绿色化学教育下中职学校化学实验探析

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摘要：化学与生活的联系性紧密，由于化学实验中的污染类型较多，对环境与师生健康会带来一定的影响，因此绿色化学也成为化学实验教学的新方向。当前中职学校化学实验教学中还存在内容不合理、教学设计有局限性等问题，为了提高学生的化学学科素养，在化学教学实验中要融入绿色化学教育理念，满足教学实验与保障健康的要求，形成新型的实验教学模式。文章在分析绿色化学教育理念与融入理念意义的基础上，探讨中职学校化学实验教学现状，并提出具体融入的策略。

关键词：绿色化学教育理念；中职学校；化学实验教学

0引言

随着工业化的发展，环境污染问题显著，为了深入贯彻并落实美丽中国的发展理念，绿色化学理念的应用能够为化学实验教学指明方向，有利于学生形成良好的化学实验行为，从实验始端就树立防止污染的意识，使中职学校化学实验教学能够充分满足绿色化学教育理念的要求，加强学生的环保意识，实现人与自然的和谐相处。

1在中职学校化学实验教学中融入绿色化学教育理念的意义

1.1推行绿色化学是教学改革的需要

在教学改革深化与发展的背景下，必须要改善当前学生学习知识的被动状态的学习方式，要加强探究性学习模式的应用，才能够提升学生的主动性与创造性。化学实验教学在中职学校开展的意义，主要是为了让学生学会实验操作方法与实验原理等。探究性学习能够在学生体验时保持学习化学的动力，增强对化学实验的探索欲望，使学生的创新能力与实践能力有所提升。为了满足教学改革的要求，必须要结合绿色化学思想，提高实验的探索性与自主性，促进学生的全面发展[1]。

1.2推行绿色化学是实施素质教育的需要

绿色化学教育是化学教育中的核心部分，能够体现素质教育在化学实验教学中的落实，具备绿色化学常识是化学教师的必备技能。尤其是在环境污染日益严重的背景下，为了实现人的可持续发展，在开展化学实验教学时要深入贯彻绿色化学思想，对保护环境做出努力。绿色化学教育理念的推行能够使学生树立起绿色化学的思维，培养学生的实践水平，避免实验中有毒、有害物质的产生，从根源切断污染，提高实验教学的安全性，使绿色化学实验成为素质教育的一部分。

1.3推行绿色化学是树立保护环境意识的需要

化学与人类的生活息息相关，若造成环境污染，将具有种类多、污染程度大等特点，作为中职学校化学教学的重要部分，化学实验教学必须要发挥其环保教育功能，培养学生的环保意识，在化学实验的全过程融入绿色化学教育理念，有利于激发学生环境保护的欲望。在化学实验教学中，为了避免对环境造成严重污染与危害师生健康，教师要指导学生严格按照流程操作，做好教学设计与废弃物处理环节，消除化学实验对环境的污染，培养学生的环境保护意识。

2中职学校化学实验教学现状

2.1化学实验教学内容安排不合理

中职学校化学实验主要分为教师演示、学生操作等方式，教师演示与学生操作实验较多，教师演示实验占据总实验的比例较大，其中验证性实验是主要的实验内容。在实验教学中，例如氯气的制备、H2SO4的性质等实验包含有毒物质，会产生一定的污染，对师生健康与环境会造成一定的影响。学生实验中的必做与选做实验也存在一定的污染物，且实验中包含大量单纯论证的内容，缺乏探索性，过多的验证会带来更大的污染性。另外，教学内容中虽包含绿色化学教育理念，但知识安排缺乏系统性，不利于学生形成绿色化学理念。

2.2化学实验教学实验装置不完善

中职学校化学实验大部分都需要经过进一步验证与筛选，少数实验是在学生认知规律的基础上，其实验较为简单，但在实际实验教学中实验装置还不是很完善。例如在操作Fe(OH)2制备实验时，缺少尾气处理系统，实验侧重点偏向于实验结果，忽略了尾气的污染影响，因此会对环境造成一定的污染。

2.3化学实验教学设计受到限制

目前，化学教材中缺少融入绿色化学教育理念的实验设计，中职学习化学实验主要是在知识与原理的基础上引出实验。而当前实验教学设计由于受到课时、装置的限制，导致可操作性的大部分演示实验都是较为简单、方便与现象明显的实验，忽略了学生对实验的探索。大部分中职学校的化学实验中有关制备与性质实验要先制取该物质，在讲解性质时再制取一次，在此情况下会发生资源浪费，还会产生更多的污染物[2]。另外教材中涉及的实验药品使用量较大，在资源浪费后，废气、废液、废渣的数量增加，容易导致对环境严重污染与危害。

3绿色化学教育理念融入中职学校化学实验教学中的策略

3.1转变教师的实验教学观念

随着绿色化学时代的到来，在社会升级发展的背景下，在中职学校化学实验教学中融入绿色化学教育理念是化学实验教学改革的必然趋势。作为化学教学中的重点内容，实现化学实验的绿色化是绿色化学的核心部分，在中职学校普及化学知识的阶段中，教师必须要掌握绿色化学教育理念的概念、内涵，使绿色化学教育理念在化学实验教学中实现全方位融入。绿色化学作为当前中职学校化学实验教学改革所面临的严峻挑战，教师的绿色化学意识决定着化学实验教学的质量，因此教师要改善化学学科发展滞后的问题，加强自身的主导作用，树立绿色化学教育的新理念。在学科体系发展的过程中，大部分教师由于教学工作任务量多，难以更新自身的思想与知识体系，仍采取传统的教学模式，不利于化学实验教学水平的进一步提升。因此教师必须要树立终身学习的意识，在社会发展与体系更新的影响下，更新理念，转变实验教学模式，在绿色化学教育理念的基础上开展教学，满足学生的学习需求[3]。教师要跟紧时代的发展潮流，转变实验教学观念，认识绿色化学教育理念的重要性，掌握绿色化学的思想与内涵，承担起研究、宣传绿色化学的重担，在实验教学的全过程中融入绿色化学教育理念，使学生意识到绿色化学的重要性。另外教师要不断学习与绿色化学教育理念相关的知识，在实验中适当引导学生，使学生充分考虑在实验中遇到的污染问题，并在绿色化学的思想下思考如何防止污染，使学生树立绿色环保意识。

3.2实验教学中的绿色化学

3.2.1培养学生的实验操作的规范化规范化操作实验能够在一定程度上减少实验污染物，在开展绿色化学实验教学时，教师要重视学生实验操作流程。首先，教师要求学生在实验前要先预习实验内容，并针对需注意的问题进行重点提问，使学生在实验过程中能够明确实验操作的关键点，教师还要要求学生按照规则使用实验仪器，避免污染物、火灾等情况的发生，教师在做演示实验时，必须按照规定的流程与操作方式进行。其次，教师要在实验教学中规定药品用量，避免学生因粗心大意而造成资源的浪费，对化学实验产生的废弃物要带领学生一起进行处理或回收，提高实验的规范化，使学生形成良好的化学实验习惯，减少环境污染[4]。3.2.2利用绿色化学教育理念指导改进化学实验在化学实验教学中，教师要有意识地引导学生设计实验，化学实验教学的化学反应与产物必须满足采取无毒无害的原料、在无毒无害的条件下进行，实验量小、能够循环利用、反应高选择性、零排放等特点，在绿色化学实验设计中要满足以上的一点或几点要求，才能够实现绿色化学教学。第一，要改善实验装置，实验装置是实现绿色化学实验的重要途径，因此要改革并创新引起环境污染与存在安全隐患的实验装置，使学生树立起绿色化学意识。基于绿色化学的角度分析，中职学校化学实验中制取、性质、工艺等实验都需要重新考虑，例如：在开展蔗糖与浓硫酸的反应实验时，实验装置中会释放大量具有刺激气味的有毒气体，如SO2等。在改进此实验装置时，要确保实验安全、师生的健康与明显的实验现象，教师可通过开展学生小组讨论与设计等方式，通过分析与实验最终得出烧杯放置在少量水的玻璃水槽内，并在下方放一块大理石小垫块，使小垫块稍高于水面，再在小烧杯上倒扣一个大烧杯，不仅操作方便，且实验安全性较强。在绿色化学教育理念下的化学实验教学，就是在生产化学品的始端就预防污染的发生，装置改进能够避免污染的发生，还能够使装置进行循环使用[5]。第二，要改进实验内容，作为化学教学与培养学生绿色化学意识的重要途径，在实验教学中要融入绿色化学教育理念，在不影响实验结果的情况下替换为无害物质实验，有效避免污染，有利于培养学生的实验能力与创新精神，例如电解质导电能力实验时，酸、碱、盐酸、氯化钠等在通电时会产生有毒物质，因此可利用稀硫酸代替盐酸，用硫酸钠代替氯化钠，实验效果不变还能够避免污染物质的产生。

3.3妥善处理化学实验的废弃物

3.3.1实验废弃物的妥善处理。在化学实验过程中，产生废气、废液、废渣等废弃物的实验结果较多，在处理废弃物的过程中，要深入融入绿色化学教育理念。实验废弃物的处理主要包括三种，分别为：固体废弃物的处理、废液废弃物的处理与废气的处理。第一，固体废弃物主要可应用回收、掩埋与焚烧的方式进行处理，破损实验仪器若不能修复也要进行集中掩埋处理，避免废弃物对环境造成污染。第二，在废液废弃物中，会造成环境污染的废液包括酸液、碱液、重金属盐溶液、可溶性钙镁盐溶液和有机类实验废液，教师要引导学生必须要废液导入废液槽，尤其是有毒药品更要遵循规则处理，主要的方法包括以下五部分：(1)溶液稀释，化学实验室必须要设置废酸槽与废碱槽，对废液进行浓度稀释再进行排放，若酸碱液混合无危险时，可通过分次添加的方式进行混合，过一段在检测溶液pH为7时再用水稀释，使浓度达到5%再进行排放；(2)酸碱中和反应，废酸处理可采取石灰乳或碳酸钠，中和后进行掩埋，废碱液处理可利用乙酸进行中和，或采取废酸的形式处理废碱；(3)化学沉淀法，从有害废物水溶液中除去重金属离子，可利用石灰与金属离子发生反应，形成氢氧化物或碱式盐沉淀进行去除，对残渣进行掩埋；(4)氧化/还原反应，针对无机与有机废物可利用含有氧化剂或还原剂的废液处理，不含有有害物质的可进行中和，若废液混合无危险性可进行混合处理，或利用试纸进行检测等；(5)含重金属的废液处理，针对含有汞、镉、铬、铅、钡重金属废液的重金属离子转变为氢氧化物或硫化物等，再对废渣进行处理。第三，废气处理可采取物理与化学处理方法，物理处理方法包括吸附法、溶解法与回流法，吸附法是利用适量活性炭或木炭粉，溶解法例如HCl可用水吸收，回流法更适用于易液化的气体。化学处理方法包括：燃烧法、沉淀法、碱液法、植物吸收等方法，例如CO尾气处理可采用燃烧法，酸性废气可采用碱液法，SO2可利用夹竹桃、柳杉等进行吸收。3.3.2循环使用的溶剂和充分利用反应产物。基于绿色化学教育理念的基础上，为了避免对环境造成污染，在化学实验教学中要应用化学处理方法，利用现有的化学资源与反应产物，从始端防止化学污染。在中职学校化学实验教学中，可对溶剂进行循环使用，提高化学资源的利用率，还能够将反应产物进行利用，例如萃取实验所用的CCl4、煤油等，经过回收与处理还能够重新利用，对萃取碘的CCl4进行洗液分液还能够重新得到CCl4，避免造成资源浪费与环境污染。

3.4绿色化学教育理念下的中职学校化学实验教学模式

3.4.1仿真实验与实际实验整合的教学模式。在开展化学实验教学时，产生有毒有害物质的可能性较大，仿真实验能够通过计算机手段辅助模拟化学实验过程，在教师演示实验中就可利用仿真实验来进行，危险性大、毒害性强的实验均可采取仿真实验方式进行。仿真实验能够使学生在计算机前通过鼠标与键盘实现对烧杯、试管、试剂的操作，还能够直观体现出各类物质的反应现象，较适合易燃、易爆、强酸碱等实验[6]。计算机模拟化学实验能够降低药品的使用量，节省实验成本，且不会产生有害的污染物质，为学生营造绿色化学的学习环境，保障师生健康，通过多媒体辅助课件方式模拟仿真实验，能够提高化学实验的安全性。仿真实验能够培养学生的观察能力，不仅节省大量的人力、物力与财力，还能够提高实验效果，避免产生污染物，利用视频、动画等形式模拟操作过程与实验现象，使学生掌握化学原理与实验方面，有效克服污染因素对环境带来的影响。虽然仿真实验能够不受实验室装置条件、时间与地点的限制，还能够不需要利用试剂、药品等直接完成实验，更不会产生污染物，但也存在着不真实的缺点，难以代替真实的实验。因此，在开展化学实验教学时，必须要将仿真实验与实际实验的优势相结合，以实际实验为主，危险性与毒害性较大的实验则采取仿真实验，使实验效果实现最大化，减少对环境的污染。3.4.2教学实验的整合模式。教学实验整合就是在绿色化学教育理念的基础上，整合相关的教学实验，使知识、性质、制取实验等进行整合，加强知识与技能之间的联系，培养学生的实践与创新能力。首先，要合理安排实验顺序，将单一的实验组合为一系列的实验，通过实验顺序的调整，使上一个实验的产物能够成为下个实验的原料，提高实验试剂与产物的利用率，降低原料使用量与成本，减少产物对环境污染的可能性，使学生能够认真对待实验环节，实现实验室的良性循环。其次，要将相关知识进行整合，在实验教学中利用现有条件整合化学知识，提高化学实验教学的有效性，从源头降低污染物产生的可能性，实现绿色化的化学实验教学模式。3.4.3微型或半微型化学实验教学模式。微型化学实验是指实验主要在微型化的仪器装置中开展，是近些年来的新型实验方法，实验主要目的是通过尽量少的化学原料与试剂，实现最准确的反应结果与化学信息。微型或半微型化学实验教学模式的开展能够有效改善实验室空气、处理废弃物的最佳途径，也被称为绿色化设计的化学实验，在此基础上，微型化学实验主要依赖于5R思想理念发展，主要的特点为减少实际用量，降低实验成本，提高了化学实验的安全性，并在废弃物减少的基础上，使化学实验环境的条件有所改善。微型化学实验主要是在绿色化学教育理念的基础上能够有效预防化学污染，与现代科研技术更相符，具有一定的安全性和低成本性，能够提升化学实验教学的开放性与设计性。并且实验效率高，对环境的污染程度小，因此微型或半微型化学实验教学模式的推广能够使学生树立绿色化学与环保意识[7]。当前，在微型与半微型实验的过程中，其环保效果显著，应用范围也越来越广泛，使用实际量少与产生的废物少等特点，使微型或半微型实验教学模式成为开展绿色化学实验教学的最佳形式。3.4.4课外实践的化学实验教学模式。在社会实践中能够培养学生的实践与创新能力，中职学校实验教学光靠知识传播是不够的，因此必须要实施课外实践的化学实验教学模式，才能够促进学生的全面发展。课外实践作为课堂活动的补充部分，教师必须要充分利用课外实践时间，可通过开展研究性学习等方式，例如带领学生在化学实验室中研究环境保护课题，如：模拟无污染氯气装置、模拟废液、废渣、废气的处理等。在研究中融入绿色化学教育理念，还可带领学生开展相关的环保活动，例如：回收废旧电池、不使用一次性筷子等，鼓励学生对工厂进行调查，了解工厂处理三废的主要途径与不足，树立学生的环保意识。在实施课外实践化学实验教学模式时更强调丰富学生过程与体验，还能够实现全员参与，为学生营造多元、开放式的学习环境，丰富学生获取知识的渠道，加强学生的实践与探索，使学生体验探索的愉悦感，在绿色化学教育理念下提高学生解决问题的能力，满足绿色化学时代的发展需求。

4结语

综上所述，在绿色化学教育理念的指导下，中职学校的化学实验教学改革要坚持绿色化学的原则与思想，在教学内容与设计的全过程融入绿色化学思想，培养学生的动手操作能力，从实验始端预防污染的发生，避免对环境造成污染，使学生树立保护环境的意识，教师要积极创新实验教学新模式，使学生养成绿色化学实验的良好习惯，为实现可持续发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]张凤莲.高校化学实验教学中融入绿色化学教育理念的思索[J].卫生职业教育,2021,39(11):100-101.

[2]贾乃明.绿色化学教育理念在化学实验教学中的融入[J].现代盐化工,2021,48(2):159-160.

[3]陶莲.新课程改革背景下高中化学实验教学现状调查[D].重庆：重庆师范大学,2021.

[4]张瑞霞，张坤，尹延斌，等.绿色化学理念下的高校化学实验教学与人才培养[J].中国教育技术装备,2020(10):118-120.

[5]姚成立，马晓艳，李红英.绿色化学在中学化学实验教学中的融入与实施[J].安徽化工,2019,45(4):144-145,148.

[6]谢建玲.绿色化学在我国化学实验教学改革中的应用探讨[J].智库时代,2019(12):280-281.

[7]李俊桂.绿色化学教育理念在中学化学实验教学中的融入[J].当代化工研究,2019(2):22-23.

作者:王宙清 于静 单位:山东省莱阳卫生学校