高中化学实验教学中绿色化学理念的践行分析

刘建斌

(甘肃省临夏市积石山县民族中学 731799)

1 更新实验理念，理解践行绿色化学理念的价值

笔者认为践行绿色化学理念主要有如下几方面价值：

一是绿色发展理念的践行需要落到实处.绿色发展理念不能仅停留于文字的宣传或者人们的理想之中，更需要在日常学习、生活和工作的点滴中进行实践，作为高中化学教师，亦需要将这种理念践行于自身的化学教学尤其是实验教学过程之中，这是因为，在教学过程中积极地进行绿色化学实验，一方面有助于高中生意识到环境及资源保护的迫切性，同时也能够提高其相关的化学学科素养，如“科学态度与社会责任”素养中指出的应“具有节约资源、保护环境的可持续发展意识”等，更重要的是能够启示学生在当前的学习生活中利用所掌握的各种化学实验技巧减少或避免不必要污染的产生，即“形成简约适度、绿色低碳的生活方式”，如磷元素因其特性会很容易引起诸如赤潮和水藻猛长等水体富营养化的各种现象，对水体和环境产生严重的破坏，考虑到这一情况，应倡导家人和周围的朋友在平时的生活中选用洗衣粉、厨房用洗洁精等各种洗涤剂时，尽可能选择低磷或者无磷的产品，取而代之以含酶的洗涤产品.当然从长远的角度而言，在日常教学中践行绿色化学理念，更有助于高中生在今后从事与化学相关的工作时，秉持绿色化学的理念，为国家或社会的绿色发展做出自己应有的努力，如当前市场是以加酶洗涤剂逐步取代曾经的加磷洗涤剂就是一种践行绿色化学理念的极好例证.

二是符合新课程改革对化学实验的要求，如《普通高中化学课标标准(2017年版)》中就指出，应让学生“树立安全意识和环保意识”“树立‘绿色化学’的观念，形成资源全面节约、物能循环利用的意识”等，高中化学各项教学活动应以新课标理念为指引，及时更新化学教学理念、调整日常教学方式、灵活选择教学内容，努力实现包括绿色化学理念在内的各种化学新课标要求.

三是社会发展及环境保护需要绿色化学.绿水青山才是金山银山，过往的经济发展过程中，由于人类不注意与自然的和谐相处，给人们生活的自然环境造成了很多严重的破坏，而其中许多污染现象的存在都与化学有着千丝万缕的联系，如因汽车尾气、工业废气、燃料燃烧和核爆炸等人为因素产生诸如一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、氯化氢、硫化氢以及各种酸性气体而造成的大气污染、水体和土壤污染、酸雨、海洋污染等，而要解决这些问题也离不开化学知识的支持，如近年来对以太阳能、氢能等为代表的各种新能源的积极研究、开发和利用就是一种值得肯定的工作，作为高中生应该尽早地树立绿色化学理念，并发挥自身的聪明才智更好地从事与绿色化学或环境保护相关的研究或工作，努力呵护绿色的星球.

2 慎重选择药品，尽可能进行无毒化实验

不可否认的是，众多化学活动的开展和化学实验的进行，都会产生一定的污染物.如盐酸和NaOH溶液的反应、铝和酸碱溶液的反应、焰色反应、CH4的取代反应等实验中都有具有强烈的刺鼻气味和较高腐蚀性污染物盐酸的存在，Cl2作为一种强烈刺激性气味的剧毒气体，在氯水的漂白作用、Na和Cl2的反应、CH4的取代反应等实验中也存在，再如具有强碱性、腐蚀性极强的NaOH也在众多的化学实验中出现，除了上文提及的盐酸和NaOH溶液的反应之外，在钠和水的反应、Al(OH)3和酸、碱溶液的反应以及Fe(OH)3和Fe(OH)2的生成等实验中NaOH也扮演着重要的角色，除了上述污染物外，例如稀H2SO4、KMnO4、稀HNO3等污染物也都广泛存在于高中化学实验之中.为此，笔者建议在设计和进行一些化学原理性实验时，教师可尝试进行一定程度的无毒化实验来帮助学生观察和理解化学原理，如在利用氨易溶于水的性质进行喷泉实验的演示时，作为无色有刺激性恶臭气味的氨，其泄露可导致中毒，并且对眼、肺部粘膜、或皮肤有刺激性，甚至还有化学冷灼伤危险存在，因此在进行本实验时，可借鉴如下方式，即用封口的塑料瓶替代原实验中的烧杯，然后用增大塑料瓶内气体压强或减少烧瓶内压强的方式形成喷泉效果，成本较低，也让学生认识和观察了喷泉实验应有的效果，在此过程中也很好地践行了绿色化学的理念.

3 适当减少药品用料，尽力减少实验中污染物的产生和排放

当然并非所有的实验都能采用上文提及的办法，在进行绝大多数高中化学实验时，依然需要使用一定量的药品，不过在不影响实验效果和学生观察的情况下，如在面对化学教材中没有明确规定药品用量，或者对药品或试剂用量规定较为模糊的实验时，笔者建议高中化学教师可经过尝试摸索，适当地减少药品的用量，以尽可能减少实验过程中污染物的产生与排放，尤其是实验中需要使用某些易燃、腐蚀性强或者有毒的试剂时，如果为了顺利实现目的又不得不使用时适当地减少药品用量不失为一种很好的选择，且这种选择尤其比较适用于本地区由于受经费等因素影响化学药品等普遍不足的状况.如在进行离子检验实验时，溶液浓度保持在0.1%即可，而在使用试管时，药品或试剂的取量更易较为直观地得到体现，如对于固体类的药品，一般情况下以试管底部盖满即可.除此外，教师也可尝试微型实验的方式进行部分化学实验，其中仪器的选择至关重要，如井穴板、W管、多用滴管等都是进行微型化实验必要的仪器，当然师生也可以尝试自制一些微型的仪器，当然，囿于微型实验本身的不足，如实验现象的不明显、不宜于学生基本操作能力的培养等，因此，其还需要与常规性的实验或者是借助信息网络演示等方式进行良好地配合使用.

4 借用信息网络技术，辅助演示部分实验

信息化时代的高中化学实验教学需要积极地利用信息网络技术，其也是践行绿色化学理念的重要途径之一，不过需要化学教师首先明确的是信息技术在实验教学中的使用应界定为辅助，而不是取代演示实验，甚至将各种实验沦落为“看实验”，这不仅无益于化学实验教学培养学生的动手实践能力，也会弱化化学学科以实验为基础的学科属性，毕竟即使借助于信息网络技术，学生虽然可以较为直观地观察化学实验现象，但这一过程中缺少了学生的直接参与，无法真正地在动手过程中亲身地感受化学实验，且由于没有这种亲自的参与，也很难真正地发现学生在实验过程中可能存在的各种问题，这不仅会影响学生化学学习的兴趣，更重要的是不利于学生在今后真正地开展化学工作.当然，面对如下的一些情况，笔者建议各位化学教师可适当地借助于信息网络技术：

一是在演示部分危险系数高或者对环境污染比较严重或对师生有可能造成伤害的化学实验时，可运用信息网络技术予以辅助.如生成氯化氢气体的氯气与氢气反应实验若操作不当就易发生爆炸的危险；再如硫燃烧实验中产生的二氧化硫不仅具有强烈的刺激性气味，更由于其能够很容易溶解于各种黏性液体和人体的血液之中，因此若发生泄露，还会强烈的刺激师生的呼吸道粘膜及眼睛，若操作不当而大量吸入，甚至有可能引起喉水肿、肺水肿以至于出现窒息的状况，考虑到安全因素，建议化学教师应慎重地选择是否进行此类实验，一般情况下都不会真正地去演示此类实验，但由于教学内容的需要，如为了能够验证二氧化硫的性质，化学教师则可以采用利用信息网络技术尝试以虚拟形式给学生进行演示.

二是如上文提及的本地区由于经费等因素制约，某些化学实验不具备演示的条件，在这种情况下，教师也可运用信息网络技术弥补由此造成的缺憾.如喷泉实验中不仅需要消耗足量的氨，更重要的是还需要考虑气密性，否则就极容易造成实验的失败，对此类既需要耗费大量化学药品且实验成功率又极低的化学实验，积极地利用各种化学实验室软件进行虚拟演示就有很大的必要.

三是教师需要提高学习能力，积极地利用某些仿真或虚拟类的化学实验室软件辅助化学实验教学.如根据笔者的教学观察发现，绝大多数本地区高中化学教师都很清楚化学实验操作过程中可能出现的各种危险，也会有意识地在实际操作过程中尽可能规避此类实验，但由于不熟悉化学实验的虚拟软件使用，对此类实验的处理往往是由学生直接背诵记忆教材中对于步骤和现象的描述，当然也有部分教师会选择以视频播放形式让学生对实验情况有所观察，但采用信息软件进行化学虚拟实验的则少之又少.为此，教师应该积极通过网络等途径下载并学习此类软件的操作，学校或化学学科组层面也有必要进行必要的培训以提升教师在该方面的能力和素养.

5 增强环保安全意识，注重末端处理

绿色化学理念的践行不仅需要贯穿于实验前的设计选择和实验过程中的妥善处理，还应渗透于实验结束后的末端处理，即对实验过程中产生的各种废气、废水、固体废弃物的处理，比较遗憾的是，这一点很多教师在化学实验中并不重视，在三废的处理上往往选择或用水清洗或直接丢弃在垃圾桶中，这都对环境造成了很大的污染，为此笔者建议对于废水废气的处理可利用化学实验原理及方法尽可能将之转化为无毒物，或进行一定的吸附或稀释处理减少污染，对于固体废弃物则尽可能留备后用，且在此过程中，教师的示范和引导作用必不可少，应逐渐培养和增强学生的环保安全意识.如在酸碱废液处理方面，为了能够实现后期的酸碱中和用水稀释达标后进行排放的效果，教师就应该启示学生在做此类实验时首先将此类废液以酸碱性质进行分类处理并注明，在实验结束后查明两种废液能够混合反应的情况下，再进行后续的处理工作.

总之，绿色化学理念在高中化学中的践行需要落实于实验教学的各个环节，以尽可能节约资源、减少化学实验带来的环境污染影响，实现高质量的化学实验教学.