化學工程與工藝專業實驗教學改革探析

摘 要：化學課是以實驗為基礎的，一堂化學課如果沒有實驗操作是無法進行的。實驗不僅可以讓學生對這門學科產生興趣，還可以鍛煉他們的動手能力以及思維能力。實驗帶來的教學效果是不能用其他方法替代的，化學實驗驗證了理論與實踐的不可分割。

關鍵詞：化學；工程；綠色實驗

一、化學實驗室三廢問題的現狀

大家都知道，做實驗的過程中肯定會有有毒的、有害的物質產生，這些物質會污染環境。就目前來看，大部分的化學實驗室都是污染源，很多沒有被處理過的廢水、廢氣會被排到地下和空氣中，這會使學校和附近的學生和居民受到很大的影響。

高校實驗室排污管理要規范和加強，將高校實驗室納入環境監管范圍，在《天津市高校實驗室評估標準（試行）》中，也對高校實驗室的環境安全、廢棄物的處理做了明確規定。高校培養的化學化工類人才，今后都將是我國化學化工行業的頂梁柱，將直接影響我國化學化工行業的發展。作為高等院校化學化工專業的學生，若不具備綠色化學意識，對實驗過程中產生的各種殘渣、廢液任意處理，將既污染環境，又造成資源浪費，不符合可持續發展的社會意識。

二、綠色化學實驗室

綠色化學是指從污染預防的基本思想出發，在化工生產、化學實驗始端就采用預防的科學手段，使整個過程和終端達到零排放或零污染。綠色化學是研究如何從化學反應的設計、反應的進行、產物的使用及廢棄過程中使污染減少到最小的新興科學，是一門從源頭上阻止污染的化學，被認為是未來化學發展的方向。

建立綠色化學與化工實驗室被認為是解決實驗室三廢問題的主要途徑，已成為一種必然的趨勢。進入21世紀，國內外建立綠色化學實驗室的呼聲逐年提高，國內有多所大學都先后建立或提出建立綠色化學實驗室，甚至一些中學也都提出建立綠色化學實驗室的概念。

建立綠色化學實驗室，其根本目的是從節約資源和防治污染的觀點來重新審視和改革傳統化學與化工實驗，采用“3R”（減量化Reduce、再利用Reuse、再循環Recycle）原則解決化學與化工實驗中出現的污染問題，目的是減少和消除對環境的污染，培養學生的綠色環保意識。

建立綠色化學實驗室，將減少化學實驗污染，與綠色化學零距離接觸，將綠色化學融合于化學課程教材改革和課堂教學改革中，使綠色化學成為化學教育的一個重要的組成部分，這是當前化學教育面臨的一項嶄新課題。

三、化學實驗教學改革措施探討

如何改革化學實驗室，使其成為綠色化學實驗室，是目前的首要任務，我們可以從以下三個方面改革：

1.演示實驗

演示實驗是化學教學中廣為應用和最為有效的一種教學形式，它可用于許多場合，用于化學概念、化學基本理論的教學，能為學生提供感性認識材料。用在課的開始，可起到激發學生興趣，調動求知欲望的積極作用；用于驗證假說，有助于培養學生進行推斷、作出結論、解決問題的能力；用于學生提出問題，可以考核學生觀察、記憶和運用知識的能力；用于解答化學問題，能啟發學生解題的思路。演示實驗可以使學生學到正確、規范的實驗操作方法和技能，受到教師良好實驗習慣和嚴謹認真的科學態度的熏陶和感染。

教師可運用錄像、VCD和多媒體課件等手段優化實驗教學，調動學生的積極性，突出重點，突破教學難點。演示實驗應使每位學生都能看清楚，對于一些細微或瞬間完成的實驗，教師應借助實物投影儀把實驗放大，使學生看得真切。傳統的實驗教學中遇到一些要求高、設備貴重的實驗往往難以開展，多媒體正好可彌補這一缺陷。例如：（1）物質條件受限制的化學實驗；（2）爆炸、毒性較大且不易控制的一些危險實驗；（3）易出錯誤的實驗，多媒體模擬一些錯誤的實驗，可使學生親眼感受錯誤操作的危險性，從而避免錯誤的發生；（4）微觀物質結構及其運動的實驗。這些實驗有時通過語言描述比較困難，結構模型的使用又不方便，而借助多媒體三維圖功能則有利于學生對微觀世界的理解，有利于學生空間想象能力的培養。

2.微型實驗

微型化學實驗是20世紀80年代崛起、國際公認能體現綠色化學理念的一種化學實驗的新技術和新方法，其基本特征是儀器微型化和試劑用量少，具有污染少、現象明顯、快速、節約、安全等優點。微型實驗的開設對毒性大、藥品貴、耗量大、易燃、易爆、污染嚴重、操作復雜的化學實驗尤為重要，它能杜絕或明顯減少實驗過程中給環境帶來的污染，體現了綠色化學的原則。化學實驗微型化是微型化學實驗的重要組成部分，更是當前化學實驗教學改革的重點，對不斷增強學生的動手、創新能力，具有重要的意義。

微型化學實驗相對于大多數常規實驗是有優勢的，但是，微型化學實驗也不可避免地存在著一些不足。微型實驗由于儀器、裝置都小，實驗的可見度低，如果不采用投影放大實驗現象的補救方法，或邊講邊實驗的方法就不宜用于演示實驗。另外，微型化學實驗在攪拌、抽濾、分液、控溫實驗操作上難度較高。

因此，在大學應推廣微型化學實驗，但這么做并不意味著要用微型化學實驗取代所有的常規實驗，而是要使兩者取長補短。

3.循環實驗

“發展循環經濟，實施清潔生產”是國內外很多化學化工企業近年來的發展口號，其實在大學化學化工實驗室也應提出“發展循環經濟，實現清潔實驗”的口號。

參考文獻：

[1]郭翠梨，張金利，程景耀，胡瑞杰.化工基礎實驗教學改革的實踐[J].化工高等教育，2010（3）.

[2]徐鴿，楊柳新.化學工程與工藝專業實驗的改革與探索[J].實驗科學與技術，2007（3）.