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        開展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn),構(gòu)建生態(tài)化學(xué)課堂

        2021-06-29 22:46:30焦偉
        新課程·上旬 2021年4期
        關(guān)鍵詞:高中化學(xué)

        焦偉

        摘 要:當(dāng)前環(huán)境污染成為一項(xiàng)嚴(yán)重的社會問題,由此,教育行業(yè)也要跟隨時(shí)代發(fā)展的腳步,做好環(huán)境保護(hù)工作,在教學(xué)活動中多多滲透“防污染”“環(huán)?!薄熬G色”理念,這樣既能夠提升學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識,同時(shí)也能夠展現(xiàn)出學(xué)科教學(xué)中的育人功能。高中化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性非常強(qiáng)的學(xué)科,很多化學(xué)知識都需要實(shí)驗(yàn)探究來展現(xiàn)過程、結(jié)論?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)操作過程中會產(chǎn)生一定的污染物,因此,高中化學(xué)教師需要做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的防污染工作,把綠色理念、環(huán)保理念滲透到高中化學(xué)教學(xué)工作中去,構(gòu)建和諧、健康的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂。

        關(guān)鍵詞:高中化學(xué);綠色實(shí)驗(yàn);生態(tài)化課堂

        素質(zhì)教育理念下,教師不僅要傳授給學(xué)生理論知識,更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)科核心素養(yǎng),這樣學(xué)生才能夠?qū)λ鶎W(xué)知識有更為深刻的理解和認(rèn)知。在高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)中,教師需要注重培養(yǎng)學(xué)生良好的動手操作能力、觀察能力、探究能力,因此,教師需要加強(qiáng)對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視,引導(dǎo)學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中構(gòu)建知識體系,鍛煉思維能力與實(shí)踐能力。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育活動中,教師需要注重滲透環(huán)保理念、綠色理念,無論是實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備階段,還是實(shí)驗(yàn)的操作過程、后續(xù)處理,都要做好防污染措施。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)具備可替代性、互補(bǔ)性等特征,一些會污染環(huán)境的實(shí)驗(yàn)可以用其他實(shí)驗(yàn)方法來替代,這樣既能夠讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理、化學(xué)知識,同時(shí)也能夠?yàn)閷W(xué)生構(gòu)建和諧、健康、溫馨的實(shí)驗(yàn)氛圍,在學(xué)習(xí)過程中提升學(xué)生的環(huán)保意識。

        一、在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入防污染措施的意義

        隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,當(dāng)前人們面臨著嚴(yán)重的環(huán)境問題,比如,土壤酸堿度改變、酸雨、霧霾等,這些都嚴(yán)重威脅著人們的生命安全。而化學(xué)是一門把實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)的基礎(chǔ)學(xué)科,同時(shí),實(shí)驗(yàn)也是學(xué)生全面掌握化學(xué)知識的重要途徑,由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的類型是不同的,在實(shí)驗(yàn)操作過程中會涉及各式各樣的試劑、藥品,那么相應(yīng)地也會排放一定的污染物。污染物的種類也是多樣化的,其中包含了無機(jī)污染物、有機(jī)污染物等。無機(jī)污染物包含強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、重金屬等,有機(jī)污染物包含吡啶、苯酚、乙醛、甲醛、乙苯、甲苯等。無論是何種污染物都會產(chǎn)生“三致效應(yīng)”,不僅會破壞我們的生態(tài)環(huán)境,還會影響學(xué)生的身體健康問題,產(chǎn)生一定的危害。由此,在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育活動中引入防污染措施是非常有必要的,不僅能夠減少對環(huán)境的污染,而且能夠優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟、流程,培養(yǎng)學(xué)生良好的思維意識、創(chuàng)新意識、環(huán)保意識,這對學(xué)生未來的人生發(fā)展都是非常有益的。除此之外,在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育活動中引入防污染措施也是展現(xiàn)化學(xué)學(xué)科育人功能的一種途徑,可以讓學(xué)生意識到化學(xué)學(xué)科知識和實(shí)際生活有很大的聯(lián)系。

        二、基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)防污染的有效策略

        (一)重新設(shè)計(jì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)

        在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教育活動中,一定要著重體現(xiàn)“綠色化”思想理念,改革傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟、方法,科學(xué)、妥善設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓學(xué)生在掌握基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí),去除掉實(shí)驗(yàn)中對環(huán)境污染影響大、中毒性大的化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,利用一些可以替代的化學(xué)物品對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)施改良,如可以把有機(jī)溶劑調(diào)整為綠色溶劑,把硫化氫氣體調(diào)整為硫化鈉,只是改動其中一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟就能夠減少環(huán)境污染物。同時(shí),教師還要減少一些和元素相關(guān)的化學(xué)試管性質(zhì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,引入一些能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,突出體現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)思想。除此之外,教師還需要對高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施優(yōu)化設(shè)定,全面循環(huán)利用一些廢棄物、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品,如可以通過蒸餾廢棄的酒精生成較為優(yōu)質(zhì)的酒精,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)物品的重復(fù)利用。教師還可以把物質(zhì)含量測定、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、化合物生成實(shí)驗(yàn)放在一起,有效減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染物的排放。以上都是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中防污染的有效措施,教師需要提前做好準(zhǔn)備工作,并且有針對性地引導(dǎo)學(xué)生去探究這樣做的原因,讓學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)防污染有一定的了解與認(rèn)知,在無形之中提升學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識。

        (二)注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化

        微型制備實(shí)驗(yàn)是在20世紀(jì)80年代取得成功的,從此微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)成為一種應(yīng)用和探究趨勢。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是結(jié)合少量的反應(yīng)物質(zhì)來獲得相應(yīng)的化學(xué)信息,屬于一項(xiàng)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所需要的試劑用量只有傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的十分之一,甚至可以是更少,但是其實(shí)驗(yàn)較為方便、安全,效果準(zhǔn)確,并且能夠展現(xiàn)出防污染、保護(hù)環(huán)境的作用。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)還能夠減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間以及試劑用量,有效降低對環(huán)境的污染,讓學(xué)生在動手操作中鍛煉自身的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力,擁有較強(qiáng)的環(huán)保意識。由此,在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育活動中,教師需要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容多設(shè)定一些微型化學(xué)實(shí)驗(yàn),引入更多的新技術(shù)、新試驗(yàn)方法,著眼于目前的污染預(yù)防、環(huán)境安全需要,最大程度減少藥品的使用。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用是保護(hù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境安全,其優(yōu)勢也是多方面的,最為顯著的優(yōu)勢為便于攜帶、安全性高、污染最少、經(jīng)費(fèi)最少、簡便快速等,有助于提升高中生的科學(xué)素質(zhì)以及環(huán)境意識。當(dāng)前很多教師也在運(yùn)用無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),雖然無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的原料毒性比較小,但是其排放量比較大,依然會造成一定的污染,因此在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂活動中引入微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是必然選擇。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化操作過程中,教師需要把操作權(quán)交給學(xué)生,讓學(xué)生可以全面觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟、過程等,通過自己的努力去探究化學(xué)知識,學(xué)會如何做好污染防護(hù)工作。比如“硫在氧氣中燃燒”的實(shí)驗(yàn)。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要0.3克到0.5克的硫,最后會產(chǎn)生出0.6克到1.0克的二氧化硫。開展微型實(shí)驗(yàn)后,在實(shí)驗(yàn)中只需要0.02克的硫,產(chǎn)生的二氧化硫也只有0.04克,對環(huán)境產(chǎn)生的污染比較小。

        (三)實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的多媒體仿真、計(jì)算機(jī)輔助

        在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)活動中,很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作會排放出大量的有毒氣體,甚至存在較為嚴(yán)重的安全隱患,教師通常都會小心翼翼快速展示一遍,無法讓學(xué)生全面、認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,甚至很多時(shí)候直接略過化學(xué)實(shí)驗(yàn)。為了避免不安全因素與環(huán)境污染問題,教師可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的多媒體仿真以及計(jì)算機(jī)輔助。當(dāng)前信息技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在人們的生活與工作中,為人們帶來了較大的便利。同樣,在教育行業(yè)也出現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的模式。高中化學(xué)教師要跟上時(shí)代發(fā)展的腳步,利用多媒體系統(tǒng)中的仿真實(shí)驗(yàn)來形象、直觀、全面展示化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程,用動畫、圖像、聲音、文字的形式,對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程、裝置、基礎(chǔ)原理開展計(jì)算機(jī)演練,讓學(xué)生利用多媒體了解化學(xué)實(shí)驗(yàn),這樣不僅能夠幫助學(xué)生鞏固、復(fù)習(xí)化學(xué)課本知識,同時(shí)也能夠把枯燥、復(fù)雜的化學(xué)原理生動化、形象化、直觀化地展示出來,提高學(xué)生參與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育活動的自主性與積極性,擁有一種身臨其境的感覺。伴隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展,無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真有了更多的保障,在計(jì)算機(jī)中能夠展現(xiàn)虛擬化化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生能夠看到導(dǎo)管、漏斗、集氣瓶、錐形瓶、燒瓶、鐵架臺、酒精燈、燒杯、試管等化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的器具,在計(jì)算機(jī)中能夠自由添加藥品、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)裝置。同時(shí),在計(jì)算機(jī)中可以為學(xué)生展示真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,提供更為精準(zhǔn)、科學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中引入信息技術(shù),除了能夠起到防污染的作用,還能夠節(jié)約更多的課堂時(shí)間,比如,在傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂活動中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝備的安置會占用大量的時(shí)間,通過計(jì)算機(jī)虛擬化呈現(xiàn)能夠迅速、全面展示出這些化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,讓學(xué)生觀察微觀世界中的真實(shí)場景,提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),無形之中也能夠提升學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識。

        (四)妥善處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的廢棄物

        除了使用計(jì)算機(jī)化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn),其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)多少都會產(chǎn)生一定的污染物,因此,做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的廢棄物處理是非常有必要的,這也是做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境保護(hù)、綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最后一個(gè)重要屏障。首先,教師、學(xué)生需要科學(xué)掌握廢渣、廢液的處理方案,同時(shí)也要考慮到對廢棄物的再次利用、綜合利用,有效防止出現(xiàn)二次污染,達(dá)到以廢治廢的化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果。其次,教師與學(xué)生需要明確污染物的處理原則,其中包含集中處理、分類存放與收集,尤其是一些廢液需要結(jié)合化學(xué)特征來選擇最佳的容器以及存放地點(diǎn)。同時(shí),這些廢液不能混合儲存,以防止排放有害氣體、危險(xiǎn)事件的情況發(fā)生。容器上也需要合理設(shè)定標(biāo)簽,其中要標(biāo)明儲存時(shí)間、廢物種類等,實(shí)現(xiàn)定期處理廢舊物,對實(shí)驗(yàn)室中的廢水處理要做到達(dá)標(biāo)排放。除此之外,教師需要鼓勵學(xué)生自主參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢棄物處理過程中,這樣能夠讓學(xué)生二次鞏固化學(xué)裝置、化學(xué)實(shí)驗(yàn)物品等,同時(shí)也能夠無形之中提升學(xué)生的環(huán)保意識,在以后的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中自主引入防污染措施。在日常生活中,教師也要讓學(xué)生擁有強(qiáng)烈的環(huán)保意識,盡量少使用一些高污染的化學(xué)用品,為生態(tài)環(huán)境的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一分力量。

        總之,基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)模式下,在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教育活動中,教師需要做好防污染的措施,無論是在化學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中還是化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、善后問題中,都要著重體現(xiàn)出綠色化學(xué)理念、環(huán)保理念等。教師要把綠色環(huán)保理念滲透到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中去,引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)掌握實(shí)驗(yàn)步驟,對一些污染性比較大的實(shí)驗(yàn)步驟,引導(dǎo)學(xué)生思考使用何種替代物能夠有效防止污染。這在無形之中可以鍛煉學(xué)生的思考能力,加深學(xué)生對所學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識的理解與鞏固,讓學(xué)生具備較強(qiáng)的環(huán)境保護(hù)意識,培養(yǎng)學(xué)生良好的化學(xué)學(xué)科綜合素養(yǎng)。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]馬志成,胡閣,李肇國,等.高?;A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢棄物處理的調(diào)查研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,30(5):179-182.

        [3]田福平,張艷娟,賀民,等.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程管理 促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成[J].大學(xué)化學(xué),2018,33(2):29-35.

        [4]張強(qiáng).綠色化學(xué)教育理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透[J].科學(xué)咨詢(教育科研),2018(3):119.

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