中学化学实验教学绿色化思考,本文主要内容关键词为:实验教学论文,中学化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
所谓绿色化学,就是设计研究没有(或尽可能小的)环境负作用,并在技术上、经济上可行的化学产品和化学过程。其目标是用化学技术和方法去减少或清除有毒有害的原料、催化剂或试剂、产物、副产物等使用和产生,即实现“零”排放。在化学实验教学中采取有效方法和措施,对实验排放的“三废”进行控制和治理,从而使学生的环保意识、环保思维方式潜移默化地形成。
a.规范实验操作是实验绿色化的重要保证。
中学化学实验要求学生做到基本操作正确而且规范化,使学生在药品的取用、物质的称量、液体的量取和转移、物质的加热、玻璃仪器的洗涤、溶液的过滤等方面做到动作准确、操作熟练、运用灵活。但是,大部分实验的药品用量在教科书中都未明确给出限量,多用“少许”、“少量”、“适量”、“一定量”等笼统地来限定,往往使学生很难把握药品的实际用量。这样既影响实验的科学性和实验的效果,又会造成药品的不合理利用,还会对环境造成一定程度的污染,从而不易培养学生的规范化操作。若将药品规定了用量和浓度,有些药品取最小量或采用微型实验,这样,既方便施教,又方便操作,更易让学生观察和记忆,从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法,同时会节省药品,减
b.改进实验操作是实验绿色化的有效手段。
中学化学有一些有毒物质参加或生成的实验,教科书中仍沿用旧的实验操作方法,虽能达到实验效果和目的,但在实验中操作较复杂,时间又长,药品用量也较大,不仅费时费事,而且排污量较大,也没有采取有效的控制措施,长期以来一直危害着化学教师和学生的身心健康。若将这类实验进行改进,使操作更合理有效,又能控制或避免排污量,培养学生环保意识。
如,在演示白磷和红磷着火点对比实验时,可先投影下列问题让学生思考:该实验①反应发生时燃烧物易爆溅;②燃烧时有大量白烟产生且有毒等。实验时应采取什么措施?这时学生各抒己见:铁片前面放块木板;铁片前面放块玻璃屏;铁片上方罩一玻璃罩;取用的药品尽可能少;反应发生后立即将铁架台移到教室外;打开窗户或采用排风扇排出烟雾等等。教师接着引导学生从不污染教室环境、不吸入有毒烟雾及安全和便于观察等角度出发讨论、分析。接着教师再做演示:开启排风扇和窗户,取用最小量约0.05g药品,当学生看到白磷和红磷先后燃烧的现象后,立即在燃烧物上方加盖沾有氨水的玻璃钟罩,并将实验装置迅速移出教室外。以确保实验安全和强化学生的安全意识及环保意识。
教师在演示实验中注意实验后的有害物质的处理,使学生所掌握的环境保护知识与课堂上的演示实验后的处理结合起来,这样就可以使学生所学的知识得以巩固,又起到了“现身说法”的示范作用,这正是如何实施环境教育的一种思路和方法。在教师的正确引导下,学生就会将这种处理演示实验后的有害物质的方法和思路运用到分组实验中;学生毕业后,他们又会将这方面的方法和思路应用于实际工作之中。总之,改进实验操作方法有多种,我们要根据学校实验条件和教学实际,充分利用旧物和废物。将原有的实验进行科学的分析改进,以达到更安全可靠、趣味新颖、快捷方便、现象明显、效果良好、可控制排污量、提高学生环保意识等目的。
c.推广微型实验是实验绿色化的重要途径。
微型化学实验(简称ML实验),是在微型的化学仪器装置中进行的化学实验,从理论上讲,它是以尽可能少的化学试剂而获得比较明显的反应结果和准确的化学信息的一种新型实验方法。“ML”是一门新的实验技术,具有以下特点:
①成本低,微型实验仪器可以利用废弃物,像青霉素药瓶可做试剂瓶、集气瓶;一次性输液器可做导气管、多用滴管;指甲油瓶可做酒精灯;塑料吸管可做取药管等等。如可利用空易拉罐、胶棉引线和石棉网制作铝热反应微型实验装置;可以用若干个青霉素药瓶和白炽灯内正负电极制作电解质溶液导电性微型实验演示装置;也可以用多个一次性输液管的过滤结,并各垫上一层不同规格生物膜制作纯净水发生微型实验器等等。这样既节约了资源;又培养了学生分析问题、解决问题能力和绿色化学意识。
②试剂用量少,仅为常规实验的1/10至1/100,缩短实验时间(大约为常规实验的40%),同时也降低了水、电能源的消耗。微型实验的开设对毒性大、药品贵、耗量大、易燃、易爆、污染严重、操作复杂的化学实验尤为必要,它能杜绝或明显减少实验过程中给环境带来的污染。如卤素的性质实验,所用药品种类多,份量大,改用透明塑料制作的微型滴管及井穴板做实验,既减少了药品消耗及废物排放量,又保证了实验现象明显。所以,大力推广微型实验是实现实验教学绿色化的重要途径。
d.实验废物处理回收是实验绿色化的有力措施。
保护环境从教室、实验室做起,从自身做起。在化学演示实验和学生分组实验中,都存在着“废气、废液、废渣”的问题,这些实际问题的处理过程,是培养学生良好的环保习惯的难得机会。教师要充分利用实验教学的一切机会,要经常向学生提出:①你做实验前有没有考虑,你的实验会不会逸出有毒气体。排放有害液体,污染大气或水体,直接危害你及你周边同学的健康?②你知道不知道该实验药品的最佳用量要求,若改为微型实验药品用量又是多少,在节约药品和减少了污染物排放量上效益会有多大?③你有没有把实验后产生的能造成污染的废渣、废液倒入老师指定的废物桶内集中处理?④你有没有把污染过的实验仪器、实验桌凳清理干净才离开实验室?其目的是培养学生良好的环境道德行为习惯。
化学实验室废弃物一般由较纯净的酸、碱、盐以及金属单质组成。实验后把金属片(如铝、铁、锌、铜等)交到指定点回收再用;酸碱类废弃液要中和(如废酸可用石灰乳或碳酸钠等中和)后,倒入下水道或倒入指定点统一处理;含锌、钡、锰等重金属离子的废液,可加入碱、碳酸盐或Na[,2]S,使金属离子转变为氢氧化物、碳酸盐或硫化物沉淀,残渣埋于地下;对于破损的实验仪器和设备,应尽可能修复利用或集中掩埋处理。这样对实验废弃物进行无害化处理既可培养学生良好的实验习惯,又使学生学到实际应用技术,还可节约资源、变废为宝、化害为利。故教师在实验教学中要以身作则,多花心血培养学生的各项环保技能,为国家培养具有环保能力和习惯的绿色接班人,这就是绿色化学教育的独特魅力之所在。