淺談在有機化學實驗中培養學生環保意識的意義及方法

胡爾西丹·伊麻木 劉 海

新疆醫科大學化學教研室，新疆 烏魯木齊 830054

淺談在有機化學實驗中培養學生環保意識的意義及方法

胡爾西丹·伊麻木 劉 海

新疆醫科大學化學教研室，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容、改進實驗儀器和實驗裝置等方法與途徑滲透并實施環保教育，增強學生的環保意識和環保責任感。

有機化學實驗;環保意識;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?！熬G色化學”(Green Chemistry)，又稱環境無害化學 (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)，循環使用 (Rrecycle)，回收使用 (Reuse)。有機化學實驗的特點之一就是產生毒性較大，對環境污染嚴重的“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計，采用多媒體輔助實驗教學手段，或采用現代實驗技術手段(如微波輻射合成)等也有比較重要的意義。

隨著現代工業生產的迅猛發展，環保問題已成為全球關注的熱點。環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，大多數環境問題都與化學物質有關，處理好有關的化學物質是保護環境的重要措施之一。在高校，化學是眾多專業的主要基礎課之一，在化學教學中，將實驗教學與環境保護相結合，在提高學生的實驗技能的同時，重點培養學生的環護意識。有機化學實驗中常用到毒害性大、易揮發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，也會對生態環境產生污染。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果;不僅滿足于學生會做有機實驗或掌握了實驗內容，更要增強學生在有機實驗中對環保問題的深刻認識。因此，近幾年來，我們將環境保護作為有機實驗教學的重點，結合教材，根據具體情況，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，從實驗內容上體現環保意識

我們根據有機化學內容的特點，按照構建有前瞻性、可操作性的教材體系的要求。有機化學的內容需要結合專業特點挑選授課內容，在強化基礎知識的同時，引入與現代科學關系密切的化學新成果、新技術及方法，將經典有機化學理論與學科前沿發展相結合，保證教學內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，我們將內容上聯系密切、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容，這種低耗高效的教學理念，正是綠色環保意識在教學內容和課程體系上的直接體現。

2 改進實驗儀器和實驗裝置，從實驗設計上強化環保意識

在保證實驗更科學合理、更安全簡便的基礎上，我們從保護環境入手，本著藥品投放量最少、反應時間最短、實驗效果最好的原則，設計實驗裝置，改進實驗儀器，實現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、保護環境為主的目的。例如，我們做“制備乙炔并驗證其性質”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，氣體不必經過CuSO4溶液洗滌 (幾乎不含有H2S等雜質成份)，實驗現象明顯準確，達到了理想的效果。有機實驗中的性質實驗，常常是一些污染環境及危害健康的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保意識

計算機多媒體技術在理論課教學的應用上已經相當普遍，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象和結果，既形象生動，又節省易耗品。也可以將教學計劃之外的有創新性、綜合性的實驗制成課件放在校園網上，學生可以根據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，充分體現因材施教的個性化教學特點。用現代化的教學手段既使學生掌握了豐富的科學知識，又對學生的環保意識進行了有效滲透。

4 設置綠色化的實驗內容

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，或在實驗規模上考慮由常量—半微量—微量。

4.2 連續化 實驗的連續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。傳統的有機化學實驗的合成練習只是從合成反應的類型出發設置試驗，這樣就使各個實驗孤立起來，部分學生注重實驗結果，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品，大部分成廢棄物，污染了環境。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“工業乙醇的蒸餾”，得到的產品留待實驗“萘的重結晶”做溶劑，重結晶的母液在第3個實驗“簡單分餾”中得以分離，回收的產品乙醇用于“從茶葉中提取咖啡因”，提取咖啡因回收的乙醇由實驗室統一保管，留待下一級學生新一輪實驗開始時再做“工業乙醇的蒸餾”，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上，使一個實驗的產品盡量成為下一個實驗的原料，其優點還在于，前面實驗結果、產品質量會影響后面實驗的結果，增加了實驗結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 實驗結束后廢液、廢渣、廢瓶盡可能回收利用，實驗始終貫徹加強環保意識

化學實驗產生的大量廢棄物，如隨意排放，不僅對環境造成污染，而且淡化學生的環保意識，養成不良的實驗習慣。我們將生成的廢液統一回收，組織學生利用學過的化學知識來回收處理，既提高了學生的環保意識，又鞏固了學過的知識。合成實驗所得產品一律回收利用。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、產品鏈式利用的良性循環。對實驗中產生的有毒、有害氣體，根據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展的主要方向，是化學發展的更高層次。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，培養學生的綠色化學和環境保護意識，從根本上切斷污染源，才能保護我們人類賴以生存的環境。在有機化學實驗中加強環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籌兼顧、適當安排、合理利用，互相監督，就能把化學教學中環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.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)