绿色化学教学

1、绿色化学概念的提出

首先,经济飞速发展,人们越来越注重资源利用的效率,而绿色化学恰恰强调原子效率的高利用率。其次,随着国民素质的提升,绿色、环保、无公害等与环境保护息息相关的信息日益为人们所关注,绿色化学的节能减排也将日益成为民众所关心的话题。最后,在国家层面,我国已在绿色化学方面开展了大量的研究工作,并对与之相关的研究项目予以扶持,而且相关政策也出台,可以说,我国绿色化学的快速发展时代已经到来,当代大学生作为未来化学化工领域的生力军,一定要牢固树立绿色化学理念。

2、有机化学教学中绿色化学的渗透

2.1理论教学

(1)教师在进行教案编辑时,应该有目标、有计划地编入相关的绿色化学知识,所编入的知识要带有一定趣味性,并以生动形象的方式呈现给学生。这样,既可以提高学生学习的积极性,又有利于师生间的教学互动,活跃课堂氛围;同时,学生接受课堂教学信息的效率也随之提高,可谓是一举多得。

(2)在理论教学时,教师应根据教学内容,将有关绿色化学概念适时地介绍给学生,最好采用多媒体,以图文结合方式呈现出来;同时,还可以播放与有机化学相关的绿色化学的视频。其实,有机化学的内容有许多与绿色化学密切相关,如在讲解相转移催化剂时,可以用如下反应说明相转移催化剂在提高反应产率、减少有机溶剂使用等方面所具有的优势,其中就蕴含有绿色化学理念。

(3)在课间休息时,播放一些有关化学污染和绿色化学成功减少污染的图片和短视频,在视觉、听觉等感官上给学生以强烈的刺激,使得学生能够深刻地记住绿色化学,理解绿色化学,重视绿色化学,合理利用绿色化学。这样,进一步提高学生对绿色化学的认识,让学生充分认识到绿色化学给人们生产生活带来的诸多好处以及非绿色化学所带来的污染等诸多弊端,从而提高学生学习绿色化学的兴趣和热情。

2.2实验教学

(1)在有机化学实验教学中,要大量结合反应实例,在感知上提升学生对绿色化学的认知。例如,在进行羟醛缩合反应时,传统的反应需要用大量的有机溶剂和无机碱,也会产生多种副产物;如果依据绿色化学理念,对实验进行改进,可以采用不使用有机溶剂的无溶剂反应,不仅产率不会降低,副产物也相应减少。在己二酸的合成过程中,需要用高锰酸钾作氧化剂,易造成环境污染;若将合成方法进行改进,用H2O2氧化环己酮合成己二酸,反应的副产物是水,几乎不产生有害物质。酯化反应时,一般要用强酸催化,反应的废弃物会对水土环境产生严重的污染;若利用绿色化学理念,改用固体酸或分子筛催化,不仅不存在污染,而且催化剂还能重复使用,同时还能降低反应成本。这样举例教学,一方面帮助学生树立绿色化学理念,另一方面激发学生的学习兴趣,教学效果得到有效改善。

(2)在有机化学实验教学中,教师要在学生实验时,要求学生在没有必要的情况下,不要过量使用化学试剂;学生实验完成后,教师要指导学生利用和回收反应产品,正确处理“三废”,强调实验室“三废”管理制度。例如,在柱层析分离实验中,对已经使用的溶剂进行回收、分离和再利用。在安排实验项目时,应尽量选择反应产物可以连续利用的实验项目,让每次实验所得的产物可以做下一步实验或下一次实验的反应物。例如,1-(4-甲苯基)乙醇制备实验,先利用Fridel-Crafts酰基化反应制备芳香酮,然后再利用制备的芳香酮进行还原反应,得到最终产物。这样,既可以节约成本,又能够减少对环境污染。另外,在反应过程中,还可以对反应仪器进行选择,尽量减少反应药物的投入量,从而进一步减少有害化学品的使用。可喜的是,国内很多高校都在尝试将有机实验微型化。

2.3课外实践

有机化学是一门来自实践的科学,在理论教学的同时,安排了对应的实验,这虽然能提高学生的化学操作技能,但对学生解决实际问题能力的培养和绿色化学理念的形成还显得不足。为此,在不影响学生正常生活学习的情况下,教师可以适当地布置课外实践作业,让学生以小组为单位,利用课余时间到工厂或者生活聚集区采集样本,并对所取得的样本进行检验分析,确定污染成分,找到污染源,并根据分析结果,制定体现绿色化学理念的治理方案。这样,既可以提高学生动手能力,又可以帮助学生树立环保意识和绿色化学理念。另外,在条件允许下,教师可以带领学生到体现绿色化学理念的有机化学品生产工厂进行实地考察和参观,让学生进一步认识到绿色化学在化工生产中的重要作用和重大意义。

3、结束语

绿色化学是一门新兴的科学,高校的有机化学教师在教授有机化学时,要抓住机遇,适时地、多方面地开展绿色化学教育,并以此为契机,教育和帮助学生树立绿色化学理念,因为绿色化学在人类可持续发展、资源和能源的合理开发与综合利用、建立节约型社会等方面,将发挥巨大的作用。