探索綠色化學實驗教學的途徑

裴海玉

【摘要】為改變高職院校化學實驗對環(huán)境的污染和實驗教學資源浪費嚴重的現(xiàn)狀，并且結合了我院的化學實驗的具體情況，探索綠色化學實驗教學的途徑，使化學實驗教學對環(huán)境的污染降到最低，對培養(yǎng)具有綠色化學理念的優(yōu)秀化學化工人才，提高人才培養(yǎng)質量具有重要意義。

【關鍵詞】綠色化學、實驗教學、途徑

【中圖分類號】0621 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01—0054-01

高職院校的化學實驗教學是培養(yǎng)化學化工等專業(yè)人才的關鍵環(huán)節(jié)，對學生分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)起著重要的作用。化學實驗教學內容占學時比例較大，它的實驗項目多，所用的試劑藥品種類多、藥量大，反應時間長，實驗中排出的廢液、廢氣、廢棄物比較多，若不對其進行妥善處理，會嚴重污染環(huán)境，危害健康。

綠色化學是近十年才產生和發(fā)展起來的，綠色化學又稱“環(huán)境無害化學”、“環(huán)境友好化學”、“清潔化學”，是一個“新化學嬰兒”。它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科，內容廣泛。綠色化學的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。綠色化學的核心就是利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產對環(huán)境的污染。

積極開展綠色化學實驗的教學，降低實驗教學成本費用、節(jié)約大量試劑藥品、將化學實驗教學對環(huán)境的污染降到最低，對環(huán)境保護、保護師生身心健康，對培養(yǎng)具有綠色化學理念的化學人才，促進化學化工人才培養(yǎng)質量的提升，具有重要意義。

1、加強綠色化學知識的學習、培養(yǎng)綠色環(huán)保意識

收集、整理和綠色化學的相關資料，教職工和學生共同學習。學習的內容包括：綠色化學的產生、發(fā)展、核心內容和基本原則、最新研究進展和成果，以及國內外關于實驗教學綠色化的途徑、措施等。全院教職工通過各教研室承辦以“綠色化學”為主題的知識講座、報告會來促進教職工“綠色化學理念”的形成，通過研討會交流經驗，研討困惑，迅速提高整體教職工的綠色化學理念和實踐能力。對學生開展綠色化學教育，開設“綠色化學”課程，承辦“綠色化學”墻報、展板，舉行“綠色化學”知識競賽、實驗設計大賽，開設大學生綠色化學創(chuàng)新課題等綠色化學實踐活動。通過各種形式的“綠色化學運動”促進了生師綠色化學理念的形成和綠色化學知識的積累，為實現(xiàn)“實驗教學綠色化”打下了基礎。

2、化學實驗教學實現(xiàn)綠色化的途徑

2.1 整合實驗資源，重設實驗教學模塊

原有實驗課程和實驗室設置是按理論課程的分類而設，各實驗課程的儀器、藥品、實驗教師和實驗管理都是獨立的，實驗教學缺乏整體協(xié)調性，造成資源浪費、環(huán)境污染嚴重。通過實驗資源整合，打破了傳統(tǒng)按無機、有機、分析、物化等實驗教學模塊的分類，改為基礎實驗、專論實驗、綜合設計實驗和開放實驗、創(chuàng)新性實驗，循序漸進地安排實驗開設順序，各實驗室相互協(xié)調，教學、科研實驗資源都得到了充分利用，在保證教學質量的基礎上最大化地節(jié)約實驗資源、防止環(huán)境污染，特別利于實驗藥品、實驗產物的再利用和實驗廢物的綠色化處理，符合綠色化學精神和原則。

2.2 改革實驗教學內容，更新實驗選題

實驗教學內容是實現(xiàn)實驗教學綠色化的關鍵環(huán)節(jié)，應該調整、刪除傳統(tǒng)實驗中陳舊重復的實驗內容以及實驗資源耗費多、實驗藥品毒性大、污染嚴重且教育價值低的實驗，更換為污染小、教育價值高的實驗，精簡、優(yōu)選、更新實驗項目。實驗項目的選擇應以實驗內容的科學性和訓練的全面性為原則，盡量選擇使用無毒、無公害的綠色原料、溶劑、試劑等。首先從教材中遴選代表學科內容的典型實驗；再結合生產實際，選擇實用性強，即能增強學生畢業(yè)后的工作熱情和信心、鍛煉動手能力和實踐能力的項目；還有從教師的某些科研項目中選擇。

2.3 優(yōu)化實驗設計，改進實驗教學手段

優(yōu)化實驗設計、改進實驗教學手段是促進化學實驗教學綠色化的重要途徑。教師和實驗員定期開展教研活動，研討實驗方案優(yōu)化和實驗手段改進問題，選擇最優(yōu)實驗設計方案，確定最佳實驗手段。①盡量采用“綠色循環(huán)實驗”，充分考慮原子經濟性原則。“綠色循環(huán)實驗”，使各實驗項目內容連續(xù)化，即使一項實驗的產物成為下一項實驗的原料，該實驗的產物用于下一項實驗的分析鑒別等，這樣，使用最少的藥品試劑完成盡量多的實驗任務。設計實驗方案時，遵循科學、簡潔、安全、節(jié)約的原則確定實驗項目的安排順。②在保證實驗效果的前提下盡可能節(jié)約實驗資源。在實驗操作技能訓練中用水或無毒、價廉的藥品代替實驗藥品，采用微型實驗，藥品用量微量、半微量化等。③改進實驗裝置和實驗流程，實現(xiàn)每一個環(huán)節(jié)的節(jié)約、環(huán)保和安全。例如給普通酒精燈加一個高溫防風罩，一般液體加熱速度提高1～2倍，固體加熱速度提高3-5倍，安全美觀，既節(jié)約了能源（酒精）又節(jié)約了時間。再如，在學生熟練掌握了基本操作技能以后，實驗中用微量加液器取用液體試劑，既快又準確，減少了液體試劑的揮發(fā)和浪費，既有效防止了學生多取藥品再倒掉的浪費和污染，又避免了一個學生用一套量器取試劑所造成的儀器使用量、儀器粘帶試劑、儀器清洗等大量資源損耗和損壞，使用微量加液器的實驗資源節(jié)約價值非常可觀，符合綠色化學原則。

2.4 改進實驗教學模式

采用先進的實驗手段是未來實驗教學綠色化的重要途徑。廣泛采用微波實驗、超聲合成等先進的實驗手段可以大大縮短實驗時間，提高實驗效率，節(jié)約能源。采用固體溶劑循環(huán)使用，既經濟又環(huán)保。2）充分利用現(xiàn)代科技手段實現(xiàn)實驗綠色化。建立網絡模擬實驗室，網上掛出實驗的內容、要求、錄像、思考問題等，利于不同實驗水平的同學自主學習，減少實驗的盲目性。學經過實驗前的網絡實驗操作大大減少真實操作的失誤、儀器的損壞和藥品的浪費，不僅擴展了實驗內容，而且節(jié)約了實驗資源。

2.5 開展微型化學實驗

“微型化學實驗”是國際上公認的能體現(xiàn)綠色化學理念的一種化學實驗的新技術和新方法。在高職院校化學教學中，扎實開展微型化學實驗，不但可以減少化學實驗對環(huán)境的污染，而且有助于學生樹立綠色化學意識，初步體驗綠色化學的方法和技術。其藥品與試劑的用量是常規(guī)實驗的數(shù)十分之一至千分之一，比對應的常規(guī)實驗節(jié)省藥品90%左右。微型化學實驗的兩個基本特征是儀器的微型化和試劑的微量化。因為只有儀器微型化了，才能減少試劑在器皿上的附著量，同時還應盡可能減少中間產物的轉移過程，以減少試劑在器皿上的附著，所以，微型化學實驗是在綠色化學思想下用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規(guī)實驗進行。

參考文獻

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[2]孟慶民，蔣應田.基礎化學實驗室的綠色化建設[J].實驗技術與管理，2004，21（6）：140～142