談中學化學實驗教學中環境教育的落實
General 更新 2024年06月17日
環境教育是整個中華民族的環境保護事業與教育事業的一個重要組織部分，它不但拓展了教育領域，而且為教育事業注入了新的活力。雖說中學化學實驗對化學教學質量的提高起非常重要的作用。同時，化學學科又是對學生進行環保教育的重要學科之一，化學課堂教學更是對學生進行環保教育的主陣地，特別是化學實驗教學，是對學生進行環保教育最直觀有效的途徑。
化學實驗會使用到許多對環境有害的化學物質，也會排放出有害氣體，產生汙水，對實驗後的化學物質進行處理和儘量減少有害氣體、汙水的排放是化學實驗教學中對學生進行環境教育的主要途徑。高中化學新課程將“通過實驗學化學”作為線索，新增了很多化學實驗，通過化學實驗教學使學生體驗科學探究的過程，進一步激發學習化學的興趣，進一步強化科學探究的意識，從而促進學生學習方式的轉變，培養學生的創新精神和實踐能力，同時也強調化學實驗教學同時也肩負著對青年學生進行環境教育的重要作用。
一、引導學生樹立綠色化學理念。綠色化學是人類和自然和諧相處的化學，它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原料，最大限度地節約能源，在化工生產各個環節都實現淨化和無汙染的反應。其具體內涵主要體現在5個“R”上，即減量、重複使用、回收、再生、拒用。在化學實驗教學中如何落實“綠色化學”的理念呢？
第二，重複使用。現實生活中許多物質可以回收利用，如我國金屬產品三分之一以上的原料來自再生資源，化學實驗取用的藥品也可以重複使用，如：化學必修2第30至31頁活動與探究[實驗1]和[實驗2]分別取出5mL12％、4％的過氧化氫做對比實驗，[實驗3]的實驗完全可以利用前兩實驗的藥品而不用再取藥品。其次，初洗用水可以重複使用，多支試管用一盆水洗，既提高了水的利用率，也進一步減少了用水量。
第三，回收利用。化學實驗完畢的很多藥品可以回收利用，如化學必修1第68頁活動與探究實驗中的濃硝酸、濃硫酸，第19頁、46頁萃取後的四氯化碳；化學必修2第30頁活動與探究[實驗2]用過的MnO2，第35頁活動與探究[實驗2]氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體反應後的固體都可回收再供其它實驗用。這樣不僅節約了藥品，也減少了會對環境造成汙染的有害物質的排放。
第四，拒用。對一些會對學生造成損害的實驗物質應該“拒用”，這裡的拒用不是放棄不做該實驗，而是通過研究改進實驗方案（研究改進實驗方案還有一個前提就是良好的實驗效果），減少對環境有害物的產生，或者是對有害物質進行處理以達到減少對環境傷害的目的。
如化學必修2第44頁觀察與思考實驗電解飽和氯化銅溶液，該實驗要驗證電解池兩極電解的產物，陰極產生紅色的銅，現象很明顯，但陽極產生的氯氣黃綠色觀察不明顯且產生的氯氣對人體有害，通過研究把陽極進行改進：用一支下端截去的小試管套住陽極，試管口用導氣管把電解產生的氣體匯出檢驗後通入到氫氧化鈉溶液吸收，這樣既能在小試管中觀察產生的氣體顏色又能把對環境有害物進行處理；另外，高中化學新課程蘇教版安排的有些學生活動與探究實驗並不適宜學生做，譬如必修1第42至43頁活動與探究[實驗1]和[實驗4]學生直接使用氯氣等實驗、必修2第63頁活動與探究[實驗1、2]就應該改為觀察與思考實驗。
二、化學實驗過程中努力做到有害氣體“零排放”。化學實驗過程中經常會產生Cl2、SO2、NO2、NO、CO等對環境有害氣體，實驗過程中無論是學生探究還是教師演示都必須對尾氣進行吸收處理，不直接排放。第一，設計聯合裝置，使反應在全封閉和可控制的條件下進行。如必修1第42頁觀察與思考實驗設計聯合裝置，按照製取Cl2→除HCl（飽和食鹽水）→乾燥（濃硫酸）→漂白實驗（幹有色紙）→漂白實驗（溼有色紙）→收集Cl2集氣瓶→尾氣吸收（氫氧化鈉溶液）設計聯合裝置使實驗在封閉體系中進行；再如第88頁SO2性質，按照製取SO2→漂白實驗（品紅溶液）→性質實驗（氯化鋇溶液）→性質實驗（滴有H2O2氯化鋇溶液）→尾氣吸收（氫氧化鈉溶液）；第100頁NO2、NO製取與性質設計的聯合裝置進行，能有效防止有毒氣體NO2、NO的排放，減少環境汙染。
第二，化學實驗中還應儘量減少有害氣體的生成，如必修1第92頁觀察與思考[實驗3]中的銅片改用可抽動的螺旋狀的銅絲，當實驗結束時向上抽動銅絲，使其離開濃硫酸，防止繼續反應生成SO2。
通過設計聯合裝置，不僅能防止有害氣體排放，培養學生的環境意識，而且有利於學生對化學知識的系統掌握，進一步培養學生的綜合運用化學知識的能力。通過教師引導學生設計聯合裝置時，培養學生的創新精神和實踐能力。
三、引導學生對化學實驗產生的汙水進行處理。我國有關環境保護法律中明確規定：預防為主，誰汙染誰治理，強化環境管理。但是，長期以來，學校化學實驗室的汙水沒有經過任何處理便沿著一條條暗管排入江河，無形中造成更多水體汙染。學校作為培養未來接班人的殿堂，一邊大力宣講環境保護的重要性，保護我們賴以生存的家園，號召廣大學生同破壞環境的行為作鬥爭。另一邊又在不自覺地汙染著環境，確實存在自相矛盾、處境尷尬的事實。學校應從自身踐行保護環境，對教育學生更具說服力。與其領著學生走出校門走馬觀花參觀工廠的汙水處理情況，不如引導學生親自參入汙水處理的實踐行動。進一步體現科學探究的過程，體現重視探究性學習培養探究的能力的態度。
學校實驗室汙水處理通過學生的研究性學習過程能得到很好地落實。首先減少汙水的產生。實驗前各研究性學習小組成員準備好廢物收集裝置和盛初洗用水裝置，在實驗完成後督促落實廢物收集，負責儀器初洗。第二，引導學生對汙水進行處理。初洗汙水全年段收集後，引導研究性學習小組成員分析汙水中的有害物質，討論研究淨化方案。如必修1第66頁活動與探究[實驗1、2]實驗後的汙水中含有Al3+對水質有害，引導學生研究除去的方案並組織實施。汙水排放前組織學生進行檢驗，達到排放要求後再進行排放，收集到廢物可以轉交給有關化工廠進行回收利用，節約資源，變廢為寶，創造經濟效益。
總之，人類與自然和諧相處，人人需要樹立綠色化學理念。學校化學學科教育是對學生推行環保教育的前衛陣地。化學教師要擔當起引導每個學生學會合理節約、利用資源和推廣節約、替代、迴圈利用資源及治理汙染的先進技術的排頭兵職責，為增強全社會生態文明觀念，動員全國人民積極投身於資源節約型、環境友好型社會建設工作竭盡己責，把環境保護重任持之以恆、真抓實效地進行到底，讓地球家園永保純淨安全。
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化學實驗會使用到許多對環境有害的化學物質，也會排放出有害氣體，產生汙水，對實驗後的化學物質進行處理和儘量減少有害氣體、汙水的排放是化學實驗教學中對學生進行環境教育的主要途徑。高中化學新課程將“通過實驗學化學”作為線索，新增了很多化學實驗，通過化學實驗教學使學生體驗科學探究的過程，進一步激發學習化學的興趣，進一步強化科學探究的意識，從而促進學生學習方式的轉變，培養學生的創新精神和實踐能力，同時也強調化學實驗教學同時也肩負著對青年學生進行環境教育的重要作用。
一、引導學生樹立綠色化學理念。綠色化學是人類和自然和諧相處的化學，它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原料，最大限度地節約能源，在化工生產各個環節都實現淨化和無汙染的反應。其具體內涵主要體現在5個“R”上，即減量、重複使用、回收、再生、拒用。在化學實驗教學中如何落實“綠色化學”的理念呢？
第二，重複使用。現實生活中許多物質可以回收利用，如我國金屬產品三分之一以上的原料來自再生資源，化學實驗取用的藥品也可以重複使用，如：化學必修2第30至31頁活動與探究[實驗1]和[實驗2]分別取出5mL12％、4％的過氧化氫做對比實驗，[實驗3]的實驗完全可以利用前兩實驗的藥品而不用再取藥品。其次，初洗用水可以重複使用，多支試管用一盆水洗，既提高了水的利用率，也進一步減少了用水量。
第三，回收利用。化學實驗完畢的很多藥品可以回收利用，如化學必修1第68頁活動與探究實驗中的濃硝酸、濃硫酸，第19頁、46頁萃取後的四氯化碳；化學必修2第30頁活動與探究[實驗2]用過的MnO2，第35頁活動與探究[實驗2]氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體反應後的固體都可回收再供其它實驗用。這樣不僅節約了藥品，也減少了會對環境造成汙染的有害物質的排放。
第四，拒用。對一些會對學生造成損害的實驗物質應該“拒用”，這裡的拒用不是放棄不做該實驗，而是通過研究改進實驗方案（研究改進實驗方案還有一個前提就是良好的實驗效果），減少對環境有害物的產生，或者是對有害物質進行處理以達到減少對環境傷害的目的。
如化學必修2第44頁觀察與思考實驗電解飽和氯化銅溶液，該實驗要驗證電解池兩極電解的產物，陰極產生紅色的銅，現象很明顯，但陽極產生的氯氣黃綠色觀察不明顯且產生的氯氣對人體有害，通過研究把陽極進行改進：用一支下端截去的小試管套住陽極，試管口用導氣管把電解產生的氣體匯出檢驗後通入到氫氧化鈉溶液吸收，這樣既能在小試管中觀察產生的氣體顏色又能把對環境有害物進行處理；另外，高中化學新課程蘇教版安排的有些學生活動與探究實驗並不適宜學生做，譬如必修1第42至43頁活動與探究[實驗1]和[實驗4]學生直接使用氯氣等實驗、必修2第63頁活動與探究[實驗1、2]就應該改為觀察與思考實驗。
二、化學實驗過程中努力做到有害氣體“零排放”。化學實驗過程中經常會產生Cl2、SO2、NO2、NO、CO等對環境有害氣體，實驗過程中無論是學生探究還是教師演示都必須對尾氣進行吸收處理，不直接排放。第一，設計聯合裝置，使反應在全封閉和可控制的條件下進行。如必修1第42頁觀察與思考實驗設計聯合裝置，按照製取Cl2→除HCl（飽和食鹽水）→乾燥（濃硫酸）→漂白實驗（幹有色紙）→漂白實驗（溼有色紙）→收集Cl2集氣瓶→尾氣吸收（氫氧化鈉溶液）設計聯合裝置使實驗在封閉體系中進行；再如第88頁SO2性質，按照製取SO2→漂白實驗（品紅溶液）→性質實驗（氯化鋇溶液）→性質實驗（滴有H2O2氯化鋇溶液）→尾氣吸收（氫氧化鈉溶液）；第100頁NO2、NO製取與性質設計的聯合裝置進行，能有效防止有毒氣體NO2、NO的排放，減少環境汙染。
第二，化學實驗中還應儘量減少有害氣體的生成，如必修1第92頁觀察與思考[實驗3]中的銅片改用可抽動的螺旋狀的銅絲，當實驗結束時向上抽動銅絲，使其離開濃硫酸，防止繼續反應生成SO2。
通過設計聯合裝置，不僅能防止有害氣體排放，培養學生的環境意識，而且有利於學生對化學知識的系統掌握，進一步培養學生的綜合運用化學知識的能力。通過教師引導學生設計聯合裝置時，培養學生的創新精神和實踐能力。
三、引導學生對化學實驗產生的汙水進行處理。我國有關環境保護法律中明確規定：預防為主，誰汙染誰治理，強化環境管理。但是，長期以來，學校化學實驗室的汙水沒有經過任何處理便沿著一條條暗管排入江河，無形中造成更多水體汙染。學校作為培養未來接班人的殿堂，一邊大力宣講環境保護的重要性，保護我們賴以生存的家園，號召廣大學生同破壞環境的行為作鬥爭。另一邊又在不自覺地汙染著環境，確實存在自相矛盾、處境尷尬的事實。學校應從自身踐行保護環境，對教育學生更具說服力。與其領著學生走出校門走馬觀花參觀工廠的汙水處理情況，不如引導學生親自參入汙水處理的實踐行動。進一步體現科學探究的過程，體現重視探究性學習培養探究的能力的態度。
學校實驗室汙水處理通過學生的研究性學習過程能得到很好地落實。首先減少汙水的產生。實驗前各研究性學習小組成員準備好廢物收集裝置和盛初洗用水裝置，在實驗完成後督促落實廢物收集，負責儀器初洗。第二，引導學生對汙水進行處理。初洗汙水全年段收集後，引導研究性學習小組成員分析汙水中的有害物質，討論研究淨化方案。如必修1第66頁活動與探究[實驗1、2]實驗後的汙水中含有Al3+對水質有害，引導學生研究除去的方案並組織實施。汙水排放前組織學生進行檢驗，達到排放要求後再進行排放，收集到廢物可以轉交給有關化工廠進行回收利用，節約資源，變廢為寶，創造經濟效益。
總之，人類與自然和諧相處，人人需要樹立綠色化學理念。學校化學學科教育是對學生推行環保教育的前衛陣地。化學教師要擔當起引導每個學生學會合理節約、利用資源和推廣節約、替代、迴圈利用資源及治理汙染的先進技術的排頭兵職責，為增強全社會生態文明觀念，動員全國人民積極投身於資源節約型、環境友好型社會建設工作竭盡己責，把環境保護重任持之以恆、真抓實效地進行到底，讓地球家園永保純淨安全。
中學數學課堂教學改革的點滴思考