張翠梅 王麗華
利用化學實驗教學,滲透“綠色化學”思想,培養學生的環保意識,有著其它學科所不具備的優越條件。從四個方面進行了闡述:倡導節約實驗藥品,減少環境污染;積極改進實驗裝置,減少尾氣排放;妥善處理實驗廢棄物,減少環境污染;善于留心生活,學以致用,變廢為寶。
化學實驗綠色化學環境污染環境與發展問題,已成為當今世界共同面臨的兩難選擇,成了21世紀對人類最嚴峻的挑戰。既要求發展,又要預防發展所帶來的污染,保護人類賴以生存的自然環境,為此近年國際社會提出了“綠色化學”這一研究領域,并取得了可喜的研究成果。綠色化學是在“廢物最小化”概念指導下提出的,又稱環境友好化學。它的著眼點是使污染消滅在生產的源頭,使整個生產過程和生產工藝對環境友好,這是從根本上消除污染的對策。這種預防化學污染的新理念和新實踐正日益被人們所認識、理解和重視。作為我們教師更有培養學生從小樹立環保意識的義務和責任,在學科教學中滲透綠色化學思想和意識。
化學是一門以實驗為基礎的科學,化學實驗以其生動直觀、現象新奇等特點而引起學生強烈的好奇心和求知欲,是培養學生創造能力和實踐能力,提高教學質量的重要環節。根據教學大綱要求現行教材近60%的內容中都涉及到教師演示實驗或學生實驗活動,然而化學實驗過程中使用的某些化學試劑、反應中生成的某些廢棄物等,都會或多或少的造成環境的污染,影響師生的身體健康。因此,化學實驗與綠色化學的聯系最密切、最直接,是培養學生“從我做起”的好陣地,能促使學生知、情、意、行的協調發展。
一、倡導節約實驗藥品,減少環境污染
首先,化學實驗要科學規范,嚴格藥品用量。中學生特別喜歡化學實驗,實驗時,學生往往認為藥品的用量多多益善。其實不然,如初中化學教材中,用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣時,如果二氧化錳用量太多,導致反應速度太快來不及收集氣體,反應就結束了,白白浪費了藥品,而四分之一藥匙的二氧化錳就能使10ml6%的過氧化氫溶液分解速率適中,便于收集。再如實驗室用高錳酸鉀制氧氣,并驗證氧氣的化學性質,本實驗需要收集兩瓶氧氣,做木炭和鐵絲在氧氣中的燃燒,因此高錳酸鉀的用量很關鍵,如果量太少,收集不滿兩瓶氧氣,如果量太多,不但會浪費藥品,還會造成更多的環境污染。為此在指導學生實驗中,除了強調實驗步驟和注意事項,還重點規定了高錳酸鉀三藥匙的用量。這樣可使學生認識到實驗藥品用量科學性的重要。
其次,在學生實驗中可設計為微型實驗和微量實驗。所謂微型化學實驗,就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。例如在“探究酸的化學性質”這一實驗中,安排學生用微型點滴板代替其中多數試管實驗來探究多種酸與指示劑的反應,大大減少了酸和指示劑的用量,減少了涮洗試管的麻煩,提高了實驗效益。如探究“分子是不斷運動”的實驗,用生活中吃蛤蜊剩的外殼代替小燒杯做氨水與酚酞溶液的反應,不但節約了藥品,還減少了氨水的刺激性氣味對學生的危害。這樣的微型實驗能使學生人人參與實驗,既增加了學生的動手實驗能力,又提高了實驗課的效益。通過實驗學生懂得了在能觀察到實驗現象的前提下,藥品用量越少越好,同時養成了節約實驗藥品的好習慣。
二、妥善處理實驗廢棄物,減少環境污染
化學實驗要產生大量的廢棄物,如不及時處理,隨意排放,久而久之,不僅對環境造成污染,而且會淡化學生環保意識,養成不良的習慣。在實驗課教學中把實驗廢棄物進行無害化處理,既可培養學生良好的實驗習慣,又使學生學到實際應用技術,還可以節約資源,變害為利。如在“探究金屬的化學性質”的實驗中,要用到大量的酸和多種金屬單質,為了節約藥品,我為學生準備了最小的試管和各種金屬條,在實驗中先讓學生向試管中倒入最多1ml的酸,再放進金屬條,實驗現象同樣很直觀明顯。實驗后,先將金屬條從試管中取出,沖洗回收再利用;然后將廢液倒入廢液缸,包括洗滌試管和金屬條的廢液一并倒入廢液缸內,讓學生測定廢液的PH,然后用適量的堿液處理后再倒掉,以免造成對地下水的污染。對酸性較強的廢液,我們收集起來用于涮洗廁所。再如,實驗室用過氧化氫溶液制取完氧氣后,可將廢液過濾、洗滌、干燥,實現二氧化錳回收再利用。在此實驗過程中,學生不但學會了實驗方法步驟,還逐步地形成了綠色化學的思想意識,體會到環境對于生命的重要意義。
三、善于留心生活,做到學以致用,變廢為寶
在學校里,我不但要求學生節約藥品,保護儀器,還引導他們對破損了的儀器加工再利用。如底部有了裂痕或破一小洞的試管,可在試管中裝入鋅粒或大理石塊,塞上帶有導管的橡皮塞,放入盛有酸液的小燒杯里,改裝成可隨時使反應發生或停止的制取氫氣或二氧化碳的小裝置。我還倡導學生善于留心生活,每個家庭中都有許多舊物品,這些物品往往成為雞肋,扔之可惜,留著占地方。我引導學生充分發揮想象力,把它們利用起來,變廢為寶,作為開展家庭小實驗的用品和儀器。如家里廚房中的食醋、食鹽、純堿、雞蛋殼、食品包裝袋里的生石灰干燥劑等等都是實用的化學試劑;塑料眼藥水瓶、塑料吸管可代替膠頭滴管或導管,家中的玻璃杯,廢舊注射器可作為反應容器,礦泉水瓶可作為集氣瓶,墨水瓶和棉紗線可自制酒精燈,穿破的長筒襪可當濾紙起過濾作用。利用這些生活中的物品可以完成諸多實驗。如蛋殼和白醋反應制取二氧化碳,用干電池中的金屬與稀硫酸反應制取氫氣,水的凈化,硬水與軟水的檢驗、自制酸堿指示劑,等等。通過這些實驗的開發、設計,能使學生利用現有的材料開展實驗學習,也能啟發學生隨時利用生活中的物品進行一些簡單的實驗探索。學生體會到化學源于生活,又服務于生活,從而提高他們學習化學的興趣。
利用化學實驗教學,滲透“綠色化學”思想,培養學生的環保意識,有著其它學科所不具備的優越條件,它不是枯燥的泛泛說教,而是讓學生在動腦、動口、動手的過程中得到知、情、意、行的協調發展,讓學生深刻認識到綠色化學的重要性和必要性,并運用自己所學到的知識,用實際行動去保護我們共同生活的家園。