牛國霞
(陜西省商洛市商州區(qū)中學(xué),陜西 商洛)
實際上,許多化學(xué)實驗將會產(chǎn)生腐蝕性、危害性氣體,以及一些有可能破壞環(huán)境的生成物,若不加以處理,就會導(dǎo)致我國的生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞,不利于在高中實驗教學(xué)中落實環(huán)境教育。在現(xiàn)代世界中,環(huán)境與生態(tài)問題可謂是影響人類生存與發(fā)展的基本問題,每一個國家都在如何保護環(huán)境、生態(tài)平衡的問題上投入了大量的教學(xué)資源。為此,高中化學(xué)教師應(yīng)主動承擔(dān)起教育重任,設(shè)計出綠色化的化學(xué)實驗,以自己的微薄之力為環(huán)境生態(tài)教育貢獻(xiàn)自己的力量。實際上,教師對高中生的影響是很大的,若教師能夠樹立保護環(huán)境、節(jié)約資源的可持續(xù)發(fā)展意識,那么高中生也將在教師影響下學(xué)會綠色實驗,主動保護環(huán)境、愛護環(huán)境。那么,具體來說,高中化學(xué)實驗的綠色化教學(xué)可從哪幾個方面入手呢?
微型化學(xué)實驗是綠色實驗的重要組成部分,這種實驗是指盡可能以最少的實驗用品、最低的實驗污染來獲得更加精確的實驗結(jié)果,具有安全性高、簡單易行、污染更少的顯著特點。以微型實驗來組織化學(xué)實驗教學(xué)活動,不僅可以降低教學(xué)成本,還可以減少化學(xué)實驗對環(huán)境與生態(tài)的破壞程度,保障學(xué)生的人身安全,因此,實現(xiàn)綠色教學(xué)的第一步便是要以微型實驗來作為實驗教學(xué)的基本組織方式。
在“銅與濃硫酸反應(yīng)”實驗中,為了實現(xiàn)綠色實驗,筆者將教材中的常規(guī)實驗改造成了微型實驗。本課教材所設(shè)計的實驗裝置缺少尾氣吸收裝置,從膠塞側(cè)面挖出的凹槽中插入的銅絲破壞了實驗的密封性,過多的濃硫酸會對環(huán)境以及學(xué)生的人身安全造成一定的威脅。為了避免這些問題的出現(xiàn),筆者對這個實驗裝置進行了改造,比如在U型管的兩側(cè)分別加入滴有紫色石蕊液與品紅溶液的試紙,然后利用橡皮塞將其與裝有濃硫酸的試管連接起來,保證實驗裝置的氣密性,防止氣體泄漏;在裝有濃硫酸的試管底部加入銅片;用酒精燈加熱試管,以便觀察溶液反應(yīng)。由于這個微型實驗可使實驗現(xiàn)象變得更加明顯,加快了銅與濃硫酸的反應(yīng)速度,所以筆者并不需要使用過多的濃硫酸,而且整個實驗的氣密性封閉良好,所以整個實驗大大降低了實驗產(chǎn)生有害氣體的概率,從而實現(xiàn)了綠色實驗。
即便微型實驗有許多優(yōu)點,在促使高中化學(xué)實驗教學(xué)走向綠色化的道路上發(fā)揮著十分積極的促進作用,但是并非所有的化學(xué)實驗都能以微型實驗的方式展開,尤其是針對一些安全系數(shù)低、污染嚴(yán)重的實驗,教師則可考慮以現(xiàn)代信息技術(shù)來組織仿真實驗,以仿真實驗再現(xiàn)生動的實驗操作過程,避免污染生態(tài)環(huán)境。
比如“人工固氮技術(shù)——合成氮”這節(jié)課需要高中生利用化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡原理來分析合成氮的合成原理,這其實是現(xiàn)代工業(yè)對化學(xué)知識的具體應(yīng)用。在本課實驗教學(xué)中,教師可直接利用多媒體為高中生播放現(xiàn)代工業(yè)合成氮的實驗過程,以具體、直觀的視頻來讓高中生思考合成氮的工業(yè)化過程。在視頻的引導(dǎo)下,高中生可全面觀察氮的形態(tài)變化與性質(zhì)變化,這對于他們探究出合成氮的現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)大有裨益。在本課視頻教學(xué)中,許多高中生對人類的固氮技術(shù)感到好奇,他們主動分析了合成氮的環(huán)境條件、技術(shù)條件等理論知識。
即便微型實驗與仿真實驗是促使高中化學(xué)實驗走向綠色化道路的重要途徑,但是卻依然無法完全避免實驗廢棄物的出現(xiàn),這就要求教師要展開“如何處理化學(xué)實驗廢棄物”的教學(xué),讓高中生學(xué)習(xí)每一種廢棄物的妥善處理方式,以免實驗廢棄物將會對環(huán)境造成污染與破壞。另外,在廢棄物處理教育中,教師還應(yīng)該以“廢物利用”的教學(xué)來引導(dǎo)高中生學(xué)會回收與利用,使其樹立節(jié)約意識。
不同的廢棄物有不同的處理方式,比如酚類、苯胺類生成物需要學(xué)生使用漂白粉或漂白劑進行高溫煮,待其被氧化分解之后才能夠進行液體排放;活性肽可以吸附烴及其含氮衍生物;廢酸應(yīng)集中回收以便處理堿性物質(zhì),若廢棄物的pH值在6.5~8.5之間便可直接排放等。人教版高中化學(xué)目錄中有許多實驗,這些實驗所產(chǎn)生的廢棄物不盡相同,教師應(yīng)根據(jù)具體的實驗要求來讓高中生掌握處理廢棄物的實驗方法,以便鍛煉他們參與綠色實驗的能力。當(dāng)然,若學(xué)生可提出處理廢棄物的創(chuàng)新方法,教師應(yīng)予以采納。
總而言之,實驗在高中化學(xué)教學(xué)中的位置越來越重要,這就促使高中化學(xué)教師要與高中生一同樹立綠色教學(xué)的觀念,不斷探索綠色實驗的教學(xué)方式與實現(xiàn)策略,以便讓高中化學(xué)實驗走向素質(zhì)教育,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。