綠色化學(xué)理念下的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究

綠色化學(xué)又稱為環(huán)境無害化學(xué)，綠色化學(xué)理念是可持續(xù)化學(xué)的組成部分，是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支，更是現(xiàn)代社會中化學(xué)發(fā)展的主要方向。不同于傳統(tǒng)意義上的化學(xué)教學(xué)，綠色化學(xué)理念下的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究重在培育學(xué)生的綠色化學(xué)意識，能夠通過改變傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究形式，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究的環(huán)保性，將初中化學(xué)教學(xué)引向更加科學(xué)的方向。初中化學(xué)教師要及時轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育方式，精準(zhǔn)把握綠色化學(xué)的相關(guān)理念，注重綠色化學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，并在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中為學(xué)生滲透綠色化學(xué)的理念，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識綠色化學(xué)的重要意義，并在實(shí)踐探究的過程中加深學(xué)生對于綠色化學(xué)的認(rèn)知，強(qiáng)化學(xué)生的責(zé)任意識，促使初中生形成綠色化學(xué)的良好觀念。

一、利用教材中的綠色元素

教材是開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要資源，同時也是呈現(xiàn)初中化學(xué)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)觀念以及學(xué)科知識內(nèi)容的主要材料。在綠色化學(xué)理念下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究，教師首先應(yīng)當(dāng)深挖學(xué)科教材，巧妙利用教材中蘊(yùn)含的綠色化學(xué)教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課本中的知識概念，了解化學(xué)反應(yīng)原理，并立足于綠色化學(xué)的角度為學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)研究，使學(xué)生形成初步的環(huán)保意識。

如在“化學(xué)指導(dǎo)人類合理利用資源”一課中，教師可以讓學(xué)生結(jié)合本課的標(biāo)題說一說化學(xué)如何正確指導(dǎo)人們合理利用資源，引導(dǎo)學(xué)生在生活中認(rèn)識化學(xué)的重要意義。在學(xué)生結(jié)合自身的生活經(jīng)驗(yàn)列舉出相關(guān)事例后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生展開反思：化學(xué)在現(xiàn)代社會的發(fā)展中給人們的生產(chǎn)生活帶來便捷的同時，有沒有出現(xiàn)什么問題？為了使學(xué)生更加全面客觀地看待這一問題，教師可以利用多媒體教學(xué)資源為學(xué)生呈現(xiàn)相關(guān)圖片，如化學(xué)探究產(chǎn)生的廢料被隨意丟棄、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制造的垃圾堆積如山，引導(dǎo)學(xué)生意識到化學(xué)在為人類做出巨大貢獻(xiàn)的同時，也由于人類的不良觀念與行為帶來了諸多棘手的環(huán)境問題，啟發(fā)學(xué)生形成初步的環(huán)保意識，認(rèn)識到綠色化學(xué)的重要價值。

隨后，教師可以利用“身邊的化學(xué)物質(zhì)”中“性質(zhì)活潑的氧氣”以及“奇妙的二氧化碳”的相關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生將綠色環(huán)保的理念落實(shí)到具體的實(shí)驗(yàn)探究中。教師可以結(jié)合這兩個課時中呈現(xiàn)的綠色元素，如教材中包含了眾多的關(guān)于化合物的知識，可以為學(xué)生引出溫室效應(yīng)這一現(xiàn)象，并引導(dǎo)學(xué)生思考：溫室效應(yīng)是如何產(chǎn)生的？常見的溫室氣體有哪些？引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合本課的知識，認(rèn)識到二氧化碳與甲烷、氟氯烴等屬于較為常見的溫室氣體。然后教師可以詢問學(xué)生如何減少二氧化碳等溫室氣體的排放，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的角度提出解決措施，在增強(qiáng)學(xué)生化學(xué)知識積累的過程中，使學(xué)生形成綠色化學(xué)的良好思維。

為了讓學(xué)生更加全面與深入地了解二氧化碳的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)，以及二氧化碳的應(yīng)用等知識，教師可以為學(xué)生設(shè)計多項(xiàng)關(guān)于二氧化碳的實(shí)驗(yàn)，分別為石灰水與鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、石蕊與二氧化碳的實(shí)驗(yàn)，以及二氧化碳與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察這三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的操作過程。接著，教師可以為學(xué)生設(shè)計啟發(fā)性的問題，如以上三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)分別出現(xiàn)了哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？二氧化碳還可以與哪種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？在以上實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)當(dāng)如何貫徹綠色化學(xué)的理念？讓學(xué)生在這樣的問題探究中掌握本課的重點(diǎn)，同時將綠色化學(xué)理念落實(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中。

二、運(yùn)用信息化技術(shù)手段

要落實(shí)綠色化學(xué)的理念，就需要從根源上解決化學(xué)污染物的產(chǎn)生。這要求化學(xué)教師在設(shè)計課堂教學(xué)時，要謹(jǐn)慎選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并在確定好實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后綜合考慮實(shí)驗(yàn)過程中可能會對環(huán)境造成的各種破壞，使得實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既能夠滿足學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的需求，又能夠踐行綠色化學(xué)的理念，創(chuàng)建新型的化學(xué)課堂。

隨著信息化時代的快速發(fā)展，多媒體技術(shù)、智慧課堂等現(xiàn)代化教育成果彰顯出巨大的應(yīng)用價值，并為當(dāng)前初中化學(xué)教師踐行綠色化學(xué)理念，開展環(huán)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了全新的思路。創(chuàng)建信息化的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，能夠達(dá)到從源頭上防止污染物產(chǎn)生的目標(biāo)。因此，初中化學(xué)教師可以通過設(shè)計微課實(shí)驗(yàn)視頻、制作相關(guān)實(shí)驗(yàn)主題的多媒體課件、開展多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)等方式，為學(xué)生打造信息化的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)空間。

以滬教版九年級上冊第五章“金屬的冶煉與利用”為例，學(xué)生需要學(xué)習(xí)有關(guān)常見的金屬的基本性質(zhì)，了解金屬冶煉的化學(xué)原理等，同時，本章節(jié)還為學(xué)生設(shè)置了一項(xiàng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，即“探究常見金屬的性質(zhì)”。在本章節(jié)的這一實(shí)驗(yàn)探究中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生開展探究鎂條、鐵釘、鋅片、鋁片以及銅片等金屬的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)。

以探究銅片的化學(xué)性質(zhì)為例，在本次探究實(shí)驗(yàn)中，教師為學(xué)生選擇探究銅片與稀酸（稀鹽酸或稀疏酸）的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中觀察銅片與稀酸有無反應(yīng)，進(jìn)而了解銅的化學(xué)性質(zhì)，并初步理解銅是一種不活潑的金屬。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以對學(xué)生進(jìn)行提問：銅片既然不會跟稀酸發(fā)生反應(yīng)，那么銅片能跟哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系所學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)知識以及對銅片化學(xué)性質(zhì)的了解，展開深度思考。學(xué)生可能會猜想到既然銅片不與稀酸發(fā)生反應(yīng)，那么銅片可能會與濃硝酸、濃硫酸等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

為了驗(yàn)證學(xué)生的這一猜想，并拓展學(xué)生的知識視野，教師可以為學(xué)生呈現(xiàn)銅片與濃硫酸的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生加深對于銅的化學(xué)性質(zhì)的深入了解。同時，教師還應(yīng)當(dāng)考慮到本次實(shí)驗(yàn)的危險性較大，且會伴隨著有毒、有害等化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生，會對環(huán)境造成一定的污染，于是可以利用信息技術(shù)將本次實(shí)驗(yàn)變?yōu)橥队澳M實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)的全過程投影到課堂的電子白板中，使得每位學(xué)生都能夠在課堂上清晰地看見銅片與濃硫酸反應(yīng)過程中，有氣泡生成，且產(chǎn)生的氣體能夠讓紫色石蕊試液變紅，溶液冷卻后稀釋呈現(xiàn)藍(lán)色等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過這一拓展實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠進(jìn)一步認(rèn)識銅的化學(xué)性質(zhì)，對銅的金屬活動性強(qiáng)弱有更加深刻的理解。同時，學(xué)生還能夠在本次信息化的綠色實(shí)驗(yàn)課堂中，了解綠色化學(xué)理念在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中的具體應(yīng)用，進(jìn)而加深自身的環(huán)保意識，逐漸形成綠色的實(shí)驗(yàn)探究習(xí)慣。

三、優(yōu)化造成污染的化學(xué)實(shí)驗(yàn)

在將綠色化學(xué)理念落實(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師不僅需要從源頭上避免污染物的產(chǎn)生，同時也要對一些實(shí)驗(yàn)在操作步驟上做出適當(dāng)?shù)母膭樱M可能地減少在實(shí)驗(yàn)操作過程中產(chǎn)生對于空氣、水等的污染，使得初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)向著更加綠色、更加科學(xué)的方向發(fā)展。

以滬教版九年級上冊第四章“認(rèn)識化學(xué)變化”為例，教師在教學(xué)本章節(jié)“常見的化學(xué)反應(yīng)——燃燒”時，可以為學(xué)生設(shè)計多個物質(zhì)的燃燒實(shí)驗(yàn)，如鎂條的燃燒、鈉在空氣中燃燒等實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中掌握物質(zhì)燃燒的基本條件。

以鈉在空氣中燃燒這一實(shí)驗(yàn)為例，教師在學(xué)生正式探究前應(yīng)當(dāng)考慮到，如果學(xué)生按照傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法操作，可能會在實(shí)驗(yàn)過程中破壞多根玻璃管、蒸發(fā)皿和石棉網(wǎng)，從而造成資源浪費(fèi)。不僅如此，教師還應(yīng)當(dāng)想到鈉在空氣中燃燒所生成的過氧化鈉，會對環(huán)境造成破壞，同時也不利于學(xué)生較為清楚地觀察生成物呈現(xiàn)的顏色。對此，教師應(yīng)當(dāng)對鈉在空氣中燃燒這一實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行優(yōu)化，讓學(xué)生既能夠較為直觀地看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，記錄好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又能夠貫徹綠色化學(xué)理念，助力學(xué)生培育良好的化學(xué)學(xué)習(xí)意識。

有了這樣的思考方向后，教師可以找來一塊白鐵皮，并捏住這塊白鐵皮的四個角，將四邊折成類似盒子的形狀。隨后教師還需要取出適量的鈉，并在吸干煤油之后將鈉放在白鐵皮盒子的內(nèi)部，然后將白鐵皮盒子放到三腳架上，再用酒精燈對其進(jìn)行加熱，鈉快速熔化并發(fā)生燃燒現(xiàn)象。教師應(yīng)當(dāng)提示學(xué)生將這一實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象記錄下來，以便學(xué)生開展自主探究，認(rèn)識鈉的燃燒現(xiàn)象。學(xué)生按照教師的這一操作順序與操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠知道鈉在燃燒時所產(chǎn)生的火焰呈現(xiàn)黃色，且還會生成菜花形狀的淡黃色固體物質(zhì)。經(jīng)過這樣的實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生可以知道金屬鈉的熔點(diǎn)相對較低，且在加熱時，在空氣中能夠燃燒。

經(jīng)過這樣的實(shí)驗(yàn)改良，鈉在燃燒之后所產(chǎn)生的過氧化鈉不僅被較為完整地保存在了白鐵皮中，避免了對環(huán)境造成污染，同時，學(xué)生還能夠更加清楚地看到生成物質(zhì)的顏色，取得較為良好的實(shí)驗(yàn)效果。在實(shí)驗(yàn)探究結(jié)束后，教師還應(yīng)當(dāng)在白鐵皮冷卻后，從白鐵皮中取出生成的物質(zhì)，用水清洗干凈，擦去水分，留待下次實(shí)驗(yàn)備用。這一步驟還能夠減少資源浪費(fèi)，提高實(shí)驗(yàn)資源的利用率，能夠?yàn)閷W(xué)生樹立良好的榜樣，促進(jìn)學(xué)生將綠色化學(xué)的理念深植于心。

四、開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

相較于常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)而言，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用到的化學(xué)試劑更少，且具有便捷性、高效性、安全性等諸多優(yōu)勢。盡管減少了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際用量，但是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)卻能夠達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、減少環(huán)境污染等多種目的，能夠很好地避免資源浪費(fèi)與環(huán)境破壞。初中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積極探索與實(shí)踐微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在保障實(shí)驗(yàn)效果的同時，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識與安全意識，提升初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際成效。

以滬教版九年級上冊第四章“認(rèn)識化學(xué)變化”為例，在教學(xué)本章節(jié)“常見的化學(xué)反應(yīng)——燃燒”時，教師還可以為學(xué)生設(shè)計硫在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)。按照傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)者需要每次用0.3克至0.5克的硫粉，并在充分燃燒后，生成約為0.6克到1克的二氧化硫。這樣的實(shí)驗(yàn)用量相對較大，且產(chǎn)生的二氧化硫較多，難以處理，會對環(huán)境造成破壞，不利于踐行綠色化學(xué)的理念。因此，教師需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路，為學(xué)生設(shè)計微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對化學(xué)試劑的用量做出相應(yīng)的調(diào)整。在微型實(shí)驗(yàn)中，教師可以將硫粉的用量從每次的0.3克至0.5克調(diào)整為0.002克至0.005克，經(jīng)過燃燒實(shí)驗(yàn)，即生成0.004克至0.01克的二氧化硫。這樣的實(shí)驗(yàn)試劑用量調(diào)整能夠使學(xué)生清楚地觀察到硫在空氣中的燃燒現(xiàn)象，還可以減少資源浪費(fèi)，并大幅度降低排污量，使得本次化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加彰顯出綠色環(huán)保的理念。

綠色化學(xué)理念在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用十分廣泛，能夠豐富化學(xué)課堂的教學(xué)資源，培育學(xué)生的環(huán)保意識，有利于初中生形成良好的價值理念。初中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，立足于教材，探索教材中的綠色化學(xué)資源，并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中引入信息化的技術(shù)手段，不斷優(yōu)化可能會造成污染的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計更多的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加適應(yīng)新時期的發(fā)展需求，促進(jìn)初中化學(xué)教學(xué)彰顯出更大的育人價值。