绿色化学理念在初中化学教学中的渗透——以“二氧化碳的实验室制法”教学案例为例
高新娟
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高新娟 ,. 绿色化学理念在初中化学教学中的渗透——以“二氧化碳的实验室制法”教学案例为例[J]. 应用化学学报,2025.1. DOI:10.12721/ccn.2025.159486.
摘要:
随着全球环境问题的日益凸显,绿色化学作为解决化学工业与环境保护之间矛盾的重要途径,正逐步渗透到教育的各个领域。在初中化学教学中,“二氧化碳的实验室制法”作为一个基础且经典的实验,不仅是学生掌握化学知识、培养实验技能的重要环节,也是渗透绿色化学理念、培养学生环保意识的绝佳契机。本案例旨在通过优化“二氧化碳的实验室制法”实验设计,融入绿色化学原则,如减少有害物质使用、采用微型化实验、强化废物处理与资源化利用等,探索在初中化学教学中有效渗透绿色化学理念的方法与途径,促进学生全面发展,为可持续发展贡献力量。
关键词: 二氧化碳实验室制法
DOI:10.12721/ccn.2025.159486
基金资助:

一、教学过程

(一)理论引入与绿色化学理念渗透

在“二氧化碳的实验室制法”的教学过程中,首先通过多媒体教学手段,向学生展示二氧化碳在自然界中的循环过程及其在环境中的作用,如温室效应、光合作用等,引发学生对二氧化碳性质及其重要性的兴趣与思考。随后,教师引导学生探讨传统实验室制法可能带来的环境问题,如试剂的毒性、废气的排放等,进而引出绿色化学理念的核心思想——在化学产品的设计、制造和应用过程中,尽可能减少对人类健康和环境的影响。在这一环节中,教师通过讲述生动案例、播放相关视频或组织小组讨论等方式,加深学生对绿色化学理念的理解与认同,为后续实验环节的绿色化改造奠定基础。

(二)实验设计与绿色化学实践

进入实验环节,教师首先向学生介绍经过绿色化改造的“二氧化碳的实验室制法”实验方案。在试剂选择上,鼓励学生利用身边的环保材料,如废弃蛋壳替代大理石作为碳酸盐来源,既减少了化学试剂的消耗,又实现了废物的再利用。同时,教师引导学生设计微型化实验装置,如使用点滴板或微型试管进行反应,以减少试剂用量和废物产生。在实验过程中,教师强调安全操作规范,并指导学生如何准确控制反应条件,如温度、浓度等,以确保实验的高效进行和减少副产物的生成。此外,教师还引导学生思考如何收集实验产生的二氧化碳气体,并探索其后续利用途径,如用于光合作用实验、温室效应模拟等,进一步强化废物资源化利用的理念。

(三)实验反思与绿色化学深化

实验结束后,教师组织学生进行实验反思与讨论。先让学生分享实验过程中的观察与体验,包括实验现象、操作难点及解决方法等。随后,引导学生对实验进行绿色化评估,思考实验中还有哪些环节可以进一步优化以减少对环境的影响。例如,是否可以采用更环保的催化剂来加速反应?在讨论过程中,教师鼓励学生大胆提出自己的想法和建议,并引导他们从化学原理、实验操作、废物处理等多个角度进行综合分析。最后,教师总结本次实验教学的亮点与不足,强调绿色化学理念在化学学习中的重要性,并鼓励学生将绿色化学思维应用到日常生活中去,如减少一次性塑料制品的使用、参与垃圾分类等环保行动。通过这样的反思与讨论环节,不仅加深了学生对绿色化学理念的理解与掌握,还培养了他们的创新思维和环保意识。

二、案例成效

(一)学生环保意识显著提升

通过“二氧化碳的实验室制法”教学案例中绿色化学理念的深入渗透,学生的环保意识得到了显著提升。在实验前,许多学生对化学实验可能带来的环境污染问题缺乏足够的认识,甚至认为这些问题是无法避免的。然而,经过本次教学案例的实践,学生们亲眼见证了通过优化实验设计、采用环保材料、实施微型化实验以及强化废物处理与资源化利用等措施,可以大幅度减少化学实验对环境的负面影响。这种直观而深刻的体验让学生深刻认识到,作为未来的社会公民和潜在的科学工作者,他们有责任也有能力在化学学习和科研活动中践行绿色化学理念,为保护地球环境贡献自己的力量。因此,许多学生在实验结束后纷纷表示,将会更加关注自己的日常行为对环境的影响,积极参与到环保行动中去。

(二)化学知识与实践能力同步增强

本教学案例不仅注重绿色化学理念的渗透,还强调化学知识与实践能力的同步提升。在实验中,学生们不仅掌握了二氧化碳的实验室制法这一基本化学知识,还学会了如何运用所学知识解决实际问题。例如,在试剂选择上,学生们通过查阅资料、小组讨论等方式,成功找到了废弃蛋壳这一环保替代品,既减少了化学试剂的消耗,又实现了废物的再利用。在微型化实验装置的设计与操作过程中,学生们更是充分发挥了自己的创造力和动手能力,设计出了一系列既实用又环保的实验装置。这些实践活动不仅加深了学生对化学知识的理解与掌握,还锻炼了他们的实验操作技能、问题解决能力和创新思维。因此,可以说本次教学案例在促进学生化学知识与实践能力同步增强方面取得了显著成效。

(三)绿色化学教育模式的初步形成

本次“二氧化碳的实验室制法”教学案例的成功实施,标志着绿色化学教育模式在初中化学教学中的初步形成。通过本案例的实践与探索,我们深刻认识到绿色化学教育不仅仅是知识的传授和技能的训练,更是一种环保理念、责任意识和社会担当的培养。因此,在未来的化学教学中,我们将继续深化绿色化学理念的渗透与融合,不断探索和创新绿色化学教育模式。例如,我们可以将绿色化学理念贯穿于整个化学课程体系之中,从教材内容的选择与编排、教学方法的改进与创新到教学评价体系的完善与优化等方面进行全面改革;同时加强与其他学科的交叉融合与协同创新,共同构建绿色、低碳、可持续发展的教育体系。此外,我们还将积极引导学生参与课外环保实践活动和社会服务活动,让他们在实践中深化对绿色化学理念的理解与认同,并逐渐形成自觉践行绿色化学理念的良好习惯和行为模式。

三、教学反思

在本次“二氧化碳的实验室制法”教学案例中,绿色化学理念的融入无疑是一次成功的尝试,它不仅成功激发了学生的环保意识,还促使他们在实践中深化了对化学知识的理解与掌握。然而,反思整个教学过程,我们也意识到了一些不足之处。部分学生在实验设计与操作中显得较为被动,缺乏主动探索和创新的精神,这在一定程度上限制了他们对于绿色化学理念的深入理解和应用。因此,未来的教学中,我们将致力于优化教学策略,如采用翻转课堂、项目式学习等方法,鼓励学生主动思考、大胆尝试,以培养他们的自主学习和探究能力。同时,我们也会积极搜集和引入更多贴近生活的绿色化学案例,让学生在解决实际问题中感受绿色化学的魅力,从而更加坚定地践行绿色化学理念,为实现可持续发展贡献力量。

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