摘 要：通過分析化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，文章提出了結(jié)合綠色化學(xué)理念優(yōu)化實驗教學(xué)，旨在減少化學(xué)實驗對環(huán)境的影響，并培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。通過具體案例，展示了綠色化學(xué)理念在實驗教學(xué)中的實際應(yīng)用與效果，強調(diào)了綠色化學(xué)理念的融入提高了化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，促進了學(xué)生的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；實驗教學(xué)；環(huán)保教育

隨著全球環(huán)境問題的日益凸顯，綠色化學(xué)理念逐漸成為化學(xué)研究和教學(xué)的重要方向。綠色化學(xué)的核心是從源頭上減少或消除化學(xué)品對環(huán)境和人類健康的潛在危害，其核心在于預(yù)防污染和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版2020年修訂，以下簡稱《課標(biāo)》）為高中化學(xué)實驗教學(xué)課堂指明了方向，在實際教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)遵循綠色化學(xué)的理念，推動化學(xué)實驗教學(xué)的改革與進步[1]。高中化學(xué)實驗作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和實踐能力的重要環(huán)節(jié)，同樣需要緊跟這一時代潮流。本文探討將綠色化學(xué)理念融入高中化學(xué)實驗教學(xué)中，不僅有助于減少實驗過程中產(chǎn)生的廢棄物和污染，還能培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和社會責(zé)任感。通過探討綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的融入策略，期望為化學(xué)實驗教學(xué)提供一種更加環(huán)保、高效且富有教育意義的方法，培養(yǎng)出既掌握化學(xué)知識，又懂得如何保護環(huán)境的新一代青少年。

一、綠色化學(xué)理念概述

綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)，也叫作環(huán)境無害化學(xué)。指的是在化工設(shè)計、生產(chǎn)與使用過程中，減少或去除對人體安全與環(huán)境不利的化學(xué)物質(zhì)使用和影響。這一思想涵蓋了從資源選取到生產(chǎn)垃圾處置的完整生命周期，力求達到化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

在資源選用方面，綠色化學(xué)強調(diào)利用重要資源和可回收材料，以降低對非可再生資源的過分依賴性，減少了對生態(tài)的影響。同時，通過改進制備技術(shù)和改善反應(yīng)環(huán)境，綠色化學(xué)致力于降低化學(xué)物質(zhì)在制備和應(yīng)用環(huán)境中的使用率，減少垃圾的生成和處置成本。另外，綠色化學(xué)要求盡量避免應(yīng)用破壞人體健康和環(huán)保的化學(xué)物質(zhì)，如重金屬催化劑和毒性溶液，轉(zhuǎn)為應(yīng)用低毒性、低揮發(fā)性的替代品。

二、高中化學(xué)實驗教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的環(huán)境挑戰(zhàn)

（一）高中化學(xué)實驗教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著教育改革的深入推進，高中化學(xué)實驗教學(xué)的重要性日益凸顯。當(dāng)前，實驗教學(xué)已經(jīng)成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、探究能力和創(chuàng)新思維的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。許多學(xué)校都加大了對實驗教學(xué)的投入，更新了實驗設(shè)備，提升了實驗教學(xué)的條件。同時，教師也在不斷探索和創(chuàng)新實驗教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的實踐能力。

然而，在實驗教學(xué)的開展過程中，也存在一些問題和不足。部分學(xué)校由于條件限制，實驗設(shè)備和材料仍顯不足，影響了實驗教學(xué)的開展。此外，一些教師對實驗教學(xué)的重視程度不夠，導(dǎo)致實驗教學(xué)流于形式，沒有充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

（二）高中化學(xué)實驗教學(xué)面臨的環(huán)境挑戰(zhàn)

隨著綠水青山就是金山銀山的理念深入人心，我國人民生活水平不斷提高，在經(jīng)濟發(fā)展的同時對環(huán)境保護提出了更高的要求，新課改中提出的“以人為本”“環(huán)保教育”等對高中化學(xué)實驗課堂提出了更高的挑戰(zhàn)。

在高中化學(xué)實驗課堂上，由實驗產(chǎn)生的有害氣體、副產(chǎn)品等也對環(huán)境產(chǎn)生一定的危害。另外，這些實驗設(shè)備和儀器的應(yīng)用還面臨隱患，給學(xué)生的健康造成危害。

所以，怎樣在提高實驗教學(xué)有效性的前提下，盡量減少生活垃圾和有害氣體的產(chǎn)生，增強實驗教學(xué)的環(huán)境保護與安全性是綠色化學(xué)理念在實驗教學(xué)中運用的重要性與迫切性所在。

三、綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的融入策略

綠色化學(xué)理念的推廣與應(yīng)用，在當(dāng)前環(huán)境保護日益重要的背景下，顯得尤為重要。在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，如何將綠色化學(xué)理念有效地融入進去，不僅關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量的提高，更有助于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和社會責(zé)任感。以下將詳細探討四種策略，以期豐富教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)綠色化學(xué)教育的目標(biāo)。

（一）改革實驗設(shè)計，貫徹綠色化學(xué)理念

在實驗設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)注重怎樣合理降低有害物質(zhì)的生成。在課堂中可以通過優(yōu)化實驗過程和替換非必需試劑來降低有害物質(zhì)的生成。例如，濃硫酸在高中化學(xué)實驗中占據(jù)很重要的地位，但濃硫酸具有較強的腐蝕性和污染性。濃硫酸與較多物質(zhì)反應(yīng)時會產(chǎn)生重金屬和腐蝕性氣體。此時，若實驗僅需要強酸性液體，可將濃硫酸換為稀硫酸。當(dāng)實驗試劑換為稀硫酸時，與金屬反應(yīng)便不會產(chǎn)生有毒氣體與重金屬，提高實驗的安全性。

關(guān)于實驗的廢料處理則需要更加細致的方法。如果實驗產(chǎn)生的氣體中沒有有毒氣體，則可以直接排放到大氣中；如果產(chǎn)生的氣體中含有有毒氣體，則應(yīng)當(dāng)根據(jù)氣體的性質(zhì)進行相應(yīng)處理。如將酸性氣體引入堿性液體中，將堿性氣體通入酸性溶液中。若產(chǎn)生了有毒氣體且該氣體易燃，則應(yīng)當(dāng)先驗純，然后點燃以消除毒性[2]。

（二）開展微型化學(xué)實驗，減少試劑用量

微型化學(xué)實驗以其試劑用量少、廢棄物排放低等特點，成為實踐綠色化學(xué)理念的重要手段。大力推廣微型化學(xué)實驗，不僅在于其試劑用量少、操作簡便的優(yōu)點，更在于其對資源的高效利用和廢棄物的低排放，這完全符合綠色化學(xué)的核心理念。實驗藥品微量化，是以不降低實驗效果為前提，貫徹綠色化學(xué)理念，將藥品的用量減少到最低限度，在源頭上減少污染的產(chǎn)生。由于教科書上一些實驗未對藥品用量做出明確規(guī)定，通常用適量、適度、少量、一定量等詞進行模糊概括，導(dǎo)致學(xué)生不清楚試劑的具體用量，可能會依據(jù)自身感覺隨意添加藥品用量，造成資源浪費、環(huán)境污染等問題。因此，在實驗準(zhǔn)備階段，教師應(yīng)提前對實驗做好測試，找到具體的適合實驗的盡可能低的藥品用量，做到化學(xué)試劑的科學(xué)控制。在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)該積極推廣微型化學(xué)實驗，將其作為培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識、提高實驗技能的重要途徑。通過讓學(xué)生親身體驗微型化實驗，他們可以直觀地感受到這種實驗方式在節(jié)約資源、減少環(huán)境污染方面的顯著優(yōu)勢。此外，教師還可以結(jié)合微型化學(xué)實驗的特點，設(shè)計一系列富有挑戰(zhàn)性的課題，鼓勵學(xué)生在實踐中探索和創(chuàng)新。這樣，學(xué)生不僅能在實驗中鍛煉技能，還能在探索過程中深化對綠色化學(xué)理念的理解，進一步增強他們的環(huán)保責(zé)任感[3]。

（三）使用環(huán)保型實驗材料和替代試劑，降低實驗風(fēng)險

實驗材料與儀器設(shè)備的選用對進行綠色化學(xué)實驗教學(xué)至關(guān)重要。教師應(yīng)幫助學(xué)生辨認和使用一些安全、低毒、可降解的實驗條件和試劑。例如，在一些化學(xué)實驗中，教師可以考慮采用安全或低毒的替代品，以取代那些傳統(tǒng)上使用的、具有一定毒性的非必要揮發(fā)性試劑。例如，在某些有機合成或化學(xué)反應(yīng)中，可以選擇使用更為環(huán)保的溶劑，或是尋找能夠產(chǎn)生相同實驗效果但毒性更低的反應(yīng)物。此舉動可以有效降低對環(huán)境的危害，降低實驗過程中的危險系數(shù)，還能夠在此過程中引導(dǎo)學(xué)生參加環(huán)保型實驗材料和替代試劑的選擇，以訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造性思維與實驗?zāi)芰4]。

總的來說，通過使用環(huán)保型實驗材料和替代試劑，教師不僅可以降低實驗風(fēng)險，保障學(xué)生的安全，還能在化學(xué)教育中融入更多的環(huán)保理念和實踐，培養(yǎng)出既具備科學(xué)素養(yǎng)又關(guān)心環(huán)境保護的新一代青少年。

（四）強化廢棄物處理和回收利用教育，增強學(xué)生環(huán)保意識

實驗后的垃圾處置與回收利用是綠色化學(xué)實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。教師應(yīng)向?qū)W生明確廢棄物分類、處理與再使用的意義，并指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會合理的廢棄物處置方式。每次化學(xué)實驗結(jié)束后，可以引導(dǎo)學(xué)生進行廢棄物回收行動，幫助學(xué)生在實踐中認識廢棄物回收利用的具體操作與價值。另外，教師也能夠指導(dǎo)他們思索如何利用改進實驗技術(shù)的設(shè)計來減少廢棄物的生成，達到化學(xué)實驗的綠色化[5]。

綜上所述，經(jīng)過推進實驗設(shè)計改革、積極推行微型化學(xué)實驗、認真選用環(huán)保型實驗材料和替代化學(xué)試劑以及加強垃圾處理與回收利用教育等對策，已經(jīng)能夠更有效地把綠色化學(xué)理念融入高中化學(xué)實驗教學(xué)中。這些措施不僅有助于增強學(xué)生的環(huán)保意識，還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實踐能力，為培養(yǎng)具有社會責(zé)任感的新一代科學(xué)家奠定堅實基礎(chǔ)。

四、教學(xué)實踐與案例分析

在高中化學(xué)教學(xué)中，實驗是非常重要的一環(huán)，它不僅能幫助學(xué)生直觀地理解抽象的化學(xué)原理，還能鍛煉他們的動手能力和觀察力。然而，傳統(tǒng)的化學(xué)實驗往往伴隨著各種環(huán)境問題和安全隱患，這與當(dāng)今社會所倡導(dǎo)的綠色環(huán)保理念背道而馳。為了響應(yīng)綠色化學(xué)的號召，并培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識，本研究對“銅與硝酸的反應(yīng)”這一經(jīng)典實驗進行了綠色化改造，并在實際教學(xué)中進行了應(yīng)用，取得了顯著的教學(xué)效果。

在傳統(tǒng)的“銅與硝酸的反應(yīng)”實驗中，由于使用濃硝酸，反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的二氧化氮等有害氣體，這些氣體對環(huán)境和學(xué)生的身體健康都構(gòu)成了一定的威脅。為了解決這一問題，本研究從試劑選擇、實驗規(guī)模以及尾氣處理三個方面入手，對實驗進行了全面的綠色化改造。

在試劑選擇上，本研究摒棄了傳統(tǒng)的濃硝酸，轉(zhuǎn)而使用更為環(huán)保的稀硝酸。稀硝酸與銅反應(yīng)時產(chǎn)生的有害氣體較少，主要是氮氣，相較于二氧化氮，其對環(huán)境和人體的影響要小得多。這一改變不僅減少了實驗過程中的環(huán)境污染，還讓學(xué)生意識到化學(xué)實驗中試劑選擇的重要性，進一步培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識。

在實驗規(guī)模上，本研究采用了微型化學(xué)實驗的方法。通過使用微型化的實驗器材和減少試劑的用量，本研究成功地將實驗規(guī)?？s小，進一步減少了有害氣體的產(chǎn)生。微型化學(xué)實驗不僅具有環(huán)保優(yōu)勢，還能更好地鍛煉學(xué)生的動手能力和觀察力。由于實驗規(guī)模比原本的規(guī)模小，學(xué)生在做實驗的時候可以更細致地觀察到每一部分的情況，可以更好地學(xué)習(xí)實驗細節(jié)，提升學(xué)生的實驗素養(yǎng)。

為徹底解決實驗過程中出現(xiàn)的有害氣體現(xiàn)象，本實驗還在實驗設(shè)備內(nèi)安裝了廢氣吸收裝置。通過使用氫氧化鈉溶液等吸收劑，本研究成功地吸附了實驗過程中形成的各種有害廢氣，使得實驗過程中沒有對環(huán)境產(chǎn)生任何污染氣體。

把經(jīng)過綠色化改造后的“銅與硝酸的反應(yīng)”實驗運用到實踐課程中，本研究取得了令人滿意的教學(xué)效果。在環(huán)境友好方面，改裝后的實驗方法順利地減少了有害廢氣的污染，使整個實驗流程變得高環(huán)保、高安全。這一轉(zhuǎn)變使學(xué)生深切感受到綠色化學(xué)的意義，調(diào)動了學(xué)生對環(huán)保的激情與責(zé)任心。通過微型化學(xué)實驗的開展與實驗步驟的優(yōu)化，學(xué)生比較直接地觀測到了銅和硝酸之間的反應(yīng)過程與現(xiàn)象。這樣直觀的教學(xué)方式不但培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還有助于學(xué)生更進一步地了解并學(xué)會了相關(guān)的化學(xué)理論知識。通過親自參加綠色化工實踐，學(xué)生越來越深切地了解到化學(xué)實驗和環(huán)境之間的聯(lián)系。學(xué)生也開始注意實驗中可能產(chǎn)生的環(huán)境問題，積極思考怎樣采取措施降低化學(xué)實驗對環(huán)境的影響。這種環(huán)境保護意識的增強對學(xué)生的全面發(fā)展和社會責(zé)任心的養(yǎng)成有著重大意義[6]。

通過對“銅與硝酸的反應(yīng)”傳統(tǒng)實驗進行綠色化改造，并在教學(xué)實踐中應(yīng)用，教師應(yīng)深刻認識到綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的重要性和必要性。綠色化學(xué)實驗不僅有助于減少環(huán)境污染，保障學(xué)生的安全和健康，更能有效地增強學(xué)生的環(huán)保意識，培養(yǎng)他們的社會責(zé)任感。改良后的實驗方法顯著減少了有害氣體污染，達到了化學(xué)實驗和環(huán)境的和諧共生。這一研究成果，充分說明了綠色化學(xué)理論在實踐教育中的可行性與實用性。也促使學(xué)生在更小的實驗裝置范圍內(nèi)得到了更直接、更生動的現(xiàn)場感受，激發(fā)了學(xué)生對環(huán)境保護的濃厚興趣與熱情。

此外，綠色化學(xué)實驗的開展還可以訓(xùn)練學(xué)員的創(chuàng)造性思想與實驗?zāi)芰ΑＴ诟淖儗嶒灧椒ǖ倪^程中，學(xué)生必須綜合利用所學(xué)的化學(xué)知識，探討怎樣減少環(huán)境污染、提升試驗效果，這無疑會提高學(xué)生的思維能力和動手能力。而這些技能，就是當(dāng)今社會所需要的創(chuàng)新型人員所需要的。綠色化學(xué)實驗教學(xué)的開展，使學(xué)生從親身感受中體會到了環(huán)境保護的意義。人們開始越來越重視周圍的環(huán)保問題，參與環(huán)境保護活動，用自身的行為實踐了健康生命的價值理念。這種環(huán)境保護意識的增強，不但對學(xué)生的個人成長產(chǎn)生了重大的影響，還為社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展帶來了全新的生命力。

結(jié)束語

綜上所述，綠色化學(xué)實驗在高中化學(xué)教學(xué)中的實踐獲得了初步的成功。展望未來，教師需要持續(xù)推進綠色化學(xué)實驗在化學(xué)課堂中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。因此，教師應(yīng)當(dāng)不斷更新教學(xué)內(nèi)容和實驗操作流程，幫助祖國培養(yǎng)更多滿足化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的人才，為建設(shè)綠色的生態(tài)環(huán)境添磚加瓦。

參考文獻

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