绿色化学教育理念在高中化学实验教学中的渗透分析

陈旭东

(福建省惠安第一中学 362100)

在化学知识与技术应用范围不断拓展的背景下，给现代社会生产生活带来了极大的便利，但是也造就了光化学烟雾、酸雨、温室效应等环境问题.倡导环境友好的绿色化学理念应运而生，为能源与环境问题的解决提供了有效的引导.与此同时，绿色化学教育理念被纳入高中教育体系，强调在教育中关注可持续发展、化学与社会热点问题间的联系.而化学实验是高中化学教育体系的重要部分，通过将绿色化学教育理念渗透到化学实验教学中，有望让高中生真实体验绿色化学实践过程，树立少污染、无污染的化学发展观.基于此，探究绿色化学教育理念在高中化学实验教学中的渗透非常必要.

1 绿色化学教育理念

绿色化学即Green Chemistry，由20世纪90年代初ACS(美国化学会)提出，又可称之为清洁化学、无害化学、环境友好化学等.绿色化学强调利用化学原理、化学技术，从源头入手，消除、规避部分对生命体健康、生活环境产生负面影响的药品、溶剂、副产物，尽可能促使参与反应的原子无遗漏地转移到目标产物内，推动“先污染，后治理”的现有化学生产模式向“从源头根除污染”转化.而绿色化学教育理念则是聚焦化学与社会环境热点问题，以可持续发展为核心，让中学生真实体验规避、消除、减少化学反应过程中污染的过程，体悟绿色化学给社会、环境带来的益处，树立绿色化学理念，为未来化学科学的绿色化发展奠基.

2 高中化学实验教学中渗透绿色化学教育理念的必要性

通过对苏教版化学必修教材中的实验可能产生的污染物进行统计后可以得出，“水的蒸馏”、“盐酸和NaOH的反应”、“钠和水的反应”、“Na2CO3和NaHCO3的性质比较”等实验中，或使用或产生了一些污染物质，比如稀HNO3、盐酸、NaOH等.同时在化学操作过程中也存在物质过量使用等问题.通过将绿色化学教育理念渗透到化学实验教学过程中，可以在降低实验操作成本的同时，让高中生对实验原理、整个过程产生更深的理解，为高中生化学核心素养的形成奠基.

3 绿色化学教育理念在高中化学实验教学中的渗透策略

3.1 改进内容

苏教版教材较为注重实验教学，并逐步对学生实验与演示实验的界限进行了模糊处理，为高中生主动参与问题搜集、解决过程提供了充足支持.因此，教师可以结合现有实验教学内容，综合利用“减量策略”、“可控策略”，开展绿色化学教育理念的适时渗透.

“减量策略”主要是贯彻原理性实验“少量化”方针，优选微型实验仪器工具.比如在苏教版必修一专题4第一单元“含硫化合物的性质和应用”中关于二氧化硫性质探究装置设计中，教师就可以绿色化学理念为基础，带领高中生分析二氧化硫的性质以及其与酸雨的关系.同时鼓励高中生从绿色化学实验视角探究现有实验装置的缺陷，进而启发高中生选择针管、小药瓶等微型实验仪器代替分液漏斗、试管等原有实验仪器，将高中生的视线引到减少药品用量与污染气体排放上，切实渗透绿色化学教育理念.

“可控策略”主要是实验的过程易于控制，比如“Cu片与浓H2SO4反应”、“蒸馏水与碳化钙反应制乙炔”等反应就是典型的实验过程不可控实验，极易产生大量有害气体.基于此，教师应正确认识具上下移动活塞且带刻度注射器的优良作用，将注射器应用到各类实验中，有效增强化学反应的可控性.以苏教版必修一专题4第二单元“生产生活中的含氮化合物”为例，传统介绍氨原理时多通过喷泉实验进行，喷泉实验主要是利用氨极易溶于水的性质，通过挤压胶头滴管减小烧瓶内压强、加大烧瓶内外压强差形成喷泉，这一方式不仅会对空气造成污染，而且会出现极大的药品消耗.因此，教师可以利用塑料酸奶瓶代替底部烧杯，进而在塑料酸奶瓶中装入80%左右的水，并放入石蕊溶液.进而利用注射器快速抽出部分空气，或者利用注射器经塑料瓶上橡胶管注入足量气体，也可以利用冰水浸润毛巾冷敷圆底烧瓶底部，减小烧瓶内气体压强、增加塑料酸奶瓶内部气体压强，形成喷泉效果.上述实验可以为高中生准确阐明实验原理的同时，培养高中生经济、零污染环保意识.

3.2 直观演示

为了让高中生从内心深处接受绿色化学实验的含义，掌握绿色化学的过程与方法，并树立绿色化学实验的意识，教师应在系统介绍绿色化学概念、理念、发展、起源、发展方向的基础上，将绿色化学实验作为延伸点.将相关知识点与现有实验操作紧密关联，促使高中生在探索实验过程中理解绿色化学反应原理与核心概念，主动在实际生活中渗透绿色化学理念.在绿色化学实验开发过程中，教师可以借助苏教版教材中关于废气、废液、废物的破坏性影响内容，从激发高中生对教材中相关内容直观认识入手，进行科学操作.比如，以苏教版必修第一册专题2第一单元“研究物质的实验方法”教学过程中，教师可以结合化学实验安全“熟悉污染物、废弃物处理方法”的相关内容，以化学实验的绿色化、安全性为主线，进行实验开发，促使高中生可以了解化学实验过程方法应当遵守的绿色化学方针，学习以实验为基础的研究手段.课程开展过程中，首先可以引入“绿色化学”的概念，由教师简要阐述“减量”、“循环利用”、“回收”等绿色化学实验使用化学品的基本原则，学生则负责进行倾听、观察、发散思维，奠定后续实际实验操作基础.进而开展实战演练，实战演练前可以为高中生演示“KMnO4制取O2”的flash动画过程，邀请高中生观看flash动画，在观看的过程中发散思维，指出实验操作中违背绿色化学的操作，进一步帮助学生巩固绿色化学实验原则，并启发高中生将前期理解的绿色化学原则运用到常规实验中.比如，KMnO4取用过量，仅取用少量观察O2放出反应即可，违背绿色化学“减量”原则；验证用木条用过后直接丢弃，不符合绿色化学“循环利用”原则；实验完毕后废弃物质直接倾倒至下水道排放，没有回收处理，违背绿色化学“回收”原则.在学生总结的基础上，教师可以进行进一步总结，加深高中生对绿色化学实验的认知.

3.3 替代原料

从源头控制污染，是绿色化学教育理念的本质.因此，为了实现绿色化学教育理念的有效渗透，教师应将视线聚焦到原料上，利用清洁原料代替有害物质.比如，在“乙炔实验室制法”实验中，即便教师为学生提供饱和食盐水、电石和硫酸铜溶液，而非电石、水，降低反应速度，但是仍然会存在大量磷化氢、砷化氢等有害气体隐患.因此，教师就需要结合乙炔制备原理，带领高中生探索“电石与氢氧化钠溶液反应”的可能性，并鼓励高中生提出不同的意见，切实降低有害杂质气体含量，满足绿色实验教学要求.

综上所述，绿色化学教育理念是素质教育理念的重要组成部分，更是国家现代化建设发展的中坚力量之一.通过将绿色化学教育理念渗透到化学实验中，可以培养高中生“减量”、“循环利用”、“回收”、“再生”的绿色化学意识与习惯，强化社会主义责任感，为化学事业的绿色可持续发展奠定基础.基于此，教师可以综合运用口头讲解、flash动画、示范操作等手段，将绿色化学教育理念渗透到化学实验中，促使高中生真正明确绿色化学原则，并督促其在后续实验操作中践行相关原则，奠定绿色化学行业发展基础.