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【摘 要】中学阶段是学生形成价值观、人生观等优秀品质的重要阶段。为了培养高素质人才,在化学教学中,利用教材渗透绿色化学理念的教育,绿色化学实验是非常必要和重要的。
【关键词】实验教学 绿色化学试验 绿色化学思想
《普通高中化学课程标准》明确了高中化学课程的基本理念:立足于学生适应现代生活绿色和未来发展的需要,着眼于提高21世纪公民的科学素养。化学实验是科学探究的重要形式,用化学实验的方法学习化学,既符合化学的学科特点也符合学生学习化学的认知特点,是化学实施素质教育的基本手段。绿色化学是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用并且在技术上和经济上可行的化学品和化学过程。它的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染,能够充分利用资源。中学化学教材中涉及绿色化学试验知识的内容不多,教材中所描述要完成的化学实验中,有些存在着现象不明显、药品用量大(浪费资源)、药品或产物有毒、爆炸等不利安全的因素。这就要求教师在化学教学中注重对教材的二次开发和利用。那么绿色化学实验在教学中如何实施呢?
一、教师在演示实验时,言行合一渗透绿色化学思想
教师以身作则、规范实验操作是进行绿色化学教育的关键。教师在演示实验时要言行一致,做到实验操作正确规范,尤其是涉及绿色化学教育方面的内容,在教学设计中通过创设有效情境,渗透绿色化学思想。比如在药品的取用和称量,液体的量取和转移、过滤等基本操作过程中准确熟练的动作可避免药品的洒落、挥发造成污染。每次实验完毕后的废液,一定要按指定处倾倒或回收。只有这样才会牢固树立学生的环保意识。
二、学生在进行实验时,加强绿色化学思想的培养
在做学生实验时,不仅要充分发挥学生的主动性,而且要引导教育他们,注意实验前后各种有害(毒)物质的取用和处理,以及各种废物的回收,不使周围环境受到污染。同时教育学生要从爱护自己的周围环境做起,使校园有一个良好的环境,努力实现校园“零污染”。在实验过程中,注重环保问题,不仅可以大大减少环境污染,而且能对学生直接渗透绿色化学思想。
三、改进实验装置
1.高中化学实验设计中存在很多不足。通过改进达到更好效果。例如,焰色反应,按教材内容进行操作,存在不足:仪器损坏率大,实验的载体常用铂丝,成本过高;污染严重,实验中须将铂丝蘸盐酸在氧化焰上反复灼烧至无色,才可以进行实验,操作中由于盐酸挥发,加之在氧化焰中反复灼烧,对空气有一定程度的污染。 通过长期的教学实践,对本实验做了如下改进,收到良好的效果。 实验药品及仪器药品:70%的乙醇、固体Na2CO3、固体K2CO3、固体CaCl2、固体CuCl2。仪器:试管架(1个)、100 ml小烧杯(4只)、玻璃棒(4支)、脱脂棉、火柴。实验操作用一端缠有脱脂棉的玻璃棒分别蘸取各种可溶性盐的溶液,插在试管架上,同时点燃。实验改进后,不仅操作方便,便于观察,而且整个过程对环境没有污染,节省能源,符合绿色化学的理念。
2.将常规实验改成微型实验。中学教材中制备氯
气、二氧化硫等气体,铜与硝酸、浓硫酸的反应实验等,往往毒化教室、实验室的空气,直接影响师生健康。我们可通过改进实验装置,变化实验的形式,将有害气体尽可能作化学处理,以消除或减少有害气体的排放,尽量减少实验产物对环境的污染。如Cu与浓硫酸反应时,产生的气体不能不作处理直接排入大气中,而应在试管口用沾有NaOH溶液的棉花球吸收,防止污染环境。在进行化学实验时,不断改进化学实验方法,则可消除或减少有害气体的排放,例如,在浓硝酸与铜片反应的实验中, 释放出的NO2是有刺激性气味的有毒气体,危害了同学们身体健康。如果改成微型实验效果将好得多,将铜片改成细长铜丝,这样只需拉出铜丝于试管外,即可随时中断反应,减少了不断逸出的NO2对教室环境的污染,也能达到实验的教学目的。
3.将有毒实验改成封闭实验。高中化学教学中存在很多的有毒实验,除了前面所说的将实验微型化以外,还可以将实验改为封闭实验。气体的制备实验必须在封闭的状况下进行,必须进行尾气处理。如氯气的制备实验,教材中就有用NaOH溶液进行尾气处理。而气体的性质实验,我们可以做到完全封闭。如二氧化硫的性质实验:在若干个试管中收集好二氧化硫气体,并用医用滴瓶的胶塞封住试管口,用若干个注射器分别吸取Ba(OH)2、酸性KmnO4溶液、溴水、H2O2溶液,分别注入收集好的二氧化硫的试管中,观察实验现象。本实验完全在封闭的条件下进行,无任何有害气体逸出。
绿色化学实验是绿色化学新理念在化学教学中的具体体现,是化学教学中实施教学改革与创新的重要内容和必要保证。在化学教学过程中,绿色化学实验不仅能使学生在良好的实验环境中学习,而且能使学生在实验过程中培养预防化学污染的思想和学习消除或尽可能减少毒气污染的实验技术。绿色化学实验的开展可以显著提高课堂效率,激发学生学习化学的兴趣,拓展学生的思维视野。
(河北沧县第三中学;061029)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】实验教学 绿色化学试验 绿色化学思想
《普通高中化学课程标准》明确了高中化学课程的基本理念:立足于学生适应现代生活绿色和未来发展的需要,着眼于提高21世纪公民的科学素养。化学实验是科学探究的重要形式,用化学实验的方法学习化学,既符合化学的学科特点也符合学生学习化学的认知特点,是化学实施素质教育的基本手段。绿色化学是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用并且在技术上和经济上可行的化学品和化学过程。它的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染,能够充分利用资源。中学化学教材中涉及绿色化学试验知识的内容不多,教材中所描述要完成的化学实验中,有些存在着现象不明显、药品用量大(浪费资源)、药品或产物有毒、爆炸等不利安全的因素。这就要求教师在化学教学中注重对教材的二次开发和利用。那么绿色化学实验在教学中如何实施呢?
一、教师在演示实验时,言行合一渗透绿色化学思想
教师以身作则、规范实验操作是进行绿色化学教育的关键。教师在演示实验时要言行一致,做到实验操作正确规范,尤其是涉及绿色化学教育方面的内容,在教学设计中通过创设有效情境,渗透绿色化学思想。比如在药品的取用和称量,液体的量取和转移、过滤等基本操作过程中准确熟练的动作可避免药品的洒落、挥发造成污染。每次实验完毕后的废液,一定要按指定处倾倒或回收。只有这样才会牢固树立学生的环保意识。
二、学生在进行实验时,加强绿色化学思想的培养
在做学生实验时,不仅要充分发挥学生的主动性,而且要引导教育他们,注意实验前后各种有害(毒)物质的取用和处理,以及各种废物的回收,不使周围环境受到污染。同时教育学生要从爱护自己的周围环境做起,使校园有一个良好的环境,努力实现校园“零污染”。在实验过程中,注重环保问题,不仅可以大大减少环境污染,而且能对学生直接渗透绿色化学思想。
三、改进实验装置
1.高中化学实验设计中存在很多不足。通过改进达到更好效果。例如,焰色反应,按教材内容进行操作,存在不足:仪器损坏率大,实验的载体常用铂丝,成本过高;污染严重,实验中须将铂丝蘸盐酸在氧化焰上反复灼烧至无色,才可以进行实验,操作中由于盐酸挥发,加之在氧化焰中反复灼烧,对空气有一定程度的污染。 通过长期的教学实践,对本实验做了如下改进,收到良好的效果。 实验药品及仪器药品:70%的乙醇、固体Na2CO3、固体K2CO3、固体CaCl2、固体CuCl2。仪器:试管架(1个)、100 ml小烧杯(4只)、玻璃棒(4支)、脱脂棉、火柴。实验操作用一端缠有脱脂棉的玻璃棒分别蘸取各种可溶性盐的溶液,插在试管架上,同时点燃。实验改进后,不仅操作方便,便于观察,而且整个过程对环境没有污染,节省能源,符合绿色化学的理念。
2.将常规实验改成微型实验。中学教材中制备氯
气、二氧化硫等气体,铜与硝酸、浓硫酸的反应实验等,往往毒化教室、实验室的空气,直接影响师生健康。我们可通过改进实验装置,变化实验的形式,将有害气体尽可能作化学处理,以消除或减少有害气体的排放,尽量减少实验产物对环境的污染。如Cu与浓硫酸反应时,产生的气体不能不作处理直接排入大气中,而应在试管口用沾有NaOH溶液的棉花球吸收,防止污染环境。在进行化学实验时,不断改进化学实验方法,则可消除或减少有害气体的排放,例如,在浓硝酸与铜片反应的实验中, 释放出的NO2是有刺激性气味的有毒气体,危害了同学们身体健康。如果改成微型实验效果将好得多,将铜片改成细长铜丝,这样只需拉出铜丝于试管外,即可随时中断反应,减少了不断逸出的NO2对教室环境的污染,也能达到实验的教学目的。
3.将有毒实验改成封闭实验。高中化学教学中存在很多的有毒实验,除了前面所说的将实验微型化以外,还可以将实验改为封闭实验。气体的制备实验必须在封闭的状况下进行,必须进行尾气处理。如氯气的制备实验,教材中就有用NaOH溶液进行尾气处理。而气体的性质实验,我们可以做到完全封闭。如二氧化硫的性质实验:在若干个试管中收集好二氧化硫气体,并用医用滴瓶的胶塞封住试管口,用若干个注射器分别吸取Ba(OH)2、酸性KmnO4溶液、溴水、H2O2溶液,分别注入收集好的二氧化硫的试管中,观察实验现象。本实验完全在封闭的条件下进行,无任何有害气体逸出。
绿色化学实验是绿色化学新理念在化学教学中的具体体现,是化学教学中实施教学改革与创新的重要内容和必要保证。在化学教学过程中,绿色化学实验不仅能使学生在良好的实验环境中学习,而且能使学生在实验过程中培养预防化学污染的思想和学习消除或尽可能减少毒气污染的实验技术。绿色化学实验的开展可以显著提高课堂效率,激发学生学习化学的兴趣,拓展学生的思维视野。
(河北沧县第三中学;061029)
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