摘 要:在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下,“綠色化學(xué)”理念逐漸滲透到化學(xué)教學(xué)中.在這樣的大環(huán)境下,教師在指導(dǎo)學(xué)生做化學(xué)實驗室后除了要達到促使學(xué)生理解并吸收化學(xué)知識的目標,還要結(jié)合實際情況滲透綠色化學(xué)理念,以此培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識,使學(xué)生成為綠色化學(xué)的踐行者.本文先簡單概括“綠色化學(xué)”內(nèi)涵,再從合理控制化學(xué)試劑使用量、采取小組合作探究學(xué)習(xí)法、利用多媒體技術(shù)展開實驗教學(xué)、替代或優(yōu)化化學(xué)實驗試劑與裝置這幾個方面就化學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)用綠色化學(xué)理念的具體策略進行論述.
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué)理念;實驗教學(xué);高中化學(xué)
中圖分類號:G632????? 文獻標識碼:A????? 文章編號:1008-0333(2021)27-0076-02
收稿日期:2021-06-25
作者簡介:曾德波(1984.6-),男,云南省昆明人,本科,中學(xué)一級教師,從事化學(xué)教學(xué)研究.
化學(xué)是一門實驗性非常強的學(xué)科,很多理論知識需要依賴化學(xué)實驗,而化學(xué)實驗過程中會產(chǎn)生廢棄物,且很多用于實驗的材料具有毒性,若是師生缺乏安全、環(huán)保意識,其自身健康很容易受到危害.為了減少對環(huán)境的污染,也為了保障學(xué)生的人身安全,教師在指導(dǎo)學(xué)生開展化學(xué)實驗時應(yīng)滲透綠色化學(xué)理念.就目前高中化學(xué)教學(xué)情況來看,綠色化學(xué)理念并未得到全面滲透,力度有待加強,本文對此進行研究.
一、“綠色化學(xué)”的內(nèi)涵
“綠色”是指無污染,具體來說,是指不會破壞自然環(huán)境.“綠色化學(xué)”主要是指在化學(xué)教學(xué)、制作、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)中,化學(xué)制品、試劑、實驗等不會產(chǎn)生破壞生態(tài)平衡或者危害環(huán)境的物質(zhì).在高中化學(xué)實驗教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念,需要在保證化學(xué)實驗原材料滿足實驗要求的基礎(chǔ)上最大限度使用可再生能源以及節(jié)能環(huán)保的物質(zhì),化學(xué)實驗過程中會用到一系列的催化劑、溶解劑等,其劑量要達到規(guī)范標準,并盡可能地保證沒有毒害.與此同時,排放化學(xué)廢物、廢棄的途徑要節(jié)能環(huán)保,使原子得到充分利用,保證排放的徹底性.除此之外,要針對化學(xué)反應(yīng)的能量消耗進行嚴格控制,并防止實驗過程中意外事故的發(fā)生,為實驗者的人身安全提供可靠的保障.
二、高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用綠色化學(xué)理念的策略
1.控制化學(xué)試劑使用量,減少資源浪費和環(huán)境污染
用于化學(xué)實驗的試劑多數(shù)都具有污染性、腐蝕性,很多試劑還具有毒性.而且經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后,會產(chǎn)生廢棄物,這些都會污染環(huán)境.所以,綠色化學(xué)理念下,教師應(yīng)合理控制化學(xué)試劑的使用量.在高中化學(xué)實驗中,很多實驗對實驗材料、試劑的使用量并未做出具體規(guī)定,只是簡單概述為“適度”或“適量”,這是比較模糊的,多數(shù)教師為了讓化學(xué)反應(yīng)更加直觀、具體,往往放入大量化學(xué)試劑,還有一些教師,對于實驗試劑的用量很難做到有效把控.為了踐行綠色化學(xué),教師應(yīng)當(dāng)以此為切入點,對化學(xué)試劑的使用量進行合理控制.從根本上來說,對學(xué)生進行實驗教學(xué),目的就是讓學(xué)生直觀的看到化學(xué)實驗的反應(yīng)過程,使學(xué)生有效理解并吸收其中的化學(xué)知識.所以,在做化學(xué)實驗時,教師要本著實驗?zāi)軌蝽樌M行的原則,確保學(xué)生能夠直觀的看到實驗現(xiàn)象,而不要一味地要求實驗現(xiàn)象激烈.為了實現(xiàn)這一目標,教師可以用滴管、試管等化學(xué)儀器進行實驗.這樣既能保證學(xué)生看到實驗結(jié)果,又能減少資源浪費以及廢棄物對環(huán)境的污染.例如,在乙烯制備實驗中,教師可以組織學(xué)生開展微型實驗,指導(dǎo)學(xué)生用小試管進行.這樣的微型實驗可以節(jié)省乙醇等化學(xué)試劑,還能減少濃硫酸的產(chǎn)生量,既保護了環(huán)境,又減少了資源浪費,可以有效實現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué).
2.采取小組合作探究學(xué)習(xí)法,縮小化學(xué)實驗的教學(xué)規(guī)模
在高中化學(xué)實驗教學(xué)中,教師可以立足實際采取小組合作探究教學(xué)法,顧名思義,若干個學(xué)生組成一個小組共同展開化學(xué)實驗.這種教學(xué)方式的優(yōu)勢在于:第一,有利于營造民主、活躍的教學(xué)氛圍,從而喚醒學(xué)生參與化學(xué)實驗的興趣.第二,有利于促進學(xué)生思維發(fā)展.學(xué)生之間存在差異性,不同的學(xué)生組成一個小組共同學(xué)習(xí),彼此借鑒、取長補短,可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,還能培養(yǎng)學(xué)生的合作精神.第三,縮小化學(xué)實驗教學(xué)規(guī)模,節(jié)省化學(xué)實驗材料.若干個學(xué)生組成一個小組學(xué)習(xí),可以在很大程度上節(jié)省化學(xué)試劑,從而落實綠色化學(xué)教學(xué)目標.例如,在氧化還原反應(yīng)中,教師可以組織學(xué)生以小組為單位開展CO氧化還原Fe2O3的化學(xué)實驗.首先,依據(jù)組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)的原則進行分組,將家庭背景、心理特征、興趣愛好、學(xué)習(xí)成績存在差異的學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組,使每個小組能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢互補.其次,要求學(xué)生相互交流,梳理實驗思路,制定實驗計劃,并明確各自的職責(zé).最后,讓學(xué)生按照實驗步驟展開化學(xué)實驗,做到分工明確,如一人操作,一人觀察,一人記錄等.在氧化還原反應(yīng)中,由于展開小組合作學(xué)習(xí),所以原材料CO的使用量大幅度減少,而且實驗產(chǎn)物CO2的量也大幅度減少,更重要的是,合作學(xué)習(xí)法的實施,實現(xiàn)了全體學(xué)生的真正參與,促使學(xué)生有效理解并吸收其中的化學(xué)知識.由此可見,小組合作學(xué)習(xí)法的合理使用,既保證了化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量,又能培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識.3.利用多媒體技術(shù)展開實驗教學(xué),增強學(xué)生的環(huán)保意識
在高中化學(xué)實驗教學(xué)中,并非所有的實驗都要實踐操作,很多化學(xué)實驗的本質(zhì)是科普性實驗,目的是讓學(xué)生了解并掌握化學(xué)變化,而多數(shù)化學(xué)變化有較高的危險性,不僅會產(chǎn)生有毒物質(zhì),甚至?xí)l(fā)生爆炸等.所以,從安全、環(huán)保角度考慮,教師只需要利用多媒體將實驗現(xiàn)象呈現(xiàn)出來,避免對自然環(huán)境造成破壞或者給環(huán)境造成污染.通過多媒體呈現(xiàn)出來的化學(xué)實驗不僅安全、環(huán)保,而且能夠讓學(xué)生詳細、直觀地觀察化學(xué)實驗過程,甚至能夠?qū)⒒瘜W(xué)實驗中肉眼無法看見的微觀粒子變化形象地呈現(xiàn)出來,這有助于學(xué)生理解和消化.例如,很多化學(xué)試劑燃點非常低,甚至只需要輕微摩擦或撞擊就會產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),如硫黃、鎂粉、鋅粉等,還有部分化學(xué)氣體受熱后容易發(fā)生爆炸,如甲烷、氫氣等.使用這些化學(xué)試劑展開的化學(xué)實驗非常危險,而且對空氣的污染也非常強.對于這類化學(xué)實驗,教師可以利用多媒體進行教學(xué),帶領(lǐng)學(xué)生觀看事先準備好的實驗視頻,并且結(jié)合視頻畫面輔助講解.此外,對于學(xué)生沒有理解的實驗環(huán)節(jié),教師還可以使用回放功能,并對視頻播放的速度進行控制,確保學(xué)生理解并掌握每一個細節(jié).雖然在這樣的化學(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生并未真正參與實驗,但是通過反復(fù)觀看視頻也能理解并記住實驗現(xiàn)象.既保證了化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量,又能增強學(xué)生環(huán)保意識.
4.替代或優(yōu)化化學(xué)實驗試劑與裝置,提升實驗的環(huán)保性
綠色化學(xué)教學(xué)理念下,教師在組織學(xué)生展開化學(xué)實驗時,面對污染性、腐蝕性或毒性較強的化學(xué)試劑,應(yīng)思考是否能夠用不同的化學(xué)試劑去替代或優(yōu)化以達到降低污染或腐蝕的目的,既不影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果,又能達到保護環(huán)境的目的.例如,在高中化學(xué)實驗中經(jīng)常會用到硫酸這一物質(zhì),硫酸的污染性和腐蝕性都非常強,在實驗過程中,教師可以用一種與硫酸有著相同效果但卻綠色無害的試劑去替代,有效踐行綠色化學(xué)理念.例如,在乙烯化學(xué)實驗中,教師可以用氧化鋁取代硫酸,這樣既不會影響化學(xué)實驗結(jié)果,還能大幅度降低化學(xué)實驗對環(huán)境的污染.在實驗開展過程中,教師要明確告知學(xué)生氧化鋁取代硫酸的目的,讓學(xué)生知道,之所以用氧化鋁進行實驗,是為了減少污染,既不影響學(xué)習(xí),又能實現(xiàn)對環(huán)境的保護.在這種教學(xué)理念和環(huán)境的影響下,學(xué)生的環(huán)保意識會越來越強,成為綠色化學(xué)的踐行者和保護環(huán)境的帶頭人.
綜上所述,在高中化學(xué)實驗教學(xué)中有效應(yīng)用綠色化學(xué),不僅可以強化學(xué)生對化學(xué)知識的認知與理解,還能培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識、環(huán)保意識,此外,這也是踐行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑.化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)予以重視,在實驗過程中嚴格控制化學(xué)試劑使用量、采取小組合作探究學(xué)習(xí)法、利用多媒體技術(shù)展開教學(xué)、替代或優(yōu)化化學(xué)實驗試劑與裝置,以此減少資源浪費和環(huán)境污染、增強學(xué)生的環(huán)保意識,為人與自然和諧相處打好牢固基礎(chǔ).
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[責(zé)任編輯:季春陽]