趙 軍

(甘肅省隴南市武都區(qū)隆興九年制學(xué)校 甘肅 隴南 746024)

前言

綠色化學(xué)教育理念在環(huán)境保護(hù)日益升溫的今天受到廣泛關(guān)注，將其運(yùn)用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能夠有效踐行社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，還能增強(qiáng)中學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識，從長遠(yuǎn)來看意義重大。然而，就現(xiàn)下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況來看，綠色化學(xué)理念的滲透情況并不樂觀，部分化學(xué)教師對于它滲透的必要性、重要性存在認(rèn)知模糊的問題，而且教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足。在本文中，筆者結(jié)合多年教學(xué)實(shí)踐就如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有效滲透綠色化學(xué)理念分享自己在教學(xué)工作中的做法與教育心得。

1.綠色化學(xué)理念的內(nèi)涵

綠色化學(xué)理念中的“綠色”并不是色彩上的綠色，它是“環(huán)?！钡牧硪环N表達(dá)形式，綠色化學(xué)理念主要是指在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中減少一些對社會環(huán)境以及人體健康有害的物質(zhì)或化學(xué)試劑的使用，也就是在保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果順利實(shí)施基礎(chǔ)上盡可能減少實(shí)驗(yàn)試劑的使用量[1]。與此同時，采取有效的措施盡可能讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生少的反應(yīng)物質(zhì)，或者通過一些手段對實(shí)驗(yàn)反應(yīng)物進(jìn)行處理，將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的物質(zhì)或者直接將它們處理掉，以此培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識的教育理念。綠色化學(xué)又被稱之為“清潔化學(xué)”“環(huán)境友好化學(xué)”等，它是一種強(qiáng)調(diào)人類與社會和諧相處，與動植物和諧相處的化學(xué)。從某種程度上說，綠色化學(xué)就等同于環(huán)境保護(hù)，但是它們有很多不同的地方，綠色化學(xué)更強(qiáng)調(diào)與環(huán)境友善相處，更重視人和自然之間和諧關(guān)系的構(gòu)建以及人對自然的尊重，相對來說，環(huán)境保護(hù)有被動的色彩，但是它們最終指向都是讓環(huán)境更好，讓人們的生活更健康。

綠色化學(xué)可以通過“5R”去體現(xiàn)：(1)減量(Reduce)，在生產(chǎn)、生活以及實(shí)驗(yàn)中，凡是會用到化學(xué)類產(chǎn)品的情況下，都要在不影響最終效果的基礎(chǔ)上最大限度減少其使用量；(2)拒用(Reject)，對于那些會嚴(yán)重危害環(huán)境或者會長期危害環(huán)境的產(chǎn)品，要拒絕使用，更要拒絕生產(chǎn)。(3)再生(Regenerate)，在進(jìn)行化工產(chǎn)品設(shè)計時，要充分考慮到產(chǎn)品以及原材料的再生利用，尤其是高分子材料；(4)循環(huán)利用(Recycle)，對于化工生產(chǎn)或者化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的排放物、副產(chǎn)物甚至是冷卻水，都盡量做到回收循環(huán)使用，禁止不經(jīng)過任何處理就將它們丟棄、排放到環(huán)境中；(5)再生利用(Reuse)，世界上沒有無用的廢物，只有放錯了地方的“寶貝”，在化學(xué)家嚴(yán)重，沒有不能用的化學(xué)物品甚至是廢物，只有沒有得到利用的物質(zhì)。遵循這個原則，要充分、合理地利用各種化學(xué)過程中產(chǎn)生的廢棄物。

2.綠色化學(xué)理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性與重要性

2.1 綠色化學(xué)理念融入的必要性。綠色化學(xué)理念的提出旨在解決現(xiàn)下初中生環(huán)保意識缺失的問題，增強(qiáng)他們保護(hù)環(huán)境的意識，除此之外，解決他們在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中對原材料浪費(fèi)的問題，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加謹(jǐn)慎、細(xì)致。作為化學(xué)教學(xué)體系中的重要構(gòu)成，雖然實(shí)驗(yàn)教學(xué)在新課改不斷推進(jìn)的背景下進(jìn)行了一系列的改革并且取得了卓越成就，但是存在的問題依然較多。首先，化學(xué)教材上的內(nèi)容多是一些實(shí)驗(yàn)理論知識，與環(huán)境有關(guān)的內(nèi)容非常少，這讓學(xué)生眼界受到限制，不能宏觀了解化學(xué)知識以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)對環(huán)境、社會生活的影響，所以有必要滲透綠色化學(xué)，目的就是拓寬學(xué)生視野，深化他們對化學(xué)知識與實(shí)際生活之間關(guān)系的認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識保護(hù)環(huán)境，創(chuàng)造更好的生活[2]。其次，雖然每一次化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的材料并不多，但是初中生是一個非常龐大的群體，所以用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的化學(xué)試劑非常多，產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)也很多，其中有很多試劑、反應(yīng)物是有害的，甚至具有腐蝕性，這對環(huán)境造成的危害也是不容小覷的。所以，教師在教育工作中有必要滲透綠色化學(xué)理念，從而有效保護(hù)環(huán)境，減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)對環(huán)境造成的危害，踐行綠色發(fā)展理念，最大限度保護(hù)環(huán)境與人類健康。再則，滲透綠色化學(xué)理念是推動素質(zhì)教育的有效途徑，也是必經(jīng)之路。綠色化學(xué)教育理念符合當(dāng)前廣泛推崇的STS(Scienee科學(xué)、Technology技術(shù)、Society社會)教育思想，是中學(xué)素質(zhì)教育中不可或缺的組成部分。在初中化學(xué)教學(xué)中合理應(yīng)用綠色化學(xué)理念，可以培養(yǎng)學(xué)生借助所學(xué)化學(xué)知識分析社會環(huán)境問題的意識以及利用化學(xué)知識解決問題的能力，引導(dǎo)他們參與、關(guān)注社會熱點(diǎn)問題尤其是與自然環(huán)境有關(guān)的問題，客觀認(rèn)識當(dāng)前社會對化學(xué)的各種誤解，有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，也讓他們更加堅定化學(xué)的未來，相信它能夠創(chuàng)造更好的社會環(huán)境，更好地造福人類。換句話說，滲透綠色化學(xué)教育理念能夠引導(dǎo)學(xué)生尊重自然、熱愛自然，能夠與自然和諧發(fā)展，樹立綠色意識。此外，綠色化學(xué)是踐行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必由之路?，F(xiàn)如今，化學(xué)工業(yè)中涉及到的多數(shù)工藝都是之前開發(fā)的，甚至是二三十年前的，當(dāng)時的加工費(fèi)用包含勞動力費(fèi)用、能耗費(fèi)用、原材料費(fèi)用等。近些年來，化學(xué)工業(yè)向土壤、水、大氣等排放很多有害、有毒物質(zhì)，所以加工費(fèi)用不斷升高，增加了事故責(zé)任賠償、環(huán)保監(jiān)測、廢物控制和處理費(fèi)用等。在這樣的背景下，只能將一些污染比較嚴(yán)重的工廠關(guān)閉，這雖然能夠在一定程度上緩解環(huán)境壓力，但是治標(biāo)不治本，工人下崗情況日益嚴(yán)重，這會增加社會的不穩(wěn)定性，甚至給國外資本家趁機(jī)低價傾銷的機(jī)會，對我國民族工業(yè)造成巨大的沖擊。所以，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是我國環(huán)境問題根本出路，我們必須要找到一條可持續(xù)的且不破壞環(huán)境的道路，而綠色化學(xué)就是根本。初中生是國家的未來，是民族的希望，化學(xué)教師必須在他們學(xué)習(xí)化學(xué)的初始階段就滲透綠色化學(xué)理念，以此增強(qiáng)青少年的責(zé)任感、使命感，為推動社會穩(wěn)定發(fā)展，有效踐行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供強(qiáng)有力的人力資源支撐。

2.2 綠色化學(xué)理念融入的重要性。將綠色化學(xué)理念融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有重要意義，首先，它能夠推動化學(xué)教學(xué)改革。作為一種為了改善生態(tài)環(huán)境、培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識而提出的理念，綠色化學(xué)理念指向?qū)W生綠色生態(tài)價值觀的培養(yǎng)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)操作過程中或多或少會產(chǎn)生一些有毒性、放射性物質(zhì)，學(xué)生身心健康受到嚴(yán)重危害，在其中滲透綠色化學(xué)理念可以在一定程度上推動教師積極轉(zhuǎn)變教學(xué)思想觀念，改善、優(yōu)化教學(xué)手段，對傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容、計劃進(jìn)行顛覆與創(chuàng)新，這能夠推動化學(xué)教學(xué)改革。其次，它有助于培養(yǎng)新型化學(xué)人才。在新時代教育教學(xué)背景下，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化是不可阻擋的趨勢，也是改善生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)與前提，將綠色化學(xué)理念滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能夠引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揚(yáng)綠色化學(xué)精神，增強(qiáng)他們對大自然環(huán)境的保護(hù)意識，并促使學(xué)生科學(xué)應(yīng)用綠色化學(xué)解決實(shí)際問題，使他們充分體驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)的樂趣[3]。

3.綠色化學(xué)理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體措施

3.1 加強(qiáng)學(xué)生操作規(guī)范指導(dǎo)，最大限度減少實(shí)驗(yàn)材料的浪費(fèi)。初中生剛接觸化學(xué)，認(rèn)知水平、理解能力有限，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)膯栴}，由于化學(xué)試劑多數(shù)具有腐蝕性或其他的危害性，這樣不僅會增加學(xué)生受傷的風(fēng)險而且造成化學(xué)試劑的浪費(fèi)，對環(huán)境也造成一定程度的破壞。在綠色化學(xué)理念下，教師應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生操作規(guī)范指導(dǎo)，盡可能讓學(xué)生操作的每一步都正確，最大限度減少實(shí)驗(yàn)材料的浪費(fèi)，這樣既保障了學(xué)生安全也減少了成本支出與環(huán)境污染[4]。與此同時，教師還可以通過一些實(shí)驗(yàn)案例給學(xué)生講解操作不懂造成的危害性，以此引起學(xué)生的重視，避免一些學(xué)生由于重視程度不夠在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中盲目操作的情況。在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過程中，多講解化學(xué)試劑對環(huán)境的危害等知識，這不僅可以提升學(xué)生重視程度還能培養(yǎng)他們在實(shí)驗(yàn)中專心致志的良好習(xí)慣。

3.2 有效改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置，減少材料損耗以及環(huán)境污染。社會在不斷發(fā)展，科技也在持續(xù)進(jìn)步，新的物品在不斷取代舊的物品，新的思想觀念也在不斷取代舊的思想觀念。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備以及操作過程并非是唯一的、不可替代的，綠色化學(xué)理念下，教師可以尋找儀器代用品，改進(jìn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置或過程等，從而減少對環(huán)境的污染，而且也能增加化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的安全性，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化的目標(biāo)[5]。例如，在探討關(guān)于燃燒條件的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，在銅片上燃燒白磷會產(chǎn)生五氧化二磷，有大量白煙，會對環(huán)境造成危害并且這還會危害人體健康。綠色化學(xué)理念下，教師可以指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，將適量的白磷、紅磷放進(jìn)大小相等的兩個試管中，用氣球或橡膠塞密封，將它們同時放在熱水中，這樣的實(shí)驗(yàn)操作相較于之前的實(shí)驗(yàn)不僅現(xiàn)象明顯、操作簡單而且無污染，從而實(shí)現(xiàn)了綠色化學(xué)教學(xué)目標(biāo)。又如，在木炭還原氧化銅的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常使用的都是木炭粉，實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的時間長而且現(xiàn)象并不明顯，可以用激光打印用的墨粉代替木炭粉，或者提前將氧化銅和木炭粉按照一定的比例用水混合，再將混合物用玻璃棒薄薄地涂在試管底部內(nèi)部上，干燥后進(jìn)行加熱，這樣能夠極大地縮減反應(yīng)時間，而且現(xiàn)象十分明顯。

3.3 降低試劑濃度與藥品用量，從根源上滲透綠色化學(xué)理念。通過對初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的分析可以看出，很多實(shí)驗(yàn)只是用“適量”來形容化學(xué)試劑的量，并沒有明確指明，在日常教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況去探索化學(xué)試劑的合適濃度與用量，在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上盡可能多地降低試劑濃度、減少藥品用量，從而預(yù)防環(huán)境污染。例如，指示劑石蕊、酚酞的原濃度在0.5%到1.0%之間，它們的濃度對實(shí)驗(yàn)效果并沒有很大的影響，教師可以對他們進(jìn)行稀釋，使用0.1%到0.25%濃度的指示劑。同樣，在配置氯化鈉、硫酸銅、硝酸銀、稀硫酸、稀鹽酸等溶液時也可以適當(dāng)?shù)亟档蜐舛?，這樣既能減少對環(huán)境的污染又能有效節(jié)約化學(xué)藥品。又如，在探究金屬物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)時，通常是將少量的銅片、鐵片、鋅粒、鋁片、鎂條分別加入到5支試管中，然后將5ml的稀硫酸或稀鹽酸等加入其中，觀察其反應(yīng)。綠色化學(xué)理念下，教師可以指導(dǎo)學(xué)生取2mL的稀硫酸或稀鹽酸，這樣可以觀察到同樣的效果，酸的用量大大減少，廢酸液的量也極大的減少，從而有效實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的教學(xué)目標(biāo)。

3.4 指導(dǎo)學(xué)生開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，節(jié)約時間且減少環(huán)境污染。使用微型實(shí)驗(yàn)是綠色化學(xué)理念在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透的方法之一，顧名思義，使用微型實(shí)驗(yàn)器材，即等比例縮小原化學(xué)實(shí)驗(yàn)，比如原來實(shí)驗(yàn)中A化學(xué)試劑和B化學(xué)試劑分別使用10ml和20ml，可以對它進(jìn)行等比例縮小，分別使用A化學(xué)試劑與B化學(xué)試劑5ml、10ml，這樣既不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果又能減少實(shí)驗(yàn)材料的使用量以及化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，此外還能節(jié)省化學(xué)時間，一舉多得。例如，在講解關(guān)于尋找新的催化劑有關(guān)知識時，教師可以從實(shí)際生活著手，以藥品中常見的吹塑板為微型儀器，這樣不僅實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有受到影響而且在無形中培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識、節(jié)約意識等。又如，在關(guān)于探究氧氣性質(zhì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常用燃燒匙裝著藥品燃燒，這樣不僅燃燒時間長而且用量也非常大。綠色化學(xué)理念下，教師可以通過燃燒玻璃棒的方式制作一個小凹槽，這樣就制成了微型燃燒匙，不僅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象十分明顯而且污染小，也節(jié)約了藥品。除此之外，初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中很多實(shí)驗(yàn)都是在燒杯中進(jìn)行的，教師可以用試管代替燒杯，這樣就能極大地減少化學(xué)試劑的使用量，既不影響學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)又減少了對環(huán)境的污染。

3.5 科學(xué)處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中會生成很多物質(zhì)，而這些物質(zhì)中通常包含了有害物質(zhì)，直接排放到空氣或者環(huán)境中會造成破壞，產(chǎn)生污染。綠色化學(xué)理念下，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物，從而減少對環(huán)境的破壞。例如，對于有害廢液的處理。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的酸堿液通常含有碳酸鈉、氫氧化鈣、氫氧化鈉、硝酸、硫酸、鹽酸等，教師可以指導(dǎo)學(xué)生將廢堿液與廢酸液進(jìn)行分次、少量的融合，使PH達(dá)到7左右，再將它們稀釋并排放，這樣既有效處理了酸堿性溶液又極大地降低了成本，而且還減少了對環(huán)境的污染。除此之外，一些廢液中含有重金屬，比如處理含鋇廢液，可以將適當(dāng)?shù)牧蛩徕c加入到廢液中，鋇離子經(jīng)過充分的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，再對沉淀進(jìn)行分離，檢測出濾液中沒有鋇離子后再進(jìn)行排放。同樣，對于有害廢棄、有害固體的處理也是如此，經(jīng)過反應(yīng)后再排放，最大程度減少對環(huán)境的污染。還需要考慮的一種情況是，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)中有一些可以用來作另一個實(shí)驗(yàn)的試劑，如很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)中會生成二氧化碳，而一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)需要二氧化碳的加入，教師可以讓學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)中可能用到的物質(zhì)進(jìn)行收集，或者直接將兩個化學(xué)實(shí)驗(yàn)連在一起，比如以A實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的二氧化碳作為B實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)物，這樣就能實(shí)現(xiàn)資源的最大化配置，即節(jié)省了成本又降低了對環(huán)境的污染。

3.6 組織開展綠色化學(xué)實(shí)踐活動，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)知行合一。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念，最終指向是讓學(xué)生養(yǎng)成良好的環(huán)境保護(hù)意識與行為習(xí)慣，讓他們學(xué)會利用化學(xué)知識去改善自然環(huán)境，解決實(shí)際生活中與環(huán)境有關(guān)的問題。因此，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用綠色化學(xué)理念，教師需要與實(shí)際生活聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的生態(tài)價值觀，能夠用“綠色生活”理念去約束自己在日常生活中的行為。例如，在給學(xué)生講解有機(jī)物時，教師可以拿來生活中常見的由有機(jī)物制作的產(chǎn)品如塑料瓶、一次性餐具等作為實(shí)驗(yàn)材料，給學(xué)生講解它們的用途以及危害。如一次性餐具在高溫條件下會釋放出有毒害的氣體，這會污染食物，在人們食用后會隨著食物進(jìn)入身體。與此同時，一次性餐具具有難降解性，即使將它們埋入土壤中也需要幾百年的時間才能降解，它們會導(dǎo)致周圍的土壤硬化、板結(jié)。在講完一次性餐具的危害后，教師可以讓學(xué)生去思考、交流，說一說自己在日常生活中應(yīng)該怎樣去做，并結(jié)合他們所給的答案引導(dǎo)其樹立正確的生態(tài)價值觀，比如減少點(diǎn)外賣的次數(shù)，也帶動父母去踐行，盡量去店里吃飯或者自己在家中做飯等。又如，生活中經(jīng)常有學(xué)生亂丟電池，這不僅會增加安全風(fēng)險而且會污染環(huán)境，在化學(xué)課上，教師要給學(xué)生講解廢舊電池的危害，讓他們養(yǎng)成環(huán)境保護(hù)意識與良好的習(xí)慣。有條件的情況下，可以組織學(xué)生成立環(huán)境保護(hù)宣傳小組，進(jìn)入到社區(qū)中，一方面對廢舊電池的危害性以及隨意丟棄的嚴(yán)重性進(jìn)行宣傳，另一方面與居民溝通，讓他們將家中廢舊電池放入到特定的垃圾桶或者所指定的位置，每周進(jìn)行一次回收。這樣的教學(xué)方式讓學(xué)生親自踐行綠色化學(xué)發(fā)展理念，他們從中獲得深刻的情感體驗(yàn)，通過親自參與環(huán)境保護(hù)而養(yǎng)成良好的環(huán)境保護(hù)行為與習(xí)慣，做到知行合一。

結(jié)論

綜上所述，在工業(yè)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，人們物質(zhì)生活被改善，但是環(huán)境也遭受很嚴(yán)重的破壞，所以滲透綠色化學(xué)理念勢在必行。作為化學(xué)教師，要明確自己肩上承擔(dān)的責(zé)任與義務(wù)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念，比如指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，有效改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，降低試劑濃度與藥品用量，或者帶領(lǐng)學(xué)生開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)綠色化與高效化，充分發(fā)揮學(xué)科育人價值，推動化學(xué)教育事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。