实施绿色化学理念 培养学生科学素养

杨大强

摘要：对于当今日益突出的环境污染问题解决的根本途径是改变人的观念，是培养高素质的人才。因此，在化学课堂上渗透绿色化学理念，初步培养学生具有一定的责任感和创造性显得尤为重要。文章重点探讨实施绿色化学理念的意义及化学实验绿色化实施的方法。

关键词：实验教学；绿色化学；策略研究

文章编号：1008-0546（2016）08-0032-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.08.012

绿色化学以减量、循环、回收、再生、拒用为理念基础，其核心是节约资源，保护环境。

绿色化学的目标和任务是最大程度的实现原子经济性，它不是产生污染再去治理，而是从源头上防止或控制污染的产生，实现零排放。当今环境污染问题中化学物质造成的污染也不容忽视，为此，在化学实验中也应该大力实施绿色化学实验，保护学生身体健康，保护环境，同时对学生进行环保教育，培养学生的环境意识[1]。

一、化学实验绿色化实施的意义

化学实验不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的清晰的实验现象，增强直观的感性认识，而且还能培养学生观察、表述、分析问题和解决问题等各方面的能力。但是，不少化学实验涉及到有毒、有害的物质，若不加以处理，势必会对环境造成一定的污染，对学生的身体健康带来伤害。因此如何在化学实验中渗透“绿色化学”的思想就显得尤为重要。在倡导“绿色化学”的今天，控制实验的污染，提倡绿色化学实验是一个重要的改革趋势。绿色化学实验是在绿色化学的思想指导下，用预防化学污染的新思想、新方法和新技术，对常规实验进行改革[2]。它的功能和意义在于：

1. 培养学生科学素养

新化学课程标准强调学生通过学习化学知识，获得社会责任感和科学素养，同时培养科学的价值观和实事求是的科学态度。让学生对科学、技术与社会的相互作用有正确的认识。

通过绿色化学教育，增强环境保护的意识，认识绿色化学对整个社会可持续发展的重要性，这就是新课程标准中的绿色化学的现代内涵。所以，在中学化学的课堂教学中渗透绿色化学的理念，引导学生在实验操作及设计过程中进行绿色化思考，有助于培养和提升学生的科学素养。

2. 节约化学实验资源

在我们的生活中只有放错位置的资源，而没有垃圾。从实施绿色化学理念的角度出发，在学生的平时分组实验中，发动学生寻找生活中的废弃物来替代实验试剂。如用一些大理石建筑材料来制取CO2；用从废旧电池上剥下的锌皮来制取H2；用废弃电线中的铜丝做与氯气反应的实验；用西红柿等水果来代替酸液做原电池实验等都取得了非常好的效果；以及充分利用废弃的输液管、一次性注射器及青霉素试剂瓶等代替一些实验仪器。这样既节约了资源，又激发了学生的学习兴趣，同时在学生的参与过程中，切实地树立了绿色化学的理念。

二、化学实验绿色化实施的办法

1. 开发绿色化的教学内容

要实现绿色化学实验，那么首先要考虑的是零排放和零污染。因此我们在选取实验题目时应在满足培养学生实验技能的要求的基础上，尽可能选择环保型的实验项目。而目前我们使用的教材中仍设置了一些存在毒性及危险性且废弃物较多的实验，这显然不符合绿色化学的理念。如无机实验中Cl2的性质实验，SO2的性质实验，浓硫酸和硝酸等的性质实验，应考虑尽量予以改进。如苏教版必修1中铜丝在氯气中反应的性质实验，课本上的操作是：用坩埚钳夹住一束铜丝，灼热后立刻放入盛有氯气的集气瓶中。尽管实验操作比较简单，但实验过程中不可避免地有氯气逸出，对空气造成严重污染，教室前排的学生也会受到强烈的刺激，造成了诸多不利的影响。为了解决这个问题，使实验绿色化，可以对该实验进行如下改进：如图1，在石英玻璃管中放入一团细铜丝，点燃酒精灯，对铜丝部位进行加热，1～2分钟后，将收集有氯气的注射器针头刺入石英玻璃管的橡皮塞中，将氯气缓慢全部注入，即可观察到铜丝红热，产生大量棕黄色的烟。拔出针头，用同样的方法向玻璃管中注入空气，使棕黄的烟鼓入盛有少量蒸馏水的具支试管中，可观察到溶液呈蓝色。本实验通过改进不但能使学生观察到更清晰的实验现象，同时消除了有毒气体的排放，更重要的是让学生接受了绿色化学的教育。

2. 发展微型化学实验

微型化学实验相对于常规实验，一般都有更低程度的污染、使用更少量的药品以及更明显的实验现象和安全等优点，教师和学生可以一起动手设计和改进书本上的常规实验，将其设计成微型化学实验。它要求学生能善于开动脑筋，提出自己独到的见解，因此在设计的过程中不但巩固了所学知识，同时培养了学生的创新精神，更重要的是增强了学生的资源意识和环保意识；由于微型化学实验试剂用量的大大减少，也使更多的演示实验变为分组实验成为可能，这样就从以往的一人做众人看变成人人参与，变被动的接收式的学习方式为主动的探究式的学习方式，也极大地激发了学生的学习兴趣和热情。发展微型化学实验充分体现了现代绿色化学教育及创新教育的理念。如苏教版必修1教材在研究二氧化硫的化学性质时，使用的是试管进行试验，这样在实验过程中就不可避免地造成较多量的二氧化硫有毒气体逸散到空气中，不仅会对空气造成一定的污染，还会对学生的身心健康带来危害。在实际教学过程中我们将此实验进行微型化处理，借助医用青霉素试剂瓶和注射器代替试管实验（如图2所示），不仅观察到了明显的实验现象，而且可以避免氯气在教室中的逸散，更重要的是在实验设计和操作过程中有效地增强了学生的绿色化学理念。

3. 采用多媒体技术模拟实验

多媒体技术应用于教学，对提高教学质量起着重要的作用。利用计算机模拟化学实验可减少药品的损耗，安全方便快捷且无污染[3]。目前教材中安排的化学实验有使用昂贵试剂的，有有毒、有害物质产生的，有易发生爆炸的，如完全按照教材的要求去进行实验，很显然与绿色化学的理念背道而驰。如必修2教材中电解饱和CuCl2溶液的实验，不但实验时间长，而且现象不够清晰，更重要的是产生的氯气逸散到空气中带来严重的污染。我们可以让班级有计算机特长的学生利用软件进行仿真实验，将实验过程和结果清晰地展现给学生，教师适当加以点拨指导，这样既完成了化学实验教学任务，又使化学实验绿色化。因此，适度将多媒体技术应用在化学实验教学中，是实施绿色化学理念的又一途径。

总之，在新课程的化学课堂教学过程中，教师应不断学习，言传身教。注重充分利用和挖掘新教材中的绿色化学素材，尽量改进实验使其微型化，同时把握绿色化学发展的最新动态和成果，结合学生的兴趣特点，以更加开放和多样的方式开展绿色化学教育。利用课堂主阵地，做好启蒙教育，在绿色化学理念的指导下，不断让学生亲身体验、践行绿色化学，使之深入学生的内心，从而逐步实现绿色化学教育的目标。

参考文献

[1] 马志成.中学化学实验教学绿色化实践 [J].学科教育，2003，（4）：36-40

[2] 陆婉芳，吴美芳等.“绿色化”有机化学实验教学实践和探讨[J].实验室研究与探索，2002，（3）

[3] 高敬群，张向东，邓敏等.计算机模拟实验教学的探索[J].化学教育，2001，（1）：23-24