践行绿色化学理念 创新开展实验教学
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[摘 要]作为一种新型的教学理念，“绿色化学”要求教师以“可持续发展观”为基础，在人与自然协调统一的思想下开展一系列的教学活动。化学实验作为高中化学教学的重要组成部分，是学生培养和树立绿色化学理念的绝佳教学环节。教师在实际教学的过程中，践行绿色化学理念，遵循减量、循环、利用、再生等实验原则，引导学生开展串联实验、优化微型实验、规范实验操作、鼓励参与社会实验，使学生充分认识到人与自然和谐发展的重要性，实现培养学生绿色化学理念、提升学生化学核心素养的最终目标。
[关键词]绿色化学;实验教学;高中化学
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2019）14-0076-02
自2006年我国正式成立中国化学学会绿色化学专业委员会后，我国逐渐走上了绿色化学的发展道路。化学实验作为高中化学教学的重要组成部分，是学生培养和树立绿色化学理念的绝佳教学环节。教师在实际教学的过程中，要充分把握绿色化学理念与高中化学实验之間的关联，秉承绿色化学的宗旨，通过改进实验方法、创新实验形式、优化实验操作等多种多样的措施开展高中化学实验教学，将绿色化学理念渗透到化学实验的每一个环节，使学生认识到人与自然和谐发展的重要性，巩固学生的化学知识，发展学生的实验能力，提升学生的环保意识和化学核心素养。
一、开展串联实验，循环使用
在高中化学教学过程中，为了让学生更好地理解、掌握知识点，教师经常在课堂上实施各种演示实验作为化学教学内容的补充。然而，某化学知识点通常只是化学知识体系中的一个小点，如果在课堂上进行某一小环节的演示实验，难免会造成实验资源的浪费。此时，开展串联实验是有效的解决方法。
例如，在苏教版必修1《专题三 从矿物到基础材料》这一章节的教学过程中，笔者改变传统课堂演示实验的授课方式，先利用多媒体网络，让学生观看实验视频以配合每堂课的内容学习。在综合复习阶段，笔者在课堂上给学生演示一氧化碳（CO）还原三氧化二铁（Fe2O3）的实验（Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2）。在原本的实验中多余的一氧化碳气体（CO）将随着实验的进行直接释放到空气中。为了避免有害气体对空气产生不良影响，亦为了更好地发挥每一种化学药品的作用，笔者在实验装置末端增加了一个燃烧的酒精灯（2CO+O2=2CO2），并收集生成的二氧化碳（CO2）气体开展串联实验：过氧化钠（Na2O2）与二氧化碳（CO2）的反应实验（2Na2O2+2CO2=2Na2O3+O2↑）。
教师积极开展串联实验，既遵循了绿色化学理念的指导要求，充分做到实验药品的循环利用，有效地减少了因实验频率带来的资源浪费，又实现了化学知识的串联和整合。教师在向学生渗透绿色化学理念的同时，引导学生将多节课的教学内容整合起来，提升了学生的学习效果。
二、优化实验流程，合理规划
教师开展化学实验的教学目的是帮助学生了解化学原理、观察反应现象、巩固化学知识。基于绿色化学理念，教师在保证实验效果的前提下，除了对实验所需的化学药品量进行缩减外，还应合理规划实验流程，妥善做好污染处理，实现污染最小化、实验最优化。
例如，在苏教版必修1《专题四 硫、氮和可持续发展——含硫化合物的性质和应用》这一章节的教学中，笔者指导学生开展了制取硫化氢（H2S）气体的实验。强酸（HCl）与盐（FeS）在启普发生器中发生复分解反应（FeS+2HCl= FeCl2+H2S↑），将湿润的醋酸铅试纸放在气体收集装置的入口，湿润的醋酸铅试纸变黑，证明FeS与HCl反应生成了硫化氢（H2S）气体。同时，将检验后的气体通入饱和的氢氧化钠（NaOH）溶液，通过H2S+2NaOH=Na2S+2H2O或H2S+NaOH=NaHS+H2O处理硫化氢（H2S）气体，避免实验产生的有害气体污染大气环境，最大限度地降低化学实验对环境带来的污染和破坏。学生纷纷表示，在这次实验中不仅学习了如何做实验，还学习了如何妥善地处理实验产生的有害物质。
化学实验是一把“双刃剑”，一方面有助于学生理解化学知识，了解实验流程及现象，另一方面会带来一定程度的“三废”污染。教师从绿色化学理念出发，遵循回收利用、减少污染的原则，优化实验流程，可以有效地减少实验过程带来的危害，帮助学生树立绿色、科学实验的思想。
三、规范小组实验，避免浪费
学生实验操作的规范性既影响着实验的结果，也对实验过程中的资源利用情况有着重要的影响。基于这一点，教师在绿色化学理念指导下开展化学实验，不可避免地需要规范学生的实验操作，引导学生严格遵守实验操作规范，避免由实验操作不当而引起的环境污染情况发生。
例如，在苏教版选修4《化学反应原理》《专题三 溶液中的离子反应——溶液的酸碱性》的酸碱中和滴定实验的教学中，为了让学生尽可能地避免因操作失误出现结果错误或试剂浪费，笔者指导学生对酸碱中和滴定实验的步骤进行详细回顾，并引导学生思考细节问题：①为什么在滴定前要先检查滴定管是否漏水？②为什么要用待测溶液洗涤滴定管？③锥形瓶能否用待测溶液进行洗涤？……在学生彻底弄懂实验步骤、明确实验操作规范之后，再让各组学生展开实验。除此之外，实验试剂的浓度原本应为0.5%～1.0%，在保证实验效果不变的情况下，笔者将试剂的浓度降为0.1%～0.25%，避免了试剂的浪费。
可见，化学实验教学中的“绿色化学”，不仅和实验的操作流程有关，和实验的用量也有着密切的联系。教师通过规范学生小组实验的操作流程，尽可能地缩减试剂用量，帮助学生树立严格的实验规范意识，增强学生保护环境的观念，使每一位学生更好地参与到绿色实验的过程中来。
四、鼓励社会实验，废物利用
基于绿色化学理念，教师在教学的过程中除了要优化课堂实验教学，还应指导学生开展一些探究性或调研性的社会实验，引导学生将课堂所学运用到实际问题当中，实现现实生活中的废物利用和绿色循环。
例如，在苏教版选修2《专题一 多样化的水处理技术》这一章节的教学中，为了让学生更好地感受化学对于环境的作用和意义，更加积极地参与到化学实验的过程中来，笔者利用周末时间组织学生开展以“污水净化”为主题的社会探究性实验。笔者带领学生前往我市的某工厂进行探访，调研该厂的污水处理流程，并取回污水样本，废物利用作为化学实验样本。实地调研结束之后，笔者让学生分成小组设计污水处理方案。有的小组提出混凝法，通过加入明矾生成胶体（Al3++3H2O?AlOH3 （胶体）+3H+）的形式来实现水的净化;有的小组提出该工厂主要生产碱性产品，污水中含有碱性物质，可以用酸碱中和法（OH-+H+=H2O）来改善水质情况……笔者鼓励学生利用取回的污水样本进行模拟处理，切实感受化学知识对于处理废物、改善环境的贡献。
教师通过指导学生开展一些社会实验活动，扩宽了学生了解化学知识的途径，促进学生对化学知识产生更加直观的认识，引导学生思考如何利用已有的化学知识减少污染，实现废物利用，进一步增强了学生的化学核心素养，提升了学生的环保意识。
综上所述，“绿色化学”不仅是近几年来社会关注的热点话题，更是化学学科发展的大势所趋。教师基于绿色化学理念，遵循减量、循环、利用、再生等创新实验原则，充分将绿色、环保的理念融入高中化学实验教学，提高了学生的环保意识，使每一位学生都成为绿色化学的传播者。
（责任编辑 罗 艳）
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