高中化學(xué)實驗教學(xué)中綠色化學(xué)實驗設(shè)計分析

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(黑龍江省大慶市東風(fēng)中學(xué))

對于高中化學(xué)實驗教學(xué)而言，加強實驗綠色化設(shè)計至關(guān)重要，其不但和學(xué)生日后進(jìn)行化學(xué)實驗有關(guān)，還和化學(xué)學(xué)科能夠穩(wěn)定發(fā)展有很大聯(lián)系。為此，相關(guān)教師需加大實驗綠色化設(shè)計力度，通過采用有效手段，促使其存在的實效性得到充分發(fā)揮，推動高中化學(xué)實驗教學(xué)水平上升到新高度。

一、高中化學(xué)實驗綠色設(shè)計的內(nèi)涵

新時代的高中化學(xué)實驗教學(xué)要結(jié)合綠色化學(xué)進(jìn)行設(shè)計。如果依據(jù)教材的實驗流程和實驗儀器來開展，會導(dǎo)致一些有毒害的化學(xué)物質(zhì)遭到泄漏，或化學(xué)實驗結(jié)束后不能有效處理有毒廢物，進(jìn)而和綠色化學(xué)理念相違。所以需以綠色化學(xué)觀為基礎(chǔ)，從各個方面優(yōu)化實驗，如儀器密閉操作，優(yōu)化藥劑、試劑，簡化實驗過程，來全面優(yōu)化化學(xué)實驗，這對加強高中生的思維能力和培養(yǎng)綠色化學(xué)觀具有至關(guān)重要的作用。

二、綠色設(shè)計手段

由于教育改革的深入，高中時期的化學(xué)教材和課程標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了一定變化，充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)理念。比如，刪除一些影響學(xué)生生命健康的化學(xué)實驗，對有毒害的化學(xué)物質(zhì)也做出了相關(guān)規(guī)定等。新編制的高中化學(xué)課文融入了很多環(huán)保實驗，并在實驗中介紹了實驗廢物處理方法。高中時期的化學(xué)實驗可以說是加強學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的重要部分，為了幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)觀念，在具體實驗中需牢記以下幾方面內(nèi)容。

1.回收再利用實驗物品

一些高中生把實驗廢物直接排入下水道，而這些化學(xué)物質(zhì)會影響社會環(huán)境，為此高中化學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生實驗時，需重視回收再利用實驗廢物或是其他化學(xué)物質(zhì)，降低對自然環(huán)境影響程度，實現(xiàn)節(jié)省實驗試劑的目的。

2.組織微型化學(xué)實驗活動

微化學(xué)實驗并非是在實驗中減少化學(xué)藥品、試劑的用量，而是需要對化學(xué)實驗進(jìn)行重新設(shè)計，這樣的實驗可有效完成教學(xué)內(nèi)容，并達(dá)到節(jié)能減排的目的。而且這類實驗對于試劑也并沒有多大要求，可節(jié)省很多藥劑。此外，實驗設(shè)備易操作。一些微型化實驗可以利用生活廢物進(jìn)行實驗，如用經(jīng)過處理的鋁板替代滴板，這樣不但能夠提高廢物利用率，還能降低對環(huán)境的污染程度。

3.串聯(lián)化學(xué)實驗活動

將高中化學(xué)教材內(nèi)有較強聯(lián)系性的實驗放到一起開展，這樣不但能夠避免實驗流程重復(fù)，還能減少實驗藥品耗用量。比如，在進(jìn)行濃硫酸與銅的實驗時，研究反應(yīng)后還能進(jìn)行相關(guān)褪色實驗，運用實用產(chǎn)物開展另一個化學(xué)實驗，能充分展現(xiàn)出綠色化學(xué)的作用。

4.嚴(yán)格規(guī)范實驗流程

教學(xué)指導(dǎo)高中生在開展實驗時，保證其規(guī)范性，完善藥品的監(jiān)督、管理。比如，在聞藥品氣味時需要保證在合理范圍內(nèi)，防止毒氣損害學(xué)生身體；在取實驗藥品時需嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定，切勿出現(xiàn)浪費的情況；對于化學(xué)實驗內(nèi)出現(xiàn)的廢液需要分類倒入不同的回收瓶中，進(jìn)行無害化處理；對于廢氣需應(yīng)用相關(guān)裝置將其吸收完全，如在制氯氣時，在化學(xué)實驗后可以用氫氧化鈉把多余的氣體吸收掉。

5.合理使用新興工具

伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，創(chuàng)新型的工具可得以全方位使用?？茖W(xué)、合理地運用多媒體，并與化學(xué)實驗教學(xué)融合，可最大限度激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣與熱情，減少實驗事故。而且對于不易動手操作、危險性高的實驗也可以通過多媒體展現(xiàn)。例如，一些污染性強、藥劑多的實驗，教師可以通過錄制視頻的方式，在課堂中向?qū)W生展示，讓學(xué)生充分掌握實驗流程，在其前提下減小藥品耗費量，降低對自然環(huán)境的影響?；诖?，教師需加大對多媒體教學(xué)工具應(yīng)用力度，通過有效應(yīng)用，把其存在的實效性發(fā)揮出最大化。

6.定期組織綠色化學(xué)討論

要想提升學(xué)生綠色化學(xué)觀，還需要教師定期組織學(xué)生們一起交流、討論一些和綠色化學(xué)相關(guān)的話題，讓學(xué)生說出自己對綠色化學(xué)實驗的意見，互相溝通。

三、綠色化學(xué)實驗的注意事項

1.在開展設(shè)計時重視學(xué)生的引導(dǎo)

綠色思想要融入實驗教學(xué)設(shè)計的每一個過程，適時對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，在自主設(shè)計中融入綠色化學(xué)實驗思想。很多學(xué)生對實驗進(jìn)行設(shè)計時，很多方面考慮的不周到，如方案缺乏合理性、未能回收有毒物質(zhì)、浪費藥品等。這些問題均需要教師正確引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)思想，這樣在開展實驗設(shè)計時更能思慮周全。

例如，開展硫、氮的氧化物實驗時，需要設(shè)計實驗來收集二氧化硫。在進(jìn)行此實驗前，很多學(xué)生已進(jìn)行過二氧化碳的制取、收集實驗，故可以借力給力，運用同樣的原理和方法對二氧化硫氣體進(jìn)行處理，設(shè)計合理的尾氣收集方案，提升教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生的綠色化學(xué)思想得以拓展。

2.科學(xué)、合理地連接實驗裝置

在每項化學(xué)實驗中，裝置的連接極為重要，此環(huán)節(jié)決定整個實驗的成敗。部分學(xué)生未能重視實驗連接良好設(shè)計，有時會導(dǎo)致有害、有毒氣體的外漏，甚至整個實驗裝置都會漏氣，而這些均與實驗設(shè)計的理念不相符。

因此，在引導(dǎo)學(xué)生連接裝置時，教師需要將綠色化學(xué)思想融入其中，讓學(xué)生自覺考慮合理的實驗裝置設(shè)計，把生態(tài)化、綠色化思想滲入至實驗裝置的連接設(shè)計中。例如，在開展二氧化硫制取實驗時，此設(shè)計需考慮的一個重點問題就是其中裝置連接，教師指導(dǎo)學(xué)生用硫酸+亞硫酸鈣反應(yīng)，制取硫酸鈣加上二氧化硫。同時，為了可以證明二氧化硫溶于水后，具有強氧化性。故可將尾部連入品紅中，二氧化硫進(jìn)入品紅顏色褪去。之后重新加熱又可見品紅顏色恢復(fù)。此實驗說明，在整個實驗中，需要做好密閉性的裝置連接處理，這樣可確保實驗的有效性，又能讓二氧化硫充分利用，不會對環(huán)境造成太大污染。既可觀察實驗的現(xiàn)象，又能極好解決廢棄的問題，把綠色化學(xué)思想傳達(dá)給了每一位學(xué)生。

3.重視實驗廢品有效處理

在實驗過程中，教師要將廢品處理思想傳達(dá)給每一個學(xué)生，并教給他們相應(yīng)的處理方法。這是實驗教學(xué)的有效拓展，也是培養(yǎng)學(xué)生操作實驗?zāi)芰Φ暮梅椒ā?/p>

比如，在講解硫酸、氨等內(nèi)容時，教師要結(jié)合實驗教授學(xué)生，在實驗過后會有各種強酸剩下，如果隨意處理會腐蝕排水系統(tǒng)，也會影響環(huán)境，因此要選擇適當(dāng)?shù)膲A性溶液與其中和，當(dāng)PH值達(dá)標(biāo)后再排出。再如，上述所說的酸性氣體廢物，最好可在實驗儀器的最后環(huán)節(jié)中加一個廢棄吸收液，之后同樣用堿性的液體中和，防止酸性氣體污染環(huán)境。這些都是必要的實驗環(huán)節(jié)，所以要向?qū)W生傳達(dá)有效處理實驗廢棄物這一基本的實驗理念，提升化學(xué)實驗中綠色設(shè)計效果，培養(yǎng)學(xué)生良好的綠色化學(xué)觀。

綜上，綠色化學(xué)在高中化學(xué)實驗中極為重要，與實驗教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生素養(yǎng)有很大關(guān)系。為此，高中化學(xué)教師需給予實驗綠化設(shè)計高度重視，并通過行之有效的手段，將其含有的實效性發(fā)揮出最大化，以期培養(yǎng)高中生的綠色化學(xué)觀。