中学化学教学中对绿色化学理念的渗透

张强

21世纪以来，随着人类控制和支配自然界的能力不断增强，化学科学及其生产技术的迅猛发展和其他学科一起为人类自己创造了巨大的、无与伦比的物质财富，其研究成果和化学知识的应用，已经渗透到每个普通的家庭生活中，使我们的衣食住行等各个方面都受益匪浅。但是，任何事物的发展都是一分为二的，科学技术的飞速发展在实现了现代人类文明的同时，也给人类带来了负面影响。随着化学品的大量生产和广泛应用，使人类本来绿色平和的生态环境遭受十分严重的破坏，水质、大气、土壤被污染，与人类息息相关的动植物种类和数量在不断减少，给人类和人类赖以生存的自然环境的可持续发展带来了巨大的威胁。因此，化学教育工作者在教学过程中，将绿色化学的意识灌输给学生，使化学可以更好地造福人类，消除人们对化学的误解，是今后化学教育的新的发展方向。

一、绿色化学的定义

绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学、原子经济学。其核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和生产有害物质。绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学，它的过程为零排放和零污染。

二、绿色化学理念渗透到化学教学中的必要性

有资料统计，1个中学生从初中到高中因化学实验产生的废液总量约为120L，固体废弃物约为3kg，各类废气约为1.5L；1个化学系的学生在大学学习的4年中，因实验而产生废水、废液总量约为250L，固体废弃物约为12kg；1个生物系的学生在大学期间因实验产生的废水、废液总量约为180L，固体废弃物则达18kg，且涉及危险、有毒、有污染的药品达数千种，处理不当，这也是一个重要的污染源。

中学化学作为化学教学的源头，学生是否了解绿色化学知识，掌握绿色化学的基本原则，对于能否用绿色化学的思维方式指导生产实践，解决生产实际中的污染和可能带来的污染问题，具有非常重要的意义。因此，在化学教学中渗透绿色化学理念的教育，使学生知道并参与怎样减少化学实验污染及污染治理的实践，树立绿色化学意识是非常必要的。

三、中学化学教学中绿色化学研究的现状

目前，在中学化学教学中，关于绿色化学教学内容并不多，大多只是涉及环境的污染与防治，而不是从污染始端防御的角度出发，是传统的环境化学保护或防御，这容易使学生认为化学科学本身或化工生产污染环境是必然的，人类在防止化学污染方面是无能为力的等错误的认识及形成环境意识是思想障碍。由此可见，中学化学教学中有关环境污染及其治理的内容欠缺，有关绿色化学基本知识的传授还是空白的。

基于以上，首先应加强中学环境教育，使学生形成牢固的环境意识（或称绿色意识），正确认识人与环境的关系，树立正确的环境价值观，逐步形成绿色化学思想，使环境教育与绿色化学学习相互影响、相互促进。其次，要在中学化学教育中增加绿色化学内容，并且要使在化学知识与化学实验中关于防环境化学污染的内容统一。

四、渗透绿色化学教育理念的途径

1.必须更新教师观念，增强教师的绿色意识。

化学教师在教学活动中起主导作用，因此教师更新观念，具备绿色意识才会达到积极的行为效果。我国化学教育中存在着思维固化的问题。首先要从社会、经济、环境的角度重新审视传统化学的研究内容，突出绿色化学。其次，要认识到从传统化学到绿色化学的转变，不仅是化学教育观念的更新，更是化学科学本身的进步与发展。绿色化学是在传统化学基础上发展起来的更高层次的化学，是为了改变当前严峻的化学污染形势，化学教育工作者有责任自觉地宣传并努力最终实现绿色化学目标，使化学教育服务社会，提高民族实力。化学教师应该努力收集环境信息，增强自身环境意识，注意收集有关保护和改善环境的信息，以及与日常生活密切相关的化学污染问题的信息。

2.结合有关教学内容对学生进行绿色化学教育。

在化学教学中可把本地区环境污染的典型事例自然地、生动地渗透到化学教学中，让学生亲身体验到污染给人们带来的危害。培养学生对环境保护的责任感，明确实施绿色化学教育的重要性。如结合当地农牧渔业受酸雨破坏的情况，强调酸雨的危害性，在学习有关硫及其化合物的性质时，可有意识地引导学生分析酸雨的形成原因、途径、成分及其危害，启发学生想象并设计出减少酸雨形成的方案及采取的具体措施。开展诸如废旧电池回收、提倡保护森林，对家乡的某些污染（大气或水体等）进行取样、分析研究，找出污染的根源及治理的措施等活动。另外，教科书中的很多化学实验内容操作过程中会造成大气或水体污染，如：硫及其化合物的性质实验等。因此在教学中，教师除传授知识和培养实验技能外，还要着重引导学生对污染环境的化学实验的装置进行改革、创新，使其成为绿色化学实验。还可结合课本知识，有意识地设计一些题目引导学生用绿色化学的观念进行解答。例如，在讲到氮、磷化合物时，可设计问题：为什么要提倡使用无磷洗衣粉？讲到铅时，可提问：为什么要使用无铅汽油？在讲到硫及其化合物时，可提问：为什么要限制含硫量高的煤的使用？

3.改进实验方法，走向绿色化。

化学试剂的绿色化，即在选择化学实验时应尽选择采用那些无毒无害试剂的实验或选择具有潜在环保属性的试剂，除非不得已应一律不使用有毒有害试剂进行实验。例如：绿色自燃实验——在现行的教材中为介绍“自燃”的现象而采用的是白磷自燃实验。白磷具有较大的毒性，而燃烧产物五氧化二确对环境污染较为严重。我们以无毒的镁粉和石英粉末为原料，首先制备Mg■Si，然后将其投入水中，Mg■Si水解产生的SiH■在水面上的空气中立即自燃，其化学方程式表示为：（1）SiO■+4Mg=2MgO+Mg■Si，（2）Mg■Si+4H■O=2Mg（OH）↓+SiH■↑，（3）SiH■+O■=SiO■+2H■O。整个实验安全、无毒、无污染，符合绿色实验的要求。

化学反应的绿色化，即在选择化学实验时，应尽量使涉及的化学反应具有较高的选择性，这样不仅可以强化实验的效果，而且可以避免副产物带来的环境污染问题。

反应产物的绿色化，即在选择化学实验时，应尽量使反应产生的生成物、副产物无毒无害，是环境友好产品，或者以一种环境友好的状态存在，如固态产物。

4.提高教学手段的现代化水平。

传统的教学方法是伴随着应试教育产生的，不利于培养学生的创新精神和实践能力。要积极实行启发式和讨论式教学，激发学生独立思考，培养学生的创新意识。电化教学手段（包括投影、录像、光盘等）和信息网络手段（如上网、使用多媒体等）能更直观、形象地体现绿色化学内容，更迅速地获取有关绿色化学知识及技术的最新成果，便于教师教和学生学。还要开发能辅助设计的计算机软件，帮助设计和实施绿色化学，这对于绿色化学的发展也大有裨益。

现代教育技术包括：投影、幻灯、录像、光盘、计算机、网络、多媒体等，例如采用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。可以以丰富多彩的表现手法，化小为大，化远为近，化虚为实，化静为动，化快为慢，将化学科学原理生动形象地展示给学生，将化学与其他学科，化学与社会、环境、经济等问题联系起来，给学生以科学的全貌。从而使学生学得轻松、愉快，并全面、深刻地掌握科學知识。

21世纪是国际竞争激烈的世纪，是改革、创新的时代，教育应走在时代的前沿，绿色化学的提出时间虽很短，但绿色化学研究已在世界范围内蓬勃发展。化学教育工作者，特别是中学化学教师，应把握时机，大胆创新，为绿色化学在中学化学教育中的普及和发展踏实工作，为最终杜绝环境化学污染，实现绿色化学目标而努力。