□甘肅省慶陽第二中學(xué) 常淑暉
化學(xué)是一門關(guān)注物質(zhì)變化的學(xué)科,而在這門學(xué)科的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中,各類物質(zhì)的變化會(huì)產(chǎn)生有害或者無害的產(chǎn)物。而將綠色化學(xué)理念融合在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,目的便是培養(yǎng)學(xué)生的綠色理念,并且培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,以及減少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中遇到風(fēng)險(xiǎn)的概率。因此,在教學(xué)中,教師可以適當(dāng)控制學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的化學(xué)藥品的量,教師可以適當(dāng)以多媒體展示實(shí)驗(yàn)的方法代替學(xué)生親身參與危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn),也可以引導(dǎo)學(xué)生適當(dāng)創(chuàng)新部分實(shí)驗(yàn)步驟。
節(jié)約資源是綠色化學(xué)理念的重點(diǎn),也是有效將綠色化學(xué)理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的措施。在以往的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,許多教師會(huì)在示范之后直接讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí),會(huì)因?yàn)樾缕?、有趣等原因,而進(jìn)行多次、大量的實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)雖然能夠促進(jìn)學(xué)生的操作能力發(fā)展,但是違背了綠色化學(xué)的理念,不僅會(huì)浪費(fèi)較多的化學(xué)藥品,還可能因?yàn)閷W(xué)生的不良、頻繁操作等原因,產(chǎn)生有害的化學(xué)污染品,進(jìn)而對(duì)學(xué)生的身體、環(huán)境產(chǎn)生危害。因此教師需要適當(dāng)控制學(xué)生實(shí)驗(yàn)中使用藥品的數(shù)量。
以“蔗糖水解實(shí)驗(yàn)”為例,這是一個(gè)比較傳統(tǒng)、普通的實(shí)驗(yàn),即學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中需要使用蔗糖、稀硫酸、酸堿指示劑等化學(xué)藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在綠色化學(xué)理念的指導(dǎo)下,教師要控制實(shí)驗(yàn)藥品的用量,并借此培養(yǎng)學(xué)生精確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)精神。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師可以讓學(xué)生回憶以往的實(shí)驗(yàn)過程,對(duì)教師的這一要求,學(xué)生基本會(huì)將思緒集中在實(shí)驗(yàn)步驟的正確性上。對(duì)此,教師便可以在肯定學(xué)生的認(rèn)知之后引入綠色化學(xué)理念,告知學(xué)生需要以定量的方式進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)。比如,在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師都是為學(xué)生準(zhǔn)備裝好了實(shí)驗(yàn)藥劑的大容器,而學(xué)生自主倒取實(shí)驗(yàn)藥劑,這就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后許多小組都會(huì)剩下較多的稀硫酸試劑或者蔗糖試劑。并且,許多小組的學(xué)生會(huì)將所用的試劑直接倒在實(shí)驗(yàn)池中。在引入綠色實(shí)驗(yàn)理念后,教師就需要引導(dǎo)學(xué)生用好量杯、滴管,要求學(xué)生取用的藥劑精確到毫升、滴,并基于實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃取用。在教師的嚴(yán)格要求下,不同小組會(huì)進(jìn)行不同的選擇。如有的小組按照1:5的比例,取最低值,1滴、5滴進(jìn)行實(shí)驗(yàn);而有的小組則考慮到蒸發(fā)等因素,以3滴為最低值。如此,教師不僅有效落實(shí)了綠色化學(xué)理念,還能夠以學(xué)生不同的實(shí)驗(yàn)思路為基礎(chǔ),豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容。
在高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中,有較多的實(shí)驗(yàn)會(huì)使用或者產(chǎn)生高危的化學(xué)物質(zhì),若學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中操作不當(dāng),很容易被這些化學(xué)物質(zhì)傷害。在綠色化學(xué)理念中,學(xué)生的人身安全是重中之重。所以,基于保護(hù)學(xué)生身體健康、生命安全以及保護(hù)環(huán)境的目的,教師可以借助多媒體,適當(dāng)減少一些危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)的開展次數(shù)。在教學(xué)時(shí),教師可以用播放相應(yīng)實(shí)驗(yàn)影片的方式進(jìn)行教學(xué),并且還可以在這個(gè)過程中引入更多數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備,以此在學(xué)生沒有切實(shí)操作的情況下,吸引學(xué)生的注意力,并提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。
以“使用濃鹽酸與二氧化錳制取氯氣”的實(shí)驗(yàn)為例,這一實(shí)驗(yàn)所使用的藥品“濃鹽酸”是一種較為危險(xiǎn)的藥品,而實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物“氯氣”也是一種危險(xiǎn)的化學(xué)產(chǎn)物。在以往的教學(xué)中,不乏學(xué)生甚至教師因吸入氯氣而受傷或者被濃鹽酸燒傷的案例。因此,教師可以制作微課,以微課的形式展示實(shí)驗(yàn),以此代替學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐。在微課中,教師需要基于綠色化學(xué)的理念,對(duì)實(shí)驗(yàn)中的步驟、產(chǎn)物進(jìn)行解釋,以便學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)原理、方法以及所用藥品、產(chǎn)物的危險(xiǎn)性。例如,在微課中,第一部分是實(shí)驗(yàn)的全過程,用于讓學(xué)生自主觀察、思考。在學(xué)生看完實(shí)驗(yàn)的全過程后,教師就刻意對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問。比如,教師可以詢問:“如何判斷實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行速率?為了自身的安全和環(huán)境的保護(hù),實(shí)驗(yàn)時(shí)需要注意什么?”在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生便會(huì)進(jìn)行有效的思考。比如,有的學(xué)生回答:“可以觀看產(chǎn)生氣體的顏色,憑借顏色濃度判斷實(shí)驗(yàn)速率。”對(duì)此,又有學(xué)生反駁:“對(duì)人而言,應(yīng)該細(xì)、緩呼吸,以此來避免吸入過多氯氣,并以此判斷產(chǎn)物產(chǎn)生速率,因?yàn)椤比绱?,教師便可以有效將綠色化學(xué)理念落實(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。
在滲透綠色化學(xué)理念時(shí),除減少藥品用量以及實(shí)驗(yàn)次數(shù)之外,教師還可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合學(xué)過的化學(xué)知識(shí),對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中高危、會(huì)產(chǎn)生不良產(chǎn)物的步驟進(jìn)行創(chuàng)新,以此提高實(shí)驗(yàn)的整體綠色程度。在進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)時(shí),因?yàn)閷W(xué)生的化學(xué)認(rèn)知有限,所以教師要基于學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)各個(gè)步驟的認(rèn)知,先講解綠色化學(xué)的重要性,再引入學(xué)生不了解的化學(xué)知識(shí),最后再讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思考、實(shí)踐。這樣的過程雖然會(huì)削弱學(xué)生的主體性,但能夠讓更多的學(xué)生都進(jìn)行有效思考,避免了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)只對(duì)少數(shù)學(xué)生產(chǎn)生效果。
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)器具和實(shí)驗(yàn)用藥等角度入手。比如,在“鈉的燃燒”中,由于鈉的燃燒會(huì)產(chǎn)生極高的熱量,所以實(shí)驗(yàn)過程中很容易損壞玻璃皿、蒸發(fā)皿等器具。所以,教師可以先展示鈉的燃燒的實(shí)驗(yàn)視頻后,詢問學(xué)生,是否可以使用其他物品來代替玻璃制品呢?在教師的提示下,學(xué)生會(huì)進(jìn)行積極的思考,并提出了使用金屬器具、陶瓷器具等方式。在學(xué)生思考、表達(dá)之后,教師便可以拿出銅片、鐵片、鋁片等金屬材料,讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐。在實(shí)踐后,學(xué)生發(fā)現(xiàn)可選擇銅片這一材料,將銅片四角彎折成銅盒,然后進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)。再如,教師在“使用四氯化苯萃取碘”的實(shí)驗(yàn)中,可以先介紹四氯化苯、煤油在實(shí)驗(yàn)中的相似作用,然后再引導(dǎo)學(xué)生使用煤油替換四氯化苯,然后開展實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然,教師對(duì)煤油的介紹對(duì)學(xué)生而言只是理論的灌輸,所以教師可以在學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)之后,讓學(xué)生組成大組,然后給大組分發(fā)適量的四氯化苯,讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。如此,學(xué)生就能夠通過兩相對(duì)比的實(shí)驗(yàn),了解到不同化學(xué)藥品對(duì)相同實(shí)驗(yàn)的影響。并且,在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)之后,教師需要引入綠色化學(xué)理念,即突出介紹四氯化苯對(duì)人體、環(huán)境的危害性。通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的部分內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新,教師就可以在學(xué)生心中埋下綠色化學(xué)、創(chuàng)新的種子,為學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
綜上所述,綠色化學(xué)理念在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效滲透要落實(shí)在細(xì)節(jié)中。教師可以從適當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)藥品用量、適當(dāng)以多媒體代替實(shí)驗(yàn)、適當(dāng)創(chuàng)新部分實(shí)驗(yàn)步驟等方面入手,減少實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)環(huán)境的污染、對(duì)化學(xué)藥品資源的消耗,促進(jìn)學(xué)生綠色化學(xué)理念的發(fā)展。并且,通過應(yīng)用上述策略,學(xué)生的化學(xué)創(chuàng)新思維能力、化學(xué)實(shí)驗(yàn)精確度量等能力都能夠得到較為良好的發(fā)展。