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绿色化学下在中学化学实验教学中应用

2022/02/09 阅读:

摘 要:中学化学实验教学活动需要与时俱进,切实培养学生的实践动手操作能力,同时导入绿色化学理念,让学生认识到绿色化学、循环化学、高效化学的巨大作用。中学化学教师在带领学生到化学实验室进行实验操作的过程中,会对于一些药品的回收利用以及损坏玻璃仪器的废物利用活动进行探讨,在某种程度上就体现了绿色化学的相关理念。对此可针对绿色化学理念在中学化学实验教学中的运用情况进行探讨,并且提出具体的运用策略。

关键词:绿色化学理念;中学化学;实验教学;有效策略

绿色化学起源于美国,最理想的技术是采取原子经济反应,并且实现反应的绿色化。同时不产生任何副产物以及其他废物,最终实现废物的零排放。绿色化学理念带有一定的理想性,反映了化学人的执着追求。绿色化学的目的在于环保,鼓励人们用更加绿色的技术和方法,减少或者停止对于人类健康、生态环境有害原料的使用。在追求绿色循环高效的基础上形成了绿色化学理念。在中学化学实验教学中,教师也要从绿色化学的本质要求出发,对学生施加积极影响,让中学生意识到环境无害化学以及环境友好化学的重要作用。首先针对绿色化学理念以及中学化学实验教学的具体状况进行探讨。

一、绿色化学理念的基本内涵

绿色化学理念的内涵是十分丰富的,不同的历史时期有着不同的表达方式,但是基本内涵却总是互通,主要包括可持续发展观、绿色化学价值观、科学发展观以及社会主义核心价值观。所谓可持续发展观,其实是要积极实现资源、环境、经济、社会以及人口之间的协调发展,最终实现可持续性的发展。绿色化学价值观往往体现了环境保护的相关特征,对于环保以及经济发展都有重要作用。从环境保护的角度来探讨化学发展的道路体现了绿色化学的本质要求。化学科学发展观则是指实现全面协调科学持续的发展态势,从而促进经济、社会和人的全面发展,突出了人的主观能动性,人可以对化学学科的发展产生积极影响和决定性作用。绿色化学理念在中学化学实验教学的过程中取得了良好的渗透成果,对师生都形成了积极影响,使得这些发展观念可以深入人心,指导着学生的化学知识学习活动和教师的化学教学活动。

二、绿色化学理念在中学化学实验教学中的具体运用策略

(一)降低有毒害和污染性的反应试剂催化剂的使用频率

中学化学实验教学中需要运用到一些催化剂和反应试剂,但是部分催化剂对于人体有害,同时也具备一定的污染性。教师应当选择更加绿色和无污染的化学药剂,并且尽量避免使用有毒害以及有污染的反应试剂。例如,在高中有机化学实验教学制取乙烯的实验中,教师会运用浓硫酸来作为反应试剂,但是浓硫酸制取以及使用的过程中存在很大的危险性,并且对于环境也有一定的污染。教师可以使用氧化铝来进行替代,既体现了绿色化学的理念,又向学生展示了化学实验教学灵活多变的特征,帮助学生进一步创新思维和方法。教师要借鉴化工生产以及化学科技前沿研究的成果来和绿色化学理念相互验证,借鉴新工艺和新型催化剂来替代现阶段中学化学实验教学中的落后工艺和有污染性的催化剂,用实际成果来开展化学实验教学活动,从而达到知行合一的目的,体现了绿色化学理念和中学化学实验教学实际情况相结合的目的,进一步优化了化学实验教学的流程,体现出绿色环保以及科学的实验理念。

(二)注重优化化学实验流程,创新实验装置安装方式

在中学化学实验教学的过程中,教师要践行绿色化学理念,对于现有的实验流程进行创新,并且优化现有的实验装置安装方式,通过调整顺序,添加净化装置的方式来将有毒害物质转变为无毒害物质或者进行吸收,让一些产生有毒害物性质的污染性实验转变成绿色实验。这样的实验流程和实验装置优化活动可以让学生进一步提高对于中学化学实验教学的认知高度。例如,在对于硫化氢以及二氧化硫进行实验室制取时,传统的方法是先安装实验装置,分别制取二氧化硫以及硫化氢,由于这两种化学气体的独特性质,很有可能在制取的过程中产生一定的泄漏,造成实验室环境污染。在制取完毕以后,混合二氧化硫和硫化氢,此时一定会造成气体的泄漏。为了减少相关泄漏污染,保证实验室环境的安全,教师可以将小试管放入一个较大的矿泉水瓶中,然后将亚硫酸钠以及硫化亚铁分别放入塑料瓶和小试管中,加入盐酸,最终加入氢氧化钠。这样的实验装置改装既便捷又高效,同时氢氧化钠既可以吸收产生的过量气体,还能对于未参加反应的盐酸形成中和作用。化学教师在绿色化学理念的指导下,对于药品放入的顺序、实验装置安装的顺序以及实验流程进行优化,可以发现更多的实际问题,在和学生共同探索应对之道的过程中会对学生施加更多潜移默化的影响,让学生养成不轻信、不盲从、小心验证、大胆假设的良好习惯,运用绿色化学理念来解决化学实验学习问题。师生在总结经验教训的基础上才能将更多的中学化学实验进行创新,提高实验教学的整体效率。

(三)科学开展预实验以及微型实验,践行绿色化学理念

中学化学实验教学活动的显著特征就是用药量以及实验规模都相对较小,这样所产生的危害和污染也相对较小,同时师生也可以在化学反应的过程中观察到所需要的数据,得到所需要的结论,这为绿色化学理念的深层运用发挥了积极作用。在进行一些实验教学的过程中,教师可以借助小试管、多用滴管、井穴板等微型化学仪器,进一步减少实验用药量。与此同时,针对一些实验规模相对较大,实验周期相对较长的化学实验,教师也可以开展一些预实验,避免由于无效操作而产生的药品浪费或者装置损坏等问题。在进行预实验时,教师也要严格按照操作流程来开展,从而提高化学实验教学的整体效率。为了保证实验现象明显,同时实验结论严谨,教师对于反应溶液的浓度配置工作要尤其关注,在保证实验现象明显的前提下才能减小溶液的浓度和药品的用量,并且开发出组合实验,同一实验时间进行多种实验活动和微型实验活动,使得实验产物可以做到互相利用,这使得微型实验教学活动更加便捷和高效,减小了反应物的使用频率和使用量,有害气体和有害液体也得到了严格的控制,体现了绿色化学的相关理念。

(四)严格化学实验要求,规范化学实验操作

绿色化学理念倡导精准化实验,而在现阶段很多中学化学实验的实验表达相对模糊,一些笼统的词汇如少量、适量、少许,对学生对于化学药剂的用量把握产生了误导。有的学生认为只要反应量够大,则反应现象一定会更加明显,因而大量使用化学药剂,浪费了实验资源,甚至对实验室环境和空气环境造成了污染。此时,中学化学教师要根据化学实验的具体情况以及实验要求来严格确定药品用量,配置适宜浓度的溶液,选择相应的固体药品,利用学生天平、量筒等工具严格称量,在一定程度上可以减少化学药品浪费问题,体现了绿色化学理念的相关要求。学生可以按照化学实验室操作流程规范指导要求来进行实验操作、仪器清洗和药物取用,避免出现无效操作、重复操作,规范化学实验操作,为绿色化学理念的践行以及实验活动的顺利推进奠定坚实的基础。教师在严格要求学生之前也要注重自查自省,根据自己的实验教学实际情况来判断是否满足了绿色化学理念的相关要求,是否严格执行实验标准和相关流程。这样才能为绿色化学理念的践行工作以及化学实验教学效率的提高奠定基础。化学教师也应当将化学实验安全教学以及细则讨论活动作为重要的教学内容,只有在保证实验安全和操作安全的基础上来进行绿色化学理念的渗透工作,才更有可能提高实验教学的整体效率。

(五)进行化学实验教学总结以及教学成果巩固活动,提高渗透效率

绿色化学理念在中学化学实验教学渗透的实际状况需要化学教师不断地进行反馈和调查才能得出具体的结论,进而对下一阶段的实验流程进行优化,对化学理念渗透策略改进工作产生更加积极的作用。与此同时,学生所进行的实验操作优化活动以及化学理念实践活动也需要得到教师及时的评价,这样才能从中发现问题和不足,在教师的指导下提高实验知识学习的效率。教师在进行实验教学时要对学生开展阶段性评价,对学生各个操作阶段和环节的表现情况进行评估,对于学生最终的实验结论进行评价,这都可以帮助学生巩固实验知识学习的成果。在此基础上要选择评价的标准,如学生的化学实验流程优化情况是否满足了绿色化学的基本理念、师生之间的沟通交流是否高效、教师是否在实验教学的过程中及时引导了学生。教师所开展的教学总结和评估活动可以提高绿色化学理念渗透的效率,为化学教学策略的优化工作以及化学实验教学流程的优化工作发挥了促进作用。

三、结语

总而言之,绿色化学理念在中学化学实验教学的过程中扮演了重要的角色。教师在绿色化学理念的指导下,带领学生开展了一系列关于有机物合成催化,实验室制取二氧化碳、氧气的化学实验,渗透了绿色环保的相关理念,让学生对于催化剂、溶剂、反应物和生成物的相关内容认知更深刻。化学教师的努力使得化学实验教学活动更加高效。在下一阶段,中学化学教师会结合学生的绿色理念实践情况来进一步优化化学实验教学策略和流程,同时构建更加高效的实验教学评价机制,对学生的实验知识学习和技能操作发挥更加积极的作用。

作者:韩永德 单位:甘肃省武威市凉州区金羊镇九年制学校

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