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[摘要]綠色化學觀念提倡在化學教育中,滲透人與自然和諧相處的思想,這也是高中化學教學發展的新方向。化學實驗是高中化學教學的重要組成部分,由于化學實驗中會涉及到很多化學試劑,這些化學試劑有可能對自然環境帶來一定污染,所以,在高中化學實驗教學中,注重綠色化學教學觀念的滲透顯得很有必要,下面對此進行深入分析。
[關鍵詞]綠色化學教育;高中化學;實驗教學;滲透
前言
化學是建立在實驗上的一門學科,在高中化學教學中,注重化學實驗教學可以全面提升化學教學質量。對于綠色化學,是通過化學技術、方法,將社會生產中對人類健康、安全、生態環境有害的化學原料、催化劑消除,同時將生產中的有毒有害化學物去除。在高中化學實驗中,注重綠色化學教育觀念的滲透,可以全面培養學生的綠色化學觀念,對于和諧社會的建設有極大幫助。
一、精心預設,合理滲透綠色化學觀念
在高中化學實驗教學中,很容易出現有毒、有害物質,這不僅影響到實驗的正常開展,同時加劇了實驗危險性,不利于學生的良好發展。因此,在實際中,為了有效降低高中化學實驗污染,教師需要在組織學生開展化學實驗之前,結合實驗目標、教學內容、學生實際操作情況,在課前精心預設,盡量考慮使用無毒害的反應物、催化劑,從實驗準備開始,一直到實驗結束,全面貫穿綠色化學教育觀念,從而實現高中化學實驗教學的綠色化。例如教師在組織學生開展“乙烯的制取”這一實驗時,由于在實驗過程中,大多是采用無水乙醇、濃硫酸共熱制取,實驗所需的濃硫酸量比較大,同時加熱的時間比較長,在控制乙烯溫度時比較困難,加上反應生成物純度不高,很難獲得良好效果,從而出現CO、SO2、CO2等多種污染氣體,對實驗室環境造成極大污染,同時也對學生的身體健康帶來危害。鑒于此,在實驗之前,教師可以考慮,在實驗反應物中加入一定量的ZnO、Al2O3混合物,這樣在實驗過程中,就可以極大的減少副反應出現,降低硫酸污染,不僅提高了實驗的操作安全性、平穩性,保證了實驗效果的真實性,同時也最大限度的降低了污染氣體的產生。
二、利用微型實驗降低實驗污染
對于微型實驗,主要是實驗藥品微量、實驗器材微型、實驗過程綠色化的表現形式,可以最大限度的降低實驗消耗時間,確保實驗的操作性、安全性、穩定性,同時能有效降低化學實驗帶來的污染和危害。在高中化學實驗過程中,實驗產生的生成物及實驗所需要的反應物,是引起污染的重要渠道,在這種情況下,教師可以考慮在保證實驗效果不受影響的基礎下,利用一些小劑量的化學實驗、微型實驗器材,或者是簡單的實驗裝置,實施微型實驗,來減少實驗過程中的污染。這樣一方面可以極大的降低實驗危險性,實現實驗活動的綠色化;另一方面還可以提升實驗精確性,克服實驗中的不足。此外,通過這樣的實驗設置,還可以讓學生享受到實驗的有趣性,不僅培養了學生的實驗科學嚴謹性,同時也培養了學生的綠色思想。例如教師在組織學生開展“制取氯氣”的實驗時,傳統的實驗方法是利用MnO2、濃鹽酸混合加熱制取,實驗過程中涉及到的儀器有導管、試劑瓶、酒精燈、圓底燒瓶、集氣瓶等,這一套實驗裝置、方法雖然可以很好的制取到氯氣,但是實驗裝置十分繁雜,實驗操作難度也比較大,實驗效率低。這時教師可以引導學生開展微型實驗,巧妙的利用醫用藥瓶來代替以往的試劑瓶、集氣瓶,用輸液器的塑料管代替導氣管,實驗過程中,利用膠頭滴管對濃鹽酸的滴入量、速度進行控制,在處理尾氣時,利用10%的NaOH溶液。通過微型裝置,讓學生在探究微型實驗中,掌握氯氣制取的實驗要點,同時利用微型實驗節省實驗時間及材料損耗,提升了實驗的安全性、可操作性。
三、優化實驗裝置,實現綠色實驗
在高中化學實驗教學中,教師可以對實驗裝置進行優化、創新,從而全面降低實驗污染,實現綠色實驗。教師應該結合實驗的具體情況,根據學生掌握的知識、技能,指引學生大膽的思考、探究,最大限度的降低實驗過程對自然環境帶來的危害,培養學生良好的綠色思維,切實提高綠色實驗的成效。例如,教師在組織學生開展“銅與稀硝酸的反應”實驗時,在以往的實驗裝置中,實驗藥品添加中可能會產生NO氣體,加上在原有的實驗中,有空氣的存在,很難發現NO的產生,這就很容易造成污染。鑒于此,教師可以對以往的實驗裝置進行優化、創新,如下圖1所示,在試管甲中放入少量的CaCO3及充足的稀HNO3,利用實驗中產生的CO2氣體,排盡試管中的空氣,然后在乙試管中塞上經NaOH溶液浸泡的棉花。實驗中,銅絲進入稀HNO3中時,微熱后產生的氣體會進入乙試管中,并且甲試管的氣體無色,而乙試管的氣體呈紅棕色,銅絲上拉,反應結束。通過這樣的實驗裝置優化,可以全面加強實驗效果,同時保證了實驗的綠色、安全。總結綜上所述,在高中化學實驗教學中,注重綠色化學教育觀念的滲透,不僅滿足了高中學生全面發展的需求,同時也符合了新課程教學要求,提升了學生的綠色意識、環保意識,促進了學生實踐操作能力的提升,這對于學生今后的健康發展有極大幫助。
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[3]宋振澤.論綠色化學理念在高中化學教學中的滲透[J].數理化學習(教育理論版),2017(1).教改創新
作者:魏述杰 單位:山東省新泰市第一中學