摘要:环境是人类赖以生存的基础,环境污染与治理都与化学知识密切相关。随着人类对自然的开发,人们对人与自然和谐相处的重要性越来越重视,基于此,绿色环保理念渗透到人们生活和学习的各个领域。在新课改背景下,绿色化学被融入教材,成为教学目标。文章主要依托绿色化学理念探讨高中化学实验教学的创新设计,以构建低碳化学课堂,培养学生的环保意识。
关键词:高中化学;绿色理念;低碳课堂
绿色化学理念是在日常生活、生产中减少高污染和高危险化学用品的使用,并开发和使用污染程度低、利用效率高的环保化学用品的理念。实验是高中化学的教学模式和内容,以实验为基础的化学课程,如果操作不当,将会使化学课堂成为一个小污染源。在实际实验教学中,教师要以绿色化学理念为依托,遵循绿色操作方法,培养学生的绿色环保理念,并实现化学实验课堂的可持续发展。
一、绿色化学教学理念的内涵
绿色化学是环保理念下的一个重要分支,是全新教育理念,是对化学教学的最新要求。学生在化学学习过程中,需要进行实验操作,通过实验现象的观察等,理解物质之间的反应现象,进而理解化学知识的内涵。绿色化学是相对传统化学教学而言的,是在化学实验教学中尽量减少对环境有污染的化学试剂的使用,目的是加强学生的环保意识。在科技的快速发展背景下,新型化学材料被研发出来,这些材料对环境污染小,性价比高,能减少化学实验有害物质的产生,利于学生践行环保理念。绿色化学理念是在化学教学过程中,遵循绿色环保意识,在实验操作时使用环保材料,以降低实验废弃物的产生几率,同时使学生在实验中认识化学物质对环境的影响,帮助学生建立人与自然和谐共处的理念,并践行环保。
二、绿色化学理念在高中化学实验教学中的实践
1.通过微量或视频实验,激活学生的绿色环保意识
课堂是学生学习知识的主要场所,高中有机化学实验涉及非常多类型的有机试剂,部分试剂具有毒性和腐蚀性,如果防护措施不当,会损伤学生的眼睛、呼吸道及神经等。在绿色理念指导下,教师可以开展微量实验,即用最小量的化学试剂或避开有毒试剂,在提高化学试剂利用效率的基础上,培养学生的绿色环保意识。
如在教学“苯的硝化反应时”,笔者考虑到H2SO 4 和浓 HNO 3混合实验时,H2SO 4腐蚀性强,所以在具体操作时,要求学生减少H2SO 4使用量,进行微量实验。或者教师将自己的实验操作录用成视频,在课堂上给学生播放,以减少学生的实验操作影响。学生通过实验视频的观看,发现将温度计的水银球置于烧杯中,逐滴滴加苯溶液后,试管需要不停震荡,目的是防止温度过高, 产生副产物。在实验的最后环节,将反应后的混合液体倒入水中,用分液漏斗将最下层的液体分离后,即可得出硝基苯。在该节实验教学过程中,通过微量实验或视频实验,降低了有机试剂的使用量,而且缩短了实验反应时间,在不影响实验现象和效果的基础上使向学生渗透了绿色化学理念。
学生在观看视频过程中,理解了实验操作要点,并有效巩固了苯的化学性质,体验了化学实验的乐趣。
2.通过循环模式的设计,减少实验废物排放量
大型化工厂为了减少废弃物的排放量,基本都是通过循环设计,对工艺中的一种或几中化学试剂进行循环利用,在减少原料成本的基础上降低废物的排放量。那么,在高中化学实验教学中也可以借鉴化工厂的循环设计理念进行循环实验的设计,以实现有机试剂的最大应用效率。
如在教学“来自石油和煤的两种基本化工原料”时,笔者先为学生讲授了石油的分馏原理,即用蒸发和冷凝的方法将石油中不同沸点的物质留在一定范围内。分馏主要是常压分馏和减压分馏,常压分馏操作时,主要原料是脱水脱盐的原油,减压分馏操作时,主要原料是重油。在教师的讲授引导下,学生进行实验设计,首先进行实验装置的组装,将温度计插在蒸馏瓶的支管口附近,目的是方便控制温度,利于对汽油、煤油、柴油等进行分馏操作,并将冷凝后的蒸馏产生进行接收,通过反复蒸馏操作,得到不同沸点的石油分馏产物。通过循环实验装置的设计,能提高实验原料的利用率,能减少废物的排放量,进而减少对环境的污染。学生通过理论与实践的结合,能养成绿色化学理念,并付诸实践。
3.通过改进操作材料,最大限度降低对环境的污染
有机化学、无机化学都涉及有毒物质的反应。在进行化学实验时,改进操作材料,对构建低碳化学课堂有重要意义。在学生进行化学实验时,教师要鼓励学生尽量用无毒的材料替代有毒材料,避免实验对自身的伤害和对环境的污染。
如在讲授“乙烯”时,教师组织学生进行实验操作,以验证乙烯的性质。由于实验过程中用到的溴水有毒性,那么教师可以引导学生用酸性高锰酸钾替代溴水。学生通过操作材料的替换,实现对绿色化学理念的践行。在替换实验操作材料的过程中,也是学生对知识进行调用和深入研究的过程,利于培养学生举一反三的能力。
总之,在全球生态环境保护的背景下,在高中化学实验教学中渗透绿色化学理念,构建低碳化学课堂是化学课程改革的趋势。学生接受教育的目的是将知识的价值应用于实践,绿色化学理念融入高中化学实验教学,能通过课堂教学的潜移默化的影响培养学生的绿色环保理念,使学生将绿色环保贯穿于日后的学习与生活中,进而形成保护环保的社责任感。教师要根据教学内容设计实验的方式,通过恰当实验装置的配置,通过实验材料的减量或更换等,使学生在实验观察中掌握化学知识,发展综合素养。
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