化学实验教学中推行绿色化学教育理念的实践

柯志勇

摘 要：绿色化学是一种从根源层面防治污染产生的化学，绿色化学教育理念与五个方面的化学学科核心素养均能围绕立德树人的根本任务，反映社会主义核心价值观下科学育人的基本要求。当前全球环境处于持续恶化状态，人们的环保意识越来越强，绿色化学理念受到广泛关注。中学化学教育是培养公民绿色化学意识的重要途径，在中学化学实验教学中推行绿色化学教育理念，能使学生在掌握化学知识的同时形成正确可持续发展理念，从接触化学就开始养成友好社会、贡献社会、促进社会进步的科学发展观，推动社会快速稳定发展。对此，本文从多方面分析在中学化学实验教学中渗透绿色化学教育理念策略，望给予教师教学提供参考。

关键词：中学化学;绿色化学;实验;渗透策略

化学使世界变得更加绚丽多彩，化学发展方向与人类对美好的生活需求息息相关，绿水青山就是金山银山的形象化语句深入人心[1]。所谓绿色化学即运用化学知识、方法与技术从根本层面防治污染，通过采取节约能源，以及运用无害原料降低对环境污染。当前，中学生环保意识相对淡薄，存在随意践踏草坪、乱丢垃圾，以及破壞公共设施等问题，在学习化学知识的同时感受和发现化学知识带来美好的心灵沟通方式还不够丰富。在中学化学实验中渗透绿色化学教育理念可引导学生关注环境问题，运用所学化学知识分析环境现象，形成良好社会责任感，提升化学教学质量[2]。

一、绿色化学概述

绿色化学不同于环境化学，其中环境化学是一门研究污染物形态、分布、操作、迁移，以及对环境产生影响的独立学科，强调运用有效措施治理各种环境问题。绿色化学则是一门涉及催生、有机合成、生物化学，以及分析化学等多学科交叉且研究领域广泛学科，上述学科知识均与绿色化学应用与发展有着紧密联系。绿色化学重点即从本质层面控制有害物质使用，减少副产物产生，从而实现零排放与零污染效果。绿色并非颜色为绿色，而是表示无污染，运用相关化学原理与一系列方式从源头避免和减少工业生产中有害、有毒物质产生与应用，降低环境污染率。该方式不同于以往治理三废等污染方法，具有以下特征：运用无害无毒原料，合理应用能源与资源;在反应中尽可能减少向环境排放有害与有毒物质;生产有利于人体健康、环境保护产品[3]。绿色化学的出现为传统高中化学实验注入新鲜因子，在治理污染时从治标过渡至治本。与此同时，在高中化学实验教学中引入绿色化学理念可不断强化学生环保意识，提升学生综合素质，推动学科快速稳定发展。

二、在中学化学实验教学中渗透绿色化学教育理念的意义

（一）可持续发展需求

现实生活中有很多化学影子，为人类和经济社会发展提供便利。然而在使用化学物质时也会引发相关社会与环境问题。尤其国家强调的可持续发展要兼顾当前和未来发展需求，不能为满足当代人利益而牺牲后代人利益，主要体现在维护资源环境、珍惜自然环境，以及提升质量。广大公民发展与社会可持续发展息息相关，只有具备良好资源环境才能造福于人。但目前人类面临严峻自然资源与环境保护挑战，国家明确强调将社会全面协调发展与科学发展相结合，在此基础上实现人与自然和谐发展目标。可持续发展并非短期就能实现的目标，而是长远坚持事业。绿色化学在科学技术、资源环境与社会环境等方面发挥着不可小觑的作用，绿色化学在于拉近人与自然距离[4]。经济增长不同于发展，因为发展是一项集经济、文化、社会、环境等多因素于一体的完整现象。无论经济发达国家和发展中国家均享有平等权利，可持续发展注重未来，需在遵循循序渐进原则基础上解决当下环境问题并指明未来发展方向。社会发展必须紧紧围绕资源与环境，若在发展中跨越环境与资源极限，则会产生不可预估的后果，还会影响可持续发展。

（二）素质教育需求

中学是学生形成正确价值观、人生观、世界观的关键阶段，也是形成科学素养与国民素质的黄金期。教师要培养学生吃苦耐劳、敢于拼搏与挑战，以及脚踏实地的精神，实现真正意义层面的全面发展，为现代经济社会贡献自身一份力量。高中化学教师需遵循循序渐进原则，指导学生理解化学并形成绿色化学意识。STS教育思想是世界普遍推广的思想之一，其理念与绿色化学基本相同，促使学生理解和掌握化学知识，提升学习能力的同时认识化学在推动经济社会发展所发挥的重要作用。绿色化学指导学生尊重自然与热爱自然，树立绿色化学意识，为人类社会提供服务[5]。

（三）保护对绿色化学实验需求

近年来，我国频遭恶劣天气，加重环境污染。目前人类面临海洋污染、全球变暖、淡水资源危机、土地荒漠化、物种濒危、固体废弃物、酸雨灾害、大气污染等环境危机，上述危机中有多种与化学工业息息相关，学校化学实验在此过程中产生的废弃物是造成环境污染重要因素之一。中国有超14亿人口，学生人数多，化学实验室数量多且广泛分布。多数学校针对实验废弃物如未采取妥善处理措施，而简单处理废渣与废液后直接倒至河道，就会直接破坏生态系统。以往收集和集中处理污染物方式会耗费大量财力、物力与人力，通过绿色化改进和处理实验能从本质层面控制污染源头，有效维护生态环境。

三、在中学化学实验教学合理渗透绿色化学教育理念策略

（一）立足课堂教学

绿色化学理念本质目的之一即提升学生化学素质，传统化学倾向于为学生讲解基本化学原理，学生只简单明确化学用途，但应用于实践却不知从何谈起。如果教师想要在课堂教学中有效渗透绿色化学教育理念，那么需转变自身教学观念，充分认识绿色化学在现实社会中发挥的积极影响与重要地位，在设置教学目标与教学内容时将绿色化学理念融入其中，尊重学生主体作用，提升化学教学效率[6]。与此同时，化学教师要注重将化学思想渗透于课堂教学，引领学生理解和掌握化学理论知识的同时学会理性运用化学知识，提升高中生科学素养，使学生树立服务生活与社会为实践目标。所以，将绿色化学观念引入化学课堂不单单是响应新课程标准提出的增强学生综合素质要求，更是推动现代经济社会发展需求。

一般学生会通过教材和教师的讲解了解化学知识，随着新课程改革持续推进，高中化学教材也收录很多与绿色化学有关内容，无疑是开展绿色化学教育的最佳素材。对此，教师在教学过程中需积极挖掘教材与绿色化学有关内容并在此基础上开展绿色教学，强化学生绿色化学意识。例如，运用对比或实例讲解方式渗透绿色化学知识，教师在讲解氯气化学性质与用途时可与过氧化氢性质相联系，引领学生联想在技术和思想观念推动下，会彻底改变造纸业的漂白技术，将产生有害物质的氯气做漂白剂会被绿色无污染双氧水替代，并在此过程中指导学生基于漂白原理选择合适漂白剂。通过对比不同化学物质在实际工业生产中的作用，以及对环境产生的重要影响凸显绿色化学理念重要性。高中化学教材还收录很多与化工生产知识有关内容，也是渗透绿色化学理念最佳途径。如，在讲解氮的化合物在氨催化氧化法工业制硝酸步骤时，氨催化氧化会生成N0，该物质会持续氧化至N02，当水与N02发生反应生成硝酸后则会生成具有污染性的N0，且氮的利用率相对较低，工业制硝酸绿色化的关键所在即N0的循环氧化，与绿色理念相符，最为重要的是反应物中所有原子均能转至生成物，在生产源头阻止污染源。

（二）强化安全意识

人与自然和谐发展、降低意外事故发生率以及开展化学对人体、环境健康无害等是绿色化学理念强调的重点。高中化学教师在对化学实验装置与教学方式实施绿色化改进时，需重点强调安全实验意识，防止发生灼伤、烧伤，以及爆炸等实验事故。

初中是学生首次接触化学学段，教材单独设置走进化学实验室专题，为学生清晰明确地介绍正确取用化学品与正确加热物质等，使学生初步了解化学实验安全知识。高中化学教材则以专题形式强调实验安全问题，相关调查指出，很多化学教师在实验教学中相对重视安全问题并反复为学生强调[7]。但需指出的是，自新课程改革后，化学教材删除部分危险性较高的实验，但仍有如氢气的爆鸣实验、铝热实验、氢气与甲烷燃烧等。在相关调查中发现，当前大部分高中学校尚未完全普及防护手套、护目镜、实验服等。所以，教师在化学实验教学中应将安全问题作为重点考虑内容，加强学生安全意识，最大限度保障师生健康安全。具体可从以下方面着手：1.加强危险药品管理，由专人妥善保管部分剧毒、易燃易爆药品，使用后对其妥善处理。2.完善实验室安全设备，学校需尽快购置手套、护目镜、实验微型透明隔离板等防护设备，以及安装通风橱等通风装置，降低安全事故发生率。3.实验室配备灭火器材，教会学生正确实验，定期检修实验室电器。4.学生在操作化学实验之前需充分了解烧伤与烫伤等意外事故处理方式。5.化学教师在学生进行实验前需明确强调相关安全事项，如，点燃具有可燃性气体前需验纯，防止发生爆炸事故;使用酒精灯前检查酒精液体不少于1/3体积、不多于2/3体积;加热玻璃仪器前需先预热，加热试管内液体时应避开人所在方向。详细观察学生实验操作，若发现错误需立即告知并纠正。

（三）改进实验装置

部分化学实验要求学生理解和掌握相关原理，教师在设计此类原理性实验时可选取无毒无害实验原料，打造绿色化实验。例如，演示铜和浓硝酸的实验时，反应为开放性实验，带来气体污染环境，可以这样改进，材料有：矿泉水瓶、两个磁铁吸、绑上线的试管。操作如下：在瓶塞或瓶壁处用磁铁吸片一内一外夹吸住铜片，瓶内装少量浓硝酸，试管内装上氢氧化钠溶液，并在试管口放置撕碎的纸巾或棉花，放入瓶中，旋紧瓶塞。演示时，移动外面的磁铁片，铜片掉下，可观察现象，当瓶内出现较多有色气体时，瓶子胀大，倾斜瓶子，使氢氧化钠溶液进入瓶中，轻轻摇晃，可以消除气体，为了防止气体膨胀出现瓶塞脱离，还可以先压扁瓶子再旋紧。该反应装置易操作、气密性好、材料易取、现象明显、节约环保。

还有几个实验改进，如在氢气混合空气点燃的实验中可以引入打火机的放电尝试;可以对磷燃烧实验引入电的放热引燃;还可以组织学生对酒精灯的加热装置进行更安全创新设计，过氧化氢与二氧化锰的实验中常会遇到二氧化锰的颗粒等性质问题造成催化效果慢的情况，可以采用取少量电池内黑色固体来代替，效果明显。

（四）实验垃圾处理

实验教学中产生的实验垃圾有药品垃圾和器材破损垃圾，尽管大自然有一定的自愈能力，但对环境友好就是不给环境增添更多麻烦，也要尽可能减少实验带来的环境负面问题。涉及剧毒等有害的实验垃圾处理办法就是和环保部门联系专项处理;对于试管等玻璃仪器处理，我们经常采取用纸张包裹和捆绑后碾碎成粉状，再进行倾倒处理，这样无害化操作减少玻璃垃圾的占用环境空间问题，也减少玻璃制品对环卫工人的伤害;饱和硝酸钾溶液的结晶与溶解实验后，液体可以作为肥料进行施肥。

（五）生活中化学绿色化意识的选择

化学来自生活，生活也会因化学而更美好，教师在实验教学中潜移默化的理念引导，在学生学习过程中形成科学的价值观，就是达到教育人的目的。生活中还是存在不良现象：二氧化硫有漂白作用，不法商人对蘑菇、干果用硫黄熏;甲醛有防腐作用，用于泡制食品;用次氯酸钙和含汞物品用于美白皮肤，甚至采用激素类物质漂白造成不可逆转危害;对干果喷洒剧毒农药用于防霉。还有使用其他诱导药物干扰植物正常生长如大头猕猴桃、大个枇杷，快速催熟草莓、香蕉等食品。国家相关部门已经对此大力开展检查工作，学生作为未来的栋梁，教师不仅教给他们书本的知识，还可以培养其养成对环境友好的绿色化学理念的习惯，应对生活中的现实问题，为生活、为家人选择更绿色化的生活。

结束语

总之，在中学化学实验教学中渗透绿色化学教育理念符合可持续发展教育理念与课程改革要求。绿色化学可有效减少资源消耗与环境污染，更能有效激发学生潜在的责任感与环保意识，规范自身行为，提升综合素质。绿色化学教育理念的渗透是人们对绿色发展的迫切希望和现代教育发展趋势，该教育理念对提升化学教学质量与学生环保意识、科学素养，以及培养符合社会发展需求的高质量综合型人才有着重要现实意义。

参考文献

[1]杨梓生，吴菊华.化学学科核心素养研究及实践培育[M].上海：上海教育出版社，2020：4.

[2]唐国荣.渗透绿色教育，建构魅力化学课堂[J].文理导航（中旬），2022（3）：22-24.

[3]麻得辉.化学促进生产 绿色点亮中国：初中化学教学中绿色化学理念的渗透举措[J].名师在线，2022（3）：31-33.

[4]王林峰.新時代“绿色”教育理念下化学教学研究[J].化工管理，2021（36）：94-95.

[5]孙琦，李猛，王刚，等.创新绿色理念融入有机化学综合设计实验的实施路径[J].实验室研究与探索，2021，40（11）：177-180，276.

[6]郭萍.初中化学教学实践中开展绿色化学教育问题探析[J].知识文库，2021（22）：130-132.

[7]应丽艳，江海亮，沈昊宇.化学实验教学中加强大学生职业素质的训练[J].实验技术与管理，2008（11）：160-161，168.