高中化學(xué)教學(xué)中融入綠色化學(xué)教育探析
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摘要：化學(xué)是一門與社會、自然、科學(xué)、技術(shù)密切相關(guān)的綜合性學(xué)科，又具有很強的實踐性。教師在化學(xué)教學(xué)中融入綠色理念，能夠讓學(xué)生更深刻地理解科學(xué)與自然的關(guān)系。該文探究了把綠色教育理念融入高中化學(xué)的教學(xué)途徑。
關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；綠色理念；綠色化學(xué)；教學(xué)途徑
綠色化學(xué)是指運用化學(xué)方法，減輕化學(xué)試劑、化學(xué)原料、化學(xué)產(chǎn)物對人類健康造成的危害，達到減少污染、環(huán)境保護的目的。目前，多個國家已經(jīng)將“化學(xué)綠色化”作為化學(xué)未來發(fā)展的主要趨勢。高中是學(xué)習(xí)化學(xué)知識的起始階段，教師在教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念，能夠幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)與自然、環(huán)境之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識與社會責(zé)任感。
一、綠色化學(xué)教育概述
高中化學(xué)教學(xué)涉及大量實驗操作，教師在綠色化學(xué)理念下進行化學(xué)實驗教學(xué)時，應(yīng)通過規(guī)范實驗器皿和實驗試劑的使用、規(guī)范學(xué)生實驗操作、妥善處理實驗廢棄材料等措施來達到零污染、零傷害的目的，實現(xiàn)化學(xué)教學(xué)資源循環(huán)利用。在綠色化學(xué)教學(xué)時，教師要遵循以下原則：第一，減少試劑和材料的使用量，控制實驗廢料的排放量；第二，實驗完成后，回收沒有參與反應(yīng)的廢料、原料、催化劑；第三，循環(huán)利用實驗資源與廢料，減少生產(chǎn)成本和廢料的排放；第四，不使用無法回收和再次利用的材料；第五，把實驗中產(chǎn)生的廢料轉(zhuǎn)化為具有利用價值的材料，節(jié)約實驗資源。
二、綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)教學(xué)的作用
綠色化學(xué)理念指導(dǎo)下的高中化學(xué)教學(xué)擁有一個系統(tǒng)完整的教學(xué)體系，包含綠色化教學(xué)模式、綠色化教學(xué)思想，教師要始終保持綠色理念，在保護環(huán)境的基礎(chǔ)上，滿足社會可持續(xù)發(fā)展需求，切實實現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)目的。在高中化學(xué)教學(xué)中融入綠色化學(xué)理念的主要作用，表現(xiàn)在以下兩個方面：第一，綠色化學(xué)教學(xué)理念有助于改善化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀。綠色教育就是將環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展課程等融入實際教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識，使學(xué)生無論是在日常生活中，還是在校園中，都能具備環(huán)境意識，掌握基礎(chǔ)的環(huán)境知識。當(dāng)前，化學(xué)教學(xué)過程中綠色化學(xué)理念滲透不足，部分學(xué)生雖然對綠色化學(xué)有一定認知，但在實踐中仍舊沒有落實綠色思想，再加上教師沒有將綠色化學(xué)教學(xué)納入教學(xué)目標(biāo)，只是在表面上實施綠色化學(xué)，沒有從源頭上進行防治。在教學(xué)中采用綠色化學(xué)教學(xué)理念，可以有效改變教學(xué)現(xiàn)狀，提高化學(xué)教學(xué)效果，促進學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。第二，《高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出“讓學(xué)生了解化學(xué)有關(guān)的環(huán)境、資源、能源等問題，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心自然、關(guān)心社會的情感和責(zé)任感，樹立環(huán)境保護意識和人類的生存、發(fā)展意識”的教學(xué)目標(biāo)。因此，教師在高中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)教育理念，可以讓學(xué)生深入了解化學(xué)對社會發(fā)展的作用，了解在化工生產(chǎn)中遵循綠色化學(xué)思想的重要性，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識與責(zé)任意識，形成可持續(xù)發(fā)展的思想。
三、高中綠色化學(xué)教育的不足之處
（一）綠色化學(xué)的教學(xué)主題不明確
隨著素質(zhì)教育的推進和教學(xué)改革的持續(xù)深入，大部分教師已經(jīng)意識到綠色化學(xué)教育的重要性，也會開展綠色化學(xué)相關(guān)教學(xué)活動，但從實際情況來看，部分教師沒有完全明確教學(xué)主題，教學(xué)比較功利化，更傾向于傳授環(huán)保的理論知識，來提高學(xué)生的考試成績，忽略了培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識，教學(xué)中理論知識較多，實踐活動太少，綠色化學(xué)的主題特征十分模糊，沒有契合《新課程標(biāo)準(zhǔn)》的教學(xué)理念。
（二）實驗教學(xué)中的污染問題
高中化學(xué)是一門操作性和實踐性很強的學(xué)科，許多理論知識都需要在化學(xué)實驗中進行驗證。與理論教學(xué)相比，實驗教學(xué)存在一定的風(fēng)險，部分教師沒有重視有些實驗材料的污染性，也不關(guān)注實驗過程中產(chǎn)生的廢料是否有毒有害，以及化學(xué)合成物是否會污染環(huán)境等問題，以至于大量實驗材料被浪費或者造成污染。
四、高中綠色化學(xué)教育的實施途徑
（一）優(yōu)化實驗教學(xué)方案
教師在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色理念，最終目的是潛移默化地幫助學(xué)生樹立環(huán)保意識，讓學(xué)生意識到化學(xué)、環(huán)境、自然之間的相互關(guān)系。如在串聯(lián)和并聯(lián)化的實驗中，教師可以按照先后順序?qū)⒍鄠€實驗整合成一個實驗，提高實驗效率，簡化實驗步驟，減少實驗過程中產(chǎn)生的污染物。如在“氯氣實驗室制備”和“氯氣性質(zhì)檢驗”的實驗中，如果學(xué)生分別進行操作，不但需要多次、重復(fù)地制作氯氣，而且在制備過程中還會有大量氯氣溢出，既浪費了實驗資源，又會產(chǎn)生污染。如果教師將各個實驗步驟串聯(lián)成一個整體，就能解決這些問題。除了優(yōu)化實驗方案之外，教師還可以將實驗藥品進行綠色化處理。以“碘元素提取和檢驗”為例，如果從海帶中提取碘，需要先將海帶燒干，但在灼燒過程中，海帶會產(chǎn)生有異味的煙霧，造成污染，對健康有害。因此，教師可以把這一實驗設(shè)計為家庭般小實驗，將加碘食鹽、淀粉碘化鉀試紙和食醋作為藥品，這些材料不但容易獲取，而且無害、無污染。在化學(xué)溶劑方面，教師也可以進行綠色處理。如多次碘水和溴水的萃取實驗，由于四氯化碳具有致癌性，濃度需要控制在25mg/m3以下，盡管實驗室安裝了通風(fēng)設(shè)備，但仍然很難將四氯化碳蒸氣的濃度控制在安全范圍內(nèi)，教師可以將二氯甲烷作為萃取劑，它不但沒有刺激性的氣味，而且毒性基本可以忽略不計。
（二）實驗采取循環(huán)式或者封閉式，達到零排放
在開展有毒有害氣體的相關(guān)化學(xué)實驗時，教師普遍會選擇在通風(fēng)環(huán)境較好的情形下進行實驗，雖然這些氣體暫時不會被學(xué)生吸入身體，但是有毒有害氣體會直接排放至空氣中，造成空氣污染。在綠色化學(xué)教學(xué)理念下，教師可以采取以下兩種方案：第一種方案是在密封環(huán)境下進行有毒有害氣體實驗，在密封環(huán)境下放置吸收裝置，將實驗中排放出的有害氣體直接吸收至裝置中，使有毒有害氣體不會排放至空氣中，達到零排放；第二種方案則是教師重新設(shè)計實驗?zāi)康模瑢⑸弦粋€實驗中產(chǎn)生的污染物收集起來，作為接下來實驗的原材料，以便于循環(huán)利用。這樣一來，教師不僅能夠控制化學(xué)實驗的污染排放，還能夠縮短實驗間隔時間。以實驗“氯氣的制備及性質(zhì)”為例，氯氣是一種氣體單質(zhì)，化學(xué)式為Cl2，常溫常壓下為黃綠色，有強烈刺激性氣味的劇毒氣體且具有窒息性。針對這類有毒氣體的實驗設(shè)計，教師可以采用綠色化學(xué)理念，實現(xiàn)氣體的循環(huán)利用。在實驗制作出氯氣后，教師可以選擇氫氧化鈉溶液來吸收排放的氯氣，避免氯氣向空氣中排放。緊接著，教師可以采用碘量法的方式進行氯離子的檢驗。這樣的實驗設(shè)計不僅可以避免有毒有害氣體污染空氣，還可以利用化學(xué)實驗廢料，完成下一個實驗，真正貫徹了綠色化學(xué)教學(xué)理念。
（三）拓展學(xué)生的綠色化學(xué)能力，在生活化教學(xué)中融入綠色化學(xué)理念
為了提高學(xué)生的解題能力和知識運用能力，教師可以從兩個方面著手：第一，設(shè)計問題情境，豐富化學(xué)試題的類型，通過多元化的題型考查學(xué)生運用綠色化學(xué)知識解決實際問題的能力；第二，構(gòu)建學(xué)生與化學(xué)問題之間的互動平臺，調(diào)動學(xué)生思考問題和解決問題的積極性，設(shè)計綠色化學(xué)相關(guān)的問題，展開課堂互動，加深學(xué)生對綠色化學(xué)概念的認知，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用綠色化學(xué)知識的意識?；瘜W(xué)教學(xué)與生活緊密相連，教師要將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的生活實際相聯(lián)系，將綠色思想延伸至日常生活，引導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的化學(xué)污染事件，使學(xué)生將所學(xué)知識合理地運用到生活中，切實踐行綠色化學(xué)理念。以《環(huán)境保護與綠色化學(xué)》教學(xué)為例，本節(jié)課以化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展為主題，站在資源利用和環(huán)境保護的角度，進一步闡述了化學(xué)與人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。在實際教學(xué)中，教師可以通過演示文稿播放大氣污染、水污染、赤潮、酸雨、臭氧空洞等視頻，讓學(xué)生了解保護環(huán)境的重要性。緊接著，教師可以組織學(xué)生發(fā)言，通過不同小組展示的不同內(nèi)容，讓學(xué)生充分了解造成環(huán)境污染的原因。最后，教師進行綠色化學(xué)思想的滲透，讓學(xué)生在增強環(huán)保意識的同時，全面認知綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展。
五、實驗廢物的綠色化處理
化學(xué)實驗中會產(chǎn)生各種成分復(fù)雜的廢物、廢液，由于排放量較少，所以很難集中處理。教師應(yīng)該在課前做好規(guī)劃，從源頭上遏制實驗污染。如果實驗中產(chǎn)生有毒有害的污染物是不可避免的，那么教師應(yīng)及時采取綠色處理措施，降低污染程度。
（一）廢氣的綠色化處理
SO2、H2、Cl2、C2H4、C2H2、CO2等都是化學(xué)實驗中經(jīng)常產(chǎn)生的廢氣，而且具有刺激性氣味，有一定的毒性。教師可以采用以下兩種方式處理廢氣：一是將氣體融入溶液，待兩者發(fā)生反應(yīng)后，去除氣體。如在使用硫酸銅溶液或氫氧化鈉溶液去除C2H2的過程中，會產(chǎn)生PH3、AsH3，教師可以通過酸液去除NH3，或者用堿液去除Cl2、NO2等。二是燃燒有毒性的氣體，將其轉(zhuǎn)化為無毒氣體。如教師也可以通過點燃的方式去除C2H4。
（二）廢液的綠色化處理
教師可以根據(jù)實際情況，對廢液進行綠色化處理。如在處理含酸堿的廢液時，由于含稀堿與含有稀酸的溶液能夠彼此中和，在溶液pH達到6.5至8.5時，教師可將其排放掉。在處理錳、鎘、汞、鋅等含重金屬離子的廢液時，教師可以采用碳酸沉淀法、硫化物共沉淀法、氫氧化物共沉淀法讓金屬離子沉淀，然后分離，也可以采用還原法、吸附法、氧化分解法、中和法等方式去除。在處理含有有機溶劑的廢液時，如果實驗中只用到少量的有機溶劑，教師在符合處理要求后，直接排放即可；如果使用量較多，教師需要先回收、再利用，也可以把有機溶劑中的可燃性、難溶性物質(zhì)、固體物質(zhì)、含水廢液等進行分類，然后采用焚燒法、氧化分解法、萃取法、水解法等方式進行處理。
（三）廢渣的綠色化處理
教師可以先統(tǒng)一收納整理廢棄的紙、玻璃儀器、火柴梗等，然后集中處理。特別是廢舊的玻璃儀器，教師可以嘗試修補后進行二次利用。對仍有利用價值的固體原料，教師可以回收后再利用，如果無法利用，教師應(yīng)該在回收后進行無毒化處理。綜上所述，在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要讓學(xué)生意識到化學(xué)試劑、廢氣、廢渣、廢液的危害性，使學(xué)生樹立綠色化學(xué)理念與環(huán)保意識，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
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作者:韓振霞 單位:河北省張家口市張北縣第一中學(xué)