高中化學(xué)綠色實驗教學(xué)策略探析

時間:2022-07-22 04:25:15

導(dǎo)語:高中化學(xué)綠色實驗教學(xué)策略探析一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

高中化學(xué)綠色實驗教學(xué)策略探析

摘要:隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,人們對環(huán)境問題日益關(guān)注,對環(huán)保提出了更高的要求。綠色實驗教學(xué)成為高中化學(xué)教育教學(xué)的重要內(nèi)容。文章結(jié)合高中化學(xué)教學(xué),從界定綠色實驗的概念著手,分析綠色實驗教學(xué)要求,并聯(lián)系一些教學(xué)典例,探索有效應(yīng)用策略,優(yōu)化化學(xué)綠色實驗教學(xué)。

關(guān)鍵詞:高中化學(xué);綠色實驗;教學(xué)策略

實驗是高中化學(xué)課程的重要教學(xué)形式。近年來,化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)問題備受關(guān)注,綠色化學(xué)教育成為教師探索研究的熱門話題。筆者結(jié)合教學(xué)實踐,圍繞化學(xué)綠色實驗,簡要分享幾點教學(xué)體會。

一、化學(xué)綠色實驗的概念

化學(xué)綠色實驗是在綠色化學(xué)教育背景下提出的教學(xué)主題。在高中化學(xué)教學(xué)中,綠色實驗主要指在開展化學(xué)實驗時,嚴格按照化學(xué)學(xué)科實驗設(shè)計和實施原則,巧妙滲透綠色化學(xué)理念,優(yōu)選環(huán)保實驗技術(shù)和方法,積極利用綠色實驗儀器和材料,妥善處理實驗“三廢”,有效防止有害化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生,盡可能地降低實驗活動對身體健康的危害,減少對生態(tài)環(huán)境的不良影響,從而實現(xiàn)健康環(huán)保的綠色代替性實驗教學(xué)目的[1]。

二、高中化學(xué)綠色實驗教學(xué)的基本要求

(一)環(huán)保性。優(yōu)設(shè)化學(xué)綠色實驗的主要目的是盡可能減少實驗污染物的排放,防止環(huán)境污染。在實驗活動中,必須更多地考慮環(huán)境和經(jīng)濟代價,重視人類健康和生態(tài)環(huán)境的需要,不使用有毒有害的物質(zhì),盡量選用選擇性高的實驗催化劑、溶劑和再生性實驗原料,從而有效預(yù)防污染物的形成。(二)微型化。在實驗教學(xué)中,面臨某些易燃、易爆、有毒、有害等危險實驗情景,或?qū)嶒灛F(xiàn)象不清晰、不直觀時,應(yīng)恰當(dāng)利用微型化實驗方法,精選、改進實驗器材和試劑用量,降低資源素材的損耗,可有效減少爆炸、著火、有害氣體釋放等實驗事故的發(fā)生,減少、避免各種化學(xué)污染物的排放,增強綠色和環(huán)保的實驗功效。(三)教育性。化學(xué)綠色實驗教學(xué)不只是注重實驗的綠色化效果,更要重視指引學(xué)生參與實驗活動,使學(xué)生學(xué)會科學(xué)選用實驗試劑,設(shè)計實驗裝置和步驟,優(yōu)化處置實驗廢物等,從而形成可持續(xù)性發(fā)展理念,樹立保護生態(tài)環(huán)境和培養(yǎng)美好生活的良好意識,培育學(xué)生的科學(xué)精神和社會責(zé)任感等素質(zhì)[2]。

三、高中化學(xué)綠色實驗教學(xué)的應(yīng)用策略

開展化學(xué)綠色實驗教學(xué),教師可以從優(yōu)化創(chuàng)設(shè)綠色實驗、巧妙利用輔助教學(xué)媒體、積極拓展課外實驗活動等方面努力。(一)優(yōu)設(shè)綠色實驗,降低實驗污染。1.優(yōu)化化學(xué)綠色實驗設(shè)計。首先,要緊扣高中化學(xué)實驗教學(xué)目的和要求,樹立綠色化學(xué)教育理念,努力提高化學(xué)實驗中的原子利用率,優(yōu)化設(shè)計實驗方案,對實驗原理、儀器、裝置、步驟和方法等進行科學(xué)安排和規(guī)劃。其次,要優(yōu)選設(shè)計綠色化實驗主題,構(gòu)建新穎有趣的綠色實驗活動,摒棄那些陳舊重復(fù)的實驗內(nèi)容和原料損耗多、藥品毒性大、化學(xué)污染嚴重的實驗項目。最后,要注重科學(xué)性和綠色化設(shè)計原則,積極改進實驗手段和方法,靈活微調(diào)實驗方案,從而更好地提升化學(xué)綠色實驗教學(xué)實效。2.巧用替代性原料和儀器。優(yōu)設(shè)化學(xué)綠色實驗,尤其要重視利用替代性實驗原料、器材、催化劑、試劑和溶劑等,這有利于降低化學(xué)污染,提升綠色實驗的效益。例如,在選用實驗原料時,利用CCl4來代替石油醚,以無污染或低污染的原料來代替具有污染性的材料。3.優(yōu)選化學(xué)綠色實驗試劑。首先,實驗中的藥品和試劑的取用要適當(dāng)合理,如果過量使用,將會造成資源的浪費和環(huán)境的污染。所以,教師必須關(guān)注藥品和試劑的綠色化改進問題。例如,在“氯氣的實驗室制法”實驗中,如將課本中的MnO2和濃HCl改用為KClO3和濃HCl,后者的原子利用率更高,所需要濃HCl的量僅為前者的一半,產(chǎn)生氯氣的量卻相等。其次,要統(tǒng)籌安排實驗課程,將多個實驗項目串聯(lián)起來進行規(guī)劃設(shè)計,盡量實現(xiàn)藥品和試劑的“重復(fù)使用”,以提高藥品和試劑的利用效率。再次,要選用無毒的實驗藥品和試劑,或盡量少用有毒試劑。例如,在“溴和碘的萃取”實驗中,利用煤油或二氯甲烷來替代原來的四氯化碳,不僅能規(guī)避四氯化碳溶劑的強烈刺激性和毒性,獲得萃取實驗的良好效果,而且無損于人體健康和生態(tài)環(huán)境,充分體現(xiàn)了綠色化實驗的效果。最后,要注意實驗廢物的回收處理。教師必須引導(dǎo)學(xué)生及時回收處理好實驗后的固體、液體等廢棄物,消除實驗污染對生態(tài)環(huán)境的破壞。4.推廣微型化化學(xué)實驗。微型化學(xué)實驗是對傳統(tǒng)化學(xué)實驗裝置、原料、試劑等進行積極改進,注重降低實驗中的資源消耗、減少生態(tài)環(huán)境破壞的新興實驗方法。推廣、應(yīng)用微型化化學(xué)實驗,有利于節(jié)約實驗費用,提高實驗安全性,減輕實驗活動對資源和生態(tài)的負面影響。例如,圍繞氯氣的化學(xué)性質(zhì)開展實驗教學(xué)時,如果選用無水乙醇和NaOH溶液與氯氣將更易于形成噴泉,這樣的微型化實驗為學(xué)生清晰地展示了生動的實驗現(xiàn)象,也更好地驗證了氯氣易溶于有機溶劑的特點,深化了學(xué)生對氯氣和堿性溶液反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)的理解。(二)巧借輔助媒體,增進實驗效能。在一些實驗中,藥品試劑昂貴、原料消耗大、排放廢物多或采用有毒有害的試劑、易燃易爆的實驗物質(zhì)等,具有一定的危害性和污染性,此時可將多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等數(shù)字化教學(xué)手段靈活引入實驗課堂,利用虛擬、仿真實驗情境形象地展現(xiàn)實驗現(xiàn)象和過程,以降低實驗危害,增強實驗效果,從而有效避免對身體健康的危害和對生態(tài)環(huán)境的破壞。例如,在“原電池”實驗教學(xué)時,結(jié)合講解,教師通過視頻中電子移動過程的形象演示,使學(xué)生從微觀的角度清晰地了解了原電池的形成過程,掌握了原電池原理,提升了學(xué)習(xí)效率。多媒體模擬展示也實現(xiàn)了實驗過程的零排放、零污染。此外,對于一些實驗條件缺乏、操作難度大、污染度嚴重、存在一定危險的實驗或錯誤實驗操作的后果模擬,都可以利用多媒體設(shè)備進行教學(xué)演示,讓學(xué)生獲得更加直觀的認識,既保證了實驗安全,又促進了學(xué)生綠色實驗意識的培養(yǎng)。(三)拓展課外實踐,培育綠色意識。拓展化學(xué)實驗教學(xué),教師還應(yīng)積極利用學(xué)生的生活和社會實踐,開展形式多樣的實驗活動,使他們在實踐學(xué)習(xí)中深刻體會化學(xué)實驗與生活的密切聯(lián)系,逐漸培養(yǎng)起綠色環(huán)保意識和應(yīng)有的社會責(zé)任感。例如,教師可以結(jié)合“生活中的化學(xué)”實驗調(diào)查,以專題講座、調(diào)查研究、綠色行動等行之有效的形式,指導(dǎo)開展課外實驗拓展活動,促使學(xué)生在生活實踐中養(yǎng)成愛護自然、保護生態(tài)的好習(xí)慣,逐步培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識。生活實驗不僅實現(xiàn)了實驗原料、試劑的生活化,而且為學(xué)生提供了動手鍛煉的時機,促使他們進一步親近生活中的化學(xué),使他們成為生活中堅定的環(huán)保行動者和維護者。

優(yōu)化開展化學(xué)綠色實驗教學(xué)順應(yīng)高中化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)要求,對激勵學(xué)生積極關(guān)注與化學(xué)相關(guān)的社會熱點問題,培育學(xué)生的科學(xué)精神,引導(dǎo)學(xué)生勇于承擔(dān)社會責(zé)任,樹立可持續(xù)發(fā)展理念和綠色化學(xué)觀念等,具有重要的教學(xué)意義。

[參考文獻]

[1]史建軍.綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的滲透[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2018(20):46.

[2]王堃.培養(yǎng)高中生“綠色化學(xué)觀”三策略[J].化學(xué)教與學(xué),2017(03):24-25.8

作者:張香 單位:福建省寧德第一中學(xué)