实施中学绿色化学教育的途径

滑志军

一、绿色化学的定义

“绿色化学”又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用，并且在技术上和经济上可行的化学品和化学过程。绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有“原子经济性”。其最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染，因此它既能够充分利用资源，又能够实现防止污染，是发展生态经济和工业的关键。

二、中学绿色化学教育实施的具体途径

对于中学化学教育工作者来说，绿色化学教育是一个崭新的课题。过去，我们在中学化学教学中，习惯于沿袭传统的化学教学内容，较多强调化合物的性质和用途、化学反应的理论分析、合成路线的七弯八绕，很少考虑实际技术和环境意义，缺少绿色化学方面的知识和思考。因此，强调绿色意识、更新传统观念是中学化学教育工作者的当务之急。我们在强调绿色意识、更新传统观念的基础上，把绿色化学思想和知识融合于课堂内外各教学环节之中。

1. 结合化学课堂教学，渗透绿色化学教育

课堂教学是教学任务的主载体，“过去是，当今依然是我国中小学教育活动的基本构成部分”，要向学生传授绿色化学知识肯定离不开课堂教学。但就目前中学教育的实际情况看，专门开设绿色化学教育课程肯定是不现实的。惟有在化学教学中进行绿色化学教育的渗透才不失为解决问题的好办法。因此，在中学化学教育教学中应体现绿色化学的基本内涵，在课程教材中体现绿色化学理念，在潜移默化中对学生进行绿色化学的教育，使绿色化学的观念、要求与现行教材融合在一起。

现行的中学化学教材已经融入了绿色化学知识，在课堂教学中要时时体现绿色化学原则，渗透绿色化学教育。比如在讲化学反应及其能量变化时，说说能量的开发与利用、能源的合理开发与利用；在讲卤素时，讲讲氯气用于自来水消毒的利弊、氟利昂对臭氧层的破坏与保护；在硫和硫的化合物中，讲讲酸雨的危害与防治、大气的污染与防治等；在讲氮族元素知识时，穿插汽车尾气的排放、氮氧化物造成的光化学烟雾、水中氮磷过多造成富氧化而形成赤潮等危害；在烃与烃的衍生物的学习中，结合生态环境的破坏与保护、室内化学物质的污染与健康、农药与化学、毒品与化学、白色污染与综合治理等知识，使学生意识到应如何合理应用化学，为人类能生存在一个绿色的地球上做出自己的贡献。

2. 结合试题，强化学生对绿色化学的认识

绿色化学是设计研究没有或只有尽可能小的环境负作用，并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。在中学化学教学中，培养学生绿色意识，是社会可持续发展的基本要求。有意识选择绿色化学教育的试题，让学生在解题过程中受到绿色教育是一种有效的方法。

例 ：甲、乙、丙三名学生设计制Cu（NO3）2的三个方案：（甲）铜与浓硝酸反应；（乙）铜与稀硝酸反应；（丙）铜先在空气中灼烧生成氧化铜，再跟硝酸反应。试评价实验方案的优劣。

解析：从绿色化学角度评价实验方案要考虑两点：（1）节约原料；（2）副产品对环境污染小 。

（甲）Cu+4HNO₃（浓）＝ Cu（NO₃）₂+2NO₂ +2H₂O

（乙）3Cu+8HNO₃（稀）＝ 3Cu（NO₃）2+2NO +4H₂O

（丙）2Cu+O₂ ＝ 2CuO， CuO+2HNO₃ ＝ Cu（NO₃）2+H₂O

分析可知，甲方案耗HNO3最多，生成污染物最多；丙方案耗HNO3最少，没有污染环境的气体产生。故丙方案最好，甲方案最差。

从近年来的高考和其他重要的化学试题来看，可以发现一个新特点，那就是“化学与环境”、“清洁的化学”等，已成为信息迁移试题的重要素材。如1996年的高考的第1~2题，涉及氟利昂对大气臭氧层的破坏机理；1997年的高考题的第6题，甲基丙烯酸甲酯新、旧制造工艺的优、缺点的对比；1990年的高考第1题，内容为禁用含铅汽油的原因，并首次明确使用了“绿色化学”这个词。

其实，这类试题的化学解答并不复杂，即“高视觉、低落点”，如果只是因为对笼罩在题前的绿色化学信息不甚了解而无从下手，实为可惜。

3. 结合化学实验教育，强化绿色化学教育

（1）将实验尽可能微型化。微型化学实验是用微小型的仪器，尽可能减少中间生成物的转移过程，以减少试剂在器皿上的附着量，用尽可能少的试剂来进行实验，（试剂量一般为常规实验的1/10～1/1000）从而极大地减少了实验的“三废”，是可持续发展战略在化学实验中的具体体现。但不是简单地将常规仪器缩小和减少化学药品的用量，而是要求设计出新的实验方案。即要对常见实验仪器进行微缩，对常用试剂要给出限量，实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器，还可以把容量瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。

另外，还可以用生活用品中的废弃物品（下转82页）（上接96页）做替代。如利用医药上的药剂瓶，例如青霉素药瓶制微型酒精灯、替代试剂瓶，止咳糖浆的瓶（塑料）做微型洗瓶，用多用滴管做试剂瓶及反应器等。

（2）创新改进实验。①改进某些排放有毒物质的实验，（即在原有的实验方法上加以改进）使某些有害的物质转化为无害的物质，甚至是有益的物质。②整合几个实验，使几次实验污染变为一次污染，甚至没有污染。这样既节约了时间，又减少了污染。例如，可以将HNO3、NO2、NO性质实验联合起来加以设计，这样的实验设计对比性强，同一装置可连续做几个性质实验，且安全、可靠、无污染，符合绿色化学设计的要求。

（3）计算机仿真化学实验。常规的、传统的化学实验不可避免地消耗许多药品和大量的水资源，尤其是对一些试剂昂贵、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒、有害的试剂（如苯、苯酚、砷化物、重金属等）的实验，并在整个实验中排放较多的有毒气体、有毒废水，给师生身体健康带来极大的危害，且对环境造成较大破坏的实验，采用计算机多媒体系统进行仿真实验显得尤为重要。

目前，国内外已有相关的计算机仿真化学实验软件销售，利用计算机多媒体技术，对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真，利用文字、声音、图像、动画的效果让学生在计算机屏幕上做实验，达到身临其境的感觉。如有毒溶剂的燃烧，有毒物质的性质及相互转化等实验，这样既让学生学会了实验方法，而且使那些毒性大、危险性大、试剂昂贵的实验变成了绿色化的实验，自始至终不会对人体和环境造成污染。