刘小权
华南师范大学附属惠阳学校 广东省 惠州市 516200
【摘要】在素质教育全面推行背景下,“绿色化学”理念备受关注,特别是在高中化学课堂中进行渗透显得非常重要。笔者就高一新教材中渗透绿色化学教育进行了初步探索:化学实验绿色化的尝试;教材中非实验的绿色素材进行适当的延伸;开展绿色化学实践活动;评价检测中重视绿色化学的融入。
【关键词】绿色化学 实验绿色化 新课程 实践活动
《普通高中化学课程标准》强调化学教育要引导学生正确看待化学与人类的生存、生活之间的联系,培养学生的可持续发展观念、社会责任感和决策能力。在素质教育全面推行背景下,“绿色化学”理念备受关注,尤其是习近平总书记的“绿水青山就是金山银山”口号,正是基于国内严峻的环境污染问题提出的。因此在高中化学教学中渗透绿色化学教育,让学生树立绿色环保观念,形成可持续发展的观念。为此,笔者进行深入分析,就高一新教材中渗透绿色化学教育进行初步探索,具体做法如下:
一、高一新教材中实验绿色化的尝试
众所周知,实验是高中化学教学中重要的组成部分,也是高考考查的重点和热点。例如2016全国Ⅰ卷26题从氨气的实验室制法入手,考查了装置的选择、仪器的连接、尾气的处理,再从氧化还原角度去描述氨气与二氧化氮反应的现象和解释原理。例如2018全国Ⅰ卷26题制备醋酸亚铬,与教材中制备纯净的氢氧化亚铁的改进措施的原理基本相同,均利用氢气排出装置中空气和利用压强差把二氯亚铬压入醋酸钠溶液。例如2019全国Ⅰ卷27题用废铁屑来制备硫酸铁铵,涉及了硫化氢尾气处理的防倒吸和过氧化氢的考查。
化学高考命题中提出“关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展”,由此可见,这些试题正是基于“绿色化学”理念而设置的考点,由易入难,环环相扣,既有对基础知识的考查,又有对实验方案的优化设计,体现了近年来命题“注重基础,回归教材”、“源于教材、又不拘泥于教材”的特点。因此在高中化学课堂实施绿色化教学是大势所趋,笔者认为应充分挖掘教材中实验素材,寻找其与高考实验试题考查相契合的知识点。
高中化学实验包含学生必做实验和教师演示实验,有些实验涉及到的药品和产物有毒或有害,因未注意安全或操作不当,致使物质逸散污染环境,造成了师生谈实验色变,渐渐地把做实验变成了说实验、看实验。因次,实验教学绿色化是保障师生健康的需要,是落实化学实验教学不可回避的现实问题。
为了顺利开展实验教学,笔者对2019高一人教版进行了加工提炼,从原料的绿色化、化学反应的绿色化、产物的绿色化、催化剂的绿色化、溶剂的绿色化等方面着手,引导学生采用安全的生产工艺和提高能源的利用率等措施,在符合“科学性、可行性、安全性、绿色化”和“减量化、再利用、再循环”原则的基础上,对实验方案进行细致深入的分析,具体到原理、药品用量、条件控制、实验装置及实验评价等细节,深入讨论实验绿色化的具体措施,达到培养学生的科学精神和社会责任感的目的。
高一化学实验绿色化具体的实施内容有:
(一)规范实验操作
首先要加强实验的安全意识,防患于未然。其次要学会基本操作,如仪器的洗涤、仪器的连接、气密性的检验;药品的取用、称量;溶液的配制;混合物的分离:过滤、蒸馏、萃取与分液、蒸发与结晶、盐析;试纸的使用等。进行实验前,要清楚操作的方法和要领,利用口诀使复杂变得简单易懂,例如过滤概括为“一贴二低三靠”。最后要懂得安全和意外事件的处理。
(二)实验绿色化改进(微型化、简约化、无害化、一体化)
选取典型课程模块内容,通过对污染大、用量大、操作复杂的实验加以改进,变成微型化、简约化、无害化、一体化的实验,并对教学实施效果进行评估。例1钠与乙醇反应:点燃肥皂水听到轻微的爆鸣声验证氢气的生成。例2对氯气的制备、漂白、尾气吸收的实验进行改进:往一个装有三个小烧杯(分别盛有干燥红布、湿润红布、氯酸钾固体)的广口瓶中缓缓推动装有浓盐酸的注射器1,少量浓盐酸进入盛有氯酸钾固体的小烧杯,发现广口瓶内出现黄绿色气体,干燥红布无明显现象,湿润红布慢慢变浅至褪色。一段时间后,再推动装有NaOH溶液的注射器2,广口瓶内的黄绿色气体渐渐褪去。该装置集氯气的制备、漂白原理验证、尾气吸收于一体,装置简单、易操作、效果明显、用量少、步骤少、时间短,且将残留的氯气全部吸收完,适合学生进行探究实验,能培养学生掌握从源头控制污染的实验能力,形成环境保护和可持续发展的观念。
(三)计算机多媒体进行实验教学
鉴于有些实验产生污染性大的气体,对师生的健康造成危害,笔者利用现代化教学手段辅助实验教学,如观看实验录像、flash,或者虚拟化学实验室,学生用试管、烧杯、酒精灯、烧瓶、锥形瓶、导管等仪器,组建实验装置,添加药品进行反应,通过声音、图像、动画相结合的逼真效果使学生达到身临其境“做实验”的感觉,达到了实验绿色化的效果。
二、教材中非实验的绿色素材进行适当的延伸
教材中设置的主要栏目如资料卡片、科学史话、研究与实践、化学与职业等,若是单纯的理论讲授、逻辑分析,如酸雨的形成、汽车尾气排放、纯碱的生产历史、水质检验员、环境保护工程师等知识,则难以引起学生的兴趣,课堂气氛沉闷,影响教学效果。因此,笔者通过音频、视频播放的方式,把声音、图像、文字等有机地结合起来,化静为动,打破课堂教学的时间限制,创设生动活泼的学习情境,有利于绿色化学教育的渗透。例如,通过酒驾司机与交警叔叔对话的动漫,“汽车都能喝酒”、“为什么喝酒会脸红”、“酒精测试仪”让学生理解了“乙醇是绿色能源”、“乙醇的催化氧化”和“乙醇与强氧化剂反应”的原理,情境有趣又生动。
其次,笔者根据新教材的需要,开放课堂,给予学生自主权,进行角色扮演深入探讨问题。例如选择“是否应该停止使用铝制饮料罐”这一热点话题,设置以下角色:开采铝矿的工人,生产铝质饮料罐的工人、饮料公司老板、销售员、消费者、环保局官员、回收公司人员……知识点的跨越面广泛,通过引导学生从环境保护的角度进行辩论,商讨出切实可行的方案。这种别具一格的教育模式,不仅增强课堂的趣味性,还能将绿色化学理念的“环保”、“原子经济性”、“能源利用率”、“循环使用”等知识进行渗透,使学生感受和理解绿色化学理念,具有良好的教育意义。
三、积极开展绿色化学实践活动
(一)举办化学实验专场活动:“水果电池”、“焰色反应”、“喷泉实验”、“豆腐的制作”、“下雨警报器”、“烧不坏的手帕”。
(二)组织学生举办“绿色环保进社区活动”:垃圾分类小课堂、自制灭火器材、自制净水器、环保知识展板宣传(节约资源、爱护环境、避开雷区)。
(三)课堂上开展辩论赛:“农业生产中是否应该继续施用化肥和农药”。从粮食解决、降低生产成本和滥用农药造成生态破坏、施用杀虫剂已进入恶性循环的两个角度进行辩论,一则是为了传播绿色化学观念,二则是树立学生正确的人生观、价值观,能从长远的角度看待问题,树立可持续发展观念。
(四)组织学生参观大亚湾石化区:通过实地考察,学生明白了高耸的烟囱喷出的火炬和白烟的由来,了解到石化区废水废气处理技术和安全保障技术,深刻地理解石油的综合利用中涉及到的分馏、裂化、裂解的原理。
(五)引导学生做科研调查:如调查本地水质、测定雨水的PH、小区垃圾分类调查。
通过开展丰富多彩的实践活动,多维度展示了“绿色化学”在生活中的重要性,让学生把化学知识与生活经验关联起来,引导学生勤思善想,学以致用,形成“把学生引入课堂,再把学生带进生活”的教学模式,培养学生具有节约资源、保护环境的可持续发展意识,形成简约适度、绿色低碳的生活方式,做一个以身作则、示范他人的环保达人。
四、评价检测中重视绿色化学知识的融入
阶段性测试对于绿色化学知识的考查,除了选择题如“下列哪些反应符合原子经济性”、“碳铵化肥能否与草木灰混合使用”、“1mol乙醇与1mol乙酸能否生成1mol乙酸乙酯”等,还可以设置主观题,如“工业上制备硝酸铜,可采取哪些方法?”①铜与浓硝酸;②铜与稀硝酸;③铜先在空气中加热,再与稀硝酸反应。这三种方案中,哪一个是最佳的?从原子利用率和环境污染的角度进行分析,方案②和①对比,具有哪些优点?
综上所述,笔者在高一新教材中渗透绿色化学教育,要敢于突破传统的教学模式,开展实验绿色化教学,组织绿色化学实践活动,在评价检测中重视绿色化学知识的融入,从而加强学生的环保意识,提高学生的社会责任感。
参考文献:
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