高中绿色化学实验教学探索

发布时间:2018/11/27 22:48:00 编辑:goodook 手机版
  随着环保理念的深入,必须从教学的角度出发,将绿色化学理念贯彻到化学实验课程学习中,使学生清晰地认识到绿色化学的重要性,吸收环保知识,并将其扩展到日常生活的应用当中,在学与做的统一过程中实现对绿色化学理念的深刻理解。
  一、在高中化学实验中引入绿色化学理念
  在高中化学教学中,教师应合理地将绿色化学知识与教学相结合,并在实验之前全面地分析实验过程中可能产生的“三废”,并对其进行相应的处理。
  例如,向学生介绍温室效应、食品污染、水污染、重金属污染等环境问题,并用系统的化学知识,对其进行相应的解释,并与生活实际相结合,让学生在加深知识理解的同时,深化环保意识。
  通过对此类绿色环保知识的关注,可以让学生认识到环境保护的重要性,理解绿色化学的重要地位,并引入到实验处理操作中,控制污染物的产生,提高实验环保化水平。
  二、对实验内容与环节进行绿色化设计
  对化学实验的内容进行有效分析,是教学中贯彻绿色化学理念的基本前提。在实验过程中,要对实验步骤、操作方法、流程概要进行全面且细致的分析,并控制相应的化学材料、反应生成物的环保水平,确保整个实验课程的绿色化。
  例如,在对氯气的化学属性、应用途径进行讲解的过程中,以过氧化氢为参照物,列举造纸工艺中漂白技术的升级方式,将清洁性更高的过氧化氢作为漂白剂,可以有效地改善当前造纸业的污染情况。并以此实例,强调化学中的绿色环保知识,完成教学中环保理念的输出,提升学生的环保意识。
  另外,在实验过程中,要对学生的人身安全进行全方位的保护,严格禁止有毒、有害化学物品的私自使用,确保化学实验在安全的环境下顺利展开。
  例如,教师在利用硫酸(H2SO4)进行化学实验操作时,应在实验前做好充分的安全准备,并向学生强调其危险性。在具体实验器具选用前,要对其安全性进行全面的检查,并严格控制硫酸的用量,在可以明确显示实验效果的最小剂量下进行操作,防止过量使用对环境以及对实验者的健康造成威胁。
  三、发挥现代化模拟技术优势,展示高危实验效果
  在化学实验课程中,化学反应效果的展示不应局限于实验课堂,还可运用计多媒体技术来展示。运用多媒体技术进行相应的效果展示,可以规避很多风险性较大、安全系数较低的实验操作,同时可以更加直观地将实验的具体内容展现在学生面前,并完成设备条件不允许的高端实验,使学生知识的获得更加全面。
  例如,在高中化学实验过程中,很多实验会产生剧烈的反应,如锌(Zn)、镁(Mg)、硫酸等物品,仅需轻微的摩擦就会产生剧烈的反应效果;而另外一些化学物质,如甲烷(CH4)、氢气(H2)等,会在受热之后发生爆炸。这些化学反应的危险性极高,同时产生的污染较为严重,因此并不适合在实验课中展示。教师可以尝试运用多媒体播放视频的方式来呈现,同时利用播放软件的慢放功能,让学生能更好地观测反应瞬间所发生的变化。
  虽然模拟实验教学的环保性高,但为了锻炼学生的实践能力,一些常规的实验操作,还是要让学生通过动手操作来完成。
  四、控制实验成本,设计绿色化微型实验
  在化学实验过程中,大型实验器材的实际使用效果有时并不明显,白白耗费着实验资源。因此,在高中化学实验课中,应适量缩减实验规模,在流程、方案、实验效果不发生改变的前提下尽可能设计成微型实验。这样不仅可降低实验成本,还可渗透绿色化学理念。
  例如,在实验器具(如试管、量杯、滴管等)的选择上,使用小型器具,可以减少实验材料与资源的消耗,减少实验产生的废品量,使实验的环保性得到全面的提升。
  另外,在实验中,学生的操作经验难免不足,这时教师应组织其利用清水进行实验模拟操作。这样做,不仅可使学生更加熟悉实验的操作方法,缓解化学实验带来的紧张感,同时,也减少了不必要的浪费,提升了教学效果,提高了实验的环保水平。
  五、替换实验材料,科学处理实验残渣
  高中化学实验涉及的实验材料,很大一部分不会对环境以及人身安全造成影响,但也不排除如硫酸之类的腐蚀性、污染性较强的物质会带来直接伤害,或是反应生成物质的污染。因此,教师在开展实验之前要对选用的实验材料进行严格的管理与控制,尽可能地降低其污染水平和危害程度,通过行动贯彻绿色化学理念。
  例如,在乙烯(C2H4)的化学实验中,可以用氧化铝(Al2O3)代替硫酸,这样做既不会破坏原有的实验效果,还能将污染水平降到最低。在实验前,教师要将这一替換操作的原理与意义告知学生,使其明白使用替代材料氧化铝可以提高实验的环保水平,潜移默化地在实验教学中渗透绿色化学理念。同时,将替换的意识延展到实际生产中,不仅可使生产效益最大化,也从保护环境的角度巩固了绿色化学的实践意义。
  另外,在化学实验中,对生成物进行有效的无公害处理,也是贯彻绿色化学理念的重要途径。在实验中处理相关的废品残渣有多种方式,但最终的目的都是完成无公害操作。教师应当有意识地对学生进行引导,帮助学生掌握正确的废品、废渣处理方式。
  例如,在完成实验之后,教师要求学生对产生的实验残留物进行分类,然后依据其自然属性,采取针对性处理方式,通过分解、中和、深埋等方法,实现实验残留物的无公害处理。同时,在进行此项操作的过程中,也是对相关化学知识的复习与实践,可以在提升学生环境保护意识、树立绿色化学理念的同时,对高中化学知识进行巩固,提高学生的综合能力。
  综上可知,在实验教学中内容的合理设计、对使用材料的严格把控、实验规模的微型化、互联网模拟技术的利用等,都可以很好地实现绿色化学理念在高中化学实验教学中的渗透,更好地将环保理念传导给学生。通过教学理念的传导,可以使学生更加牢固地掌握绿色化学的核心理念,并实现理念与知识的有效融合。
  [ 参 考 文 献 ]
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