廖運飛 黃英龍
[摘? ?要]綠色化學理念是一種新型的教學理念,強調“可持續(xù)發(fā)展觀”,在自然和人相互協(xié)調的思想下進行各種化學實驗活動。在高中化學教學中,有效地開展綠色化學實驗教學,有助于學生形成綠色化學理念。因此,教師要重視綠色化學理念,遵守循環(huán)、再生、減量等基本實驗原則,指導學生規(guī)范地進行實驗,鼓勵學生多參加各種形式的社會實驗,以此幫助學生樹立環(huán)保意識,讓綠色化學理念深入學生內心,最終實現(xiàn)培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的教學目標。
[關鍵詞]高中化學;綠色理念;實驗教學
[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2020)29-0079-02
近年來,我國對于綠色化學的發(fā)展越來越重視?;瘜W實驗教學是高中化學教學的關鍵部分,也是培養(yǎng)學生綠色化學理念的重要環(huán)節(jié)。在教學中,教師要對高中化學知識和綠色理念之間的關聯(lián)有充分的認識,始終遵從綠色化學的原則,并借助優(yōu)化實驗操作、改進實驗方法、創(chuàng)新實驗形式等行之有效的措施,科學合理地開展高中化學實驗教學,力求把綠色化學理念引入化學實驗教學的各個環(huán)節(jié),讓學生對人與自然和諧發(fā)展的重要性有清楚的認知,幫助學生有效地內化所學化學知識,提升學生化學知識水平的同時,最大限度地發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)和培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。
一、進行串聯(lián)實驗,促進循環(huán)利用
在傳統(tǒng)的高中化學教學中,教師為了幫助學生更有效地學習和理解知識點,一般會在課堂上開展各種各樣的演示實驗。但是,假若教師在課堂上所做的演示實驗只涉及某一節(jié)的內容,會不可避免地造成實驗資源的浪費。而進行串聯(lián)實驗是解決上述問題的有效方法。
以教學《金屬及其化合物》這章為例,教師不妨摒棄以往每堂課分別進行課堂演示實驗的教學方式,而是先借助多媒體給學生播放相關的實驗視頻,以此配合課堂教學所要完成的教學內容。在對這章進行復習的時候,教師首先給學生演示CO還原Fe2O3生成Fe和CO2(3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2)的實驗。該實驗會有多余的CO(污染性氣體),如果不經過處理就直接排放到大氣中,會對環(huán)境造成污染。對此,教師可以提出問題:“為了充分利用每種化學藥品,避免環(huán)境污染,你覺得應如何改進實驗?”學生經過討論提出:在原實驗裝置的末端添加酒精燈,讓一氧化碳在空氣中燃燒生成二氧化碳(2CO+O2=2CO2),并將其收集起來。接著教師進一步引導學生思考:燃燒生成的CO2是否方便收集?如何將CO轉變成CO2才有利于收集?最終形成了將殘余氣體通過U型管,加熱還原CuO,使殘余CO完全轉變成CO2,并進行串聯(lián)實驗:Na2O2和CO2反應生成Na2CO3和O2(2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+ O2↑)。
在上述教學案例中,教師串聯(lián)實驗,不僅符合綠色化學理念,而且有效地循環(huán)利用實驗藥品,切實地減少了由于實驗次數(shù)所造成的資源浪費,并且有效串聯(lián)和整合了有關化學知識。教師在幫助學生完善知識體系的同時滲透綠色化學理念,培養(yǎng)了學生的環(huán)保意識。
二、科學規(guī)劃實驗步驟,合理處理廢物
事實上,幫助學生掌握化學原理、鞏固化學知識和觀察實驗現(xiàn)象是教師進行化學實驗教學的主要目標。教師在確保化學實驗效果和秉承綠色化學理念的基礎上,除了要縮減實驗藥品的用量,還要科學地規(guī)劃實驗步驟,合理地處理廢物,以此優(yōu)化實驗。
以制備硫化氫氣體的實驗為例,HCl和FeS在啟普發(fā)生器中發(fā)生復分解反應生成硫化氫氣體,在氣體收集裝置的入口放濕潤的醋酸鉛試紙,試紙變黑,則表明H2S已滿。教師把多余的H2S通入飽和的NaOH溶液當中(H2S+2NaOH=Na2S+2H2O),進而有效避免大氣環(huán)境被有害氣體污染,切實降低化學實驗對環(huán)境造成的破壞。通過教師的指導和講解,大多數(shù)學生表示在此次實驗中除了掌握硫化氫氣體的實驗室制法,還懂得了怎樣妥善處理污染環(huán)境的有害物質。
化學實驗具有“雙面性”,有利的方面是有助于學生掌握化學知識,透過實驗現(xiàn)象理解化學原理;不利的方面是實驗產生的“三廢”會對環(huán)境造成一定程度的污染和破壞。因此,教師要始終秉承綠色化學理念,嚴格遵守減少污染和循環(huán)利用的原則,完善實驗步驟,進而最大限度地降低化學實驗所造成的危害,使學生形成科學、綠色實驗的思想。
三、規(guī)范實驗操作,有效避免浪費
在實際的化學實驗中,影響資源利用和實驗結果的主要因素是學生實驗操作的規(guī)范性。因此,教師基于綠色化學理念進行化學實驗教學,理應規(guī)范學生的具體實驗操作,指導學生遵守操作原則,以此避免因操作不正確而導致的環(huán)境污染的情況發(fā)生。
以“酸堿中和滴定實驗”為例,為了有效避免由于實驗操作失誤發(fā)生結果出錯和浪費試劑的情況,教師首先要引導學生詳細回顧酸堿中和滴定實驗的相關步驟,并通過提問來幫助學生回憶有關細節(jié)。如在滴定之前要先檢查滴管是否漏水,原因是什么?為什么滴定瓶不用潤洗?酸式滴定管需要用標準液潤洗嗎?如何判斷滴定終點?如果將滴定到指示劑顏色剛發(fā)生變化視為滴定終點會造成什么結果?標準液滴在錐形瓶的外面需要重做實驗嗎?滴定時左手可以離開旋塞嗎?當學生徹底弄懂實驗操作規(guī)范,明白每個實驗步驟之后,教師再讓學生以小組為單位進行酸堿中和滴定實驗,與此同時,教師“巡視”每個小組進行指導,及時糾正學生的錯誤操作。除此之外,為了避免試劑的浪費,教師可以將濃度調整為0.2%~0.35%(原實驗試劑的濃度應為0.5%~1.0%),這個濃度不影響最后的實驗結果。
由此可見,實驗操作流程和實驗試劑的用量與綠色化學有著非常密切的聯(lián)系。在化學實驗教學中,教師通過規(guī)范每位學生的操作步驟,不僅可以有效地縮減實驗試劑的用量,而且有助于學生形成良好的實驗規(guī)范操作意識,切實提高學生的環(huán)保意識,進而能夠積極主動地參與到綠色實驗中,體會到保護環(huán)境人人有責。
四、參與社會實踐,實現(xiàn)廢物利用
要徹底貫徹綠色化學理念,教師不僅要完善化學教學方式,還要組織學生進行具有較強調研性和探究性的社會實踐,以此提升學生對化學知識的實際應用能力,有效拓展教學空間?;诖?,教師要鼓勵學生多參與社會實踐,引導學生把在課堂上所學的化學知識應用于解決生活實際問題,以此實現(xiàn)對生活中“有用廢物”的綠色循環(huán)利用,進而提升學生的環(huán)保意識。
以教學“化學與資源開發(fā)利用——獲取潔凈水”為例,為了讓學生清楚地感知到化學對環(huán)境的重要影響和意義,更愿意主動積極地投身到化學實驗當中,教師可以在教學完教材中的內容以后,利用周末或假期組織學生進行主題為“凈化污水”的社會探究性實踐活動。教師可以帶領學生去本地的工廠開展探究,調查這個工廠處理污水的詳細流程,并收集污水樣本帶回學校,將其用作實驗的樣本。教師讓學生以化學實驗小組為單位,設計并分享處理污水的具體方案。有的小組提出:在污水中加入適當?shù)拿鞯\生成Al(OH)3膠體,以此完成對污水的凈化;有的小組提出:探訪的工廠主要生產酸性產品,所以污水中包含大量的酸性物質,因此可以利用酸堿中和反應來凈化污水。教師讓學生用從工廠取回的污水樣本開展模擬處理,以此讓學生對化學方法處理污染廢物和改善環(huán)境的作用有切實的感受。
教師組織學生參與社會實踐活動,有效拓展了學生應用化學知識的途徑,讓學生對化學知識解決實際問題有更加直接的認知,促使學生深入思考怎樣借助已學的化學知識保護環(huán)境,完成對廢物的有效利用,繼而讓學生的化學學科核心素養(yǎng)更上一層樓,進一步提高學生的環(huán)保意識。
綜上,高中化學教師要格外重視綠色化學理念,因為這不僅是化學學科發(fā)展的必要需求,也是保護環(huán)境的重要途徑。在實際的化學實驗教學過程中,教師要始終秉承綠色化學理念,并在此基礎上遵守循環(huán)、再生、減量與利用等基本實驗原則,采取行之有效的教學方法把環(huán)保、綠色化學理念充分滲透到高中化學實驗教學的各個環(huán)節(jié),進而提升學生的環(huán)保意識,讓每位學生成為綠色化學理念的堅定擁護者。
[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]
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(責任編輯 羅? ?艷)