初探绿色化学理念下初中化学实验教学

窦宪花

摘 要：在经济高速发展的态势下，环境问题日益凸显，由此，针对环境问题的“绿色理念”也逐步走进人们的视野。将绿色理念渗透到教学中，是未来可持续发展的必然要求。而初中化学是以实验为主的科学类学科，构筑学生的绿色化学理念，将绿色化学理念融入化学实验过程中，成为当前化学教学的关键目标。本文分析了绿色化学理念对化学实验教学的意义，并从实验过程出发，论述了绿色理念下的化学实验教学策略。

关键词：绿色理念;初中化学;实验教学

【中图分类号】G633.8            【文献标识码】A             【文章编号】1005-8877（2022）16-0030-04

Preliminary Exploration of Junior High School Chemistry Experiment Teaching under the Concept of Green Chemistry

DOU Xianhua （Taiji Middle School in Yongjing County， Gansu Province， China）

【Abstract】Under the situation of rapid economic development， environmental problems have become increasingly prominent. Therefore， the "green concept" for environmental problems has gradually entered people's field of vision. Infiltrating green concepts into teaching is an inevitable requirement for sustainable development in the future. Junior high school chemistry is a scientific subject dominated by experiments. It is the key goal of current chemistry teaching to build students' green chemistry concepts and integrate green chemistry concepts into the process of chemistry experiments. This paper analyzes the significance of the concept of green chemistry to the teaching of chemical experiments， and discusses the teaching strategies of chemical experiments under the green concept from the perspective of the experimental process.

【Keywords】Green concept;Junior high school chemistry; Experimental teaching

化学是注重实验的一门学科，用追求科学的行动培养学生正确的价值观念和严谨的科学作风，是塑造学生社会意识和责任感的关键学科。而初中阶段的学生思维活跃，自主意识逐渐萌发，正是形成良好价值观念的重要时期，在这个阶段，利用化学实验对学生开展正确的观念引导，使学生的思想和行为得到统一。随着时代的发展与更迭，“绿色理念”渗透到了多学科中，由此，教师需要深入探究绿色理念的意义，将之运用到化学教学中，促成学生可持续发展理念和能力的提升。

1.“绿色化学理念”概述

绿色化学，是一种可持续发展思想，是指充分利用化学原理，在设计和生产化学产品的过程中，以最佳的方式降低化学产品对环境的污染可能，追求环境“零污染”，污染物“零排放”。绿色化学理念是当前化学教学中非常核心的教育思想，它将教学的眼光从单纯的化学实验效果转移到综合的实验与环保双重目标上来。所以，绿色化学理念的核心思想不仅包括人与自然的和谐发展目标，还包括良好的化学生态观念培养。这就要求在化学教学过程中，教师需要注重绿色化学理念的融入，培养学生的生态观和环保观，讓学生不仅关注化学学科知识本身，同时注重化学对社会、对自然、对人类的影响，从而培养出拥有合格价值观念的新时代人才。

2.绿色理念对初中化学实验教学的意义

实验是化学教学的核心环节，而对初中生而言，初中正是形成综合价值观念的关键时期，绿色理念的渗透对他们的思想和行为具有重要的导向作用。而且，绿色化学理念不仅影响整个化学教学的方向，同时影响化学实验教学的过程。因此，绿色化学理念对初中化学实验教学存在重要的意义有以下方面的内容：

第一，绿色理念的渗透能让化学实验过程更加环保和节约。绿色化学促使化学实验过程更加注重环保和可持续发展，由此在实验过程中无论是教师还是学生都能合理地设计实验、开展实验，做好废弃物回收，使得整个化学实验逐步向绿色化靠拢，从而实现了化学资源的节约，促进了化学实验全过程的环保化。

第二，绿色理念使学生通过实验教学养成良好的生态意识。化学实验是带领学生探索科学奥秘的过程，而融入绿色理念，学生就能在科学思想的引导下追求生态平衡思想，从而逐步养成良好的生态意识，为未来的知识和能力提升奠定良好的科学基础，促进未来的生态科学发展。

第三，绿色理念促使化学教学从实验角度获得新的教学价值。传统的化学实验教学注重理论的应用，因此采用的实验材料或设计都从化学角度出发，忽视了化学产品的危害。而融入绿色理念，化学教学将开启新的方向和征程，实验将焕然一新，秉持绿色理念和生态理念，化学教学将获得与时代发展更为契合的教育价值。

3.绿色化学理念下初中化学实验教学对策

环境保护和可持续发展思想是未来社会发展的主导思想，在工业和科技日益发达的今天，环境的变化引起了越来越多的关注，而人类只有设法与自然和谐共处，才能真正实现社会的可持续发展。所以，基于发展目标，教师应当深入理解绿色化学理念的意义，在日常化学实验教学中，逐步渗透绿色化学理念，让学生能够认识绿色，探索绿色，追求绿色，继而实现科学观念和行为的有效养成。

（1）分析实验原理，达成绿色实验设计

化学实验是验证化学理念的主要过程，而如何设计实验、设计什么样的实验来验证化学理念就成为化学实验教学的最基本任务。而传统的化学实验过程设计注重明显的化学结果体现，因此在选用不同的实验原理时更多的是考虑过程的可观测性和安全性，而忽视了实验反应对环境的影响，因此经常在实验中产生污染空气和水的一些有毒物质。而化学实验种类繁多，对于同样的化学理论知识，往往有多种不同的实验方法，或者根据相同的实验原理，有多种不同的实验途径，这就给予了实验设计的有效空间。而在綠色化学理念引导下，化学实验并非以实验观测性为唯一目标，还必须注重实验的整个过程对环境的影响和危害，由此，教师应当在教学时引导学生积极分析不同实验原理，通过分析和思考，学生不仅能渗透良好的绿色化学理念，还能设计更加绿色化的实验过程，从而实现绿色化理念的养成。

以人教版九年级上册“制取氧气”教学为例，实验室通常采用加热高锰酸钾、分解过氧化氢或者加热氯酸钾的方法制取氧气。而每种实验方法的原理都是不同的，如加热高锰酸钾：高锰酸钾（加热）→锰酸钾+二氧化锰+氧气，这种反应生成的锰酸钾具有强氧化性，并且具有一定的毒性，能够助燃。利用过氧化氢：过氧化氢（加入二氧化锰）→水+氧气，可以看出，过氧化氢在二氧化锰催化的作用下可以直接变成水和氧气，不会有其他物质产生;而加热氯酸钾：氯酸钾（加入二氧化锰并加热）→氯化钾+氧气，这一制取方式除了产生氧气之外，还会产生氯化钾这种无机盐，而这种盐在过量的情况下具有一定的毒性，并且极易溶于水。在开展制取氧气的实验教学中，教师应当带领学生分析相应的实验原理的利弊，明确哪种实验最为环保，对环境和人的影响最小，继而选择最合适的实验，并进行实验设计。通过分析，学生会发现利用过氧化氢制取氧气，是最为绿色的一种方式，它不产生其他有负面影响的物质，而实验遗留下来的催化剂二氧化锰还能回收循环利用，由此，学生在选择和设计实验时也就实现了绿色化。

（2）合理选择实验原料，确保实验过程环保

实验过程是化学实验教学的主体活动，是最为关键的环节。而实验过程包括实验材料的选择和实验操作的规范，因此，在整个化学实验过程中，教师都需要注意绿色理念的融入。化学实验原料是实验过程中的核心物质，选取什么样的原料往往决定着实验效果和效用。在初中化学实验课堂，往往会准备非常多种类的实验原材料，以适应不同实验的需要。而在实验教学时，教师不能完全忽视材料选取中的绿色因素，而应当将这种绿色理念传达给学生，帮助他们建立起良好的绿色环保理念，并且将之渗透到实验原料的选取和选用上，这样就从源头上减少了污染的可能。此外，学生实验过程操作和行为的规范，也极大地影响了实验的绿色化。因此，教师应当引导学生合理选择实验原料，尽量使用无毒试剂，或者减少有毒试剂的使用，同时需要注重实验材料拿取、存放、操作的规范，降低产生污染的可能性，从而实现实验过程的环保价值。

以九年级上册“燃烧和灭火”教学为例，在该课教学中，学生会接触到燃烧实验，由于白磷的着火点较低，只有40℃，白磷本身就具有剧毒，且在空气中易自燃，会产生五氧化二磷，对大气有着较强的污染性。而红磷虽然着火点高，但其不具有毒性，是相对安全的，所以在开展燃烧实验时，学生要选取合理的实验原材料，注意实验材料的存放和保管规范，同时要针对原料的特性，选择合适的方法应对化学产生物。比如，在进行燃烧实验时，如果需要用到白磷，需要由教师开展演示实验，并做好科学的防护，需要确保白磷表面水分被吸干，同时在取用后注意白磷的保管方法，确保其得到合理的储存。而在取用时，要确保白磷远离火源，避免污染。如果要让学生亲身体验燃烧实验，教师就应当引导学生选取红磷等其他材料，尽量避免使用有毒物质或产生有毒物质，这样才能确保整个实验过程较为环保，才能让学生在材料的选用和教师的示范中感受到绿色理念的重要性，继而引导他们在日常其他实验中也注重环保理念，关注绿色化学。

（3）节约实验材料用量，积极倡导物尽其用

化学实验的目的是深化学生课堂所学理论知识，让他们能够在实验操作中强化操作技能，同时养成良好的观察、分析和处理问题的能力，继而认识到科学的严谨性和求实性，培养出科学的实验观念及严谨的思维方式，为未来的科学创新打下坚实的基础。所以，支撑实验所需要的实验资源并不需要大而全，而是应当在合理的范围内实现实验目标即可。这就意味着初中化学实验材料的使用应当以观察到现象为限，避免材料的过量使用与浪费，这不仅从材料上节约了资源，也从意识上养成了绿色化的理念。而传统的实验教学中，教师甚少强调材料的节约，也很少引导学生去探索如何以最少的资源达成目标，所以使得实验过程缺乏绿色效用，因此，在绿色理念引导下，教师应当积极倡导“物尽其用”，在引导学生尽量充分利用实验资源的同时，还需要鼓励他们探索最合适的实验用量，从而在资源角度实现绿色环保的目标。

在追求资源最小化和实验效果最大化的目标下，一种叫作“微型实验”的化学实验活动出现了。“微型实验”是一种从有限资源的角度构筑的一种新型实验活动，它提倡用微小的仪器，用适宜的试剂附着形态，增大接触面，减少无用试剂的残留，从而实现少量、少排但明显的实验效果。微型实验是节约实验资源、诠释绿色理念的有效手段，教师教学时应当加以合理利用。以九年级上册“二氧化碳制取的研究”教学为例，在该课中，学生需要学会如何制取二氧化碳，而在实验室，通常用稀盐酸与石灰石反应来制取，其原理就是：碳酸钙+盐酸=氯化钙+碳酸，而碳酸极不稳定，继而分解成二氧化碳和水。所以综合而言，实验室制取二氧化碳的主要材料就是碳酸钙和盐酸。而这个实验的效果是非常明显的，教师可以引导学生利用微型实验来探索。比如，在实验器具上，可以用家用的小瓶子代替实验玻璃瓶，用眼药水瓶代替滴管等，并且在取用实验原材料的时候，也将石灰石磨碎，增大与盐酸的接触面积，使之与盐酸能够充分反应，这样就使得实验材料能够充分运用。同时，在实验完成后，在剩余溶液中有氯化钙，学生可以采用加热蒸发，析出氯化钙晶体，而后将其妥善收集，使之能够在其他化学实验中予以利用。这种方式不仅在实验过程中体现了物尽其用，还能够回收有利用价值的物质，也避免了其排放到环境中产生污染，实现了实验的绿色化。

（4）注重实验三废回收，实现实验绿色完结

化学实验是化学物质产生各种反应的过程，其中必然会产生很多实验残留、废气或者废液，而这些残留、废气和废液中通常存在具有一定毒性或者污染性的物质。而绿色化学理念倡导避免或减少污染环境的可能性，由此，在实验完结前，这些产生的物质和实验废弃物必须得到妥善的处理和安置，才能够避免实验结果的污染性。因此，在实验结束时，教师必须引导学生关注“三废”的处理和回收，利用物质的化学性质制定合理的处理方法，降低回收物和排放物的毒性，这种方式不仅能够拓展学生对化学物质性质的了解，还能促使他们更好地渗透绿色思想，从而为自己的行为负责，为社会和环境负责，建立良好的社会责任意识。

以九年级下册“金属的化学性质”教学为例，自然界中有各种各样的金属，而金属的活动性各不相同，利用金属的活动性，可以为人类生活更好地服务。比如，在铁的冶炼实验中，通常使用铁矿石和一氧化碳进行冶炼，而铁矿石的主要成分是三氧化二铁，原理是：三氧化二铁+一氧化碳（高温）→铁+二氧化碳。而不可避免的是，在实验过程中我们无法保证通入的一氧化碳能够反应完全，而一氧化碳是有毒气体，所以在实验装置的末端，需要接入尾气处理装置，通过吸收法、反应法或者燃烧法来处理排出的尾气。此外，在还原氧化铜的实验中，无论是用碳还原还是用氢气还原，最终都会生成物质铜，而反应完成后的物质中，有可能还存在有一定毒性的氧化铜，不能随意搁置，而应当再加入还原剂进行充分的反应，将铜提取出来，然后再进行废弃物的合理处理。无论是哪种实验，只要产生废弃物，都需要进行有效的处理后才能够排放或掩埋。在实验中教师要注重三废回收观念的渗透，让学生能够通过身体力行知晓绿色化学的含义，从而真正实现实验的绿色完结。

（5）合理借助信息技术，提升绿色化学体验

化学知识牵涉广泛，涉及诸多领域，其中不乏危险的或者难以用肉眼观察到的化学反应过程，由此，化学实验课堂就不可能覆盖所有的化学实体实验。如果一定要在课堂完成这些实验，非但无法达成良好的实验效果，还需要花费大量的人力、物力，这不符合绿色化学理念和可持续发展的思想，由此教师需要寻求一种经济性的实验手段，既能让学生理解这些实验，又不浪费过多的人力、物力。由此，基于信息技术的虚拟实验就发挥了它的效用。利用计算机模拟实验是出于经济化和绿色化角度考虑的，教师可以利用计算机将难以明显观察、危险性较大的实验展示给学生，还能向学生展示失败或错误的实验造成的后果，这样能够让学生建立更加全面的化学能力，因此，教师在课堂上还需要借助信息技术，在合理的需求下开展计算机模式实验，补充化学实体实验的空白处，从而完善学生的化学体验，让他们更加透彻地理解绿色化学的意义。

以九年级下册“化学元素与人体健康”教学为例，生活中影响人类健康的化学元素数之不尽，如前面提到过的白磷、铜离子等，都是对人体有害的。而具体对人体产生什么样的影响，这在日常实验室中是无法开展实验演示和探索的。所以此时教师就可以利用计算机模拟实验，来填补学生对这类化学知识的空白。比如，一氧化碳或甲醛与血红蛋白的结合反应实验中，教师可以利用多媒体模拟实验，为学生展示在一氧化碳或甲醛的影响下，血红蛋白的变化，还可以拓展到人体的变化等，使學生能够获得更加直观而形象的理解，继而就能够填补实验室实体实验无法展现的知识范围。通过这样的模拟演示实验，学生更加清楚生活中这些化学物质的毒性，理解绿色化学的必要性，继而完善绿色化学理念，促进化学素养的全面发展。

4.结语

化学是与环境息息相关的学科，无论是化学理论知识还是实验教学活动，都或多或少地影响着未来的环境，由此，在初中化学实验教学中渗透绿色化学理念，是符合当前社会需求的。在日益严峻的环境问题中，培养学科的绿色理念，实践绿色化学实验是迫在眉睫的任务。作为初中化学教师，更应当立足于长远的目标，从绿色化学思想出发，为学生构筑良好的“绿色”环境，使得他们接受并理解“绿色”的意义，在化学实验中培养学生创造“绿色”的能力，从而实现化学的绿色目标，为未来的可持续发展贡献力量。

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