以生为本,趋避为例

(整期优先)网络出版时间:2019-05-15
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以生为本,趋避为例

林朝凤

山东省威海市第七中学264200

化学是一门以实验为基础的学科,实验教学贯穿于化学教学的始终,渗透在中学教学的各个阶段,是提高化学教学质量的重要途径和手段。易被人忽视的是化学实验中的大多数产物有毒或有害物质(如:CO、NO2、SO2等),在完成实验教学并收到效果的同时,却在不断地影响着师生的健康,散失到空气中又对大气造成污染。因此,在不影响实验结果的前提下,改进化学实验尽量减少实验对人体的危害和环境的污染,是非常必要的。

一、备好实验课,对实验进行充分准备

改进化学实验,减少环境污染,利用化学实验教学进行环境教育,这就要求有意识地从环境教育的观点出发,备好实验课,设计好对学生进行环保意识教育的内容,更要设计好实验的教学内容和处理方法。特别是在有毒气实验中毒气泄漏的防护、处理、吸收及停止实验的方法和实验中废弃物的处理、回收与再利用等,消除造成污染的可能性。比如,在CO还原性的实验中,大量的CO未参加反应直接通过双口管和氢氧化钠溶液后逸散到教室里,危害师生的健康。如果在通风橱里做此实验,将一氧化碳排放到室外又污染了大气,更为严重的是这种不负责任的实验已经在青少年的头脑里形成了做实验捱熏捱呛是不可避免的错误观念,进而形成了潜在的污染源,后患无穷。因此教师在准备实验时就应充分考虑这些因素,设计出一套较为理想的实验方案,尽可能减少实验对人身的危害和对环境的污染。

二、改进化学实验仪器装置,实现化学实验无毒无害化

把有毒有害物质参与或生成的暴露式、敞口式、半封闭式的化学实验装置改为全封闭无毒无害化学实验装置。其原理是将制备物质的发生器、该种物质多种性质实验的反应装置以及尾气吸收和转化装置,根据每个化学实验的具体特点进行组合,装置成一套可控的完全封闭的系统。实验过程中的反应物、生成物、副产物以及尾气等物质均控制在此系统之中,凡是有毒有害、易燃、易爆的物质都在封闭系统里完成吸收、转化。从系统中释放出来的是无毒无害的物质,并可消除易燃、易爆的隐患。

燃烧的条件实验:在此实验中白磷易自燃而且有剧毒。暴露式白磷燃烧实验中生成的五氧化二磷失控,与空气中反应生成剧毒的偏磷酸,严重危害着师生的健康。如果改进实验,即可大大降低环境污染。其中实验器材如下:(1)盛放红磷的试管(2)浸没热水里的白磷(3)盛装白磷的配有双孔塞的试管(4)双连球(5)防倒流自控器(内盛稀碱液)(6)紧固定在胶塞上的气球(弹性容封)。

实验前首先检查(3)与(4)、(5)与(6)连接后的气密性,保证整个实验过程中装置全封闭,以免有毒的P2O5泄漏。将红磷、白磷分别放入试管和大烧杯里,向(5)内注入适量的氢氧化钠溶液(用于对P2O5进行消毒转化),用线绑牢气球(用于对尾气进行封口处理),在大烧杯内注入开水,此刻(1)无任何现象发生,(2)注入开水的一瞬间,发生一闪即逝的燃烧现象,(3)注入开水后,先发生很短时间的燃烧现象后,停止燃烧,用双连球向(3)供给空气,立即复燃,停止供给空气,燃烧停止,可反复进行多次,效果极佳。

改进后的实验更加安全,操作简便,效果明显,易于观察。更重要的是整个实验过程采用可控的全封闭式装置,不仅能够随时控制反应,还可使产生的P2O5在(5)内通过稀碱液的消毒转化消除了对环境的污染。

三、开展微型实验,减少环境污染

目前常规实验中,药品用量较大,不仅造成无谓的浪费,还污染了环境。开展微型实验是当前国际化学实验教学改革的重要趋势,该操作技术是用尽可能少的试剂来获得比较明显的反应结果和准确的化学信息的一种实验方法。在微型实验中,由于实验过程中反应物和生成物的量都很少,从而使整个实验过程产生的有害物质对环境造成的污染降到最低程度。微型实验与常规实验相比也存在一些不足,比如由于药品用量减少,会给观察某些演示实验现象带来困难。要使实验既微型化,又具有更清晰的实验现象,可考虑与投影教学相结合,以提高演示实验的可见度、透明度。对于学生分组实验,如果采用微型实验,不仅可以节约药品、节约实验经费、减少环境污染,更能充分调动学生学习的积极性,使每个学生动手实验,自己观察、分析、总结,从而提高学生的动手能力、观察能力、分析能力和解决问题能力等。

总之,微型实验不是常规实验机械减量或缩微,更不是实验经费不足临时采取一项权宜之计,而是在绿色化学理念下,对化学实验创新性变革,要求遵循“仪器要简单、用剂量要少、反应要快速、现象要明显”的原则。其根本目的是在对环境不造成污染的前提下,确保化学实验教学质量提高。

四、妥善处理实验废弃物

化学实验不可避免地要产生大量的废弃物,如不及时处理这些废弃物而随意排放,不仅对环境造成污染,而且久而久之会淡化学生的环保意识,养成不良的习惯。在教学中应严格要求学生、规范操作,对实验废弃物进行妥善地处理或回收再利用,不能随手将废弃物倒入水槽或地面。这样既可培养学生良好的实验习惯,培养学生高度自觉地关心自然、关心社会的情感,又可使学生学到实际应用技术,还可以节约资源,变废为宝、变害为利。

笔者认为,凡是培养学生基本操作技能和掌握实验方法为目的的化学实验,都应使用无毒、无害的物质进行。另外,微型实验充分体现了绿色化学中的减量原则(即减少药品用量,减少“三废”排放量),将一些实验微型化也是防治环境污染的重要途径,应大力推行微型实验。

如果在化学实验改革过程中遵循以上原则既能达到现代化教育目标,又能实现实验教学无毒无害化、降低环境污染等,从而解决化学实验教学中环保问题。