綠色化學理念的初中化學實驗教學策略研究

薛玉紅

（甘肅省永登縣連城鎮初級中學，甘肅 永登 730333）

綠色化學理念作為當今社會可持續發展的核心理念之一，在推動環境友好型社會建設和化學教育改革中起著至關重要的作用。將綠色化學理念融入實驗教學內容，不僅有助于使化學實驗教學過程更為安全、環保，還能夠培養學生的環保意識、創新思維以及解決實際問題的能力。然而，當前初中化學實驗教學仍較為依賴傳統的實驗方案，更為側重結果的呈現，忽視了實驗過程中的環境影響和資源浪費。因此，文章有針對性地開展初中化學實驗教學研究，探索符合綠色化學理念的教學策略，以期滲透綠色化學理念，有效提升學生的實驗操作能力和科學素養，激發學生對環保事業的熱情，將學生培養成為具有責任感和創新精神的環保型公民。

一、綠色化學理念的內涵

綠色化學是一種強調環保與可持續發展的化學理念。綠色化學理念最早由美國化學家PaulT.Anastas 和JohnC.Warner在1990 年代提出，該理念的核心是“5R”原則：1.原料（Reduce），減少使用有毒有害的原材料和化學品，選擇更環保、更安全的替代品；2.反應（Reconsider），重新設計化學反應過程，優化反應條件，以降低能量消耗和廢物產生；3.產物（Reuse），設計可再利用的產品，促進資源的循環利用，減少浪費；4.催化劑（Replace），采用催化劑促進反應，降低反應溫度和時間，提高反應效率；5.廢物（Recycle），最大限度地回收和循環利用廢棄物，減少對環境的影響。

綠色化學理念的主要思想是在化學實驗和生產過程中，減少對環境的污染和損害，通過設計更環保的化學實驗流程，最大限度地減少有毒有害廢物的產生和資源的消耗，提高化學品的安全性和效率，推動綠色、清潔和可持續的化學實踐。同時，綠色化學理念還倡導合理管理實驗藥品，妥善處理化學實驗廢棄物，推廣微型化學實驗和利用仿真技術，從而引導化學教學與研究朝著更環保、更可持續的方向發展。

二、初中綠色化學教育的現狀

（一）部分學生對于綠色化學理念的認知不足

雖然綠色化學理念早在21 世紀初就已經傳入國內，但由于部分學校缺乏對綠色化學理念的宣傳教育，學生對于綠色化學理念的認知仍存在不足。一方面，教材和課程內容沒有充分涵蓋綠色化學的相關知識，導致學生對于環保和可持續發展的概念認識有限，對于化學活動對環境造成的潛在影響了解不深。另一方面，應試教育的壓力也使學生難以在緊張的學習計劃中，額外安排時間進行綠色化學理念的學習，從而較難有效地建立對于綠色化學理念的認知，該理念并未完全地滲透到初中化學實驗課堂中。

（二）綠色化學理念在實驗教學環節的融入不足

受學校資源和實驗設備條件的限制，部分初中化學實驗教學中，師生難以選擇更環保的實驗方案。因此，在實驗教學中的實驗設計、試劑選擇、廢棄物處理等環節，常常采用傳統的試劑和方法，未能充分考慮對環境的潛在影響。未能真正貫徹綠色化學的理念，在實驗操作中，部分學生對于節約能源和廢棄物處理等方面不夠重視，導致化學廢液和廢品較難得到正確的分類和妥善處理，從而加重了環境負擔，同時也造成了水資源和實驗材料的過度消耗。此外，在有限的實驗課時內，為了完成實驗教學內容，教師更為注重化學知識和實驗方法的講解教學，往往由教師進行實驗操作，學生則在一旁觀察實驗過程，增加了學生在實驗教學環節中理解和吸收綠色化學理念的難度。在此種教學形式下，綠色化學理念無法完全融入初中化學實驗教學，學生親自操作化學實驗時，容易出現不符合綠色化學理念的操作情況，甚至會因操作失誤危害學生的人身安全。

三、初中化學實驗教學中融入綠色化學理念的具體路徑

（一）在實驗教學中普及綠色化學理念

教師在初中化學實驗教學活動中擔任著引導者的角色，只有化學教師認真、仔細、科學地引導學生學習化學理論知識，學習化學課程實驗的正確操作方法，在實驗教學中普及綠色化學的教學理念，學生才能在教師的引導下更為高效順利、綠色安全地進行各種化學課程實驗，汲取綠色化學理念的真正內涵以及思想意識。因此，教師應當正確系統地認識綠色化學理念，并將其思想貫徹落實到整個實驗教學環節中。

例如，教師帶領學生進行“綠色銅鐵置換反應實驗”。先將少量銅硝酸溶液倒入燒杯中，使用玻璃棒將鐵片或鐵釘夾在鑷子或塑料夾子上，再將鐵片或鐵釘放入銅硝酸溶液中。之后教師引導學生觀察鐵片逐漸被銅硝酸溶液中的銅離子置換，并在鐵片上形成一層紅褐色的銅沉淀的反應過程。在實驗進行的過程中，教師向學生解釋實驗背后蘊含的綠色化學理念，即在實驗中，銅硝酸溶液是有選擇地與鐵發生反應，產生了銅沉淀，并沒有產生大量的廢液或廢氣，因此實驗所用的化學試劑較少，對環境的影響較小。同時，教師與學生討論，如何在實驗中進一步減少廢液的生，并有效回收化學試劑，鼓勵其積極進行進一步的思考，選擇更環保的方法和材料進行實驗，以此深化學生對綠色化學理念的認識，引導其將相關知識真正運用到實驗操作活動中去，推進綠色化學教育理念在初中化學實驗教學中的深入滲透。

（二）嚴格規范管理實驗藥品的取用

初中化學實驗相對較為簡單，但仍會涉及多種實驗藥品的使用與管理。在實驗過程中，如果出現用藥種類或數量不正確的問題，容易導致實驗結果不準確、實驗藥品浪費等后果。因此，為貫徹綠色化學理念，教師應采取更為清晰、規范的化學實驗藥品保存方式，并對實驗藥品的取用進行嚴格管理，避免學生因為不明確實驗藥品的用量規則，而在實驗課堂中浪費實驗藥品。同時，教師應當對實驗教學中使用的藥品用量和濃度做出明確的標注，幫助學生準確地進行實驗，提高實驗教學的效果，同時保證不會發生學生誤用藥品等安全問題。

在具體實施過程中，教師建立實驗室藥品庫存清單，清單包括藥品名稱、CAS 號、數量、儲存位置等信息，并定期進行審查和更新。教師要清楚標注經常使用的實驗藥品名稱、濃度、危險性等必要信息，確保容器標簽清晰易讀，以避免學生混淆和誤用。例如，碳酸氫鈉的危險性標識為無害，醋酸的危險性標識則為刺激性物質。同時，教師還可以制定詳細的實驗藥品領用和歸還制度，實驗課堂中學生需按照規定統一領取藥品，藥品的取用量則按照實驗所需量來計量，避免實驗藥品的浪費。

（三）引導學生妥善處理實驗廢棄物

在初中化學實驗教學過程中，較易產生廢氣、廢液、廢渣等有毒有害的廢棄物。為避免廢棄物通過地下管道流入地下造成污染，教師要深入貫徹綠色化學理念，積極引導學生養成保護環境的意識，及時對固體廢棄物、廢液廢棄物、廢氣等實驗廢棄物進行無害化處理。

1.固體廢棄物主要包括濾紙、實驗中用過的固體試劑、廢棄的固體產物等，教師應在實驗前向學生介紹固體廢棄物的種類和性質，強調分類回收實驗廢棄物的重要性，鼓勵學生將廢棄試劑瓶、廢棄玻璃器皿等可回收的廢棄物進行分類和回收，并引導學生了解不可回收的固體廢棄物處理方法，如焚燒或掩埋，同時提醒學生在進行焚燒處理時，要確保沒有對環境產生危害的物質，以及控制好焚燒的溫度和條件。

2.教師應引導學生嚴格遵守化學實驗室的規定，并在實驗前向學生詳細介紹不同類型廢液的處理方法，以此督促學生對于不同類型的廢液進行針對性處理，禁止隨意倒掉廢液。例如，對于酸性或堿性的廢液，教師鼓勵學生用酸堿中和方法處理，對于含有價值成分的可回收廢液，教師則鼓勵學生采用蒸發濃縮的方法進行處理，減少對環境的負面影響。

3.在實驗教學過程中，教師要反復強調廢氣處理的原則，即“不產生廢氣最好，少產生廢氣為佳，必要時迅速排出廢氣”，鼓勵學生在實驗設計中盡量減少廢氣產生，選擇更環保的實驗方法，并指導學生在實驗中選擇合適的廢氣處理設備，正確使用排風扇、通風罩或化學通風櫥等設備，迅速稀釋廢氣，確保廢氣及時排出室外。通過實驗教學，讓學生理解綠色化學的理念，學會在實驗中節約資源、保護環境。

（四）推廣綠色微型化學實驗教學

在初中化學實驗課堂中，推廣綠色微型實驗教學方式，是將“綠色化學”與”微型化學”兩個理念相結合，鼓勵在化學教學中使用更環保、更節約的實驗方法。綠色微型化學實驗教學立足于5R 原則，主要特點為減少試劑用量，并在減少廢棄物的基礎上，使化學實驗過程更加安全。

在實驗教學中，教師應根據學生的年齡和化學知識水平，選擇適合的微型實驗項目，并根據實驗項目主題進行微量瓶、微量燃燒器、微量試管等微型實驗裝置的選擇。在微型實驗中，教師要向學生展示準確使用微量瓶滴取試劑、掌握微小火焰的調節、注意試劑的保存和處理等正確的實驗操作技巧，并引導學生按照實驗步驟準確地進行操作。此外，微型實驗本身符合綠色化學理念，但在實驗過程中，教師仍然應該向學生強調環保意識，鼓勵學生節約用水、用電，并妥善處理廢棄物。通過以上步驟，確保初中化學實驗教學中的微型實驗可以有效地進行，讓學生在安全環保的條件下，更深入地了解化學現象和原理，同時培養其綠色化學意識。

例如，教師向學生示范制取氧氣的微型實驗步驟，首先將一小塊內裝過氧化氫固體的膠囊放入玻璃試管中，并用一定量的氫氧化鈉溶液將玻璃試管裝滿，之后快速將試管倒置，將密封膠囊放入密封瓶中，迅速用密封瓶口封住試管。教師再使用火柴或點火器點燃密封膠囊蓋子上的一小塊紙，以觸發過氧化氫的分解反應，生成氧氣氣體。最后，教師鼓勵學生觀察實驗過程中氣體的產生和實驗裝置的變化。在實驗中，教師使用了較小的裝置和少量的化學品，產生的氧氣量較小，但學生仍然能夠通過觀察氣泡來證明氧氣的生成。通過這個微型制取氧氣的實驗，學生能夠親身體驗氧氣的制取過程，加深對化學反應的理解，并培養其綠色化學的觀念，同時也降低了教學過程中的實驗風險和實驗成本。

（五）應用仿真實驗室進行綠色教學

在初中化學實驗教學中，部分實驗過程涉及有害物質或高溫高壓等危險條件，為踐行綠色化學理念，教師可應用仿真實驗室對相關化學實驗活動進行虛擬演示，使學生可以身臨其境地觀察到相應的實驗現象，不僅可以幫助學生更好地理解實驗原理，還能避免對學生的身體或對環境造成不良影響。

教師應根據教學內容和學生年級，通過仿真軟件設計一系列綠色化學實驗。在虛擬實驗室中，學生可以進行模擬實驗操作，如添加化學試劑、調整實驗條件、觀察反應過程和結果等，從而學習綠色化學的原理和技術。同時，教師要向學生強調化學實驗中的安全操作意識，讓學生了解綠色化學的目標之一是保護環境和人類健康，而安全是實現這一目標的前提。在學生完成虛擬實驗后，教師應引導學生分析實驗數據、總結實驗規律，并與學生進行討論，加深學生對綠色化學概念的理解，并培養學生分析問題和解決問題的能力。

例如，開展氯化氫制取實驗時，鑒于此實驗具有較高的危險性，教師充分利用仿真實驗室技術，使學生通過仿真軟件進行虛擬操作，正確設置氯化氫制取實驗所需的實驗條件，并添加適量的鹽酸和氫氣進入虛擬反應器，觀察氫氣與氮氣的反應效果。在完成實驗后，教師與學生分享實驗心得，共同探討綠色化學實驗的優化方向，既保證了學生的實驗課堂體驗，又保障了教學過程的安全性和環保性。

綜上所述，綠色化學理念作為一種綠色、環保、安全、可持續的發展理念，是初中化學實驗教學的重要依據和手段，有助于緩解初中化學實驗教學開展過程中所產生的資源浪費、環境污染等問題，保障化學實驗教學的安全性、環保性。文章基于綠色化學理念的內涵，從初中綠色化學教育的現狀出發，逐一論述了在實驗教學中普及綠色化學理念、嚴格規范管理實驗藥品的取用等初中化學實驗教學策略，目的是促進綠色化學理念在初中化學教育中的深入滲透，推動綠色化學理念在初中化學實際實驗教學中的全面落地。