李小敏

（伊犁師范學(xué)院 化學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，新疆 伊寧835000）

1 引言

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，特別是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，是其它學(xué)科所不能替代的。2014年白春禮院士在第29屆化學(xué)年會(huì)中指出對(duì)于未來(lái)化學(xué)的發(fā)展，要進(jìn)一步增強(qiáng)創(chuàng)新自信，勇于挑戰(zhàn)化學(xué)領(lǐng)域的重大問(wèn)題，取得更多有重大影響的原創(chuàng)性成果。希望化學(xué)家們?yōu)樯鐣?huì)創(chuàng)造出更加綠色、安全的化學(xué)物質(zhì)和產(chǎn)品[1～3]。

當(dāng)代高等學(xué)校本科教學(xué)改革工程中的重點(diǎn)之一就是提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力及創(chuàng)新精神[2]。但是，隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重[3]。如何從源頭上阻止污染，保護(hù)人類的健康和賴以生存的環(huán)境，使化學(xué)能夠真正的為人類創(chuàng)造“清潔無(wú)污染”的財(cái)富，已成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。因而改革化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、走綠色之路，在大學(xué)化學(xué)教育中勢(shì)在必行。因此，為化學(xué)教育工作者提出了一個(gè)研究性的課題如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中體現(xiàn)綠色化和創(chuàng)新性。

2 創(chuàng)新性和綠色化意識(shí)的培養(yǎng)

筆者作為一名在少數(shù)民族地區(qū)高校工作的化學(xué)老師，深刻的感受到學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力及綠色化意識(shí)不強(qiáng)，其中最明顯的表現(xiàn)在于學(xué)生對(duì)大學(xué)三、四年級(jí)開(kāi)設(shè)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課的興趣不大，自愿報(bào)名參加大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目的少。追其原因在于學(xué)生的創(chuàng)新性意識(shí)太薄弱。大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為創(chuàng)新性離他們很遠(yuǎn)，創(chuàng)新很難。應(yīng)告訴學(xué)生現(xiàn)在大多數(shù)所謂的創(chuàng)新都是在別人的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步深入、拔高，只有很少一部分工作是完全的自主創(chuàng)新。個(gè)人看法：或思想創(chuàng)新，或手段創(chuàng)新，或應(yīng)用創(chuàng)新，或集成創(chuàng)新，在別人的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，就是創(chuàng)新。

因此，可以是研究對(duì)象創(chuàng)新，可以是實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新，或是同樣的實(shí)驗(yàn)方法、過(guò)程，但結(jié)果更好等等都可以認(rèn)為是創(chuàng)新，消除學(xué)生對(duì)創(chuàng)新的畏難意識(shí)。

在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的前提下，教師可通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革來(lái)建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化理念。在大學(xué)化學(xué)教育中，綠色化學(xué)意識(shí)的培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)最便捷和最有效的選擇，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化教育，能增強(qiáng)學(xué)生的綠色化意識(shí)，養(yǎng)成良好的環(huán)保習(xí)慣。因此，從學(xué)生開(kāi)始進(jìn)入大一的學(xué)習(xí)起，就要不斷的進(jìn)行創(chuàng)新性和綠色化意識(shí)的教育。

3 用綠色化的理念看待問(wèn)題來(lái)尋找創(chuàng)新點(diǎn)

1990年，美國(guó)環(huán)境保護(hù)總署Anastas及其合作者首先提出了綠色化學(xué)的概念[4，5]。綠色化學(xué)是指利用化學(xué)原理，在化學(xué)用品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和應(yīng)用中，消除或減少有毒有害物質(zhì)的使用和生產(chǎn)，設(shè)計(jì)研究沒(méi)有或盡可能減少環(huán)境副作用。

很多學(xué)生認(rèn)為創(chuàng)新點(diǎn)很難找，如何找創(chuàng)新點(diǎn)呢？我們可以以綠色化的理念在我們已學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)課中的實(shí)驗(yàn)實(shí)例中尋找創(chuàng)新點(diǎn)，具體的說(shuō)就是看化學(xué)藥品、化學(xué)反應(yīng)、反應(yīng)過(guò)程、反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)用量等等的能否實(shí)現(xiàn)綠色化，即：①實(shí)現(xiàn)原料綠色化：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要盡量使用無(wú)毒、無(wú)害以及可再生的原料；②實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)綠色化：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，盡量確保反應(yīng)的中間產(chǎn)物及所使用的催化劑無(wú)毒無(wú)害；③實(shí)現(xiàn)生成產(chǎn)物綠色化：反應(yīng)產(chǎn)物，例如所生產(chǎn)的氣體、液體等沒(méi)有毒害或進(jìn)行無(wú)毒無(wú)害處理；④實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)用量綠色化：在滿足實(shí)驗(yàn)要求的前提下，所使用的試劑的用量最少；⑤實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案綠色化：實(shí)驗(yàn)裝置盡可能的重復(fù)利用，盡量使用低能耗的物質(zhì)等。所以用綠色化的理念看待問(wèn)題可以讓我們尋找到許多創(chuàng)新點(diǎn)。

4 在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)綠色化

目前，多數(shù)高校在學(xué)生本科的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)置中大致分為化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)、化學(xué)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)這四大類，其中，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的設(shè)置旨在培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)造性的思維和較強(qiáng)的實(shí)踐能力。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中尤其是學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，學(xué)生真正是自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的主體角色，老師做為輔助和建議功能的角色可以有意識(shí)的引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出對(duì)環(huán)境沒(méi)有或只有盡可能小的負(fù)面作用的實(shí)驗(yàn)路線，選用無(wú)毒、無(wú)害的原料，無(wú)毒、無(wú)害的溶劑，盡可能進(jìn)行綠色化化學(xué)反應(yīng)，得到環(huán)境友好性產(chǎn)品。學(xué)生在具體的實(shí)驗(yàn)操作中也要有意識(shí)的體現(xiàn)綠色化，減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)三廢對(duì)環(huán)境污染，盡可能實(shí)現(xiàn)污染物的“零排放”。由于完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)要消耗大量的化學(xué)試劑，可以采用微小型的儀器，盡可能減少中間生成物的轉(zhuǎn)移過(guò)程，以減少試劑在器皿上的附著量，用盡可能少的化學(xué)試劑來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而極大地減少了實(shí)驗(yàn)“三廢”的排放[6]。

5 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化

迅速發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)和開(kāi)展化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有力保障。近幾年，興起一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段——計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)輔助的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但在民族地區(qū)使用并不廣泛和深入，關(guān)于多媒體教學(xué)，對(duì)其評(píng)價(jià)可謂毀譽(yù)參半。但是有一點(diǎn)，大家不可否認(rèn)的是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種綠色的實(shí)驗(yàn)方式，因?yàn)樗幕瘜W(xué)試劑和儀器裝置都是“零投入”，而產(chǎn)物可以實(shí)現(xiàn)“廢棄物零排放”。特別適用于演示一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程尤其是有一定危險(xiǎn)性或有有毒害性物質(zhì)釋放的難以成功的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和不易理解的實(shí)驗(yàn)設(shè)備工作原理。計(jì)算機(jī)輔助的仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)、走綠色化之路的途徑之一。

6 改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，體現(xiàn)綠色化和創(chuàng)新性

當(dāng)前教學(xué)中存在的一個(gè)問(wèn)題就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)脫離生活，所以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將實(shí)驗(yàn)與日常生活相關(guān)聯(lián)，有意識(shí)的鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行解決，不僅可以提高學(xué)生的興趣，還可以提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不是固定不變的，教師可以選擇多個(gè)具有社會(huì)意義的活動(dòng)主題，讓學(xué)生根據(jù)自己的愛(ài)好從中自由挑選，如教師在教學(xué)過(guò)程中，有效地結(jié)合地方資源，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置上，將綠色化學(xué)理念滲透在教學(xué)中，改變以往傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，從而一方面培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，同時(shí)提高了學(xué)生的創(chuàng)新性。

研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還可以通過(guò)結(jié)合教師的科研項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)成果的提煉和轉(zhuǎn)化，凝練成本學(xué)科的研究熱點(diǎn)。教師設(shè)計(jì)出創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，通過(guò)老師的的創(chuàng)新，帶動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新，這樣同樣可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。但是這就要求實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容新穎，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生有可以進(jìn)一步探索、思考創(chuàng)造的空間，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中真正地有機(jī)會(huì)去思考。

作為高?；瘜W(xué)教師，應(yīng)將綠色化和創(chuàng)新性的理念融入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大力鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題做進(jìn)一步深入的研究，培養(yǎng)具有綠色化和創(chuàng)新性意識(shí)的化學(xué)人才。

[1]白春禮.化學(xué)創(chuàng)造美好生活－寫(xiě)在化學(xué)年百年紀(jì)念[J].科技導(dǎo)報(bào)，2011，29（4）：3.

[2]景紅霞，李巧玲，李延斌，等.無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2014，17（3）：127～128.

[3]周立亞，龔福忠，王 凡，等.創(chuàng)建綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，27（6）：174～176.

[4]宋桂苓.綠色有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索和實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，25（8）：899～991.

[5]張慶云.化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的綠色化技術(shù)[J].化學(xué)教育，2008（4）：61～62.

[6]馬衛(wèi)必.關(guān)于節(jié)約型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)建議[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26（2）：87～96.