實驗教學(xué)中綠色化學(xué)教育分析
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［摘要］綠色化學(xué)教育是素質(zhì)教育的核心目標(biāo)，是可持續(xù)發(fā)展的需要,同時也是現(xiàn)代化科學(xué)的發(fā)展和重要特點之一。在化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)能力是當(dāng)前教育體制改革的特點，從根本上防止了污染，改善了環(huán)境問題，同時也提高了教學(xué)的質(zhì)量。在高中化學(xué)實驗的課題更改過程中很重視對學(xué)生的綠色化學(xué)教育，以及學(xué)生對綠色化學(xué)的思想感悟。本文簡要介紹了綠色化學(xué)的內(nèi)涵，對化學(xué)實驗教學(xué)中綠色化學(xué)教育的探索和實踐進行了簡要分析，闡述了開展綠色化學(xué)教育的必要性，最后提出了在化學(xué)實驗教學(xué)中開展綠色化學(xué)教育的相應(yīng)措施。
［關(guān)鍵詞］化學(xué)實驗教學(xué)；綠色化學(xué)教育；環(huán)境保護教育
“綠色化學(xué)”是伴隨著綠色食品、綠色消費的生活概念而提出的。綠色化學(xué)換言之又稱無害化學(xué)，是利用化學(xué)來防止環(huán)境污染的一種可取性措施。生活各方面不再使用有毒的有害物質(zhì)以及妥善處理產(chǎn)生的廢棄物，做到從根源上阻止污染的產(chǎn)生是綠色化學(xué)的使用理念。從根本上通過化學(xué)改善保護環(huán)境，推動工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展是綠色化學(xué)的目標(biāo)。以此我們應(yīng)該在化學(xué)實驗教學(xué)中加入綠色化學(xué)教育，使學(xué)生能夠從化學(xué)的角度使用相關(guān)知識對環(huán)境污染作出分析以及對一些化學(xué)現(xiàn)象做出合理解釋。綠色化學(xué)代表的不僅僅是一種理念，更是在生活實際操作中所帶來的社會環(huán)境和經(jīng)濟方面的效益。我們要在化學(xué)實驗和化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最大可能地減少廢棄物的排放問題，盡可能做到“零排放”，從根源上解決環(huán)境污染問題。
一綠色化學(xué)的核心涵義
綠色化學(xué)又為環(huán)境友好化學(xué)，通過利用化學(xué)的技術(shù)來對環(huán)境污染問題進行處理，來降低或者消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計或者制造的過程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生，使設(shè)計的化學(xué)過程和環(huán)境更加環(huán)保友好，從而在源頭上緩解化學(xué)污染的問題。綠色化學(xué)從原料的安全性、節(jié)能型以及友好型等方面評價化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)勢。原子利用率及環(huán)境因子則是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。充分利用化學(xué)反應(yīng)物中的每一個反應(yīng)分子，從而在充分利用資源的同時又能防止環(huán)境污染。原子的利用率越高，那么相應(yīng)的所產(chǎn)生的污染物就越少，環(huán)境因子越小，相應(yīng)的對環(huán)境做成的污染也就越小。環(huán)境因子是在化學(xué)反應(yīng)過程中，所生成的廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比重。把綠色化學(xué)融入化學(xué)實驗教學(xué)中去，有效地減少化學(xué)實驗中所產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境造成的污染，培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)境綠化意識；化學(xué)這門自然學(xué)科與社會環(huán)境的聯(lián)系十分密切，在化學(xué)實驗中引入綠色化學(xué)教學(xué)模式，從而培養(yǎng)綠色化學(xué)人才。
二化學(xué)實驗中引入綠色化學(xué)
1加強環(huán)境保護意識
化學(xué)實驗實則是一個產(chǎn)生廢棄物的過程，同時也是制造污染導(dǎo)致環(huán)境破壞的課程。當(dāng)化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢棄物順著實驗室的下水道排出時，污染物便會流入河中或者滲透進地下，那么一些有機物和重金屬就會對土質(zhì)、河流造成嚴(yán)重污染，從而損害人類健康，影響人們的正常生活，因此在化學(xué)實驗教學(xué)中要不斷滲透綠色化學(xué)的思想，對學(xué)生重視環(huán)境、愛護環(huán)境的習(xí)慣進行培養(yǎng)，養(yǎng)成好習(xí)慣。對待所產(chǎn)生的廢棄物要進行及時回收處理，堅決不能隨便倒瀉，導(dǎo)致環(huán)境的污染。在化學(xué)實驗室中需要分別設(shè)立“廢酸回收瓶”和“廢堿回收瓶”，對在化學(xué)實驗中產(chǎn)生的廢酸廢堿進行回收。比如化學(xué)實驗中，所產(chǎn)生的硫酸鏈霉素與硫酸鐵產(chǎn)生反應(yīng)后生成的結(jié)合物在進行傾倒之前，應(yīng)該將其中規(guī)定的PH后排放，那么對實驗室不能立即處理掉的有害物質(zhì)比如破損溫度計中的水銀，就要妥善處理將其回收入瓶中用水封好，通過有機化合物等回收到指定容器內(nèi)送進藥品庫進行統(tǒng)一處理。在這一過程中要特別注意，電池不能進行倒置，否則其中有害液體將滲出污染環(huán)境。
2加強綠色化學(xué)實驗教學(xué)改革
綠色化學(xué)實驗本就是化學(xué)實驗教學(xué)課程中的教育創(chuàng)新內(nèi)容，其指導(dǎo)方針是以綠色化學(xué)為主要內(nèi)容，用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法以及新技術(shù)來對化學(xué)實驗內(nèi)容及教育方法進行相應(yīng)的一定改進，極大減少實驗室所產(chǎn)生的三廢物質(zhì)，也在一定程度上消除有害物質(zhì)，來實現(xiàn)綠色化學(xué)的要求。比如在“二元溶液沸點組成圖的繪制”實驗進行了相應(yīng)的改進，由原來的二元溶液一環(huán)乙烷改為乙醇一環(huán)乙烷。因為苯對人體有危害，同時也會造成環(huán)境污染，改為乙醇之后有效地對其所含毒性進行降低，并且對回收液進行重調(diào)沸點，再次利用。這樣做不僅減少了化學(xué)試驗成本還相應(yīng)的降低了化學(xué)環(huán)境污染，使得乙醇一環(huán)乙烷被回收反復(fù)利用，不倒瀉在環(huán)境中。
3開展化學(xué)的微型試驗
綠色化學(xué)實驗是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下，對常規(guī)的化學(xué)實驗進行一定的教學(xué)改革從而形成的新的化學(xué)實驗辦法。通過大力開展微型的化學(xué)實驗，主要通過改用常規(guī)的小容量儀器，在對實驗方法實驗操作不變的前提之下進行微型實驗，從而減少了藥品用量，以及反應(yīng)物和造成的污染。而另一方面所進行微型實驗會使整個實驗過程更加安全、便捷，有效地減少了化學(xué)實驗的成本經(jīng)費。比如在進行硫酸鏈霉素水解速度常數(shù)以及乙酸乙酯皂化反應(yīng)常數(shù)的化學(xué)測驗時，從原定化學(xué)實驗容器20ml改為10ml的取樣，試劑的用量特別少，操作起來就相比之前更加迅速簡練，重要的是采用微型容器不會對環(huán)境造成污染。
4重視實驗產(chǎn)生的廢棄液體回收處理
化學(xué)實驗室所產(chǎn)生的廢棄液體種類比較多但是量不是很大，我們通過結(jié)合實驗內(nèi)容，對廢棄液體進行規(guī)整分類，將其分類儲存在統(tǒng)一規(guī)定的容器之中，由專門的工作人員處理廢棄液體。那么在對廢棄液體進行處理的過程中就需要實驗指導(dǎo)老師對其認真負責(zé)，注重培養(yǎng)學(xué)生的操作技能訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)環(huán)境的保護意識。因此要求學(xué)生對于實驗之后產(chǎn)生的廢棄液體以及渣滓必須倒入制定的容器之中。實驗室的工作人員及指導(dǎo)老師也必須具有高度的責(zé)任心，對各種廢棄液體進行及時認真地收集。經(jīng)過處理之后，達到國家允許排放標(biāo)準(zhǔn)即可排放。
三綠色化實驗教學(xué)相應(yīng)措施
1教學(xué)內(nèi)容綠色化
在原有的教材實驗基礎(chǔ)之上，對實驗的系列進行改造，對綠色化學(xué)實驗的內(nèi)容加以改造。在保證實驗方法科學(xué)合理的同時，以保護環(huán)境為實驗?zāi)康?，進行化學(xué)實驗。在實驗中，化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢棄物較多，回收利用的較少，對資源造成了浪費，形成化學(xué)實驗的環(huán)境污染。在一些有毒氣體制備的試驗中，應(yīng)對產(chǎn)生的尾氣進行處理或者燒掉，最大程度地把有毒氣體轉(zhuǎn)為無毒或者毒性降解物。針對化學(xué)實驗的大綱內(nèi)容進行相應(yīng)的調(diào)整安排，針對基礎(chǔ)的化學(xué)操作進行重組并且相應(yīng)地減少，將基礎(chǔ)實踐融入進化學(xué)實驗中去，選取綠色無害的化學(xué)內(nèi)容，對基礎(chǔ)操作以及性質(zhì)驗證的化學(xué)實驗所需的物質(zhì)進行節(jié)省，從而減少對化學(xué)環(huán)境的污染。在安排實驗項目內(nèi)容時，按照大綱要求的基本實驗操作步驟盡量分解在每次的滴定實驗之中。在實驗過程中本著綠色化學(xué)的思想原則直接訓(xùn)練學(xué)生使用吸量管、滴定管等容器的基本操作技能，而不必去分開單獨練習(xí)。這樣既節(jié)省了化學(xué)實驗所需的實驗時間又減少了開展化學(xué)相關(guān)實驗所需要的藥品開銷，同樣針對性地減少了環(huán)境污染。
2串聯(lián)實驗，充分利用
在大多數(shù)化學(xué)實驗中，重絡(luò)酸鉀法測定鐵是一個與生活緊密相關(guān)的經(jīng)典實驗，學(xué)生在此實驗中可以掌握實驗所證實還原的基本定法理論。那么在此同時，實驗過程所需要的重絡(luò)酸鉀是一種非常穩(wěn)定、氧化性適宜的滴定劑。通過串聯(lián)實驗做成一個系列實驗，使得前部實驗的產(chǎn)物應(yīng)用于下個實驗當(dāng)中，在檢查學(xué)生實驗效果的同時還有效的增強了學(xué)生環(huán)境保護意識，達到物盡其用的效果。針對串聯(lián)實驗可見不僅減少了對藥品方面的浪費，還相應(yīng)地降低了對環(huán)境的污染。
3建立網(wǎng)上實驗室，進行仿真實驗
隨著我國計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，通過計算機對化學(xué)實驗進行模仿已經(jīng)是當(dāng)下化學(xué)教學(xué)中擺脫傳統(tǒng)物質(zhì)實驗的改革，它的發(fā)展不僅僅是教育方法技巧的更新，更是對保護自然資源緩解化學(xué)所造成的環(huán)境污染的一種方式。我們通過在網(wǎng)上建立化學(xué)實驗室，將模擬實驗有效地利用到化學(xué)實驗課程中去，來達到化學(xué)教育的輔助教學(xué)目的。在模擬實驗開始之前，要對學(xué)生進行組織觀看各種儀器的操作及簡要分析，通過計算機模擬實驗對儀器進行仿真講解以及實驗過程的仿真操作，幫助學(xué)生完成化學(xué)實驗的機理及儀器操作基本原理；進行傳統(tǒng)化學(xué)實驗中不應(yīng)出現(xiàn)的違規(guī)化學(xué)操作，將后果展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生看到所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性，避免后果的產(chǎn)生。采用多媒體實驗仿真手段，方便地解決了減少環(huán)境污染，深化綠色化學(xué)的理念。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上理解掌握化學(xué)理論。不僅能夠很好地解決傳統(tǒng)化學(xué)實驗中的不足，更是化學(xué)實驗實現(xiàn)綠色化學(xué)事項的重要研究內(nèi)容，也是減少化學(xué)實驗室廢棄物對環(huán)境造成污染的最佳途徑。
參考文獻
[1]王勝軍.綠色化學(xué)教育[J].試題與研究(教學(xué)論壇),2014(20).
[2]孟睿智.化學(xué)實驗教學(xué)與綠色化學(xué)教育[J].教育,2015(24).
作者:王興華 單位:貴陽幼兒師范高等?？茖W(xué)校
