摘要:绿色环保一直是人们关注的焦点,特别是党的十九大报告中明确指出“绿水青山就是金山银山,我们要像爱护眼睛一样爱护我们的生态环境,像对待生命一样对待生态环境”,可见保护环境已成为我们每个人的社会责任。作为一名化学实验教师把绿色环保意识和可持续发展理念渗透到化学实验教学中,积极加强培养学生的环保意识和环保能力具有重要意义,也是时代的要求。本文简要介绍了开展绿色化学实验的意义和应遵循的原则以及在开展绿色化学实验中所采取的主要措施。
关键词 绿色化学实验 可持续发展 学生环保意识
随着绿色可持续发展理念逐渐深入人心,在高中化学教学中针对化学实验产生的污染问题,也逐渐得到了人们的重视,特别是当前我校“优质、特色、生态”十年发展规划的关键时期,在我校的化学实验教学中和校本教材的开发与应用中融入绿色化学理念,不仅有助于减少因化学实验带来的各种污染,能够更好地保护师生身心健康,培养学生环保意识,还能助力构建我校的化学生态课堂,从而推动高中化学教育实现可持续发展。
一、开展绿色化学实验教学的意义
当前环境污染成为一项严重的社会问题,比如,土壤酸碱度改变、酸雨、雾霾等,这些都严重威胁着人们的身心健康。而化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验也是学生全面掌握化学知识的重要途径,由于化学实验的类型是不同的,在实验操作过程中会涉及各种药品试剂,化学反应中相应地也会排放一定的污染物。污染物的种类也是多样化的,其中包含了无机污染物、有机污染物等。无机污染物包含强碱、强酸、重金属等;有机污染物包含苯酚、乙醛、甲醛、甲苯等。无论是哪种污染物都会产生不良效应,不仅会破坏我们的校园生态环境,也会对师生的身体健康产生一定的危害。所以发展绿色化学实验已成为目前在节约能源、防治污染、保护环境、保障人们健康和安全等方面的迫切需要。同时在化学实验教学及其校本教材的开发与应用中融入绿色环保理念,不仅能够减少对环境的污染,而且能够优化化学实验步骤、流程,培养学生良好的思维意识、创新意识和环保意识,锻炼他们能在以后的工作中具有从事绿色化学研究与开发的能力,使他们能够在生活中力所能及地保护环境,担负起社会的责任。
二、开展绿色化学实验应遵循的原则
1、安全性原则
在开展绿色化学实验时,首先应保证化学实验的安全可靠,谨慎或避免选择一些可能存在安全隐患的实验,特别是当涉及一些有毒有害化学物质时一方面需要加强严格的防护;另一方面尽可能地选择无毒无害的替代品,在降低污染的同时更好地保护学生身心安全。
2、可行性原则
开展绿色化学实验应确保设计的绿色化学实验从原理到具体步骤上都具备较好的科学性与可行性,采用的相关实验器材、药品试剂、操作技术等在现有的学校实验条件下能够实现,避免为了突显实验的绿色化而偏离了化学实验教学的初衷。
3、简约性原则
在保证实验现象明显、实验结果准确且能够满足实验绿色化教学的前提下,如果有多种可实现方法,应遵循简约性原则,选择装置最简单、实验步骤最少、使用药品试剂最经济、操作最安全以及化学反应时间最短的化学实验教学方案。
三、开展绿色化学实验的主要措施
1、优化原有的化学实验设计方案
在化学实验教学中要体现出“绿色化”思想理念,就应在严格遵循安全性原则的基础上,改进传统的化学实验步骤、方法,科学、妥善设计化学实验内容,去除掉实验中对环境污染影响大、中毒性大的化学实验内容,在确保实验效果的前提下,用一些安全无害物质进行替换。例如在开展“碘的萃取”实验时常用的萃取剂是四氯化碳,它能在实验中实现碘的萃取但是四氯化碳有毒,且本身有着较强的挥发性,在实验时容易导致实验室内充满刺激性气味,不仅污染空气,还会导致一些学生出现过敏现象,不利于学生身心健康。因此在实验中可以改为煤油代替四氯化碳,不仅有着同样的实验效果且不会带来空气污染,能更好地保护学生实验安全,真正实现了化学实验绿色生态课堂的建立。
2、注重使用微型化学实验
当前我们在无机化学实验中经常运用的反应物质毒性虽然比较小,但是为了突显实验效果使用的试剂量较大,造成其排放量也比较大,依然会造成一定的污染,因此在化学实验教学活动中引入微型化学实验是必然的选择。微型化学实验主要是指应用少量的反应物质来获得相应的化学信息,是符合简约性原则的实验方法。微型化学实验中不仅所需要的药品试剂用量少,还能够减少实验时间,实验操作起来较为方便、安全,实验效果准确,能够有效降低污染、起到保护环境的作用。
我们在实验教学中注重改进传统实验方法,引用微型化学实验装置并且在微型化学实验操作过程中把操作权交给学生,让学生能够全面观察微型化学实验的步骤、过程和实验现象,感受到微型化学实验带来的简便快速、安全性高且污染少,有助于提升学生的科学素养和环保意识,树立绿色生态的化学学习观点。以下是我们在探究“电解质的电离”实验教学中所采用的微型化实验装置——微型溶液导电实验器。通过此实验探究让学生感受到用少量的药品试剂就能取得很好的实验效果,同时学生们也在动手操作中锻炼了自身的实践能力。
3、采用绿色催化剂
在高中阶段,我们经常会采用二氧化锰和浓硫酸作为催化剂。二氧化锰是固体催化剂,一般对环境的污染并不严重,并且在完成实验后,这种催化剂也能够回收再利用。但浓硫酸作为一种强酸性强腐蚀性的催化剂时许多学生在使用完后,会将其直接冲入下水道,不仅易造成管道的腐蚀还会对水体环境带来严重污染。比如在乙烯制备的实验中,浓硫酸作为催化剂,其主要作用是脱去乙醇中的水,并且此实验受浓硫酸的影响还会产生一些其他污染物,比如二氧化硫等,实验中难以突显绿色化学理念。因此需要选择绿色催化剂做好实验的改进,比如可以将浓硫酸用氧化铝代替,通过改进之后,该化学实验不再产生二氧化碳、二氧化硫副产物,完全符合高中绿色化学的理念。
4、做好化学实验废弃物绿色化处理
在开展高中化学绿色实验教学时,除了要关注实验本身,还应注重做好实验废弃物的绿色化处理。首先,化学实验废气处理,若是无毒气体,比如像氢气、二氧化碳等,可以通过通风厨或直接排放到空气中。如果气体有毒,需要结合实际,做好针对性“无毒化”处理。比如针对二氧化硫、硫化氢等有毒酸性气体,可引导学生通入氢氧化钠溶液来除去;如果是碱性有毒气体,比如氨气,可以选择用水吸收。其次,针对高中化学实验产生的废液,同样需要引导学生做好绿色无害化处理。比如针对实验产生的酸碱废液,可集中回收,或直接用于实验,当 pH值 达 6.5至 8.5符合国家新的《生活饮用水卫生标准》后再排放。针对重金属盐溶液,比如含有重金属离子锰、汞、铜、银、铅、铬等可采用沉淀法进行无害化处理。以含锰离子废液为例,可以先在废液中加入生石灰调 pH值到8左右,再加入碳酸盐形成了碳酸锰沉淀,这样就可以直接埋入地下或再利用,从而能够在整个化学实验教学中均能够体现出绿色无污染的性质。在化学实验废弃物处置中,教师要引导学生掌握废气、废液、废渣的处理方案和注意事项,鼓励学生自主参与到化学实验废弃物处理过程中来,这样能够让学生二次巩固化学装置、化学实验物品等,同时也能够无形之中提升学生的环保意识,在以后的化学实验中自主引入防污染措施。
5、引进多媒体技术展示化学实验
在化学实验教学中,有的化学实验操作会排放出大量的有毒气体,甚至存在较为严重的安全隐患,教师通常都会小心翼翼快速展示一遍,无法让学生全面、认真观察实验现象,甚至很多时候直接略过化学实验。为了避免不安全因素与环境污染问题,教师可以引进多媒体仿真技术以及计算机辅助对化学实验进行展示。教师利用多媒体系统中的仿真实验来形象、直观、全面展示化学实验过程,用动画、图像、声音、文字的形式,对化学实验的实验过程、装置、基础原理开展计算机演练。让学生利用多媒体了解化学实验,不仅能够帮助学生巩固、复习化学课本知识,同时也能够把枯燥、复杂的化学原理生动化、形象化、直观化地展示出来,提高学生参与化学实验教学活动的自主性与积极性。同时在高中化学实验教学活动中引入信息技术,除了能够起到防污染的作用,还能够节约更多的课堂时间,让学生能够仔细观察展示的实验现象,了解实验对环境污染的严重性,无形之中也提升了学生的环保意识。
总之,高中化学实验教学内容较多,开展实验的过程容易出现各种污染问题,不利于学生的身体健康发展,所以教师要把绿色环保理念渗透到化学实验中去,开展绿色化学实验,降低化学实验带来的污染,保护学生身心健康,培养学生环保意识和良好的化学学科综合素养,从而助力构建我校的化学生态课堂。
参 考 文 献
[1] 朱文祥.绿色化学与化学教育.化学教育2001
[2] 贾玉江等.中学化学教学法实验实施绿色化教学的实践.化学教育, 2001(12) :9
[3] 成董琪.环保教育在化学教学中的有效融入[J].信息周刊,2020(08):318.
[4] 谭豪杰.浅谈在化学教学中融入环保教育的策略[J].当代旅游,2019(05):1.
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摘要:绿色环保一直是人们关注的焦点,特别是党的十九大报告中明确指出“绿水青山就是金山银山,我们要像爱护眼睛一样爱护我们的生态环境,像对待生命一样对待生态环境”,可见保护环境已成为我们每个人的社会责任。作为一名化学实验教师把绿色环保意识和可持续发展理念渗透到化学实验教学中,积极加强培养学生的环保意识和环保能力具有重要意义,也是时代的要求。本文简要介绍了开展绿色化学实验的意义和应遵循的原则以及在开展绿色化学实验中所采取的主要措施。
关键词 绿色化学实验 可持续发展 学生环保意识
随着绿色可持续发展理念逐渐深入人心,在高中化学教学中针对化学实验产生的污染问题,也逐渐得到了人们的重视,特别是当前我校“优质、特色、生态”十年发展规划的关键时期,在我校的化学实验教学中和校本教材的开发与应用中融入绿色化学理念,不仅有助于减少因化学实验带来的各种污染,能够更好地保护师生身心健康,培养学生环保意识,还能助力构建我校的化学生态课堂,从而推动高中化学教育实现可持续发展。
一、开展绿色化学实验教学的意义
当前环境污染成为一项严重的社会问题,比如,土壤酸碱度改变、酸雨、雾霾等,这些都严重威胁着人们的身心健康。而化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验也是学生全面掌握化学知识的重要途径,由于化学实验的类型是不同的,在实验操作过程中会涉及各种药品试剂,化学反应中相应地也会排放一定的污染物。污染物的种类也是多样化的,其中包含了无机污染物、有机污染物等。无机污染物包含强碱、强酸、重金属等;有机污染物包含苯酚、乙醛、甲醛、甲苯等。无论是哪种污染物都会产生不良效应,不仅会破坏我们的校园生态环境,也会对师生的身体健康产生一定的危害。所以发展绿色化学实验已成为目前在节约能源、防治污染、保护环境、保障人们健康和安全等方面的迫切需要。同时在化学实验教学及其校本教材的开发与应用中融入绿色环保理念,不仅能够减少对环境的污染,而且能够优化化学实验步骤、流程,培养学生良好的思维意识、创新意识和环保意识,锻炼他们能在以后的工作中具有从事绿色化学研究与开发的能力,使他们能够在生活中力所能及地保护环境,担负起社会的责任。
二、开展绿色化学实验应遵循的原则
1、安全性原则
在开展绿色化学实验时,首先应保证化学实验的安全可靠,谨慎或避免选择一些可能存在安全隐患的实验,特别是当涉及一些有毒有害化学物质时一方面需要加强严格的防护;另一方面尽可能地选择无毒无害的替代品,在降低污染的同时更好地保护学生身心安全。
2、可行性原则
开展绿色化学实验应确保设计的绿色化学实验从原理到具体步骤上都具备较好的科学性与可行性,采用的相关实验器材、药品试剂、操作技术等在现有的学校实验条件下能够实现,避免为了突显实验的绿色化而偏离了化学实验教学的初衷。
3、简约性原则
在保证实验现象明显、实验结果准确且能够满足实验绿色化教学的前提下,如果有多种可实现方法,应遵循简约性原则,选择装置最简单、实验步骤最少、使用药品试剂最经济、操作最安全以及化学反应时间最短的化学实验教学方案。
三、开展绿色化学实验的主要措施
1、优化原有的化学实验设计方案
在化学实验教学中要体现出“绿色化”思想理念,就应在严格遵循安全性原则的基础上,改进传统的化学实验步骤、方法,科学、妥善设计化学实验内容,去除掉实验中对环境污染影响大、中毒性大的化学实验内容,在确保实验效果的前提下,用一些安全无害物质进行替换。例如在开展“碘的萃取”实验时常用的萃取剂是四氯化碳,它能在实验中实现碘的萃取但是四氯化碳有毒,且本身有着较强的挥发性,在实验时容易导致实验室内充满刺激性气味,不仅污染空气,还会导致一些学生出现过敏现象,不利于学生身心健康。因此在实验中可以改为煤油代替四氯化碳,不仅有着同样的实验效果且不会带来空气污染,能更好地保护学生实验安全,真正实现了化学实验绿色生态课堂的建立。
2、注重使用微型化学实验
当前我们在无机化学实验中经常运用的反应物质毒性虽然比较小,但是为了突显实验效果使用的试剂量较大,造成其排放量也比较大,依然会造成一定的污染,因此在化学实验教学活动中引入微型化学实验是必然的选择。微型化学实验主要是指应用少量的反应物质来获得相应的化学信息,是符合简约性原则的实验方法。微型化学实验中不仅所需要的药品试剂用量少,还能够减少实验时间,实验操作起来较为方便、安全,实验效果准确,能够有效降低污染、起到保护环境的作用。
我们在实验教学中注重改进传统实验方法,引用微型化学实验装置并且在微型化学实验操作过程中把操作权交给学生,让学生能够全面观察微型化学实验的步骤、过程和实验现象,感受到微型化学实验带来的简便快速、安全性高且污染少,有助于提升学生的科学素养和环保意识,树立绿色生态的化学学习观点。以下是我们在探究“电解质的电离”实验教学中所采用的微型化实验装置——微型溶液导电实验器。通过此实验探究让学生感受到用少量的药品试剂就能取得很好的实验效果,同时学生们也在动手操作中锻炼了自身的实践能力。
3、采用绿色催化剂
在高中阶段,我们经常会采用二氧化锰和浓硫酸作为催化剂。二氧化锰是固体催化剂,一般对环境的污染并不严重,并且在完成实验后,这种催化剂也能够回收再利用。但浓硫酸作为一种强酸性强腐蚀性的催化剂时许多学生在使用完后,会将其直接冲入下水道,不仅易造成管道的腐蚀还会对水体环境带来严重污染。比如在乙烯制备的实验中,浓硫酸作为催化剂,其主要作用是脱去乙醇中的水,并且此实验受浓硫酸的影响还会产生一些其他污染物,比如二氧化硫等,实验中难以突显绿色化学理念。因此需要选择绿色催化剂做好实验的改进,比如可以将浓硫酸用氧化铝代替,通过改进之后,该化学实验不再产生二氧化碳、二氧化硫副产物,完全符合高中绿色化学的理念。
4、做好化学实验废弃物绿色化处理
在开展高中化学绿色实验教学时,除了要关注实验本身,还应注重做好实验废弃物的绿色化处理。首先,化学实验废气处理,若是无毒气体,比如像氢气、二氧化碳等,可以通过通风厨或直接排放到空气中。如果气体有毒,需要结合实际,做好针对性“无毒化”处理。比如针对二氧化硫、硫化氢等有毒酸性气体,可引导学生通入氢氧化钠溶液来除去;如果是碱性有毒气体,比如氨气,可以选择用水吸收。其次,针对高中化学实验产生的废液,同样需要引导学生做好绿色无害化处理。比如针对实验产生的酸碱废液,可集中回收,或直接用于实验,当 pH值 达 6.5至 8.5符合国家新的《生活饮用水卫生标准》后再排放。针对重金属盐溶液,比如含有重金属离子锰、汞、铜、银、铅、铬等可采用沉淀法进行无害化处理。以含锰离子废液为例,可以先在废液中加入生石灰调 pH值到8左右,再加入碳酸盐形成了碳酸锰沉淀,这样就可以直接埋入地下或再利用,从而能够在整个化学实验教学中均能够体现出绿色无污染的性质。在化学实验废弃物处置中,教师要引导学生掌握废气、废液、废渣的处理方案和注意事项,鼓励学生自主参与到化学实验废弃物处理过程中来,这样能够让学生二次巩固化学装置、化学实验物品等,同时也能够无形之中提升学生的环保意识,在以后的化学实验中自主引入防污染措施。
5、引进多媒体技术展示化学实验
在化学实验教学中,有的化学实验操作会排放出大量的有毒气体,甚至存在较为严重的安全隐患,教师通常都会小心翼翼快速展示一遍,无法让学生全面、认真观察实验现象,甚至很多时候直接略过化学实验。为了避免不安全因素与环境污染问题,教师可以引进多媒体仿真技术以及计算机辅助对化学实验进行展示。教师利用多媒体系统中的仿真实验来形象、直观、全面展示化学实验过程,用动画、图像、声音、文字的形式,对化学实验的实验过程、装置、基础原理开展计算机演练。让学生利用多媒体了解化学实验,不仅能够帮助学生巩固、复习化学课本知识,同时也能够把枯燥、复杂的化学原理生动化、形象化、直观化地展示出来,提高学生参与化学实验教学活动的自主性与积极性。同时在高中化学实验教学活动中引入信息技术,除了能够起到防污染的作用,还能够节约更多的课堂时间,让学生能够仔细观察展示的实验现象,了解实验对环境污染的严重性,无形之中也提升了学生的环保意识。
总之,高中化学实验教学内容较多,开展实验的过程容易出现各种污染问题,不利于学生的身体健康发展,所以教师要把绿色环保理念渗透到化学实验中去,开展绿色化学实验,降低化学实验带来的污染,保护学生身心健康,培养学生环保意识和良好的化学学科综合素养,从而助力构建我校的化学生态课堂。
参 考 文 献
[1] 朱文祥.绿色化学与化学教育.化学教育2001
[2] 贾玉江等.中学化学教学法实验实施绿色化教学的实践.化学教育, 2001(12) :9
[3] 成董琪.环保教育在化学教学中的有效融入[J].信息周刊,2020(08):318.
[4] 谭豪杰.浅谈在化学教学中融入环保教育的策略[J].当代旅游,2019(05):1.