高校有机化学实验“绿色化”教改模式探讨

刘晓畅，林琳(沈阳医学院，辽宁 沈阳 110031)

0 引言

高校化学实验室开展绿色化改革是由经济、环保等多方面要求决定的，应该在有机化学实验中保障师生安全、实验安全、以及环境安全等多方面安全，以减少实验室污染物产出，进而达到减小实验室对环境影响的目的。

1 化学实验室绿色化改革的必要性

化学实验是一门理论高度联系实践的学科，它的学习需要基于庞大的理论知识，之后进行实际操作，以理论与实验结合的方式进行学习，才能更好的对化学世界进行探索，因此化学实验在化学学习的过程中至关重要。但是在进行实验的过程中，几乎所有的实验都伴随着副产物，有些副产物对于学生健康有影响，对环境更是能造成巨大的损害。尤其是在合成一些有毒物质时，很多学生由于各种原因，会造成有毒物质的泄漏，对环境及实验室安全都有很大威胁。另外，由于近些年我国教育的扩张，导致很多高校很多专业大量扩招学生，使得化学专业的学生数量一直呈上扬趋势。学生人数增大导致实验数量增多，进而导致化学实验中使用的试剂量增多、实验中产生的环境污染物数量增大，更加大对环境的影响。因此，高校必须秉持社会责任感，推行化学实验室绿色化改革，以最大程度的消灭或者减少环境污染物的产出，有效控制实验中产生的有毒有害固、液、气体排放，增加学校周边环境的安全性，降低学生实验的危险性，保障学生的人身安全以及学校的财产安全。

2 进行绿色化实验室改革的措施

2.1 规范学生实验操作，树立绿色化学观

化学实验中，正确且规范的操作是实验成功的基础，更能在源头上保障学生及学校周边环境的安全。化学实验以及化工生产中，因“跑、冒、滴、漏”等操作中的不规范行为导致的化工事故屡见不鲜。这种化学事故通常伴随着火灾、有毒气体、液体、固体的排放以及化学设备的损毁，会带来巨大的经济损失及人员伤亡，同时还在造成较为恶劣的社会影响。因此，在化学实验室施行绿色化改革，首先应该防患于未然，从培养学生的规范操作入手，力争从源头上减少化工事故出现的可能。

同时，在对学生进行教学时，应该对学生进行化学实验绿色化理念教育。化学实验的基本操作讲解与教学通常会在大学一年级开展教学，这时的学生刚刚从高中升入大学。通常来讲，学生在高中受到的实验训练并不多，其进行实验操作的机会也较少，大部分时候是观看教师进行实验擦操作并听取教师的实验讲解，因此对实验知之甚少。因此，大一的实验基本操作教学课程是学生进行深度化学学习与实验前的启蒙课程，在这时候对学生进行严格的操作规范教学并灌输绿色化学思想将对学生起到重要的影响。而学生一旦吸取了绿色化学实验的理念，形成了绿色化学的意识，再受到严格的操作规范约束，非常有利于学生养成良好的实验习惯，并在之后较长的实验生涯中保持。

2.2 选择适宜的实验，优化实验环节

化学实验的很多环节具有可替代性，很多实验所需物品以及所需试剂也具有可替代性。当教师为学生布置实验课题时，应充分考虑实验各环节可能产生的有害物质，并思考各实验环节中可进行优化的地方，在保证实验目的以及实验现象的基础上，对实验流程进行优化，进而减少有害物的排放，降低实验对于学生的威胁性。对化学实验的过程进行绿色化改进，不仅能够减少对环境的污染，同时还能在改进过程中加强对该实验本质的理解，巩固自己的相关专业知识，一举两得。

2.2.1 对化学试剂进行合理选择

在进行一些所需试剂环境危害性较大或较危险的物品时，可在保证试验目标及实验现象相同的情况下，优先选取低低危险性、污染性的试剂。化学实验是基于化学理论的操作，如果化学理论掌握不够扎实或者化学实验操作不够规范，则很容易出现实验失败导致浪费试剂的情况出现。高校的化学专业学生，尤其是新生，通常接触化学实验不久，很容易在实验中出现各种问题导致试剂使用量较大。如果试剂是一些对环境不友好的物质，则对环境损害较大，也容易对学生人身安全造成威胁。因此教师在为学生选择实验课题时，应该充分考虑这方面因素，尽量选择一些低危险性的实验及生成物与试剂危害性较小的实验。若一些实验必不可少，则可考虑对该实验的试剂进行优化，在保证实验目的的同时选用更绿色、更环保、威胁性更小的试剂。

在学生对基础知识已经有一定的掌握度后，高校教师也可让学生自行对实验进行优化。例如让学生对实验中生成的有害物质进行分析处理，并探讨如何有效利用，让学生对如何处理“三废”有更进一步的认知，在处理“三废”的同时引导学生树立更深刻的绿色化实验观念。同时也应引导学生对实验可替代试剂进行思考，在保障安全与实验现象、成果的基础上，让学生对其进行讨论，能有效的加强学生对于基础理论的理解，达到活学活用的效果。

2.2.2 合理运用仪器分析代替常规实验

通常来讲，化学实验化学反应过程中副产物不可避免会伴随生成物产生，这是导致大部分化学实验对环境不够友好的重要原因。科技在发展，当前已经有一些仪器能够在一些程序上代替传统的实验形式，其试剂消耗量相比于人工实验有大幅度的降低，并且用时更短，效率更高。教师在安排学生实验时，对于一些可用仪器进行的分析应尽量使用仪器，以减少化学试剂的使用，进而减少环境污染。例如测定熔点时，传统的实验流程需要用到浓硫酸约50mL，但运用微量熔点测定仪，则通常禁用约2mg就能测得熔点，其浓硫酸使用量大大降低，且其耗能少 、用时少，对环境更为友好。另外，学生在使用测定仪时，也能增加仪器操作的熟练度，对于学生以后进行化学研究有积极作用。

2.2.3 制作多媒体实验

在教学过程中不可避免的需要学生掌握一些生成物毒性较大、危险性较高的实验，其操作过程难度大，产生含“三废”难以处理。当教师讲解这一类实验时，可在合理选择后考虑使用多媒体演示，或者现场演示，让学生了解其实验理论、流程、操作方式、注意事项，避免让学生动手操作，以减少污染物、有害物产出。同时在进行一些常规实验操作前，教师也可使用多媒体设备对学生进行演示，让学生充分了解实验的操作，加深印象，以减少学生在操作过程中失误的可能，降低试剂使用量。

2.2.4 开展半微型化学实验

一些要求学生掌握的实验不具备高危险性，但是其实验过程试剂消耗量较多，同时实验生成物对环境影响较大，这种实验进行绿色化改革可考虑使用“半微型实验技术”开展半微型化学实验，以降低其试剂使用量及实验产生生成量。这种实验改良方式，其使用的试剂消耗量通常是常规情况消耗量的1/3或者1/2，对环境更为友好。另外，学生在进行半微型化学实验的过程中，需要自行或在教师的指导下对试剂使用量进行把控，这能有效考察学生对于基础知识的掌握程度，同时也能加强其对理论知识的理解。在优化过程中，学生还需探寻如何降低实验副产物的有害性，这对于对该实验本质的理解有着重要的积极作用。

2.3 优化评价模式

高校的学生考核体系中，其参考项一般是学生的课堂出勤率以及期末的试卷成绩，两项乘以一个比例得到学生的该科目最终成绩，化学也不例外。平常学生在实验过程中，最关心的就是自己能不能按时做完实验以及实验结果是否符合预期，“绿色化学”理念通常容易被抛在脑后，因为实验对其期末成绩有影响，而“绿色化学”理念与期末成绩毫不相干，大部分学生最关心的毕竟还是成绩。教师可基于学生的这类心态，将“绿色化学”理念根植于学生的思想，让学生时刻谨记。

在进行实验前，通常需要学生进行预习实验报告。预习实验报告可以使学生对实验的目的、原理以及操作流程有一定的基础认知，这是有效降低学生实验失败率的重要手段。但很多学生对于预习实验报告敷衍了事，这就导致其在实验前对实验各方面了解度不够，进而引起实验失败率上升，实验试剂消耗量巨大，不符合实验“绿色化”理念。因此教师可将学生的预习实验报告纳入期末考核，让学生对其充分重视。

3 实验室废弃物的处理

实验总是伴随着各类产物，一些是有害、有毒物质。若对其肆意排放，则很容易引对环境的恶劣影响。因此实验室“绿色化”改革必须重视实验室废弃物的处理。在实验废物处理方面，化学实验一般可以以一个实验项目为目标，所制备的产品在实验项目结束后就可能成为“废物”。但所谓的废物只是相对而言，将其回收后完全可以根据产品的特点再利用、再生后利用、三废处理教学使用或者根据“三废”处理标准处理。废弃物的处理综合处理办法体系包括分类收集、回收利用、合理存储等多种方式，同时一些所谓“废弃试剂”可被回收使用。如熔点测定污染的大量浓硫酸，我们可以尝试使用硝酸钾消色，也可以尝试以被污染的浓硫酸为合成试剂进行合成反应，增加合成实验的操作难度。通过这种形式，让学生自主或半自主参与到废弃物处理制度的制定方法与发展原则，让学生可以更好总结对于各类废弃物的处理方法，让学生的实践能力获得自主性提高，为其后续的学习、发展以及就业过程夯实基础，使学生切身感受目前化学工业的发展路径与“5R”精神的使用方法与获取的成效。

4 结语

化学实验是一种基于理论的实践学科，它的学习过程必须伴随实验进行。但实验过程同行伴随着大量的试剂消耗、有毒有害物质产生，这是化学实验对环境不友好的根源问题。经济已经较为发达的今天，关心环境、提倡环保是时代的主题。对化学实验进行“绿色化”改革能降低试验成本，减少有害物质产出与排放，同时教育学生秉承“人与自然和谐发展”的理念，是合格化学工作者的天职。