高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的綠色化學(xué)探究

張 巍

(哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教育學(xué)院，哈爾濱 150001)

高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的綠色化學(xué)探究

張 巍

(哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教育學(xué)院，哈爾濱 150001)

綠色化學(xué)是新課程理念下的一種新型教學(xué)方法和教學(xué)理念，對(duì)開(kāi)展素質(zhì)教育活動(dòng)具有非常重要的意義。教師應(yīng)重新審視和改革高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃及轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，還應(yīng)優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)，樹(shù)立新型的綠色化學(xué)教學(xué)理念。

高校；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；綠色化學(xué)

1 綠色化學(xué)的含義

綠色化學(xué)又被稱(chēng)為環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)，利用化學(xué)原理和方法來(lái)研究和尋找的二次循環(huán)利用的無(wú)毒害原材料，最大程度上減少污染資源，以便更好地實(shí)現(xiàn)新課程理念下的教學(xué)目標(biāo)。綠色化學(xué)主要分為四個(gè)方面：第一，減量即省資源、少污染，減少三廢的產(chǎn)生與排放。第二，拒用即不使用一些無(wú)法替代、污染性較強(qiáng)的藥品原料，進(jìn)而有效杜絕污染。第三，循環(huán)利用，如催化劑、載體，利用一些可循環(huán)的資源。第四，回收即回收未反應(yīng)的試劑、非反應(yīng)試劑、副產(chǎn)物，助溶劑等。可見(jiàn)，綠色化學(xué)主要就是強(qiáng)調(diào)利用一些可循環(huán)的資源，降低對(duì)環(huán)境的污染。

2 高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)中綠色化學(xué)探究途徑

2.1 滲透綠色化學(xué)理念，優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)教學(xué)發(fā)展的重要性，這一理念嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。鑒于此，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)思想，并加強(qiáng)綠色環(huán)保意識(shí)的教育，把保護(hù)環(huán)境知識(shí)一點(diǎn)一點(diǎn)有效地滲透于整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，也應(yīng)有意識(shí)地把本地區(qū)環(huán)境污染的典型事例放在教學(xué)內(nèi)容中，如化工廠(chǎng)氯氣的外溢，不僅會(huì)造成人呼吸困難，而且還會(huì)使蔬菜枯萎，損害人體健康。基于此，教師應(yīng)該讓學(xué)生切身體驗(yàn)到環(huán)境污染給人們帶來(lái)的危害，并通過(guò)多種教學(xué)途徑培養(yǎng)學(xué)生對(duì)環(huán)境保護(hù)的責(zé)任感，同時(shí)還應(yīng)該把不經(jīng)過(guò)處理的廢水、廢氣對(duì)人們?cè)斐傻奈：Γ安缓侠硖幚砜赡軙?huì)導(dǎo)致的安全事故告知學(xué)生，這樣才能讓學(xué)生明白回收、做好相應(yīng)處理工作的重要性，還可以培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)室習(xí)慣。此外，教師還應(yīng)多增設(shè)一些實(shí)驗(yàn)后廢氣物無(wú)害化處理的教學(xué)環(huán)節(jié)，多引導(dǎo)學(xué)生妥善處理、回收實(shí)驗(yàn)廢棄物，進(jìn)行廢物利用。例如，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中回收的廢酸(硫酸、鹽酸)用來(lái)沖洗廁所，這樣既能提高試劑的利用率、減少實(shí)驗(yàn)污染，還能培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，使廢氣材料變成寶貝，實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué)目標(biāo)。

2.2 安排綠色化教學(xué)內(nèi)容

要想實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師的首要教學(xué)任務(wù)是從源頭制止化學(xué)污染的生成。教材是教學(xué)最重要的組成部分，也是教學(xué)的載體。所以，為實(shí)現(xiàn)綠色化教學(xué)，教師應(yīng)盡量挑選一些能夠反映綠色教學(xué)內(nèi)容的教材，如果教材中沒(méi)有特別介紹綠色化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際發(fā)展情況將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整體化。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師過(guò)于忽視實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染。為改善高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，教師應(yīng)及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，選取合適有效的實(shí)驗(yàn)題目，其內(nèi)容應(yīng)該圍繞基本原理、實(shí)驗(yàn)操作開(kāi)設(shè)大小型的污染實(shí)驗(yàn)，如氣體摩爾質(zhì)量的測(cè)定、醋酸標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)和解離度的測(cè)定，從根本上解決污染物。

2.3 合理利用多媒體技術(shù)，模擬化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師并沒(méi)有做到與時(shí)俱進(jìn)，仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段，無(wú)法真實(shí)反映化學(xué)現(xiàn)象，還會(huì)消耗大量的藥品和水資源，尤其是容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，影響師生的身體健康。多媒體技術(shù)是新課程理念下的一種新型教學(xué)手段，不僅可以將枯燥無(wú)味的理論知識(shí)用更加生動(dòng)形象的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，還可以模擬化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)，減少藥品的損耗，實(shí)現(xiàn)安全、方便、快捷且污染的目的。所以，在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)結(jié)合實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知情況合理地利用多媒體技術(shù)，把實(shí)驗(yàn)過(guò)程更加清晰地呈現(xiàn)給學(xué)生，再結(jié)合理論知識(shí)的講授，便于學(xué)生更好地理解知識(shí)。多媒體技術(shù)對(duì)開(kāi)展綠色化學(xué)教學(xué)活動(dòng)具有非常大的促進(jìn)作用，理應(yīng)得到相關(guān)教育工作者的支持與重視，以便更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.4 將綠色化學(xué)教育融入無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中

無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我校生物化工、食品工程、制藥工程、紡織工程專(zhuān)業(yè)大學(xué)一年級(jí)新生開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，是學(xué)生檢驗(yàn)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)理論知識(shí)、獲得和累積化學(xué)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的重要手段，是提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能的重要途徑。在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)充分將環(huán)保意識(shí)、環(huán)境化學(xué)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)聯(lián)系起來(lái)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行環(huán)保、安全和節(jié)能減排教育，加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢棄物處理技術(shù)教育，使學(xué)生了解常見(jiàn)的環(huán)境污染治理方法及防范措施，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中做到規(guī)范操作，節(jié)省藥品及試劑用量，減少實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染。

2.5 采用模擬化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有些實(shí)驗(yàn)需要使用一些有毒、有害的化學(xué)試劑，這些實(shí)驗(yàn)有可能會(huì)排放有毒的廢棄物(毒氣、毒水、毒渣)污染實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并給師生身體健康帶來(lái)一定的危害。對(duì)于這些毒性大、危險(xiǎn)性大、環(huán)境污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)模擬化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。模擬化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)既讓學(xué)生學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)方法，又使這些有毒、危險(xiǎn)、對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)變成了綠色化實(shí)驗(yàn)，對(duì)保護(hù)自然資源、緩解化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染等都會(huì)產(chǎn)生積極影響，是減少實(shí)驗(yàn)室廢棄物污染和保護(hù)環(huán)境的最佳途徑。它是化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化研究的重要內(nèi)容，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)擺脫實(shí)物教育的一場(chǎng)革命。將綠色化學(xué)滲透到分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)中，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，不僅可以達(dá)到提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能、增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)目的，還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約試劑、減少污染、零排放的目標(biāo)。

2.6 采用微型實(shí)驗(yàn)

對(duì)于危險(xiǎn)、有毒、昂貴、污染的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，微型實(shí)驗(yàn)尤其重要。微型實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)器材微型化、實(shí)驗(yàn)藥品微量化及點(diǎn)滴化，從源頭上顯著減少污染物的排放，杜絕實(shí)驗(yàn)過(guò)程給環(huán)境帶來(lái)的污染，達(dá)到綠色環(huán)保的要求，提高了實(shí)驗(yàn)的安全性，減少試劑藥品用量，降低了實(shí)驗(yàn)成本，顯著減少了有毒、污染物質(zhì)的排放，改善了實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件，極大減少了對(duì)環(huán)境的污染。微量實(shí)驗(yàn)既有利于實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化，又有利于學(xué)生樹(shù)立環(huán)保意識(shí)。

2.7 妥善處理三廢，達(dá)到綠色排放

在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定量的廢氣、廢液(如鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等酸、堿廢液)和廢渣(如固體產(chǎn)物、剩余的固體原料、破碎的玻璃儀器、廢紙等固體廢棄物)。實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣，如處理不及時(shí)、不合理，將影響實(shí)驗(yàn)室人員、居民的身體健康與環(huán)境。若將酸、堿廢液直接倒入水槽，會(huì)腐蝕、損壞排水管道。若將重金屬?gòu)U液直接排入水體，不但是一種浪費(fèi)，還會(huì)污染實(shí)驗(yàn)室周邊水體，且重金屬一般不能被微生物所分解，甚至某些重金屬能通過(guò)微生物作用產(chǎn)生毒性更大的金屬有機(jī)物，經(jīng)過(guò)食物鏈的傳遞，最終進(jìn)入人體。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，三廢一旦產(chǎn)生，應(yīng)及時(shí)處理，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的一些有毒廢氣，學(xué)生可以通過(guò)自制的除尾氣裝置進(jìn)行處理。對(duì)于有些不好處理的三廢，應(yīng)由實(shí)驗(yàn)管理工作人員按照三廢處理標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行處理。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，用綠色化學(xué)發(fā)展理念作為指導(dǎo)，從準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)到操作實(shí)驗(yàn)，最后結(jié)束實(shí)驗(yàn)都要做到綠色化，從源頭抓起，從源頭阻止污染，讓傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)成為更清潔、無(wú)害的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

[1] 王瑾.綠色化學(xué)工藝的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].貴州化工.2016，(32)：22-25.

[2] 徐漢生.傳統(tǒng)化學(xué)工藝的綠色化技術(shù)革新[J].化學(xué)與生物工程，2016，(24)：1-4.

[3] 唐嘉，劉俊紅.試論傳統(tǒng)化學(xué)工藝的綠色化技術(shù)革新[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016，(33)：48.

[4] 劉超.談化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)教育的滲透[J].泰山學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，(03)：12-14.

[5] 謝年明.淺論綠色化學(xué)教育在化學(xué)教學(xué)中的滲透[J].化學(xué)工程與裝備，2016，(08)：224-225.

Greenchemistryinchemicalexperimentsincollegesanduniversities

ZHANG Wei

(School of Basic Education, Harbin Railway Vocational and Technical College, Harbin 150001, China)

Green chemistry is a new teaching method and teaching philosophy under the new curriculum concept. It is of great significance for carrying out quality education activities. Teachers should re-examine and reform teaching content, experiment plan and traditional teaching concepts in university chemistry experiment, and should also optimize the teaching structure and establish a new green chemistry teaching concept.

University; Chemistry experiment; Green chemistry

G642；O6-4

B

1674-8646(2017)24-0126-02

2017-10-21