淺談如何在初中化學(xué)實驗教學(xué)中融入綠色化學(xué)教育
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在初中化學(xué)實驗教學(xué)中進行綠色化學(xué)教育
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實驗以其生動形象、現(xiàn)象直觀等特點激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲與好奇心�；瘜W(xué)實驗教學(xué)既是化學(xué)知識教學(xué)的基礎(chǔ)，也是化學(xué)課堂教學(xué)中實施素質(zhì)教育的一種主要渠道和有效手段。然而，化學(xué)實驗過程中使用的某些化學(xué)試劑以及實驗產(chǎn)生的某些廢棄物，或多或少的會污染環(huán)境，因此，在實驗教學(xué)中進行綠色化學(xué)教育，有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識，從根本上控制環(huán)境污染。同時，“節(jié)能減排”的現(xiàn)實要求也決定了開展綠色化學(xué)教育的必要性和緊迫性。
那么如何在初中化學(xué)實驗教學(xué)中進行綠色化學(xué)教育，我認為可以從以下幾方面入手。
1 嚴格控制藥品的用量，減少環(huán)境污染
1.1 強化實驗操作規(guī)范， 倡導(dǎo)節(jié)約實驗藥品
化學(xué)實驗中不可避免的要接觸和使用許多化學(xué)藥品，而現(xiàn)行化學(xué)教材中許多實驗沒有指明藥品的用量，因此實際教學(xué)過程中必須規(guī)定藥品的用量，這樣既節(jié)約藥品，減少了環(huán)境污染，又方便操作，讓學(xué)生更容易觀察，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度和科學(xué)的實驗方法。例如，取用固體藥品時，若沒有說明用量，只需蓋滿試管底部；取用液體藥品時，若沒有說明用量，液體不超過試管容積的1/3。又如，在“實驗室用高錳酸鉀制取氧氣并驗證氧氣的性質(zhì)”的實驗中，需要學(xué)生收集3瓶氧氣進行木炭、鐵絲、蠟燭在氧氣中燃燒的實驗，因此高錳酸鉀的用量非常關(guān)鍵，如果量取少了，收集不滿3瓶氧氣，如果量取多了，不僅浪費藥品，還會造成更多的污染。為此我在指導(dǎo)學(xué)生實驗的過程中規(guī)定了“高錳酸鉀取用3藥匙”的用量，這樣可使學(xué)生認識到實驗藥品用量科學(xué)化的重要性。
1.2 提倡微型化學(xué)實驗
微型化學(xué)實驗是指在微型的儀器裝置中，用盡可能少的試劑來獲取所需的化學(xué)信息的實驗方法 [1 ]。微型化學(xué)實驗消耗藥品少，所用儀器和操作簡單，污染也少，符合綠色化學(xué)的理念 [2 ]。例如，在“探究本文由畢業(yè)論文網(wǎng)http://www.78375555.com收集整理金屬的活動性順序”實驗中，可以用微型點滴板代替其中的試管，在點滴板中分別放入鎂片、鋅粒、鐵釘和銅片，再加入稀鹽酸溶液，使四種金屬同時接觸稀鹽酸，這樣不僅便于觀察實驗現(xiàn)象，而且大大減少了稀鹽酸和金屬的用量，減少清洗試管的麻煩，提高了實驗效益。再如，在“探究分子的特性”實驗中，教材要求用一個大燒杯罩住兩個分別裝有酚酞溶液和濃氨水的小燒杯。這樣進行實驗的話，氨水揮發(fā)出來的刺激性氣味很大，而且氨水的用量也比較大。所以我在實驗時用小燒杯代替大燒杯，用2個礦泉水瓶蓋代替小燒杯，分別在礦泉水瓶蓋內(nèi)滴入酚酞溶液和濃氨水，把實驗微型化，這樣既節(jié)省了藥品，又不會產(chǎn)生很大的刺激性氣味。在微型的化學(xué)實驗現(xiàn)象不明顯時，可以利用實物投影儀進行投影實驗把實驗結(jié)果放大。
2 科學(xué)改進教材實驗，有效控制環(huán)境污染
化學(xué)實驗往往會產(chǎn)生各種固體、液體或氣體物質(zhì)，而這些物質(zhì)中許多是有害或有毒的，如果直接排放會對環(huán)境造成污染。因此，實際操作過程中，一方面要盡可能少的產(chǎn)生有害或有毒的物質(zhì)，另一方面要避免這些物質(zhì)的直接排放。例如，在“濃硫酸的黑面包實驗”中，教材上的操作是取20g蔗糖放入小燒杯中，滴入少量水使它潤濕后，注入10mL濃硫酸，攪拌，觀察現(xiàn)象。這樣反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫等有毒氣體直接排放，會造成空氣污染，嚴重影響師生健康。因此，可將小燒杯換成圓底燒瓶，在圓底燒瓶中放入20g蔗糖，并滴入幾滴水濕潤，通過分液漏斗將濃硫酸緩慢的滴在蔗糖上，使?jié)饬蛩崤c蔗糖充分混合反應(yīng)，同時用氫氧化鈉溶液吸收產(chǎn)生的氣體。該實驗在密封的狀態(tài)下進行，并用氫氧化鈉溶液消除了實驗產(chǎn)生的二氧化硫造成的空氣污染，有效的保護了環(huán)境。
又如，在“探究物質(zhì)燃燒的條件”時，常用的方法是在燒杯內(nèi)注入60℃的熱水，并投入一小塊白磷；再在燒杯口上方蓋一塊薄銅片，銅片的一端放一小堆干燥的紅磷，另一端放一塊已用濾紙吸干表面水的白磷，通過比較熱水中白磷、銅片上的白磷與紅磷的燃燒現(xiàn)象可以得出“物質(zhì)燃燒的條件”。實驗中白磷在銅片上燃燒，產(chǎn)生的白煙（五氧化二磷）會刺激人體呼吸道，直接擴散在空氣中，也會造成空氣污染，影響師生健康�？蓪⒃搶嶒炘谌鐖D1所示密閉的實驗裝置中進行，實驗結(jié)束，待試管冷卻后，再將試管倒扣于燒杯中使五氧化二磷溶解于水以消除五氧化二磷導(dǎo)致的污染。這樣不僅能讓學(xué)生觀察到明顯的現(xiàn)象，又能避免五氧化二磷對環(huán)境的危害，有效控制了環(huán)境污染。
3 妥善回收和處理實驗產(chǎn)生的“三廢”，實現(xiàn)化學(xué)實驗?zāi)┒颂幚淼木G色化
在化學(xué)實驗過程中總會產(chǎn)生一些廢水、廢渣、廢氣，如果不及時回收處理，任意排放，勢必引起環(huán)境污染，而且會淡化學(xué)生的環(huán)保意識，養(yǎng)成不良的實驗習(xí)慣。因此，每次實驗結(jié)束，都要引導(dǎo)學(xué)生對“三廢”進行處理。
3.1 廢水處理
對于酸類、堿類、鹽類等各種廢液，要倒入各自的回收容器內(nèi)，采取中和、吸收、燃燒、回收循環(huán)利用等方法處理后才可排放。例如，含稀酸和含稀堿的廢液可以互相中和，pH達6～8時排放；重金屬廢液，如銀廢液一般采用回收的方法進行處理；有毒物質(zhì)必須經(jīng)過分解等。
3.2 廢渣處理
對于固體藥品，無論剩余多少都要回收，留著下次實驗時使用。例如，實驗后的金屬片（如鋁、鐵、鋅、銅等）就可以回收再利用。這樣既變廢為寶，減少環(huán)境污染，又可以節(jié)約開支。對于固體生成物，能綜合利用的盡量綜合利用，不能綜合利用的，就要在回收后進行無毒化處理。例如：實驗時不小心打碎水銀溫度計后，不慎撒落的汞要仔細收集，用硫粉使汞全部轉(zhuǎn)化為難揮發(fā)的硫化汞，而不至于散發(fā)到空氣中去。有毒廢渣、有毒廢液處理生成的沉淀和已處理的固體有毒藥品，要小心放入廢品瓶中，積累至一定量后與水泥混合，以固化后深埋于地下指定地點 [3 ]。
3.3 廢氣處理
對于會產(chǎn)生有毒氣體的實驗，一定要進行尾氣處理，或用氣球等將尾氣收集，并進行集中處理�？傊挥袑瘜W(xué)實驗“三廢”的妥善回收和處理，才能實現(xiàn)化學(xué)實驗?zāi)┒颂幚淼木G色化。這樣，不僅有利于學(xué)生對所學(xué)化學(xué)知識的鞏固，而且還有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和健康的實驗心理，增強學(xué)生的安全意識和環(huán)境意識，進而滲透“綠色化學(xué)”思想教育。
4 運用現(xiàn)代教育技術(shù)，利用多媒體模擬危險危害實驗
化學(xué)實驗一般屬于消耗性實驗，因為化學(xué)實驗總是要消耗許多藥品以及大量的水。一些必須使用有毒有害的藥品；或存在危險危害（如引起爆炸等）；或會排放有毒物質(zhì)的實驗，不僅會給師生健康帶來危害，還會對環(huán)境造成影響，不符合“綠色化學(xué)”的理念。所以對于這些實驗采用多媒體進行模擬仿真就顯得尤為重要。計算機輔助教學(xué)模擬化學(xué)實驗（仿真實驗）是一種化學(xué)試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實驗方式，特別適合于演示實驗 [4 ]。利用多媒體技術(shù)對實驗原理、實驗裝置、實驗過程進行模擬仿真，通過文字、聲音、圖象、動畫等讓學(xué)生有身臨其境的感覺，這樣既有助于學(xué)生理解掌握理論知識，又避免了“三廢”的產(chǎn)生。例如，在“探究煉鐵的原理—— 一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)”實驗中，用于還原氧化鐵的一氧化碳是有毒的氣體，如果排放到空氣中，會造成空氣污染，嚴重危害師生健康。利用多媒體模擬該實驗不僅能讓學(xué)生清楚的感受該實驗， 還可以避免一氧化碳對環(huán)境的污染。仿真實驗還可以用于模擬一些有危險性的實驗。例如，加熱高錳酸鉀制氧氣，先撤酒精燈而導(dǎo)致水槽中的水倒流入試管，使試管破裂的實驗；稀釋濃硫酸時將水加入濃硫酸導(dǎo)致液滴飛濺的實驗；點燃沒有驗純的氫氣導(dǎo)致裝置發(fā)生爆炸的實驗等。多媒體模擬仿真實驗不能代替實際的實驗操作，但適度使用還是可以提倡的。
5 善于留心生活，注重廢物利用
生活中處處有化學(xué)，許多生活用品甚至一些廢舊物品都可以用做化學(xué)實驗的藥品或儀器，這種“聯(lián)系實際，物盡其用”的做法能夠充分激發(fā)學(xué)生進行實驗探究的興趣，使他們更加關(guān)注“身邊的化學(xué)”，增強愛護環(huán)境、節(jié)約資源的意識。例如，在“實驗室制取二氧化碳”的實驗中，可以用青蛾的外殼代替大理石進行實驗，這樣不但節(jié)約了藥品，還會調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。又如，在“測定溶液的pH值”實驗中，可以測定食鹽水、蔗糖水、食醋、蘇打水、肥皂水、洗發(fā)水、泥水等生活中常見物質(zhì)的pH值。還可以使用一些生活中的廢舊物品，自制簡單的儀器進行實驗。例如，用廢棄的一次性針筒替代量筒，用小氣球替代集氣瓶，用“華素片”等片劑的鋁塑包裝板替代點滴板，用礦泉水瓶做反應(yīng)容器等。采用學(xué)生熟悉的生活用品或廢舊物品做化學(xué)實驗，會使學(xué)生產(chǎn)生一種親切感，覺得化學(xué)并不神秘，就在自己身邊，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也符合“綠色化學(xué)”的理念。
總之，綠色化學(xué)是人們對環(huán)境問題由被動反應(yīng)轉(zhuǎn)為主動行動的一次認識飛躍，是環(huán)境戰(zhàn)略重點的一次創(chuàng)新性轉(zhuǎn)移 [5 ]。在初中化學(xué)實驗教學(xué)中進行綠色化學(xué)教育，是素質(zhì)教育的重要內(nèi)容，可以讓學(xué)生充分認識到化學(xué)與生活、環(huán)境的密切關(guān)系，增強環(huán)境保護的意識。通過在實驗教學(xué)中進行綠色化學(xué)教育及各種實踐活動，能夠拓展學(xué)生的知識面，增強學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
