绿色化学在高中化学实验教学中的渗透

时间:2023-04-22 16:30:28 手机站 来源:网友投稿

摘  要:随着世界污染越来越严重,绿色文明在各行各业中开展起来,其中化学教育中也紧跟绿色文明的脚步,不断完善化学实验,减少对环境造成影响。苏教版高中化学新教材对实验内容做出了大量的修改,不仅减少了污染性较强试剂的使用,还优化了实验过程,最大限度地促进绿色化学发展。但是不可否认,仍然存在不足之处。基于此,笔者对绿色化学在高中化学实验教学中的渗透展开分析,希望可以有效促进绿色化学的建设。

关键词:高中化学;绿色化学;实验;渗透

绿色发展已经成为我国发展的理念之一,作为国家基础教育阶段,高中化学实验也需要在绿色环境中发展。可见,高中化学实验中渗透绿色理念,是教育发展的趋势,也是教育工作者为国家发展的贡献,对社会环境的发展具有深远的意义。

一、绿色化学概念

绿色化学理念追求人与自然和谐发展,课程改革中也对化学实验做出了新的要求。绿色化学的本质是实验过程中产生的物质对环境是无害的,最大程度的减少副作用,甚至不产生副作用。化学实验中,会产生大量的废水、废气、废渣,如废弃碘液,含有金属离子的废液,甚至有氯气等有毒气体。在教学过程中,通过对所用试剂的把控,实验过程的优化来改善化学实验产生的污染物,减少对自然环境的污染。

二、苏教版高中化学实验与污染物统计

(一)化学实验统计

根据对苏教版高中化学教材实验的统计,发现新教材实验中,具有污染性质的实验比例高达83.13%,可见,尽管教材已经针对污染方面做出了改进,但是实验污染的比例还是较高。比如在必修3中探讨物质结构一章中,由于该章涉及的理论知识较多,实验仅有7个,但仅就这7个小实验,全部具有污染性,对自然环境造成影响。

(二)污染物统计

强酸强碱类物质是高中教学过程中涉及最多的物质,尤其在化学实验中,是最常用的化学试剂。据不完全统计,硫酸这种强酸性物质在35个实验中使用到,盐酸和氨氧化钢溶液在37个实验中出现,不仅这些物质的排放会对环境产生影响,甚至在学生使用化学试剂的过程中,可能由于强酸性会对师生的健康造成影响。除此之外,固体类的污染物种类不胜枚举。可见,化学实验绿色化具有必要性,绿色化学的渗透有助于推进化学实验改革,减少化学实验产生的负面影响,保证师生在健康的实验条件下研究知识。

三、绿色化学理念在高中化学实验教学中的渗透策略

(一)意识的渗透

意识指导实践,只有帮助教师与学生建立起绿色化学的概念,才能加快绿色化学在实验中的渗透。意识培养的最直接方法时对现有教材进行深度研究,仔细分析每个教学案例,挖掘与绿色化学有关内容,培养学生的绿色化学理念。还可以结合教材内容进行知识扩充、延展,建立起化學实验与现实社会环境问题的联系。比如,学习二氧化碳来认识温室效应,通过学学习硫化物意识到酸雨的危害等。将身边事与化学实验相结合,更有助于让学生意识到环境的严峻性,推进绿色化学的必要性。

(二)“拒用”策略

对于化学试剂的使用需要把控两个关键点,一是拒绝使用对人身安全产生影响的物质;二是减少对自然环境可能造成污染的化学试剂,甚至不使用。尤其对于高中生而言,自我保护意识还不强烈,需要外部进行控制,减少污染较强实验物质的使用,让学生意识到安全对化学实验而言的重要性,理解绿色化学理念的必要性。

以四氯化碳这种有机溶剂为例,在有机实验中,四氯化碳是一种常用的试剂,用于保存或者检验,经常用于有机萃取实验。但是由于四氯化碳这种物质的稳定性较差,在萃取实验的过程中,容易与其他物质发生反应,产生一种气体,该气体具有难闻刺鼻的气味,容易对人身体造成影响,是一种有毒气体,甚至还会造成臭氧层的破坏。所以可以使用二氯甲烷代替四氯化碳进行萃取实验,这边是一种绿色化学在实验中的渗透。在保证学生掌握四氯化碳理论知识的前提条件下,减少对人体与自然的危害,起到了一箭双雕的作用。

(三)优化实验过程

实验过程的优化可以采用两种方式来渗透绿色化学。

一是加强实验装置的密封性。主要解决气体在实验过程中溢出的现象,密封后的实验装置只需要最后处理尾气即可。以苏教版必修1《氯气与水的反应》为例,为了防止氯气溢出,采用针筒收集氯气,吸入水后,用橡胶塞建针头密封,之后进行下一步实验操作,可以有效地防止氯气外溢。氯气也可以用矿泉水瓶来代替,原理相同,充分摇晃后,出现气体颜色变浅,溶液呈浅黄绿色,以及矿泉水瓶凹陷的现象。

二是利用实验串联或并联实现资源利用,降低对环境的污染。实验串联指的是将具有相关性的实验在一堂实验课完成,既节省了实验时间,还可以避免中间产物造成的污染,适合有毒有害、分步分次实验,使化学实验绿色化。以苏教版必修1《氯气的实验室制备》《氯气性质检验》实验为例,如果分次进行实验,制出的氯气在保存过程中会溢出,在进行性质检验时,可能还需要制备氯气,造成实验过程氯气的浪费,对环境的污染。如果利用实验串联的形式,将制备出的氯气直接用于性质检验,实现绿色化学。

(四)加强实验“三废”的规范处理

"废气、废液、废渣"俗称“三废”,是化学实验过程中必然产生的物质。如果将其直接排放,只是对环境有污染的废物。倘若对其再利用,既有助于避免资源浪费,变废为宝,还减少对环境的污染。

以萃取实验为例,由于几乎每个班的学生都要进行实验,如果直接将实验产生的废水倒入下水道,实际上是资源的浪费,同时会造成水污染。可是如果选择将废液回收,学生做完实验后,将废水倒入废液缸。之后由教师统一进行处理,将废液进行蒸馏,以实现资源的循环利用。实际教学中,类似这样的实验现象还有很多,需要教师不断研究,对教材的实验有宏观认识,比如碳酸纳溶液回收的回收用于进行碳酸纳溶液性质的分析,也是资源的一种再利用。

结束语:

综上所述,绿色化学的推进首先是师生意识观念的培养,同时根据新教材,结合新教法,规范实验行为,操作更加标准化。绿色化学在高中化学实验中的渗透不是一蹴而就,是逐渐优化的过程。作为教育工作者,需要不断探讨与思考,对绿色化学实验技术进行研究,共同促进绿色化学的发展。

参考文献:

[1]韩峰,蒋道明.高中化学教学中渗透绿色化学教育理念的行动研究[J].中学化学教学冬考,2017(87):56.

[2]高成,李鹤亭.绿色化学课程意识及其课程设计方法[J].化学教育,2016(9):78.

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