綠色化學(xué)理念融入高校有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

袁廷香

（遵義師范學(xué)院，貴州遵義 563006）

綠色化學(xué)并非一個(gè)新鮮的理念。所謂“綠色化學(xué)”又稱“無(wú)害化學(xué)”或“清潔化學(xué)”，是指采用最少的資源和能量消耗且產(chǎn)生最小的污染的化學(xué)實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)模式。隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境所造成的負(fù)面影響越來越大，各種化學(xué)產(chǎn)品對(duì)自然生態(tài)造成的破壞也越來越嚴(yán)重，且這些行為的后果已然給人類社會(huì)帶來了巨大的反噬。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行歸納和總結(jié)，沒有建立起適合自己的學(xué)習(xí)模式，導(dǎo)致學(xué)生在考試時(shí)不會(huì)靈活轉(zhuǎn)化知識(shí)點(diǎn)。高校化學(xué)教師幫助學(xué)生建立有效的思維邏輯框架體系，要讓學(xué)生從根本上養(yǎng)成環(huán)保意識(shí)，讓學(xué)生意識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重要性。

1 綠色化學(xué)理念對(duì)于大學(xué)生而言所具有的意義

廣大高校化學(xué)教師首先要明白的一點(diǎn)是，之所以要將綠色化學(xué)理念融入到中考試題當(dāng)中，是因?yàn)樾聲r(shí)代的發(fā)展要求人們建立環(huán)保意識(shí)。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得環(huán)境遭到了破壞，如何在保證經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的條件下，保護(hù)環(huán)境成為當(dāng)前熱點(diǎn)話題。大學(xué)生正處于徹底實(shí)現(xiàn)思維成型的“收官成長(zhǎng)期”，教師正確的引導(dǎo)，會(huì)幫助大學(xué)生正確世界觀和人生觀的最終樹立。很多大學(xué)生在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí)，認(rèn)為其學(xué)習(xí)的目的是為了“應(yīng)付考試”或者“找個(gè)工作養(yǎng)活自己”，事實(shí)上這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。高校化學(xué)教師要改變學(xué)生這種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，讓學(xué)生明白綠色化學(xué)會(huì)推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，要讓學(xué)生建立起正確的環(huán)保意識(shí)，幫助學(xué)生構(gòu)建起清晰的學(xué)習(xí)思路，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生享受學(xué)習(xí)的過程，將被動(dòng)的學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的學(xué)習(xí)模式，為學(xué)生日后成長(zhǎng)的道路奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。許多有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)的考察任務(wù)中都含有綠色化學(xué)理念，很多學(xué)生在前段的學(xué)習(xí)、練習(xí)過程中沒有樹立環(huán)保意識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生在后續(xù)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用時(shí)沒有利用環(huán)保理念執(zhí)行具體操作，因此高校化學(xué)教師要在有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生建立綠色理念，讓學(xué)生節(jié)約材料、保護(hù)環(huán)境。

例如對(duì)于“蒸餾和沸點(diǎn)的測(cè)定”這一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的考查，有不少經(jīng)典的課題會(huì)以比較開放的方式詢問學(xué)生從綜合角度來考慮會(huì)選擇哪種方式開展實(shí)驗(yàn)。很多學(xué)生在執(zhí)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)只是單純地考慮到操作速度、物品種類以及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)數(shù)量等因素，因此極有可能在選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)忽視對(duì)“環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)”的考慮；然而和容易產(chǎn)生較多廢料的低分子化合液體比較，以高分子、少化合質(zhì)溶液作為實(shí)驗(yàn)用料更加環(huán)保，且在其他方面所需要的條件和步驟并沒有增加太多，整體的實(shí)驗(yàn)效益要高出一個(gè)層次，所以更符合實(shí)驗(yàn)課題的考查預(yù)期。

2 將綠色化學(xué)理念融入有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體策略

2.1 結(jié)合有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容展開綠色化學(xué)理念教學(xué)

高校化學(xué)教師要想在有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中順利地推展綠色化學(xué)教學(xué)理念，首先要明確當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，結(jié)合教學(xué)任務(wù)之間更加科學(xué)合理的教學(xué)計(jì)劃。有機(jī)化學(xué)課程與其他化學(xué)子課程最大的不同點(diǎn)在于其對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和頻率的更高要求，教師在進(jìn)行有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)的過程中要以身作則，要注意保護(hù)環(huán)境，不能造成污染，有一些有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生濃烈的味道，教師在演示這些化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)要重視學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及學(xué)生的身體健康。例如，教師可以利用多媒體的信息技術(shù)來展開有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)的演示，將一些帶有污染性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)通過多媒體的形式展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生可以更加清楚地了解到實(shí)驗(yàn)的變化過程，這種教學(xué)形式不但保護(hù)了環(huán)境，同時(shí)還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，對(duì)于學(xué)生沒有看清楚的實(shí)驗(yàn)步驟，教師可以進(jìn)行重復(fù)性的播放，讓學(xué)生更加清楚地了解實(shí)驗(yàn)的原理。教師要與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新自身的教學(xué)理念，很多教學(xué)內(nèi)容可以利用多媒體的形式展現(xiàn)出來，從而達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)目的，在面對(duì)實(shí)驗(yàn)原理課題時(shí)，學(xué)生可以回憶教師所演示的視頻、動(dòng)畫來執(zhí)行操作。

比如在講解“乙酸正丁酯的制備”這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的過程中，教師要在課堂中有意識(shí)地引入對(duì)“低耗實(shí)驗(yàn)”概念的講述，將教學(xué)內(nèi)容和環(huán)保理念有機(jī)地融合在一起；而對(duì)于探究乙酸正丁酯的化合成分時(shí)，由于這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)需要用到酸液催化環(huán)節(jié)，教師可以用網(wǎng)絡(luò)資源制作教學(xué)視頻或直接錄制自己在實(shí)驗(yàn)室中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟，而后利用多媒體設(shè)備播放給學(xué)生觀看，用來取代會(huì)造成空氣污染的現(xiàn)實(shí)操作；除此之外，在完成課程的基本串講后，教師還應(yīng)就有機(jī)化合材料的不當(dāng)使用可能對(duì)大氣造成的污染進(jìn)行深入的介紹，并可借助有關(guān)圖片或視頻來展示有機(jī)化合材料濫用所導(dǎo)致的嚴(yán)重后果及其對(duì)人類生活乃至生存產(chǎn)生的惡劣影響，之后可補(bǔ)充一些我國(guó)為構(gòu)建“低耗環(huán)保”社會(huì)所作出的各項(xiàng)努力和相應(yīng)的成果等。

2.2 結(jié)合學(xué)生的發(fā)展規(guī)律，展開綠色有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教師在授課時(shí)要考慮到學(xué)生的心理特點(diǎn)以及大學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，要將綠色化學(xué)教育理念融入到學(xué)生的日常生活當(dāng)中。因?yàn)榇髮W(xué)生在面臨從“校園”步入“社會(huì)”的轉(zhuǎn)型窗口時(shí)，難免會(huì)產(chǎn)生心理壓力，如果沒有讓學(xué)生在日常生活中就建立綠色化學(xué)理念，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)會(huì)因?yàn)榫o張心理而忘記綠色化學(xué)理念的融合路徑，達(dá)不到其應(yīng)有的教學(xué)目的，所以教師要考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及心理動(dòng)態(tài)，要以學(xué)生為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，以學(xué)生為課堂的主體，站在學(xué)生的角度來展開有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綠色化學(xué)“錄入”活動(dòng)。

例如高校化學(xué)教師在講解“甲基橙的制備”實(shí)驗(yàn)時(shí)，部分高校化學(xué)教師會(huì)認(rèn)為這一部分內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)考查維度較低，所以在演示時(shí)沒有給出充分的展示，使得學(xué)生忽略了甲基橙制備后剩余材料利用的學(xué)習(xí)，這種教學(xué)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。即便是高校的考查活動(dòng)，其所對(duì)應(yīng)的知識(shí)、技法性內(nèi)容也無(wú)疑來源于生活實(shí)際，新時(shí)代要求培養(yǎng)全方位高素質(zhì)綜合型人才，所以專業(yè)考查和未來的社會(huì)應(yīng)用的焦點(diǎn)不僅僅局限于一些理論知識(shí)內(nèi)容，更要聯(lián)系生活實(shí)際。教師要對(duì)有機(jī)化合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的分析，要考慮到當(dāng)前的綜合考查情況，要對(duì)甲基橙及其制備過程中生成的有機(jī)化合余料的利用等這一類與綠色環(huán)保有關(guān)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致化的講解，并結(jié)合學(xué)生們的理解能力和本課程的主要考查點(diǎn)來設(shè)計(jì)一些對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)組織學(xué)生開展相應(yīng)操作，從而引起學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)理念的重視，達(dá)到其應(yīng)有的教學(xué)目的，構(gòu)建高效的有機(jī)化學(xué)課堂，讓學(xué)生從容應(yīng)對(duì)考查和后續(xù)實(shí)操應(yīng)用。

2.3 重視對(duì)環(huán)境保護(hù)主題實(shí)踐活動(dòng)的引入

對(duì)于很多高校化學(xué)教師來說，平日里的諸項(xiàng)專業(yè)考核、檢測(cè)似乎只是對(duì)學(xué)生知識(shí)記憶和技能“復(fù)刻”性應(yīng)用能力的一種考查。其實(shí)，對(duì)于有機(jī)化學(xué)知識(shí)的真正理解和運(yùn)用永遠(yuǎn)應(yīng)在真實(shí)的實(shí)踐活動(dòng)中才能形成并做到持續(xù)優(yōu)化，這對(duì)于學(xué)生從理論到操作的綜合學(xué)習(xí)成果都有著很強(qiáng)的完善作用，這也是有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)教學(xué)得以存在的根本原因；而在另一方面，大學(xué)生有著非常豐富的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，又非常樂于在眾人面前表現(xiàn)自己的優(yōu)秀，利用這些性格特點(diǎn)并將其轉(zhuǎn)化為開展實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的內(nèi)在動(dòng)力，對(duì)于提升教師的教學(xué)質(zhì)量也大有裨益。因此，高校化學(xué)教師要在課堂教學(xué)之余，對(duì)以環(huán)保為主題的有機(jī)化合實(shí)踐活動(dòng)投以足夠的重視和資源，在充分鍛煉學(xué)生的知識(shí)和技能應(yīng)用能力的同時(shí)，使學(xué)生更為真切地體會(huì)綠色環(huán)保理念的正確性，繼而為學(xué)生對(duì)專業(yè)考查中相應(yīng)成分的有效應(yīng)對(duì)提供必要準(zhǔn)備。

比如，教師可以在完成對(duì)涉及到碳元素化合物相關(guān)性質(zhì)的課程講解后，在保證安全的前提下，組織學(xué)生來到校內(nèi)或者校外的一些自然水域，在做好水域隔離的情況下讓大家利用提前準(zhǔn)備的碳?xì)浠衔锖秃?jiǎn)易的實(shí)操器材來實(shí)地開展一場(chǎng)“碳元素多分子化合”主題實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中水域顏色、稠度等性質(zhì)的變化來了解實(shí)驗(yàn)生成物的種類和水質(zhì)影響，最后再憑借實(shí)驗(yàn)殘料中的碳物質(zhì)來進(jìn)行水質(zhì)還原，讓學(xué)生在真實(shí)場(chǎng)景下體驗(yàn)環(huán)境保護(hù)工作的重要性，并對(duì)相應(yīng)的流程和步驟形成更加真實(shí)的主觀體驗(yàn)。

2.4 嚴(yán)格對(duì)有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)材料數(shù)量的控制

綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最直接特征就是對(duì)實(shí)驗(yàn)資源和能量消耗的合理控制。在實(shí)際教學(xué)中，很多高校化學(xué)教師在進(jìn)行有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，往往出于對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的考慮而有意識(shí)地增加對(duì)化學(xué)藥品的使用數(shù)量，同時(shí)在指導(dǎo)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)時(shí)也缺乏對(duì)這一方面的相關(guān)提醒和控制。長(zhǎng)此以往，必然會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)不注意把控對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的消耗數(shù)量，不但會(huì)造成更多的資源浪費(fèi)，對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的取得也不利。因此，高校化學(xué)教師在有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)操作和講解過程中應(yīng)嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)材料的使用量，在不影響基本教學(xué)效果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，將實(shí)驗(yàn)所用材料的數(shù)量控制到最低，并且以精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的形式標(biāo)注出來告知學(xué)生，以此來作為執(zhí)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一步舉措。

比如，教師可以在正式教學(xué)前先通過預(yù)備實(shí)驗(yàn)并根據(jù)既有經(jīng)驗(yàn)，對(duì)每種所需藥品的使用克數(shù)進(jìn)行具體統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)要精確到小數(shù)點(diǎn)后一位。而在教學(xué)過程中，教師要將有關(guān)數(shù)據(jù)明確告知學(xué)生，同時(shí)以此作為評(píng)判學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作成果的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)。如果有必要，還可在實(shí)驗(yàn)考核中提出相關(guān)的要求，作為給學(xué)生打分的一項(xiàng)依據(jù)。

2.5 根據(jù)有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒牧闲再|(zhì)優(yōu)化選擇標(biāo)準(zhǔn)

在有機(jī)化學(xué)課程中，很多有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)在制成產(chǎn)品上都有著極高的重合性，而所需的化學(xué)材料卻并不完全相同。一部分高校化學(xué)教師在選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)經(jīng)常考慮的是實(shí)驗(yàn)操作的復(fù)雜性、效果的明顯性以及實(shí)驗(yàn)速度，很少考慮不同材料的產(chǎn)出物是否環(huán)保，這應(yīng)當(dāng)被及時(shí)糾正。高校化學(xué)教師要在保證基本實(shí)驗(yàn)效果和操作可執(zhí)行性的基礎(chǔ)上，盡可能選擇一些污染小、能耗少、危害性弱的材料作為實(shí)驗(yàn)用品，尤其要在非必要情況下盡量避免對(duì)氰化物、硫化物以及強(qiáng)刺激性藥品的使用，以此來將有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)本身所能造成的環(huán)境污染控制在最小范圍內(nèi)。

例如對(duì)于“煙酸的制備”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中需要用三口燒瓶完成基料的制備，而這個(gè)過程中則通常會(huì)用到高錳酸鉀作為實(shí)驗(yàn)的催化劑。此時(shí)，教師便可根據(jù)實(shí)驗(yàn)中具體的反應(yīng)原理，選擇性地使用過氧化鐵等實(shí)驗(yàn)殘料較少的物質(zhì)來取代高錳酸鉀作為催化劑，以求降低實(shí)驗(yàn)的有害物質(zhì)生成概率與數(shù)量，同時(shí)還能在客觀上進(jìn)一步保證實(shí)驗(yàn)過程的安全性。

2.6 體現(xiàn)利用化學(xué)手段凈化污染的知識(shí)內(nèi)容

單純的“節(jié)能減排”并不是綠色化學(xué)的真正要義，利用化學(xué)手段來消除污染、改善生態(tài)才是這一理念最高階層的體現(xiàn)。高校化學(xué)教師除了要嚴(yán)格控制有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)過程中的材料消耗數(shù)量并積極選擇污染產(chǎn)出小的實(shí)驗(yàn)流程外，還應(yīng)在教學(xué)中有意識(shí)地教授給學(xué)生利用化學(xué)方法消除污染、保護(hù)環(huán)境的知識(shí)與技能，讓有機(jī)化學(xué)不單單只以“生態(tài)破壞者”的形象出現(xiàn)在學(xué)生面前。這一舉措既可以豐富學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的認(rèn)知，也能將綠色化學(xué)理念詮釋得更具體、更完整，同時(shí)還進(jìn)一步體現(xiàn)出了化學(xué)的廣泛應(yīng)用性和多樣作用性，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣。

比如，教師在講解“肉桂油的提取和成分鑒定”知識(shí)時(shí)，可以著重介紹肉桂油中肉桂醛，講述肉桂醛在有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)中的常見應(yīng)用方法和用途，同時(shí)就肉桂醛在處理脂性雜質(zhì)和酸性實(shí)驗(yàn)環(huán)境中所獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，最后還可將這些用途代入到日常生活、生產(chǎn)中來引導(dǎo)學(xué)生形成相對(duì)應(yīng)的化學(xué)環(huán)保措施認(rèn)知體系。

3 結(jié)束語(yǔ)

化學(xué)是造福人類、推動(dòng)人類和自然和諧共生的有效工具。高校化學(xué)教師要深切地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，在進(jìn)行有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中有意識(shí)地滲透綠色化學(xué)理念，積極引導(dǎo)學(xué)生形成環(huán)保、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作認(rèn)知，通過控制材料數(shù)量、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)選擇以及介紹化學(xué)清污技術(shù)等方法，讓學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)形成更正確地了解與更深刻地認(rèn)同，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的有機(jī)化合實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)認(rèn)知，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道，對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)進(jìn)行歸納和總結(jié)，讓學(xué)生可以學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)。