探索绿色化学实验教学的途径

【摘要】为改变高职院校化学实验对环境的污染和实验教学资源浪费严重的现状，并且结合了我院的化学实验的具体情况，探索绿色化学实验教学的途径，使化学实验教学对环境的污染降到最低，对培养具有绿色化学理念的优秀化学化工人才，提高人才培养质量具有重要意义。

【关键词】绿色化学、实验教学、途径

【中图分类号】0621 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0054-01

高职院校的化学实验教学是培养化学化工等专业人才的关键环节，对学生分析问题、解决问题的能力及创新意识的培养起着重要的作用。化学实验教学内容占学时比例较大，它的实验项目多，所用的试剂药品种类多、药量大，反应时间长，实验中排出的废液、废气、废弃物比较多，若不对其进行妥善处理，会严重污染环境，危害健康。

绿色化学是近十年才产生和发展起来的，绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，是一个“新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

积极开展绿色化学实验的教学，降低实验教学成本费用、节约大量试剂药品、将化学实验教学对环境的污染降到最低，对环境保护、保护师生身心健康，对培养具有绿色化学理念的化学人才，促进化学化工人才培养质量的提升，具有重要意义。

1、加强绿色化学知识的学习、培养绿色环保意识

收集、整理和绿色化学的相关资料，教职工和学生共同学习。学习的内容包括：绿色化学的产生、发展、核心内容和基本原则、最新研究进展和成果，以及国内外关于实验教学绿色化的途径、措施等。全院教职工通过各教研室承办以“绿色化学”为主题的知识讲座、报告会来促进教职工“绿色化学理念”的形成，通过研讨会交流经验，研讨困惑，迅速提高整体教职工的绿色化学理念和实践能力。对学生开展绿色化学教育，开设“绿色化学”课程，承办“绿色化学”墙报、展板，举行“绿色化学”知识竞赛、实验设计大赛，开设大学生绿色化学创新课题等绿色化学实践活动。通过各种形式的“绿色化学运动”促进了生师绿色化学理念的形成和绿色化学知识的积累，为实现“实验教学绿色化”打下了基础。

2、化学实验教学实现绿色化的途径

2.1 整合实验资源，重设实验教学模块

原有实验课程和实验室设置是按理论课程的分类而设，各实验课程的仪器、药品、实验教师和实验管理都是独立的，实验教学缺乏整体协调性，造成资源浪费、环境污染严重。通过实验资源整合，打破了传统按无机、有机、分析、物化等实验教学模块的分类，改为基础实验、专论实验、综合设计实验和开放实验、创新性实验，循序渐进地安排实验开设顺序，各实验室相互协调，教学、科研实验资源都得到了充分利用，在保证教学质量的基础上最大化地节约实验资源、防止环境污染，特别利于实验药品、实验产物的再利用和实验废物的绿色化处理，符合绿色化学精神和原则。

2.2 改革实验教学内容，更新实验选题

实验教学内容是实现实验教学绿色化的关键环节，应该调整、删除传统实验中陈旧重复的实验内容以及实验资源耗费多、实验药品毒性大、污染严重且教育价值低的实验，更换为污染小、教育价值高的实验，精简、优选、更新实验项目。实验项目的选择应以实验内容的科学性和训练的全面性为原则，尽量选择使用无毒、无公害的绿色原料、溶剂、试剂等。首先从教材中遴选代表学科内容的典型实验；再结合生产实际，选择实用性强，即能增强学生毕业后的工作热情和信心、锻炼动手能力和实践能力的项目；还有从教师的某些科研项目中选择。

2.3 优化实验设计，改进实验教学手段

优化实验设计、改进实验教学手段是促进化学实验教学绿色化的重要途径。教师和实验员定期开展教研活动，研讨实验方案优化和实验手段改进问题，选择最优实验设计方案，确定最佳实验手段。①尽量采用“绿色循环实验”，充分考虑原子经济性原则。“绿色循环实验”，使各实验项目内容连续化，即使一项实验的产物成为下一项实验的原料，该实验的产物用于下一项实验的分析鉴别等，这样，使用最少的药品试剂完成尽量多的实验任务。设计实验方案时，遵循科学、简洁、安全、节约的原则确定实验项目的安排顺。②在保证实验效果的前提下尽可能节约实验资源。在实验操作技能训练中用水或无毒、价廉的药品代替实验药品，采用微型实验，药品用量微量、半微量化等。③改进实验装置和实验流程，实现每一个环节的节约、环保和安全。例如给普通酒精灯加一个高温防风罩，一般液体加热速度提高1～2倍，固体加热速度提高3-5倍，安全美观，既节约了能源（酒精）又节约了时间。再如，在学生熟练掌握了基本操作技能以后，实验中用微量加液器取用液体试剂，既快又准确，减少了液体试剂的挥发和浪费，既有效防止了学生多取药品再倒掉的浪费和污染，又避免了一个学生用一套量器取试剂所造成的仪器使用量、仪器粘带试剂、仪器清洗等大量资源损耗和损坏，使用微量加液器的实验资源节约价值非常可观，符合绿色化学原则。

2.4 改进实验教学模式

采用先进的实验手段是未来实验教学绿色化的重要途径。广泛采用微波实验、超声合成等先进的实验手段可以大大缩短实验时间，提高实验效率，节约能源。采用固体溶剂循环使用，既经济又环保。2）充分利用现代科技手段实现实验绿色化。建立网络模拟实验室，网上挂出实验的内容、要求、录像、思考问题等，利于不同实验水平的同学自主学习，减少实验的盲目性。学经过实验前的网络实验操作大大减少真实操作的失误、仪器的损坏和药品的浪费，不仅扩展了实验内容，而且节约了实验资源。

2.5 开展微型化学实验

“微型化学实验”是国际上公认的能体现绿色化学理念的一种化学实验的新技术和新方法。在高职院校化学教学中，扎实开展微型化学实验，不但可以减少化学实验对环境的污染，而且有助于学生树立绿色化学意识，初步体验绿色化学的方法和技术。其药品与试剂的用量是常规实验的数十分之一至千分之一，比对应的常规实验节省药品90%左右。微型化学实验的两个基本特征是仪器的微型化和试剂的微量化。因为只有仪器微型化了，才能减少试剂在器皿上的附着量，同时还应尽可能减少中间产物的转移过程，以减少试剂在器皿上的附着，所以，微型化学实验是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行。

参考文献

[1]高成庄，申国玉.高校绿色化学实验教学初探[J].教育与职业，2007（21）：159～160

[2]孟庆民，蒋应田.基础化学实验室的绿色化建设[J].实验技术与管理，2004，21（6）：140～142