農林院校應用化學專業有機化學實驗綠色化教學改革初探

王 鳳 周文明 王俊儒

（西北農林科技大學理學院，陜西 楊凌712100）

有機化學是一門實驗性很強的學科，有機化學實驗課程是將有機化學的原理、有機化合物的研究方法、化學實驗基本操作與綜合技能融為一體的綜合性課程，是培養化學專業學生的綜合能力的重要組成部分[1]。我校應用化學專業有機化學實驗室及有機合成實驗室長期以來一直是污染最嚴重的實驗室，給做實驗的學生和代課教師以及實驗準備人員的身體造成健康損害。造成污染嚴重的原因一方面是由于實驗室硬件環境比較落后，實驗室通風狀況不好；另一方面是實驗內容安排比較陳舊，絕大部分是常量以及超過常量的操作，實驗廢棄物產生較多；另外，學生在做實驗的過程中不注意廢棄物的安全排放，相應的實驗內容也沒有安排這方面素質的培養。針對以上存在的問題，我們調研比較了國內外著名高校有機化學實驗教學內容及模式，借鑒他們建設綠色有機化學實驗室的經驗，并結合學校應用化學專業實際情況（實驗室設備、教師配備、學生情況、培養計劃等），初步建立了我校應用化學專業有機化學實驗新的教學內容與教學體系。新教學內容進行了較大的調整優化，取消了單純的性質實驗，安排的合成實驗在兼顧多方面訓練學生基本操作技能的同時增加了多步合成實驗的內容，增加設計型實驗部分以培養學生獨立研究的能力；實驗方法上注重綠色化，從原料的選擇、試劑用量的確定以及實驗技術手段的更新等方面進行整合，初步建立了應用化學專業有機化學實驗綠色化教學體系。

首先，新實驗內容及操作強調綠色化教學內容的建立，對原有的實驗內容進行了較大的調整[2]。在不影響教學目的的前提下，選擇毒性危害小，環境污染輕的實驗項目。如原來開設柱色譜基本操作訓練實驗為“鄰硝基苯胺和對硝基苯胺”的分離，所采用的洗脫液為“苯”和“乙醚”的混合溶劑。苯會損害人類的造血系統，乙醚容易揮發。現在已用“菠菜色素的提取和分離”來代替柱色譜操作訓練，洗脫液盡量采用對人毒性小的丙酮和石油醚等。

其次，將原來的常量實驗改成半微量實驗或微量實驗。研究半微量和微量實驗的初衷是為了實驗室的安全和環境保護，有機化學實驗中用到的揮發性、易燃易爆、有毒有害試劑很多，所以，減少試劑用量可以減少試劑儲存過程中的安全隱患，減少潛在的環境污染排放[3]。我們在合成實驗中基本實現了投放原料為毫摩爾級的反應，半微量實驗減少了實驗試劑的投入，在保證教學目的的前提下也降低了實驗成本，最重要的是從源頭上減少了實驗廢棄物的排放，減少了治理環境污染的壓力。

再次，采用連續性的實驗項目。一步合成實驗是以訓練學生基本操作技能為主的實驗項目，實驗結束后，最終產品多為廢棄物，由實驗室收集作為廢棄物處理。實驗的連續化和系列化可減少實驗廢棄物的排放量，是有機化學實驗室綠色化的一個重要方面。根據實驗內容和要求把一系列合成實驗聯系起來，把一個實驗項目的產品作為下一個實驗項目的原料來實現學生實驗產品的循環綜合利用。如安排得“正溴丁烷的合成”和“2-甲基-2-己醇的合成”兩個實驗項目，第二個實驗所用到的原料“正溴丁烷”是學生自己在第一個實驗中制備的。這種實驗教學方法不僅最大程度地提高試劑的利用率，而且能較好地檢查學生的操作技能和實驗教學效果。

本項目實施之后，對于學生在實驗教學中環保意識和獨立科研能力的提高具有明顯促進作用。將綠色化學的理念與高等教育結合起來，對有機化學實驗的傳統教學方法進行更新和改進，改變“先污染，后治理”的理念，盡可能地從源頭上切斷污染源，更新環保理念，主動防止化學污染，為人類可持續發展提供最好的環境保障。

［1］王清廉,李瀛,高坤,等.有機化學實驗[M].3版.北京：高等教育出版社,2010.

［2］李英俊,孫淑琴,于世鈞.構建有機化學實驗教學的新模式[J].實驗室研究與探索,2004,23(7)：61-63.

［3］楊蔭康,黃燕,張玉珠,等.依托微型化實驗教學模式,改革有機化學實驗教學[J].廣西師范大學學報,2000(化學專輯)：59-61.