■陜西省神木市第十中學(xué) 趙麗芳
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 年版)》(下文簡稱“新課標(biāo)”)明確指出化學(xué)課程應(yīng)圍繞核心素養(yǎng)確立課程目標(biāo),其中包括科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這一素養(yǎng)。同時,新課標(biāo)還針對如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任給出具體的實施建議,要求教師培養(yǎng)學(xué)生保護環(huán)境和節(jié)約資源的意識,樹立生態(tài)文明的理念。在這樣的改革號召下,初中化學(xué)教師應(yīng)在教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念,引導(dǎo)學(xué)生樹立環(huán)保意識、節(jié)約意識,并積極運用化學(xué)知識保護環(huán)境。這是一項系統(tǒng)教學(xué),教師需要采取有效的教學(xué)策略,設(shè)計科學(xué)的教學(xué)方案。因此,本文對綠色化學(xué)視角下初中化學(xué)教學(xué)實踐策略展開探討。
綠色化學(xué)也被稱之為清潔化學(xué),整個化學(xué)反應(yīng)在相對環(huán)保、安全的過程中進行,沒有生成有害、有毒的物質(zhì)。站在環(huán)境視角分析,綠色化學(xué)指的是化學(xué)反應(yīng)不會污染環(huán)境;站在科學(xué)視角分析,綠色化學(xué)指的是化學(xué)反應(yīng)中不會產(chǎn)生有害物質(zhì)、有毒物質(zhì),而是生成無害、無毒的物質(zhì);站在經(jīng)濟視角分析,綠色化學(xué)強調(diào)結(jié)構(gòu)改變與工藝更新,旨在降低生產(chǎn)成本。該理念一經(jīng)提出得到廣泛認(rèn)可,同時也給化學(xué)教學(xué)指出了清晰、明確的方向,綠色化學(xué)倡導(dǎo)化學(xué)生產(chǎn)過程中無有毒、有害物質(zhì)生成,確保生產(chǎn)過程不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),同時保證回收物的再利用。
眾所周知,化學(xué)是一門以實驗為載體的學(xué)科,具有特殊性,涉及大大小小的實驗。學(xué)生在做實驗時需要用到很多化學(xué)試劑、藥品等,還會產(chǎn)生廢棄物,這些均可能對環(huán)境造成不利影響。雖然用于教學(xué)的化學(xué)實驗不同于化學(xué)車間的實驗,但是全國學(xué)校數(shù)量龐大,初中生更是幾千萬,這些化學(xué)實驗累積在一起,所耗費的化學(xué)藥品以及產(chǎn)生的廢棄物也是巨大的。在教學(xué)中融入綠色化學(xué)理念,可以引導(dǎo)學(xué)生基于綠色思想改進、優(yōu)化實驗方案,有效避免藥品浪費,減少廢棄物的生成,從而減少甚至避免化學(xué)實驗造成的環(huán)境污染問題。
保護環(huán)境,人人有責(zé)。這并不是一個口號,而是需要每一個人銘記于心的責(zé)任,也是必須踐行到生活中的 行為?;瘜W(xué)學(xué)科由于自身的特殊性,在培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識、社會責(zé)任感方面有著其他學(xué)科無法取代的優(yōu)勢。基于綠色化學(xué)理念施教,教師需要有意識地給學(xué)生講述化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)制品與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系,讓學(xué)生認(rèn)識到保護環(huán)境的重要性,并自覺地減少對可能危害環(huán)境的藥品的使用。這不僅能夠增強學(xué)生的環(huán)境保護意識,還能讓學(xué)生主動、自覺地承擔(dān)起保護環(huán)境的責(zé)任。
化學(xué)與人類生活密切相關(guān),尤其是對人類社會的進步與發(fā)展,但各種化學(xué)產(chǎn)品會污染環(huán)境,如塑料制品、農(nóng)藥、有機污染物等,這些都屬于化學(xué)學(xué)科范疇。換言之,化學(xué)是一門特殊的課程,與生態(tài)環(huán)境保護有密切關(guān)系。在教學(xué)中融入綠色化學(xué)思想,可以充分發(fā)揮化學(xué)課程的育人價值,推動教育成功改革,促進化學(xué)教學(xué)的科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展。
課堂導(dǎo)入是一節(jié)課的開端,雖然時間短、內(nèi)容少,但是發(fā)揮的影響力卻是巨大的。在初中化學(xué)教學(xué)中,教師要以導(dǎo)入為契機融入綠色化學(xué),如用關(guān)于綠色化學(xué)的現(xiàn)象、事件等揭示主題,以達(dá)到“先入為主”的效果,奠定綠色化學(xué)思想基調(diào),讓學(xué)生在一開始就關(guān)注綠色化學(xué)。
以《二氧化碳制取的研究》教學(xué)為例,這節(jié)課主要是讓學(xué)生了解二氧化碳并掌握制取這一氣體的方法與技巧。依據(jù)初中生的認(rèn)知水平、身心發(fā)展規(guī)律、理解能力以及興趣愛好,教師可以運用多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)音畫情境,給學(xué)生播放一些由于二氧化碳含量高而造成環(huán)境污染的真實性案例圖片、視頻等,讓學(xué)生直觀地看到海平面上升、冰山融化、全球氣溫持續(xù)升高等現(xiàn)象。在學(xué)生的注意力被這些圖片吸引之后,教師再向?qū)W生提問:“同學(xué)們,你們一定都了解過這些吧。我們在電視、電影甚至身邊都看過這些現(xiàn)象,那你們知道這背后的原因是什么嗎?”引導(dǎo)學(xué)生回答這是由于二氧化碳排放量增多帶來的后果。通過這樣的直觀情境,學(xué)生認(rèn)識到二氧化碳的危害,也了解了二氧化碳雖然是溫室氣體而不是污染物,但是同樣會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。這樣既可以順利揭示本節(jié)課的主題,讓學(xué)生對二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生強烈的求知欲,又在無形中融入了綠色化學(xué)思想,喚醒學(xué)生對環(huán)境的保護意識。在學(xué)生了解這些知識后,教師再向?qū)W生發(fā)起呼吁,鼓勵學(xué)生積極學(xué)習(xí)這節(jié)課的知識,了解二氧化碳制取步驟以及背后的原理,從而有效參與到低碳生活中。
通過對當(dāng)前初中化學(xué)教材內(nèi)容的分析可以看出,雖然很多知識并沒有直接與綠色關(guān)聯(lián)起來,但是與環(huán)境保護、生態(tài)保護等有著內(nèi)在聯(lián)系,這為綠色化學(xué)思想在初中化學(xué)教學(xué)中的滲透提供很大空間和便利。在教學(xué)實踐中,教師要有發(fā)現(xiàn)“美”的眼睛,善于利用顯性的綠色化學(xué)內(nèi)容,同時善于挖掘出隱性的綠色化學(xué)內(nèi)容,以此增強綠色化學(xué)對學(xué)生的熏陶,讓學(xué)生在潛移默化中接受綠色化學(xué),增強學(xué)生的環(huán)保意識。在講授新知的過程中,為了增強學(xué)生的體驗,加深學(xué)生對綠色化學(xué)的理解與印象,教師可以圍繞教學(xué)主題設(shè)置問題或任務(wù),讓學(xué)生思考、討論等。
例如,在講解《二氧化碳與一氧化碳》這節(jié)課時,教師可以先設(shè)置主題“保護我們共同的家園——控制二氧化碳排放量”,再依據(jù)這個主題展開設(shè)計,尤其是教學(xué)活動中問題的設(shè)計:
在我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下,新農(nóng)村建設(shè)項目成為了人們關(guān)注的重點。在農(nóng)村建設(shè)的過程中,村莊的外貌等成為了建設(shè)的重要內(nèi)容。農(nóng)村建設(shè)要重點關(guān)注村莊的環(huán)境,還要關(guān)注鄉(xiāng)村的具體特點。現(xiàn)階段,我國的鄉(xiāng)村地區(qū)建設(shè)的過程中缺乏合理和科學(xué)的規(guī)劃指導(dǎo),在具體實踐的過程中衍生出了比較多的問題。這不僅不能進行合理的建設(shè),也會出現(xiàn)資源的浪費,最終影響了農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。
1.閱讀教材,深入了解二氧化碳這種物質(zhì),思考它對環(huán)境、人體的影響有哪些。
2.圍繞主題查閱資料,分析二氧化碳與溫室效應(yīng)之間關(guān)系。
3.依據(jù)二氧化碳特征制定“低碳”方案,即針對二氧化碳排放量的控制提出可行的、可操作的建議。
教師可以讓學(xué)生先自主思考這幾個問題,然后以小組為單位探究,共同完成任務(wù),以此培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維、科學(xué)思維。作為教學(xué)活動的指導(dǎo)者,教師應(yīng)以參與者、合作者的身份參與到學(xué)生的探究活動中,這不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力,還能幫助學(xué)生養(yǎng)成綠色化學(xué)思維。
化學(xué)實驗是初中化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分,也是教師滲透綠色化學(xué)的有效契機。在初中化學(xué)教學(xué)中,教師要充分利用實驗滲透綠色化學(xué),以此改善實驗教學(xué)效果,減少對環(huán)境的污染,幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的環(huán)保行為。
1.從生活中取材,開展綠色化學(xué)實驗。
在不影響化學(xué)實驗效果的基礎(chǔ)上,教師可以對實驗材料進行優(yōu)化,比如用一些廢棄物或生活中常見物品代替,以此達(dá)到二次利用環(huán)境資源的目的,如柴米油鹽中的食用醋、小蘇打等,這都是有利用價值的化學(xué)實驗材料。這樣一舉多得,既能有效控制化學(xué)實驗成本,又能減少實驗造成的環(huán)境污染。此外,以生活物品代替化學(xué)試劑,這個過程中滲透了生活化教育理念,可以增強教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的吸引力,讓他們在熟悉的氛圍中產(chǎn)生更強烈的學(xué)習(xí)動機,從而更加主動、積極、自覺地參與實驗活動。更重要的是,這可以讓學(xué)生在充分感受化學(xué)實驗魅力的同時形成良好的環(huán)保意識,促使學(xué)生在實際生活中運用化學(xué)知識與實驗解決問題,提高學(xué)生的化學(xué)綜合素質(zhì),使學(xué)生養(yǎng)成良好的環(huán)保行為。
2.規(guī)范試劑取用,減少對環(huán)境的污染。
在化學(xué)實驗中,如果學(xué)生使用試劑、藥品不當(dāng),會造成對環(huán)境的污染,尤其在一些自主實驗中,化學(xué)試劑使用不當(dāng)?shù)膯栴}更加突出。一般來說,教材上或相關(guān)材料上關(guān)于如何開展化學(xué)實驗有詳細(xì)的、明確的步驟,學(xué)生對照著這些步驟就能規(guī)范、正確地操作,但是對于試劑、藥品的用量往往把握不準(zhǔn),甚至一些學(xué)生完全“憑感覺”使用化學(xué)試劑等。這樣的行為是不可取的,不僅會讓實驗結(jié)果產(chǎn)生誤差,還容易造成資源浪費,甚至給環(huán)境造成污染。所以,教師要加強管理,讓學(xué)生按照要求使用化學(xué)試劑、藥品,比如固體藥品的用量、液體藥品的濃度等,都要明確并嚴(yán)格規(guī)定,要求學(xué)生依據(jù)規(guī)定取用試劑和藥品。這樣一來,既可以獲得準(zhǔn)確性更高的實驗數(shù)據(jù),又能降低廢棄物產(chǎn)生,在提高實驗教學(xué)效果的同時培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識與嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的探究態(tài)度。
3.創(chuàng)新化學(xué)實驗,降低對環(huán)境的污染。
在化學(xué)實驗過程中,廢棄物的產(chǎn)生是無法避免的,這里既包含了固化物也包含了廢液、廢氣等。既然是不可避免的,教師在綠色化學(xué)理念下能做的就是讓實驗盡少產(chǎn)生這些廢棄物,緩解化學(xué)實驗與環(huán)境保護之間的矛盾。在傳統(tǒng)的初中化學(xué)實驗中,經(jīng)常出現(xiàn)丟廢棄物的問題,這不僅會污染環(huán)境,也會威脅學(xué)生人身安全。在綠色化學(xué)指導(dǎo)下,教師應(yīng)及時創(chuàng)新教學(xué)模式,采取更加環(huán)保的方式,減少廢棄物產(chǎn)生,讓學(xué)生盡可能少地接觸廢棄物。比如,針對一些用到燒杯加熱化學(xué)試劑或藥品的實驗,教師可以用容量更小的試管代替燒杯,這樣既不影響學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察,又能減少化學(xué)藥品、試劑的使用量。若化學(xué)實驗過程中產(chǎn)生有毒、有害氣體,教師可以讓學(xué)生在試管上加上木塞,這樣可以避免氣體釋放到空氣中。
此外,在信息化時代,教師還可以利用信息技術(shù)創(chuàng)新實驗教學(xué)方式。比如,在以濃硫酸為試劑的化學(xué)實驗中,教師可以運用軟件模擬實驗過程,這樣既可以讓學(xué)生直觀地看到實驗現(xiàn)象,又在保護學(xué)生人身安全的同時避免了實驗對環(huán)境造成的破壞,真正實現(xiàn)了零排放、零污染,增強了學(xué)生的環(huán)保意識、責(zé)任意識等。
4.推廣微型實驗,培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保行為。
微型實驗,顧名思義,就是對常規(guī)實驗進行“縮小化”處理,比如減少化學(xué)試劑、藥品的用量,或者調(diào)整實驗器材的容量等,但是不能影響學(xué)生對實驗過程和結(jié)果的觀察。這樣的化學(xué)實驗既可以降低對實驗儀器的損耗,還能減少參與化學(xué)實驗的試劑用量。同時,微型化學(xué)實驗因為用量少,所以反應(yīng)速度更快,這樣可以節(jié)省學(xué)生的實驗時間。也正是因為化學(xué)試劑用量少,產(chǎn)生的有毒、有害物質(zhì)也更少,這在無形中減輕了實驗對環(huán)境的污染。
在綠色化學(xué)理念下,微型實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的運用越來越廣泛,其價值也得到越來越多人的認(rèn)可。為了讓實驗效果更加可視化,教師可以借助多媒體對微型實驗過程、結(jié)果進行放大處理。
例如,在講解“酸和堿”一課時,為了減少酸性、堿性物質(zhì)對環(huán)境以及人體的危害,教師可以秉持著綠色化學(xué)理念,組織學(xué)生展開微型化學(xué)實驗,按照一定的比例調(diào)整酸性溶液與堿性溶液的量,這樣既不會影響實驗結(jié)果,又能讓學(xué)生理解和掌握酸與堿知識。這種形式的化學(xué)實驗以更加環(huán)保的形式讓學(xué)生理解化學(xué)知識并掌握化學(xué)實驗技能。在這個過程中,教師還可以為學(xué)生普及堿性物質(zhì)、酸性物質(zhì)對人體造成的危害。實驗結(jié)束后,教師應(yīng)組織學(xué)生回收酸堿物品,妥善處理廢棄物,以此培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣。
對學(xué)生環(huán)保意識、低碳行為的培養(yǎng)僅依靠理論教學(xué)是不夠的,教師應(yīng)堅持理論教育與實踐教育相結(jié)合的原則展開教學(xué)。若只按照教材對學(xué)生進行理論教育,對學(xué)生的影響十分有限。因此,綠色化學(xué)理念下,教師應(yīng)適當(dāng)?shù)赝卣菇虒W(xué)內(nèi)容,組織學(xué)生開展豐富多彩的實踐活動,以此達(dá)到完善、補充教學(xué)的作用。
例如,在學(xué)習(xí)《有機合成材料》一課后,教師可以圍繞教學(xué)主題展開實踐活動,組織學(xué)生進行社會調(diào)查,采取問卷調(diào)查、訪談等形式了解有機合成材料在生活中的應(yīng)用情況以及帶來的影響,并思考、探索如何使用可以最大限度地降低環(huán)境污染。結(jié)束活動后,教師鼓勵學(xué)生撰寫調(diào)查報告,寫下研究結(jié)果以及自身的感悟。諸如此類的化學(xué)實驗活動不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,還能讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)知識的魅力以及在實際生活中的應(yīng)用,更能增強學(xué)生的責(zé)任意識,幫助學(xué)生形成綠色化學(xué)態(tài)度。
綜上所述,綠色化學(xué)強調(diào)控制各種污染的發(fā)生,追求對生態(tài)環(huán)境、自然環(huán)境的保護,具有重要的現(xiàn)實意義。在初中化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)深入研究新課標(biāo)教學(xué)要求,構(gòu)建科學(xué)的教學(xué)模式,秉持全過程滲透的原則,在課堂導(dǎo)入、知識講授、化學(xué)實驗、實驗活動等環(huán)節(jié)融入綠色化學(xué)理念,使學(xué)生樹立良好的環(huán)保意識,在實際生活中能夠主動保護環(huán)境,承擔(dān)起社會責(zé)任,為我國環(huán)保事業(yè)做出貢獻,同時推動初中化學(xué)教學(xué)的改革與可持續(xù)發(fā)展。