| 标题 | 高中化学实验教学绿色化的实施策略研究 |
| 范文 | 摘?要：文章以高中化学实验教学绿色化为研究对象，首先对高中开展绿色化学实验教学应遵循的原则进行了阐述分析，随后围绕如何在高中化学教学中开展绿色化实验教学提出了一些针对性的教学策略。 关键词：高中化学;实验教学;绿色化 随着绿色可持续发展理念逐渐深入人心，在高中化学教育领域，针对化学实验产生的污染整治问题，也逐渐得到了人们的重视，通过在高中化学实验教学中融入绿色化理念，不仅有助于减少因化学实验带来的各种污染，还能够更好地保护师生身心健康，这对于推动高中化学教育实现可持续发展具有重要的意义。 一、 高中开展绿色化学实验教学应遵循的原则 （一）安全性原则 在开展高中绿色化学实验教学时，首先应保证化学实验安全可靠，谨慎或避免选择一些可能存在安全隐患的实验，特别是当涉及一些有毒有害化学物质时，一方面，需要加强严格的防护;另一方面，尽可能地选择无毒无害的替代品，在降低污染的同时，更好地保护学生身心安全。 （二）可行性原则 开展高中绿色化学实验教学，应确保设计的绿色化学实验从原理到具体步骤上都具备良好的科学性与可行性，采用的相关实验器具、试剂、操作技术等在现有的学校实验条件下能够实现，避免为了突显实验的绿色化而偏离了高中化学实验教学的初衷。 （三）简约性原则 在保证实验结果准确且能够满足实验绿色化教学的前提下，如果有多种可实现方法，那么应遵循简约性原则，选择装置最简单、实验步骤最少、药品最经济、操作最安全和反应时间最短的实验教学方案。 二、 高中绿色化学实验教学策略 （一）积极寻找替代品 高中化学实验中的一些实验材料本身具有一定的有毒有害性，能够污染空气，且对人体健康带来不利影响，因此为了体现实验绿色化特征，需要严格遵循安全性原则，在不影响化学实验结果的前提下，采用一些安全无害物质进行替换。例如在开展“用四氯化碳萃取碘”实验教学时，四氯化碳作为其中重要的实验材料，本身有着较强挥发性，因此在实验时，容易导致实验室内充满刺激性气味，不仅污染空气，还会导致一些学生出现过敏现象，不利于学生身心安全。因此可以选择采用煤油代替四氯化碳，不仅有着同样的实验效果，且不会带来空气污染，更好地保护学生实验安全，真正实现了高中化学绿色生态课堂的建立。 （二）采用绿色催化剂 在高中阶段，经常会采用二氧化锰和浓硫酸作为催化剂，对于二氧化锰而言，这种是固体催化剂，一般对环境的污染并不严重，并且在完成实验后，这种催化剂也能够回收再利用。但浓硫酸则不然，其作为一种强酸性强腐蚀性的物质，很多学生在使用完浓硫酸后，会将其直接冲入下水道，不仅易造成管道的腐蚀，还会对水体环境带来严重污染。比如乙烯制备实验是高中最为重要的实验之一，这一实验采用了浓硫酸作为催化剂，其主要作用是脱去乙醇中的水，并且受浓硫酸的影响，实验还会产生一些其他污染物，比如二氧化碳、二氧化硫等，难以突显绿色化学理念。因此需要选择绿色催化剂做好实验的改进，比如可以将浓硫酸用氧化铝代替，实验原理用下式表示： 通过上述改进之后，该化学实验不再产生二氧化碳、二氧化硫副产物，完全符合高中绿色化学的理念。 （三）做好实验废弃物绿色化处理 在开展高中化学绿色实验教学时，除了要关注实验本身，还应注重做好实验废弃物的绿色化处理。首先，高中化学实验废气处理，若是无毒气体，比如像氢气、二氧化碳等，可以通过通风厨或直接排放到空气中。如果气体有毒，需要结合实际，做好针对性“无毒化”处理。比如针对二氧化硫、硫化氢等有毒酸性气体，可引导学生通入氢氧化钠溶液来除去;如果是碱性有毒气体，比如氨气，可以选择用水吸收;易燃气体如甲烷需要燃烧后再排放。其次，针对高中化学实验产生的废液，同样需要引导学生做好绿色无害化处理。比如针对实验产生的酸碱废液，可集中回收，或直接用于实验，当pH达6.5至8.5后再排放。针对重金属盐溶液，比如含有重金属离子锰、汞、铜、银、铅、铬等可采用沉淀法进行无害化处理。以含锰离子废液为例，可以先在废液中加入生石灰调pH到8左右，再加入碳酸盐形成了碳酸锰沉淀，这样就可以直接埋入地下或再利用，从而能够在整个高中化学实验教学中均能够体现出绿色无污染的性质。 （四）采用一些绿色化实验装置 在高中开展绿色化学实验教学，除了关注化学实验所采用的材料，从材料、生成物处理入手彰显绿色化学特点，还应关注进行化学实验的装置，通过进行化学装置的灵活组合或者改进优化，更有助于突显化学实验的“绿色化”特征。究其原因在于，在高中化学实验中，受限于实际教学要求，必然会采用一些不可替代的有毒、污染严重的化学材料物质，如果化学装置不合理，必然会进一步加重化学实验污染的严重性。比如高中化学在解释“化学反应的吸放热”这些现象时，采用了氯化铵和氢氧化鋇晶体的化学反应实验，让学生了解化学反应存在的吸热过程中，但这一化学实验本身有很多缺陷，一是化学原材料对于学生来说比较陌生，钡离子有剧毒，二是在完成化学反应后，还会产生有刺激性的气体氨气，用于实验的烧杯处于敞口的状态，可以说这个实验完全有悖于绿色化学的理念，但由于这一实验反应快速，发生的化学现象也比较明显，因此非常适合在课堂化学实验教学中进行演示，所以一直应用到今天。 基于此，在绿色化学实验教学的指导下，我们可以做出如下改进：在一个封闭的烧瓶中进行氯化铵和氢氧化钡晶体的化学反应实验，通过烧瓶瓶塞处插入搅拌棒与温度计，更为重要的是，该装置还插入了一个U形管，管中装了一些酚酞溶液，如此一来，反应释放的氨气既能够通过U形管吸收，又验证了氨气的存在，还能够让学生通过瓶中观察实验现象，保障了师生安全，通过上述化学实验装置的改进，充分体现了绿色化学实验教学理念。 （五）注重引导学生进行规范化实验操作 最新版的普通高中化学实验课程标准指出，学生应亲自参与到化学实验过程中来，通过实际操作，从中获得更加真实的知识体验，提高学生的实验探究能力。因此在当前高中化学实验教学过程中，还需要教师加强引导，让学生亲自参与到化学实验操作过程中去，引导学生熟练掌握一些重要的实验基本操作方式，实现基本实验技能的培养。在高中化学学习中，学生需要掌握的基本实验操作技能有很多，比如实验试剂正确取用、称量、转移、存储等，还有实验材料的正确加热方法，实验装置的正确组装等。这就需要教师引导学生真正参与到实验过程中去，在教师的指导下，由学生亲自进行实验仪器和药品的操作，一旦期间学生操作不规范，不仅会浪费宝贵的实验材料，还有可能造成空气、水体污染，严重时，还会发生实验事故，对学生身体带来严重的伤害。基于上述分析，在高中开展绿色化学实验教学，还应从具体操作方面入手，规范学生实验操作方法，更好地突显化学实验的绿色化特征。为达到这一目的，教师可以从以下几方面入手。 第一是在实际进行化学演示实验时，教师应提高认识，注重自身操作的规范性与科学性，教师只有以身作则，才能够对学生施以积极正面的影响，让学生无形之中掌握规范的实验技能。 第二是在由学生进行合作分组，自主进行化学实验前，教师应要求学生提前对化学实验材料、实验操作方法等进行熟悉了解，让学生事先对即将实施的化学实验有一个全面的认识，才能放手让学生自己进行实验操作，从而避免学生犯一些知识方面的错误。 第三是在学生进行实验操作的过程中，教师应做好巡视观察，密切关注学生实验操作动态，同时在巡视过程中，不断强调实验的操作要点，叮嘱学生注意实验操作安全，发现学生有不规范操作行为，及时制止并指出，严格要求学生规范操作。 第四是教师在要求学生严格根据规范进行化学药品准确量取的过程中，面对教材中的一些实验试剂用量表述不够清楚的现象，需要教师自主进行大量的实验，在确保实验现象明确，实验结论准确的前提下，总结积累经验，由教师为学生制定一个明确的药品或试剂取用最低值，从而保证学生在进行每个化学实验过程中，都能够进行规范的操作，同时这对于学生严谨科学态度和绿色化学观念的培养也有着较为积极的影响意义。 第五是为了进一步强化培养学生进行规范化实验操作的意识，教师还可以在班级内组织一些针对性的教学活动，比如实验基本操作大赛，受限于客观的实验条件，比赛内容不能过于复杂，因此教师可以将“配置150mL 0.2 mol·L-1的NaCl溶液和 H2SO4溶液”作为比赛内容，先将学生分为数个比赛小组，然后由教师担任比赛的评委，然后采用抓阄的形式，随机从每组中抽出两名同学进行比赛，由学生各自进行要求溶液的配置，哪一组的同学配置溶液的速度最快、配置操作最为标准、配置最为准确、浪费的材料最少，哪一组学生获胜。期间没参与比赛的同学负责给本组同学加油和别组挑错。虽然整个比赛相对简单一些，但由于比较新颖，学生第一次参加的积极性非常高，从而既能够锻炼了学生实验操作技能，又能够督促学生进行规范性的实验操作，可谓一举多得，绿色化学实验在这一教学活动中也得到了充分的彰显。 三、 总结 综上所述，高中化学实验教学内容众多，且开展实验的过程中容易出现各种污染问题，不利于学生身体健康发展，因此在实际实验教学中需要引入绿色化学理念，主要目的是降低高中化学实验带来的污染，在不影响实验教学质量的前提下，更好地保护学生身心健康。 参考文献： [1]许亮亮，邹正，马嘉源.基于STEAM教育的高中化学创新实验研究：以“化学红绿灯振荡反应最优条件探究”为例[J].化学教育，2017（21）：55-59. [2]劉玉荣，史鹏园.“深度学习”视野下高中化学实验教学：问题与对策[J].化学教育：中英文，2018（17）：58-65. [3]范艳花，王亚琼，牛景杨.河南省普通县级高中化学实验教学现状的调查研究[J].化学教育，2018（17）：47-50. [4]梁胜金.吸热反应实验的新设计[J].化学教学，2018（11）：80-81，89. [5]顾佳磊，王祖浩.高中生“绿色应用”素养的测评研究[J].化学教育，2019，40（13）：59-64. 作者简介：李晓凤，江苏省徐州市，徐州市第三十七中学。 |
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