基于“绿色化学”中实验优化的思考

姜凯

“绿色化学”就是指在满足课堂教学的前提下，本着节俭和环保的精神，结合物质的性质和反应现象，对实验进行改进和创新，从根源上减少实验所带来的污染与危害。然而在高中化学的实验中，有不少的实验设计不合理、操作不规范，造成了不必要的浪费和污染，这显然是与当前低碳环保的生活主流相悖，很大程度上减弱了学生对化学的学习热情。本文针对“绿色化学”下的实验改进与实施，阐述自己的几点思考，以期为实验优化提供新方向。

一、绿色化的演示实验

演示实验是化学课堂的基础，具有一定的目的性、典型性和指导性，成功的演示实验为课堂的顺利展开建立了一个良好的开端。教师不仅要能够利用实验现象激发学生的学习热情和兴趣，还要利用端正的态度、熟练的方法，来感化、影响学生，使学生意识到绿色实验不是刻意为之，而是渗透在学习中的每一个细节，从而帮助学生树立绿色化实验的意识。

高中化学的演示实验一般都为试管实验，反应后的废气、废液和废渣若直接倒入下水道中，就会影响学生的学习态度。教师为此就要做出改进，从根源上杜绝污染减少排放。

如CuSO4溶液与NaCl、BaCl2、AgNO3溶液分别反应的演示实验中，教师一般会采用试管实验，这不仅造成了试剂的浪费，其中的重金属离子还会对环境造成一定的污染。为此，教师就可以对该演示实验进行改进，利用点滴板来代替试管，将CuSO4溶液分别滴入点滴板上面的三个小坑中，然后分别滴NaCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液，让学生对实验进行观察，写出相关的结论。

整个实验过程现象非常明显，教学效果良好。演示实验的改进，不仅节约了药品的用量、现象明显，还简化了整个操作过程，从根本上减少了重金属离子对环境的污染，符合绿色实验的理念。

演示实验往往会给学生留下深刻的印象，教师起到示范、榜样的作用，其态度的认真、方法的得当也会换来学生的积极思考，使学生从绿色化学的角度来分析问题、思考问题，进而掌握一些基本的绿色化学实验的方法和技巧。

二、绿色化的探究实验

探究实验融入了学生对化学知识的理解，是结合学生对化学知识的猜想、分析来进行创设的实验，他是深化学生思维、提升学生能力的有效手段。在学生设计探究实验过程中，有时会遇到一个知识点要用几个实验来验证，需要进行多个实验操作，教师就要引导学生将这些实验进行联系，通过调整次序将分散实验进行整合，从而得到一个制备、性质检验、尾气吸收为一体的综合实验，以减少排放，提高试剂的利用率。

比如在学习“碳与浓硫酸反应的产物验证”时，由反应方程式分析此反应得到CO2、SO2、H2O三种产物，验证就需要做三次实验，且三次试验相互之间还存在干扰。教师要引导学生将零散的知识进行连接，让学生以“小组”的形式进行探究，得到正确检验三种反应产物的顺序为H2O——SO2—除SO2—CO2，并设计实验装置进行试验。在学生的讨论中，进行了细致的分析，得出了科学严谨的实验方案。

整个实验严谨、紧凑，学生感受到了实验创新的重要性，有机地将几个实验串联为一个连贯性的实验，不仅使学生掌握了所学的化学知识，锻炼了学生的思维，还培养了学生绿色化学实验的观念，提高了资源的利用率。

三、绿色化的创新实验

创新实验融入了学生的认知、思维和情感，可以将生活用品变为实验材料，体会到创新的快乐。《高中化学新课程标准》中明确提出要化学教学的生活化，教师要引导学生从生活中发现素材，利用身边的材料进行创新实验，拉近学生与实验之间的距离，让学生感觉到创新就在身边，积极地搜集材料、合理开发、变废为宝，提高学生创新能力。

比如在“铜与浓硝酸的反应”实验时，若NO2直接排到中空气中，势必会造成室内环境污染，危害学生的健康，使学生对化学的学习产生畏惧感。教师可以引导学生对教材上的实验进行创新改进，让学生想一想能不能利用生活中的材料建立一个封闭式的实验，既能直观观察出实验现象，又不给环境带来污染。图1

学生从反应发生装置到尾气处理装置都进行了细致分析，积极地寻找相关的素材，利用注射器等材料，设计出了绿色化的实验。如图1所示，整个实验操作简单、现象明显，利用了铜丝的上下拉动来控制反应的进行，节约了材料和药品；利用了另一个注射器来平衡压强，确保了实验的安全。整个实验处于一个密闭的环境中，不会对环境造成污染，实现了绿色化创新。学生对这个实验非常的满意，学习热情也空前高涨，达到了预想不到的良好效果。

四、熟练规范高效整齐

学生的不规范操作，浪费掉了实验药品，影响了实验的顺利完成。这样做实验不仅使实验存在非常大的安全隐患，也会造成环境污染，还会对培养学生实验态度造成负面影响。实验中教师要注重对学生绿色化行为的培养，在实验的准备、实施、观察、记录和结束等环节，进行严格管理，使学生做到熟练规范高效整齐。

在实验准备阶段，教师要引导学生对相关的知识进行全面细致地了解，建立明确的实验目的，对实验方案进行讨论，从中找出优点和缺点，积极地进行改正和修复，使学生做到心中有数，为实验的成功完成奠定基础。在实验实施阶段，要学生树立规范操作意识，从实验仪器的洗涤、安装、操作等各个环节，对学生进行指导，使学生能够正确地对量取、称量、溶解、加热、过滤和蒸发结晶等基本的实验进行规范操作，及时纠正实验中所犯的错误。如在“加热”实验时，要利用酒精灯的内焰，避免试管由于受热不均匀而炸裂，发生危险造成浪费；在“过滤”试验时，要掌握“一贴、二低、三靠”的要领；在“检验气密性”时，一定要让学生意识到装置密闭的重要性，特别是有毒气体的实验，更要让学生意识到危险，意识到规范操作的重要性。

在实验结束后，学生要能够对实验仪器收回洗涤，整理干净放回原处；实验所产生的废液、废渣要进行集中处理，进行无害化处理之后再排放，避免对环境造成污染。

总之，高中化学实验的绿色化，需要通过师生的共同努力，树立绿色化学实验的理念，从实验原理、仪器药品、实验设计、实验操作等各个环节入手，在具体的细节上进行探讨和研究，从而将绿色概念渗透到实验的每个环节。

（收稿日期：2015-10-15）