物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化改革實(shí)踐

魏澤英，李樹(shù)全，謝小燕，髙 慧

（云南中醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，云南 昆明 650500）

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化改革實(shí)踐

魏澤英，李樹(shù)全，謝小燕，髙 慧

（云南中醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，云南 昆明 650500）

化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是化學(xué)教學(xué)改革的趨勢(shì)，在確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的前提下，從教學(xué)理念、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、試劑使用、廢棄物處理、實(shí)驗(yàn)室管理等方面入手進(jìn)行物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，把有毒、有害、污染等問(wèn)題減少、消除，實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化。

綠色化學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)；物理化學(xué)

環(huán)境污染日益嚴(yán)重，人類賴以生存的環(huán)境正受到前所未有的危害。高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著教學(xué)、科研的繁重任務(wù)，日積月累，其排放、產(chǎn)生的有毒、有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染也是不容忽視的。為了減少物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的污染，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，近年來(lái)我院進(jìn)行了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化改革探索。綠色化學(xué)（Green Chemistry）又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)（Environmental Benign Chemistry）、友好化學(xué)（Friendly Chemistry）、清潔化學(xué)（Clean Chemistry），上世紀(jì)90年代中期提出，末期引入我國(guó)。綠色化學(xué)是人類與自然和諧的化學(xué)，化學(xué)教學(xué)綠色化是一種新的教學(xué)理念。從改革實(shí)驗(yàn)方法內(nèi)容、改革實(shí)驗(yàn)室管理、改變觀念等方面入手，在實(shí)驗(yàn)中把有毒、有害、污染等問(wèn)題減少、消除，基本實(shí)現(xiàn)了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的綠色化學(xué)理念。

一、培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，樹(shù)立化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化理念

環(huán)保意識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化改革成敗起著重要作用，沒(méi)有思想上的高度重視，就不會(huì)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化改革的穩(wěn)步推進(jìn)。培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)對(duì)每一位教師來(lái)說(shuō)都是責(zé)無(wú)旁貸的。在日常教學(xué)中，教師們能夠應(yīng)以身作則，以言傳身教，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，講清楚污染的原因、向?qū)W生傳播綠色環(huán)保觀念。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，教師更要身體力行，讓環(huán)保成為師生的自覺(jué)行動(dòng)。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色化

在確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的前提下改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，盡量不用或少用有毒有害物質(zhì)，從源頭上防治污染。以鋅—錫體系代替過(guò)去采用的鉛—錫體系、鉍—鎘體系繪制二組分簡(jiǎn)單低共熔體系相圖，既避免了污染又降低了實(shí)驗(yàn)成本。二組分液—液平衡系統(tǒng)相圖的繪制，用苯酚—水系統(tǒng)代替苯—乙醇系統(tǒng)；液體飽和蒸氣壓測(cè)定實(shí)驗(yàn)，由測(cè)苯的蒸氣壓改成測(cè)定乙醇的蒸氣壓；凝固點(diǎn)降低法測(cè)化合物的摩爾質(zhì)量，過(guò)去一直是以苯為溶劑測(cè)定萘的摩爾質(zhì)量，這也是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)典內(nèi)容，現(xiàn)在改為以水為溶劑測(cè)定葡萄糖的摩爾質(zhì)量，無(wú)毒無(wú)害且成本低，學(xué)生操作起來(lái)也更細(xì)心、認(rèn)真，不用擔(dān)心苯傷害身體，實(shí)驗(yàn)做到了無(wú)苯化。乳狀液的性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，以牛奶、植物油、水等為主要試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，盡量不用或少用有毒試劑。

三、實(shí)驗(yàn)方法綠色化

開(kāi)展微型化、小型化、綜合化實(shí)驗(yàn)。微型化、小型化、綜合化實(shí)驗(yàn)可以大幅減少試劑的使用量和產(chǎn)生的廢液，節(jié)約了資源，減少了污染。二組分簡(jiǎn)單低共熔體系相圖繪制實(shí)驗(yàn)，按常規(guī)方法，每份樣品需金屬粒100克左右，采用小型實(shí)驗(yàn)樣品管后，每份樣品僅需金屬粒10克左右。固—液界面的吸附是以活性炭吸附醋酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電導(dǎo)法測(cè)定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)是測(cè)醋酸的電離平衡常數(shù)，過(guò)去是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)占用學(xué)時(shí)多，試劑需要量大，產(chǎn)生的廢液多，現(xiàn)在合并為一個(gè)實(shí)驗(yàn)，吸附平衡后不用酸堿滴定確定終點(diǎn)，而用電導(dǎo)滴定確定終點(diǎn)并進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，不但達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€讓學(xué)生學(xué)習(xí)了電導(dǎo)滴定，同時(shí)提高了實(shí)驗(yàn)效率，試劑的使用量、產(chǎn)生的廢液大為減少。

四、試劑使用綠色化

在實(shí)驗(yàn)藥品的使用中堅(jiān)持“5R”原則，即減量（Reduce）、重復(fù)使用（Reuse）、拒用（Rejection，拒絕使用無(wú)法替代、回收、再生的有毒物）、回收（Recycling）、再生（Regeneration）的原則。教師在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的時(shí)候精心設(shè)計(jì)，盡量少用試劑、回收利用藥品，盡量使用無(wú)毒、低毒試劑，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真監(jiān)督學(xué)生不要隨意丟棄藥品。稱重時(shí)很容易造成浪費(fèi)、潑灑，為了養(yǎng)成學(xué)生的良好習(xí)慣，規(guī)定如發(fā)現(xiàn)天平周圍有藥品，將被扣分，學(xué)生操作起來(lái)就小心多了。凝固點(diǎn)降低法測(cè)定化合物摩爾質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中，冷凍劑冰水混合物可重復(fù)使用，冰水可多次冷凍作為冷凍劑供后面的班級(jí)使用。

五、妥善處理廢棄物

較之工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的“三廢”似乎量不大，部分人員認(rèn)識(shí)不到位、思想上不重視，所以隨意處置化學(xué)廢物、亂倒廢液、亂丟廢物、操作中不考慮對(duì)環(huán)境的危害等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。開(kāi)展物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化改革后，實(shí)驗(yàn)人員提高了認(rèn)識(shí)，不但重視了對(duì)有毒有害物質(zhì)的處理，不讓其進(jìn)入環(huán)境，也重視了對(duì)無(wú)毒無(wú)害且可回收利用、重復(fù)使用的物質(zhì)的處理再利用。準(zhǔn)備好專門用于回收廢棄物的容器，實(shí)驗(yàn)中和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，要求學(xué)生按要求把廢棄物放入指定的容器中，由專人對(duì)廢棄物進(jìn)行妥善處理。把學(xué)生是否按要求處理廢棄物作為實(shí)驗(yàn)考核指標(biāo)之一，與成績(jī)掛鉤。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)的良好習(xí)慣將使學(xué)生們終身受益。

六、完善實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室管理

從科學(xué)管理入手，圍繞綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革，建立、建全實(shí)驗(yàn)規(guī)則、實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度等并嚴(yán)格按制度執(zhí)行，不讓管理的疏漏使實(shí)驗(yàn)綠色化改革的努力打折扣甚至付之東流。圍繞培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)理念，每個(gè)班于開(kāi)始一個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)前，至少用1學(xué)時(shí)就實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)綠色化給學(xué)生講解有關(guān)要求，得到學(xué)生的理解、配合，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中自覺(jué)遵守有關(guān)規(guī)定、要求，自覺(jué)為綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革盡力；為綠色化實(shí)驗(yàn)提出合理化建議的同學(xué)會(huì)得到充分鼓勵(lì)并加分。實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)章制度是確保實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室工作有序開(kāi)展、綠色化學(xué)理念得到貫徹的重要保證，從綠色化學(xué)理念出發(fā)，制定了儀器設(shè)備管理規(guī)定、試劑保管使用規(guī)定、廢棄物回收利用規(guī)定等規(guī)章制度并在執(zhí)行過(guò)程中修訂、完善，使綠色化改革有章可循、有法可依，以制度管人，我院的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化改革正朝著逐步成熟、完善的方向進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)綠色化的進(jìn)程中，有些工作看似很細(xì)碎、繁雜，我們只有做有心人，真正把實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化改革貫徹到日常的工作中，從點(diǎn)滴做起，才能保證、促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化改革的穩(wěn)步推進(jìn)。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化改革后，實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)氛圍明顯改善，學(xué)生畏懼實(shí)驗(yàn)、擔(dān)心身體受到損害的心理明顯降低，實(shí)驗(yàn)興趣、實(shí)驗(yàn)質(zhì)量明顯提高。

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化改革任重道遠(yuǎn)，還有許多工作要做。從綠色化學(xué)理念出發(fā)來(lái)重新審視和改革傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教材的重要性不言而喻，但目前使用的一些物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材，還是沿襲幾十年來(lái)的做法，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安排缺乏環(huán)保設(shè)計(jì)，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生的污染及如何避免污染等方面的內(nèi)容；目前尚沒(méi)有系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)廢棄物處理方面的指導(dǎo)書籍，資料零散，不利于實(shí)驗(yàn)綠色化改革的深入開(kāi)展；一些教師認(rèn)識(shí)不到位，還存在著完成教學(xué)任務(wù)即可，不愿花時(shí)間、精力處理實(shí)驗(yàn)廢棄物的思想。類似這些問(wèn)題有待深入思考、探索。

[1]王元蘭，譚曉燕，文瑞芝.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行綠色化學(xué)教育的探索與實(shí)踐[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，8（4）：265-270.

[2]李鳳，黃玉玲，榮先國(guó).關(guān)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的研究與探索[J].價(jià)值工程，2012，（15）：291-292.

[3]楊濤.二元合金相圖實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009，（24）：207-208.

[4]陳振江，劉幸平.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：中國(guó)中醫(yī)藥出版社，2009：35-38，62-64.

[5]苑娟，王俊敏，李曉飛，等.中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化改革[J].藥學(xué)教育，2011，27（4）：57-59.

[6]邵晨，許炎妹，董文惠，等.建設(shè)物理化學(xué)綠色實(shí)驗(yàn)室的初步探索[J].科教文匯，2008，（4）：19.

[7]張翠粉，徐蘇娟.實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)化學(xué)廢棄物的危害及處理[J].污染防治技術(shù)，2007，20（3）：71-72.

G642.0

A

1674-9324（2014）01-0245-02

云南中醫(yī)學(xué)院重點(diǎn)建設(shè)課程。

魏澤英（1964-），女，云南人，理學(xué)碩士，副教授，研究方向：物理化學(xué)教學(xué)和藥物穩(wěn)定性。