鐘偉偉
摘 要:化學(xué)學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科?;瘜W(xué)實驗在整個化學(xué)教學(xué)中占據(jù)著重要的位置。但是縱觀目前絕大多數(shù)的高中化學(xué)實驗我們不難發(fā)現(xiàn),其都不可避免地存在著對環(huán)境造成污染的情況。因為高中實驗室是學(xué)生和老師完成化學(xué)學(xué)習(xí)的主要陣地。因此它所造成的環(huán)境污染對我們師生的健康有直接的影響。為此要提倡綠色化學(xué)實驗室的構(gòu)建,需要采取有效的措施防止實驗中可能造成的環(huán)境污染,這也引起了教師的普遍關(guān)注,需要主動地采取措施去減少和消除可能存在的化學(xué)污染。針對打造高中綠色化學(xué)實驗展開探究。
關(guān)鍵詞:化學(xué)實驗;循環(huán)利用;保護(hù)環(huán)境
一、綠色化學(xué)實驗在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
目前我國關(guān)于預(yù)防化學(xué)污染的理念和實踐逐漸被人們所重視,隨著新課改的不斷深化,綠色化學(xué)實驗也被列入其中?;瘜W(xué)新課標(biāo)中也提出要讓學(xué)生懂得并且掌握治理環(huán)境污染的手段,在化學(xué)教學(xué)中開展綠色化學(xué)實驗教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生從開始階段接受綠色實驗的熏陶。所以我們對學(xué)生開展綠色化學(xué)教育意義重大,需要將這一理念貫穿于化學(xué)實驗教學(xué)的整個過程。在目前的高中化學(xué)實驗教學(xué)中存在著以下問題:(1)在高中化學(xué)實驗中不可避免地存在著像二氧化硫的制備、硫酸性質(zhì)實驗等對身體健康可能會產(chǎn)生影響的實驗。(2)學(xué)生的數(shù)量不斷增加,在進(jìn)行實驗時,制造出來的廢氣或者是廢液自然增多,那么污染也會更加嚴(yán)重。(3)高中的化學(xué)實驗中所涉及的藥品和試劑較多,但是我國的高中化學(xué)實驗室還沒有直接處理實驗廢棄物的能力,因此也會產(chǎn)生一系列的污染問題。這些問題的存在對學(xué)生和教師的健康都會產(chǎn)生影響。因此實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗,合理處理實驗廢棄物勢在必行,我們必須進(jìn)行綠色實驗,改革當(dāng)前的高中化學(xué)實驗教學(xué)。
二、高中化學(xué)實驗的綠色化價值
(一)能夠減少實驗帶來的環(huán)境污染
在高中化學(xué)教材中,很多實驗可能會導(dǎo)致環(huán)境污染。雖然單次的化學(xué)實驗可能造成的污染是微小的,但是經(jīng)過累加會造成無法估量的后果。如此一來會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此在高中的化學(xué)實驗中我們必須要堅持綠色化學(xué)實驗,這樣才能夠盡可能地降低實驗對環(huán)境帶來的危害。因此探究高中化學(xué)綠色實驗成了我們當(dāng)前的主要課題。
(二)培養(yǎng)高中生綠色化學(xué)思想
我們在進(jìn)行化學(xué)實驗時,如果能夠采取綠色的化學(xué)實驗方法,那么無形中就對學(xué)生進(jìn)行綠色實驗的思想教育,能夠使學(xué)生樹立保護(hù)環(huán)境的意識。學(xué)生在實驗中會自覺地控制好藥劑的使用量,對產(chǎn)生的廢氣廢物進(jìn)行合理的處理,積極地改進(jìn)實驗裝置,避免污染物的產(chǎn)生等。因此高中實施綠色化學(xué)實驗?zāi)軌蛱岣邔W(xué)生保護(hù)環(huán)境的自覺性,對高中生產(chǎn)生積極的影響。
(三)改善化學(xué)物質(zhì)的處理方法
我們開展綠色化學(xué)實驗,應(yīng)盡量降低有害物質(zhì)的排放。學(xué)生通過學(xué)習(xí)知識,改善現(xiàn)有的設(shè)備,增加氣體的吸收率,做好廢棄物質(zhì)的處理。在整個過程中,學(xué)生會更好地處理廢棄物的排放情況,掌握更多正確處理化學(xué)物質(zhì)的方法,提高環(huán)境保護(hù)能力。
三、高中綠色化學(xué)實驗的必要性
(一)高中綠色化學(xué)實驗是化學(xué)實驗的必然趨勢
化學(xué)是一門實驗學(xué)科,因此,在高中階段化學(xué)教學(xué)中實驗教學(xué)非常重要。通過化學(xué)實驗我們可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。我們需要重視實驗教學(xué),但是不可否認(rèn)的是很多的化學(xué)實驗會存在危險,并且一些實驗還會產(chǎn)生一些有毒的物質(zhì)。數(shù)據(jù)調(diào)查顯示,高中化學(xué)實驗中涉及的污染物質(zhì)較多,為此我們不得不開展綠色化學(xué)實驗。目前我們的教材中對一些化學(xué)實驗的確進(jìn)行了改良,但是因為一些設(shè)備的陳舊或者是學(xué)校沒有專門的資金去聘請專門的實驗員,再加上教師操作的不規(guī)范或者是綠色化學(xué)實驗意識不強,也會形成一定的實驗危害。因此我們發(fā)現(xiàn)高中化學(xué)實驗其實變成了制造廢棄物的工廠。為此探究在高中化學(xué)實驗中如何做到綠色,是我們目前迫切要解決的問題之一。
(二)化學(xué)實驗綠色化是社會發(fā)展的需要
近年來經(jīng)濟得到了發(fā)展,但是隨之而來的是工業(yè)生產(chǎn)向大氣和土壤等排放了有害物質(zhì),這些嚴(yán)重影響了我們的生活。所以目前的工業(yè)生產(chǎn)成本中除了包含以往的成本外,還包含了處理廢氣、環(huán)境監(jiān)測等需要的費用。我們所采用的末端處理辦法會大大增加經(jīng)濟成本,還無法取得較好的效果。而我們進(jìn)行的綠色化學(xué)實驗可以從源頭上去除有害物質(zhì),它能夠借助合理的資源促進(jìn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此在我們的高中化學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)該貫徹綠色化學(xué)的理念,重視化學(xué)實驗的改革,真正確?;瘜W(xué)實驗的綠色化。
(三)化學(xué)實驗綠色化是學(xué)生身心發(fā)展的需要
高中化學(xué)實驗的危害性不僅僅對環(huán)境造成了污染,同時也影響到了學(xué)生的健康。在實驗中如果教師不能夠正確引導(dǎo),進(jìn)行科學(xué)的示范,那么會導(dǎo)致一些危險的發(fā)生,甚至?xí)尭咧猩鷮瘜W(xué)實驗產(chǎn)生畏懼,從而降低他們的學(xué)習(xí)積極性。而綠色化學(xué)實驗?zāi)芙o學(xué)生營造一個好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍?;瘜W(xué)實驗的安全能夠消除學(xué)生對化學(xué)實驗的畏懼,使學(xué)生更加積極地參與實驗。高中階段的學(xué)生正處于快速成長的時期,教師的言行舉止會對他們產(chǎn)生重要的影響。如果教師能夠以身作則,時時對學(xué)生進(jìn)行綠色教育,那么會讓學(xué)生認(rèn)識到綠色化學(xué)實驗的意義。如果教師不能夠在這個關(guān)鍵時期對學(xué)生進(jìn)行正確的指導(dǎo),教學(xué)中傳遞了有悖于綠色實驗的理念,那么對學(xué)生今后的發(fā)展將會產(chǎn)生非常不利的影響。因此高中化學(xué)實驗的綠色化是非常必要的。
四、實現(xiàn)高中綠色化學(xué)實驗的途徑
(一)通過綠色化學(xué)理論和方法實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗
在進(jìn)行高中化學(xué)實驗時,我們首先要堅持防止污染優(yōu)于污染治理的原則。因為在實驗中廢棄物一旦產(chǎn)生,會對人們產(chǎn)生無法估量的后果。因此為了解決這一問題,我們需要通過綠色化學(xué)技術(shù)進(jìn)行預(yù)防。如我們在進(jìn)行氧氣的制取實驗時,一般情況下是通過加熱高錳酸鉀或者是氯酸鉀來完成實驗,但是這里面產(chǎn)生的廢棄物較多,會對環(huán)境造成污染。那么這時候我們可以采取過氧化氫分解的方法,將氧氣分解出來,其中產(chǎn)生的水是沒有任何污染的。
其次,我們在實驗中可以進(jìn)行原子經(jīng)濟性實驗設(shè)計,也就是化學(xué)反應(yīng)應(yīng)該盡可能利用原料中分子下的每一個原子,讓它們能夠結(jié)合到目標(biāo)產(chǎn)物中,這樣一來就不會產(chǎn)生不必要的廢棄物了,因此絕對的原理利用率是我們綠色化學(xué)實驗所追求的目標(biāo)。除此之外,我們在進(jìn)行化學(xué)實驗時還應(yīng)該盡量使用一些無毒的物質(zhì),采取相應(yīng)的手段盡可能降低危害性,在實驗中盡量少用或者不用輔助劑,對一些可以循環(huán)利用的藥物,要做到循環(huán)利用。
(二)借助計算機和多媒體進(jìn)行仿真實驗
教材中所安排的實驗往往是經(jīng)過前人無數(shù)次的實驗得出來的結(jié)果,因此每一個步驟都可以通過現(xiàn)有的理論進(jìn)行解釋。那么我們可以借助現(xiàn)代的信息技術(shù)開發(fā)相關(guān)的實驗軟件。通過計算機輔助教學(xué),給學(xué)生播放相關(guān)的實驗視頻,還原實驗現(xiàn)場,不僅能夠克服一些實驗可能造成的污染或者是帶來的危害,還能夠讓學(xué)生在一個相對輕松的環(huán)境中完成化學(xué)原理的學(xué)習(xí)。另外,我們也可以搭建專門的實驗平臺,讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)中任意下載自己感興趣的實驗內(nèi)容進(jìn)行觀看,打破了實驗教學(xué)時間和空間的限制。因此我們說多媒體促進(jìn)了綠色化學(xué)實驗教學(xué)的發(fā)展。在平時的教學(xué)中,對一些危害性極大的實驗,我們就需要采取視頻教學(xué),通過視頻的回放和慢鏡頭播放讓學(xué)生能夠?qū)嶒灥倪^程有一個清晰的認(rèn)識,同時還避免了危險的產(chǎn)生,達(dá)到了綠色化學(xué)實驗的要求。
(三)培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)境意識
要想真正實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗,最關(guān)鍵的是要培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)的意識,那么在教學(xué)中我們需要不斷地滲透給學(xué)生綠色化學(xué)的理念。在高中化學(xué)課標(biāo)中也明確提出要通過化學(xué)讓學(xué)生認(rèn)識到自然環(huán)境的重要性,養(yǎng)成保護(hù)環(huán)境的意識。高中生的價值觀和人生觀還沒有完全確立,因此教學(xué)中的理念滲透起著關(guān)鍵作用。培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識關(guān)系到他們未來的發(fā)展,化學(xué)教師有責(zé)任讓學(xué)生養(yǎng)成綠色化學(xué)思維習(xí)慣,建立綠色意識。這就要求我們在進(jìn)行化學(xué)教學(xué)甚至是其他學(xué)科的教學(xué)時,借助教材內(nèi)容對學(xué)生進(jìn)行綠色環(huán)保知識的滲透,在潛移默化中讓學(xué)生重視保護(hù)環(huán)境,或者是通過一些反面的化學(xué)實驗例子,讓學(xué)生深刻認(rèn)識到化學(xué)實驗導(dǎo)致的化學(xué)污染的嚴(yán)重性,這樣學(xué)生才能夠逐漸樹立起保護(hù)環(huán)境和進(jìn)行綠色化學(xué)實驗的意識,并且付諸行動。
(四)對化學(xué)實驗裝置進(jìn)行綠色化處理
在進(jìn)行化學(xué)實驗時必不可少地需要化學(xué)裝置的輔助。如果缺少了這一必要的元素,化學(xué)實驗是難以進(jìn)行的。因此想讓我們的高中化學(xué)實驗變得更加綠色環(huán)保,我們同樣需要對化學(xué)實驗中的化學(xué)裝置進(jìn)行綠色化的處理。之前我們因為受到了各種技術(shù)和設(shè)備的限制,導(dǎo)致教學(xué)中使用的化學(xué)設(shè)備相對簡陋。但是伴隨著科技的發(fā)展和保護(hù)環(huán)境意識的增強,很多新式的化學(xué)裝置開始進(jìn)入我們的眼中。比如,在化學(xué)實驗時,我們可以選擇膠頭滴管或者是注射器。對化學(xué)裝置的綠色化處理一方面節(jié)省了實驗中材料的損耗率,同時還節(jié)省了實驗的時間,可以留下更多的時間幫助我們進(jìn)行其他方面的教學(xué)。
例如,將Cu和HNO3進(jìn)行混合反應(yīng)時,如果我們將兩種物質(zhì)放在敞口的試管中進(jìn)行,那么混合后產(chǎn)生出來的NO很快會變?yōu)镹O2,對大氣環(huán)境造成污染。那么這時候我們便可以使用注射器,將一些銅絲放置到注射器中,然后取適量的HNO3,這時候用瓶塞堵住瓶口,觀察反應(yīng)情況,根據(jù)反應(yīng)情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌T谡麄€實驗過程中,有毒氣體得到了封閉式的處理,避免了大氣的污染。
總而言之,高中化學(xué)實驗的綠色化是化學(xué)實驗教學(xué)改革的發(fā)展方向。目前我國高中化學(xué)實驗還不是完全有能力做到直接處理廢棄物,這也就導(dǎo)致了一些環(huán)境污染的產(chǎn)生。為此,化學(xué)教師應(yīng)該不斷地滲透綠色化學(xué)實驗意識,采取多種手段避免實驗中污染的產(chǎn)生。借助多媒體輔助教學(xué)和先進(jìn)的技術(shù)手段改善化學(xué)實驗裝置,從意識上引導(dǎo)學(xué)生樹立綠色環(huán)保的思想,有效推進(jìn)化學(xué)實驗的綠色化。
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編輯 高 瓊