李秀鳳

摘 要：目前人類社會(huì)正面臨著嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)，綠色化學(xué)理念是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。我們可以從減少藥品用量、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)微型化設(shè)計(jì)等方面去教育學(xué)生、感染學(xué)生，使其樹立良好的環(huán)保意識(shí)和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)綠色化；實(shí)施策略

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。我國(guó)著名化學(xué)家戴安邦先生曾經(jīng)說過：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式?！痹诖罅μ岢刭|(zhì)教育的今天，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性顯而易見，現(xiàn)行教材中的演示實(shí)驗(yàn)盡管在教材編寫時(shí)已經(jīng)注意減少對(duì)環(huán)境的污染，但某些實(shí)驗(yàn)還是不夠完善，缺乏實(shí)驗(yàn)綠色化、微型化的設(shè)計(jì)創(chuàng)意，存在污染和浪費(fèi)等缺點(diǎn)。

因此在化學(xué)教學(xué)中，應(yīng)以改革、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為突破口，可以在日常的教學(xué)中從培養(yǎng)綠色化學(xué)思想、改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的微型化等方面去教育學(xué)生、感染學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

一、培養(yǎng)綠色化學(xué)思想，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)

綠色化學(xué)作為教育教學(xué)改革的一個(gè)重要理念，以其重要的教育價(jià)值而被廣大一線教師所接受和認(rèn)可。面對(duì)接受啟蒙化學(xué)教育的中學(xué)生，貫徹綠色化學(xué)的內(nèi)涵顯得尤為重要。這就需要一線教師將培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)思想貫穿于化學(xué)教育的全過程中，而不能只是單獨(dú)地講解綠色化學(xué)的道理。

不少學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往有錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)傾向：藥品用量越多，實(shí)驗(yàn)效果越明顯。事實(shí)上，在中學(xué)階段藥品用量只要達(dá)到一定量，實(shí)驗(yàn)效果基本相差無幾。例如，在“氯氣的性質(zhì)”教學(xué)中，課堂上可以適當(dāng)?shù)亟柚粌蓚€(gè)過量使用藥品和規(guī)范藥品用量的對(duì)比演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生意識(shí)到過多地使用藥品不僅是浪費(fèi)，而且產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)，散發(fā)到空氣中、水中都會(huì)造成環(huán)境污染，甚至危害身體健康。身臨其境的負(fù)面影響往往會(huì)讓人刻骨銘心，以此告誡學(xué)生規(guī)范藥品用量利人、利己、利環(huán)境。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)中不僅存在藥品用量不規(guī)范的問題，而且學(xué)生的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣也不好。實(shí)驗(yàn)完畢，實(shí)驗(yàn)臺(tái)亂糟糟，清洗試管時(shí)廢液隨意地傾倒在水池內(nèi)，用水沖一沖，嚴(yán)重污染下水道。因此，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后除了需清洗儀器、收拾實(shí)驗(yàn)桌、廢液傾倒在指定的廢液缸內(nèi)等基本要求外，還要表?yè)P(yáng)在實(shí)驗(yàn)中規(guī)范藥品用量、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣良好的學(xué)生，更有利于學(xué)生形成環(huán)保意識(shí)。

因此，無論是課堂演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生實(shí)驗(yàn)都要規(guī)范藥品用量，盡量提出量化要求，使其養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師以身作則，把好的經(jīng)驗(yàn)傳播給學(xué)生，師生親力親為，才得以讓環(huán)保觀念深入人心。

二、改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)裝置，向無污染的方向發(fā)展

很多反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體是既定事實(shí)，我們無法改變其反應(yīng)原理，但可以從控制有毒氣體進(jìn)入大氣，防止其危害環(huán)境的角度改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。新課程理念告訴我們“用教科書教，而不是教教科書”，教科書中呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)操作方法只是編者對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的一種理解和呈現(xiàn)。有些實(shí)驗(yàn)可以根據(jù)自己的理解和創(chuàng)意，對(duì)有毒氣體逸出的實(shí)驗(yàn)從儀器到操作做出改進(jìn)和實(shí)踐。

例如，蘇教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)1第88頁(yè)實(shí)驗(yàn)2向試管中加入5ml二氧化硫水溶液，滴加品紅溶液，振蕩，觀察品紅溶液顏色的變化。然后加熱試管，觀察加熱前后溶液顏色的變化。相比人教版的實(shí)驗(yàn)操作，雖然用二氧化硫水溶液代替直接通入SO2氣體，避免了余氣逸出污染環(huán)境，但加熱時(shí)仍有SO2氣體外逸，造成大氣污染，危害師生健康。

為了彌補(bǔ)課本演示實(shí)驗(yàn)的不足，從綠色化學(xué)的角度出發(fā)，筆者對(duì)“二氧化硫漂白性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)”做了如下改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，一支試管上面塞一個(gè)帶注射器的橡膠塞。

改進(jìn)操作步驟：課前用帶有針頭和橡膠塞的注射器收集滿SO2氣體，用橡膠塞塞緊盛有2ml品紅溶液的試管口，將注射器中的SO2氣體緩緩?fù)迫朐嚬苤?，充分振蕩，觀察品紅溶液顏色的變化。用酒精燈火焰加熱褪色后的試管（可觀察到注射器的活塞慢慢外移），觀察加熱前后溶液顏色的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可將注射器中的SO2氣體推入裝有NaOH溶液的燒杯中。

這樣的改進(jìn)，SO2氣體可在課前提前制備收集，節(jié)約課堂時(shí)間，提高課堂效率。整個(gè)演示過程不僅有效地防止了SO2氣體外逸，而且該裝置可反復(fù)幾次褪色、復(fù)原實(shí)驗(yàn)，適合多個(gè)班級(jí)課堂教學(xué)的多次反復(fù)演示，突出體現(xiàn)SO2氣體可復(fù)原性漂白的性質(zhì)，同時(shí)突破了這個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。利用該裝置同樣的操作步驟，可以補(bǔ)充演示Cl2氣體與品紅溶液作用的實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)比加深學(xué)生對(duì)Cl2氣體不可復(fù)原性漂白性質(zhì)的理解。鮮明的現(xiàn)象對(duì)比、生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)，教學(xué)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于教師抽象的純理論解釋。

課堂實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)和改進(jìn)是教育形勢(shì)發(fā)展的需要。教師在教學(xué)過程中應(yīng)不拘泥于課本中現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)方案，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和改進(jìn)過程中去，這樣不但可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力，而且綠色化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也在潛移默化中影響學(xué)生的認(rèn)知與行為，提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

三、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的微型化設(shè)計(jì)，減少污染

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在微型化學(xué)儀器中進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的前提下，對(duì)不可避免會(huì)形成污染的實(shí)驗(yàn)盡可能使其微型化，本著能小不大、能少不多的原則設(shè)計(jì)，使污染達(dá)到最小值。

現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材中，演示實(shí)驗(yàn)有180多個(gè)，其中點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)就有60多個(gè)。這些點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)若都在常用試管中進(jìn)行，藥品用量都比較大，既浪費(fèi)藥品，又造成環(huán)境污染。在實(shí)驗(yàn)中可以借助小試管、點(diǎn)滴板等微型化儀器，來控制滴加藥品的用量。這樣既可以改變常規(guī)實(shí)驗(yàn)所帶來的缺點(diǎn)，又可以改演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，改變“老師做，學(xué)生看”的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健２粌H可以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與熱情，使學(xué)生思維從“低能態(tài)”躍遷到“激發(fā)態(tài)”，而且對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)將產(chǎn)生積極的效應(yīng)。

例如，教材中氯氣的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，使用標(biāo)準(zhǔn)儀器不足之處在于裝置較龐大，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，演示耗時(shí)較長(zhǎng)。為解決這一問題，筆者開發(fā)出一套氯氣的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的微型實(shí)驗(yàn)裝置，整個(gè)裝置簡(jiǎn)單，易于操作，實(shí)驗(yàn)效果良好。

改進(jìn)操作步驟：在點(diǎn)滴板上按圖示1、2、3、4、5、6、7的順序依次盛有硝酸酸化的AgNO3溶液、滴有酚酞的NaOH溶液、品紅溶液、滴有KSCN的FeCl2溶液、NaBr溶液、滴有淀粉的KI溶液、紫色石蕊試液。將點(diǎn)滴板放于長(zhǎng)方形透明塑料盒的右側(cè)。在圖示8已固定的透明果凍塑料杯里加入一小勺KClO3，蓋上長(zhǎng)方形塑料盒的蓋子（蓋子上已事先鑿一個(gè)與圖示8位置對(duì)應(yīng)的小孔）。吸取一滴管濃鹽酸通過小孔加入塑料杯中，立即用蘸有NaOH溶液的棉花團(tuán)塞住小孔。出現(xiàn)明顯現(xiàn)象后，沿小孔加入適量濃NaOH溶液吸收塑料盒內(nèi)的多余氯氣，輕搖塑料盒，使盒中的氯氣被充分吸收。

該實(shí)驗(yàn)裝置既能使實(shí)驗(yàn)在密閉體系內(nèi)進(jìn)行，有效地防止氯氣外逸，并巧妙地處理了尾氣，又能減少實(shí)驗(yàn)藥品的消耗和實(shí)驗(yàn)次數(shù)，節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間；既可放在實(shí)物投影儀上用于課堂演示，又可用于學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)。SO2、NO2等產(chǎn)生有毒物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)都可以參考這種設(shè)計(jì)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，變成綠色化的實(shí)驗(yàn)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不但在化學(xué)教學(xué)中教學(xué)效果良好，而且具有顯著的環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行“綠色化學(xué)”的滲透教學(xué)中具有不可忽視的作用。

中學(xué)化學(xué)教學(xué)不僅要教會(huì)學(xué)生化學(xué)原理、基本規(guī)律、物質(zhì)性質(zhì)，而且要讓學(xué)生懂得運(yùn)用化學(xué)服務(wù)生活和避害揚(yáng)利，更應(yīng)該讓綠色化學(xué)思想成為學(xué)生道德素養(yǎng)的重要組成部分，使學(xué)生隨時(shí)隨地都堅(jiān)定地舉起綠色化學(xué)的旗幟保護(hù)生態(tài)環(huán)境。因此，作為一線化學(xué)教師，有責(zé)任和義務(wù)擔(dān)當(dāng)起提高全民族環(huán)保素質(zhì)的教育任務(wù)，從學(xué)生抓起，在化學(xué)教學(xué)中不斷地滲透綠色化學(xué)教育理念，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

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（作者單位：福建省莆田華僑中學(xué)）