浅谈实验教学中渗透绿色化学思想

绿色化学是人类和自然和谐的化学，是面向新世纪提出的化学新概念，同时它也为化学教育教学提出了新的课题。为了保护人类赖以生存的地球，让人们生活在绿色、美丽、清洁的环境下，我们应该把努力的方向从治理污染转变为预防污染。用绿色化学的新理念对化学实验进行改革，正逐渐成为所有化学工作者的共识。

绿色化学也可称为为环境友好化学。其核心内涵是指在化学反应过程中尽量减少或消除使用和产生有害物质;其着眼点是使污染消灭在生产的源头，使整个合成过程和生产工艺对环境友好。“绿色化学”的主要目标和任务是:(1)在生产源头就能防止废弃物、有毒物质的产生;(2)生产过程中尽可能使用可再生、无毒或毒性很小的原材料，并尽可能使反应物转变成反应产物;(3)化学过程中尽可能降低能耗和减小实验事故的潜在危险;(4)设计生产的化学产品使用后应可降解为对环境无污染的无毒物质，即对环境和人类要友好等。从这个角度来看，绿色化学不仅仅是反应工艺的改进，其核心目标是对环境的保护。

化学是一门以实验为基础的科学，实验是化学教学的关键，而实验教学是影响学生环境意识的首要手段。教材中所描述要完成的化学实验中，有些却存在着现象不明显、药品用量大(浪费资源)、药品或产物有毒、爆炸等不利安全的因素。因此，在实验教学中要尽量体现绿色化学实验的新要求：省资源、无污染、无废物、多循环、多利用。所以，教师在化学实验教学中，也应重视绿色化学，培养学生保护环境“从我做起”，以促使学生知、情、意、行统一协调发展。

一．演示实验中渗透绿色化学思想

社会学家班杜拉指出：“学生的个性品质是在观察过程和模仿过程中完善起来的。”因此，教师以身作则、规范实验操作是进行绿色化学教育的关键。老师在演示实验时要言行一致，做到实验操作正确规范，尤其是涉及绿色化学教育方面的内容。比如在药品的取用和称量、液体的量取和转移、过滤等基本操作过程中准确熟练的动作可避免药品的洒落、挥发造成污染。如果实验教师中将酸、碱等实验废液随手倒人下水管道、将实验废渣扔进垃圾筒、将有害废气简单地排到室外，学生会认为:教师在课堂上宣传保护环境的重要性和迫切性，但在化学实验中却向环境排放污染物，因此保护环境并不像老师讲的那样重要——这反而不利于学生环境意识的培养。每次实验完毕后的废液，一定要按指定处倾倒或回收。只有这样才会牢固树立学生的环保意识。

实验教学过程，不是简单地、直接地让学生去掌握前人的科学结论，而是要引导学生“像以前的科学家”那样，通过实验探索规律、发现真理。例如，我在讲二氧化碳的实验室制法时，事先准备了如下几组实验：（一）碳酸钠与稀盐酸反应；（二）纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应；（三）石灰石与稀盐酸反应；（四）石灰石与浓盐酸反应；（五）石灰石与稀硫酸反应。让五名学生到前面来依次分别做这五个实验，然后让同学们共同讨论：在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适？为什么？在经过讨论和争辩之后，同学们得出共同的结论：实验室应用石灰石（或大理石）跟稀盐酸反应制取二氧化碳最经济、最适合实验室操作、最贴切绿色化学。从而不仅使学生们牢固地掌握了二氧化碳的实验室制法，而且也使学生们学会了对比实验和优化实验的方法，更注重了绿色化学的理念倡导。
    二．学生实验中加强培养绿色化学思想

在中学化学实验中，大部分实验的药品用量在教材中都未明确给出限量。以至学生很难把握药品的实际用量。这样既影响实验的科学性和实验效果，又会造成药品的浪费，还会对环境造成一定程度的污染，也不利于培养学生的规范操作和实验品质。若将药品规定了用量和浓度，既方便施教，又方便操作，更易让学生接受、观察和记忆，从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法，同时节约药品，减少环境污染。教师实验教学过程中，限定用量，把好的经验传播给学生，妥善处理化学实验的废弃物（回收、无害化处理），加上正确引导，既提高了实验的科学性，为实验操作的规范化奠定了基础，又培养了学生良好的实验习惯，使学生学到实际应用技术。同时也增强了学生的环境保护意识，为学生的可持续发展奠定了基础。如氧气的性质实验“硫在氧气中燃烧”产生SO₂危害学生和教师健康且不利于对学生进行环境保护教育，可先在集气瓶中放少量浓NaOH溶液，用向上排空气法收集O₂做实验，这种“以人为本”的做法既调动了教师做此实验的积极性，又体现了绿色化学的要求，减少了空气污染。

另外，我还选择了一些具有研究性、开放性的实验题目（如  H₂O₂溶液制O₂中催化剂的选择），以及生产、生活实际中的一些问题(如河水污染的实验分析)，让学生在”中学化学实验研究”课中进行探究，在探究中让学生试着用自然科学方法论作为依据进行设计。其常用过程和环节是：发现要解决的问题——明确要解决的问题——收集有关资料、文献和数据——提出假说(几种可能性)——验证假说(得出肯定或否定的结果)——发现问题的规律性——得出结论。整个过程蕴含着智力的锻炼和能力的培养，也充分体现了绿色化学的倡导思想。 

   三．推广使用微型实验仪器

“保护环境，从我做起”，就不能忽略“绿色化学实验”的教学探究。在初中化学实验教学中，通常以探究改进实验方案、改进或自制实验仪器、推广微型化实验、重视实验废物的处理等作为实施绿色化学教育的主要途径。如在酸、碱、盐有关性质的实验中选用点滴板或井穴板。使用这种微型实验仪器实验，让学生悟出它具有节约化学药品（试剂用量为常规实验的1/10 左右）、降低能源消耗、缩短实验时间、减少污染物排放等优点。在保证实验现象明显、不影响实验效果的前提下，这种实验微型化的做法值得推广。在要求学生设计“制取O₂和试验其性质的实验方案”，供选择的仪器中有注射器，所以无论学生是否设计出用注射器滴加过氧化氢溶液的装置，教师总是向学生呈现该装置，这样不仅让学生体会到用注射器滴加过氧化氢溶液可得到平缓的氧气流，更重要的是使学生意识到使用注射器节约了原料，凸显了绿色化学的理念。

另外，实验中教育学生要对某些化学试剂进行回收再利用，这样可降低实验成本，也是绿色化学教育不可忽视的地方。如在氧气的制法中无论是催化剂MnO₂，还是KnMO₄反应后的生成物MnO₂都值得回收；制ZnSO₄得到的ZnSO₄溶液可直接保存，在酸、碱、盐有关性质的实验中再利用等。

    四. 将有毒实验改成封闭实验

初中化学教学中存在很多的有毒实验，除了前面所说的将实验微型化以外，还可以将实验改为封闭实验。如：探究一氧化碳和氧化铁反应的实验，如果按课本要求做，不仅浪费药品，而且释放出一氧化碳有毒气体。可以做适当的实验改进：将尾气进行除杂后循环使用，用来加热、继续做反应物或气球收集。整个实验都贯穿了绿色化学的思想。再例如产生HCl、SO₂、NH₃等易溶于水气体的反应装置，增加一个漏斗或一个干燥管，把气体导入水中或相应的吸收液中。演示实验中如果注意实验后有毒物质的处理，是实施如何保护环境思路和方法教育，使学生所学的环保知识与实验的后处理结合起来，知识得以巩固，再应用到学生实验中，甚至在毕业后，也会将这种思维方式应用于工作中。这正是绿色化学思想在中学生大脑中生根发芽。

总之，在初中化学教学中适当渗透绿色化学思想，不仅提高了学生的应用知识的能力，也让学生在化学启蒙教育之初，接受绿色的生活、生产概念，有助于今后形成积极的环保意识，文明健康的生活习惯，这也是素质教育理念所在。