高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)綠色和健康的生活理念意識(shí)越來(lái)越高，但化學(xué)工業(yè)的污染給人們的生活帶來(lái)了很大的傷害，因此，急需對(duì)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(yàn)教學(xué)中。本文主要論述了高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)內(nèi)容的改革，加強(qiáng)教學(xué)過(guò)程中多媒體技術(shù)的運(yùn)用，探索一條綠色理念的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：綠色化;化學(xué)實(shí)驗(yàn)室;多媒體技術(shù);環(huán)境保護(hù)

在化學(xué)教育過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)性教育是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)用能力和創(chuàng)新思維的主要方法。現(xiàn)在許多大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的污染源排放沒(méi)有組織化，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)驗(yàn)室排放量與化學(xué)工業(yè)排放量相比相對(duì)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(shí)驗(yàn)，所以，排放地區(qū)附近的污染物累計(jì)數(shù)量不容忽視。因此，當(dāng)前很多高校對(duì)如何減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染的方法和防止化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染的措施越來(lái)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(shí)驗(yàn)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(xiǎn)的試劑和溶劑。綠色化學(xué)技術(shù)是指為了避免對(duì)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(shí)驗(yàn)室是根據(jù)綠色化學(xué)理念來(lái)運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)的，是對(duì)環(huán)境沒(méi)有毒性污染和副作用的實(shí)驗(yàn)室。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本目標(biāo)是選擇低毒性或者無(wú)害試劑，選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，選擇最佳反應(yīng)條件，通過(guò)使用最佳催化劑來(lái)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(guò)采用微型實(shí)驗(yàn)設(shè)備、多媒體模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及實(shí)驗(yàn)室廢棄物綠色化處理等現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)備，來(lái)環(huán)保型化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

二、高校建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的有效途徑

1.采用多媒體進(jìn)行化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)

一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)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(shí)驗(yàn)，是利用多媒體進(jìn)行化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)的有效方法之一。例如，有機(jī)化合物物性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，但培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力并沒(méi)有什么幫助，這種實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備很多人力和物力，會(huì)誘發(fā)污染的物質(zhì)的排放，并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往不理想。為了讓學(xué)生驗(yàn)證理論，避免化學(xué)材料浪費(fèi)和污染，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)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(gè)目標(biāo)。CAI課件詳細(xì)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)原理、儀器、藥品及實(shí)驗(yàn)過(guò)程，利用觀看、聲音、動(dòng)畫等效果，讓學(xué)生舒適愉快地學(xué)習(xí)化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)方法，有效地克服環(huán)境污染及實(shí)驗(yàn)造成的不安全因素。

2.采用多媒體展示實(shí)驗(yàn)過(guò)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(lái)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(yùn)用也為教學(xué)過(guò)程中添加了一份精彩。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，教師可以通過(guò)多媒體向?qū)W生展示有毒性及腐蝕性化學(xué)試劑的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象，或者通過(guò)容易生成毒性物質(zhì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課件的展示，既能夠節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間，又能夠防止有害物質(zhì)對(duì)學(xué)生的傷害。為了實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的概念，在課堂教學(xué)中，多媒體的運(yùn)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(shí)水平。

3.采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，就可以采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是有明確的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料及時(shí)間節(jié)約、降低環(huán)境污染，是真正的安全、無(wú)毒性、環(huán)保型的實(shí)驗(yàn)方法。在通過(guò)實(shí)踐對(duì)比后，發(fā)現(xiàn)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法與常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)效果的準(zhǔn)確性上沒(méi)有明顯的差異，反而促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真、仔細(xì)操作。

4.改變化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(wú)機(jī)物及有機(jī)物合成。其中一個(gè)特點(diǎn)是加熱速度快，反應(yīng)溫度達(dá)到很短的時(shí)間，熱效率高，反應(yīng)往往在幾分鐘內(nèi)完成;另外一個(gè)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(shí)驗(yàn)中可用于微型實(shí)驗(yàn)或小量規(guī)模實(shí)驗(yàn)。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(shí)驗(yàn)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(lái)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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(xiàng)目及課程設(shè)計(jì)中，根據(jù)綠色化學(xué)要求進(jìn)行教育改革和實(shí)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(kāi)學(xué)術(shù)會(huì)議;讓化學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)過(guò)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中擁有綠色發(fā)展理念。

6.實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室內(nèi)，每過(guò)一段時(shí)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(shí)驗(yàn)室內(nèi)含有貴重藥品的廢液需要經(jīng)過(guò)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(guò)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(shí)，同時(shí)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(huì)引起重要的反應(yīng)，不能任意排放，不能讓實(shí)驗(yàn)室的廢棄物成為我們生活的污染物。

三、結(jié)束語(yǔ)

綠色化學(xué)不是獨(dú)立的學(xué)問(wèn)，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(wèn)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是從防止環(huán)境污染和資源節(jié)約的觀點(diǎn)出發(fā)，重新研究和改革傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，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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