高中化学实验教学中实验的绿色化实施策略

张娟++李刚

【摘要】化学实验是学生巩固理论知识与提升实践能力的重要过程。然而，在实际的化学实验教学中，教师重实验探究、轻环境保护的现象明显，实验设计上偏向于装置简易、操作简单、反应效果明显，大量使用指示剂与浓度较高的实验材料，在实验完成后，材料大多倒入下水道，没有考虑到实验药剂对环境的后续污染，这严重违背了新课程改革下提倡绿色化实验的目标。因此，改革化学实验操作方法，提倡绿色化实验教学具有积极深远的意义。

【关键词】高中化学 实验教学 绿色化

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）33-0136-01

近年来环境问题日渐严重，为了人类与自然环境的可持续发展，“绿色化学”势在必行。高中化学实验中对环境的保护以及绿色化处理，正是基于这种理念下提出的。高中化學实验绿色化实施的策略包括：减少试剂用量，改进药品组成；教师精密设计，促使试剂“重复使用”；化学试剂的生活化；寻找可替代低污染化学试剂；实验装置的微型化改进；实验后废弃药品及实验废物处理。

一、当前高中化学实验教学中存在的问题

（一）教师教学理念与新课标的要求不相符合

新课程改革强调，教师应将促进学生综合素质的全面发展作为教学的主导思想，这就要求高中化学教师在教学中，除注重理论知识外，还应注重培养学生的实验操作能力。但在实际的高中化学教学过程中，大多数教师仍旧以提高学生的学习成绩作为教学的总体目标，而忽视了实验教学在化学教学中的重要性，严重违背了新课程改革的要求。

（二）教师教学方法不当

在具体的化学教学过程中，大多数教师虽然将化学实验引入了课堂教学，但也只是粗略快速地演示实验，并没有为学生提供参与实验的机会以及自行思考的时间，这极易打击学生学习化学的积极性和主动性。

二、绿色化学理念的运用

“绿色化学”Green Chemistry），又称环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry）、环境友好化学（Environmentally Friendly Chemistry）或清洁化学（Clean Chemistry）。它是用化学的技术和方法来减少甚至消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，反应物的原子全部转化为期望的最终产物。

三、高中化学实验教学中绿色化策略

（一）优化化学实验方案，采取多种实验渠道

实验方案的优化可从“原子经济性”展开分析，它是一种能最大限度地使用原料分子中的每一个原子，实现目标分子相互结合，达到零排放的一种实验方式，在原料中的原子得到完全利用的情况下，不产生副产物，能最大限度地减少化学实验中污染物的排放。例如，在金属铜性质教学中，教师可从“原子经济性”的角度，引导学生选择以铜和硝酸为原料制取硝酸铜的最佳方案。首先分组教学，各小组成员共同合作探究，然后各小组成员表述自己的实验设计方案，引导学生采用“原子经济性”的表达式来比较各种制备方法，选取最佳方案，最后学生进行实验验证，此时学生就可能会得出3种方案：

从反应方程式的计算中可以发现，制取3mol的硝酸铜，3种方案所消耗的硝酸分别为12、8、6mol；所产生的有毒气体NO2分别为6、8、0mol；原子利用率分别为59.5%、81%、91.3%，由这些量值可见，方案3）无疑是最佳的，而方案1）则是最差的。

（二）实验物品的回收与再循环利用

化学实验中，常常会因为实验材料杂质与反应不充分而产生大量的废渣、废弃与废液，常规化学实验的处理比较随意，一般是倒入到下水道中。然而，这些实验残渣往往含有浓度较高的重金属、酸、碱等有毒物质，会对自然生态造成巨大的影响。因此，在化学实验中，教师应做好表率作用，做好废弃物的后续处理与回收工作。具体回收操作为：对于实验中酸性与碱性的溶液，应在实验完成后采取酸碱中和的方式，使用PH试纸测试为中性后才能安全排放，教师教学中，也应着重强调实验废弃物的处理工作，对于一些有二次利用价值的实验材料，可以采取回收处理操作，这样既节省实验成本，又使实验材料对环境的污染降到最低。

（三）寻找可替代低污染化学试剂

高中化学溴和碘的萃取实验，常用的萃取剂是四氯化碳，教材上注释它的特点是不溶于水，且卤素单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，因此，实验常用的就是这种萃取剂。但是，从绿色化的角度来说，四氯化碳具有非常明显的缺点，挥发性极强，且有毒性，严重污染环境及健康。为了实现化学试剂的绿色化，可以寻找具备同样萃取效果但无毒的试剂进行替代。经查阅文献发现二氯甲烷是一种很好的四氯化碳替代品。采用二氯甲烷做萃取实验，不仅得到比四氯化碳更良好的萃取效果，而且实验过程中有毒物质的生成少，主要是因为二氯甲烷本身毒性很低，且易光解。因此证明某些替代剂比传统的试剂更能实现实验的绿色化。

（四）完善课堂教学内容

由于高中化学实验活动中存在许多危害环境的物质，因而教师在课堂教学中，应注意对与绿色化学和环境保护相关内容进行深入剖析，结合生活实际，始终将绿色化学理念渗透到课堂教学中去，以便在加强学生对化学知识的理解和掌握的同时，培养学生的绿色环保意识。例如，在高中化学必修1“二氧化硫的性质”一节，教师可以通过视频展示创设这样的问题情境：二氧化硫是重要的化工原料，又是大气中的严重污染物和食品安全大敌。在日常生活中，一些不法商贩是如何将发黄发黑大米变白变亮来牟取暴利呢？如何合理利用二氧化硫保护自身健康呢？以这种提问的方式将绿色化学理念贯穿到教学内容中去，能够引发学生对问题的思考，使学生能够在掌握知识的同时，提高自身的环保意识。

综上所述，高中化学实验教学的绿色化理念，不仅增强了学生的环保意识，同时也提高了学生的实验探究能力。而在教学中教师基于绿色化学理念，尽量选择真实有效的实例对学生进行环保意识的渗透，将使绿色化学真正融入新课改的课堂教学中，实现教与学的共赢。

参考文献：

[1]樊彦伶.高中化学实验教学中实验绿色化的研究[D].广西师范大学，2010.

[2]孟琪.高中化学实验教学绿色化的研究[D].河北师范大学，2015.

[3]焦蓉.高中化学实验绿色化的初步研究[D].上海师范大学，2005.