烏仁格格 杜永霞 李曉杰
[摘? ? ? ? ? ?要]? 有機化學實驗是化學課程的重要組成部分,也是重要的專業基礎實驗課。從綠色課堂教學的角度,分析有機化學實驗課程的教學現狀,并探究基于綠色課堂建設下有機化學實驗課程教學改革和實踐的有效對策。
[關? ? 鍵? ?詞]? 綠色課堂;有機化學;實驗課程;教學改革
[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603(2019)34-0180-02
有機化學實驗是化學課程的重要組成部分,這門課程是將基本操作和物質性質、實驗技術融合起來的理論聯系實踐的綜合性課程,在有機化學實驗開展中,能夠進一步強化學生的專業知識、實驗技能以及創新能力等,在化學教學中具有重要地位。根據《關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》中的相關要求,鼓勵化學課程教學要創新內容,推動教學綜合性以及實踐性發展,這是目前課程改革的關鍵。有機化學實驗一直以來注重培養學生實際操作能力,尤其是地方院校很少關注實驗的新穎性,對綠色化學也幾乎無要求。
一、綠色化學和有機化學
綠色化學是基于現階段嚴重的生態環境污染問題提出的,有機化學實驗中強化綠色化學理念滲透,就是要求在有機化學實驗課程教學中,能夠使用綠色實驗試劑,構建綠色實驗環境,保證整體的實驗課程的無害化、環境友好化以及清潔化。綠色化學的發展旨在進一步降低化學試劑造成的環境變化以及危害等,促進整體資源節約,實現資源的優化配置和充分利用。綠色化學的核心是“5R”原則:減量、拒用、回收、循環、再生。“減量”主要體現在試劑、藥品使用量減少,提高利用率與轉化率,減少損失率。其次是廢物排放的減量,減少廢物排放,減少對環境的污染。“拒用”是指拒絕使用一些具有明顯污染、毒副作用的原料,除非必要,不在化學實驗中使用這些原料。“回收”則是指在實驗結束后,回收一些具有一定價值的反應生成物。“循環”建立在節約物質以及減少廢物的角度上,比如重復使用各種工業催化劑。“再生”是指節省能源,變廢為寶,從而達到減少污染的目的。
高校有機化學實驗,這門課程的實踐性比較強,對幫助學生有效地理解有機化學理論和基礎知識具有重要作用。課堂上,讓學生通過實驗準備、實驗操作、實驗數據處理、實驗觀察、實驗總結等一系列過程,獲得對有機化學知識的有效理解和把握。在以往的有機化學實驗教學中,實驗過程中會產生一定量的具有危害性的氣體,帶有污染性的廢渣、廢液等,無論是對師生的身體健康還是環境的保護都是不利的,也不利于降低實驗教學成本,造成資源浪費,而有了綠色化學理念的融入,能促進有機化學實驗教學中堅持以綠色實驗思想指導實驗工作,解決實驗課堂上的
“三廢”問題,強化資源利用和處理,增強學生的環保意識和社會責任感等,實現科學實驗、環保實驗。
二、有機化學實驗課程的教學現狀
對地方本科院校,就現階段的有機化學實驗課程教學來看,有機化學教學中,對綠色課堂理念的把握并不深入,一些高校的有機化學課程教學中,甚至沒有綠色課堂理念滲透,在實驗的開展中沒有注重環保和節能,導致污染嚴重,危害師生身體健康,且相應的實驗器材消耗較大,對減少資源浪費也不能發揮突出效
應。從培養學生的角度來看,也未能起到培養學生環保思想意識的作用。實際上,教師對綠色有機化學實驗教學的認識和實踐經驗上都存在一定的不足,這就導致他們的綠色化學實驗教學工作很難有效實現,在實際的教學中,很難使用有效的綠色有機化學教學方法來實現節能和環保的目標,對此,需要進一步強化綠色課堂理念的教育滲透,并且重點要求有機化學實驗課程中強化綠色課堂教學思想應用。
三、基于綠色課堂建設下有機化學實驗課程教學改革和實踐
的有效對策
(一)強化綠色課堂滲透教學,提升整體思想認識
在高校有機化學實驗課程教學中,要首先強化綠色課堂理念的滲透教學,明確綠色課堂構建的重要性,提升整體思想認識,這是開展綠色有機化學教學的基礎和前提。有機化學實驗是重要的專業基礎課,重在培養學生具有理論聯系實際的能力,培養學生的基礎操作技能,培養學生的科學興趣和潛意識的科學思維方式,同時結合綠色化學理念培養學生的生態環保意識。為了實現以上目標,需要在教學內容、教學方式及管理模式等方面繼續進行深入改革。
首先,實驗教師自身要具備綠色化學、環保及責任意識,以便將綠色化學教學思想靈活運用在教學中。在教學實踐中,教師通過以身作則可幫助學生完成綠色化學意識的初步建立,如稱取藥品示范防止過量取用、有害氣體吸收裝置的安裝防止泄露有害氣體、“三廢”回收注意事項等,故而教師需將綠色化學理念充分融入教學各個環節,幫助學生奠定綠色意識基礎。其次,在有機化學理論教學中結合課程思政加入環境污染危害、環境污染案例等內容,課下組織學生觀看環境保護宣傳教育片,開展環境保護體驗等活動,從根本上讓學生重視環境問題,重新認識綠色化學的重要性,引起學生對綠色化實驗課堂的關注,為下一階段綠色實驗課堂教學工作的開展打下良好的基礎。同一環節中,教師在準備教學內容、教學設計時積累了綠色有機化學教學經驗,強化了綠色化學應用到課堂教學中的理念。
(二)強化課程改革,推動教學思路轉變
學校在開展有機化學實驗課程的教學實踐中,要以有機化學
實驗課程的授課情況為基礎,根據有機化學實驗課程改革總體目標,綜合考慮教學資源現狀逐步進行改革。以綠色課堂為引導,針對不同專業特點,教研室可組織教學團隊對有機化學實驗課程內容進行剖析、解讀;調整實驗方案,如推行微量實驗、半微量實驗等;注重教學設計和教學方法手段的改革,如安排學生預習內容時加入對所需藥品試劑物理性質查詢,對實驗內容中可能產生有毒有害物質的環節進行預估與預防等。另外,對不同專業有機化學實驗課程設計和實驗方法提出具體修改方案,并將各個單項實驗進行優化與整合。通過開展有機化學課程設計的解讀和教學方法的改革,不僅能開闊教師的視野,也為今后專業課程教學改革提供新的思路。對此,學校也需要做好化學教師的能力提升工作,讓廣大有機化學實驗教師的綠色課堂意識和實驗素養不斷提升,例如開展教學觀摩、外出學習、學術交流等活動,以綠色有機化學為題的課題研究等;為教師開展有效的綠色實驗課堂的改革搭建一個有效的交流平臺,促進地區高校綠色化學領域的進一步發展。綠色實驗課堂的教學改革不僅促進了教學改革研究,也對高校有機化學廣大師生拓寬學術視野、提高科研水平和濃厚學術氛圍起到極大的促進作用。
(三)將綠色理念培養成師生的一種習慣
節省資源、減輕污染是綠色課堂理念培養的重要目標之一。學生在實驗課堂上花費幾個小時得到的最終產物,最后其實都被教師收到廢棄的容器中,學生之后與其再無接觸,致使學生將產物的后續應用知識拋諸腦后,也大大降低了實驗的成就感。另一方面,實驗室中不斷回收積累學生的實驗產物,加大了“三廢”處理難度,也給實驗室帶來了一定的環境和安全隱患。
為了減少實驗室廢棄物的產生,節能減排,可設計一系列綜合實驗,把孤立的實驗串聯起來,用一個反應的產物當作下一個反應的反應物或溶劑、催化劑等。例如,在“制備無水乙醇”實驗中學生制備得到的無水乙醇可在從黃連中提取黃連素的實驗中作為提取溶劑,或者用于個別合成實驗中產品、重結晶的抽濾洗滌等。在合成實驗中,學生合成得到甲基橙和乙酰水楊酸都應用于其他課程實驗中,甲基橙可作為精細化學品化學實驗中涂料等產品的染料,乙酰水楊酸可用于儀器分析實驗的紅外光譜測試練習試劑。
通過這些系列化綜合實驗的實施,將學生的實驗產品、回收的溶劑再利用起來,不僅培養了學生嚴格認真的實驗態度,強化了學生的實驗技能,提高了學生統籌安排實驗和綜合分析、解決問題的能力,更為重要的是將實驗室原本廢棄的實驗產品循環利用起來,避免了大量化學藥品的儲存和回收處理帶來的污染,減少了“三廢”處理,化學實驗的綠色化程度極大提高,實現了實驗的連續化,更有助于學生自覺地建立起綠色化的理念和保護環境的使命感。
四、結語
現代大學生是新時代中國特色社會主義社會建設的主力軍,以“綠水青山就是金山銀山”為契機培養綠色化的思維方式和實驗習慣、引導學生樹立科學正確的環保意識意義重大。為此在綠色課堂背景下,教師學習用對環境更友好的方法進行教學,也顯得尤為重要。這就要求有機化學實驗教學要通過綠色課堂理念的滲透,引導學生分析如何將一個標準反應向更綠色的反應轉化,學習用綠色化學的方法去研究實驗,并應用所學到的綠色化學的知識和技術對傳統的合成方法進行改革,強化學生的生態意識,增強社會責任感。教師在教學中要注重綠色課堂理念滲透,不斷強化課程改革和實踐創新,推動實驗課程的綠色發展。
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◎編輯 陳鮮艷