程紅霞
(甘肅省定西市臨洮縣文峰中學(xué),甘肅 臨洮 730500)
隨著新教育政策的落實,人們越來越重視高中化學(xué)課程的教學(xué)。加之社會的發(fā)展進(jìn)步,環(huán)境保護問題也得到高度重視。綠色化學(xué)理念應(yīng)運而生,是社會發(fā)展的必然趨勢,也是新教育背景下對高中化學(xué)學(xué)科的新要求。所以,在高中化學(xué)實驗教學(xué)中,化學(xué)教師要將綠色化學(xué)理念與化學(xué)實驗教學(xué)有效融合,提高高中化學(xué)實驗教學(xué)的有效性,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)綜合素養(yǎng),幫助學(xué)生樹立環(huán)境保護意識,為社會的發(fā)展建設(shè)提供有力支持。
綠色化學(xué)就是對環(huán)境沒有污染的化學(xué),是一種清潔型化學(xué)。綠色化學(xué)的主要意義是利用較少的資源和能源,減少對環(huán)境造成的污染,也就是借助有效的化學(xué)技術(shù)和手段,減少化學(xué)實驗對人們?nèi)粘Ia(chǎn)、生活環(huán)境造成的危害[1]。綠色化學(xué)理念的原則是不用對人體有毒、對環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì),減少廢物,同時對廢物進(jìn)行充分的回收再利用。綠色化學(xué)理念能夠有效防止化學(xué)實驗造成的環(huán)境污染問題,在實際生產(chǎn)、生活中受到廣泛關(guān)注。將綠色化學(xué)理念應(yīng)用于化學(xué)實驗教學(xué)中,能讓學(xué)生正確認(rèn)識環(huán)境污染問題,樹立環(huán)境保護理念,不斷增強學(xué)生的責(zé)任意識,滿足新教育模式發(fā)展的需求,為化學(xué)實驗的有效開展提供幫助。
綠色化學(xué)實驗的目的是將化學(xué)實驗對環(huán)境的損害降到最低,是新教育發(fā)展對化學(xué)學(xué)科的新要求[2]。所以,在高中化學(xué)實驗教學(xué)過程中,化學(xué)教師需要順應(yīng)社會發(fā)展的趨勢,結(jié)合綠色化學(xué)理念,為學(xué)生提供綠色化學(xué)實驗環(huán)境。
高中化學(xué)教師還要主動研習(xí)綠色化學(xué)理念,為綠色化學(xué)實驗的有效開展提供指導(dǎo)。在新教育發(fā)展背景下,高中化
學(xué)中的實驗比較多,實驗過程中會排放很多污染物質(zhì),對環(huán)境造成了不利影響。因此,高中化學(xué)教師要運用綠色化學(xué)理念,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)思想,實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗的可持續(xù)發(fā)展。
綠色化學(xué)的主要目標(biāo)是遏制污染,所以,在化學(xué)實驗中,教師要指導(dǎo)學(xué)生合理保存和運用化學(xué)藥品?;瘜W(xué)教師要讓學(xué)生樹立對綠色化學(xué)理念的正確認(rèn)識,結(jié)合化學(xué)藥品的特性,運用無污染的實驗藥品。在化學(xué)實驗中,教師要指導(dǎo)學(xué)生正確處理污染源,讓學(xué)生逐漸形成環(huán)境保護意識,更加主動地投入綠色化學(xué)實驗中,充分鍛煉學(xué)生的化學(xué)實驗技能,促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展。
隨著教育的進(jìn)步,人們越來越重視學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。高中化學(xué)是一門具有實際操作性的學(xué)科,借助有效的化學(xué)實驗?zāi)苠憻拰W(xué)生的化學(xué)綜合能力,對培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)綜合素養(yǎng)具有重要意義?;瘜W(xué)綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,也是循序漸進(jìn)的長期過程,需要學(xué)生與教師之間的良好配合。在以往的化學(xué)教學(xué)中,化學(xué)教師大多比較關(guān)注化學(xué)教材內(nèi)容的講解,并沒有把化學(xué)實驗放在重要位置,長此以往,導(dǎo)致學(xué)生化學(xué)能力的發(fā)展受到局限。大量研究發(fā)現(xiàn),學(xué)生在化學(xué)實驗過程中不能正確認(rèn)識和使用化學(xué)實驗裝置,不能借助有效方法對化學(xué)實驗裝置進(jìn)行改良,影響了學(xué)生化學(xué)綜合素養(yǎng)的發(fā)展。隨著新教育政策的落實,人們越來越重視綠色化學(xué)實驗的運用,高中化學(xué)教師借助綠色化學(xué)實驗可以加強學(xué)生對綠色環(huán)保的理解,有效培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)觀念和意識,為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)奠定知識基礎(chǔ)。因此,在高中化學(xué)實驗操作中,化學(xué)教師要立足于化學(xué)實驗教學(xué)的具體狀況,整合綠色化學(xué)知識,讓學(xué)生借助科學(xué)方法開展實驗,實現(xiàn)高中化學(xué)綠色實驗教學(xué)的目的。
在高中化學(xué)實驗中,部分化學(xué)實驗對環(huán)境有一定的污染,對學(xué)生和教師的身體健康有一定的損害。然而,化學(xué)實驗室中的一些具有污染性的化學(xué)物質(zhì)并沒有得到良好的管理。要想避免污染性物質(zhì)對師生健康的危害,需要化學(xué)教師用綠色化學(xué)理念改進(jìn)化學(xué)實驗,對以往具有污染性的實驗進(jìn)行革新,將部分實驗材料替換成綠色環(huán)保材料。比如在氨分子擴散探究實驗中,教師可以將氨水替換為醋酸,用紫色石葛試液替換酚酞試劑,規(guī)避污染比較嚴(yán)重、廢棄物不易處理的化學(xué)實驗。要想通過綠色化學(xué)實驗減少有毒有害物質(zhì)的排放,不斷減少化學(xué)污染,有效落實綠色化學(xué)理念,讓學(xué)生在安全的實驗環(huán)境中操作,在實際的教學(xué)活動中,高中化學(xué)教師要借助有效的方法對高中化學(xué)實驗進(jìn)行科學(xué)改革,應(yīng)用環(huán)保實驗器材和實驗材料,將污染性實驗轉(zhuǎn)化為無污染的實驗,有效解決環(huán)境污染問題,節(jié)省化學(xué)資源,發(fā)揮綠色資源優(yōu)勢,為化學(xué)教師與學(xué)生的生命安全提供保障。
通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn):(1)部分教師對綠色化學(xué)相關(guān)內(nèi)容的認(rèn)識不足,不了解綠色化學(xué)的理念和內(nèi)涵,觀念比較老舊,很難在日?;瘜W(xué)教學(xué)中向?qū)W生傳授綠色化學(xué)知識和理念。(2)綠色化學(xué)實驗對化學(xué)教學(xué)的重要性不言而喻,改進(jìn)后的綠色化學(xué)實驗大多會用到生活中常見的物品和綠色化學(xué)知識,可以讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)和生活的關(guān)聯(lián)性;綠色化學(xué)實驗所用實驗材料一般都是微量的,可以減少化學(xué)實驗生成的有害物質(zhì)的量,讓學(xué)生更好地探究化學(xué)知識,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和探究能力,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,讓學(xué)生在綠色化學(xué)實驗學(xué)習(xí)中獲得成就感和自信心;教師也可以深刻認(rèn)識到綠色化學(xué)的理念和內(nèi)涵,促進(jìn)綠色化學(xué)課堂的構(gòu)建。(3)開展綠色化學(xué)實驗有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力[3]。為了保證綠色化學(xué)教學(xué)效果和綠色化學(xué)實驗對學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的作用,教師會在日常教學(xué)過程中根據(jù)不同學(xué)生的情況和教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方式,也間接改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生愿意主動進(jìn)行化學(xué)探究。例如在改進(jìn)化學(xué)實驗時,教師可以讓學(xué)生查找相關(guān)資料,積累綠色化學(xué)知識,并且利用注射器等物品進(jìn)行實驗。學(xué)生通過資料分析和實驗探究理解綠色化學(xué)理念,記憶化學(xué)知識,提高學(xué)習(xí)積極性。教育部的調(diào)查顯示,80%以上的學(xué)生傾向于通過自己或者小組查找資料、組織安排化學(xué)實驗;約12%的學(xué)生表示喜歡綠色化學(xué)實驗。因此,高中化學(xué)教師要指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合綠色化學(xué)理念,自主搜集實驗素材。
在素質(zhì)教育背景下,作為教育的引導(dǎo)者,化學(xué)教師要引入先進(jìn)的綠色化學(xué)教學(xué)觀念,為教學(xué)實踐提供指導(dǎo)。在綠色理念的指導(dǎo)下,教師應(yīng)根據(jù)實驗原理,合理選用實驗裝置、實驗方式等,設(shè)計科學(xué)的實驗方案,避免在化學(xué)實驗中采用毒性大、傷害性強的物質(zhì),并盡量采用不需要燃燒的實驗裝置。如果燃燒反應(yīng)不可避免,在方案中要制定具體有效的保護措施。在實驗期間,教師要指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作,對有害物質(zhì)實現(xiàn)無害轉(zhuǎn)化,達(dá)到節(jié)約資源、降低成本、減少損害的效果,簡化操作裝置,提升實驗的便捷性。教師還可以應(yīng)用新的工藝與催化劑,在化學(xué)實驗教學(xué)中構(gòu)建工業(yè)與教學(xué)相結(jié)合的模式,提升學(xué)生的綠色化學(xué)實踐能力。
例如在高中化學(xué)實驗中,微型實驗可以減少化學(xué)藥品及試劑的用量,教師要加強實驗的創(chuàng)新設(shè)計,選擇簡單的實驗材料,如用經(jīng)過處理的鋁板代替滴板,不僅能提升廢物利用效率,還能減少對環(huán)境的污染,落實綠色化學(xué)理念。
根據(jù)《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的具體要求,學(xué)生的環(huán)保意識和思想對社會發(fā)展有直接且深遠(yuǎn)的影響。學(xué)生的環(huán)保意識和思想是開展綠色化學(xué)教育的開端和核心。實驗是重要的化學(xué)實踐手段,教師要嚴(yán)格根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新化學(xué)實驗教學(xué),并體現(xiàn)在教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)中,不僅要增加綠色化學(xué)的具體內(nèi)容,還要培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)觀念,促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。高中化學(xué)教學(xué)對綠色化學(xué)實驗的開展有明確的要求,教師要充分結(jié)合教材內(nèi)容開展有效教學(xué)。
例如蘇教版高中化學(xué)必修二教材中的第四章為“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”,教師可以將教材第一章的內(nèi)容作為開展綠色化學(xué)的重要途徑。教材不僅介紹了人類如何實現(xiàn)金屬礦物與海水資源的開發(fā)與利用,還詳細(xì)介紹了綠色化學(xué)的具體內(nèi)容,并將環(huán)保理念、行動和化學(xué)教學(xué)充分結(jié)合,強調(diào)化學(xué)實驗教學(xué)的重要性。教師可以提出“什么是綠色食品、綠色食品的傳統(tǒng)工藝、綠色化學(xué)的原則”等問題,引導(dǎo)學(xué)生探究綠色化學(xué)的理念及原則,明確“綠色”的內(nèi)涵。通過探究,學(xué)生可以認(rèn)識到原料綠色化、催化劑綠色化、溶劑綠色化、產(chǎn)品綠色化等內(nèi)容,在觀念上實現(xiàn)轉(zhuǎn)變,提升教學(xué)效果,滿足教學(xué)需求。
新課標(biāo)教材的實驗內(nèi)容所占比例較大。在部分實驗中會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),對環(huán)境造成極大的危害。在實驗中滲透綠色化學(xué)理念可以有效改進(jìn)化學(xué)教學(xué)觀念,并通過綠色化學(xué)實驗緩解污染問題,不僅能培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)理念,還能滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。
3.3.1 開展綠色化學(xué)實驗
化學(xué)實驗是高中化學(xué)教學(xué)中較為復(fù)雜的內(nèi)容。化學(xué)實驗過程中伴隨著固體、液體以及氣體等不同形態(tài)物質(zhì)的產(chǎn)生。部分化學(xué)產(chǎn)物具有一定的毒性和危害性,會對實驗人員產(chǎn)生負(fù)面影響,對水源、大氣等生態(tài)環(huán)境造成污染和破壞。所以,教師應(yīng)在實驗教學(xué)過程中采用對人體和環(huán)境無毒無害或毒害性較低的物質(zhì)。
例如采用三氯化鐵溶液代替稀硝酸清洗銀鏡反應(yīng)的試管;還可以在氨分子擴散實驗中將氨水替換成醋酸,然后將所用酚酞替換為紫色石蕊試液。通過上述措施改善現(xiàn)存問題,將有毒有害實驗轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色化學(xué)實驗,滿足教學(xué)要求。部分污染較為嚴(yán)重的廢棄物難以處理,在實驗中應(yīng)盡量避免使用。例如實驗后剩余的強酸,如果處理過于隨意,會腐蝕排水系統(tǒng)并污染水源。所以在實驗后,教師可以加入適量堿性溶液進(jìn)行中和,待pH達(dá)到中性值再排出。
3.3.2 推廣微型化學(xué)實驗
微型化學(xué)可以理解為用最少的試劑達(dá)到實驗?zāi)康?。利用微型實驗?zāi)茱@著降低實驗成本,并且可以有效加大實驗覆蓋面積,提升實驗教學(xué)質(zhì)量。這種方式的優(yōu)點主要在于成本低、污染小、實驗效率高等,并且實驗安全可靠。從化學(xué)實驗發(fā)展的角度看來,綠色化學(xué)實驗以及微型化學(xué)實驗將成為重要的發(fā)展方向。
例如加碘食鹽中碘元素的探究實驗,目標(biāo)在于了解食鹽中碘元素的存在形式,掌握I2、I-、IO3-的作用原理及實驗操作,提升學(xué)生的實驗設(shè)計能力。實驗儀器包括九孔井穴板、多用滴管等,實驗材料主要為加碘精鹽、新制氯水以及醋精等。實驗操作:取0.1 g鹽、約15滴蒸餾水、1滴醋精、1滴碘化鉀溶液,滴入1滴淀粉,攪拌即可。實驗所用資源較少,但可以充分滿足實驗教學(xué)的需求,也能充分滿足綠色化學(xué)及微型化學(xué)的具體要求。
3.3.3 建設(shè)綠色化學(xué)實驗室
學(xué)生長期進(jìn)行實驗操作的場地是實驗室,實驗室中有很多實驗產(chǎn)生的廢棄物,隨著實驗次數(shù)的增加,累積的廢棄物越來越難以處理,加重了對校園環(huán)境的污染。學(xué)校管理人員要充分認(rèn)識到綠色化學(xué)理念的重要性,并積極滲透在化學(xué)實驗室管理工作中。
綠色化學(xué)的重要原則在于拒絕使用污染性化學(xué)物質(zhì),相關(guān)人員要妥善保存實驗室物品,并遵循相關(guān)的化學(xué)實驗要求分類存放,尤其要單獨存放危險化學(xué)品和易升華、易揮發(fā)的化學(xué)品,采用油封、水封、通風(fēng)、防震等措施加強保管。
例如在開展“二氧化硫制取實驗”的過程中,實驗的重點在于硫酸和亞硫酸鈣反應(yīng)制取碳酸鈣并加入二氧化硫。硫酸及二氧化硫都有一定的腐蝕性,會對環(huán)境造成污染,實驗溶液要采取密封的方式保存,為綠色化學(xué)創(chuàng)造條件。同時,還要做好化學(xué)品的定期檢查工作,及時消除污染源,落實具體的綠色化學(xué)措施,在保護環(huán)境的前提下開展化學(xué)實驗。
綠色化學(xué)理念對高中化學(xué)實驗教學(xué)影響較大,能促進(jìn)高中化學(xué)教學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展,充分創(chuàng)新實驗理念。將綠色化學(xué)思想與環(huán)保觀念滲透在高中化學(xué)實驗教學(xué)中,可以潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的綠色實驗觀念,幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)的化學(xué)知識,樹立環(huán)境保護意識,助力可持續(xù)發(fā)展。