谈化学实验教学中绿色化和微型化的渗透

顾秋华

摘 要： 本文以真实案例剖析在化学实验教学中渗透绿色化学、微型化学的途径，从而培养学生环境保护意识。

关键词： 化学实验教学 绿色化 微型化

化学是一门以实验为基础的科学。化学教学中实验的作用主要有两个方面：一来可以帮助学生通过实验将抽象的概念转化为形象的认识，二来可以帮助学生进一步巩固理论知识，培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力，并在此过程中锻炼实验操作的动手能力。化学实验可以让学生亲身体验化学的真实性，体验科学给人类创造的文明，但同时不可避免地会涉及环境污染问题，以及实验过程中造成的对人体的危害。化学实验的绿色化、微型化是新课程背景下化学实验教学的重点发展方向。所以，平时化学实验教学中我们应融入绿色化学理念。

一、在实验教学中渗透绿色化学

绿色化学指的是利用化学原理和化学方法减少对人类健康、社会安全、生态环境有害的原料的使用和产物的生产。化学老师在课堂上应注重向学生灌输“绿色化学”的观念，培养学生环境保护的意识，注重社会科学的可持续发展。

在元素化合物的教学过程中，不可避免会接触到Cl、S、N及其化合物的性质的教学，其中Cl、SO、HNO的性质教学中，涉及的反应物或生成物都存在毒性污染环境的危险，所以如何在课堂上既能通过实验传递知识，又能避免涉及过多污染物，是化学老师备课设计教学时主要思考的问题。下面是笔者在实际教学过程中关于SO的性质的教学片断。

【案例】在进行SO的性质实验教学时，如何既能让学生亲身体验到SO的漂白性和还原性，又能在局限的环境中不产生有毒的气体SO，是让化学老师比较矛盾的问题。笔者在实际教学中设计了如下教学过程：

师：（演示实验）展示一个330mL的矿泉水瓶，里面装有课前收集到的一定体积的SO。（瓶塞换成了乳胶塞）用20mL的针筒先抽取10mL气体，然后抽取5mL的KMnO溶液，振荡，师问：观察到什么现象？

生答：紫红色溶液颜色慢慢变浅，褪色。

师：将事先放有一湿润有色布条的针筒继续抽取15mL的SO气体，静置片刻，

师问：观察到什么现象？

生答：有色布条颜色变浅。

师：用大针筒向矿泉水瓶中注入50mL的蒸馏水，不要拔下，一起振荡，

师问：观察到什么现象？

生答：矿泉水瓶变瘪，向内收缩。

师问：以上三个实验分别说明了SO具有怎样的性质？通过分析，归纳SO的物理性质和化学性质。

……

【分析】SO的性质是高中阶段元素化合物部分的重要知识点。通过实验，可以让学生直观地观察现象，感受SO的溶解性、漂白性和还原性，体现了化学的科学性和真实性。但是SO是一种有毒气体，会污染环境，所以使用密闭的矿泉水瓶和针筒可以有效避免SO泄露，体现绿色化学理念。

绿色化学的核心内容之一“5R”原则，即“减量”、“循环使用”、“回收”、“再生”和“拒用”。通过减少试剂的用量，从而减少实验室“三废”的产生，“减量”是实现绿色化学的重要原则。在保证实验方法更加合理化的前提下，积极提倡微型化实验，从源头上减少污染源。

二、在实验教学中渗透微型化学

微型化学指的是以尽可能少的化学试剂获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一，但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。

化学实验过程中往往进行的是试管实验。溶液的取用量在2～3mL，有时为了观察到明显的实现现象，取用量会更大。一定程度上既浪费了原料又不利于环境保护。

【案例】必修2专题2电解池的课堂教学中，以CuCl的电解为例，介绍电解池的基本概念。如果按照常规使用U形管进行电解实验，需要CuCl的量会比较多，同时产生较多的有毒气体Cl，所以课堂上笔者改用点滴板和9V层叠电池进行电解实验。

教师提供材料及试剂：9V层叠电池一个（两极上事先分别连接好一根2B扁平笔芯），点滴板一个，淀粉-碘化钾试纸，CuCl溶液，蒸馏水

学生分组实验：在点滴板相邻两格滴入少量CuCl溶液，注意在连接处滴上数滴，保证形成闭合回路，将电池两极同时伸入溶液中，将试纸湿润后靠近电池正极相连的碳棒一端。数到“1，2，3”，取出电池，描述实验现象。

【分析】该实验中CuCl溶液的取用量大概1mL，是常规用量的几十分之一。实验过程中，可以明显地观察到一端碳棒表面有红色的铜析出，靠近另一端碳棒的湿润的试纸变蓝，同时伴随有极少量的刺激性气味。所以用量少了，效果却达到了。并且利用微型实验安全、方便，将原来只能“一人做，众人看”的演示实验演变成可以自己动手实践的学生实验，增加了实验的可操作性和可观性，相信学生对现象的深刻感受可以帮助他们更好地理解电解池的工作原理。

笔者在教学过程中除了对以上两个实验进行简单改进外，还试行了利用针筒探究铜与稀硝酸的反应，可以清晰观察到NO的生成，并通过抽取空气入针筒观察到NO的生成，过程中，没有气体泄漏出来造成污染，同时又能很好地避免空气产生干扰，观察到明显的实验现象。

平时教学中，教师不能因为有污染环境的物质而回避化学实验，有悖于化学科学的精神。而应该从绿色、微型角度对实验进行深思继而改进，将实验之于化学学科的优势充分体现出来，调动学生学习化学的积极性。

将绿色化学、微型化学的理念渗透进当代化学实验教学是大势所趋。化学实验的绿色化和微型化对学生环保意识养成起着潜移默化的作用，树立学生的社会主人翁意识，也是化学教师在平时化学实验教学中进行绿色化学、微型化学的目的所在。

参考文献：

[1]张佩丽，饶震红.化学实验教学中的“绿色化”和“微型化”.实验室科学，2007（3）.

[2]张康华，曹小华，谢宝华，陶春元.化学实验教学与绿色化学教育.实验室研究与探索，2010（5）.