淺談綠色化學(xué)理念下中學(xué)化學(xué)教學(xué)舉措

郭子童 姚軍

【摘要】當(dāng)今社會(huì)隨著人們生活環(huán)境的惡化，綠色可持續(xù)發(fā)展觀念也隨之深入人心，綠色化學(xué)已然成為21世紀(jì)化學(xué)科發(fā)展的主流方向之一。教師可以在講解化學(xué)知識(shí)的同時(shí)結(jié)合化學(xué)情境的真實(shí)案例，或者是通過結(jié)合綠色化學(xué)的前沿領(lǐng)域，幫助學(xué)生更深入地理解綠色化學(xué)的實(shí)際意義及前景發(fā)展，注重通過對化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化改進(jìn)、微型化處理，展示生活化實(shí)驗(yàn)等舉措，使學(xué)生產(chǎn)生綠色化學(xué)觀念的共鳴。

【關(guān)鍵詞】高中? 綠色化學(xué)? 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)? 舉措

【中圖分類號(hào)】G633.8 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2021）37-0118-02

一、高中綠色化學(xué)教育發(fā)展現(xiàn)狀

新版教材將化學(xué)與自然資源的開發(fā)與利用替換成化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展章節(jié)，雖然表面上只是幾個(gè)字的變化，可以發(fā)現(xiàn)教材所體現(xiàn)內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)的變化，從章節(jié)的題目可持續(xù)發(fā)展為著手點(diǎn)，與本文闡述綠色環(huán)保理念也非常契合，加強(qiáng)了教師對學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)理念的滲透教育。第八章就占有1/4的內(nèi)容。綠色化學(xué)教育在整個(gè)高中化學(xué)必修內(nèi)容中有彌足輕重的位置。圍繞著高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的“三廢”污染問題不能有集中的列舉以及講述其解決措施，對待學(xué)生必做的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師常常忽略講述對待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的廢棄液體后續(xù)處理問題，很少做到集中放置在廢液缸中。雖然學(xué)校依據(jù)教材內(nèi)容為高中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)的思想理念留下重要的篇幅和課時(shí)安排，由于新教材應(yīng)用實(shí)踐的時(shí)間不久，所以教師對這章內(nèi)容的理解不夠深刻，不能貼切地舉出相關(guān)需要滲透綠色化學(xué)觀念的社會(huì)生產(chǎn)生活的案例。

不少教師會(huì)認(rèn)為其在教學(xué)中不是考點(diǎn)為由，不會(huì)針對新學(xué)的化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理論的相關(guān)內(nèi)容展開一定量的課后作業(yè)習(xí)題練習(xí)，綠色化學(xué)理念思想不能深入在師生的心中，那么對學(xué)生思維發(fā)散，創(chuàng)新能力、社會(huì)責(zé)任意識(shí)，興趣驅(qū)動(dòng)發(fā)展等方面培養(yǎng)不夠。

二、培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)觀念的必要性

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，開展教學(xué)活動(dòng)的學(xué)科，可以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中要培養(yǎng)學(xué)生綠色觀念，在教材中，注重強(qiáng)調(diào)在化學(xué)中如何貫徹可持續(xù)發(fā)展的理念，能將其作為正課的內(nèi)容講解，足以說明學(xué)生應(yīng)活學(xué)活用綠色發(fā)展思想，對學(xué)生日后的生活習(xí)慣發(fā)展也有深遠(yuǎn)的影響。在高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中，也對學(xué)生需要掌握綠色化學(xué)理念有了更深入具體地闡述，綠色化學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生以綠色意識(shí)為導(dǎo)向，成為了高中化學(xué)教學(xué)的重要的目標(biāo)之一[1]，我認(rèn)為綠色化學(xué)觀念應(yīng)該體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一個(gè)方面知道能對環(huán)境造成污染的化學(xué)物質(zhì);第二個(gè)方面教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)設(shè)計(jì)添加污染實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物處理裝置，目的是減少實(shí)驗(yàn)室“三廢”的產(chǎn)生;第三個(gè)方面實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，目的是減少化學(xué)對環(huán)境的負(fù)面影響，對污染預(yù)防的采用科學(xué)的解決手段，選擇原子利用反應(yīng)原子率高的流程，盡可能讓每一個(gè)原子都進(jìn)入到最終產(chǎn)物之中。教師也可以用現(xiàn)代教育技術(shù)代替一些危險(xiǎn)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，這樣可以更簡單明確抓住實(shí)驗(yàn)的本身原理。

其次，綠色不僅是代表大自然的顏色，更體現(xiàn)人們對生活更高的追求，讓生活多一些綠色生機(jī)和活力?，F(xiàn)如今人類和自然的發(fā)展不再是爭鋒相對，和諧共存，體現(xiàn)人們對大自然的敬畏，返璞歸真的向往。只有當(dāng)人們真正培養(yǎng)了綠色觀念，綠色環(huán)保的意識(shí)，才能實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展。

三、綠色化學(xué)在高中化學(xué)教學(xué)實(shí)施路徑

（一）引入真實(shí)的化學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)

在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)中需要教師在真實(shí)情境中融合有關(guān)綠色環(huán)保的化學(xué)理念，以潤物無聲的方式，培養(yǎng)發(fā)展學(xué)生的綠色觀。在講物質(zhì)的分類時(shí)，導(dǎo)入這樣的化學(xué)情境，2019年，在上海正式實(shí)施垃圾分類來進(jìn)行治理垃圾污染環(huán)境的問題，將可回收物進(jìn)行資源的可持續(xù)發(fā)展，根據(jù)規(guī)定把垃圾分為干、濕、有害垃圾、可回收物四大類。以上四類是屬于并列，相互獨(dú)立的關(guān)系。把同種按照某種屬性進(jìn)行分類時(shí)，叫作樹狀分類法。將綠色化學(xué)理念的滲透與相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容結(jié)合在一起，不僅對知識(shí)的記憶猶新，也能夠培養(yǎng)學(xué)生具有社會(huì)責(zé)任感及綠色化的生活習(xí)慣。在講環(huán)境污染時(shí)，要讓同學(xué)了解著名的大氣污染、水體污染、土壤污染事件（倫敦?zé)熿F、日本水俁病、常外事件工業(yè)產(chǎn)生的“三廢”沒有安全排放導(dǎo)致土壤污染）、污染物其主要成分，在知識(shí)的講解過程結(jié)合具體的化學(xué)對環(huán)境影響的負(fù)面案例，還能引導(dǎo)學(xué)生愛護(hù)環(huán)境的責(zé)任心，在綠色化學(xué)中體會(huì)保護(hù)生態(tài)文明環(huán)境建設(shè)來之不易的家國情懷。例如，在講CO2、SO2以及NO、NO2物質(zhì)時(shí)，可以引入問題空氣質(zhì)量報(bào)告，對常見的環(huán)境污染形成原因、主要危害進(jìn)行分析，盡量減少一次性污染物的排放?；瘜W(xué)教師是其觀念的引導(dǎo)人、傳播者。不僅在環(huán)境中融入綠色觀念，還要在日常的生活中滲透綠色觀[2]。例如，在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，我們需要通入過量的O2使反應(yīng)物SO2盡可能多轉(zhuǎn)化為SO3。若尾氣中有SO2會(huì)污染空氣，可以用堿液NaOH吸收。如工業(yè)上制取硝酸，常常在尾氣中再通入適量的氧氣或空氣，可以減少NO的排放，保護(hù)環(huán)境。體現(xiàn)了化學(xué)的綠色觀，充分盡可能地提高原子的利用率。

（二）創(chuàng)新設(shè)計(jì)綠色化、生活化、微型化的實(shí)驗(yàn)方案，滲透綠色可持續(xù)發(fā)展觀

（1）綠色化的實(shí)驗(yàn)的方法改進(jìn)

制備CuSO4 第一種：Cu+H2SO4（濃）CuSO4+SO2+2H2O;第二種：CuO+H2SO4（?。〤uSO4+2H2O，第一種方法制備CuSO4，會(huì)產(chǎn)生SO2副產(chǎn)物氣體，污染環(huán)境。所以，通過第二種方法制備CuSO4。遵循了綠色觀，選擇原子利用率的方法。

（2）生活化的實(shí)驗(yàn)的原料改進(jìn)

在萃取實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用澄清的西紅柿湯裝入杯中，往杯中倒入一些食用油，觀察現(xiàn)象：原來的黃色的油層在上，后來西紅柿湯中紅色的部分全部分散在油層上，油層變成了紅色，西紅柿湯變成了無色。這個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)的原理就是萃取。

（3）微型化的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

將二氧化硫性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)改裝成微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)使用在注射器中放入Na2SO3晶體，并吸入少量的60%濃硫酸，切記不接觸紙條，該微型實(shí)驗(yàn)裝置用于驗(yàn)證SO2氣體的性質(zhì)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，第一個(gè)SO2氣體可以使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅，能驗(yàn)證SO2氣體可以溶于水生成顯酸性的H2SO3;第二個(gè)試紙若褪色，能驗(yàn)證SO2氣體有漂白性;第三個(gè)蘸有酸性KMnO4的試紙褪色，驗(yàn)證其具有還原性;第四個(gè)試紙不能變藍(lán)色，驗(yàn)證了SO2的氧化性弱于I2，將針管內(nèi)的氣體排放到NaOH溶液進(jìn)行尾氣處理。

銅與濃硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的綠色微型化設(shè)計(jì)改進(jìn)：向青霉素瓶中加入5mL98%濃硫酸，然后放入一小塊銅絲，將輸液管口插在青霉素瓶上面，透明圓柱管中放入酸KMnO4溶液。再用連接一條輸液管透明圓柱管中裝入少量的品紅溶液放在管尾部，在尾管處放一個(gè)尾氣的吸收裝置，裝有Ca（OH）2的燒杯，并在燒杯上方放置一個(gè)防倒吸的漏斗，在漏斗口處放一個(gè)紫色石蕊試紙?？梢院芎玫赜^察兩個(gè)透明圓柱管中的液體均褪色，紫色石蕊試紙變紅。

通過對本實(shí)驗(yàn)微型化的改進(jìn)，可以很好地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、節(jié)約藥品。符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，微型化實(shí)驗(yàn)將成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主流趨勢。

（三）結(jié)合化學(xué)綠色前沿領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生探索綠色化學(xué)領(lǐng)域的求知欲

在講第八章內(nèi)容時(shí)，可以引入先進(jìn)的綠色化學(xué)的核心科技領(lǐng)域，如許多國家開始把化學(xué)的綠色化作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展主要方向之一，電池汽車運(yùn)用鋰離子電池， 2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予改進(jìn)電池的科學(xué)家，電池本身也是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)材料，鋰離子從一種材料中出來，穿過電極進(jìn)入另一材料，當(dāng)電池接上充電器時(shí)，可以讓此過程逆轉(zhuǎn)，一直重復(fù)使用[3]。利用電化學(xué)反應(yīng)的儲(chǔ)能過程給我們?nèi)祟悗韮?chǔ)能裝置，方便人們利用，改善溫室氣體的排放。還有一新型科技，中國首次實(shí)現(xiàn)了CO2到淀粉的從頭合成，這也是國際上的第一次合成，這一技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中僅需要幾個(gè)小時(shí)就可以完成植物需要幾個(gè)月的過程。一旦廣泛應(yīng)用對我們國家來說能夠節(jié)約90%的以上的耕地及淡水資源，這些化學(xué)中綠色前沿的技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，按照綠色化學(xué)的觀念以及循環(huán)利用的原則，給學(xué)生展現(xiàn)化學(xué)能給我們的生活帶來科技便利的同時(shí)，還能為美麗家園建設(shè)奉獻(xiàn)出非凡的價(jià)值，對于可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)巨大的力量。

四、結(jié)論

總之，一方面，學(xué)校應(yīng)該重視學(xué)生綠色觀念的培養(yǎng)，另一方面，在傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)之上，教師可以在實(shí)驗(yàn)前明確強(qiáng)調(diào)一些綠色化的注意事項(xiàng)，高效地完成實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)教授。通過對綠色化學(xué)理念的重視和倡導(dǎo)，盡量減少化學(xué)對環(huán)境的污染，體現(xiàn)的是人們和大自然的和諧發(fā)展，循環(huán)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的理念，有利于學(xué)生三觀的良好建設(shè)。做到社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，教育先行，綠色先導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫同明，李軍.綠色化學(xué)思想在高考試題中的體現(xiàn)與教學(xué)啟示[J].教學(xué)與管理，2020（24）：117-121.

[2]傅興春.試論化學(xué)學(xué)科思想體系與探源[J].福建基礎(chǔ)教育研究.2016（5）：37.

[3]Sean O'Neill.鋰離子電池研究獲2019年諾貝爾化學(xué)[J].Engineering，2020，6（5）：14-18.

作者簡介：

郭子童（1997年7月-），女，蒙古族，內(nèi)蒙古通遼市人，研究生在讀，研究方向：化學(xué)課程與教學(xué)論。

姚軍（1967年10月-），男，漢族，內(nèi)蒙古通遼市人，博士研究生，教授，研究方向：電化學(xué)。