高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析

楊曉丹

【摘要】以化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的綠色設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，結(jié)合綠色設(shè)計(jì)的意義，通過(guò)回收并二次運(yùn)用實(shí)驗(yàn)物品、將實(shí)驗(yàn)活動(dòng)串聯(lián)、開(kāi)展微小型的實(shí)驗(yàn)化學(xué)活動(dòng)、規(guī)范實(shí)驗(yàn)必要的專業(yè)流程、合理使用新興工具、定期組織綠色化學(xué)討論這幾方面進(jìn)行深入探索與研究，目的是為了提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)中綠色設(shè)計(jì)效果。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)?綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)至關(guān)重要，其不但和學(xué)生日后進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)力度，通過(guò)采用有效手段，促使其存在的實(shí)效性得到充分發(fā)揮，推動(dòng)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平上升到新高度。

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

新時(shí)代的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要結(jié)合綠色化學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果依據(jù)教材的實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)開(kāi)展，會(huì)導(dǎo)致一些有毒害的化學(xué)物質(zhì)遭到泄漏，或化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(gè)方面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，如儀器密閉操作，優(yōu)化藥劑、試劑，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程，來(lái)全面優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)，這對(duì)加強(qiáng)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(jì)手段

由于教育改革的深入，高中時(shí)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(shí)驗(yàn)，對(duì)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(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)中介紹了實(shí)驗(yàn)廢物處理方法。高中時(shí)期的化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)是加強(qiáng)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的重要部分，為了幫助學(xué)生樹(shù)立正確的學(xué)習(xí)觀念，在具體實(shí)驗(yàn)中需牢記以下幾方面內(nèi)容。

1.回收再利用實(shí)驗(yàn)物品

一些高中生把實(shí)驗(yàn)廢物直接排入下水道，而這些化學(xué)物質(zhì)會(huì)影響社會(huì)環(huán)境，為此高中化學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，需重視回收再利用實(shí)驗(yàn)廢物或是其他化學(xué)物質(zhì)，降低對(duì)自然環(huán)境影響程度，實(shí)現(xiàn)節(jié)省實(shí)驗(yàn)試劑的目的。

2.組織微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

微化學(xué)實(shí)驗(yàn)并非是在實(shí)驗(yàn)中減少化學(xué)藥品、試劑的用量，而是需要對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，這樣的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)對(duì)于試劑也并沒(méi)有多大要求，可節(jié)省很多藥劑。此外，實(shí)驗(yàn)設(shè)備易操作。一些微型化實(shí)驗(yàn)可以利用生活廢物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如用經(jīng)過(guò)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(duì)環(huán)境的污染程度。

3.串聯(lián)化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

將高中化學(xué)教材內(nèi)有較強(qiáng)聯(lián)系性的實(shí)驗(yàn)放到一起開(kāi)展，這樣不但能夠避免實(shí)驗(yàn)流程重復(fù)，還能減少實(shí)驗(yàn)藥品耗用量。比如，在進(jìn)行濃硫酸與銅的實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究反應(yīng)后還能進(jìn)行相關(guān)褪色實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用實(shí)用產(chǎn)物開(kāi)展另一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，能充分展現(xiàn)出綠色化學(xué)的作用。

4.嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)流程

教學(xué)指導(dǎo)高中生在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)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(shí)驗(yàn)藥品時(shí)需嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定，切勿出現(xiàn)浪費(fèi)的情況;對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(wú)害化處理;對(duì)于廢氣需應(yīng)用相關(guān)裝置將其吸收完全，如在制氯氣時(shí)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yùn)用多媒體，并與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合，可最大限度激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣與熱情，減少實(shí)驗(yàn)事故。而且對(duì)于不易動(dòng)手操作、危險(xiǎn)性高的實(shí)驗(yàn)也可以通過(guò)多媒體展現(xiàn)。例如，一些污染性強(qiáng)、藥劑多的實(shí)驗(yàn)，教師可以通過(guò)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(shí)驗(yàn)流程，在其前提下減小藥品耗費(fèi)量，降低對(duì)自然環(huán)境的影響?；诖耍處熜杓哟髮?duì)多媒體教學(xué)工具應(yīng)用力度，通過(guò)有效應(yīng)用，把其存在的實(shí)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(shuō)出自己對(duì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的意見(jiàn)，互相溝通。

三、綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)

1.在開(kāi)展設(shè)計(jì)時(shí)重視學(xué)生的引導(dǎo)

綠色思想要融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的每一個(gè)過(guò)程，適時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，在自主設(shè)計(jì)中融入綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)思想。很多學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(fèi)藥品等。這些問(wèn)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(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)更能思慮周全。

例如，開(kāi)展硫、氮的氧化物實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)收集二氧化硫。在進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)前，很多學(xué)生已進(jìn)行過(guò)二氧化碳的制取、收集實(shí)驗(yàn)，故可以借力給力，運(yùn)用同樣的原理和方法對(duì)二氧化硫氣體進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)裝置

在每項(xiàng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，裝置的連接極為重要，此環(huán)節(jié)決定整個(gè)實(shí)驗(yàn)的成敗。部分學(xué)生未能重視實(shí)驗(yàn)連接良好設(shè)計(jì)，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致有害、有毒氣體的外漏，甚至整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置都會(huì)漏氣，而這些均與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理念不相符。

因此，在引導(dǎo)學(xué)生連接裝置時(shí)，教師需要將綠色化學(xué)思想融入其中，讓學(xué)生自覺(jué)考慮合理的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)，把生態(tài)化、綠色化思想滲入至實(shí)驗(yàn)裝置的連接設(shè)計(jì)中。例如，在開(kāi)展二氧化硫制取實(shí)驗(yàn)時(shí)，此設(shè)計(jì)需考慮的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)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(shí)，為了可以證明二氧化硫溶于水后，具有強(qiáng)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(jiàn)品紅顏色恢復(fù)。此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，需要做好密閉性的裝置連接處理，這樣可確保實(shí)驗(yàn)的有效性，又能讓二氧化硫充分利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成太大污染。既可觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，又能極好解決廢棄的問(wèn)題，把綠色化學(xué)思想傳達(dá)給了每一位學(xué)生。

3.重視實(shí)驗(yàn)廢品有效處理

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

比如，在講解硫酸、氨等內(nèi)容時(shí)，教師要結(jié)合實(shí)驗(yàn)教授學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)過(guò)后會(huì)有各種強(qiáng)酸剩下，如果隨意處理會(huì)腐蝕排水系統(tǒng)，也會(huì)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(shuō)的酸性氣體廢物，最好可在實(shí)驗(yàn)儀器的最后環(huán)節(jié)中加一個(gè)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(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，所以要向?qū)W生傳達(dá)有效處理實(shí)驗(yàn)廢棄物這一基本的實(shí)驗(yàn)理念，提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)中綠色設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)中極為重要，與實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)綠化設(shè)計(jì)高度重視，并通過(guò)行之有效的手段，將其含有的實(shí)效性發(fā)揮出最大化，以期培養(yǎng)高中生的綠色化學(xué)觀。

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