摘 要：在高中化學實驗探究中滲透綠色化學理念，既契合現代教育對學生環(huán)保意識的培養(yǎng)需求，也能有效促進其創(chuàng)新實驗能力的提升。然而，目前我國高中化學實驗教學中，綠色化學理念的滲透尚不充分，存在學生環(huán)保意識薄弱、教師專業(yè)素養(yǎng)欠缺、探究方式單一、實驗材料資源匱乏等問題，影響了該理念的有效推廣。基于此，本文以高中化學實驗探究為核心議題，提出切實可行的滲透策略，為綠色化學教育的推廣提供參考，推動可持續(xù)發(fā)展理念在基礎教育中的全面落實。

關鍵詞：高中化學；實驗探究；綠色化學理念

綠色化學是指借助化學知識及相應的原理，從化學反應和化工生產的源頭上減少有毒有害物質的產生，從而降低化學活動對環(huán)境的污染，達到節(jié)約資源和保護環(huán)境的目的[1]。高中階段是學生科學觀念與核心素養(yǎng)逐步形成的關鍵期，通過在高中化學實驗探究中滲透綠色化學理念，不僅有助于培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和責任感，還能促進其在科學探究過程中的創(chuàng)新性和系統(tǒng)性思維發(fā)展。因此，探索綠色化學理念在高中化學實驗探究中的有效滲透路徑，不僅可為學生構建系統(tǒng)的環(huán)保觀提供實踐平臺，還能豐富實驗教學的內涵，對構建科學、環(huán)保的實驗教學體系具有顯著的現實意義。

一、高中化學實驗探究中綠色化學理念滲透的必要性

（一）改善實驗資源耗損現象

在以往的實驗教學中，經常會出現學生、教師肆意浪費材料的情況，從而加大了實驗成本[2]。而綠色化學理念的滲透則可通過優(yōu)化實驗設計和規(guī)范操作流程，提高資源管理效率，促進材料的集約化使用。一方面，綠色化學提倡“微量實驗”和“低毒試劑”原則，即在滿足實驗現象呈現的前提下，精確控制試劑的使用量，并優(yōu)先選用低毒性替代物，減少材料消耗，提升實驗的安全性。另一方面，綠色化學理念強調“循環(huán)利用”與“廢棄物管理”策略，通過對反應物和副產物的分類回收及再利用，促進資源的高效循環(huán)。此種綠色化學的回收機制不僅可以減少資源耗損，還為長期實驗教學提供了穩(wěn)定資源支持，實現了資源的高效配置與可持續(xù)利用。

（二）強化學生環(huán)境保護意識

綠色化學理念的核心，在于人與自然的和諧發(fā)展，即既能夠滿足人們的實際生活需求，又能促進生態(tài)環(huán)境建設[3]。在高中化學實驗探究中滲透綠色化學理念，能夠借助資源節(jié)約、污染最小化和生態(tài)友好型實驗方法，為學生提供環(huán)保實踐的明確方向。具體而言，通過在實驗中引入低毒試劑、微量實驗以及廢棄物管理等綠色化學原則，學生能夠直觀地認識到實驗中化學試劑對環(huán)境的潛在負面影響，從而培養(yǎng)其科學嚴謹地處理實驗廢棄物的意識，進一步理解減少污染排放對生態(tài)系統(tǒng)的重要性。該過程能夠促使學生在實驗操作中逐步內化綠色化學的環(huán)保理念，將資源節(jié)約與環(huán)境保護納入科學探究的思維中，進而提升其對環(huán)境保護的主動認知與責任感。

（三）提升學生創(chuàng)新實驗能力

高中化學實驗探究中融入綠色化學理念，為學生的實驗創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了重要契機。例如：綠色化學理念不僅要求實驗設計關注反應效果，更強調試劑的低毒性、反應條件的溫和性以及產物的環(huán)境影響，這一要求為學生提供了豐富的創(chuàng)新空間，使其在設計實驗方案時能夠從多角度綜合考量。再如：綠色化學理念可為學生探索新型替代試劑和優(yōu)化實驗操作提供了實踐機會。通過對試劑環(huán)境友好性、操作簡便性及廢棄物處理安全性的分析，學生逐漸掌握在實驗設計中統(tǒng)籌環(huán)保和科學性的要領，最終形成具備綠色化學導向的實驗創(chuàng)新能力。此種創(chuàng)新能力不僅滿足實驗教學對創(chuàng)新實踐的要求，還賦予學生在未來科研與應用中貫徹可持續(xù)發(fā)展理念的核心素養(yǎng)。

二、目前高中化學實驗探究的問題

（一）學生環(huán)保意識較為薄弱

當前高中化學實驗探究中，學生的環(huán)保意識相對薄弱，具體表現為以下兩方面。一方面，對綠色化學理念的認識存在不足[4]。部分學生將綠色化學僅視為一種理論性知識，對其倡導的低毒性、資源節(jié)約、無污染等核心原則未能深刻理解，未將其內化為實驗設計和操作的基本準則，導致在實驗中缺乏節(jié)約和環(huán)保的自覺意識。另一方面，對環(huán)境保護的責任感較為欠缺。在實驗操作過程中，一些學生因環(huán)保責任感的欠缺而隨意使用、丟棄試劑，表現出對資源合理利用缺乏重視。同時，部分學生在廢棄物處理上也缺少無害化的認知，通常直接倒棄廢液或丟棄固體廢棄物，忽視了化學廢棄物對生態(tài)環(huán)境的潛在影響。此種淺層次的環(huán)保意識不僅限制了學生在實驗探究中建立起對環(huán)境保護的自覺責任感，也不利于其科學素養(yǎng)和社會責任感的全面發(fā)展。

（二）教師專業(yè)能力仍有不足

綠色化學的復雜性與專業(yè)性對高中化學教師的教學素養(yǎng)提出了更高要求，然而，目前部分教師在綠色化學領域的專業(yè)能力仍顯不足，限制了綠色化學理念在教學中的有效滲透。這一問題主要體現在以下幾個方面。其一，面對著即將到來的“高考”，許多高中的化學教師在課堂上對學生進行“習題海洋”式的教育，以求更好的學習效果，忽視了實驗教學中對綠色化學理念的系統(tǒng)性滲透，致使學生缺乏實踐中接觸和理解綠色化學的機會[5]。其二，部分教師由于缺乏系統(tǒng)的專業(yè)培訓，對綠色化學的核心原理及其在實驗設計中的應用理解不夠深入，導致在實際教學中難以全面融入綠色化學理念。其三，部分教師在綠色化學實驗操作上經驗有限，設計和實施過程中?；貧w傳統(tǒng)實驗模式，未能在低毒試劑選取、廢棄物管理及資源循環(huán)利用等方面提供有效指導，使綠色化學理念難以貫穿實驗環(huán)節(jié)。這些因素使得綠色化學在實驗教學中的作用未能充分發(fā)揮，限制了學生的環(huán)保意識培養(yǎng)和創(chuàng)新實踐能力的提升。

（三）綠色化學探究方式相對單一

當前高中化學實驗探究中，綠色化學實驗內容與形式的局限性直接影響了學生探究體驗的深度與廣度。內容上，綠色化學實驗多聚焦于基礎性操作，如簡單的污染防治和試劑用量控制，較少涉及資源循環(huán)利用、綠色催化反應及反應條件優(yōu)化等復雜探究主題，缺乏系統(tǒng)化的綠色化學視角，無法引導學生深入理解綠色化學的多維度內涵。形式上，多數實驗仍以驗證性實驗為主，強調既定結果的呈現，缺少以問題驅動為導向的探究性實驗及開放式實驗設計，使學生在實驗過程中主要遵循固定步驟，缺少對實驗優(yōu)化與資源利用效率改進的自主思考。此外，綠色化學實驗缺乏分層次模塊設計，難以滿足不同層次學生的探究需求，實驗內容難以深化或拓展，無法為具有較高探究能力的學生提供進一步研究綠色化學現象的機會。

（四）綠色化學實驗材料仍較匱乏

綠色化學實驗的有效開展依賴于低毒、低污染、可降解試劑以及符合環(huán)保標準的專用設備。然而，受預算和供應鏈的局限，許多學校的實驗室難以購入足量的環(huán)保試劑和相關設備，僅能使用舊的實驗裝置[6]。另外，由于綠色試劑通常成本較高，部分環(huán)保設備如微量滴定器、氣體回收裝置等價格昂貴，相比傳統(tǒng)實驗器材難以普及。這一材料與設備資源的短缺直接限制了綠色實驗的廣泛應用和推廣。由此可見，試劑和設備的缺乏不僅影響綠色實驗的規(guī)范性與操作效果，也弱化了學生在實驗中對綠色化學核心理念的感知與實踐能力，致使綠色化學理念的滲透深度大打折扣。

三、高中化學實驗探究中綠色化學理念的滲透策略

（一）引入綠色實驗課程模塊，增強學生環(huán)保意識

“綠色化學與環(huán)保”模塊是一種深度整合綠色化學核心理念與實驗探究過程的課程設計，其目標在于引導學生在化學實驗中逐步內化綠色化學的基本原則，從實驗設計、操作規(guī)范到實驗反思，構建系統(tǒng)化的環(huán)保認知與實踐習慣。首先，在課程模塊的目標設定中，應突出“減少試劑消耗、降低環(huán)境負荷”等綠色化學理念。教師可將試劑使用量控制、廢棄物處理和試劑選擇中的環(huán)保意識納入教學要求。其次，在實驗設計模塊中，教師需在實驗探究環(huán)節(jié)設置綠色實驗操作的指導思路，促使學生在設計和操作前審視試劑用量、生成物對環(huán)境的影響及實驗方案的節(jié)約性。這一過程可幫助學生更好地理解“污染預防”原則，并在實踐中不斷驗證，將綠色化學理念內化為實驗倫理。最后，為確保綠色實驗模塊在實驗后得到有效反饋，教師還應在課程評價體系中適當增加對綠色操作的關注。通過量化學生在實驗過程中的環(huán)保操作、資源節(jié)約意識等，形成多維度的評價標準，使學生能夠在完成實驗后自我反思綠色化學的實際應用價值。

以人教版高中化學必修二第五章第1節(jié)《硫及其化合物》為例，本課中硫元素的反應特性與其氧化物的生成和酸性特點，為綠色化學理念的實施提供了良好的教學載體。首先，在課程目標設定中，教師應強調“減少試劑消耗”和“降低環(huán)境負荷”的原則。例如：在硫燃燒生成二氧化硫（SO2）的實驗中，教師可指導學生合理控制硫的用量，以在確保觀察效果的同時減少SO2的排放。其次，在實驗設計環(huán)節(jié)，教師可在SO2與水反應生成亞硫酸（SO2+H2OH2SO2）的實驗中引入微量控制，通過少量試劑觀察現象，幫助學生理解“污染預防”原則，從而減少試劑的使用量。最后，在實驗后期的評價中，教師可設立環(huán)保操作和資源節(jié)約標準。例如：在硫酸銅與鐵反應生成硫酸亞鐵和銅的實驗（CuSO4+Fe→FeSO4+Cu）中，教師可要求學生使用低濃度硫酸銅溶液，并回收生成的固體銅，以促進其在實驗后反思廢棄物管理與環(huán)境影響。

（二）開展綠色化學研討活動，提升教師專業(yè)水平

綠色化學研討活動旨在通過經驗交流的方式，使教師深入理解綠色化學的核心理念，更新其化學教學觀念，并提升其實驗設計與教學實施中的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展能力。一方面，教師應主動提升對綠色化學理論和實驗設計的理解，通過自學、研讀專業(yè)文獻等方式，深入掌握綠色化學的核心原理，并探索其在化學實驗中的具體應用。例如：在選擇實驗材料時，教師可以優(yōu)先考慮低毒性、易處理的試劑，從實驗設計階段確保實驗過程的環(huán)保性。另一方面，教師可以通過參加或組織同行研討，定期分享綠色化學實驗教學中的經驗與成果。在研討活動中，教師可介紹其在實驗教學中的具體操作步驟、選材依據以及環(huán)保改進點，并在其他教師的反饋中發(fā)現自己方案的潛在不足之處。通過反饋，教師能夠進一步優(yōu)化自己的實驗設計，并吸取他人經驗來解決教學中的難題，最終形成更加科學、環(huán)保的實驗教學流程。

以人教版高中化學必修二第六章第2節(jié)《化學反應的速率與限度》為例，教師在引導學生進行“化學反應速率的影響因素”實驗時，從綠色化學理念出發(fā)，做好實驗準備，以有效融入環(huán)保理念。首先，教師可以通過查閱專業(yè)文獻，如《綠色化學原理與實踐》，深入理解與反應速率相關的綠色化學原則?；诖耍處熢趯嶒炘O計階段應優(yōu)先選擇易處理、低毒的硫代硫酸鈉（Na2S2O3）和稀硫酸（H2SO4）作為反應物，從源頭上確保實驗的安全性與環(huán)保性。同時，教師可參考綠色化學實驗的優(yōu)化案例，適當降低Na2S2O3和H2SO4的濃度和用量，確保學生在觀察到顯著反應速率變化的同時，減少試劑使用和環(huán)境負擔。這不僅提升了教師對綠色化學原理的理解，也為學生樹立了良好的環(huán)保示范。隨后，教師可以通過參加研討活動，介紹“化學反應速率的影響因素”實驗的具體操作，如Na2S2O3和H2SO4濃度的精準控制、反應溫度的合理優(yōu)化等，以實現實驗現象觀察與試劑節(jié)約的雙重目標。通過同行的反饋，教師能識別實驗方案中的潛在改進空間，例如試劑用量是否過大、廢液處理是否規(guī)范等?；谶@些反饋，教師可進一步優(yōu)化實驗設計。

（三）拓展綠色實驗內容層次，豐富探究過程體驗

綠色化學實驗教學不應局限于簡單的實驗操作，而應結合實驗目標與難度，設計不同層次的綠色實驗模塊，以滿足學生在不同學習階段的認知需求。在實驗內容的多樣化方面，教師應基于綠色化學的核心原則，構建多維度的實驗模塊體系。實驗內容設計應涵蓋低毒試劑的選擇、反應條件的優(yōu)化、試劑用量控制、污染物生成的預防等，以全面體現綠色化學的實踐要求。通過多樣化的內容，使學生能夠在不同實驗情境中掌握綠色化學的各項基本操作標準和環(huán)保原則，逐步形成對綠色化學原則的全面理解。在層次分級設計上，教師應針對學生的能力水平和學習進程，建立逐步遞進的綠色實驗任務體系。初級實驗應聚焦于基礎綠色化學操作的熟悉與掌握，使學生在基本實驗中建立綠色化學的基本操作認知。在中級階段，實驗難度逐漸提高，引導學生在實驗設計中融入更深層次的環(huán)保考量，關注試劑用量的精確控制和反應條件的優(yōu)化。高級實驗則進一步要求學生具備獨立設計實驗的能力，綜合考慮實驗各環(huán)節(jié)的環(huán)保性，形成系統(tǒng)的綠色化學思維。

以人教版高中化學必修二第七章第2節(jié)的“加成反應”實驗為例，在內容多樣化方面，教師應優(yōu)先選擇低毒性試劑，減少對環(huán)境的影響。在本實驗中，可選用稀釋的溴水（Br2）溶液作為氧化劑，以控制溴的用量，減少有害物質的使用量和廢棄物的產生。同時，通過實驗前講解乙烯（C2H4）與溴水發(fā)生加成反應后褪色的現象，引導學生認識到碳碳雙鍵（C=C）易與溴發(fā)生加成反應，生成1，2-二溴乙烷（C2H4Br2），并理解此反應的原子經濟性。在層次分級設計上，教師可以分階段設置實驗任務，以逐步提升學生的綠色操作技能和反應條件優(yōu)化意識。①基礎層次。教師要求學生觀察乙烯與溴水反應后的褪色現象，掌握加成反應的基本特征，同時了解低毒試劑的優(yōu)先選擇及規(guī)范操作。②進階層次。教師引導學生調節(jié)溴水濃度或反應溫度，探討這些條件對反應速率的影響，從而使學生理解如何通過優(yōu)化實驗條件實現綠色化操作。③更高層次。教師可以要求學生設計實驗方案，合理控制試劑用量和反應時間，確保所有試劑參與反應以減少未反應試劑的殘留，實現實驗的高效、環(huán)保。通過多層次的綠色實驗設計，學生不僅掌握了如何選擇低毒、易處理的試劑，還學習到如何通過反應條件控制優(yōu)化實驗過程，最終形成環(huán)保意識與化學操作能力的同步提升。

（四）推進實驗材料回收利用，實現資源循環(huán)管理

為解決綠色化學實驗材料較匱乏這一問題，教師可以在實驗結束后積極指導學生進行材料分類和資源再利用，逐步實現資源的高效管理與環(huán)境影響的最小化，使得實驗材料得到充分利用。對此，教師可從以下方面入手：第一，建立科學的材料分類回收機制。教師應根據實驗材料的物理、化學特性，制定詳細的分類標準，引導學生在實驗后對試劑殘液、生成物和未使用試劑進行合理的分類處理。例如：溶液類、固體廢棄物和氣體廢棄物應根據化學性質（如酸堿性、氧化還原性等）分別收集，確保不同材料的有效分離與管理。第二，構建資源循環(huán)使用體系。針對可再利用的試劑或實驗材料，教師應制定相應的再生流程，以便這些試劑經過凈化、濃縮或其他簡單處理后再度應用于實驗教學中。教師可以根據實驗的具體需求，預先設置材料再生的標準，使符合再利用條件的材料循環(huán)使用于相同或相似實驗中，從而減少新材料的使用，降低成本與減少資源浪費。第三，實施規(guī)范化的回收記錄與數據管理。教師可以在實驗室建立回收臺賬，將每次實驗產生的材料消耗、回收量、再利用量等數據進行詳細記錄，以便后續(xù)評估材料回收的實際效果，并在必要時調整回收流程。

以人教版高中化學必修二第七章第2節(jié)的“氧化反應”實驗為例，針對乙烯（C2H4）與氧氣（O2）在燃燒過程中生成二氧化碳（CO2）和水（H2O）的情況，教師可以采取科學的材料回收措施，減少資源浪費并降低環(huán)境影響。例如：對于實驗產生的CO2，教師可以引導學生使用吸收裝置，將CO2氣體通入堿液中轉化為碳酸鹽，由此不僅能減少CO2的直接排放，還能將其轉化為碳酸鈉或碳酸鈣等實驗室常用的物質，用于后續(xù)實驗，實現資源的循環(huán)利用。再如：對于實驗中使用的氧化劑如過氧化氫（H2O2），由于過氧化氫分解后生成水和氧氣，教師可以設置專門的回收容器，回收未完全分解的H2O2溶液。在回收過程中，教師應向學生講解如何安全操作，強調分解產物的無害化處理方式。通過此種方式，學生能夠理解如何減少試劑消耗，同時掌握有效的回收技術。同時，對于每次實驗結束后收集的試劑的用量、回收量及再利用情況應及時記錄，以此幫助學生清楚地了解回收的成效及其對環(huán)境的影響，培養(yǎng)科學的材料管理能力和綠色化學意識。

結束語

綠色化學理念在高中化學實驗探究中的滲透，不僅深化了實驗教學的內涵，也賦予了化學教育更為深遠的生態(tài)責任。通過引入綠色實驗課程模塊、開展綠色化學研討活動、拓展綠色實驗內容層次和推進實驗材料回收利用，學生能夠在實踐中逐步形成環(huán)保意識與資源管理能力。這不僅有助于將綠色化學的核心原則從理論轉化為學生的實際操作規(guī)范，還能使其在掌握化學知識的同時，樹立起可持續(xù)發(fā)展的科學素養(yǎng)。因此，推動綠色化學在高中教育中的廣泛應用，既是課程改革的核心要求，也是培養(yǎng)具備環(huán)境責任感和創(chuàng)新思維的未來公民的關鍵舉措，對社會的生態(tài)文明建設具有深遠的意義。

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