謝國芳
摘 ? ?要: 綠色化學是一種新型實驗理念,強調(diào)從根源上預防污染,從而保護環(huán)境。在高中化學教學過程中,教師要精心設(shè)計實驗內(nèi)容,逐步培養(yǎng)學生的綠色化學意識,引導學生走出課堂,提高學生探究能力和實踐能力。
關(guān)鍵詞: 高中化學 ? ?實驗教學 ? ?綠色化學觀 ? ?教學理念
化學實驗是高中化學教學的重要環(huán)節(jié),有助于學生獲取知識、培養(yǎng)能力。但是,很多化學實驗都會產(chǎn)生污染。因此,在高中化學教學過程中,教師要努力培養(yǎng)學生的綠色化學觀,引導學生從根源上解決化工生產(chǎn)的污染問題,提高學生的思維能力和實踐能力。
一、綠色化學的教學理念
綠色化學是新課改下提出的一種新型實驗教學理念,是一種人與自然和諧發(fā)展的化學,指在化學的設(shè)計、生產(chǎn)過程中利用化學原理減少或消除污染物質(zhì)的使用和產(chǎn)生,從根源上預防污染,從而實現(xiàn)零污染或零排放的一種科學手段,又被稱為環(huán)境友好化學。綠色化學要求在實驗過程中既充分利用化學能源,降低成本,又預防污染或者減少污染。綠色化學理念推動了化學實驗改革和發(fā)展,強調(diào)生產(chǎn)的原料和過程都是無毒、無害的,不產(chǎn)生污染廢物,符合可持續(xù)發(fā)展觀。
二、綠色化學的教學方法
1.逐步建立綠色化學意識
新課改提出在高中學教學過程中,教師要努力培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng),提高學生的合作能力、實踐能力和探究能力,因此在教學過程中需要大量開展實驗課程。導致教師在化學教學過程中大力宣傳保護環(huán)境的重要性,讓學生了解到綠色化學對可持續(xù)發(fā)展的重要作用,同時設(shè)計出能體現(xiàn)綠色化學理念的實驗內(nèi)容,鼓勵學生多創(chuàng)新、多探究。長此以往,就能逐漸使學生增強保護環(huán)境的意識,樹立綠色化學觀念。
教師在充分了解教材內(nèi)容和教學目標的基礎(chǔ)上,對實驗內(nèi)容進行精心挑選與設(shè)計,充分體現(xiàn)出綠色化學觀念:①刪除潛在危險,如硫化氫的制備實驗;②強調(diào)聞氣體氣味的正確方法;③嚴格控制試驗中化學品的取用量;④在氯氣、氯化氫等氣體制備實驗中重視尾氣的正確處理;⑤介紹實驗中常出現(xiàn)的危險事故及處理辦法。
2.實行微型實驗操作方法
教師在指導學生進行實驗操作的時候,在不影響實驗結(jié)果的前提下,可以對實驗進行適當改進,減少實驗試劑的使用量,實現(xiàn)微型化實驗。不僅可以節(jié)約資源,取得明顯的經(jīng)濟效益,還能增強學生動腦和動手的能力。微型實驗不是簡單地將原本的實驗用量減少,而是在微型實驗條件下進行重新設(shè)計與探索,從而實現(xiàn)用最少的資源獲取最多信息的目標。微型實驗的核心內(nèi)容是實驗裝置微型化和實驗試劑少量化。一般情況下,由于實驗中化學試劑的用量是常規(guī)實驗的十分之一,因此產(chǎn)生的污染會減少,要消耗的水電等也會減少,并且燃燒、爆炸等實驗的危險性也會降低,這表明綠色化學實驗的發(fā)展方向。比如,讓學生進行濃硫酸的脫水實驗時,教師可以將試劑用量減少一半,然后在點滴板上進行分組實驗。另外,教師還可以引導學生“變廢為寶”,將身邊常見的廢舊物品制成簡單的儀器進行實驗操作。比如,在實驗過程中,教師可以讓學生用一次性針筒替代量筒,用吸管替代移液管,還可以用2ml的一次性針筒通過內(nèi)部有小玻璃珠的乳膠管和針頭連接組成簡易的酸堿滴定管等。在實驗室里,教師除了可以使用已經(jīng)研制成功的井穴板這樣的微型儀器外,還可以把容量瓶、燒瓶常用儀器等微型化。這樣可以在普及微型實驗的同時減小化學污染,增強學生綠色化學的意識。
3.改善化學實驗操作方法
化學實驗中有些試劑的危害較小,產(chǎn)生的廢物也少,而有些則會產(chǎn)生很大的污染,需要的成本也高。因此,在高中化學教學過程中,教師要努力改善實驗操作方法,盡量選擇一些無毒害作用的原料和催化劑,精心設(shè)計實驗條件和實驗步驟,降低實驗產(chǎn)生的污染。對于化學教材中有危險或者污染較大的實驗內(nèi)容,教師可以刪除改進。比如,講解“自燃”的內(nèi)容時,常用的白磷具有較大毒性,而燃燒后產(chǎn)生的五氧化二磷對環(huán)境污染也較大,這時就可以用Mg■Si水解產(chǎn)生的SiH■在水面上自燃代替白磷,這樣就可以保證實驗安全無污染。再如教師開展制取氧氣的實驗時,實驗室大多采用加熱高錳酸鉀或者氯酸鉀的方法,但這兩個實驗方法中產(chǎn)生的二氧化錳、錳酸鉀等污染物質(zhì)較難處理。因此,有些教師會采用分解過氧化氫的方法制氧氣,因為過氧化氫的成本小,并且它的分解產(chǎn)物是水和氧氣,對環(huán)境沒有污染,完全符合綠色化學的理念。
4.精心設(shè)計串聯(lián)實驗內(nèi)容
在高中化學教學過程中,教師首先要對教學內(nèi)容和教學目標有充分的了解,然后將部分實驗步驟、實驗條件和實驗儀器進行重新設(shè)計,將兩個及兩個以上的不同化學反應(yīng)進行有機結(jié)合,提高化學學習的綜合性,避免重復實驗,做無用功。這樣既能節(jié)約時間和化學試劑這兩種成本,又能減少實驗中產(chǎn)生的污染,一舉兩得,充分體現(xiàn)綠色化學觀。如講解氯氣的性質(zhì)時,教師可以開展下面的實驗:先將U型管串聯(lián),然后將制備的氯氣分別通過濃硫酸干燥、干的有色布條、濕的有色布條、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、硝酸銀溶液和氫氧化鈉溶液等,這樣可以在不使用通風設(shè)備的情況下,消除氯氣的污染,環(huán)保效果更好。
5.開設(shè)綠色化學專題活動
化學是一門與日常生活密切相關(guān)的學科,要想培養(yǎng)學生的綠色化學觀就必須讓學生走出課堂,在實踐中提高自身化學素養(yǎng),因此,教師在教學過程中可以開設(shè)一些綠色化學專題活動:①舉辦知識講座,讓學生對綠色化學有全面了解;②舉辦各種競賽,培養(yǎng)學生的競爭意識,深化學生課堂所學的知識;③組織參觀調(diào)查,讓學生對附近工廠進行參觀調(diào)查,了解工業(yè)生產(chǎn)中對廢物的處理方法,提高學生的實踐能力;④開展“綠色行動”,教師要有意識地讓學生關(guān)注當今社會的環(huán)境問題,讓學生從身邊小事做起,如回收舊電池、垃圾分類等,從而提高學生的綠色化學意識。
總之,實行綠色化學是當今化學教師的工作重點,不但符合素質(zhì)教育理念,還是時代發(fā)展的必然趨勢。因此,在高中化學教學過程中,教師要不斷創(chuàng)新、不斷探究,積極尋找合適的教學方法,使學生樹立綠色化學觀念,為學生的可持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)。