胡爾西丹·伊麻木 劉 海

新疆醫(yī)科大學化學教研室，新疆 烏魯木齊 830054

淺談在有機化學實驗中培養(yǎng)學生環(huán)保意識的意義及方法

胡爾西丹·伊麻木 劉 海

新疆醫(yī)科大學化學教研室，新疆 烏魯木齊 830054

有機化學實驗綠色化既是實驗教學改革中的重要組成部分，也是有機化學實驗教學中嶄新的課題。在有機化學實驗教學過程中通過合理安排實驗內(nèi)容、改進實驗儀器和實驗裝置等方法與途徑滲透并實施環(huán)保教育，增強學生的環(huán)保意識和環(huán)保責任感。

有機化學實驗;環(huán)保意識;綠色化學;微量化

有機化學實驗綠色化既是實驗教學改革中的重要組成部分，也是有機化學實驗教學中嶄新的課題。“綠色化學”(Green Chemistry)，又稱環(huán)境無害化學 (Enviromental BenignChemistry)。綠色化學中使用的化學品應遵循4R原則:不用危險品 (Reject)，減少用 (Reduce)，循環(huán)使用 (Rrecycle)，回收使用 (Reuse)。有機化學實驗的特點之一就是產(chǎn)生毒性較大，對環(huán)境污染嚴重的“三廢”。雖然暫時無法將實驗全部實行綠色化，但對部分實驗進行綠色化設(shè)計，采用多媒體輔助實驗教學手段，或采用現(xiàn)代實驗技術(shù)手段(如微波輻射合成)等也有比較重要的意義。

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，環(huán)保問題已成為全球關(guān)注的熱點。環(huán)保意識的高低已成為衡量社會進步和文明程度的標志。當前，大多數(shù)環(huán)境問題都與化學物質(zhì)有關(guān)，處理好有關(guān)的化學物質(zhì)是保護環(huán)境的重要措施之一。在高校，化學是眾多專業(yè)的主要基礎(chǔ)課之一，在化學教學中，將實驗教學與環(huán)境保護相結(jié)合，在提高學生的實驗技能的同時，重點培養(yǎng)學生的環(huán)護意識。有機化學實驗中常用到毒害性大、易揮發(fā)的多種有機物及試劑，如果使用時不重視，處理不當，對人體健康帶來危害，也會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染。我們認為，在有機化學實驗中，要著眼于減少試劑用量、縮短反應時間以及采取一些相應措施，以期取得滿意的實驗結(jié)果;不僅滿足于學生會做有機實驗或掌握了實驗內(nèi)容，更要增強學生在有機實驗中對環(huán)保問題的深刻認識。因此，近幾年來，我們將環(huán)境保護作為有機實驗教學的重點，結(jié)合教材，根據(jù)具體情況，制定出切實可行的實驗方案并加以實施。

1 對有機化學實驗的課程進行整合，從實驗內(nèi)容上體現(xiàn)環(huán)保意識

我們根據(jù)有機化學內(nèi)容的特點，按照構(gòu)建有前瞻性、可操作性的教材體系的要求。有機化學的內(nèi)容需要結(jié)合專業(yè)特點挑選授課內(nèi)容，在強化基礎(chǔ)知識的同時，引入與現(xiàn)代科學關(guān)系密切的化學新成果、新技術(shù)及方法，將經(jīng)典有機化學理論與學科前沿發(fā)展相結(jié)合，保證教學內(nèi)容的科學性和先進性。在近幾年的有機化學實驗教學過程中，我們將內(nèi)容上聯(lián)系密切、操作過程相似的實驗合并在一次實驗課上。例如:我們把紙色譜與薄層色譜兩個實驗合并為一次實驗教學;將蒸餾、分餾、折光率測定三個實驗合并為一次實驗教學。利用有限的教學資源和教學課時來完成較多的教學內(nèi)容，這種低耗高效的教學理念，正是綠色環(huán)保意識在教學內(nèi)容和課程體系上的直接體現(xiàn)。

2 改進實驗儀器和實驗裝置，從實驗設(shè)計上強化環(huán)保意識

在保證實驗更科學合理、更安全簡便的基礎(chǔ)上，我們從保護環(huán)境入手，本著藥品投放量最少、反應時間最短、實驗效果最好的原則，設(shè)計實驗裝置，改進實驗儀器，實現(xiàn)常量實驗的半微量化或微量化，并努力做到零排放和零污染。為此，我們不斷結(jié)合實際，鉆研教材，將原來的實驗反復分析改進，以達到更安全可靠、保護環(huán)境為主的目的。例如，我們做“制備乙炔并驗證其性質(zhì)”這個實驗時，將碳化鈣 (電石)事先用無水酒精浸潤，使反應不形成泡沫，將恒壓漏斗中的飽和NaCl換成飽和CuSO4溶液，來制取乙炔氣。通過驗證，改進后的方法，反應時間短，藥品用量少，氣體不必經(jīng)過CuSO4溶液洗滌 (幾乎不含有H2S等雜質(zhì)成份)，實驗現(xiàn)象明顯準確，達到了理想的效果。有機實驗中的性質(zhì)實驗，常常是一些污染環(huán)境及危害健康的VOC。做實驗時，盡量做到用盡可能少的化學試劑，獲得比較明顯的反應結(jié)果和準確的化學信息。這樣不但縮短了教學課時，提高了學生的綜合能力，鞏固了學生在理論課上所學的知識，而且減少了藥品使用量，降低了廢物對環(huán)境的污染程度。

3 用先進的多媒體進行實驗教學，在實驗教學中滲透環(huán)保意識

計算機多媒體技術(shù)在理論課教學的應用上已經(jīng)相當普遍，在實驗教學中也應該推廣使用。將實驗原理、操作步驟等制成課件，利用聲音與圖像的結(jié)合，清晰而形象地顯示實驗過程，且模擬實驗軟件使學生體會到不同實驗條件下的實驗現(xiàn)象和結(jié)果，既形象生動，又節(jié)省易耗品。也可以將教學計劃之外的有創(chuàng)新性、綜合性的實驗制成課件放在校園網(wǎng)上，學生可以根據(jù)自己的課余時間和實驗興趣有選擇地學習，使學生開闊視野，拓展思維，充分體現(xiàn)因材施教的個性化教學特點。用現(xiàn)代化的教學手段既使學生掌握了豐富的科學知識，又對學生的環(huán)保意識進行了有效滲透。

4 設(shè)置綠色化的實驗內(nèi)容

4.1 綠色化 革除毒性大的有機制備實驗，如由苯和液溴制備溴苯，由苯硝化還原制備苯胺等，選擇一些毒性小得多的制備實驗來訓練上述實驗涉及的基本操作。對一些需大量的有毒溶劑參與的反應，也應盡可能的改用毒性小的溶劑替代，或在實驗規(guī)模上考慮由常量—半微量—微量。

4.2 連續(xù)化 實驗的連續(xù)化和系列化可減少實驗廢棄物的排放量，是化學實驗綠色化的一個重要方面。傳統(tǒng)的有機化學實驗的合成練習只是從合成反應的類型出發(fā)設(shè)置試驗，這樣就使各個實驗孤立起來，部分學生注重實驗結(jié)果，而忽視基本操作，做過的實驗印象不深，同時，實驗室回收了大量各種產(chǎn)品，大部分成廢棄物，污染了環(huán)境。因此，最大程度地提高試劑的利用率，且使學生對有機實驗留下較為深刻的印象，又為保護環(huán)境出力是應該探討的問題。為此，我們在基本操作部分首先做“工業(yè)乙醇的蒸餾”，得到的產(chǎn)品留待實驗“萘的重結(jié)晶”做溶劑，重結(jié)晶的母液在第3個實驗“簡單分餾”中得以分離，回收的產(chǎn)品乙醇用于“從茶葉中提取咖啡因”，提取咖啡因回收的乙醇由實驗室統(tǒng)一保管，留待下一級學生新一輪實驗開始時再做“工業(yè)乙醇的蒸餾”，從而提高了溶劑的利用率。對于制備實驗，在考慮到單元操作訓練和反應類型的選擇基礎(chǔ)上，使一個實驗的產(chǎn)品盡量成為下一個實驗的原料，其優(yōu)點還在于，前面實驗結(jié)果、產(chǎn)品質(zhì)量會影響后面實驗的結(jié)果，增加了實驗結(jié)果的真實性和可靠性，使學生進一步了解有機化學反應的多步性和復雜性。

5 實驗結(jié)束后廢液、廢渣、廢瓶盡可能回收利用，實驗始終貫徹加強環(huán)保意識

化學實驗產(chǎn)生的大量廢棄物，如隨意排放，不僅對環(huán)境造成污染，而且淡化學生的環(huán)保意識，養(yǎng)成不良的實驗習慣。我們將生成的廢液統(tǒng)一回收，組織學生利用學過的化學知識來回收處理，既提高了學生的環(huán)保意識，又鞏固了學過的知識。合成實驗所得產(chǎn)品一律回收利用。例如:我們將合成的“1，2一二溴乙烷”、 “1一溴丁烷”、 “乙醚”等回收，進行洗滌、蒸餾、干燥，留做性質(zhì)實驗;“乙酰苯胺”、“2一硝基一1，3一苯二酚”回收，留著下一級同學做基本操作“重結(jié)晶”時用，得到的純凈的回收品，又可以留做“熔點的測定”用。這樣，我們基本上做到了實驗室無污染、產(chǎn)品鏈式利用的良性循環(huán)。對實驗中產(chǎn)生的有毒、有害氣體，根據(jù)成分安裝氣體吸收裝置。例如:用堿液吸收HCl、SO2等酸性氣體，對于散落的汞，用S粉處理，減少汞蒸汽的污染。

綠色化學已成為當今化學發(fā)展的主要方向，是化學發(fā)展的更高層次。作為化學教育工作者應該肩負自己的職責，只有將綠色化學教育不斷地溶入到教學中去，從點滴入手，不斷探索和實踐化學的綠色化，培養(yǎng)學生的綠色化學和環(huán)境保護意識，從根本上切斷污染源，才能保護我們?nèi)祟愘囈陨娴沫h(huán)境。在有機化學實驗中加強環(huán)保意識是一項十分艱巨而又有益的工作。只要我們在實驗中自始至終做到統(tǒng)籌兼顧、適當安排、合理利用，互相監(jiān)督，就能把化學教學中環(huán)境保護的意識傳播到每位學生的心中。

［1］胡榮華，黃周璋，李樹保.有機化學實驗“綠色化”教改淺談［J］.井岡山學院學報 (自然科學版)，2005，26(3).

［2］俞世沖，孫青類，潘亞菊，沈曉蘭，吳秋業(yè).淺談有機化學實驗教學和綠色化學［J］.藥學實踐雜志，2004，22(4).轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中心http://www.studa.net.

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1007－8517(2011)15－0079－02

2011.06.29)