徐永文

【摘 要】本文概述綠色化學(xué)的內(nèi)涵，分析當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題，論述綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，在課堂教學(xué)中教授安全、環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方法，探索進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的串聯(lián)與整合，適當(dāng)改良污染性化學(xué)反應(yīng)的教學(xué)操作，規(guī)范化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作流程，以期改進(jìn)和提高高中綠色化學(xué)教學(xué)水平。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 綠色化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【中圖分類號】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）06B-0043-02

高中化學(xué)新課標(biāo)明確指出：“化學(xué)在促進(jìn)人類文明可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著日益重要的作用，是揭示元素到生命奧秘的核心力量?！被瘜W(xué)科技的飛速發(fā)展，雖然為社會提供了豐富的產(chǎn)品，提高了生產(chǎn)、生活的質(zhì)量和效率，但也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染與生態(tài)破壞。無論是溫室效應(yīng)、霧霾天氣，還是塑料垃圾、有毒物品處理，都對地球的生態(tài)和人類的生存環(huán)境帶來了極大的威脅，從而引起了人們對化學(xué)的深度反思。因此，人們必須要從化學(xué)的教育著手，切實(shí)轉(zhuǎn)變化學(xué)認(rèn)知理念，將綠色化學(xué)理念融入化學(xué)教學(xué)和生產(chǎn)應(yīng)用當(dāng)中，使人們充分認(rèn)識綠色化學(xué)的重要意義，從根本上促進(jìn)環(huán)境生態(tài)中的化學(xué)問題改善。綠色化學(xué)理念是在可持續(xù)發(fā)展思想中提出的新發(fā)展理念，對現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展具有十分重要的指導(dǎo)意義。因此在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何在保證教學(xué)質(zhì)量和效率的同時，推動綠色化學(xué)理念的融合，是當(dāng)前教育教學(xué)領(lǐng)域亟須深入思考的重要課題。

一、綠色化學(xué)概述

綠色化學(xué)是一個類比概念，泛指將綠色發(fā)展理念融入化學(xué)科學(xué)中，通過塑造人們正確的化學(xué)科技發(fā)展價值取向，將“可持續(xù)發(fā)展理念”融入化學(xué)教育、化學(xué)研發(fā)、化學(xué)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。旨在通過在源頭上對化學(xué)的污染問題進(jìn)行防控，尤其在工業(yè)化層面盡可能地實(shí)現(xiàn)零排放和零污染的目標(biāo)。綠色化學(xué)是現(xiàn)代化學(xué)思想的重要變革，也是我國生態(tài)文明建設(shè)過程中深入推進(jìn)的關(guān)鍵內(nèi)容。

綠色化學(xué)的主要特點(diǎn)包括幾個方面：一是化學(xué)材料的清潔性，即用于化學(xué)反應(yīng)的原材料、催化劑以及最終形成的產(chǎn)物，都是對環(huán)境沒有污染和危害的清潔材料，并且最好是可再生的自然資源;二是化學(xué)工藝的安全性，即化學(xué)反應(yīng)的全部過程都是處于相對封閉的循環(huán)狀態(tài)，輸入部分只有反應(yīng)原料和必需的能量，而輸出部分則只有有價值的產(chǎn)品，而不會向環(huán)境中排放其他能量或者污染物;三是化學(xué)反應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性，即化學(xué)反應(yīng)盡可能充分利用原料中的物質(zhì)和能量，使反應(yīng)能夠獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

二、當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題

（一）思想認(rèn)識不足

當(dāng)前，綠色化學(xué)理念已經(jīng)被上升到國家宏觀部署的層面，在教育界得到了高度的重視并達(dá)成了廣泛的共識，然而學(xué)校、教師以及學(xué)生對綠色化學(xué)的思想認(rèn)識，仍然停留在比較膚淺的層面，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綠色化學(xué)意識非常淡薄。在具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師主要按照教材上的指示與要求來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，或者沿用長期以來化學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)做法，而沒有真正考慮到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的綠色化學(xué)問題。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計較少

傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計，在教學(xué)質(zhì)量、效率、效果以及安全性等方面，已經(jīng)得到了教學(xué)實(shí)踐的充分驗(yàn)證。相比之下，綠色化學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計還處于探索和嘗試階段，許多教師并沒有綠色化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，甚至在理論方面也只是知道相關(guān)概念，而沒有真正掌握綠色化學(xué)的實(shí)踐方法。因此，在有限的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中，多數(shù)教師仍然采取常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，而很少進(jìn)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計。

（三）實(shí)驗(yàn)管理分散

當(dāng)前，許多學(xué)校已經(jīng)在探索將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)進(jìn)行分開管理，由專門的實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教授。但在實(shí)驗(yàn)原料、設(shè)備的購置以及實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品、廢料的處理方面，仍然由學(xué)校的后勤部門負(fù)責(zé)，導(dǎo)致教師難以在課堂上進(jìn)行化學(xué)污染物的綠色處理，只能在口頭上向?qū)W生進(jìn)行綠色化學(xué)理念的傳達(dá)。此外，有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)會產(chǎn)生一些無法回收、污染環(huán)境的產(chǎn)品或者廢料。而改用綠色化學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法可能會花費(fèi)更多的資金，學(xué)校財務(wù)和采購部門往往不愿意為綠色化學(xué)理念而增加額外經(jīng)費(fèi)支出。

三、綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

雖然綠色化學(xué)理念的貫徹在高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中還存在一些困難，但從長遠(yuǎn)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的角度來看，教學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色改革勢在必行，學(xué)校和教師必須要及時改進(jìn)自身管理與教學(xué)方法，不斷地將綠色化學(xué)理念融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加符合綠色發(fā)展的戰(zhàn)略部署，從而引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)正確的化學(xué)思想理念。除了觀點(diǎn)上的轉(zhuǎn)變和資金上的傾斜外，教師應(yīng)當(dāng)在具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行更加科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，確保綠色化學(xué)理念落實(shí)到位。

（一）在課堂教學(xué)中教授安全、環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方法

綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)從理念上進(jìn)行灌輸，使學(xué)生充分認(rèn)識綠色化學(xué)對社會發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的重要意義，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會辨別有毒有害的物質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)階段，教師可以借助多媒體手段，向?qū)W生展示有毒有害或者腐蝕性物質(zhì)污染環(huán)境的相關(guān)圖片或者視頻，讓學(xué)生正視化學(xué)環(huán)保與安全的問題，從思想上引起足夠的重視。

例如，教師在進(jìn)行“銅與濃硝酸的反應(yīng)”教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)先介紹濃硝酸的化學(xué)性質(zhì)，特別是其具有極強(qiáng)的腐蝕性。然后向?qū)W生展示因濃硝酸的腐蝕導(dǎo)致人體受傷、物品損壞的圖片，讓學(xué)生更加直觀地了解化學(xué)物品的危險性和危害性，引導(dǎo)學(xué)生在具體實(shí)驗(yàn)過程中更加注意實(shí)驗(yàn)的安全，并且掌握對化學(xué)原料和生成物的處置方法，從而減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的危險性和對環(huán)境的污染。在教學(xué)過程中，教師要對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣?，指?dǎo)學(xué)生學(xué)會對相關(guān)原料、產(chǎn)物、催化劑等進(jìn)行正確地回收，從而達(dá)到資源節(jié)約、污染控制的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生在潛移默化中形成綠色化學(xué)的理念。

（二）探索進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的串聯(lián)與整合

在高中化學(xué)階段，課本中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容比較多，每組實(shí)驗(yàn)既會造成大量化學(xué)原料和能量的消耗，又會帶來許多化學(xué)反應(yīng)的生成物以及其他廢棄物。而從高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的整體進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)有些實(shí)驗(yàn)之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，如果教師能夠?qū)⒉煌幕瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行串聯(lián)與整合，那么將可以實(shí)現(xiàn)一定資源的循環(huán)利用，減少原料的消耗與廢料的生成，從而促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色發(fā)展。

例如，教師在進(jìn)行“自來水的蒸餾”教學(xué)時，可以與另一節(jié)實(shí)驗(yàn)課程“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”進(jìn)行串聯(lián)，要求學(xué)生對前一個實(shí)驗(yàn)最后生成的產(chǎn)物即蒸餾水進(jìn)行收集和保存，然而注入后一個實(shí)驗(yàn)所準(zhǔn)備的容器中，從而減少蒸餾水這一化學(xué)原料的額外準(zhǔn)備。對于配制溶液最后生成的 NaCl 溶液，還可以再用于“不同液體的導(dǎo)電性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過這種不同化學(xué)實(shí)驗(yàn)的串聯(lián)，教師可以將分散的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行整合，從而在貫徹綠色化學(xué)理念、減少化學(xué)原料消耗與產(chǎn)物遺留的同時，引導(dǎo)學(xué)生形成更加全面深入的化學(xué)思維，使學(xué)生的化學(xué)體系得到有效構(gòu)建與完善，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)綜合素質(zhì)的全面提升。

（三）適當(dāng)改良污染性化學(xué)反應(yīng)的教學(xué)操作

在高中化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中，有不少化學(xué)反應(yīng)會生成有毒有害的氣體，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)陷入兩難境地。一方面，如果減少相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的教學(xué)，那么學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)效果將會受到影響;另一方面，如果開展污染性的化學(xué)反應(yīng)教學(xué)，那么必然會產(chǎn)生大量的污染物，不符合綠色化學(xué)理念的要求。因此，教師在進(jìn)行相關(guān)化學(xué)反應(yīng)教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)馗牧冀虒W(xué)操作，引導(dǎo)學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的同時，掌握降低化學(xué)污染的方法，從而達(dá)到化學(xué)教學(xué)與綠色發(fā)展“雙贏”的目的。

例如，在 SO2 性質(zhì)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，教師可以告知學(xué)生 SO2 的污染性及其具有的酸性、還原性、氧化性三大特征。指導(dǎo)學(xué)生在進(jìn)行課本指定的化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將生成的氣體導(dǎo)入氯化鐵、高錳酸鉀、硫化鈉及氫氧化鈉的溶液中，使二氧化硫逐漸在化學(xué)反應(yīng)中得到轉(zhuǎn)化和吸收。從而在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時，盡可能地將有毒有害的化學(xué)物質(zhì)處理妥當(dāng)，從而減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所帶來的環(huán)境污染。

（四）規(guī)范化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作流程

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，規(guī)范操作不僅關(guān)系到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果，而且也關(guān)系到綠色化學(xué)理念的貫徹。在許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如果操作出現(xiàn)了失誤或者偏差，那么就很容易產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊酝獾奈镔|(zhì)，而這些物質(zhì)往往具有一定的污染性。例如，在進(jìn)行一氧化碳燃燒的實(shí)驗(yàn)過程中，有的學(xué)生由于擔(dān)心一氧化碳混合氧氣后容易發(fā)生爆炸，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時沒有按照教師和課本的指示進(jìn)行操作。這可能會導(dǎo)致氣體泄露，甚至干擾到其他學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，造成更多的一氧化碳泄露。

因此，教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作開始前應(yīng)當(dāng)反復(fù)指導(dǎo)學(xué)生牢記操作步驟和操作規(guī)范，嚴(yán)格控制學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作行為，避免操作不當(dāng)導(dǎo)致污染物的溢出和化學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的浪費(fèi)。確保每一位學(xué)生的每一次實(shí)驗(yàn)操作都能夠達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體效果，減少化學(xué)材料特別是污染性材料的使用與消耗。此外，對使用或者生成具有污染性物質(zhì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生盡可能地減少材料的使用。注意提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成功率，從而最大限度降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)對環(huán)境的污染。

當(dāng)前，綠色化學(xué)理念已經(jīng)得到社會各界的廣泛認(rèn)可，并且在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到了一定的重視。在教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)理念引導(dǎo)，使其正確認(rèn)識化學(xué)在人類生存與發(fā)展過程中的功勞與危害，有助于其樹立正確的世界觀和價值觀，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到有效提升。因此，高中化學(xué)教師不僅要在理論教學(xué)中不斷強(qiáng)調(diào)綠色化學(xué)的重要理念和思想，而且更要在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)合理的課程設(shè)計。通過減少化學(xué)原料使用、改良實(shí)驗(yàn)方法、規(guī)范操作程序等措施，著力培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的理念與實(shí)踐能力，使綠色發(fā)展深入學(xué)生的內(nèi)心，為社會培養(yǎng)更加優(yōu)秀的人才。

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（責(zé)編 盧建龍）