“绿色化学”理念下的高中化学教学探究
2022-12-04浙江绍兴鲁迅高级中学312000
浙江绍兴鲁迅高级中学(312000)凌 洁
化学的不断发展,推动了经济的发展,改善了人们的生活条件。但是,化学在给人类带来诸多便利与好处的同时,也给人类带来了伤害,对环境造成了不可恢复的破坏。如各种极端天气、臭氧空洞、温室效应等严重影响人们的日常生活。为了让化学更好地为人类服务,世界各国都在寻找能给人类带来益处又不会给环境带来负面影响,能使人类与环境协调发展的化学发展新模式。在此背景下,“绿色化学”理念被提出。“绿色化学”理念作为化学与自然界之间和谐共生的准则,应当受到人们的共同关注。高中是学生学习化学知识、探究化学内涵的重要时期,也是培养学生“绿色化学”理念的重要时期。因此,高中化学教师应当加强对学生“绿色化学”理念的培养,为人类社会的发展做出贡献。
一、“绿色化学”理念概述
“绿色化学”又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,即减少或消除危险物质的使用和产生的化学品和过程的设计。其最终的目的就是利用无毒、无害、无污染、可再生的原材料,代替有害或不可再生的原材料,生产出对环境和人类生活没有任何危害的产品。
“绿色化学”主要坚持预防污染、提高原子经济性、设计安全的化学品、减少化学合成中的有毒原料和产物、合理使用和节省能源、尽量减少衍生物、使用可再生反应物、采用高选择性催化剂、设计可降解的产物、及时分析、防止事故等12 项基本原则。在实际的高中化学教学中,教师如果将这12项基本原则进行有机融合,可以在潜移默化中培养学生的“绿色化学”理念。
二、培养高中生“绿色化学”理念的策略
(一)强化教师“绿色化学”教学理念
“绿色化学”理念在高中化学教学改革中被提出来的时间并不太久,因此,一些教师对相关内容的重要性认识不足,所掌握的相关知识比较匮乏。高中时期,一些学生受到知识获取渠道的限制,导致其对教师具有较强的依赖性,教师的一言一行都会影响他们。由于这一情况的存在,教师的水平直接影响教学的效果。倘若教师没有形成“绿色化学”教学理念,那么培养学生的相关理念也就变为无稽之谈。目前部分教师无法深入理解“绿色化学”教学理念的重要原因是,面对高考,教师日常教学任务繁重,一般不会有空闲的时间去接触新的教学理念,对于“绿色化学”教学理念的了解少之又少,无法构建相关的教学体系。因此,要想培养学生的“绿色化学”理念,首先要加深教师对“绿色化学”教学理念的认识和了解,使教师形成自己的认知体系,提高自身的认知水平,不断提升自身的素养。
为此,教师需要在空闲时间,加深对“绿色化学”这一理论知识的了解,深入挖掘其内涵。只有如此,才能够将其融入实际教学中,通过自身的一言一行逐步影响学生,引导学生将“绿色化学”理念纳入自身的化学知识理论体系中,以此培养学生的“绿色化学”理念。平时,教师可以经常阅读与“绿色化学”理念相关的书籍,聆听相关的讲座,观看相关的视频,以获取全面、系统的相关知识。
(二)依托教材,渗透“绿色理念”
教材作为学生学习的主要工具,其重要性不言而喻。高中化学教材中,处处都渗透着“绿色化学”知识,如硫和氮的氧化物、化石燃料、金属化合物、化学反应速率等。在学习教材知识时,学生的注意力一般都会集中在重要的知识点上,很少会深入思考其中包含的“绿色理念”。教师需要做的,就是挖掘教材中蕴藏的“绿色化学”理念并将其渗透到日常教学中,循序渐进地培养学生的“绿色理念”。例如,关于次氯酸的知识是考试中经常出现的内容,部分知识包含“绿色化学”理念。教材中对次氯酸是这样描述的:次氯酸具有较强的氧化性,能够杀死细菌,因此次氯酸常被用于杀菌、消毒。在后续的内容中,提出了氯气虽然可以消灭水中的细菌,但是会产生一些有毒物质,因此科学家研制出了各种对人无毒无害的无残留消毒剂。这些内容里面包含设计出安全系数更高的化学产品,在取得同样效果的同时避免对人体和环境造成危害的“绿色化学”理念。
又如,教材中“硫和氮的氧化物”的相关知识也包含大量的“绿色化学”内容,在阐述完最基础的知识后,用较多篇幅介绍了其对人类社会及自然环境的危害。因此,教师在讲解的过程中不应仅仅注重理论知识,也应当抽出时间为学生讲解环保知识,播放一些关于酸雨、光化学烟雾、土壤酸化等内容的视频,让学生切身感受到这些氧化物给人们生活环境带来的恶劣影响,使学生认识到要想减少污染,就要发展“绿色化学”,研发新能源代替化石燃料,将污染从源头切断。同时,教导学生平时要减少有害气体和污染物的排放。
(三)开展实验,进行“绿色实践”
在发展“绿色化学”理念的历程中,实验一直占据着举足轻重的位置,同样的,在培养学生“绿色化学”理念时,实验也有着无可替代的作用。高中化学教材中包含大量的化学方程式,每个化学方程式都涉及一个或多个实验。虽然一些实验不需要学生亲手操作,但是需要学生明白其原理。在诸多实验中,会存在一些与“绿色化学”理念不相符的内容,此时需要教师向学生灌输“绿色化学”理念,帮助学生构建完整的“绿色化学”认知体系。如在铜催化乙醇生成乙醛的反应中,虽然有催化剂的存在,但是反应并不能完全进行,反应转化率无法达到100%,因此其原子经济性不高。教师在讲解时,可以将其与“绿色化学”理念进行有机结合,探讨如何提高反应的转化率,加深学生对“绿色化学”理念的认知。
此外,教师还应当为学生提供实验机会,使学生在实践的过程中体会“绿色化学”的意义,促进学生“绿色化学”理念的培养。学生在实验过程中,会对实验行为规范形成正确的认识,如在称取试剂、药品时尽可能地保证适量,对实验中的“废弃物”进行正确处理等,以避免实验试剂的浪费和环境的污染。这需要教师在学生实验前强调实验操作规范,在学生实验过程中积极做好监督指导,逐步培养学生良好的实验习惯。教师还应尽可能挑选对环境、人体没有危害或是危害较小的试剂,并向学生说明原因,以达到培养学生“绿色化学”理念的效果。
对于一些会对人体或是环境产生危害的实验,教师可以带领学生或是组织学生进行微型实验探究。微型实验是指根据“绿色化学”理念对装置进行改造,使实验装置或药品用量“缩小”的实验。相较于大规模实验,微型实验不但可以减少材料的使用和浪费、有毒有害物质及气体的产生,而且可以在提升反应速率的同时避免一些实验事故的发生。例如,将一些在烧杯中进行的实验转移到试管中,既能使学生准确观察实验现象,又能减少试剂用量,还能践行“绿色化学”理念。在制备乙烯的实验中,教师就可以指导学生进行微型实验,将反应容器由烧杯换成试管,这样可以减少乙醇的用量。在开展各种离子检验实验时,教师同样可以在小滴管中进行微型实验。除此之外,教师还可以带领学生改进实验装置,如一氧化碳还原氧化铜的实验中,教师可以自行添加一个尾气处理装置来保护环境。
(四)巧用信息技术,创新“绿色教学”
随着信息技术的广泛应用,不少高中化学教师将信息技术与化学教学进行有机融合,并取得了不错的效果。在培养学生“绿色化学”理念的过程中,教师可以充分发挥信息技术的优势,利用网上丰富的“绿色化学”素材,在课堂上结合相应的教学内容,通过图片、视频等,为学生直观地呈现滥用化学技术对人类社会及自然环境的危害。教师还可以合理运用资源为学生创造健康的学习环境,培养学生的社会责任感及节约环保意识,进而让学生形成“绿色化学”理念。
在信息技术的辅助下,虽然“线上+线下”的教学模式已经被广大教师采用,但是一些教师对“绿色化学”理念的渗透并未重视,诸多优势并未得到有效的挖掘。在信息技术的支撑下,各种各样的学习平台如雨后春笋般涌出,此时教师就可以借助这些学习平台,逐步向学生渗透“绿色化学”理念。课前预习是化学学习的重要一步,在传统的教学中,学生预习时能依赖的只有教材。然而学生在阅读教材时并不会挖掘其中包含的“绿色化学”理念。教师可以通过网络平台,上传学生预习所需的、包含了“绿色化学”理念的文字、图片及视频等资源,同时提出一些问题让学生思考。例如,教师教学二氧化硫的相关知识时,给学生设置“二氧化硫的功与过是什么?”等线上问题让学生思考。除此之外,教师还可以通过信息技术平台布置一些拓展型任务,让学生在通过网络查找答案的过程中,逐步加深自己对“绿色化学”的理解。除了课前预习,在课后作业的环节中,教师也可以利用网络学习平台。传统的教学中,学生的课后作业一般为课后习题或是练习册,然而,受到篇幅及内容的影响,题目中包含的“绿色化学”内容不多。部分教师似乎只注重解决存在的化学问题,并不注重习题的内涵,更不会专门寻找或是自己创编与“绿色化学”相关的题目,导致学生在解答课后习题时自身的“绿色化学”理念难以得到培养。此时就可以借助信息技术来加以解决。
(五)深化教学,走近“绿色生活”
教师在课堂上虽然可以培养学生的“绿色化学”理念,但是,容易受到时间和空间的限制。学生的课堂时间有限,因而教师只能发挥领路人的作用。而培养学生的“绿色化学”理念是一个长期的过程,除了要培养未来的“绿色化学”人才,还要让学生在日常生活中减少对环境的污染,践行“绿色化学”理念。
教师可以在讲课过程中多联系实际生活,让学生将所学的知识用于实践中。如在讲解有机化学的相关知识时,教师可以告诫学生日常所用的聚乙烯塑料袋不仅会产生有毒的物质,随地乱扔还会造成白色污染,鼓励学生在生活中减少使用。教师要让学生知道自身的不文明行为给环境带来的影响,教导学生在日常生活中节约资源、保护环境。同时,教师还可以组织一些“绿色化学”主题活动、“绿色化学”交流会、“绿色化学”讲座及“绿色化学”知识竞赛等,以增强学生爱环境、爱家园的意识。
综上所述,化学学科作为时代发展的重要推手之一,在经济发展中有着不可替代的作用,但也引发了一些环境污染的问题。在“绿色发展”的潮流中,“绿色化学”被写入高中化学教学目标中。高中是培养学生“绿色化学”理念的重要时期,本文结合高中化学教学实际情况,提出了在课堂教学中、实验中、习题中及生活中渗透“绿色化学”理念的多种策略,以期培养学生的“绿色化学”理念,为我国“绿色化学”人才培养打下坚实的基础。