绿色化分析化学实验教学研究

＊白 都

（白银矿冶职业技术学院 甘肃 730900）

绿色化分析化学实验教学研究

＊白 都

（白银矿冶职业技术学院 甘肃 730900）

化学实验是化学教学中不可或缺的环节，通过化学实验能够帮助学生更好的了解化学现象，认识化学原理本质。但在进行化学实验教学时，最大的一个问题就是会造成一定的污染，尤其是在社会对环境资源保护观念越发重视的今天，开展绿色化学实验十分重要。在本文中笔者将从绿色化学理念与发展开始分析，并提出以下绿色化学实验教学策略，旨在帮助高职化学实验实现绿色化目标。

绿色化；化学实验；教学研究

前言

高职化学是以实验为基础展开的教学，但由于化学实验是通过物质反应完成的，因此势必会对环境造成一定的危害，由此化学实验绿色化观念被提出，而这也成为减少化学有害产物、降低环境污染破坏的本质方法，因此在未来的高职化学教学中，教师要转变实验教学理念，注重绿色化学实验教学实施，这不仅是对可持续发展战略的一种响应，也可以从本质上帮助学生形成绿色化学思维。

1.绿色化学理念与发展

绿色化学又被称之为环境友好化学，通过名称定义就可以发现，绿色化学是为了环境改善而存在的，它在思想上反思了传统化学实验教学的缺失，同时也吸收了多种新型技术，如生物技术、材料技术以及信息理论等，由此可以看出，绿色化学是新兴但却综合交叉的学科理念。从本意上分析，绿色化学的核心是从资源重复利用角度对传统化学工艺的改革，从而实现环境资源的可持续发展，在众多绿色化学理念之中，原子利用率与绿色化学十二原则被认为是化学最核心本质的思想，首先原子利用率，也被称之为原子经济性，以倡导原子控制为依据，进而减少化学反应中目标产物质量与废弃物质量，从而保障反应物质原料最大限度的进入到生产物原料之中，极大地提高原子的经济性。其次，绿色化学十二原则，在此项原则之中，以预防化学废弃物产生为主，通过合理的化学实验方法，使化学反应生产物更加安全无害，同时在实验过程中，提倡使用催化剂，进而通过加快化学反应速率，来减少实验过程的危害性。

2.绿色化分析化学实验教学研究

(1)更新实验教学理念，注重绿色环保教育

若想从本质上实现绿色化学实验教学，首先，教师要从自身的观念入手，实现实验教学理念的更新。在传统的高职化学实验教学中，主要是以化学试剂为原料，以验证化学实验理论为教学内容，从而提升学生的操作技能，加深化学知识认知，由此可以看出在以往的教学中，并没有关注绿色化学这一概念，只是以知识传授为主要目的。为此随着教学改革的不断深入，提出了学生双基能力的培养以及以人为本的教学理念，为此教师也应该从教学改革创导出发，在实验教学中以学生为主，减少实验过程中有毒有害物质对学生身体的伤害，将绿色化学理念与以人为本的教学理念应用在实验教学之中，进而培养学生的创新能力，构建绿色化学实验教学课堂。其次，在教学过程中，绿色化学理念不只是要落实在实验教学之中，还应该注重对学生的绿色教育，强化学生环保意识，具体而言，笔者认为可以从以下三个方面做起，首先，在教学过程中，注重环保知识的渗透，将生态平衡、臭氧空洞、温室效应以及三废污染等和一些著名的环境破坏事件，以图片或者媒体课件的形式展示给学生，让学生从心理认可绿色化学，树立环境保护意识，将绿色化学概念融入到实验学习中。其次，在实验教学过程中，教师要注重寻找一些有毒试剂的代替品，并且引导学生研究无污染实验装置以及实验设计，在提升学生环保意识的同时，培养学生的创新能力。最后，高职院校内，可以开设相关的化工环境保护概论选修课程，让学生在业余时间中可以进一步学习绿色化学理念，强化学生的绿色化学意识，进而让学生将这种绿色化学意识带入到今后的工作以及化工生产过程中，无论是对于学生自身，还是我国的工业建设发展都是具有重要意义。

(2)做好三废处理，减少环境污染

在化学实验中试剂完全反应结束后，会生产一定的废气、废水、废渣，这些实验残留的物质将成为破坏环境主要的污染源，被称之为实验“三废”。在绿色化学理念下，做好三废处理十分重要。首先，实验废气就是指在实验过程中产生的有害气体，这些气体人吸入会造成一定的危害，因此在进行试验研究时，主要是以“扇闻”的方式进行观察，如氨气就是一种典型的废气，但在实验结束后，这些气体仍然会有部分残留，并且还会弥散在空气之中，从而对人身体造成危害，因此必须要进行严格的废气处理。其次，废水就是指在实验过程中，产生的有机溶剂、废酸溶液以及废碱溶液等，在实验结束后，教师应该引导学生对这些溶液分开收集，并有针对性的进行处理。以废酸溶液和废碱溶液为例，在进行处理时，可以采用酸碱中和的方式，通过溶液之间的调和，将废液PH值控制在6．5～8．5之间，然后在进行排放，这样就不会对下水管道以及水源造成危害。最后，废渣就是指在化学实验过程中产生的一些固体有害物质，对于这些废渣最好的处理方式就是回收并进行二次利用。在这里笔者以“硬水软化”实验为例，在实验过程中会产生树脂废渣，但若是将这种废渣浸泡在浓度为1mol/L的HCl溶液中，废渣就可以二次利用成为日后实验中的原料，而这无疑是符合绿色化学实验概念的。除了以上的处理措施外，针对三废环境污染，最本质的一种方法，就是实现实验过程污染物零排放，而这也是绿色化学理念的核心。具体来说，在实验过程中，应做好相应的实验污染主控点，通过实验设置优化，对实验材料、实验装置、实验试剂以及实验方法进行控制选择，从而实现零污染、零排放的目的。为此在进行实验时，教师可以从地方能源开发以及学生的创新能力培养出发，在实验过程中为学生渗透绿色化学理念，从而改变以往的教学模式，注重实验教学内容与资源开发利用之间的结合。在教学过程中筛选出两个独立的教学板块，第一的板块以网络技术与仿真实验技术为主，第二板块以综合性实验为主。在教学过程中，所选用的实验材料都是无毒或者低毒的材料，然后将一些毒性大、污染强的实验汇集成合成实验，如指示剂合成实验，减少采用笨、溴、氨磺酸等有害试剂使用。同时注重新型绿色化学实验教学研究，如绿原酸超声提取分离、白云石制备超细碳酸钙、单宁酸沉淀法提取烟碱以及相色谱等，通过这些同等教学目的绿色化学实验模式实施，代替原有有害有毒实验操作，不但可以从本质上减少三废污染实验产生，还可以培养学生的创新意识与绿色化学意识，对于学生日后的工作发展都具有重要促进作用。

(3)减少试验试剂用量，开展化学微型实验

在高职化学实验教学中，实验教学开展的目的就是让学生通过实验现象的观察，从而认识化学原理本质。因此，在实验过程中只要能够起到观察效果即可，与实验试剂的用量无关。同时，在实验过程中，很多实验试剂具有一定的致癌性和腐蚀性，大量的实验试剂反而会对人的身体造成一定的损害，因此在实验设计过程中，减少实验试剂用量，开展微型化学实验十分重要。微型化学实验被誉为二十世纪末期的化学实验革命，也是现下绿色化学实验中的重要组成部分。其以减少实验试剂用量为主要目的，但却可以获取同样的化学信息，在这个过程中，由于投入的化学试剂用量减少了，因此产生三废的可能就会降低，这样就可以实现控制环境污染，节约材料成本的目的。通常情况下，采用微型实验，实验耗材和实验经费可以降低成本费用一半以上，同时在具体实验时间中，也可以缩短原有实验时间的30%～40%左右。另外，微型实验充分的利用了实验资源，并且结果表征都是采用精密的仪器进行操作，这可以使观察效果更加突出。例如在进行“乙二酸制备”以及“乙酰苯胺制备”过程中，都可以采用微型实验，且在实验过程中使用的试剂用量仅为原有实验试剂用量的10%～20%左右，这无疑也是绿色化学理念的一种体现。

(4)改善实验教学环境，实施网络虚拟仿真实验

随着近些年网络技术的不断发展，在进行高职化学实验教学时，运用网络模拟与仿真实验代替原有的实验操作，可以从本质上减少环境污染问题，进而实现绿色化学实验教学。运用网络虚拟仿真实验具有以下三点好处，首先，可以降低实验成本，减少实验设备投入。在进行网络虚拟仿真实验时，是不需要使用任何实验试剂与实验器材的，对于教师而言，减少实验准备劳动强度，同时也降低了实验成本，尤其是在现下的高职化学实验教学中，课堂教学以大课为主，实验开展困难，网络虚拟仿真实验为教学创造了便利性，同时也降低了实验污染物的产生。其次，实施网络虚拟仿真实验为教学时间提供了充足的保障。在现下的高职院校之中，总学时通常情况为400个学时左右，但在教学中具体的实验项目有90个左右，而这些实验项目包括基础操作实验、化学性质实验等，在教学过程中呈现出了严重的学时不足现象，这就影响了正常教学，网络虚拟仿真实验为课堂节约了更多的时间，有助于教学效率提升。最后，网络虚拟仿真实验有助于提升学生学习兴趣。网络虚拟仿真实验是利用计算机网络技术，将实验知识点以及操作要点，编制在相应的计算机软件之中，通过人机对话的方式进行播放，并且可以反复的进行练习操作，实验现象千变万化，并且自带一定的游戏性和趣味性，这样既减少了化学实验污染的危害性，又提升了学生的实验学习兴趣，为此在教学中，教师应注重对网络虚拟仿真实验的实施应用，而这也是对绿色化学概念的一种倡导。

总结

综上所述，高职化学实验教学可以有效的培养学生的动手能力和观察能力，继而加深学生的化学原理认知，而将绿色化学理念应用在实验教学过程中，不仅可以提升学生的化学素质，还可以让学生将这种绿色思想带入到工作中。因此，未来的教学中教师要注重对绿色化分析化学实验教学研究。

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白都（1970～），男，白银矿冶职业技术学院，研究方向：有机化学教学。

(责任编辑卢凤英）

Research on the Analysis of Chemical Experiment Teaching by Greenization

Bai Du
(Baiyin Institute of Mining and Metallurgy, Gansu, 730900)

Chemical experiment is an indispensable link in the chemistry teaching, through the chemical experiment, it can help students better understand the chemical phenomena and understand the essence of chemical principle. However, in the process of chemical experiment teaching, one of the biggest problems is causing pollution, especially in today’s society of environmental resource protection concept increasingly attracts more attention so carrying out the green chemistry experiment is very important. In this article, the author will start the analysis from the concept and development of green chemistry, and put forward the following green chemistry experimental teaching strategies aiming to help the chemistry experiments of higher vocational education to realize the greenization goal.

greenization；chemical experiment；teaching research

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