物理化学实验教学绿色化改革实践

魏泽英，李树全，谢小燕，髙 慧

（云南中医学院 药学院，云南 昆明 650500）

物理化学实验教学绿色化改革实践

魏泽英，李树全，谢小燕，髙 慧

（云南中医学院 药学院，云南 昆明 650500）

化学实验绿色化是化学教学改革的趋势，在确保实验教学质量的前提下，从教学理念、实验内容、实验方法、试剂使用、废弃物处理、实验室管理等方面入手进行物理化学实验教学改革，把有毒、有害、污染等问题减少、消除，实现物理化学实验教学的绿色化。

绿色化学；教学改革；实验；物理化学

环境污染日益严重，人类赖以生存的环境正受到前所未有的危害。高校化学实验室承担着教学、科研的繁重任务，日积月累，其排放、产生的有毒、有害物质对环境的污染也是不容忽视的。为了减少物理化学实验的污染，提高人才培养质量，近年来我院进行了物理化学实验教学绿色化改革探索。绿色化学（Green Chemistry）又称环境无害化学（Environmental Benign Chemistry）、友好化学（Friendly Chemistry）、清洁化学（Clean Chemistry），上世纪90年代中期提出，末期引入我国。绿色化学是人类与自然和谐的化学，化学教学绿色化是一种新的教学理念。从改革实验方法内容、改革实验室管理、改变观念等方面入手，在实验中把有毒、有害、污染等问题减少、消除，基本实现了物理化学实验绿色化，同时培养了学生的绿色化学理念。

一、培养学生的环保意识，树立化学实验绿色化理念

环保意识对实验教学绿色化改革成败起着重要作用，没有思想上的高度重视，就不会有实验教学绿色化改革的稳步推进。培养学生的环保意识对每一位教师来说都是责无旁贷的。在日常教学中，教师们能够应以身作则，以言传身教，结合教学内容，讲清楚污染的原因、向学生传播绿色环保观念。在实验教学的每一个环节，教师更要身体力行，让环保成为师生的自觉行动。

二、实验内容绿色化

在确保实验教学质量的前提下改革实验内容，尽量不用或少用有毒有害物质，从源头上防治污染。以锌—锡体系代替过去采用的铅—锡体系、铋—镉体系绘制二组分简单低共熔体系相图，既避免了污染又降低了实验成本。二组分液—液平衡系统相图的绘制，用苯酚—水系统代替苯—乙醇系统；液体饱和蒸气压测定实验，由测苯的蒸气压改成测定乙醇的蒸气压；凝固点降低法测化合物的摩尔质量，过去一直是以苯为溶剂测定萘的摩尔质量，这也是物理化学实验的经典内容，现在改为以水为溶剂测定葡萄糖的摩尔质量，无毒无害且成本低，学生操作起来也更细心、认真，不用担心苯伤害身体，实验做到了无苯化。乳状液的性质验证实验，以牛奶、植物油、水等为主要试剂进行实验，尽量不用或少用有毒试剂。

三、实验方法绿色化

开展微型化、小型化、综合化实验。微型化、小型化、综合化实验可以大幅减少试剂的使用量和产生的废液，节约了资源，减少了污染。二组分简单低共熔体系相图绘制实验，按常规方法，每份样品需金属粒100克左右，采用小型实验样品管后，每份样品仅需金属粒10克左右。固—液界面的吸附是以活性炭吸附醋酸溶液进行实验，电导法测定弱电解质的电离常数是测醋酸的电离平衡常数，过去是两个实验，实验占用学时多，试剂需要量大，产生的废液多，现在合并为一个实验，吸附平衡后不用酸碱滴定确定终点，而用电导滴定确定终点并进行相应计算，不但达到了实验目的，还让学生学习了电导滴定，同时提高了实验效率，试剂的使用量、产生的废液大为减少。

四、试剂使用绿色化

在实验药品的使用中坚持“5R”原则，即减量（Reduce）、重复使用（Reuse）、拒用（Rejection，拒绝使用无法替代、回收、再生的有毒物）、回收（Recycling）、再生（Regeneration）的原则。教师在准备实验的时候精心设计，尽量少用试剂、回收利用药品，尽量使用无毒、低毒试剂，并在实验过程中认真监督学生不要随意丢弃药品。称重时很容易造成浪费、泼洒，为了养成学生的良好习惯，规定如发现天平周围有药品，将被扣分，学生操作起来就小心多了。凝固点降低法测定化合物摩尔质量的实验中，冷冻剂冰水混合物可重复使用，冰水可多次冷冻作为冷冻剂供后面的班级使用。

五、妥善处理废弃物

较之工业生产，实验室产生的“三废”似乎量不大，部分人员认识不到位、思想上不重视，所以随意处置化学废物、乱倒废液、乱丢废物、操作中不考虑对环境的危害等现象时有发生。开展物理化学实验教学绿色化改革后，实验人员提高了认识，不但重视了对有毒有害物质的处理，不让其进入环境，也重视了对无毒无害且可回收利用、重复使用的物质的处理再利用。准备好专门用于回收废弃物的容器，实验中和实验结束时，要求学生按要求把废弃物放入指定的容器中，由专人对废弃物进行妥善处理。把学生是否按要求处理废弃物作为实验考核指标之一，与成绩挂钩。化学实验中培养的良好习惯将使学生们终身受益。

六、完善实验、实验室管理

从科学管理入手，围绕绿色化学实验改革，建立、建全实验规则、实验室规章制度等并严格按制度执行，不让管理的疏漏使实验绿色化改革的努力打折扣甚至付之东流。围绕培养学生的绿色化学理念，每个班于开始一个学期的实验前，至少用1学时就实验室管理、实验绿色化给学生讲解有关要求，得到学生的理解、配合，让学生在实验中自觉遵守有关规定、要求，自觉为绿色化实验教学改革尽力；为绿色化实验提出合理化建议的同学会得到充分鼓励并加分。实验室管理的规章制度是确保实验、实验室工作有序开展、绿色化学理念得到贯彻的重要保证，从绿色化学理念出发，制定了仪器设备管理规定、试剂保管使用规定、废弃物回收利用规定等规章制度并在执行过程中修订、完善，使绿色化改革有章可循、有法可依，以制度管人，我院的物理化学实验绿色化改革正朝着逐步成熟、完善的方向进行。在实验绿色化的进程中，有些工作看似很细碎、繁杂，我们只有做有心人，真正把实验教学绿色化改革贯彻到日常的工作中，从点滴做起，才能保证、促进实验教学绿色化改革的稳步推进。物理化学实验绿色化改革后，实验环境、实验氛围明显改善，学生畏惧实验、担心身体受到损害的心理明显降低，实验兴趣、实验质量明显提高。

物理化学实验教学绿色化改革任重道远，还有许多工作要做。从绿色化学理念出发来重新审视和改革传统化学实验，实验教材的重要性不言而喻，但目前使用的一些物理化学实验教材，还是沿袭几十年来的做法，对实验内容、实验安排缺乏环保设计，没有实验可能产生的污染及如何避免污染等方面的内容；目前尚没有系统的实验废弃物处理方面的指导书籍，资料零散，不利于实验绿色化改革的深入开展；一些教师认识不到位，还存在着完成教学任务即可，不愿花时间、精力处理实验废弃物的思想。类似这些问题有待深入思考、探索。

[1]王元兰，谭晓燕，文瑞芝.物理化学实验教学中进行绿色化学教育的探索与实践[J].长沙铁道学院学报，2007，8（4）：265-270.

[2]李凤，黄玉玲，荣先国.关于化学实验绿色化的研究与探索[J].价值工程，2012，（15）：291-292.

[3]杨涛.二元合金相图实验的改进[J].四川理工学院学报（社会科学版），2009，（24）：207-208.

[4]陈振江，刘幸平.物理化学实验[M].北京：中国中医药出版社，2009：35-38，62-64.

[5]苑娟，王俊敏，李晓飞，等.中药学专业物理化学实验教学的绿色化改革[J].药学教育，2011，27（4）：57-59.

[6]邵晨，许炎妹，董文惠，等.建设物理化学绿色实验室的初步探索[J].科教文汇，2008，（4）：19.

[7]张翠粉，徐苏娟.实验室常见化学废弃物的危害及处理[J].污染防治技术，2007，20（3）：71-72.

G642.0

A

1674-9324（2014）01-0245-02

云南中医学院重点建设课程。

魏泽英（1964-），女，云南人，理学硕士，副教授，研究方向：物理化学教学和药物稳定性。