陸國志 谷偉健 王晶

摘 要將綠色化學(xué)理念和化學(xué)實驗相結(jié)合，實現(xiàn)化學(xué)實驗的綠色化，是對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育的重要途徑。針對目前中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題，從教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織形式、教學(xué)方法與手段、教學(xué)資源等方面探討中學(xué)化學(xué)實驗綠色化的實踐途徑。

關(guān)鍵詞中學(xué)化學(xué)實驗 綠色化 實踐途徑

人類在不斷創(chuàng)造高度豐富的物質(zhì)文明的同時，生存的環(huán)境也在急劇惡化。水體污染、大氣污染、臭氧層空洞、土壤污染、全球氣候變暖、酸雨災(zāi)害等各種環(huán)境問題層出不窮。導(dǎo)致環(huán)境污染的因素有很多，其中，化學(xué)污染扮演了主要角色。于是，“綠色化學(xué)”便成為化學(xué)發(fā)展的追求。綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)（Environmentally Friendly Chemistry）、環(huán)境無害化學(xué)（Environmentally Benign Chemistry）、清潔化學(xué)（Clean Chemistry）。綠色化學(xué)是當(dāng)今國際化學(xué)科學(xué)研究的前沿，是21世紀(jì)化學(xué)科學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，因此，將綠色化學(xué)理念貫穿于化學(xué)實驗，實現(xiàn)化學(xué)實驗的綠色化，是對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育進(jìn)而實現(xiàn)科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)的重要途徑。

一、中學(xué)化學(xué)實驗綠色化的價值體現(xiàn)

1.觀念價值

化學(xué)實驗綠色化體現(xiàn)的是人文關(guān)懷理念，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，教師要結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容不失時機(jī)地滲透這一觀念，使學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中感受實驗綠色化給環(huán)境帶來的福祉，用科學(xué)的態(tài)度和方法對待化學(xué)實驗，約束自己實驗的不規(guī)范行為、不環(huán)保舉動，逐漸樹立起科學(xué)的自然觀，養(yǎng)成正確的社會觀和價值觀，這種觀念價值是巨大的。

2.生態(tài)價值

科技發(fā)展和社會進(jìn)步對環(huán)境友好和生態(tài)文明提出了更高要求，而生態(tài)文明的重要標(biāo)志之一就是綠色生態(tài)，其實現(xiàn)途徑是低碳、無污染、無公害、循環(huán)利用、可持續(xù)等。實現(xiàn)這一目標(biāo)，學(xué)校教育的作用是至關(guān)重要的，因此，也就有了STS到STSE的延伸。中學(xué)化學(xué)實驗綠色化的生態(tài)價值，就體現(xiàn)在有利于教育教學(xué)過程中向?qū)W生滲透綠色化學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識和社會責(zé)任感，從而更好地落實STSE教育思想。

3.教育教學(xué)價值

首先，有助于促進(jìn)教師教學(xué)方式的改變。目前很多一線教師，出于應(yīng)試的目的，習(xí)慣于演示實驗甚至黑板上講實驗，這顯然不利于課程目標(biāo)的落實，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。中學(xué)化學(xué)實驗的綠色化，給教師的實驗教學(xué)研究創(chuàng)造了空間，可以促使他們轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，在追求實驗綠色化的教育教學(xué)研究中獲得專業(yè)成長，推動化學(xué)實驗的徹底變革。

其次，有助于化學(xué)實驗教育教學(xué)功能的實現(xiàn)?；瘜W(xué)實驗是中學(xué)化學(xué)課程內(nèi)容不可缺少的重要組成部分，是化學(xué)教師開展化學(xué)教學(xué)的重要手段?；瘜W(xué)實驗具有認(rèn)識論、方法論及教學(xué)論等方面的功能。中學(xué)化學(xué)實驗的綠色化，可以使學(xué)生樹立科學(xué)的自然觀、社會觀和價值觀。通過實驗組織形式的改革可以轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)新性的實驗也可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。這些都對化學(xué)實驗教育教學(xué)功能的實現(xiàn)起到積極的作用。

再次，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。21世紀(jì)世界各國基礎(chǔ)科學(xué)教育改革的核心理念，就是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。對于化學(xué)這門學(xué)科來說，通過化學(xué)實驗教學(xué)對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，是必要且有效的。中學(xué)化學(xué)實驗的綠色化，可以幫助學(xué)生樹立綠色化學(xué)的理念，培養(yǎng)學(xué)生對國家和對大自然的熱愛，形成正確的世界觀和價值觀。此外，通過一些探究實驗以及對實驗的改進(jìn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作意識，這些都有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、中學(xué)化學(xué)實驗綠色化的有效途徑

1.秉持綠色化理念，增強(qiáng)環(huán)保意識

在化學(xué)教學(xué)中，教師要用綠色化學(xué)思想指導(dǎo)教學(xué)，不僅自己要秉持綠色化理念，更要結(jié)合學(xué)科特點和教學(xué)實際適時地向?qū)W生滲透綠色化學(xué)思想。化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實驗在化學(xué)教學(xué)中扮演著重要角色，這不僅體現(xiàn)在幫助學(xué)生構(gòu)建學(xué)科知識、培養(yǎng)學(xué)科能力、提升學(xué)科素養(yǎng)上，更重要的是借助化學(xué)實驗或?qū)嶒灲虒W(xué)平臺，對學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度與價值觀教育，特別是環(huán)境保護(hù)教育和綠色生態(tài)教育。教師要善于捕捉每一個教育因素、把握每一個教育時機(jī)，將綠色化學(xué)思想滲透到化學(xué)教學(xué)的始終，讓綠色化理念之花輝映化學(xué)教學(xué)。

2.實驗教學(xué)內(nèi)容的綠色化

現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材在兼顧了基礎(chǔ)性、綜合性與選擇性的要求的同時，還盡量體現(xiàn)綠色化思想和人文關(guān)懷，尤其是涉關(guān)化學(xué)實驗的內(nèi)容更是做了精簡，一些難度系數(shù)高、安全系數(shù)低、高污染、不便于操作的實驗已被改編或直接刪除。然而，縱觀整個化學(xué)教材體系發(fā)現(xiàn)，一些實驗內(nèi)容的選擇與安排依然缺乏系統(tǒng)觀念，對表面看似環(huán)保實際次生污染頻發(fā)的實驗沒有做出科學(xué)評估就引進(jìn)課堂，只注重化學(xué)實驗的認(rèn)識論、教學(xué)論和方法論功能的發(fā)揮，即追求教育教學(xué)價值，卻淡漠了環(huán)境意識、消融了綠色生態(tài)理念。改變現(xiàn)實的途徑就是要求教師在加工處理實驗教學(xué)內(nèi)容的過程中始終如一地信守綠色化學(xué)思想。

3.零散化學(xué)實驗的整合與系列化

新課程標(biāo)準(zhǔn)初高中教科書在實驗內(nèi)容選擇與編排上盡管充分考慮了易教易學(xué)，在高中化學(xué)部分專門設(shè)置了實驗化學(xué)模塊，并盡量使實驗內(nèi)容相對系統(tǒng)。但教學(xué)實踐中，依然存在某些實驗在不同學(xué)段、不同模塊、不同主題或單元重復(fù)出現(xiàn)的跡象，這不可避免會造成一些實驗要反復(fù)做、一些實驗的過程要重復(fù)出現(xiàn)，由此帶來的資源浪費、環(huán)境污染是可以預(yù)見的。因此，教師在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，要根據(jù)具體教學(xué)要求，系統(tǒng)規(guī)劃、整體設(shè)計實驗內(nèi)容，在充分考慮學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和技能水平的基礎(chǔ)上，將那些有一定關(guān)聯(lián)度但卻零散的、分散的化學(xué)實驗整合或串聯(lián)在一起，使之系列化并力求簡約，以此實現(xiàn)實驗綠色化。

4.化學(xué)實驗的微型化

從綠色生態(tài)的角度講，化學(xué)實驗的微型化應(yīng)該是化學(xué)科學(xué)實驗和化學(xué)教學(xué)實驗追求的方向，這不僅是實驗技術(shù)手段的更新，更是化學(xué)實驗綠色化的可行途徑。微型化學(xué)實驗倍受青睞以至于化學(xué)實驗追求微型化，是因為微型化學(xué)實驗具有儀器規(guī)格小、藥品用量少，操作簡便、安全可靠，排量少、污染低，便于學(xué)生人人動手、全員參與等優(yōu)點。因此，教師在中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)過程中，應(yīng)從實驗內(nèi)容、實驗技術(shù)、實驗手段、實驗儀器藥品等維度努力探索化學(xué)實驗微型化的可行途徑。某些實驗可以借助小型器具、微量藥品、運用科學(xué)可行的方法和技術(shù)手段來完成。如：氫氧爆鳴實驗在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中是一個既具趣味性又有安全隱患的實驗，這個實驗就可以利用常見的醫(yī)用輸液管、感冒通藥板、大頭針、微量洗潔精、微量氫氧化鈉，借助直流穩(wěn)壓電源來完成，實踐證明，如此實驗現(xiàn)象鮮明、易于再現(xiàn)、安全可靠、成功率100%，真正體現(xiàn)了實驗的微型化。

5.有效開發(fā)和利用校外實驗資源

首先，充分發(fā)揮家庭小實驗的功能。家庭小實驗是對課內(nèi)實驗的補(bǔ)充和延伸，具有材料易得、操作簡易、安全系數(shù)高、趣味性強(qiáng)等特點，是有效利用和開發(fā)校外實驗資源的最佳途徑。如：涉及顏色變化的系列小實驗、發(fā)酵和蒸饅頭中的酸堿中和反應(yīng)小實驗、巧妙去除水垢的家庭小實驗等，教師應(yīng)適時引導(dǎo)、積極動腦筋想辦法，努力發(fā)掘生活中的實驗素材，通過設(shè)計并完成家庭小實驗的方式使學(xué)生檢驗并運用所學(xué)知識，不斷激發(fā)其對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，體會實驗探究中的樂趣，并在探索中尋求化學(xué)實驗綠色化的實踐途徑，自覺樹立節(jié)約資源、環(huán)境保護(hù)的意識，共同鑄就可持續(xù)發(fā)展。

其次，合理選擇代用品完成化學(xué)實驗。從有效利用和開發(fā)校外實驗資源的角度來說，生活中可直接用于化學(xué)實驗及其教學(xué)的校外實驗資源是十分豐富的，如：食用色素作指示劑的系列實驗，食鹽、蘇打、食醋、雙氧水取代化學(xué)試劑的趣味實驗，醫(yī)用注射器中的化學(xué)實驗，醫(yī)用點滴管中進(jìn)行的化學(xué)實驗等。教師結(jié)合具體實驗教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中努力發(fā)掘、合理選擇某些藥品代用品、儀器代用品、裝置代用品進(jìn)行化學(xué)實驗，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的資源意識、創(chuàng)新精神和探究能力，還可以實現(xiàn)綠色化的目標(biāo)追求。

再次，生活情境的“拿來主義”。生活中涉關(guān)化學(xué)實驗原理的真實情境隨處可見，如：鐵生銹、農(nóng)業(yè)施肥、農(nóng)藥使用、秸稈焚燒、污水處理等都與化學(xué)及環(huán)境有關(guān)，教師要善于觀察，及時捕捉這些富有真實情境的信息資源來支持化學(xué)實驗教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生樹立綠色化學(xué)理念并付諸于學(xué)習(xí)和實踐活動中。

6.信息技術(shù)與實驗課程及教學(xué)的整合

現(xiàn)代信息技術(shù)具有存儲方便、功能強(qiáng)大、模擬仿真、交互效果好等傳統(tǒng)手段不可比擬的優(yōu)勢，決定了它在教育教學(xué)中的特殊功能。中學(xué)化學(xué)教學(xué)，尤其是實驗教學(xué)更應(yīng)該根據(jù)教學(xué)實際和學(xué)生的特點充分發(fā)揮信息技術(shù)的強(qiáng)力支撐作用。對那些不宜實際完成的高污染、高危險、高毒性、過程復(fù)雜、微觀抽象、成本高昂的化學(xué)實驗，有必要借助信息技術(shù)手段來實現(xiàn)，不僅可以避免給環(huán)境帶來危害，減少給師生帶來的意外傷害，縮短實驗歷程，變微觀抽象為直觀具體，降低教學(xué)成本，也可以從根本上改變只要某些實驗不便實際操作就被徹底放棄的無奈選擇，極大限度地方便學(xué)生認(rèn)知，提高教育教學(xué)效果。因此，將信息技術(shù)與實驗課程及教學(xué)進(jìn)行有效整合，既可以保證并提高化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量和效果，也是實現(xiàn)中學(xué)化學(xué)實驗綠色化的可行途徑。

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【責(zé)任編輯 郭振玲】