高中化學實驗教學中綠色化學實驗設計分析
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作者:楊曉丹
【摘要】以化學實驗中的綠色設計為基礎，結合綠色設計的意義，通過回收并二次運用實驗物品、將實驗活動串聯、開展微小型的實驗化學活動、規范實驗必要的專業流程、合理使用新興工具、定期組織綠色化學討論這幾方面進行深入探索與研究，目的是為了提升化學實驗中綠色設計效果。
【關鍵詞】高中化學 綠色化學實驗 實驗設計
對于高中化學實驗教學而言，加強實驗綠色化設計至關重要，其不但和學生日后進行化學實驗有關，還和化學學科能夠穩定發展有很大聯系。為此，相關教師需加大實驗綠色化設計力度，通過采用有效手段，促使其存在的實效性得到充分發揮，推動高中化學實驗教學水平上升到新高度。
一、高中化學實驗綠色設計的內涵
新時代的高中化學實驗教學要結合綠色化學進行設計。如果依據教材的實驗流程和實驗儀器來開展，會導致一些有毒害的化學物質遭到泄漏，或化學實驗結束后不能有效處理有毒廢物，進而和綠色化學理念相違。所以需以綠色化學觀為基礎，從各個方面優化實驗，如儀器密閉操作，優化藥劑、試劑，簡化實驗過程，來全面優化化學實驗，這對加強高中生的思維能力和培養綠色化學觀具有至關重要的作用。
二、綠色設計手段
由于教育改革的深入，高中時期的化學教材和課程標準出現了一定變化，充分體現了綠色化學理念。比如，刪除一些影響學生生命健康的化學實驗，對有毒害的化學物質也做出了相關規定等。新編制的高中化學課文融入了很多環保實驗，并在實驗中介紹了實驗廢物處理方法。高中時期的化學實驗可以說是加強學生化學素養的重要部分，為了幫助學生樹立正確的學習觀念，在具體實驗中需牢記以下幾方面內容。
1.回收再利用實驗物品
一些高中生把實驗廢物直接排入下水道，而這些化學物質會影響社會環境，為此高中化學教師在指導學生實驗時，需重視回收再利用實驗廢物或是其他化學物質，降低對自然環境影響程度，實現節省實驗試劑的目的。
2.組織微型化學實驗活動
微化學實驗并非是在實驗中減少化學藥品、試劑的用量，而是需要對化學實驗進行重新設計，這樣的實驗可有效完成教學內容，并達到節能減排的目的。而且這類實驗對于試劑也并沒有多大要求，可節省很多藥劑。此外，實驗設備易操作。一些微型化實驗可以利用生活廢物進行實驗，如用經過處理的鋁板替代滴板，這樣不但能夠提高廢物利用率，還能降低對環境的污染程度。
3.串聯化學實驗活動
將高中化學教材內有較強聯系性的實驗放到一起開展，這樣不但能夠避免實驗流程重復，還能減少實驗藥品耗用量。比如，在進行濃硫酸與銅的實驗時，研究反應后還能進行相關褪色實驗，運用實用產物開展另一個化學實驗，能充分展現出綠色化學的作用。
4.嚴格規范實驗流程
教學指導高中生在開展實驗時，保證其規范性，完善藥品的監督、管理。比如，在聞藥品氣味時需要保證在合理范圍內，防止毒氣損害學生身體;在取實驗藥品時需嚴格遵循相關規定，切勿出現浪費的情況;對于化學實驗內出現的廢液需要分類倒入不同的回收瓶中，進行無害化處理;對于廢氣需應用相關裝置將其吸收完全，如在制氯氣時，在化學實驗后可以用氫氧化鈉把多余的氣體吸收掉。
5.合理使用新興工具
伴隨網絡技術的快速發展，創新型的工具可得以全方位使用。科學、合理地運用多媒體，并與化學實驗教學融合，可最大限度激發學生對化學學習的興趣與熱情，減少實驗事故。而且對于不易動手操作、危險性高的實驗也可以通過多媒體展現。例如，一些污染性強、藥劑多的實驗，教師可以通過錄制視頻的方式，在課堂中向學生展示，讓學生充分掌握實驗流程，在其前提下減小藥品耗費量，降低對自然環境的影響。基于此，教師需加大對多媒體教學工具應用力度，通過有效應用，把其存在的實效性發揮出最大化。
6.定期組織綠色化學討論
要想提升學生綠色化學觀，還需要教師定期組織學生們一起交流、討論一些和綠色化學相關的話題，讓學生說出自己對綠色化學實驗的意見，互相溝通。
三、綠色化學實驗的注意事項
1.在開展設計時重視學生的引導
綠色思想要融入實驗教學設計的每一個過程，適時對學生進行引導，在自主設計中融入綠色化學實驗思想。很多學生對實驗進行設計時，很多方面考慮的不周到，如方案缺乏合理性、未能回收有毒物質、浪費藥品等。這些問題均需要教師正確引導，培養學生的綠色化學思想，這樣在開展實驗設計時更能思慮周全。
例如，開展硫、氮的氧化物實驗時，需要設計實驗來收集二氧化硫。在進行此實驗前，很多學生已進行過二氧化碳的制取、收集實驗，故可以借力給力，運用同樣的原理和方法對二氧化硫氣體進行處理，設計合理的尾氣收集方案，提升教學質量，讓學生的綠色化學思想得以拓展。
2.科學、合理地連接實驗裝置
在每項化學實驗中，裝置的連接極為重要，此環節決定整個實驗的成敗。部分學生未能重視實驗連接良好設計，有時會導致有害、有毒氣體的外漏，甚至整個實驗裝置都會漏氣，而這些均與實驗設計的理念不相符。
因此，在引導學生連接裝置時，教師需要將綠色化學思想融入其中，讓學生自覺考慮合理的實驗裝置設計，把生態化、綠色化思想滲入至實驗裝置的連接設計中。例如，在開展二氧化硫制取實驗時，此設計需考慮的一個重點問題就是其中裝置連接，教師指導學生用硫酸+亞硫酸鈣反應，制取硫酸鈣加上二氧化硫。同時，為了可以證明二氧化硫溶于水后，具有強氧化性。故可將尾部連入品紅中，二氧化硫進入品紅顏色褪去。之后重新加熱又可見品紅顏色恢復。此實驗說明，在整個實驗中，需要做好密閉性的裝置連接處理，這樣可確保實驗的有效性，又能讓二氧化硫充分利用，不會對環境造成太大污染。既可觀察實驗的現象，又能極好解決廢棄的問題，把綠色化學思想傳達給了每一位學生。
3.重視實驗廢品有效處理
在實驗過程中，教師要將廢品處理思想傳達給每一個學生，并教給他們相應的處理方法。這是實驗教學的有效拓展，也是培養學生操作實驗能力的好方法。
比如，在講解硫酸、氨等內容時，教師要結合實驗教授學生，在實驗過后會有各種強酸剩下，如果隨意處理會腐蝕排水系統，也會影響環境，因此要選擇適當的堿性溶液與其中和，當PH值達標后再排出。再如，上述所說的酸性氣體廢物，最好可在實驗儀器的最后環節中加一個廢棄吸收液，之后同樣用堿性的液體中和，防止酸性氣體污染環境。這些都是必要的實驗環節，所以要向學生傳達有效處理實驗廢棄物這一基本的實驗理念，提升化學實驗中綠色設計效果，培養學生良好的綠色化學觀。
綜上，綠色化學在高中化學實驗中極為重要，與實驗教學質量、學生素養有很大關系。為此，高中化學教師需給予實驗綠化設計高度重視，并通過行之有效的手段，將其含有的實效性發揮出最大化，以期培養高中生的綠色化學觀。
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