綠色低碳下如何改革有機化學實驗教學論文

時間：2023-05-06 16:42:36 化學論文我要投稿

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綠色低碳下如何改革有機化學實驗教學論文

　　從 20XX 年開始，聯(lián)合國環(huán)境署連續(xù) 4 年將“世界環(huán)境日”主題確定為綠色發(fā)展和低碳經(jīng)濟，與此同時包括中國在內(nèi)的許多國家將綠色低碳發(fā)展納入經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)劃當中。以低能耗、低物耗、低排放、低污染為特征的綠色低碳經(jīng)濟正成為 21 世紀世界各國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的新選擇[1 -2].在大學教育當中，必然要把綠色低碳理念傳授給每個學生，只有這樣，才能夠進一步促進“節(jié)能環(huán)�！�、“環(huán)境保護”等觀念深入人心，為國家培養(yǎng)出走新型工業(yè)化道路的綜合性人才，最終促進整個社會的可持續(xù)發(fā)展[3 -4].

綠色低碳下如何改革有機化學實驗教學論文

　　化學是一門實驗性很強的學科，而有機化學實驗又是各高�；瘜W及相關(guān)專業(yè)的重要實驗課程之一。有機化學實驗中的藥品試劑，大多數(shù)以煤、石油、天然氣為原料，通過人工方法深加工制得，而且實驗過程中又會產(chǎn)生廢氣、廢液和廢渣等化學污染物。因此，有機化學實驗注定與“綠色低碳”有著密切的聯(lián)系。如何將“綠色低碳”理念貫徹到大學有機化學實驗教學當中，對于社會的可持續(xù)發(fā)展有著不可估量的作用。

　　1 培養(yǎng)綠色低碳理念。

　　黨的十六大提出了以人為本的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)的科學發(fā)展觀，其中“人的全面發(fā)展”是科學發(fā)展觀的重要內(nèi)涵。而教育事業(yè)的核心，就是要以學生為中心，促進學生全面發(fā)展。

　　高校教師在進行思想教育和專業(yè)教育的同時，要把“綠色低碳”、環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展等思想滲透到有機實驗課堂教學當中，讓學生切身體會到廢棄物的產(chǎn)生及處理、資源化利用的方法，增強大學生的環(huán)境保護意識，促進學生全面發(fā)展。

　　2 更新實驗內(nèi)容。

　　2. 1 實驗內(nèi)容的調(diào)整。

　　有機化學實驗當中需要的試劑和藥品很多都是強酸、強堿、有毒、易揮發(fā)、易腐蝕，而且反應的過程不僅有危險而且產(chǎn)生廢棄物，處理不當就會對學生的人身安全和環(huán)境保護造成危害。因此在有機實驗的安排中，應淘汰高危險、高污染的實驗項目，補充污染小和環(huán)保型的實驗。例如，在做減壓蒸餾的實驗當中，用的試劑是苯乙酮，苯乙酮不僅對身體有害而且還會污染環(huán)境，此實驗完全可以用自來水代理，既學會了基本的操作又不會污染環(huán)境；傳統(tǒng)的“乙酰苯胺的制備”實驗，所用的酰化試劑是乙酸酐，此實驗可用毒性更低、價格更便宜的乙酸代替；用“1 - 溴丁烷的制備”實驗來代替“溴苯的制備”,回避了苯和液溴的污染性和危險性，而改用溴化鈉來制備溴化氫氣體，并且學會了有害氣體的吸收裝置。

　　2. 2 實驗規(guī)模的調(diào)整。

　　有機實驗所用的藥品試劑大多有毒有害，減小實驗規(guī)模后，所用的試劑量為常規(guī)用量的幾分之一到幾十分之一。這樣不僅減少了試劑用量，節(jié)省了時間，而且提高了實驗的安全性，減小了有機實驗對環(huán)境的污染。但是，減小實驗規(guī)模也有它的缺點，尤其是對有機實驗操作還不是很熟練的學生來說，減少試劑用量，如果操作不慎，一不留心，就很有可能得不到產(chǎn)品，會對學生的實驗積極性造成打擊，因而通常采用常量實驗。雖然縮小實驗規(guī)模的半微量化實驗是有機化學實驗改革的趨勢，但是對于蒸餾、分餾、減壓蒸餾等重要的基礎性實驗，要仍然采用常量實驗，待學生的實驗操作熟練之后，對于有危險性、污染性的實驗可以采用減小實驗規(guī)模的方法。通過常量和半微量的實驗操作結(jié)合，不僅能提高學生的實驗操作技能，而且增強了學生的環(huán)境保護意識，利于培養(yǎng)適應于社會發(fā)展的新型人才。

　　3 更新實驗方法。

　　3. 1 微波、超聲波等新實驗技術(shù)的引進。

　　微波技術(shù)是近一個世紀以來最重要的科學技術(shù)之一。大量實驗結(jié)果表明，借助微波技術(shù)進行有機反應，不僅反應速度較傳統(tǒng)的加熱方法快數(shù)十甚至上千倍，而且具有操作簡便、產(chǎn)率高及產(chǎn)品易純化、安全衛(wèi)生等特點[5].在有機實驗中應用超聲波技術(shù)，不但可以縮短反應時間、提高反應產(chǎn)率和選擇性，而且還可以改變反應的方向和途徑，使一些在通常條件下不能進行的反應得以實現(xiàn)[6].因此，在有機實驗的教學當中，如果引進微波和超聲波技術(shù)，將不僅能夠節(jié)省大量的時間，而且反應需要的試劑量少，既節(jié)約能源，又有利于環(huán)境保護，還能讓學生學習微波技術(shù)。引入微波和超聲波技術(shù)，是實現(xiàn)有機化學實驗“綠色低碳”的一個重要手段。

　　3. 2 新教學模式的引進。

　　“慕課”是英文 MOOC 的音譯詞，為 Massive Open OnlineCourse（大規(guī)模開放網(wǎng)絡課程）的縮寫，是近年來開放教育領域出現(xiàn)的一種新課程模式，其本意是“大規(guī)模、開放性的在線課程”[7].目前的有機化學實驗課程中，實驗項目的危險性小且難度不大，但是有機實驗還包括貴重藥品、劇毒、高溫、高壓、無水無氧等。對于這些實驗，很多實驗室難以實現(xiàn)，且對老師和學生的實驗操作技能要求較高。而慕課的載體為微視頻，老師可以為這些實驗制作視頻，真實展示條件要求苛刻的有機實驗的操作過程、實驗現(xiàn)象及危險的處理方法。這樣不僅可以使學生學習實驗原理和方法，更重要的是節(jié)約了藥品，減少了對環(huán)境的污染。

　　3. 3 不同學科實驗的對接。

　　雖然目前大學不同學科設置的實驗課程較多，但是實驗都相對獨立，不同學科實驗沒有銜接。學�？梢詫⒂袡C化學實驗與儀器分析實驗對接起來，用學生在課上合成出來的樣品進行分析檢測實驗。比如有機實驗中合成出來的苯甲酸可以拿去做熔點的測定實驗和紅外光譜實驗，1 - 溴丁烷可以去做折光率、核磁共振等分析測定實驗。這樣既分析了實驗樣品的純度又讓學生學習了圖譜的分析方法。

　　3. 4 廢物循環(huán)利用。

　　有機化學反應的一大弊端就是會產(chǎn)生很多的廢液和廢渣，如果將廢渣堆積，或者將廢液直接倒入下水道，不僅會對環(huán)境造成嚴重的污染，而且還會淡化學生的環(huán)保意識。比如“從茶葉中提取咖啡因”實驗中提取的咖啡因可以做分析測定的實驗，而回收的乙醇既可以成為下一批學生的溶劑，又可以用做“乙酸乙酯的制備”實驗中的試劑。在實驗室現(xiàn)有條件下對于能夠處理的廢液和廢渣，要用物理或化學方法進行預處理，對不能夠處理的要集中收集存放，與相關(guān)處理廠家聯(lián)系進行統(tǒng)一回收。

　　4 結(jié)束語。

　　總之，在有機實驗教學中貫徹綠色低碳理念，對于從事化學教學的老師來說還有很多工作要做，如實驗教學內(nèi)容的更新、環(huán)境友好試劑的選用、慕課等新教學模式的探索等等，更要讓學生時刻樹立環(huán)境保護、合理利用資源的責任心，為國家培養(yǎng)出走新型工業(yè)化道路的人才。貫徹綠色低碳理念是新世紀有機化學實驗教學的發(fā)展方向，也是時代賦予化學相關(guān)工作者的艱巨任務。

　　參考文獻。

　　[1]彭近新。全球綠色低碳發(fā)展與中國發(fā)展方式轉(zhuǎn)型[J]. 環(huán)境科學與技術(shù)，2012,35（ 1） : 1 -12.

　　[2]程宇航。我國產(chǎn)業(yè)升級的綠色低碳路徑選擇[J]. 江西社會科學，2010（ 9） : 77 -82.

　　[3]肖瑩，劉珊，周玉海。低碳經(jīng)濟與低碳技術(shù)[J]. 西安文理學院學報（自然科學版） ,2010,13（ 4） : 111 -115.

　　[4]宋桂苓。綠色有機化學實驗的探索和實踐[J]. 實驗室研究與探索，2006,25（ 8） : 898 -991.

　　[5]李芳良，李月珍，農(nóng)蘭平。微波技術(shù)在化學中的應用新進展[J]. 廣西科學，2004,11（ 2） : 121 -126.

　　[6]閃俊杰，杜振雷，李青，等。超聲波在化學工業(yè)中的應用[J]. 河北工業(yè)科技，2009,26（ 2） : 127 -130.

　　[7]殷丙山，李玉。慕課發(fā)展及其對開放大學的啟示[J]. 北京廣播電視大學學報，2013（ 5） : 29 -34.

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