新课程理念下绿色化学教育与化学实验教学

〔摘 要〕简述了绿色化学的概念，用绿色化学观点改进中学化学实验，同时，在化学实验中渗透绿色化学理念，有利于提高学生环保意识，培养学生从事绿色化学研究与开发的能力。化学实验教学可从优选实验方案、实验试剂绿色化、仿真化学实验、规范实验操作和要求等方面进行绿色化学教育。

〔关键词〕绿色化学 化学实验 高中化学

一、绿色化学

绿色化学是一种以保护环境为目标来设计、生产化学产品的最新科技成果，是一门从源头上阻止污染的化学。绿色化学概念从一提出来，就明确了它的现代内涵，是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大程度地节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的主要特点是：①充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；②在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放；③提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都转化为产品，实现“零排放”；④生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

绿色化学提出的同时，也提出了绿色化学实验的五“R”原则，即Reduction―减量（减小试剂用量）、Reuse―回收利用、Recycling―循环使用、Regeneration―再生利用、Rejection―拒用（不用危险品）。具体地说，就是化学试剂、溶剂、催化剂、化学反应、途径、产物、剂量等绿色化。

绿色化学的另一个核心内容是“原子经济性”，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源，又能防止污染。用原子利用率衡量反应的原子经济性，高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放。绿色有机合成应该是原子经济性的。原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也越少。

化学实验中有时直接涉及到有毒有害的化学试剂和药品，如氯气的制备和性质实验、氮氧化物的性质实验等，会造成对实验人员健康的不利影响和对环境的污染；有的验证性实验虽然没有涉及到有毒有害的化学试剂和药品，但药品用量过大，造成浪费。化学工业生产和化学品的使用造成的环境副作用早已受到人们的重视，化学实验绿色化是化学实验教学未来发展的必然趋势。

“化学实验绿色化”即化学实验洁净化，是将绿色化学的基本原理和理念应用于化学实验中的一项技术，是对传统化学实验进行创新的结果。化学意把工业成果应用于实际教学，既加强理论与实际的结合，同时也使化学实验更加绿色化。

化学实验绿色化的目标，从长远看是选择无污染的物质，合理设计实验装置，严格控制实验过程，妥善做好实验后处理，使整个化学实验实现零污染，近期目标是用绿色化学理念，大胆改进化学实验，努力使其污染降到最低。

二、化学实验教学中渗透绿色化学，绿色化学指导改进化学实验

现行的中学化学教材已经融入了绿色化学知识，教学中要时刻体现出绿色化学的原则，渗透绿色化学教育。例如：“化学反应及其能量变化”中讲能量的开发与利用、能源的合理开发与利用；“卤素”中讲氯气用于自来水消毒的利弊、氟利昂对臭氧层的破坏与保护等；“硫和氮的氧化物”中讲酸雨的危害与防治、大气的污染与防治等等，使学生意识到应如何合理应用化学，用绿色化学观点防治污染、保护环境，为人类能生存在一个绿色的地球上做出自己的贡献。

1、结合化学实验题，优选实验方案，渗透绿色化学教育。在中学化学教学中，培养学生绿色意识，是社会可持续发展的基本要求。有意识选择绿色化学教育的试题，让学生在解题过程中受到绿色化学的教育。

2、实验试剂绿色化。实验试剂绿色化包括使用无污染试剂或将试剂减量实验微型化。

以最少的药品获最佳效果，减少废弃物，提高环保意识。化学实验教学不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的实验现象，增强直观的感性认识，而且能培养学生观察、分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质，从某种意义上讲学校中环境污染主要来源于化学实验。因此，化学实验教学中要力求利用最少的实验药品，获得最佳的实验效果，最大限度地减少废弃物，提高学生的环境意识。

3、通过多媒体来仿真化学实验，实现实验的绿色化。在遇到危险性较大、或伴随有毒、有害物质生成较多的演示实验时，尤其是对一些试剂昂贵、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒、有害的试剂（如苯、苯酚、砷化物、重金属等）的实验，并在整个实验中排放较多的有毒气体、有毒废水，给师生身体健康带来极大的危害，且对环境造成较大破坏的实验，通过媒体辅助来演示部分实验，还能够节约药品、水电、时间，减少对环境的破坏，还可提高部分演示实验的可视性，同时还让学生在观察媒体辅助实验教学的过程中，体验了多媒体技术的绿色环保价值，在单位时间内向学生传递更多的信息，同时利用三维动画效果形象地展现实验操作，取得更好的教学效果。

4、规范实验操作和要求，培养学生绿色化学意识。要使学生养成在做任何实验时，心中都有节约的观念、环保的理念、安全的意识，必须从小事做起，从一点一滴上开始陶冶和训练。首先教师要起到一个很好的示范作用，这样对学生起到一个潜移默化的影响，然后实验中再从严要求。这包括在实验态度上养成严谨、认真、客观、从容的品质；药品按规定用量取用、实验操作规范，遵守实验守则，不随意带出药品、不能品尝药品，不私自做有危险性实验，不随意倾倒实验垃圾，节约水、电、酒精燃料、试纸、滤纸等，爱护实验仪器，实验后按要求对实验后的剩余物进行处理、洗涤实验仪器，收拾实验台面，整齐摆放好实验器皿、药品等。特别是对于化学实验室产生的废液中往往含有酸、碱、重金属化合物以及氰化物、含砷化合物等，一般实验室的废液都排入下水道，这样不仅会对环境造成极大的危害，而且会淡化学生的环保意识，养成不良的习惯，影响绿色化学意识的培养与绿色化学技术的发展。在实验教学中，应限定用量，把好的经验传给学生，对废弃物进行无害化处理。这样既可培养学生绿色化学意识又可使学生学习绿色化学的实用技术，还可以节约资源、变废为宝、变害为利。

综上所述，绿色化学不是一门独立的学科，教师要把绿色化学的理念贯彻到化学实验中，

真正做到实验设计上体现“方法多样、仪器多样、实施多样”； 实验过程始终体现“无废意识、经济意识、环保意识”。