绿色化学理念在高中化学实验教学中的应用分析
2019-01-13罗亮
罗亮
(四川省广安花桥中学校,四川 广安 638500)
纵观往年的高考试题,情境都来源生产、生活、社会及科研实际,将化学学科联系紧密的环保、医药、材料、能源等交叉学科内容作为试题素材,考查使用化学原理与技术分析解决实际问题,既可以引导学生认识与化学有关的社会热点问题,形成可持续发展意识和绿色化学观念,又体现高考评价体系中的应用性和综合性考查要求。
一、绿色化学理念在高中化学实验教学中的问题
(一)高中化学实验从内容安排上无绿色化
1.高中化学实验从内容的安排上可分为:教师演示实验、学生实验和家庭小实验。在教学内容安排中还存在一定数量的有毒物质的制备和性质实验。如氯气、氨气的制备和性质实验。2.教材中单纯验证理论的实验多,探究性实验少;过多的验证按教材的要求取量,造成的污染是较严重的。3.高中化学实验中使用或产生对环境污染的物质种类较多,如CO、苯酚、碳与浓硫酸和浓硝酸反应等。
(二)高中化学实验教学中教学设计无绿色化
现行教材中较多实验设计不符合绿色化学理念,大部分是介绍物质的性质和制备。在实际教学中,会出现这样情况:在介绍物理性质、化学性质时我们往往要先准备制取该物质,当我们在讲该物质的实验室制法时,还要再制一次,这样就会浪费资源(药品、仪器设备、能源等),最关键的是会产生更多的污染物。如氯气的性质和制备。
二、绿色化学理念在高中化学实验教学的策略
(一)利用计算机多媒体技术
化学实验属于消耗性实验,且易产生有毒、有害物质。化学实验教学中可利用计算机多媒体技术,辅助教学模拟化学实验(仿真实验),实现化学试剂和仪器装置的零投入和废弃物的零排放,特别适合于演示实验。比如人教版必修1中实验4-3《氢气在氯气中燃烧》,氢气容易爆炸,氯气有毒,且实验操作难度较大,就可以结合多媒体来进行实验教学。利用计算机多媒体技术,对实验原理、装置、流程、现象进行仿真,用文字、声音、图像、动画相结合的逼真效果使学生达到身临其境的感觉。这样既让学生学习相关实验知识,而且使那些危险系数大、污染严重的实验变成了绿色化学实验,实现实验试剂和仪器的零投入和废弃物的零排放。利用仿真实验也可以模拟错误的、违规的实验操作,将不良后果生动形象地展示给学生,如不注意规范实验操作,造成的飞溅、爆炸、毒气泄漏等事故,使学生对规范实验操作的重要性有更加深刻的体验和认识。
(二)设计探究性绿色化学实验
化学与环保知识是高中化学实验的重要内容,结合人们生活的环境,将绿色化学生活化,组织学生利用调查和研究方式开展探究性绿色化学实验,深入社会收集、记录身边发生的污染情况、危害和来源,并探究设想整治的方法,请学生互相交流看法、并结合新教材提供的素材,组织开展探究性绿色化学实验。如教师引导学生思考对化学污染除了事后的污染治理,是否还有更好的预防措施?因为污染的治理有时是不可逆转的,有些化学污染短时间内很难彻底清除,如农药的残毒的分解,塑料的降解有些需要几百年的时间。同时污染治理的费用也是巨大的。我们能否改变思想,对化学污染由事后的治理转变为事前的预防,由此引发学生开展探究性的绿色化学实验,解决一些实际的污染预防措施问题。
(三)开展丰富的课余实验活动
教师可以从学生已有的经验和社会生活实际出发,灵活的选择绿色化学教学资源,组织学生开展各种课外实验活动,帮助学生培养绿色意识。例如,可带领学生做一些环境保护的小课题研究,如无污染氯气装置的模拟研究,废气、废液的实验室模拟处理等,甚至带领学生进行一些环保活动,如废旧电池的回收、拒绝一次性碗筷、不使用修正液等等,鼓励学生利用假期去工厂进行参观考察和调查,了解这些工厂在处理工业三废,尚有哪些不足,讨论城市垃圾的处理以及绿色能源离我们多远等热点问题,可以让学生们从节约纸张、节约用水、回收废旧电池、分类收捡垃圾等生活中的小事做起。这些综合实践活动把学生置于生动、开放、多元的环境中,给学生提供多方位获取知识体验的方式和渠道。在这一过程中,用绿色化学的思想去指导学生,使学生在活动中真正体会到化学实验中开展绿色化学的重要性,真正的提高学生绿色化学综合素养。
高中化学一线教师,应持续探索绿色化学实验教学,将绿色化学的思想、知识、原则等相关内容渗透到化学实验教学中,转变和创新实验教学模式,使学生了解绿色化学原理,树立绿色化学意识,实现绿色化学教育的目标。让绿色化学教育成为21世纪素质教育的重要内容之一,使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,关注绿色化学,推动绿色化学事业的发展。