綠色綜合化學(xué)實驗改革及其人才培養(yǎng)

趙祥華，王莉敏，元智玲

(信陽師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,河南 信陽 464000)

綠色綜合化學(xué)實驗改革及其人才培養(yǎng)

趙祥華，王莉敏，元智玲

(信陽師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,河南 信陽 464000)

在培養(yǎng)化學(xué)人才的同時兼顧環(huán)境保護(hù)是當(dāng)前教育面臨的難題。單一的驗證性實驗已經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會對人才的需求。綜合化學(xué)作為提高大學(xué)生化學(xué)實驗技能、培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力至關(guān)重要。然而，在培養(yǎng)人才的同時，通常會造成不同程度的環(huán)境污染。綠色化學(xué)理念作為基礎(chǔ)實驗學(xué)科的指導(dǎo)思想應(yīng)運而生。為了提高大學(xué)生實驗技能，保護(hù)環(huán)境，實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，本文初步探討了將綠色化學(xué)和綜合化學(xué)兩種不同實驗概念和方式有機結(jié)合，為探索培養(yǎng)科技人才提供有益參考。

綠色化學(xué)；綜合化學(xué)實驗；人才培養(yǎng)；改革

自18世紀(jì)末拉瓦錫發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律以來，化學(xué)的飛速發(fā)展在為人類帶來巨大經(jīng)濟效益的同時也引發(fā)了一系列社會環(huán)境問題。如：生態(tài)環(huán)境惡化、生活環(huán)境危機以及資源過度開發(fā)和浪費等等。為此，1991年美國化學(xué)會（A C S）提出“綠色化學(xué)”，得到了全世界的積極響應(yīng)。

綠色化學(xué)又稱“原子經(jīng)濟化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”，是一門從源頭上、從根本上預(yù)防和治理或消除污染的新興學(xué)科，它能夠調(diào)節(jié)資源、環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，是化學(xué)發(fā)展的高級階段[1]。它涉及有機合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科,內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)的核心內(nèi)容主要體現(xiàn)在兩個方面：

第一，“原子經(jīng)濟性”：“原子經(jīng)濟性”的概念最早是由美國S t a n f o r d大學(xué)的B a r r y M.T r o s t教授于1991年提出，其核心是指在化學(xué)反應(yīng)過程中盡可能的將所有反應(yīng)底物轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，從而能最大限度的減少廢棄物的排放并節(jié)約資源，最終達(dá)到無污染或少污染，降低成本的目的。

第二，堅持“5 R原則”：

R e d u c t i o n——減量、省資源、無污染、零排放是其核心思想，主要包括兩個方面：其一，在化學(xué)反應(yīng)過程中，以不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢棄物，實現(xiàn)廢物“零排放”為宗旨，達(dá)到提高化學(xué)反應(yīng)速率，降低成本的目的，實現(xiàn)“原子經(jīng)濟反應(yīng)”的理想轉(zhuǎn)化過程；其二，減少廢氣，廢水，廢渣等“三廢”的排放量，努力實現(xiàn)其“零排放”。

R e u s e——重復(fù)使用，將化學(xué)反應(yīng)過程中的原料及其催化劑等盡可能的回收，重復(fù)使用以便能夠降低成本，滿足減廢的要求。比如在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中一些穩(wěn)定性好、易分離的催化劑及其載體、反應(yīng)介質(zhì)以及回收反應(yīng)中所用的溶劑等，不僅要無毒無害無腐蝕性，而且設(shè)計者要考慮重復(fù)使用的工藝流程設(shè)計方案，保證其無限次的使用。

Recycling——回收，是指對反應(yīng)過程中與產(chǎn)品無關(guān)的物質(zhì)進(jìn)行全面的回收，包括未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物（含“三廢”）、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑，有效實現(xiàn)“省資源、少污染、減成本”的要求。

Regeneration——再生，包括廢舊物質(zhì)的再生利用和可再生能源、原材料的利用等，是變廢為寶、減少污染、節(jié)省資源的有效途徑；

Rejection——拒用，一方面是指拒絕使用非綠色化的工業(yè)產(chǎn)品、生活用品等；另一方面對于一些有毒有害，無法替代,又無法回收、再生和重復(fù)使用的原料及輔助原料等,拒絕在生產(chǎn)過程中使用。這是實現(xiàn)生產(chǎn)、生活綠色化的最根本方法[2]。

根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》,要求提高高校人力資源適應(yīng)市場需求變化的能力,向社會提供技能型和創(chuàng)新型科技人才,實現(xiàn)高校與地方經(jīng)濟有機融合。然而，目前大學(xué)生化學(xué)實驗仍是以簡單的驗證性實驗為主，多數(shù)學(xué)生按照實驗課本上的實驗步驟機械式地模仿，缺乏積極主動性，不能養(yǎng)成獨立思考的良好習(xí)慣，導(dǎo)致學(xué)生實驗結(jié)束后常常一無所獲，教學(xué)效果甚微，這十分不利于我國素質(zhì)教育人才戰(zhàn)略的實施。當(dāng)前，綜合化學(xué)實驗已經(jīng)成為各大高校化學(xué)實驗教育改革的重要方向之一[3]，主要針對已經(jīng)具有一定基礎(chǔ)知識和基本實驗操作技能的大學(xué)生，運用一門或多門課程的知識，將一些簡單的化學(xué)實驗進(jìn)行有機融合，從而達(dá)到激發(fā)學(xué)生興趣，提高實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考及創(chuàng)新思維能力的一種復(fù)合型實驗[4]。化學(xué)在為人類創(chuàng)造財富的同時，其廢棄物的排放對生態(tài)環(huán)境造成的危害也日益嚴(yán)重，如何預(yù)防和治理、甚至消除污染，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前化學(xué)發(fā)展的重要方向。綠色化學(xué)體現(xiàn)了化學(xué)與社會的相互依存關(guān)系,是化學(xué)高度發(fā)展與社會高速變化二者相交融的產(chǎn)物。大學(xué)生基礎(chǔ)化學(xué)實驗具有人員分布廣泛、實驗操作總體比較簡單、實驗資源回收利用率低等特點。因此，對高校大學(xué)生化學(xué)實驗課程進(jìn)行改革，將綠色化學(xué)與綜合化學(xué)實驗有機結(jié)合，既體現(xiàn)學(xué)生愛護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、減少污染的綠色化學(xué)意識，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、訓(xùn)練學(xué)生實驗技能、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。學(xué)生在通過綠色綜合化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)和開展過程中，逐步了解綠色化學(xué)的重要性，同時通過綜合化學(xué)實驗培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力以及環(huán)保意識，在不斷的實驗學(xué)習(xí)中獲得新感悟，從而在化學(xué)領(lǐng)域不斷有新突破，新進(jìn)展。為此，綠色綜合化學(xué)實驗可以從以下幾個方面開展：

1 綠色綜合化學(xué)理念指導(dǎo)實驗內(nèi)容的設(shè)計和選取

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗是化學(xué)的靈魂，實驗內(nèi)容的合理設(shè)計和選取是體現(xiàn)化學(xué)魅力的關(guān)鍵所在。因此，精簡、整合、優(yōu)選、更新實驗教學(xué)內(nèi)容是實現(xiàn)實驗教學(xué)綠色化的重要環(huán)節(jié)。既為了培養(yǎng)能夠滿足社會需要的高級技能型人才和創(chuàng)新科研型人才，又能夠減少甚至避免環(huán)境污染和資源浪費，開展化學(xué)實驗可從實驗過程綠色化和實驗知識綜合化兩個方面著手。

1.1 綠色角度合理設(shè)計實驗方案

傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)容存在著很大一部分實驗藥品用量大、污染嚴(yán)重的實驗，不但不利于師生身體健康，而且對環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，環(huán)境污染問題也日益加劇。因此，合理調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容勢在必行。去除資源耗費多，毒性大，污染嚴(yán)重且對學(xué)生啟發(fā)作用小的實驗，同時減小實驗藥品用量，并開發(fā)毒性小，污染少的實驗。例如，作為合成尼龍-66的主要原料之一的己二酸實驗室制備法主要有兩種：

實驗方法（一）：硝酸氧化法

實驗方法（二）：高錳酸鉀氧化法

實驗方法（一）中不僅產(chǎn)生有毒的氧化氮氣體，而且常常由于學(xué)生使用滴液漏斗的熟練程度欠缺，使得環(huán)己醇的滴加速度不夠穩(wěn)定，實驗易發(fā)生危險。此外，濃硝酸有強烈腐蝕性，如用同一量筒量取環(huán)己醇和濃硝酸，二者相遇發(fā)生劇烈反應(yīng)，易導(dǎo)致實驗事故。而實驗（二）則明顯不同，產(chǎn)生的實驗廢物M n O2便于沉淀凝結(jié)回收，對師生的危害系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實驗（一）。又如基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗中脂肪族酮的制備實驗涉及環(huán)己酮、環(huán)戊酮的制取：

其一是重鉻酸鈉氧化法：

其二是次氯酸鈉氧化法：

雖然重鉻酸鈉是強氧化劑，可以將環(huán)己醇氧化成環(huán)己酮，但是重鉻酸鈉具有中等毒性，且其氧化環(huán)己酮的副產(chǎn)物硫酸鉻具有較強的毒性，并且還具有一定的腐蝕性，因而易產(chǎn)生污染。而次氯酸鈉是巴士消毒液的主要成分，其毒性較小，且反應(yīng)副產(chǎn)物氯化鈉是食鹽的主要成分，無毒害，是環(huán)境友好型反應(yīng)的理想試劑。因而，利用次氯酸鈉代替重鉻酸鉀氧化環(huán)己醇制備環(huán)戊酮是較為理想的綠色實驗方案。然而，環(huán)己酮具有強烈的刺激性氣味，且具有麻醉作用，易致癌。鑒于環(huán)己酮本身的危害性，在設(shè)計大學(xué)生實驗方案時，可對其進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)和優(yōu)化。環(huán)戊酮與環(huán)己酮屬于同系物，二者性質(zhì)高度相似，環(huán)戊酮的的反應(yīng)原料己二酸、氫氧化鋇都是環(huán)境友好試劑，環(huán)戊酮的毒性遠(yuǎn)低于環(huán)己酮，副產(chǎn)物二氧化碳和水均是清潔產(chǎn)物。因此，用己二酸制備環(huán)戊酮來替代環(huán)己酮的實驗制備方法，是一種較為理想的綠色化學(xué)改進(jìn)方案[5]。

同樣是酮的制備實驗，選擇環(huán)戊酮不但滿足了實驗的要求，鍛煉了學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ档土嘶瘜W(xué)實驗對學(xué)生造成的傷害，而且有益于環(huán)境保護(hù)。在目前的高校基礎(chǔ)化學(xué)實驗中，雖然我們不能真正做到絕對原子經(jīng)濟性，但應(yīng)盡可能地選擇、開發(fā)綠色化學(xué)實驗，以減少化學(xué)實驗對周邊環(huán)境的污染，為國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

1.2 縱向聯(lián)合強化產(chǎn)物回收利用

近年來，隨著教育改革的不斷深化，素質(zhì)教育的不斷推廣，社會對創(chuàng)新型人才的需求量不斷加大。為了順應(yīng)人才市場需求變化，對化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)進(jìn)行合理改革。根據(jù)工科化學(xué)和理科化學(xué)對學(xué)生要求的不同，實驗教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)進(jìn)行合理區(qū)分，從而有利于培養(yǎng)應(yīng)用型人才和科研型人才，滿足現(xiàn)代社會對工程師和科學(xué)家的需要。將原有實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機歸納整合，并劃分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、創(chuàng)新和設(shè)計型實驗等。改變基礎(chǔ)實驗自成體系，相互脫節(jié)的傳統(tǒng)模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性、創(chuàng)新性，培養(yǎng)出符合社會需求的高質(zhì)量的化學(xué)專業(yè)型人才。

綜合化學(xué)實驗把單一的實驗進(jìn)行有機融合，如將上一步反應(yīng)的產(chǎn)物作為下一步反應(yīng)的原料即串聯(lián)實驗，或是同一實驗縱向深入，即對這一反應(yīng)本身的反應(yīng)機理或者反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行研究和探討，由點及面，深入開展。對于串聯(lián)實驗，可以開展多步驟合成目標(biāo)產(chǎn)物，即第一次合成的產(chǎn)物當(dāng)作下一次合成的原料，如此往復(fù)進(jìn)行，既減少了實驗廢棄物的處理，實現(xiàn)綠色化，又能提高學(xué)生的綜合實驗技能。例如，二茂鐵及其衍生物的合成與性質(zhì)測定實驗:采用乙二胺法，即在無水無氧的惰性氣氛下，以四氫呋喃為溶劑，先用鐵粉將三氯化鐵還原為氯化亞鐵：

然后在乙二胺的存在下，氯化亞鐵與環(huán)戊二烯反應(yīng)生成二茂鐵：

該實驗?zāi)苁箤W(xué)生掌握在惰性氣氛下的合成技術(shù)，了解薄層色譜（T L C）和柱色譜作為分析和提純手段的使用方法，學(xué)會紅外光譜法（I R）、核磁共振氫譜法（1H-N M R）等波譜表征化合物的方法[6]。又如無機化學(xué)實驗中，高錳酸鉀的制備與含量測定，以軟錳礦為原料制備高錳酸鉀晶體：

如果產(chǎn)品直接倒掉，必將污染環(huán)境[7]。此實驗可以深入開展，精制的K M n O4晶體可用于氧化還原實驗和氧化還原平衡，或酸度對氧化還原的影響等實驗，這樣不僅節(jié)約了大量的試劑，降低了實驗成本，而且避免了回收大量產(chǎn)品帶來的儲存和處理問題。

綜合化學(xué)實驗的開展不僅能提高學(xué)生的綜合實驗技能，提高綜合素質(zhì)，從而有助于科研能力的培養(yǎng)，而且能使實驗原料與產(chǎn)物得到有效利用，利于綠色化學(xué)的開展實施。

2 倡導(dǎo)綠色綜合化學(xué)理念

傳統(tǒng)化學(xué)實驗較大量地使用了低沸點、易燃、易爆、有毒的有機溶劑和試劑，再加上每年常將學(xué)生大量合成的各類有機化合物貯存于實驗室，造成嚴(yán)重污染，學(xué)生實驗中的酸、堿腐蝕，著火等實驗事故也時有發(fā)生。另外，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，化學(xué)藥品，特別是有機試劑和學(xué)生所用儀器的價格不斷上漲，這使本來就緊缺的教學(xué)經(jīng)費變得更加拮據(jù)[8]。因此改革傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ揭炎兊每滩蝗菥彙?/p>

2.1 強化半微量和微量實驗

半微量和微量實驗即采用常規(guī)的小量實驗儀器和設(shè)備，試劑用量少，實驗現(xiàn)象明顯，降低教學(xué)成本，安全省時。在有機化學(xué)實驗中，可對一些有機化合物的合成的反應(yīng)試劑及原料進(jìn)行適當(dāng)減少與控制，如乙酰乙酸乙酯的實驗室合成：

該化合物的實驗室制備實驗中，原有試劑用量 ：25 g (27.5 m l,0.38 m o l) 乙 酸 乙 酯 ，2.5 g(0.11 m o l),金屬鈉，12.5 m l甲苯，改進(jìn)后:10 m l乙酸乙酯，0.7 g—0.8 g金屬鈉，5 m l甲苯。經(jīng)過半微量實驗改進(jìn)后，不僅便于操作，減少了大量使用金屬鈉的危險性，節(jié)約實驗經(jīng)費，減少污染體現(xiàn)了“綠色化學(xué)”的時代特色，而且取得了良好的實驗效果。又如無機化學(xué)實驗中，平衡常數(shù)的測定，用到微量滴頭，多用滴管，井穴板等微量實驗儀器[9]，不僅實驗藥品用量減少，而且實驗中含碘廢液由于量少也便于回收利用。半微量和微量實驗的研究推廣受到普遍關(guān)注，在實驗技巧、實驗者自身能力的發(fā)揮、實驗的精密度及實驗的準(zhǔn)確性等方面均對學(xué)生提出了更高的要求，顯示了高效、經(jīng)濟、環(huán)保、安全等優(yōu)點[8]。更好地體現(xiàn)當(dāng)代實驗技術(shù)和水平，但難度也隨之提高，對學(xué)生綜合利用思想的培養(yǎng)以及細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成發(fā)揮著不可估量的作用。

2.2 制備與性質(zhì)實驗有機結(jié)合

在傳統(tǒng)的無機化學(xué)實驗教程中，經(jīng)常將制備實驗與性質(zhì)實驗分開。由于兩種不同類型的實驗開展時間間隔太久(如：性質(zhì)實驗是上學(xué)期，制備實驗室是下學(xué)期)，這種將物質(zhì)的制備方法與性質(zhì)研究分開的實驗，往往使得學(xué)生將物質(zhì)制備方法與性質(zhì)特點相脫離，學(xué)了性質(zhì)忘了制備，或者學(xué)了制備忘了性質(zhì)，學(xué)生收獲不大，實驗效果降低。若是將一部分制備與性質(zhì)實驗巧妙地有機結(jié)合，不僅使得學(xué)生在制備過程中能夠深入思考，既探究了所制備物質(zhì)的功能或者特點，又能在制備與性質(zhì)探究過程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。不再是為了制備而“制備”或是為了對照性質(zhì)而對實驗現(xiàn)象進(jìn)行簡單的描述。

如：高錳酸鉀的制備與其性質(zhì)，高錳酸鉀制備通常用軟錳礦（主要成分是二氧化錳）在強氧化劑（如氯酸鉀）存在下與堿共融，可被氧化為為錳酸鉀：

向含有錳酸鉀的溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)減壓過濾除去固體二氧化錳后，溶液濃縮結(jié)晶，即可得到暗紫色高錳酸鉀晶體：

可利用所制備的的高錳酸鉀晶體配成溶液，作為第一過渡系元素——錳的性質(zhì)鑒定實驗：高錳酸鉀作為常用的氧化劑之一，含有錳（Ⅶ），因反應(yīng)介質(zhì)的酸堿性不同，還原產(chǎn)物也不同：通過與不同酸堿環(huán)境下的亞硫酸鈉反應(yīng)，會產(chǎn)生不同的實驗現(xiàn)象，從而激發(fā)學(xué)生對實驗結(jié)果的思考與分析。

表1 高錳酸鉀在不同酸堿環(huán)境下與亞硫酸鈉的反應(yīng)

學(xué)生通過對高錳酸鉀氧化性的縱向深入，了解高錳酸鉀的氧化特性。那么，還可以通過對高錳酸鉀氧化性進(jìn)行橫向拓展，即利用其氧化特性進(jìn)行一些簡易的有機物質(zhì)制備：

在堿性條件下，高錳酸鉀與鄰菲啰啉加熱回流可制備4,5-二氮雜-9-芴酮。該化合物是一類重要的有機中間體，廣泛應(yīng)用與有機半導(dǎo)體、生物傳感等領(lǐng)域。通過高錳酸鉀的制備，從而嘗試性質(zhì)實驗，而通過性質(zhì)實驗探究，了解其在不同環(huán)境下的氧化特性，進(jìn)行新型化合物的合成與制備。這種系列化的實驗，不僅要求學(xué)生實驗前認(rèn)真預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備實驗，而且能夠極大的鍛煉學(xué)生的實驗動手能力，并且激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。實驗將不再是僅僅制備或者是性質(zhì)探究實驗，而是通過系列化的綜合實驗過程，將制備、性質(zhì)和應(yīng)用能夠很好地進(jìn)行有機結(jié)合。另外，制備的高錳酸鉀晶體不再是作為廢棄物直接丟掉，而是可以有效的回收利用，因而也減少了污染和浪費。既突出了實驗的綜合操作意識，又能夠節(jié)省資源和減少污染，充分展現(xiàn)了綠色化學(xué)的精髓和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的核心意識。

2.3 多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

隨著教育改革的不斷深入，多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也逐漸滲入到教學(xué)中。由于多媒體技術(shù)傳遞的信息生動形象，直觀易再現(xiàn)。因此，將其應(yīng)用于化學(xué)實驗教學(xué)中，解決了操作意義大且污染嚴(yán)重的經(jīng)典化學(xué)實驗所面臨的綠色化問題。

教師可以制作模擬實驗動畫及實驗演示錄像等數(shù)字化實驗教學(xué)資料，講一些基礎(chǔ)性實驗和實驗儀器的使用等教學(xué)內(nèi)容，不僅能節(jié)省大量的教學(xué)時間，而且圖文并茂的動畫效果提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，獲得很好的教學(xué)效果。同時，高校可購買仿真化學(xué)實驗軟件，利用計算機對實驗原理、實驗裝置和實驗過程進(jìn)行仿真，學(xué)生只需在計算機屏幕上，便能得到身臨其境的實驗感受。例如無機化學(xué)實驗中，p區(qū)非金屬元素與主族金屬和d s區(qū)金屬的性質(zhì)與鑒定實驗，涉及試劑種類多，內(nèi)容繁瑣；又如重金屬汞鹽以及砷化物等均是毒性較大，對環(huán)境污染較嚴(yán)重且試劑回收后不易處理。像這類毒害大、污染后果嚴(yán)重的化學(xué)實驗，可通過仿真實驗來替代。這樣既讓學(xué)生學(xué)會了實驗的方法,又使得毒性大、危險系數(shù)高、試劑昂貴的化學(xué)實驗對環(huán)境的危害消失于無形，既體現(xiàn)了綠色化實驗的精髓，又能夠讓學(xué)生通過仿真實驗達(dá)到與真實實驗相同的教學(xué)效果。又如，高校實驗要開設(shè)微波合成、微波消解、微波提取、超聲波提取、電化學(xué)反應(yīng)等實驗項目，由于這類實驗所用儀器耗資較大，且在學(xué)生基礎(chǔ)實驗室中不易開展，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不僅解決了上述問題，而且也能使學(xué)生學(xué)會實驗方法，掌握實驗原理。對學(xué)生實驗技能的提高以及綠色化學(xué)的實施有著不可小覷的作用。

在化學(xué)實驗教學(xué)中，多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是一種化學(xué)試劑和儀器裝置“零投入”和廢棄物“零排放”的特殊實驗方式，也是新時期人才培養(yǎng)的新模式。

2.4 實驗廢棄物處理及利用

自煤焦油加工工業(yè)與石油化學(xué)工業(yè)得到人類有效開發(fā)以來，眾多新型的工業(yè)有機化合物如塑料、合成橡膠、合成纖維、醫(yī)藥、農(nóng)藥等給人們帶來了巨大的福祉，但與此相對應(yīng)的是化學(xué)對環(huán)境造成的污染也日益加劇，如長期使用的六六六、D D T等農(nóng)藥在殺死害蟲的同時也污染環(huán)境，并且通過食物鏈富集且不易分解，對人類產(chǎn)生了極大危害[10]。對于化學(xué)實驗室產(chǎn)生的實驗廢棄物，從形態(tài)上劃分，可分為氣體污染物、液體污染物、固體污染物三類（表2）。這些廢棄物不僅量大而且成分復(fù)雜，如不經(jīng)處理直接排入下水道，將對環(huán)境造成極大危害。常用的處理方法有吸物理吸附法、沉降、填埋、密封等方法；化學(xué)氧化、中和、焚燒、電化學(xué)等化學(xué)方法；生物降解、生物膜分離等生物處理方法[2]。同時，實驗廢棄物也應(yīng)分類回收，可在實驗室內(nèi)放置儲存不同廢液的廢液缸，廢物杯等，使學(xué)生養(yǎng)成環(huán)保節(jié)約的習(xí)慣。

表2 三類污染物的特點與一般治理措施

因此，應(yīng)用綠色綜合化學(xué)理念，盡量減少廢棄物的排放量并對實驗廢棄物進(jìn)行分類回收、綠色無害化處理，不僅是保護(hù)環(huán)境的重要舉措，也是素質(zhì)教育對學(xué)生提出的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 綠色化學(xué)教育機制及人才培養(yǎng)

在我國建設(shè)中國特色社會主義事業(yè)過程中，培養(yǎng)、引進(jìn)創(chuàng)新人才并充分發(fā)揮其作用，正日益成為人才工作、科技工作的首要目標(biāo)，成為實施人才強國戰(zhàn)略和科教興國戰(zhàn)略的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[11]。當(dāng)今世界人才競爭已不再是數(shù)量和結(jié)構(gòu)的競爭，而是人才創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的競爭。創(chuàng)新是社會發(fā)展和人類進(jìn)步的不竭動力。而高校作為培養(yǎng)創(chuàng)新人才這一頂級機構(gòu)，對人才的發(fā)展及培養(yǎng)理念具有決定性作用。為實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在大力發(fā)展經(jīng)濟的同時兼顧環(huán)境這一課題已日益突出。因此，樹立科學(xué)人才觀及其人才培養(yǎng)環(huán)境至關(guān)重要。

3.1 樹立科學(xué)的人才觀

國家副主席李源潮曾指出：人才是最活躍的先進(jìn)生產(chǎn)力，是科學(xué)發(fā)展的第一資源，要樹立人人皆可成才的社會理念，不拘一格選才、育才、用才，讓每個人都有成才的機會，讓每個有志成才的人都有發(fā)展的空間，讓每個為國家和人民作出貢獻(xiàn)的人都能得到社會尊重。樹立科學(xué)的人才觀，是適應(yīng)經(jīng)濟全球化和國際人才競爭的客觀需要，是全面建設(shè)小康社會、不斷開創(chuàng)中國特色社會主義事業(yè)新局面的客觀需要，更是促進(jìn)人的全面發(fā)展的客觀需要[11]要堅信人才資源是第一資源，人人都可以成才，以人為本的理念，培養(yǎng)指導(dǎo)學(xué)生。教育工作者要向?qū)W生不斷普及科學(xué)前沿知識，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)道德，大力支持大學(xué)生開展科研活動，全面提高科學(xué)素養(yǎng)和科研能力。

3.2 營造人才培養(yǎng)的教育環(huán)境

優(yōu)質(zhì)的高等教育和大學(xué)文化對學(xué)生以后從事專門的科研工作可以打下堅厚的基礎(chǔ)。良好的校風(fēng)、教風(fēng)、學(xué)風(fēng)在潛移默化中會對師生形成無形的力量。高校、師生這兩個緊密聯(lián)系的命運共同體，雙方互利互惠，達(dá)到雙贏。高校應(yīng)堅持自己的辦學(xué)特點，不斷優(yōu)化學(xué)風(fēng)、教風(fēng)、校風(fēng)，為師生創(chuàng)造優(yōu)良的生活學(xué)習(xí)環(huán)境。在化學(xué)實驗中，學(xué)生是實驗的主體，對學(xué)生進(jìn)行思想教育是教育工作者義不容辭的責(zé)任與義務(wù)。教師在上課時，用自身言行去感染學(xué)生，并充分利用一切條件向?qū)W生傳遞正能量，提高學(xué)生的思想意識，以便形成良好的教育機制。對于綠色化學(xué)這一新興的化學(xué)分支，與化學(xué)、與生活的聯(lián)系卻又是非常緊密的。向?qū)W生講述傳遞綠色化學(xué)知識，對大學(xué)生科學(xué)研究活動的開展也有著至關(guān)重要的作用。創(chuàng)新作為人的一種潛能，是需要不斷被發(fā)掘的，而扎實的科學(xué)知識儲備是重要的前提條件。只有通過深入的學(xué)習(xí)，不斷的實踐，創(chuàng)新素養(yǎng)才能不斷形成與完善。

高校通過教育對學(xué)生的專業(yè)知識進(jìn)行不斷積累，通過各類化學(xué)實驗的大量開展提高學(xué)生的實驗技能。在實驗中要培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識，環(huán)境保護(hù)意識，成為具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門型人才，為我國“兩個一百年”奮斗目標(biāo)的早日完成和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施打下堅實基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人們的生活條件有了很大改善，然而經(jīng)濟快速發(fā)展的負(fù)面影響使生態(tài)環(huán)境不斷惡化，環(huán)境問題日益突出，對我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施產(chǎn)生極為不利的影響。化學(xué)作為支撐國民經(jīng)濟發(fā)展發(fā)展重要學(xué)科之一，其在造福于人類的同時其廢棄物的產(chǎn)生不可避免的會對環(huán)境造成一定的危害，如何“變廢為寶”或者減少危害，實現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟的和諧發(fā)展是當(dāng)前化學(xué)工作者所面臨的重要課題。因此，環(huán)境友好的發(fā)展理念，即“綠色化學(xué)”這一人才培養(yǎng)理念及其實施方案，對今后化學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生能有效的完成從高校步入社會這一過渡，及時有效的投入化學(xué)化工行業(yè)或是其相關(guān)行業(yè)中，發(fā)展我國經(jīng)濟，實現(xiàn)社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。與此同時，高校作為化學(xué)人才培養(yǎng)的頂級機構(gòu)，特別是培養(yǎng)大學(xué)生化學(xué)實驗技能、創(chuàng)新意識以及綠色化學(xué)理念，應(yīng)從源頭上對實驗方案進(jìn)行改革，實現(xiàn)“綜合化學(xué)”和“綠色化學(xué)”相結(jié)合。既能節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、又能提高學(xué)生的實驗技能和創(chuàng)新意識，用“綠色”思想培養(yǎng)“綠色人才”，用綜合化學(xué)實驗培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識提高實驗技能，是當(dāng)前高校培養(yǎng)大學(xué)生成長為科技型人才和應(yīng)用型人才所面臨的戰(zhàn)略性難題。而實施綠色綜合化學(xué)實驗是解決這一難題的關(guān)鍵。讓學(xué)生在良好的綠色意識的氛圍中進(jìn)行探索，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，綠色意識，從而構(gòu)建生態(tài)文明社會，實現(xiàn)偉大復(fù)興的中國夢。

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責(zé)任編輯：張隆輝

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1672-2094（2017）04-0107-06

2017-05-03

國家自然科學(xué)基金資助項目(11547122，61405170，21606188),河南省教育廳項目(14 B 150011,16 B 110012)，信陽師范學(xué)院大學(xué)生科研基金資助(N O.2016-D X S-22),信陽師范學(xué)院“南湖學(xué)者獎勵計劃”青年項目,國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練(201510477017).

趙祥華（1982-）,男,安徽廣德人，信陽師范學(xué)院講師，博士。研究方向：有機電致發(fā)光材料及顯示技術(shù)。