绿色化学理念在无机及分析化学实验课程中的应用

王玉新+贾明翰

摘要：基于绿色化学理念，针对高职院校的无机及分析化学实验课程的特点，就如何实现课程的绿色化问题进行了有益的教改尝试。教改的切入点主要从以下几个方面进行出发，确定教学理念，改变教学模式，丰富课程考核，按照“定-改-丰”三步接力式实施。通过改革，整个课程变得更加有序合理，增强了学生学习的主动性与创造性，提高了学生的环保意识，体现了绿色化的实验教学管理对人才培养的作用和意义。

关键词：无机化学实验；绿色化学；教改；定-改-丰

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）07-0279-02

20世纪90年代，美国联邦政府颁布了污染防治法案，在该法令中，第一次提出了“绿色化学”这一概念[1]，旨在能够节约资源的同时最大限度地减少废物的排放。

无机及分析化学实验作为我校制药与化工类专业学生必修的专业技术基础课程，具有较强的实践性和应用性。该课程的目的主要是验证一些化学原理以及元素的基本性质，并通过实验操作来培养学生的观察与动手能力。但在化工人才的培养过程中，教师往往习惯于沿袭传统的化学教学模式与教学内容，而忽略了对学生环境保护意识的培养[2]。本文通过结合自身的教学经验，针对这个问题提出了几点教改措施，探讨了实现无机实验绿色化的途径[3]。

一、绿色化学理念对于无机实验的重要性

现今社会，对于环境的重视程度不断提升，大到工业生产，小到个人起居，无一不在倡导“绿色环保，节能减排”。《无机及分析化学》作为我院为新生所开设的一门基础课程，分为理论与实验这两部分内容，在实验课程中会涉及到许多有毒有害的试剂，例如钡盐、氯仿，四氯化碳等，每次的实验下来，聚沙成塔的有毒试剂累积效应倘若不加以治理，对环境所带来的影响也是不容小觑。因此，在高校的化学教学中应当加强对绿色化学的教育，并对一些污染较大的传统实验进行优化调整，将绿色化学理念融入进化学教育中，从而间接地培养学生养成良好的环保意识[4]。

二、绿色化学理念在无机实验中的应用

1.“定”——确定教学理念。绿色化学是为了更好地适应可持续发展要求而提出的一个全新观念。按照绿色化学理念，优化调整原有教材中一些有污染的传统无机实验，选择和设计绿色化无机实验，将绿色化学理念融入整个实验流程中，是未来化学实验发展的方向。结合具体教学环节，在开展实验课程中，应遵循以：减少用量、拒用危化品、重复利用、回收再生的原则。（1）减少用量。例如：在用莫尔法测定水中氯离子含量的实验中，就涉及到贵金属试剂AgNO3，由于价格昂贵，学生试剂使用量大，实验成本相对较高，因而必须从绿色化学的理念出发，优化实验流程，减少用量。（2）拒用危化品。根据绿色化学理念，在选择试剂时，应当尽量用低毒、无毒的试剂进行代替，在不影响达到实验目的前提下，将有毒有害的试剂进行替换。（3）重复利用。无机实验中，对于实验过后剩余的酸碱液，可以进行回收后用来洗涤玻璃容器。（4）回收再生。实验中常用的萃取剂CCl4就是典型的回收再生的试剂，在性质实验验证完毕后，可以利用萃取把混合液中的CCl4进行分离，最后将分离出来的CCl4进行汇总后，统一蒸馏，使其回收后再利用。

2.“改”——改变教学模式。（1）推广微型实验。实验是学习化学的基础，是提高动手能力与创造力的重要途径。于1982年，化学实驗室悄然掀起一场“绿色革命”，微型实验（Microscale laboratory简称ML）因其操作安全系数较高、节省材料、污染少等优点，受到了各国教育界的广泛关注。在各大高校化学类专业的实验课程中，依然沿袭传统的实验教学模式，随着高校的扩招，学生规模不断增大，常规实验对试剂的消耗极大，对仪器的要求较高，导致一些学校不能达到人手一套的基本要求。与之相比，微型实验较常规实验而言，药品用量少，仪器价格便宜，能够大大缓解实验经费压力的同时还能满足每位学生的操作需求。在这样的趋势下，必须打破传统的实验教学模式，推广微型实验。在传统的无机实验教学上，教师们已经拥有了大量的经验，能够很好地规避其中的风险，达到实验教学的目的。微型实验目前仍处于一个萌芽阶段，在初期推广实施的过程中，可以先用常规实验教学来让学生熟悉基本的实验基础操作，再缓慢过渡到微型实验。（2）引入多媒体仿真实验。传统的无机实验教学中，学生所练习的大部分实验基本都是经过筛选，剔除了部分毒性大、三废处理困难、具有一定危险性的实验，因而从教学的内容上来看，会缺乏一定的广度。在教学模式上，皆是先由指导老师讲解实验目的、原理和操作步骤后，再由学生进行实验练习。这种模式下，学生会对老师产生强烈的依赖性，不利于发挥其自身的主动性与创造性，因此，有必要对传统实验教学模式进行改变。引入多媒体仿真实验教学，将仿真实验教学与传统实验教学相结合，就能较好地解决传统实验教学的弊端，通过仿真实验教学，就能将那些试剂消耗量大、具有一定污染性与危险性的实验做成仿真系统来供学生操作演练。通过计算机来模拟实验，学生也依然能达到亲身操作的效果，从真正意义上实现了化学实验的“零排放”、“零污染”的目标。（3）提高学生的课堂参与度。无机化学实验主要以性质实验为主，实验过程中一些化学反应的过程都极为迅速，因而学生经常会提前得做完实验，并且空余的时间也较难安排，针对此现象，笔者从如何提高学生的课堂参与度的视阈出发，并结合绿色化学理念，让学生自主寻找绿色化的实验方案进行实验。从实验模式上，改变以往的“验证型”教学模式，并逐渐向“研究型”模式进行过渡[5]。因此，在开展实验教学的第一堂课上，笔者会引导学生利用学校图书馆的网络资源进行文献检索，以小组形式进行分配，合作去完成一个实验课题，让学生能在团队合作的过程中学会思考，主动解决实验中的“三废”污染问题，在丰富课堂内容的同时，提高学生的积极性。

3.“丰”——丰富教学考核。对于一个综合型人才而言，除了精通专业知识技能外，更关键的还要养成良好的职业素养。因此，在“三废”处理的考核不能只停留在理论之上，必须对其进行重视，将理论内容结合实践来进行考核，才能强化学生的环保意识，帮助学生形成良好的职业素养。

三、結语

苏霍姆林斯基曾说：只有能够激发学生去进行自我教育的教育，才是真正的教育。的确，随着实验教学改革的不断深入，教育的侧重点也在不断发生变化，绿色化学实验作为一种学习教育，其涵盖了诸多方面的内容，包括实验方案的优化、实验装置和步骤的设计、实验仪器的研制以及废物的回收和处理等方面，因而它绝不仅仅是知识教育，从更广义的角度讲，绿色化实验不仅是一个将绿色化学理念融入进实验教学的过程，更是一个将教学与实际相结合的过程，实事求是地去把握生活的本来面目，从而推动学生内心的成长活动，让学生能在今后的工作中不断进行自我教育，主动承担起保护环境的重任，为绿色化学做出应有的贡献。

参考文献：

[1]谢飞，李乃瑄.在无机化学实验课程中融入绿色化学理念——从美国《化学教育杂志》关于绿色化学的文献谈起[J].广东化工，2015，22（42）：195-196.

[2]秦德志，张丽.无机化学实验教学绿色化探索与实践[J].广州化工，2014，02（42）：152-153+160.

[3]白广梅，李英.无机化学实验的绿色化[J].实验技术与管理，2006，02（23）：104-105+127.

[4]陈田.关于无机化学实验绿色化教学的探讨[J].实验室科学，2014，06（17）：114-116.

[5]李慧泉，祝泽周，崔玉民，等.研究型无机化学实验教学模式探索[J].阜阳师范学院学报：自然科学版，2013，04（30）：88-91.

Abstract：Based on the concept of green chemistry，the course reform about how to realize the greening has carried on the beneficial attempt according to inorganic and analytical chemistry experiment courses in higher vocational colleges.According to the three-step of "determine-change–plentiful "，including the following several aspects，i.e.determine the directionofteaching，change the teaching mode，course examination.Through teaching reform，the learning initiative and creativity of students were enhanced，and the environmental protection consciousnesses of the students were improved.At last，the function and meaning of talents cultivation were embodied by the experimental teaching of greening.

Key words：inorganic chemistry experiment；green chemistry；teaching reform；Determine - Change –Plentiful