高中化学教学中渗透绿色化学教育的探索与实践
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作者: 许克敏
随着工农业的迅猛发展，环境问题已经成为当前全世界关注的热点问题之一。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学，是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则。即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，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和零污染，是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学是防止环境污染的一种理想手段，是从源头解决污染问题，对环境保护及社会的可持续发展具有重要的指导意义，是环境保护的必由之路。绿色化学的诞生是对STS思想的佐证，为STS教育提供了好的范例。绿色化学目标的实现需要一代又一代具有绿色化学意识、懂得绿色化学知识和技术的“绿色”人才。而“绿色”人才离不开绿色教育，需要通过教育来树立学生的绿色化学理念，培养他们与环境友好相处的意识，树立可持续发展的观念。因此，对高中化学教学中渗透绿色化学教育进行研究具有重要意义。
一、绿色化学的现代内涵
绿色化学（Green Chemistry）概念从一提出来，就明确了它的目标，是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约了能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染，具体内涵体现在五“R”上。
1.减量（Reduction）――减量是从节省资源、少污染角度提出的，包括两层意思：（1）减少资源用量，在保证产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转化率，减少损失率；（2）减少“三废”排放量，主要是减少废气、废水和废渣（副产物）排放量，特别是排放废水量必须降低到一定标准以下。
2.重复使用（Reuse）――重复使用不仅是降低成本的需要，而且是减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用的设计。
3.回收（Recycling）――回收可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。回收包括：回收未反应的原料，回收副产物（含“三废”），回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。化学工业产生中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。
4.再生（Regeneration）――再生是变废为宝、节省资源能源、减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在它设计的开始，就应考虑到有关原材料的再生利用，特别高分子材料的再生显得尤为重要。
5.拒用（Rejection）――拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的药品原料，拒绝在化学反应过程中使用。在学术界日益重视的绿色化学现代内涵已得到理解，绿色化学概念在工业上也已日渐得到认可，但它的概念与内涵在教学中也应得到贯彻，它的应用在实验中也应得到推广。特别是中学化学教学，面对的是接受启蒙化学教育的中学生，贯彻绿色化学内涵，推广绿色化学成果显得尤为重要。
二、绿色化学教育实施策略
1.宣传绿色化学，增强环保意识。
要让学生把绿色化学理念变为自觉的行动，树立正确对待环境的态度，培养学生改造和优化环境的意识和能力，就必须让学生接受绿色化学的思想。在教学中要充分利用教材资源，有计划、有目的地对学生进行宣传教育。对学生进行环境教育，首先要使学生对环境保护的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识。环境危机意识是环境教育最适宜的切入点。利用化学学科优势，教师可以点带面，介绍环境污染及其危害，逐步树立学生的环境忧患意识，从而培养学生的绿色化学思想及可持续发展战略。例如：在讲化学“硫和氮的氧化物”一节时，先让学生阅读“图4-19空气质量日报”，并让学生相互讨论工业生产对环境造成的污染的严重性，让其认识到保护环境、防止污染的重要性和紧迫性。明确发展经济不能走先污染再治理的老路，要提倡绿色化学，从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，从而树立学生的绿色化学思想。
2.重视实验教学，渗透绿色化学理念。
在实验教学中贯彻绿色化学观点，实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接，在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。因此，为了适应绿色化学新要求，中学化学实验必须进行改革。
（1）要大力推行微型实验。要对常见实验仪器进行微缩，对常用试剂要给出限量，实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器，还可以把容量瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时，可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。
（2）要努力改革实验方式。有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行，如指示剂与酸或碱作用实验、Fe3+的显色实验等，有些定性实验可放在滤纸上完成，如电解饱和食盐水，检验醛基存在等。
（3）要设法改进和创造性演示有关实验。课本中有些实验仍有危险性，硝基苯及苯有毒，硝基苯、溴苯制备实验可以用多媒体演示；在NO2制备、铜与浓硫酸反应、氯气的制备等实验中可以连接尾气装置；对H2和O2、Cl2与H2等的爆鸣实验可以进行改进。
（4）正确处理实验废弃物。化学实验产生的废水、废气、废渣等都会对周围环境造成不同程度的污染。如果我们对这些废弃物进行合理利用，不仅可以减少对环境的污染，而且可以变废为宝。对于废液的处理，实验室应建有专门的废酸槽和废碱槽。在实验操作中要求学生，每次实验完毕后的废液，一定要在指定处倾倒。对于含贵重金属的废液，要经化学处理回收后再排放。比如做了银镜反应后，试管中的银镜用稀硝酸清洗后的废液可集中收集起来，可以回收其中的贵重金属银。对于废气的处理要做好尾气的吸收或回收再利用。对于Cl2等有毒气体的制取，要用相应的试剂进行尾气处理。
3.精心设计作业，巩固绿色化学理念。
在布置化学作业时，要精心选择一些渗透绿色化学理念的习题，让学生在练习中不断强化绿色化学理念。如，让学生设计制备硫酸铜的实验，并让学生从环保和节约药品的角度，选择最佳方案。同时，每次实验课后，要求学生写化学实验报告，除了要求学生记录实验现象并进行解释原因外，还要对实验过程中出现的问题做进一步的思考，并提出改进的设想和措施，以做到下次实验的绿色化。在实验报告中探讨处理“三废”方面可做哪些具体的工作，还可让学生开动脑筋，设想对尾气的处理意见和废液的转化利用，如何变废为宝。
综上所述，在化学教学中渗透绿色化学理念，是一项长期而系统的工程，教师要坚持不懈地努力，从自己做起，从身边做起，从点滴做起，言传身教，努力让我们的水更清、天更蓝、空气更清新。
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