高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化探索

尹京花

（延邊大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系，吉林 延吉 133002）

化學(xué)對工業(yè)生產(chǎn)以及大眾的生活都有著非常重要的作用，化學(xué)科學(xué)的飛速發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了社會的進(jìn)步和人民生活水平的提高。但是任何事物都具有兩面性，不可否認(rèn)的是，在化學(xué)快速發(fā)展的過程中，也出了一些對可持續(xù)發(fā)展不利的現(xiàn)象，如化學(xué)制品的濫用，以及化學(xué)廢料隨意排放對環(huán)境產(chǎn)生的污染等等?；诖耍咝Ｓ斜匾_展綠色化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過課程改革來實(shí)現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的可持續(xù)發(fā)展。

1 高校實(shí)施綠色化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

1.1 整體提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量

由于我國高校的類型繁多，每一所高校對化學(xué)的重視程度存在差異，其中不少高校的管理者沒有認(rèn)識到開展綠色化學(xué)教育的重要性，由此引發(fā)了諸多教學(xué)問題。甚至還有部分高校沒有開設(shè)“綠色化學(xué)”相關(guān)課程，學(xué)生對綠色化學(xué)的概念也是一知半解等等。除此之外，有部分學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中沒有按照化學(xué)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)處理實(shí)驗(yàn)化學(xué)廢料，隨意丟棄化學(xué)廢料。學(xué)生綠色化學(xué)意識的淡薄也恰好說明了高校對綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識程度存在嚴(yán)重不足的現(xiàn)象。基于此，高校管理者和化學(xué)專業(yè)的教師一定要及時轉(zhuǎn)變思想，將綠色化學(xué)思想和化學(xué)理論有機(jī)融合在一起，不斷更新和調(diào)整自己的教學(xué)觀念，進(jìn)而整體提高學(xué)校教學(xué)質(zhì)量。

1.2 綠色化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合當(dāng)下培養(yǎng)人才的需求

當(dāng)前，高等教育的教學(xué)目標(biāo)就是為社會培養(yǎng)高層次、高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。在高校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，除了提高學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握能力外，更重要的是通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生樹立綠色化學(xué)意識，用綠色化學(xué)思想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而整體提高學(xué)生的綜合能力?；诖?，在高校的化學(xué)改革過程中，一定要秉承綠色化學(xué)的教學(xué)主題，為培養(yǎng)高素質(zhì)的化學(xué)人才創(chuàng)造有利條件。

2 高校開展綠色化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效策略

2.1 以“綠色化學(xué)”理念為主導(dǎo)，進(jìn)行化學(xué)改革

何為“綠色化學(xué)”？綠色化學(xué)的核心在于從根本上杜絕化學(xué)污染源。結(jié)合前文所述，部分高校的化學(xué)教學(xué)老師對“綠色化學(xué)”的重視程度不足，沒有深刻意識到綠色化學(xué)的重要性?；诖耍咝；瘜W(xué)教師一定要將綠色化學(xué)理念堅(jiān)定不移的融入到課堂教學(xué)之中，用綠色化教學(xué)思維指導(dǎo)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

例如，在學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，教師首先要讓學(xué)生具備辨析有害化學(xué)原料和無毒無害化學(xué)原料的能力。除此之外，還要讓學(xué)生掌握如何使用無毒無害的化學(xué)催化劑和溶劑以及在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中盡可能的讓化學(xué)試劑產(chǎn)生原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，以確保整體實(shí)驗(yàn)過程的綠色環(huán)保。除此之外，學(xué)生還要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，對化學(xué)廢料進(jìn)行妥善處理，從源頭上杜絕化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染。

2.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改善化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器

在化學(xué)教學(xué)的過程中，教師要嚴(yán)格按照教育部制度的高等學(xué)?；瘜W(xué)教學(xué)大綱，以綠色化學(xué)為切入點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)。在教學(xué)過程中始終秉承以“最小的化學(xué)試劑和最短的化學(xué)反應(yīng)時間來獲取最佳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果”這一原則，通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和改進(jìn)化學(xué)儀器來提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果，將一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果差且危害性較大的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

例如，在乙酸乙酯的制備這一化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，教師有必要對該催化劑進(jìn)行改進(jìn)，由于濃硫酸試劑的分子較大，對其進(jìn)行分離和提純的難度很高，在實(shí)驗(yàn)中，可以采用如分子篩催化劑以及無機(jī)及固體酸來替代濃硫酸試劑。由于無機(jī)固體酸和分子催化劑具有很強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)收率，且在化學(xué)反應(yīng)的過程中不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，所以非常符合綠色化學(xué)的理念。在一些有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，由于使用化學(xué)試劑的用量大且普遍具有毒害性和腐蝕性，在不能優(yōu)化催化劑的情況下，可以采用優(yōu)化化學(xué)儀器的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用一些先進(jìn)的化學(xué)儀器如紅外光譜儀、核磁共振儀等設(shè)備，可以有效減弱化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的污染等等。

2.3 用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)替代傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，縮小化學(xué)試劑劑量

和傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的化學(xué)試劑質(zhì)量僅為原來的千分之一或者十分之一。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，只需要將化學(xué)試劑放到微型儀器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)即可。而這種微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方式也是當(dāng)前很多高校中非常流行的一種教學(xué)模式。由此可見，綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅可以從改變實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)用具入手，還可以通過改革實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ匠霭l(fā)進(jìn)行教學(xué)。此外，一部分有條件的學(xué)校還可以進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)即在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的幫助下，對化學(xué)反應(yīng)的原理、裝置以及整體實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行仿真，這種教學(xué)方法多用于一些可能會對人體產(chǎn)生損傷的實(shí)驗(yàn)。

例如，在醚過氧化物爆炸或者砷化物的轉(zhuǎn)化過程等類似實(shí)驗(yàn)中，為了保障學(xué)生安全和確保課堂教學(xué)質(zhì)量，可以采用仿真實(shí)驗(yàn)的形式進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，這類實(shí)驗(yàn)不需要采用任何的化學(xué)試劑，僅僅依靠聲音、圖像等給學(xué)生一種身臨其境的實(shí)驗(yàn)感受。

2.4 按照實(shí)驗(yàn)流程處理化學(xué)廢棄物，保障實(shí)驗(yàn)綠色化

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師不僅可以通過改變化學(xué)試劑劑量、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降确绞竭M(jìn)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時還要要求學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)完畢后做好化學(xué)廢料的處理工作，讓學(xué)生意識到化學(xué)廢料也可能對環(huán)境產(chǎn)生危害?；诖?，在每一次實(shí)驗(yàn)完畢后，教師和學(xué)生應(yīng)該采用相應(yīng)的方法對化學(xué)廢料進(jìn)行無毒害化處理，盡可能的減少化學(xué)污染。

3 結(jié)語

綜上所述，綠色化學(xué)已經(jīng)成為了高校化學(xué)教學(xué)中的必要手段，高校采用綠色化實(shí)驗(yàn)不僅符合國家的可持續(xù)發(fā)展要求，同時也有助于增強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)意識，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)思維，為學(xué)生今后的發(fā)展和就業(yè)創(chuàng)造有利條件。同時，高校進(jìn)行綠色化實(shí)驗(yàn)還有助于加快生態(tài)文明建設(shè)，促進(jìn)人與資源的和諧發(fā)展，非常符合當(dāng)下的高校辦學(xué)方針?；诖耍咝３诉x用綠色化試劑、減少化學(xué)試劑用量，做好化學(xué)試劑回收這三種綠色化實(shí)驗(yàn)方式之外，還要追加學(xué)校的化學(xué)科研經(jīng)費(fèi)投資，建設(shè)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)校開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造有利條件。此外，學(xué)校還要致力于培養(yǎng)一批擁有綠色化思維的一線科研教師團(tuán)隊(duì)，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下不斷深化綠色化化學(xué)實(shí)驗(yàn)思維，通過不斷改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟對化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化改進(jìn)，讓綠色化科研成果和當(dāng)前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合在一起。