基于綠色化學理念的高中化學實驗教學研究

程紅霞

（甘肅省定西市臨洮縣文峰中學，甘肅 臨洮 730500）

隨著新教育政策的落實，人們越來越重視高中化學課程的教學。加之社會的發(fā)展進步，環(huán)境保護問題也得到高度重視。綠色化學理念應運而生，是社會發(fā)展的必然趨勢，也是新教育背景下對高中化學學科的新要求。所以，在高中化學實驗教學中，化學教師要將綠色化學理念與化學實驗教學有效融合，提高高中化學實驗教學的有效性，培養(yǎng)學生的化學綜合素養(yǎng)，幫助學生樹立環(huán)境保護意識，為社會的發(fā)展建設提供有力支持。

1 綠色化學理念概述

1.1 綠色化學的定義

綠色化學就是對環(huán)境沒有污染的化學，是一種清潔型化學。綠色化學的主要意義是利用較少的資源和能源，減少對環(huán)境造成的污染，也就是借助有效的化學技術和手段，減少化學實驗對人們日常生產、生活環(huán)境造成的危害[1]。綠色化學理念的原則是不用對人體有毒、對環(huán)境有害的化學物質，減少廢物，同時對廢物進行充分的回收再利用。綠色化學理念能夠有效防止化學實驗造成的環(huán)境污染問題，在實際生產、生活中受到廣泛關注。將綠色化學理念應用于化學實驗教學中，能讓學生正確認識環(huán)境污染問題，樹立環(huán)境保護理念，不斷增強學生的責任意識，滿足新教育模式發(fā)展的需求，為化學實驗的有效開展提供幫助。

1.2 綠色化學理念下的高中化學實驗教學

綠色化學實驗的目的是將化學實驗對環(huán)境的損害降到最低，是新教育發(fā)展對化學學科的新要求[2]。所以，在高中化學實驗教學過程中，化學教師需要順應社會發(fā)展的趨勢，結合綠色化學理念，為學生提供綠色化學實驗環(huán)境。

高中化學教師還要主動研習綠色化學理念，為綠色化學實驗的有效開展提供指導。在新教育發(fā)展背景下，高中化

學中的實驗比較多，實驗過程中會排放很多污染物質，對環(huán)境造成了不利影響。因此，高中化學教師要運用綠色化學理念，培養(yǎng)學生的綠色化學思想，實現(xiàn)綠色化學實驗的可持續(xù)發(fā)展。

綠色化學的主要目標是遏制污染，所以，在化學實驗中，教師要指導學生合理保存和運用化學藥品?；瘜W教師要讓學生樹立對綠色化學理念的正確認識，結合化學藥品的特性，運用無污染的實驗藥品。在化學實驗中，教師要指導學生正確處理污染源，讓學生逐漸形成環(huán)境保護意識，更加主動地投入綠色化學實驗中，充分鍛煉學生的化學實驗技能，促進學生綜合發(fā)展。

2 高中化學實驗綠色化研究的意義

2.1 綠色化學實驗有利于培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)

隨著教育的進步，人們越來越重視學生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。高中化學是一門具有實際操作性的學科，借助有效的化學實驗能鍛煉學生的化學綜合能力，對培養(yǎng)學生的化學綜合素養(yǎng)具有重要意義?；瘜W綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)是化學教學的重要內容，也是循序漸進的長期過程，需要學生與教師之間的良好配合。在以往的化學教學中，化學教師大多比較關注化學教材內容的講解，并沒有把化學實驗放在重要位置，長此以往，導致學生化學能力的發(fā)展受到局限。大量研究發(fā)現(xiàn)，學生在化學實驗過程中不能正確認識和使用化學實驗裝置，不能借助有效方法對化學實驗裝置進行改良，影響了學生化學綜合素養(yǎng)的發(fā)展。隨著新教育政策的落實，人們越來越重視綠色化學實驗的運用，高中化學教師借助綠色化學實驗可以加強學生對綠色環(huán)保的理解，有效培養(yǎng)學生的綠色化學觀念和意識，為學生未來的學習奠定知識基礎。因此，在高中化學實驗操作中，化學教師要立足于化學實驗教學的具體狀況，整合綠色化學知識，讓學生借助科學方法開展實驗，實現(xiàn)高中化學綠色實驗教學的目的。

2.2 綠色化學實驗是師生安全的重要保障

在高中化學實驗中，部分化學實驗對環(huán)境有一定的污染，對學生和教師的身體健康有一定的損害。然而，化學實驗室中的一些具有污染性的化學物質并沒有得到良好的管理。要想避免污染性物質對師生健康的危害，需要化學教師用綠色化學理念改進化學實驗，對以往具有污染性的實驗進行革新，將部分實驗材料替換成綠色環(huán)保材料。比如在氨分子擴散探究實驗中，教師可以將氨水替換為醋酸，用紫色石葛試液替換酚酞試劑，規(guī)避污染比較嚴重、廢棄物不易處理的化學實驗。要想通過綠色化學實驗減少有毒有害物質的排放，不斷減少化學污染，有效落實綠色化學理念，讓學生在安全的實驗環(huán)境中操作，在實際的教學活動中，高中化學教師要借助有效的方法對高中化學實驗進行科學改革，應用環(huán)保實驗器材和實驗材料，將污染性實驗轉化為無污染的實驗，有效解決環(huán)境污染問題，節(jié)省化學資源，發(fā)揮綠色資源優(yōu)勢，為化學教師與學生的生命安全提供保障。

2.3 綠色化學實驗有利于改變傳統(tǒng)的教學模式

通過問卷調查發(fā)現(xiàn)：（1）部分教師對綠色化學相關內容的認識不足，不了解綠色化學的理念和內涵，觀念比較老舊，很難在日?；瘜W教學中向學生傳授綠色化學知識和理念。（2）綠色化學實驗對化學教學的重要性不言而喻，改進后的綠色化學實驗大多會用到生活中常見的物品和綠色化學知識，可以讓學生認識到化學和生活的關聯(lián)性；綠色化學實驗所用實驗材料一般都是微量的，可以減少化學實驗生成的有害物質的量，讓學生更好地探究化學知識，增強學生的學習能力和探究能力，提升學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習主動性，讓學生在綠色化學實驗學習中獲得成就感和自信心；教師也可以深刻認識到綠色化學的理念和內涵，促進綠色化學課堂的構建。（3）開展綠色化學實驗有利于提升學生的學習能力[3]。為了保證綠色化學教學效果和綠色化學實驗對學生學習化學的作用，教師會在日常教學過程中根據不同學生的情況和教學內容采用不同的教學方式，也間接改變了學生的學習方式，提升了學生的學習興趣，讓學生愿意主動進行化學探究。例如在改進化學實驗時，教師可以讓學生查找相關資料，積累綠色化學知識，并且利用注射器等物品進行實驗。學生通過資料分析和實驗探究理解綠色化學理念，記憶化學知識，提高學習積極性。教育部的調查顯示，80%以上的學生傾向于通過自己或者小組查找資料、組織安排化學實驗；約12%的學生表示喜歡綠色化學實驗。因此，高中化學教師要指導學生結合綠色化學理念，自主搜集實驗素材。

3 綠色理念下高中化學實驗教學的實施策略

3.1 革新教師的化學實驗觀念

在素質教育背景下，作為教育的引導者，化學教師要引入先進的綠色化學教學觀念，為教學實踐提供指導。在綠色理念的指導下，教師應根據實驗原理，合理選用實驗裝置、實驗方式等，設計科學的實驗方案，避免在化學實驗中采用毒性大、傷害性強的物質，并盡量采用不需要燃燒的實驗裝置。如果燃燒反應不可避免，在方案中要制定具體有效的保護措施。在實驗期間，教師要指導學生規(guī)范操作，對有害物質實現(xiàn)無害轉化，達到節(jié)約資源、降低成本、減少損害的效果，簡化操作裝置，提升實驗的便捷性。教師還可以應用新的工藝與催化劑，在化學實驗教學中構建工業(yè)與教學相結合的模式，提升學生的綠色化學實踐能力。

例如在高中化學實驗中，微型實驗可以減少化學藥品及試劑的用量，教師要加強實驗的創(chuàng)新設計，選擇簡單的實驗材料，如用經過處理的鋁板代替滴板，不僅能提升廢物利用效率，還能減少對環(huán)境的污染，落實綠色化學理念。

3.2 滲透綠色化學思想，增強學生的環(huán)保意識

根據《化學課程標準》的具體要求，學生的環(huán)保意識和思想對社會發(fā)展有直接且深遠的影響。學生的環(huán)保意識和思想是開展綠色化學教育的開端和核心。實驗是重要的化學實踐手段，教師要嚴格根據課程標準創(chuàng)新化學實驗教學，并體現(xiàn)在教學大綱和教學目標中，不僅要增加綠色化學的具體內容，還要培養(yǎng)學生的綠色化學觀念，促進學生的綜合發(fā)展。高中化學教學對綠色化學實驗的開展有明確的要求，教師要充分結合教材內容開展有效教學。

例如蘇教版高中化學必修二教材中的第四章為“化學與可持續(xù)發(fā)展”，教師可以將教材第一章的內容作為開展綠色化學的重要途徑。教材不僅介紹了人類如何實現(xiàn)金屬礦物與海水資源的開發(fā)與利用，還詳細介紹了綠色化學的具體內容，并將環(huán)保理念、行動和化學教學充分結合，強調化學實驗教學的重要性。教師可以提出“什么是綠色食品、綠色食品的傳統(tǒng)工藝、綠色化學的原則”等問題，引導學生探究綠色化學的理念及原則，明確“綠色”的內涵。通過探究，學生可以認識到原料綠色化、催化劑綠色化、溶劑綠色化、產品綠色化等內容，在觀念上實現(xiàn)轉變，提升教學效果，滿足教學需求。

3.3 在高中化學實驗中滲透綠色化學理念

新課標教材的實驗內容所占比例較大。在部分實驗中會產生有毒有害物質，對環(huán)境造成極大的危害。在實驗中滲透綠色化學理念可以有效改進化學教學觀念，并通過綠色化學實驗緩解污染問題，不僅能培養(yǎng)學生的綠色化學理念，還能滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。

3.3.1 開展綠色化學實驗

化學實驗是高中化學教學中較為復雜的內容?；瘜W實驗過程中伴隨著固體、液體以及氣體等不同形態(tài)物質的產生。部分化學產物具有一定的毒性和危害性，會對實驗人員產生負面影響，對水源、大氣等生態(tài)環(huán)境造成污染和破壞。所以，教師應在實驗教學過程中采用對人體和環(huán)境無毒無害或毒害性較低的物質。

例如采用三氯化鐵溶液代替稀硝酸清洗銀鏡反應的試管；還可以在氨分子擴散實驗中將氨水替換成醋酸，然后將所用酚酞替換為紫色石蕊試液。通過上述措施改善現(xiàn)存問題，將有毒有害實驗轉變?yōu)榫G色化學實驗，滿足教學要求。部分污染較為嚴重的廢棄物難以處理，在實驗中應盡量避免使用。例如實驗后剩余的強酸，如果處理過于隨意，會腐蝕排水系統(tǒng)并污染水源。所以在實驗后，教師可以加入適量堿性溶液進行中和，待pH達到中性值再排出。

3.3.2 推廣微型化學實驗

微型化學可以理解為用最少的試劑達到實驗目的。利用微型實驗能顯著降低實驗成本，并且可以有效加大實驗覆蓋面積，提升實驗教學質量。這種方式的優(yōu)點主要在于成本低、污染小、實驗效率高等，并且實驗安全可靠。從化學實驗發(fā)展的角度看來，綠色化學實驗以及微型化學實驗將成為重要的發(fā)展方向。

例如加碘食鹽中碘元素的探究實驗，目標在于了解食鹽中碘元素的存在形式，掌握I2、I-、IO3-的作用原理及實驗操作，提升學生的實驗設計能力。實驗儀器包括九孔井穴板、多用滴管等，實驗材料主要為加碘精鹽、新制氯水以及醋精等。實驗操作：取0.1 g鹽、約15滴蒸餾水、1滴醋精、1滴碘化鉀溶液，滴入1滴淀粉，攪拌即可。實驗所用資源較少，但可以充分滿足實驗教學的需求，也能充分滿足綠色化學及微型化學的具體要求。

3.3.3 建設綠色化學實驗室

學生長期進行實驗操作的場地是實驗室，實驗室中有很多實驗產生的廢棄物，隨著實驗次數的增加，累積的廢棄物越來越難以處理，加重了對校園環(huán)境的污染。學校管理人員要充分認識到綠色化學理念的重要性，并積極滲透在化學實驗室管理工作中。

綠色化學的重要原則在于拒絕使用污染性化學物質，相關人員要妥善保存實驗室物品，并遵循相關的化學實驗要求分類存放，尤其要單獨存放危險化學品和易升華、易揮發(fā)的化學品，采用油封、水封、通風、防震等措施加強保管。

例如在開展“二氧化硫制取實驗”的過程中，實驗的重點在于硫酸和亞硫酸鈣反應制取碳酸鈣并加入二氧化硫。硫酸及二氧化硫都有一定的腐蝕性，會對環(huán)境造成污染，實驗溶液要采取密封的方式保存，為綠色化學創(chuàng)造條件。同時，還要做好化學品的定期檢查工作，及時消除污染源，落實具體的綠色化學措施，在保護環(huán)境的前提下開展化學實驗。

4 結語

綠色化學理念對高中化學實驗教學影響較大，能促進高中化學教學的進步和發(fā)展，充分創(chuàng)新實驗理念。將綠色化學思想與環(huán)保觀念滲透在高中化學實驗教學中，可以潛移默化地培養(yǎng)學生的綠色實驗觀念，幫助學生掌握基礎的化學知識，樹立環(huán)境保護意識，助力可持續(xù)發(fā)展。