在化学实验教学中体现绿色化和创新性的初步探索

李小敏

（伊犁师范学院 化学与生物科学学院，新疆 伊宁835000）

1 引言

化学是一门以实验为基础的学科。化学知识的学习，特别是化学实验的教学过程对学生的创新精神和实践能力的培养，是其它学科所不能替代的。2014年白春礼院士在第29届化学年会中指出对于未来化学的发展，要进一步增强创新自信，勇于挑战化学领域的重大问题，取得更多有重大影响的原创性成果。希望化学家们为社会创造出更加绿色、安全的化学物质和产品[1～3]。

当代高等学校本科教学改革工程中的重点之一就是提高学生的综合素质，提高学生的创新意识、创新能力及创新精神[2]。但是，随着科技的发展和社会的进步，环境污染问题日趋严重[3]。如何从源头上阻止污染，保护人类的健康和赖以生存的环境，使化学能够真正的为人类创造“清洁无污染”的财富，已成为当前亟待解决的问题。因而改革化学实验教学、走绿色之路，在大学化学教育中势在必行。因此，为化学教育工作者提出了一个研究性的课题如何在化学实验教学中体现绿色化和创新性。

2 创新性和绿色化意识的培养

笔者作为一名在少数民族地区高校工作的化学老师，深刻的感受到学生创新意识、创新能力及绿色化意识不强，其中最明显的表现在于学生对大学三、四年级开设的创新性实验课的兴趣不大，自愿报名参加大学生创新性实验计划项目的少。追其原因在于学生的创新性意识太薄弱。大多数学生认为创新性离他们很远，创新很难。应告诉学生现在大多数所谓的创新都是在别人的基础上的进一步深入、拔高，只有很少一部分工作是完全的自主创新。个人看法：或思想创新，或手段创新，或应用创新，或集成创新，在别人的基础上更进一步，就是创新。

因此，可以是研究对象创新，可以是实验方法创新，或是同样的实验方法、过程，但结果更好等等都可以认为是创新，消除学生对创新的畏难意识。

在培养学生创新能力的前提下，教师可通过对实验教学内容、教学手段和教学方法的改革来建立实验教学绿色化理念。在大学化学教育中，绿色化学意识的培养是实现绿色化学最便捷和最有效的选择，通过实验教学对学生进行绿色化教育，能增强学生的绿色化意识，养成良好的环保习惯。因此，从学生开始进入大一的学习起，就要不断的进行创新性和绿色化意识的教育。

3 用绿色化的理念看待问题来寻找创新点

1990年，美国环境保护总署Anastas及其合作者首先提出了绿色化学的概念[4，5]。绿色化学是指利用化学原理，在化学用品的设计生产和应用中，消除或减少有毒有害物质的使用和生产，设计研究没有或尽可能减少环境副作用。

很多学生认为创新点很难找，如何找创新点呢？我们可以以绿色化的理念在我们已学习的实验课中的实验实例中寻找创新点，具体的说就是看化学药品、化学反应、反应过程、反应产物及反应用量等等的能否实现绿色化，即：①实现原料绿色化：在实验过程中，要尽量使用无毒、无害以及可再生的原料；②实现化学反应绿色化：在实验过程中，尽量确保反应的中间产物及所使用的催化剂无毒无害；③实现生成产物绿色化：反应产物，例如所生产的气体、液体等没有毒害或进行无毒无害处理；④实现实验用量绿色化：在满足实验要求的前提下，所使用的试剂的用量最少；⑤实现实验方案绿色化：实验装置尽可能的重复利用，尽量使用低能耗的物质等。所以用绿色化的理念看待问题可以让我们寻找到许多创新点。

4 在创新性实验中体现绿色化

目前，多数高校在学生本科的化学实验设置中大致分为化学基础实验、化学合成实验、化学综合设计实验以及创新性实验这四大类，其中，创新性实验的设置旨在培养学生具有创造性的思维和较强的实践能力。

创新实验中尤其是学生自主创新实验，学生真正是自主设计创新实验中的主体角色，老师做为辅助和建议功能的角色可以有意识的引导学生在实验设计中进行绿色化设计，设计出对环境没有或只有尽可能小的负面作用的实验路线，选用无毒、无害的原料，无毒、无害的溶剂，尽可能进行绿色化化学反应，得到环境友好性产品。学生在具体的实验操作中也要有意识的体现绿色化，减少化学实验三废对环境污染，尽可能实现污染物的“零排放”。由于完成化学实验要消耗大量的化学试剂，可以采用微小型的仪器，尽可能减少中间生成物的转移过程，以减少试剂在器皿上的附着量，用尽可能少的化学试剂来进行实验，从而极大地减少了实验“三废”的排放[6]。

5 计算机多媒体技术实现化学实验的绿色化

迅速发展起来的计算机技术是实现和开展化学仿真实验教学的有力保障。近几年，兴起一种新的实验教学手段——计算机多媒体技术辅助的化学实验教学。但在民族地区使用并不广泛和深入，关于多媒体教学，对其评价可谓毁誉参半。但是有一点，大家不可否认的是计算机辅助教学模拟化学实验是一种绿色的实验方式，因为它的化学试剂和仪器装置都是“零投入”，而产物可以实现“废弃物零排放”。特别适用于演示一些复杂的实验过程尤其是有一定危险性或有有毒害性物质释放的难以成功的实验过程和不易理解的实验设备工作原理。计算机辅助的仿真化学实验是实验教学、走绿色化之路的途径之一。

6 改革实验内容，体现绿色化和创新性

当前教学中存在的一个问题就是化学实验脱离生活，所以在实验教学中，将实验与日常生活相关联，有意识的鼓励学生进行解决，不仅可以提高学生的兴趣，还可以提高解决实际问题的能力。实验内容不是固定不变的，教师可以选择多个具有社会意义的活动主题，让学生根据自己的爱好从中自由挑选，如教师在教学过程中，有效地结合地方资源，在实验项目的设置上，将绿色化学理念渗透在教学中，改变以往传统的实验模式，从而一方面培养了学生的实验兴趣，同时提高了学生的创新性。

研究创新型实验项目还可以通过结合教师的科研项目，通过对成果的提炼和转化，凝练成本学科的研究热点。教师设计出创新型实验，通过老师的的创新，带动学生创新，这样同样可以激发学生的求知欲，从而培养学生的创新意识。但是这就要求实验的内容新颖，能够充分调动学生的兴趣，让学生有可以进一步探索、思考创造的空间，使学生在实验过程中真正地有机会去思考。

作为高校化学教师，应将绿色化和创新性的理念融入到化学实验教学中，大力鼓励学生在实验课中发现问题做进一步深入的研究，培养具有绿色化和创新性意识的化学人才。

[1]白春礼.化学创造美好生活－写在化学年百年纪念[J].科技导报，2011，29（4）：3.

[2]景红霞，李巧玲，李延斌，等.无机及分析化学实验教学改革与实践[J].实验室科学，2014，17（3）：127～128.

[3]周立亚，龚福忠，王 凡，等.创建绿色化学实验室的探讨[J].实验技术与管理，2010，27（6）：174～176.

[4]宋桂苓.绿色有机化学实验的探索和实践[J].实验室研究与探索，2006，25（8）：899～991.

[5]张庆云.化学实验中的绿色化技术[J].化学教育，2008（4）：61～62.

[6]马卫必.关于节约型有机化学实验教学的几点建议[J].实验室研究与探索，2007，26（2）：87～96.