高校化學(xué)實驗室綠色化與多媒體技術(shù)的應(yīng)用

汪洋洋

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對綠色和健康的生活理念意識越來越高，但化學(xué)工業(yè)的污染給人們的生活帶來了很大的傷害，因此，急需對化學(xué)教育模式進(jìn)行改革，將綠色化學(xué)理念貫穿到化學(xué)的試驗教學(xué)中。本文主要論述了高校化學(xué)實驗室教學(xué)內(nèi)容的改革，加強(qiáng)教學(xué)過程中多媒體技術(shù)的運用，探索一條綠色理念的化學(xué)實驗室教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：綠色化;化學(xué)實驗室;多媒體技術(shù);環(huán)境保護(hù)

在化學(xué)教育過程中，實驗性教育是培養(yǎng)學(xué)生的實用能力和創(chuàng)新思維的主要方法。現(xiàn)在許多大學(xué)實驗室的污染源排放沒有組織化，將化學(xué)實驗過程中產(chǎn)生的廢棄物直接排放到大自然環(huán)境中。雖然化學(xué)實驗室排放量與化學(xué)工業(yè)排放量相比相對較少，但成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且大部分高校專業(yè)不同的學(xué)生每年都重復(fù)同樣的實驗，所以，排放地區(qū)附近的污染物累計數(shù)量不容忽視。因此，當(dāng)前很多高校對如何減少化學(xué)實驗污染的方法和防止化學(xué)實驗污染的措施越來越重視，綠色化學(xué)這一教學(xué)理念，已經(jīng)成為高校化學(xué)教學(xué)的最佳選擇。

一、綠色化學(xué)與綠色化學(xué)實驗室的概念

綠色化學(xué)是指有效利用（最好利用可再生）的原料，進(jìn)行化學(xué)品的生產(chǎn)以及應(yīng)用，清除廢棄物和應(yīng)用有毒性的和不使用危險的試劑和溶劑。綠色化學(xué)技術(shù)是指為了避免對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)和減少有害物質(zhì)的釋放，使用可再生自然能源而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù)。

綠色化學(xué)實驗室是根據(jù)綠色化學(xué)理念來運營實現(xiàn)的，是對環(huán)境沒有毒性污染和副作用的實驗室。綠色化學(xué)實驗室基本目標(biāo)是選擇低毒性或者無害試劑，選擇實驗項目，選擇最佳反應(yīng)條件，通過使用最佳催化劑來提高反應(yīng)效率，最大限度地節(jié)約自然資源，不排放污染物。通過采用微型實驗設(shè)備、多媒體模擬實驗技術(shù)以及實驗室廢棄物綠色化處理等現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)備，來環(huán)保型化學(xué)實驗室。

二、高校建立化學(xué)實驗綠色化的有效途徑

1.采用多媒體進(jìn)行化學(xué)仿真實驗

一般化學(xué)實驗會消耗大量藥物，產(chǎn)生很多廢棄物，由于藥物消耗量大或易爆、很難操作或有毒性及有害試劑的化學(xué)實驗，是利用多媒體進(jìn)行化學(xué)仿真實驗的有效方法之一。例如，有機(jī)化合物物性實驗是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，但培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力并沒有什么幫助，這種實驗需要準(zhǔn)備很多人力和物力，會誘發(fā)污染的物質(zhì)的排放，并且實驗結(jié)果往往不理想。為了讓學(xué)生驗證理論，避免化學(xué)材料浪費和污染，培養(yǎng)學(xué)生在實驗中觀察到有趣現(xiàn)象的方法是利用CAI課件能夠很好地達(dá)成這個目標(biāo)。CAI課件詳細(xì)說明實驗原理、儀器、藥品及實驗過程，利用觀看、聲音、動畫等效果，讓學(xué)生舒適愉快地學(xué)習(xí)化學(xué)原理和實驗方法，有效地克服環(huán)境污染及實驗造成的不安全因素。

2.采用多媒體展示實驗過程

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)不僅給人們的生活帶來了便利，而且逐步適用于教育。作為我們教室的教學(xué)輔助工具，多媒體的運用也為教學(xué)過程中添加了一份精彩。在化學(xué)實驗中，教師可以通過多媒體向?qū)W生展示有毒性及腐蝕性化學(xué)試劑的實驗過程和現(xiàn)象，或者通過容易生成毒性物質(zhì)的化學(xué)實驗課件的展示，既能夠節(jié)約實驗時間，又能夠防止有害物質(zhì)對學(xué)生的傷害。為了實現(xiàn)綠色化學(xué)的概念，在課堂教學(xué)中，多媒體的運用打破了傳統(tǒng)教學(xué)法的單一性，減少學(xué)生學(xué)習(xí)的疲勞和厭倦，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的化學(xué)知識水平。

3.采用微型化學(xué)實驗方法

如果真的不可能避免有害或腐蝕性物質(zhì)應(yīng)用的化學(xué)實驗，就可以采用微型化學(xué)實驗方法。微型化學(xué)實驗的優(yōu)點是有明確的實驗現(xiàn)象、小裝備、小試劑劑量，是現(xiàn)有常規(guī)劑量的1/10～1/1000，實驗材料及時間節(jié)約、降低環(huán)境污染，是真正的安全、無毒性、環(huán)保型的實驗方法。在通過實踐對比后，發(fā)現(xiàn)微型化學(xué)實驗方法與常規(guī)化學(xué)實驗方法在實驗效果的準(zhǔn)確性上沒有明顯的差異，反而促進(jìn)學(xué)生在實驗過程中認(rèn)真、仔細(xì)操作。

4.改變化學(xué)實驗加熱方式

微波加熱方式已經(jīng)成為當(dāng)前在有機(jī)合成實驗中最有效、最方便促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)方法之一。微波化學(xué)實驗是利用家用微波爐進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的一種。主要用于樣品處理、無機(jī)物及有機(jī)物合成。其中一個特點是加熱速度快，反應(yīng)溫度達(dá)到很短的時間，熱效率高，反應(yīng)往往在幾分鐘內(nèi)完成;另外一個就是利用微波技術(shù)促進(jìn)分子之間化學(xué)反應(yīng)交替，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，并且產(chǎn)品質(zhì)量高。微波化學(xué)實驗中可用于微型實驗或小量規(guī)模實驗。微波化學(xué)反應(yīng)是一種直接或間接減少環(huán)境污染的新技術(shù)，為了形成新的實驗體制，需要高校積極進(jìn)行研究和推進(jìn)。

5.加強(qiáng)高校教師的綠色化教學(xué)觀念

優(yōu)質(zhì)的學(xué)生需要優(yōu)質(zhì)的教師來教育他們。教師需要確立綠色可持續(xù)發(fā)展的教學(xué)觀念，將綠色化學(xué)理念投入化學(xué)教育中，教師不僅要系統(tǒng)地研究綠色化學(xué)的理論知識，還要加強(qiáng)綠色化學(xué)技術(shù)的最新研究結(jié)果和發(fā)展方向的學(xué)習(xí)，為了促進(jìn)化學(xué)實驗的綠色化，最大限度地利用各種宣傳工具和媒體進(jìn)行宣傳;學(xué)生在畢業(yè)項目及課程設(shè)計中，根據(jù)綠色化學(xué)要求進(jìn)行教育改革和實習(xí);組織教師、專家和學(xué)者，進(jìn)行教育和科學(xué)研究，定期召開學(xué)術(shù)會議;讓化學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)過程融入綠色化學(xué)理念，只有高校教師擁有了綠色化學(xué)的理念，才能夠讓學(xué)生在化學(xué)實驗過程中擁有綠色發(fā)展理念。

6.實驗室廢棄物處理合格后再排放

6.1廢酸槽和廢堿槽應(yīng)安置在實驗室內(nèi)，每過一段時間，要中和廢酸性和廢堿溶液，在排出之前PH值要達(dá)到6-9。

6.2實驗室內(nèi)含有貴重藥品的廢液需要經(jīng)過化學(xué)處理后在進(jìn)行排放。

6.3部分毒性有機(jī)不溶性物質(zhì)在排放前需要經(jīng)過蒸餾回收后在進(jìn)行處理。

該方法不僅可以提高學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識，同時可以讓學(xué)生知道化學(xué)試劑的使用量，讓學(xué)生知道少量的化學(xué)物質(zhì)也會引起重要的反應(yīng)，不能任意排放，不能讓實驗室的廢棄物成為我們生活的污染物。

三、結(jié)束語

綠色化學(xué)不是獨立的學(xué)問，而是方針、思想指引、研究政策、新的教學(xué)理念的綜合性學(xué)問。化學(xué)實驗綠色化是從防止環(huán)境污染和資源節(jié)約的觀點出發(fā)，重新研究和改革傳統(tǒng)的化學(xué)實驗，更新和發(fā)展傳統(tǒng)的化學(xué)思考方式，確立化學(xué)教育的新想法。這是21世紀(jì)化學(xué)教育的新方向，也是化學(xué)教育工作者的義務(wù)性的課題。

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