宋小魁
化學(xué)是一門和生產(chǎn)生活緊密結(jié)合的學(xué)科?;瘜W(xué)科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用,為生產(chǎn)生活帶來了諸多改變,但也產(chǎn)生了很多問題。比如,化學(xué)材料在家居裝飾產(chǎn)品中的應(yīng)用對人體健康產(chǎn)生危害;化學(xué)在農(nóng)藥化肥中的應(yīng)用對食品安全和水土資源造成污染,等等。在高中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué),就是要引導(dǎo)學(xué)生正確應(yīng)用化學(xué)知識,正確看待化學(xué)科學(xué)的發(fā)展。
一、生活化的化學(xué)教育,讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴
綠色化學(xué)和國家大力倡導(dǎo)的生態(tài)環(huán)保理念異曲同工,都是基于人與自然的和諧相處和社會事業(yè)的良性發(fā)展而提出的。然而,濫用化學(xué)產(chǎn)品、不規(guī)范使用化學(xué)產(chǎn)品等造成的污染危害在日常生活中時有發(fā)生。但從學(xué)生的視角來說,很多學(xué)生并沒有切身體會,沒有意識到這個問題的嚴(yán)重性。只有讓學(xué)生意識到問題嚴(yán)重,大家才能產(chǎn)生共鳴、達(dá)成共識,并且在學(xué)習(xí)中、在生活中、在以后的工作中保持綠色化學(xué)的意識,降低污染。
在生活化的教學(xué)中,教師可以讓學(xué)生自由發(fā)言,介紹日常生活中哪些物品受化學(xué)品污染較為嚴(yán)重。比如,有的學(xué)生提到了餐飲領(lǐng)域中使用了大量的色素、添加劑、增味劑、保鮮劑等;奶茶、冰激凌、果汁飲料,很多都不是用天然材料制作而成,而且添加了大量的化學(xué)物質(zhì),吃了以后對人體特別不好;還有的學(xué)生會提到農(nóng)業(yè)種植中大量使用各種化肥和農(nóng)藥,這些農(nóng)產(chǎn)品中也含有大量化學(xué)物質(zhì),對食品安全、水土資源環(huán)境等的危害不容忽視。根據(jù)大家的討論,教師從網(wǎng)上搜集相關(guān)資料以做印證。比如,關(guān)于食品加工制造中使用的各種增味劑、保鮮劑等,其具體成分是什么,有什么危害。從網(wǎng)上搜集的資料可以看到,有資料顯示,每50個人中就有1個人因為體內(nèi)含有香精物質(zhì)而出現(xiàn)免疫系統(tǒng)受損和過敏癥狀。歐盟更是公布了大茴香醇、苯甲醇、肉桂醇、丁子香酚等多種列入過敏源的香精物質(zhì)。通過這樣的方式,大家以生活視角認(rèn)識到化學(xué)品的危害性,為滲透綠色化學(xué)概念創(chuàng)造了有利條件。
二、綠色主題的教學(xué)設(shè)計,時刻滲透化學(xué)意識
在日常教學(xué)活動中,對于綠色化學(xué)的滲透應(yīng)該是和課程內(nèi)容緊密結(jié)合的,應(yīng)該是根據(jù)課程進(jìn)度持續(xù)推進(jìn)、循序漸進(jìn)的。如果我們只是偶爾的提及關(guān)于綠色化學(xué)的內(nèi)容,那就很難潛移默化地對學(xué)生的認(rèn)知形成熏陶和轉(zhuǎn)化,也就很難讓學(xué)生真正意識到綠色化學(xué)的重要性和必要性。圍繞教材的內(nèi)容設(shè)定主題,將綠色化學(xué)和課堂教學(xué)過程充分結(jié)合,不斷引導(dǎo)學(xué)生的思維轉(zhuǎn)型,這是更加妥善可行的辦法。
教學(xué)中,我們要尋找課程內(nèi)容和綠色化學(xué)的銜接點,通過有效銜接來引發(fā)學(xué)生對綠色化學(xué)的關(guān)注。例如,在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”這方面知識點的時候,教師圍繞物質(zhì)的分類這個方面的內(nèi)容進(jìn)行了拓展。教材里面提到了單質(zhì)、同素異形體、混合物、純凈物、化合物等很多概念,它們也代表了樹狀分類法。那么,除了這種分類方法,我們還可以對物質(zhì)進(jìn)行怎樣的分類呢?教師提到了日常生活中關(guān)于垃圾分類回收的概念,提問垃圾可以按照哪些分類來回收。學(xué)生會按照可重復(fù)利用產(chǎn)品、不可重復(fù)利用產(chǎn)品等進(jìn)行分類。大家還可以列舉一些例子,比如塑料、廢舊電池等,這就屬于不可重復(fù)利用的物品。之所以說它們不可以重復(fù)利用,也正是因為在塑料的生產(chǎn)制造過程中使用了大量化學(xué)物質(zhì)和工藝,產(chǎn)品特別不容易降解,不容易被土壤吸收或者被大自然消化,容易對環(huán)境造成極大的污染。還有廢舊電池,其中含有大量重金屬物質(zhì)等,也很容易對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。我們要降低環(huán)境污染,就要主動做好垃圾分類。這就是一個滲透綠色化學(xué)的過程,是綠色化學(xué)的概念和學(xué)科知識、教材內(nèi)容相結(jié)合的過程。
三、實驗體驗的化學(xué)教學(xué),真實感受化學(xué)品的危害
在高中化學(xué)教學(xué)中,實驗教學(xué)是個非常重要的環(huán)節(jié),但同時也是一個難點和短板。一方面,因為學(xué)生平時對實驗操作環(huán)節(jié)接觸的比較少,很容易在實驗中出現(xiàn)失誤,用錯了劑量或者搞混了實驗操作的程序和標(biāo)準(zhǔn)。在操作鹽酸溶液、硫酸溶液或者使用酒精燈的時候還可能會出現(xiàn)危險。另一方面,因為高中化學(xué)實驗教學(xué)需要用到的材料以及步驟等比較多,或者比較繁瑣,占用課堂時間比較多。在高中緊張的教學(xué)氛圍中,學(xué)生很難分配充足的時間去做實驗,去熟悉實驗,去摸索探究實驗。在新高考政策和新課標(biāo)等的要求下,我們對于實驗教學(xué)需要加倍重視,要鼓勵學(xué)生研究實驗細(xì)節(jié),分析實驗過程。
例如,在學(xué)到“電解質(zhì)的電離”這方面知識的時候,實驗要求在三個燒杯中分別放進(jìn)干燥的NaCl固體、KNO2固體和蒸餾水。通過實驗,印證了這些本身并不導(dǎo)電的物質(zhì)在溶液狀態(tài)下卻可以導(dǎo)電。那么,這個實驗中有需要注意的危險因素嗎?教師提出的這個問題,答案是顯而易見的。這個實驗中用到的KNO2,又稱為亞硝酸鉀,正是一種危險的化學(xué)品。教師要跟學(xué)生講清楚,亞硝酸鉀大量口服會導(dǎo)致血壓下降、呼吸困難、惡心嘔吐等一系列不良反應(yīng),甚至可以引起死亡。所以,大家在選取KNO2固體進(jìn)行實驗的時候必須要小心,要注意妥善保管相關(guān)的物質(zhì)。為了印證這種化學(xué)品的危害,教師還可以做一個生物測驗。我們可以預(yù)先準(zhǔn)備一些小昆蟲裝在帶有金屬蓋子的罐頭瓶中,然后把亞硝酸鉀放于罐頭瓶的金屬蓋內(nèi)部,用酒精燈進(jìn)行加熱。大家會發(fā)現(xiàn),通過加熱亞硝酸鉀產(chǎn)生氮氧化物氣體,瓶子里的昆蟲很快就吸入有害氣體而死亡。這樣的實驗體驗與綠色化學(xué)教育有機(jī)結(jié)合,給學(xué)生留下了非常深刻的印象。
四、針對污染問題的實踐探究,用化學(xué)打造綠色生活
在現(xiàn)實生活中,化學(xué)用品或者化學(xué)工藝技術(shù)在實際應(yīng)用中難免對環(huán)境造成污染,或者對人體健康造成損害。比如,我們在學(xué)習(xí)“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”這方面知識點的時候,有一項研究與實踐活動是關(guān)于汽車尾氣的治理。按照課本教材的要求,我們需要認(rèn)識尾氣的成分及其危害,要以C8H18為例來分析空氣燃油比、溫度等因素對尾氣排放的影響,要分析并找到治理尾氣的方法,分析三元催化在治理尾氣中用到的化學(xué)原理。這個探究活動就是非常好的綠色化學(xué)教育素材。
在組織學(xué)生進(jìn)行實踐探究活動時,為了能讓學(xué)生充分鍛煉并培養(yǎng)自己的綠色化學(xué)意識,并且鼓勵他們用化學(xué)知識去探索如何凈化汽車尾氣,踐行綠色化學(xué)的使命責(zé)任,筆者在網(wǎng)上搜集了大量關(guān)于三元催化器凈化汽車尾氣等的資料素材給學(xué)生看。對于教材中提到的用選擇性催化還原(SCR)技術(shù)進(jìn)行柴油車尾氣治理方面,我們找到一些參考資料。在充分閱讀了解這些資料的基礎(chǔ)上,筆者組織學(xué)生來到校園里,并發(fā)動多輛汽車,對其產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行采集,然后在網(wǎng)上搜集關(guān)于這幾種型號汽車發(fā)動機(jī)的空氣燃油比等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行對照,對尾氣樣本的成分等進(jìn)行檢測檢驗。整個過程中大家盡可能做到過程嚴(yán)謹(jǐn)、環(huán)節(jié)緊湊,同時分析如何才能對汽車尾氣進(jìn)行有效的凈化。這樣的實踐活動很好地鞏固了大家對綠色化學(xué)的認(rèn)識,也鼓舞了大家在實際行動中呵護(hù)環(huán)境、維護(hù)生態(tài)的熱情和信心。
高中階段的學(xué)生,經(jīng)過了初中時期的打基礎(chǔ),對化學(xué)的學(xué)習(xí)將會進(jìn)一步深入。在高中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)的概念,正是對學(xué)生個人的成長負(fù)責(zé),也是對化學(xué)科學(xué)的發(fā)展負(fù)責(zé)。我們要充分把握綠色化學(xué)的概念,結(jié)合高中生的認(rèn)知水平進(jìn)行針對性的引導(dǎo),有效提升學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知,為化學(xué)科學(xué)的健康發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。
(作者單位:甘肅省秦安縣第五中學(xué))
(責(zé)任編輯 曉寒)