中学化学实验绿色化的实践途径

陆国志 谷伟健 王晶

摘 要将绿色化学理念和化学实验相结合，实现化学实验的绿色化，是对学生进行绿色化学教育的重要途径。针对目前中学化学实验教学的现状及存在的问题，从教学观念、教学内容、教学组织形式、教学方法与手段、教学资源等方面探讨中学化学实验绿色化的实践途径。

关键词中学化学实验 绿色化 实践途径

人类在不断创造高度丰富的物质文明的同时，生存的环境也在急剧恶化。水体污染、大气污染、臭氧层空洞、土壤污染、全球气候变暖、酸雨灾害等各种环境问题层出不穷。导致环境污染的因素有很多，其中，化学污染扮演了主要角色。于是，“绿色化学”便成为化学发展的追求。绿色化学又称环境友好化学（Environmentally Friendly Chemistry）、环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry）、清洁化学（Clean Chemistry）。绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿，是21世纪化学科学进展的主要方向之一。化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验是化学教学的重要内容，因此，将绿色化学理念贯穿于化学实验，实现化学实验的绿色化，是对学生进行绿色化学教育进而实现科学素质培养目标的重要途径。

一、中学化学实验绿色化的价值体现

1.观念价值

化学实验绿色化体现的是人文关怀理念，在中学化学教学中，教师要结合具体教学内容不失时机地渗透这一观念，使学生在化学学习中感受实验绿色化给环境带来的福祉，用科学的态度和方法对待化学实验，约束自己实验的不规范行为、不环保举动，逐渐树立起科学的自然观，养成正确的社会观和价值观，这种观念价值是巨大的。

2.生态价值

科技发展和社会进步对环境友好和生态文明提出了更高要求，而生态文明的重要標志之一就是绿色生态，其实现途径是低碳、无污染、无公害、循环利用、可持续等。实现这一目标，学校教育的作用是至关重要的，因此，也就有了STS到STSE的延伸。中学化学实验绿色化的生态价值，就体现在有利于教育教学过程中向学生渗透绿色化学思想，培养学生的环境保护意识和社会责任感，从而更好地落实STSE教育思想。

3.教育教学价值

首先，有助于促进教师教学方式的改变。目前很多一线教师，出于应试的目的，习惯于演示实验甚至黑板上讲实验，这显然不利于课程目标的落实，也不利于培养学生的科学素养。中学化学实验的绿色化，给教师的实验教学研究创造了空间，可以促使他们转变教学观念，改变传统的教学方式，在追求实验绿色化的教育教学研究中获得专业成长，推动化学实验的彻底变革。

其次，有助于化学实验教育教学功能的实现。化学实验是中学化学课程内容不可缺少的重要组成部分，是化学教师开展化学教学的重要手段。化学实验具有认识论、方法论及教学论等方面的功能。中学化学实验的绿色化，可以使学生树立科学的自然观、社会观和价值观。通过实验组织形式的改革可以转变学生的学习方式，创新性的实验也可以提高学生学习化学的兴趣。这些都对化学实验教育教学功能的实现起到积极的作用。

再次，有利于培养学生的科学素养。21世纪世界各国基础科学教育改革的核心理念，就是培养学生的科学素养。对于化学这门学科来说，通过化学实验教学对学生进行科学素养的培养，是必要且有效的。中学化学实验的绿色化，可以帮助学生树立绿色化学的理念，培养学生对国家和对大自然的热爱，形成正确的世界观和价值观。此外，通过一些探究实验以及对实验的改进，可以培养学生的创新精神和实践能力，培养团结协作意识，这些都有利于学生科学素养的培养。

二、中学化学实验绿色化的有效途径

1.秉持绿色化理念，增强环保意识

在化学教学中，教师要用绿色化学思想指导教学，不仅自己要秉持绿色化理念，更要结合学科特点和教学实际适时地向学生渗透绿色化学思想。化学是一门以实验为基础的学科，化学实验在化学教学中扮演着重要角色，这不仅体现在帮助学生构建学科知识、培养学科能力、提升学科素养上，更重要的是借助化学实验或实验教学平台，对学生进行情感态度与价值观教育，特别是环境保护教育和绿色生态教育。教师要善于捕捉每一个教育因素、把握每一个教育时机，将绿色化学思想渗透到化学教学的始终，让绿色化理念之花辉映化学教学。

2.实验教学内容的绿色化

现行中学化学教材在兼顾了基础性、综合性与选择性的要求的同时，还尽量体现绿色化思想和人文关怀，尤其是涉关化学实验的内容更是做了精简，一些难度系数高、安全系数低、高污染、不便于操作的实验已被改编或直接删除。然而，纵观整个化学教材体系发现，一些实验内容的选择与安排依然缺乏系统观念，对表面看似环保实际次生污染频发的实验没有做出科学评估就引进课堂，只注重化学实验的认识论、教学论和方法论功能的发挥，即追求教育教学价值，却淡漠了环境意识、消融了绿色生态理念。改变现实的途径就是要求教师在加工处理实验教学内容的过程中始终如一地信守绿色化学思想。

3.零散化学实验的整合与系列化

新课程标准初高中教科书在实验内容选择与编排上尽管充分考虑了易教易学，在高中化学部分专门设置了实验化学模块，并尽量使实验内容相对系统。但教学实践中，依然存在某些实验在不同学段、不同模块、不同主题或单元重复出现的迹象，这不可避免会造成一些实验要反复做、一些实验的过程要重复出现，由此带来的资源浪费、环境污染是可以预见的。因此，教师在中学化学教学中，要根据具体教学要求，系统规划、整体设计实验内容，在充分考虑学生的认知基础和技能水平的基础上，将那些有一定关联度但却零散的、分散的化学实验整合或串联在一起，使之系列化并力求简约，以此实现实验绿色化。

4.化学实验的微型化

从绿色生态的角度讲，化学实验的微型化应该是化学科学实验和化学教学实验追求的方向，这不仅是实验技术手段的更新，更是化学实验绿色化的可行途径。微型化学实验倍受青睐以至于化学实验追求微型化，是因为微型化学实验具有仪器规格小、药品用量少，操作简便、安全可靠，排量少、污染低，便于学生人人动手、全员参与等优点。因此，教师在中学化学实验教学过程中，应从实验内容、实验技术、实验手段、实验仪器药品等维度努力探索化学实验微型化的可行途径。某些实验可以借助小型器具、微量药品、运用科学可行的方法和技术手段来完成。如：氢氧爆鸣实验在中学化学教学中是一个既具趣味性又有安全隐患的实验，这个实验就可以利用常见的医用输液管、感冒通药板、大头针、微量洗洁精、微量氢氧化钠，借助直流稳压电源来完成，实践证明，如此实验现象鲜明、易于再现、安全可靠、成功率100%，真正体现了实验的微型化。

5.有效开发和利用校外实验资源

首先，充分发挥家庭小实验的功能。家庭小实验是对课内实验的补充和延伸，具有材料易得、操作简易、安全系数高、趣味性强等特点，是有效利用和开发校外实验资源的最佳途径。如：涉及颜色变化的系列小实验、发酵和蒸馒头中的酸碱中和反应小实验、巧妙去除水垢的家庭小实验等，教师应适时引导、积极动脑筋想办法，努力发掘生活中的实验素材，通过设计并完成家庭小实验的方式使学生检验并运用所学知识，不断激发其对化学的学习兴趣，体会实验探究中的乐趣，并在探索中寻求化学实验绿色化的实践途径，自觉树立节约资源、环境保护的意识，共同铸就可持续发展。

其次，合理选择代用品完成化学实验。从有效利用和开发校外实验资源的角度来说，生活中可直接用于化学实验及其教学的校外实验资源是十分丰富的，如：食用色素作指示剂的系列实验，食盐、苏打、食醋、双氧水取代化学试剂的趣味实验，医用注射器中的化学实验，医用点滴管中进行的化学实验等。教师结合具体实验教学内容，引导学生从日常生活中努力发掘、合理选择某些药品代用品、仪器代用品、装置代用品进行化学实验，不仅可以培养学生的资源意识、创新精神和探究能力，还可以实现绿色化的目标追求。

再次，生活情境的“拿来主义”。生活中涉关化学实验原理的真实情境随处可见，如：铁生锈、农业施肥、农药使用、秸秆焚烧、污水处理等都与化学及环境有关，教师要善于观察，及时捕捉这些富有真实情境的信息资源来支持化学实验教学，引导学生树立绿色化学理念并付诸于学习和实践活动中。

6.信息技术与实验课程及教学的整合

现代信息技术具有存储方便、功能强大、模拟仿真、交互效果好等传统手段不可比拟的优势，决定了它在教育教学中的特殊功能。中学化学教学，尤其是实验教学更应该根据教学实际和学生的特点充分发挥信息技术的强力支撑作用。对那些不宜实际完成的高污染、高危险、高毒性、过程复杂、微观抽象、成本高昂的化学实验，有必要借助信息技术手段来实现，不仅可以避免给环境带来危害，减少给师生带来的意外伤害，縮短实验历程，变微观抽象为直观具体，降低教学成本，也可以从根本上改变只要某些实验不便实际操作就被彻底放弃的无奈选择，极大限度地方便学生认知，提高教育教学效果。因此，将信息技术与实验课程及教学进行有效整合，既可以保证并提高化学实验教学质量和效果，也是实现中学化学实验绿色化的可行途径。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2] 郑长龙，等著.化学实验教学新视野[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3] 赵丽娜，陆国志.高校化学实验中绿色化学的研究[J].实验技术与管理，2013（2）.

【责任编辑 郭振玲】