陸云
化學是一門以實驗為基礎的學科,高中化學課離不開實驗。學生通過實驗操作不僅能鞏固自身的化學知識,還能提高自身的創(chuàng)新能力與動手能力。化學課程極具實用性,對學生的動手能力有較高要求。實驗教學能夠幫助學生在實驗過程中提升實際操作能力和創(chuàng)新能力,逐漸培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度,并能有效鍛煉學生面對突發(fā)情況和緊急問題的應變能力?;瘜W實驗課程的開設有利于學生鞏固化學知識,提高化學核心素養(yǎng),還能促進學生合作學習能力的提高。但是許多化學實驗都會產生一定的污染,幾乎每一個實驗室都可視為一個污染源,全國所有化學實驗室造成的污染對環(huán)境的傷害是不容忽視的。
當今社會,環(huán)境污染愈加嚴重,成為世界各國普遍關注的重要問題?;诟咧谢瘜W實驗教學的必要性和重要性,高中化學實驗課程必須如期開展,而許多化學實驗課程結束后,教師可能沒有及時、有效地處理廢棄物,也沒有認真做好防護措施,導致每次進行實驗課程都會影響到生態(tài)環(huán)境,并且造成一定的化學污染。因此,高中化學實驗課程需要遵守綠色環(huán)保理念,各個高中學校都要嚴格管理、控制實驗室,監(jiān)督、檢查化學實驗教學時是否以綠色環(huán)保理念為導向。實驗教學時必須做好全面防護措施,減少廢棄物的產生,分類處理好實驗廢棄物,以此保障實驗的安全與環(huán)保,降低化學實驗對環(huán)境的污染?;诖?,本文結合筆者工作經驗,提出幾點關于開展綠色實驗的建議,以期減少化學實驗帶來的污染,助力課堂教學實踐。
一、嚴格規(guī)范實驗操作
高中化學實驗大多具有一定的危險性,教師在實驗教學過程中應保證操作的嚴謹、規(guī)范、科學、安全。不規(guī)范的實驗操作不僅會導致實驗結果出現(xiàn)差錯,無法達到預期的效果,從而產生更多的實驗廢棄物,對周圍環(huán)境造成污染,還會導致安全事故的發(fā)生,威脅教師及學生的人身安全。教師要嚴格規(guī)范實驗操作,并實時監(jiān)督學生的實驗操作步驟,以防出現(xiàn)意外狀況。因此,開展綠色化學實驗課程必須以嚴格規(guī)范實驗操作為前提。高中化學教師要重點培養(yǎng)學生的基礎實驗操作技能,不僅在課堂教學時強調與疏導,還要在學生進行實驗操作時嚴格把控實驗的每一個環(huán)節(jié)。只有教師嚴格規(guī)范實驗操作,落實到實驗中的每一個細節(jié),才能盡量避免意外事故的發(fā)生,大幅度減少實驗廢棄物、污染物的排放,與此同時,還有利于節(jié)省實驗費用。例如,在進行電解飽和食鹽水的實驗教學時,教師應該要求學生看清電極材料,找出溶液中的陽離子和陰離子,根據(jù)放電順序及電極材料確定放電微粒。此外,一定要確保電解飽和食鹽水使用之前的精制,不僅有利于去除其中的其他離子,還能夠避免在陰極附近產生白色渾濁顆粒。在電解飽和食鹽水的過程中,還應注意滴入酚酞溶液時表層可能會出現(xiàn)一層白色膠體,這是正?,F(xiàn)象。
二、基于綠色環(huán)保理念優(yōu)選反應物
高中化學實驗里,化學反應發(fā)生的過程中難免會生成一些對環(huán)境有害的物質,有時為了更好地提升教學質量,有效突破重難點,實驗中還會不可避免地對環(huán)境造成污染。因此,需要教師深入分析化學反應,通過不斷探索與思考,找出對環(huán)境污染較小的化學反應替代物,甚至找到綠色無污染的化學反應物,以此降低化學污染。例如,在高中化學“氯氣的制取實驗”中,如果僅依照書本中傳統(tǒng)的實驗方式和化學反應物,會生成大量的氯氣,盡管教師在實驗過程中使用收集裝置收集氯氣,試驗結束后,這些收集起來的氯氣又會被排放于空氣中,無法有效解決實驗生成的物質對環(huán)境造成的污染。考慮到高錳酸鉀片的高密度,即使浸泡幾個小時,也難以完全溶解,因此,高錳酸鉀片與濃鹽酸的反應接觸面積遠小于液體間的接觸面積,減弱了化學反應的進程,從而減少了實驗中氯氣的生成量。目前,有許多教師選擇改進實驗試劑,選用醫(yī)用高錳酸鉀片作為實驗反應物,和濃鹽酸進行反應制取氯氣,使得實驗過程更加環(huán)保。因此,選取適當?shù)姆磻?,能有效實現(xiàn)綠色實驗,使得生態(tài)之花開遍化學課堂。
三、減少實驗藥品使用量,藥品利用綠色化
化學實驗的污染主要來自化學反應的生成物和化學實驗結束后化學藥品的殘留,如果教師在化學實驗過程中,以不影響實驗效果為前提條件,通過減少實驗藥品用量的方式對實驗進行改進,使得實驗微型化,這樣能有效改善化學實驗對周圍環(huán)境的污染狀況。微型化實驗的核心內容是實驗藥品微量化、實驗器材微型化。通常情況下,在微型實驗中,化學藥品的使用量僅為常規(guī)實驗中化學藥品使用量的十分之一,甚至更少。由于化學實驗中使用的藥品量明顯減少,使化學反應生成的反應物與實驗結束后的藥品殘留大大減少,大幅度地降低了化學實驗對環(huán)境造成的污染。與此同時,隨著藥品使用量的減少,實驗的水電能耗也隨之減少,有利于降低爆炸、燃燒等化學實驗的危險性。教師在實驗教學過程中,可通過幻燈機或實物投影等智能儀器將實驗放大,使學生能夠看清實驗過程,保障實驗效果。此外,教師要多投入時間與精力研究化學實驗的改進,大力推行微型化實驗,以此降低化學實驗的污染和能耗,促進環(huán)境保護和實驗安全,推廣綠色實驗理念。
四、利用計算機完成危險系數(shù)高的化學實驗
隨著計算機技術的不斷發(fā)展與普及,以計算機技術為核心的多媒體工具在化學實驗教學中的應用越來越頻繁。利用計算機技術,可以有效改變傳統(tǒng)的高中化學課堂教學方式,化學實驗教學也包括其中。有一些危險系數(shù)較高的化學實驗,實驗過程中會使用或產生多種有毒有害的物質,極易造成實驗事故,既威脅師生的生命安全,又對環(huán)境產生較大影響。因此,這些危險系數(shù)較高的實驗通常不適宜采用傳統(tǒng)的實驗方式進行演示,而是使用計算機技術進行高危實驗的模擬演示。在實驗課程教學過程中,教師可在計算機中提前設置好實驗數(shù)據(jù),使學生在觀看模擬實驗時初步了解化學實驗設備和實驗操作步驟,有利于鞏固學生對實驗理論知識的理解和掌握,與此同時,達到了綠色實驗的要求,大大減少了“三廢”污染問題的發(fā)生。例如,在銅與濃硝酸反應的化學實驗中,化學反應過程中會生成有毒的二氧化氮氣體,對師生的身體危害極大,為了保障此實驗的安全性,教師可改進銅與濃硝酸反應的實驗。教師可選取一副培養(yǎng)皿,向培養(yǎng)皿中加入少量的濃硝酸,在濃硝酸中放置薄銅片,隨后取一大型培養(yǎng)皿蓋在小型培養(yǎng)皿上,以此形成密閉空間,防止化學反應過程中生成的二氧化氮氣體擴散到空氣中,威脅教師及學生的生命安全。最后使用投影設備,將實驗過程投影到大屏幕上,使全班同學都能通過大屏幕清晰地觀察到銅與濃硝酸反應的過程。由于一些化學實驗中,存在著實驗現(xiàn)象時間極其短暫和化學反應極其細微的情況,教師還可將實驗中出現(xiàn)的一些不明顯的實驗現(xiàn)象采用放大技術,讓學生觀察更仔細,遇到時間較短的實驗現(xiàn)象時,可采用回放技術幫助學生反復觀察。由此可見,利用計算機技術及多媒體輔助教學,能夠極大改善部分危險系數(shù)較高的化學實驗的操作環(huán)境,大大提高實驗的可視性,有助于學生在多媒體輔助化學實驗教學過程中感受到多媒體技術的綠色、環(huán)保。此外,還能促進綠色化學實驗的開展,使得綠色、環(huán)保的化學理念與高中化學實驗教育教學相結合。
環(huán)境污染問題愈加嚴重,綠色化學實驗的推行已刻不容緩,這不僅符合素質教育的發(fā)展要求,也符合化學學科發(fā)展的趨勢。因此,高中化學教師要遵守化學實驗工作基本的人文素養(yǎng),通過改進化學實驗課程,進行綠色實驗,讓生態(tài)之花開遍化學課堂,逐步培養(yǎng)學生綠色環(huán)保的化學理念,促使學生更好地適應未來社會。