基于绿色化教学的高校有机化学实验教学改革探究

2022-07-01黄天姿李同祥

科教导刊 2022年15期

汤薇，黄天姿，李同祥

（徐州工程学院食品与生物工程学院，江苏徐州 221018）

有机化学的理论和实验教学都是必不可少的，通过有机化学的实验教学能够有效培养学生的思维能力和实践操作能力。随着社会发展，更多的人开始关注环保问题，而其中就包括有机化学实验所带来的环境污染问题。绿色化教学能够提升实验教学水平，通过完善相关的管理制度，从而达到降低污染的效果。

1 基于绿色化教学的高校有机化学实验教学改革的必要性

首先，基于绿色化教学开展有机化学实验教学改革，除了要降低有机化学实验中所应用的有毒有害化学试剂所带来的污染之外，也要对人员的健康和安全问题给予足够的关注，有机化学实验教学改革需要将更多的侧重点放在实践方面，加深对相关专业知识的认识和了解，从而使得化学实验教学达到更好的效果。在有机化学实验中，离不开人员之间的合作，并能够从多个角度来看待问题，从而有利于提升学生的专业能力和水平，进一步提升学生的实践能力。实验教学是解决问题的过程，必须通过实验过程才能够对结论的正确与否给予证明，所以需要通过绿色化教学来改变有机化学实验所带来的环境影响，重复利用其中的一些化学药品，同时也要注意节约资源。基于绿色化教学开展高校有机化学实验教学改革，其目的在于提升学生的专业水平，提升学生的实践能力。有机化学实验可能会造成负面的环境影响，所以需要通过绿色化教学来对其进行持续的改善。其次，当前已经有很多的高校开始对有机化学实验进行绿色化教学改革，通过各种方式来降低有毒化学试剂所带来的环境污染。一部分高校因为自身的技术能力有限，所以难以实现有机化学实验的绿色化改革，这种情况下要结合已有的条件来提升实验的针对性，改进有机化学实验中用到的有毒有害试剂，重视一些化学品的重复利用，加深学生们对实验的认识和了解，明确其中存在的危害，从而减少有机化学实验所带来的环境危害。由此可见，基于绿色化教学来进行有机化学实验教学改革，无论是从环境角度，还是从学生的角度来看都有着积极的作用，需要给予其足够的重视。

2 基于绿色化学教学的有机化学实验教学改革策略

2.1 对实验内容进行合理调整

绿色化学这一概念最早是出现于国外，就是在化学合成中的原料选择、合成方法、制备操作以及最终获得化学品的过程中都需要尽量减少对环境的污染，甚至实现零污染。那么基于绿色化教学理念，需要对有机化学实验教学内容进行合理的调整，具体包括以下几方面内容：

首先，要对一些包含高毒性化学试剂的实验内容进行删除处理，将符合绿色化教学要求的实验内容加入教学当中，例如可以将从茶叶中提取咖啡因的实验内容加入其中，通过这项实验让学生们学习提取天然产物的方式方法，在这个过程中学习索氏提取器的应用方法及原理，并对熔点测点、巩固蒸馏等操作内容进行训练，在这个过程中应用的是绿色溶剂乙醇，使得试剂的毒性得到了降低，符合绿色化教学的要求，同时也满足了学生们对化合物制备和样品测试等方面的学习需求，对日后的综合设计实验有着重要的帮助。

其次，要通过对实验的串联设计来提升学生的综合实验水平，在这个过程中尽可能地避免使用有毒的试剂或者物质，例如乙酸乙酯的制备，可以将其与折光率测定的实验教学内容进行串联，学生们对自己所制备的样品进行纯度的测定，了解其中存在的问题，更有利于学生们理解实验，使得实验技能获得有效的提升。同时学生们做好的原料可以对其进行回收来继续应用，让实验产品能够得到循环式的应用，降低了其所带来的环境污染，同时也减少了实验教学的成本。

最后，在高校有机化学实验中所涉及的易燃易爆试剂，可以选择应用仿真模拟实验的方式，还可以通过对实验设备进行改善达到绿色化教学的效果，降低实验过程中出现危险的概率。

2.2 以培养能力为目标来做好实验过程管理

首先，要对实验预习报告给予足够的重视，培养学生们的科学实验习惯，做好实验预习报告，同时教师也要对实验预习报告进行严格的检查，必须达到预期的标准才能够进入实验室中开展实验操作。

其次，在实验开始之前进行充分的讲解，有机化学实验教学的内容包括了蒸馏、分馏以及色谱等方面的操作，主要目的是培养学生的理论理解和基础操作能力，所以实验开始之前的讲解是非常重要的，讲解的内容主要包括实验原理、实验操作中可能会出现的问题以及具体的解决方法，同时教师也要注意在学生们的实验操作中给予适当的辅导，并对不当操作进行及时的纠正。

再次，要提升学生们的基础操作水平，在新的有机化学实验前，应该对之前实验中所涉及的知识进行进一步的巩固，夯实基础操作，操作失败的学生要帮助他们找到问题的原因，并及时地总结经验。

最后，要对考核方式进行优化和改善。完成实验项目后要对学生进行考核，考核的内容包括实验事故处理、实验仪器操作以及实验原理等等，占总考核成绩的百分之五十，另外百分之五十则是对学生的实验操作、实验预习报告以及实验报告等方面的综合性评价，在这个过程中不应该仅仅关注学生们的实验结果，如果学生们在实验失败后能够在报告中分析出原因也应给予不错的考核分数。总而言之，有机化学实验教学的目的在于让学生熟悉和理解实验操作，并学会分析问题和解决问题，这种考核方式进一步细化了考核的指标，转变了过去考核方式当中存在的弊端，能够让学生们加强对有机化学实验教学的重视，并为教师了解学生的学习情况提供便利条件，从而调整实验教学方法，对于培养学生们的实践操作能力有着重要作用。

2.3 通过实验室管理来营造绿色实验环境

有机化学实验室容易造成污染，不符合绿色化教学的要求，所以需要通过实验室管理来创建出一个绿色实验环境，这是有机化学实验教学改革的重要措施。

首先要进一步加强对高校有机化学实验室的管理，对各项硬件设施进行完善，例如通风安全设施等等，同时也要进一步细化日常管理，把有机化学实验室打造成一个更加安全、清洁的环境。其次要让学生参与到有机化学实验的管理工作当中，培养学生的主人翁意识，更加有效地避免安全隐患问题的发生。尤其是要做好有机化学实验废弃物的处理，让学生了解有机化学实验废弃物对环境造成的严重威胁，增强学生的绿色化学意识和环保意识。

2.4 建立循环实验

基于绿色化教学的有机化学实验教学改革，为了能够进一步节约利用实验化学试剂，应该提升原料利用效率，在实验串联中设置多个合成实验，将前一个实验制作出的产品作为后一个实验所需的原料，从而实现了有效的节约，同时也避免了对环境造成的污染。例如利用苯胺经磺化来进行氨基苯磺酸的制备，接着通过对氨基苯磺酸的重氮化和偶联而进行甲基橙的制备。为了能够在有机化学实验教学中实现绿色化，应该做好合成实验产品的回收工作，经处理后应用在蒸馏、萃取以及分馏等实验当中，也可以作为性质实验的药品或者溶剂，这种循环实验的方式不但对之前的实验结果进行了验证，同时也对实验产品进行了循环利用，降低了有机化学实验所造成的环境污染，并节约了成本。

2.5 有机化学实验教学方法的多元化

基于绿色化教学进行有机化学实验教学改革，需要对绿色化教学的方法进行多元化发展，为有机化学的绿色化教学开展提供保障，例如在有机化学实验教学中应用多媒体技术来为教学工作提供辅助，包括视频播放和教学软件的应用等等，学生们可以通过观看实验录像来了解实验的原理和基本操作，教师也可以通过视频的方式来讲解实验的操作步骤，在有机化学实验教学中合理应用多媒体技术，有利于加深学生对实验的理解和认识，从而提升实验操作能力和水平。在高校有机化学实验绿色化教学中，多媒体技术的辅助教学是其中的一项重要的教学途径，通过对实验操作过程的生动展示，来激发学生的实验参与热情，并能够对绿色化教学这一概念进行深入的思考，了解正确的环保操作方式，调动学生的主观能动性。在实验预习的过程中，学生可以通过查阅资料来进行深入思考，这有利于改善有机化学实验绿色化教学的效果，同时也克服了学生参与有机化学实验过程中的畏难情绪。

另外，微型或者半微量化的有机化学实验，也是绿色化教学的重要方式之一，以达到实验目标为基础来对实验药品进行微量化的应用，减少实验的时间以及实验试剂的应用，从而有效降低污染。同时，因为微型实验设备较小，所以会对学生的操作规范性要求更高，对于培养学生的动手能力和分析观察能力非常有帮助。但微量化实验有时会存在实验现象不明显的问题，所以可采用半微量化的方式来解决这个问题，例如在乙酸乙酯的植被实验中，通过半微量化实验不但达到了实验效果也节约了成本，避免了浪费。建立一个良好的环境是人类的共同愿望和必须履行的责任，所以基于绿色化教学的有机化学实验教学改革是时代发展的必然，也是保护生态环境的重要举措，随着更多新的实验技术被研发出来，以及实验内容的迅速更新，基于绿色化教学的有机化学实验教学需要在化学试剂、实验微量化以及实验产品综合利用方面进行积极的改革，对绿色化的反应条件进行不断的探索和研究，提升学生的环保意识，从而有效地控制污染源，这与我国的可持续性发展理念相符合，同时也有利于高校有机化学实验的发展和改革。