技术的使用。③建立绿色实验室。实验室是化学学习的重要场所，同时也是环境污染的主要源头。为了减少实验对环境的污染，可以建立绿色实验室。在实验中使用绿色化学技术、绿色试剂，并对废弃物做好处理，将有害废弃物减少至最小。

例如，“硫的转化”是高中化学教学中的重要内容之一。在化学反应过程中，硫的处理往往会产生污染。如果将绿色化学理念渗透到“硫的转化”知识点的教学中，可以采取如下措施：①引导学生使用绿色试剂。在硫的转化反应中，常常需要使用有害物质，如氢氧化钠、硝酸等。为了减少对环境的污染，可以使用绿色试剂，如碳酸氢氨等。②引导学生掌握绿色化学技术。在硫的转化反应中，往往需要使用高温高压等条件来促进反应，这样会产生大量的废弃物和能源浪费。通过绿色化学技术，如微波加热、溶液相反应等方式，可以降低反应条件，减少废弃物的产生。③强化环保意识培养。加强环保意识培养，引导学生认识到环境污染对人类的危害，同时引导学生从绿色化学的角度思考如何减少化学反应过程中产生的废弃物和环境的污染。例如，可以通过与学生讨论、分组研讨等方式，引导学生总结绿色化学技术和方法，以及如何在实际应用中落实绿色化学理念。总之，将绿色化学理念渗透到教学中，不仅有助于培养学生的环保意识，更可以促进学生对化学知识的深入理解和应用，为建设绿色、可持续的社会作出贡献。

（二）推广绿色合成方法

绿色化学是一种可持续发展的理念，旨在设计和开发更加环保、高效、经济和安全的化学品和过程。在高中化学中，应该通过理论和实验教学，推广绿色化学的理念并渗透到教学中，同时还应该使用绿色合成方法来进行实验。绿色化学在高中化学教学中的推广是非常重要的。通过使用可再生原料、避免有毒物质和减少废弃物等绿色合成方法，可以让学生了解到化学实验的绿色性质。同时，通过结合化学知识点教学，可以让学生更好地理解有机化合物的概念和用途，了解到绿色化学在实际生活中的应用。

例如，在“饮食中的有机化合物”知识点教学：①使用可再生原料。在高中化学实验教学中，可以使用可再生原料来进行绿色合成。例如，可以使用从油菜籽中提取的油来制备肥皂，而不是使用石油化学原料。这种方法可以减少化石燃料的使用，降低环境污染。②避免有毒物质。在实验教学中，应该避免使用有毒物质。例如，可以使用对人体无害的氢氧化钠来代替有毒的钠氢化物，在制备肥皂时可以使用苛性钾而非有毒的氢氧化钠。③减少废弃物。在实验设计中应该考虑尽可能减少废弃物的生成。例如，在制备甲酸的过程中，可以将二氧化碳作为反应废气回收利用，而不是排放到大气中。在高中化学中，有机化合物是非常重要的一个知识点。饮食中的有机化合物是人们日常生活中接触到的一类有机化合物，它们广泛存在于食物中，如糖、脂肪、蛋白质和维生素等。这些有机化合物的来源、结构、化学性质和营养价值都是高中化学教学中需要讲解的内容。举例来说，可以通过实验的方式来介绍饮食中的有机化合物。例如，可以让学生制备苯酚，用苯酚来做苯甲酸和苯乙酸，然后比较它们的溶解度和酸碱性。这种实验可以让学生了解有机化合物的结构、性质和用途，并且通过使用绿色合成方法来进行实验，可以让学生了解到绿色化学的概念和方法。

（三）强调可持续发展理念

绿色化学是一种环境友好的化学，旨在减少或消除化学制品和过程对环境的负面影响，同时提高资源和能源的有效使用。在高中化学中，绿色化学被广泛应用于教学，以培养学生的环保意识和可持续发展理念。其中，海带提碘和海水提溴是高中化学中常见的例子，可以帮助学生理解可持续发展思想和绿色化学实践。

例如，在“海带提碘和海水提溴”的教学中，海带提碘和海水提溴这两种提取方法都是绿色化学的实践。在这些方法中，不需要使用有害化学品，而是利用天然资源进行分离和提取操作。这种方法可以遵循可持续发展的原则，即不会破坏环境、不浪费资源、不危害人类健康。在教学中，可以通过以下方式，帮助学生理解绿色化学和可持续发展：①强调环境友好性。教师可以从环境保护的角度讲解绿色化学和可持续发展的重要性。学生也可以通过学习绿色化学的实践，了解到如何减少对环境的污染和对资源的浪费。②讲解绿色制备方法。教师可以通过实验或者情境模拟，让学生学习绿色化学的实践方法，比如使用天然资源提取物质等。学生可以通过这些实践，从实践中学习绿色制备方法和可持续发展的原则，提高他们的创造力。③推动资源循环利用。为了让学生更加尊重自然资源，教师可以引导学生思考如何将废弃物资源循环利用。可以通过案例分析或者实验模拟展示资源循环利用的重要性，鼓励学生开展创新性的科学研究。④提倡用绿色产品。教师可以引导学生购买更为环保的产品，例如回收材料，绿色产品等，并通过讨论促进学生的思考和理解。学生可以通过这些实践，了解到绿色产品的意义和价值，在日常生活中做出环保和可持续发展的选择。绿色化学的实践对高中化学教育是非常重要的。海带提碘和海水提溴这两种方法更是典型的例子，可以帮助学生理解可持续发展思想和绿色化学的实践方法。教师可以通过加强环境教育、讲解绿色化学实践方法、推动资源循环利用和提倡用绿色产品等方式，培养学生的可持续发展意识和环保意识，使学生以科学的态度去保护地球家园。

（四）介绍可再生资源

高中化学中，绿色化学是一个重要的学习内容，旨在通过减少环境污染和减少对有限资源的依赖来改善生态环境。而可再生资源是绿色化学的重要组成部分，因为它可以不断地被替代使用，而不会对环境造成负面影响。

例如，在“化學能转化为电能”知识点教学中，可再生资源的具体做法包括利用太阳能、风能、水能等自然能源来生产清洁能源，以及生物技术来生产可再生原料。其中，太阳能是最常见的可再生资源之一。可以通过将太阳能转化为电能来替代化石燃料，从而减少对化石燃料的依赖。这种转化通常使用太阳能电池板来实现，太阳能电池板由半导体材料（如硅、锗等）制成，将太阳能转化为电能。此外，风能和水能也可以转化为电能，通过风力发电机和水力发电机来生产清洁能源。在教学中，可以通过实验来探究化学能转化为电能的过程。例如，可以使用两个铜板和一些硫酸，将它们放在两个电解质溶液中（如硫酸、盐酸等），然后将它们通过电线连接起来。当两个铜板连接时，化学能将转化为电能，并在电线中产生电流。这个实验展示了化学能转化为电能的基本原理，并为学生引入清洁能源的概念。此外，生物技术也是制造可再生原料的另一种方法。生物技术利用生物体的天然代谢功能和基因工程技术来生产可再生原料。例如，利用大肠杆菌生产丙酮酸和丁酸，这些物质可以用于制造生物塑料。这些可再生原料可以减少对石油等非可再生资源的依赖，并降低污染物排放量。可再生资源是绿色化学的重要组成部分。在教学中，可以通过实验来探究化学能转化为电能的过程，并结合生物技术来介绍如何利用可再生资源来制造可再生原料。通过这些方法，可以帮助学生了解可再生资源的重要性，并引导他们走向一个更加可持续的未来。

五、 结论

综上所述，随着社会对环保和可持续性的重视程度不断提高，绿色化学理念在高中化学教学中的渗透和应用也越来越受到关注。教师应该通过灵活运用教材、设计科学实验等方式，引导学生了解和掌握绿色化学的基本理念和实践方法，促进学生形成环保意识和可持续思维，为未来的可持续发展作出贡献。同时，需要进一步研究和推广绿色化学教育的理念和方法，为高中化学教学注入更多生命力和创新性。

参考文献：

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