綠色化學(xué)理念在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用

王玉新+賈明翰

摘要：基于綠色化學(xué)理念，針對(duì)高職院校的無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)，就如何實(shí)現(xiàn)課程的綠色化問(wèn)題進(jìn)行了有益的教改嘗試。教改的切入點(diǎn)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行出發(fā)，確定教學(xué)理念，改變教學(xué)模式，豐富課程考核，按照“定-改-豐”三步接力式實(shí)施。通過(guò)改革，整個(gè)課程變得更加有序合理，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與創(chuàng)造性，提高了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，體現(xiàn)了綠色化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理對(duì)人才培養(yǎng)的作用和意義。

關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；綠色化學(xué)；教改；定-改-豐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）07-0279-02

20世紀(jì)90年代，美國(guó)聯(lián)邦政府頒布了污染防治法案，在該法令中，第一次提出了“綠色化學(xué)”這一概念[1]，旨在能夠節(jié)約資源的同時(shí)最大限度地減少?gòu)U物的排放。

無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為我校制藥與化工類專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。該課程的目的主要是驗(yàn)證一些化學(xué)原理以及元素的基本性質(zhì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的觀察與動(dòng)手能力。但在化工人才的培養(yǎng)過(guò)程中，教師往往習(xí)慣于沿襲傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)模式與教學(xué)內(nèi)容，而忽略了對(duì)學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)的培養(yǎng)[2]。本文通過(guò)結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了幾點(diǎn)教改措施，探討了實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)綠色化的途徑[3]。

一、綠色化學(xué)理念對(duì)于無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)的重要性

現(xiàn)今社會(huì)，對(duì)于環(huán)境的重視程度不斷提升，大到工業(yè)生產(chǎn)，小到個(gè)人起居，無(wú)一不在倡導(dǎo)“綠色環(huán)保，節(jié)能減排”。《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》作為我院為新生所開設(shè)的一門基礎(chǔ)課程，分為理論與實(shí)驗(yàn)這兩部分內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)課程中會(huì)涉及到許多有毒有害的試劑，例如鋇鹽、氯仿，四氯化碳等，每次的實(shí)驗(yàn)下來(lái)，聚沙成塔的有毒試劑累積效應(yīng)倘若不加以治理，對(duì)環(huán)境所帶來(lái)的影響也是不容小覷。因此，在高校的化學(xué)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)綠色化學(xué)的教育，并對(duì)一些污染較大的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，將綠色化學(xué)理念融入進(jìn)化學(xué)教育中，從而間接地培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的環(huán)保意識(shí)[4]。

二、綠色化學(xué)理念在無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

1.“定”——確定教學(xué)理念。綠色化學(xué)是為了更好地適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展要求而提出的一個(gè)全新觀念。按照綠色化學(xué)理念，優(yōu)化調(diào)整原有教材中一些有污染的傳統(tǒng)無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)，選擇和設(shè)計(jì)綠色化無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)，將綠色化學(xué)理念融入整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程中，是未來(lái)化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的方向。結(jié)合具體教學(xué)環(huán)節(jié)，在開展實(shí)驗(yàn)課程中，應(yīng)遵循以：減少用量、拒用危化品、重復(fù)利用、回收再生的原則。（1）減少用量。例如：在用莫爾法測(cè)定水中氯離子含量的實(shí)驗(yàn)中，就涉及到貴金屬試劑AgNO3，由于價(jià)格昂貴，學(xué)生試劑使用量大，實(shí)驗(yàn)成本相對(duì)較高，因而必須從綠色化學(xué)的理念出發(fā)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程，減少用量。（2）拒用危化品。根據(jù)綠色化學(xué)理念，在選擇試劑時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量用低毒、無(wú)毒的試劑進(jìn)行代替，在不影響達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康那疤嵯拢瑢⒂卸居泻Φ脑噭┻M(jìn)行替換。（3）重復(fù)利用。無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)后剩余的酸堿液，可以進(jìn)行回收后用來(lái)洗滌玻璃容器。（4）回收再生。實(shí)驗(yàn)中常用的萃取劑CCl4就是典型的回收再生的試劑，在性質(zhì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證完畢后，可以利用萃取把混合液中的CCl4進(jìn)行分離，最后將分離出來(lái)的CCl4進(jìn)行匯總后，統(tǒng)一蒸餾，使其回收后再利用。

2.“改”——改變教學(xué)模式。（1）推廣微型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)，是提高動(dòng)手能力與創(chuàng)造力的重要途徑。于1982年，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室悄然掀起一場(chǎng)“綠色革命”，微型實(shí)驗(yàn)（Microscale laboratory簡(jiǎn)稱ML）因其操作安全系數(shù)較高、節(jié)省材料、污染少等優(yōu)點(diǎn)，受到了各國(guó)教育界的廣泛關(guān)注。在各大高校化學(xué)類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程中，依然沿襲傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，隨著高校的擴(kuò)招，學(xué)生規(guī)模不斷增大，常規(guī)實(shí)驗(yàn)對(duì)試劑的消耗極大，對(duì)儀器的要求較高，導(dǎo)致一些學(xué)校不能達(dá)到人手一套的基本要求。與之相比，微型實(shí)驗(yàn)較常規(guī)實(shí)驗(yàn)而言，藥品用量少，儀器價(jià)格便宜，能夠大大緩解實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)壓力的同時(shí)還能滿足每位學(xué)生的操作需求。在這樣的趨勢(shì)下，必須打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，推廣微型實(shí)驗(yàn)。在傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，教師們已經(jīng)擁有了大量的經(jīng)驗(yàn)，能夠很好地規(guī)避其中的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。微型實(shí)驗(yàn)?zāi)壳叭蕴幱谝粋€(gè)萌芽階段，在初期推廣實(shí)施的過(guò)程中，可以先用常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)讓學(xué)生熟悉基本的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)操作，再緩慢過(guò)渡到微型實(shí)驗(yàn)。（2）引入多媒體仿真實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生所練習(xí)的大部分實(shí)驗(yàn)基本都是經(jīng)過(guò)篩選，剔除了部分毒性大、三廢處理困難、具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)，因而從教學(xué)的內(nèi)容上來(lái)看，會(huì)缺乏一定的廣度。在教學(xué)模式上，皆是先由指導(dǎo)老師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗筒僮鞑襟E后，再由學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)。這種模式下，學(xué)生會(huì)對(duì)老師產(chǎn)生強(qiáng)烈的依賴性，不利于發(fā)揮其自身的主動(dòng)性與創(chuàng)造性，因此，有必要對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改變。引入多媒體仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，就能較好地解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就能將那些試劑消耗量大、具有一定污染性與危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)做成仿真系統(tǒng)來(lái)供學(xué)生操作演練。通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也依然能達(dá)到親身操作的效果，從真正意義上實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“零排放”、“零污染”的目標(biāo)。（3）提高學(xué)生的課堂參與度。無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要以性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一些化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程都極為迅速，因而學(xué)生經(jīng)常會(huì)提前得做完實(shí)驗(yàn)，并且空余的時(shí)間也較難安排，針對(duì)此現(xiàn)象，筆者從如何提高學(xué)生的課堂參與度的視閾出發(fā)，并結(jié)合綠色化學(xué)理念，讓學(xué)生自主尋找綠色化的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ缴希淖円酝摹膀?yàn)證型”教學(xué)模式，并逐漸向“研究型”模式進(jìn)行過(guò)渡[5]。因此，在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一堂課上，筆者會(huì)引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)校圖書館的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，以小組形式進(jìn)行分配，合作去完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題，讓學(xué)生能在團(tuán)隊(duì)合作的過(guò)程中學(xué)會(huì)思考，主動(dòng)解決實(shí)驗(yàn)中的“三廢”污染問(wèn)題，在豐富課堂內(nèi)容的同時(shí)，提高學(xué)生的積極性。

3.“豐”——豐富教學(xué)考核。對(duì)于一個(gè)綜合型人才而言，除了精通專業(yè)知識(shí)技能外，更關(guān)鍵的還要養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。因此，在“三廢”處理的考核不能只停留在理論之上，必須對(duì)其進(jìn)行重視，將理論內(nèi)容結(jié)合實(shí)踐來(lái)進(jìn)行考核，才能強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，幫助學(xué)生形成良好的職業(yè)素養(yǎng)。

三、結(jié)語(yǔ)

蘇霍姆林斯基曾說(shuō)：只有能夠激發(fā)學(xué)生去進(jìn)行自我教育的教育，才是真正的教育。的確，隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的不斷深入，教育的側(cè)重點(diǎn)也在不斷發(fā)生變化，綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一種學(xué)習(xí)教育，其涵蓋了諸多方面的內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)裝置和步驟的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)儀器的研制以及廢物的回收和處理等方面，因而它絕不僅僅是知識(shí)教育，從更廣義的角度講，綠色化實(shí)驗(yàn)不僅是一個(gè)將綠色化學(xué)理念融入進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程，更是一個(gè)將教學(xué)與實(shí)際相結(jié)合的過(guò)程，實(shí)事求是地去把握生活的本來(lái)面目，從而推動(dòng)學(xué)生內(nèi)心的成長(zhǎng)活動(dòng)，讓學(xué)生能在今后的工作中不斷進(jìn)行自我教育，主動(dòng)承擔(dān)起保護(hù)環(huán)境的重任，為綠色化學(xué)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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Abstract：Based on the concept of green chemistry，the course reform about how to realize the greening has carried on the beneficial attempt according to inorganic and analytical chemistry experiment courses in higher vocational colleges.According to the three-step of "determine-change–plentiful "，including the following several aspects，i.e.determine the directionofteaching，change the teaching mode，course examination.Through teaching reform，the learning initiative and creativity of students were enhanced，and the environmental protection consciousnesses of the students were improved.At last，the function and meaning of talents cultivation were embodied by the experimental teaching of greening.

Key words：inorganic chemistry experiment；green chemistry；teaching reform；Determine - Change –Plentiful