高校化學實驗的綠色化學研究

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摘要:綠色化學是新課程理念下的一種新型教學方法和教學理念，對開展素質(zhì)教育活動具有非常重要的意義。教師應(yīng)重新審視和改革高校化學實驗的教學內(nèi)容、實驗計劃及轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學理念，還應(yīng)優(yōu)化教學結(jié)構(gòu)，樹立新型的綠色化學教學理念。

關(guān)鍵詞:高校;化學實驗;綠色化學

1綠色化學的含義

綠色化學又被稱為環(huán)境無害化學、環(huán)境友好化學，利用化學原理和方法來研究和尋找的二次循環(huán)利用的無毒害原材料，最大程度上減少污染資源，以便更好地實現(xiàn)新課程理念下的教學目標。綠色化學主要分為四個方面:第一，減量即省資源、少污染，減少三廢的產(chǎn)生與排放。第二，拒用即不使用一些無法替代、污染性較強的藥品原料，進而有效杜絕污染。第三，循環(huán)利用，如催化劑、載體，利用一些可循環(huán)的資源。第四，回收即回收未反應(yīng)的試劑、非反應(yīng)試劑、副產(chǎn)物，助溶劑等。可見，綠色化學主要就是強調(diào)利用一些可循環(huán)的資源，降低對環(huán)境的污染。

2高校化學實驗中綠色化學探究途徑

2.1滲透綠色化學理念，優(yōu)化教學結(jié)構(gòu)

在傳統(tǒng)教學中，教師并沒有認識到綠色化學對化學教學發(fā)展的重要性，這一理念嚴重影響了學生的學習態(tài)度。鑒于此，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學生綠色化學思想，并加強綠色環(huán)保意識的教育，把保護環(huán)境知識一點一點有效地滲透于整個化學實驗教學中，也應(yīng)有意識地把本地區(qū)環(huán)境污染的典型事例放在教學內(nèi)容中，如化工廠氯氣的外溢，不僅會造成人呼吸困難，而且還會使蔬菜枯萎，損害人體健康。基于此，教師應(yīng)該讓學生切身體驗到環(huán)境污染給人們帶來的危害，并通過多種教學途徑培養(yǎng)學生對環(huán)境保護的責任感，同時還應(yīng)該把不經(jīng)過處理的廢水、廢氣對人們造成的危害，及不合理處理可能會導致的安全事故告知學生，這樣才能讓學生明白回收、做好相應(yīng)處理工作的重要性，還可以培養(yǎng)學生良好的實驗室習慣。此外，教師還應(yīng)多增設(shè)一些實驗后廢氣物無害化處理的教學環(huán)節(jié)，多引導學生妥善處理、回收實驗廢棄物，進行廢物利用。例如，化學實驗教學中回收的廢酸(硫酸、鹽酸)用來沖洗廁所，這樣既能提高試劑的利用率、減少實驗污染，還能培養(yǎng)學生的環(huán)保意識，使廢氣材料變成寶貝，實現(xiàn)綠色化學教學目標。

2.2安排綠色化教學內(nèi)容

要想實現(xiàn)綠色化學實驗，教師的首要教學任務(wù)是從源頭制止化學污染的生成。教材是教學最重要的組成部分，也是教學的載體。所以，為實現(xiàn)綠色化教學，教師應(yīng)盡量挑選一些能夠反映綠色教學內(nèi)容的教材，如果教材中沒有特別介紹綠色化學教學內(nèi)容，教師應(yīng)該根據(jù)實際的教學內(nèi)容和學生的實際發(fā)展情況將實驗內(nèi)容整體化。傳統(tǒng)教學中，教師過于忽視實驗過程對環(huán)境的污染。為改善高校化學實驗教學現(xiàn)狀，教師應(yīng)及時調(diào)整實驗教學內(nèi)容，選取合適有效的實驗題目，其內(nèi)容應(yīng)該圍繞基本原理、實驗操作開設(shè)大小型的污染實驗，如氣體摩爾質(zhì)量的測定、醋酸標準解離常數(shù)和解離度的測定，從根本上解決污染物。

2.3合理利用多媒體技術(shù)，模擬化學仿真實驗

在傳統(tǒng)教學中，教師并沒有做到與時俱進，仍然采用傳統(tǒng)的教學手段，無法真實反映化學現(xiàn)象，還會消耗大量的藥品和水資源，尤其是容易導致安全事故的發(fā)生，影響師生的身體健康。多媒體技術(shù)是新課程理念下的一種新型教學手段，不僅可以將枯燥無味的理論知識用更加生動形象的方式呈現(xiàn)給學生，還可以模擬化學仿真實驗，減少藥品的損耗，實現(xiàn)安全、方便、快捷且污染的目的。所以，在進行化學實驗教學的過程中，教師應(yīng)結(jié)合實際的教學內(nèi)容和學生的認知情況合理地利用多媒體技術(shù)，把實驗過程更加清晰地呈現(xiàn)給學生，再結(jié)合理論知識的講授，便于學生更好地理解知識。多媒體技術(shù)對開展綠色化學教學活動具有非常大的促進作用，理應(yīng)得到相關(guān)教育工作者的支持與重視，以便更好地調(diào)動學生的學習積極性。

2.4將綠色化學教育融入無機及分析化學實驗教學過程中

無機及分析化學實驗是我校生物化工、食品工程、制藥工程、紡織工程專業(yè)大學一年級新生開設(shè)的基礎(chǔ)實驗課，是學生檢驗無機及分析化學理論知識、獲得和累積化學經(jīng)驗知識的重要手段，是提高學生科學素質(zhì)和化學實驗操作技能的重要途徑。在無機及分析化學實驗的教學過程中，應(yīng)充分將環(huán)保意識、環(huán)境化學知識與實驗教學聯(lián)系起來，在實驗室進行環(huán)保、安全和節(jié)能減排教育，加強化學實驗廢棄物處理技術(shù)教育，使學生了解常見的環(huán)境污染治理方法及防范措施，實驗過程中做到規(guī)范操作，節(jié)省藥品及試劑用量，減少實驗對環(huán)境的污染。

2.5采用模擬化學仿真實驗

傳統(tǒng)的分析化學實驗中，有些實驗需要使用一些有毒、有害的化學試劑，這些實驗有可能會排放有毒的廢棄物(毒氣、毒水、毒渣)污染實驗環(huán)境，并給師生身體健康帶來一定的危害。對于這些毒性大、危險性大、環(huán)境污染嚴重的實驗，可以通過模擬化學仿真實驗進行實驗教學。模擬化學仿真實驗既讓學生學習了實驗方法，又使這些有毒、危險、對環(huán)境污染嚴重的實驗變成了綠色化實驗，對保護自然資源、緩解化學實驗對環(huán)境的污染等都會產(chǎn)生積極影響，是減少實驗室廢棄物污染和保護環(huán)境的最佳途徑。它是化學實驗綠色化研究的重要內(nèi)容，是化學實驗擺脫實物教育的一場革命。將綠色化學滲透到分析化學實驗教學過程的各個環(huán)節(jié)中，改進實驗教學方法，不僅可以達到提高學生實驗操作技能、增強學生的環(huán)保意識、培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的教學目的，還可以實現(xiàn)節(jié)約試劑、減少污染、零排放的目標。

2.6采用微型實驗

對于危險、有毒、昂貴、污染的化學實驗，微型實驗尤其重要。微型實驗可實現(xiàn)實驗器材微型化、實驗藥品微量化及點滴化，從源頭上顯著減少污染物的排放，杜絕實驗過程給環(huán)境帶來的污染，達到綠色環(huán)保的要求，提高了實驗的安全性，減少試劑藥品用量，降低了實驗成本，顯著減少了有毒、污染物質(zhì)的排放，改善了實驗環(huán)境條件，極大減少了對環(huán)境的污染。微量實驗既有利于實現(xiàn)化學實驗的綠色化，又有利于學生樹立環(huán)保意識。

2.7妥善處理三廢，達到綠色排放

在無機及分析化學實驗教學過程中，會產(chǎn)生一定量的廢氣、廢液(如鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等酸、堿廢液)和廢渣(如固體產(chǎn)物、剩余的固體原料、破碎的玻璃儀器、廢紙等固體廢棄物)。實驗室產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣，如處理不及時、不合理，將影響實驗室人員、居民的身體健康與環(huán)境。若將酸、堿廢液直接倒入水槽，會腐蝕、損壞排水管道。若將重金屬廢液直接排入水體，不但是一種浪費，還會污染實驗室周邊水體，且重金屬一般不能被微生物所分解，甚至某些重金屬能通過微生物作用產(chǎn)生毒性更大的金屬有機物，經(jīng)過食物鏈的傳遞，最終進入人體。因此，在實驗教學過程中，三廢一旦產(chǎn)生，應(yīng)及時處理，實驗過程中產(chǎn)生的一些有毒廢氣，學生可以通過自制的除尾氣裝置進行處理。對于有些不好處理的三廢，應(yīng)由實驗管理工作人員按照三廢處理標準嚴格進行處理。在實驗教學的過程中，用綠色化學發(fā)展理念作為指導，從準備實驗到操作實驗，最后結(jié)束實驗都要做到綠色化，從源頭抓起，從源頭阻止污染，讓傳統(tǒng)化學實驗成為更清潔、無害的綠色化學實驗。

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作者:張巍 單位:哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學院基礎(chǔ)教育學院