浅谈在有机化学实验中培养学生环保意识的意义及方法

胡尔西丹·伊麻木 刘 海

新疆医科大学化学教研室，新疆 乌鲁木齐 830054

浅谈在有机化学实验中培养学生环保意识的意义及方法

胡尔西丹·伊麻木 刘 海

新疆医科大学化学教研室，新疆 乌鲁木齐 830054

有机化学实验绿色化既是实验教学改革中的重要组成部分，也是有机化学实验教学中崭新的课题。在有机化学实验教学过程中通过合理安排实验内容、改进实验仪器和实验装置等方法与途径渗透并实施环保教育，增强学生的环保意识和环保责任感。

有机化学实验;环保意识;绿色化学;微量化

有机化学实验绿色化既是实验教学改革中的重要组成部分，也是有机化学实验教学中崭新的课题。“绿色化学”(Green Chemistry)，又称环境无害化学 (Enviromental BenignChemistry)。绿色化学中使用的化学品应遵循4R原则:不用危险品 (Reject)，减少用 (Reduce)，循环使用 (Rrecycle)，回收使用 (Reuse)。有机化学实验的特点之一就是产生毒性较大，对环境污染严重的“三废”。虽然暂时无法将实验全部实行绿色化，但对部分实验进行绿色化设计，采用多媒体辅助实验教学手段，或采用现代实验技术手段(如微波辐射合成)等也有比较重要的意义。

随着现代工业生产的迅猛发展，环保问题已成为全球关注的热点。环保意识的高低已成为衡量社会进步和文明程度的标志。当前，大多数环境问题都与化学物质有关，处理好有关的化学物质是保护环境的重要措施之一。在高校，化学是众多专业的主要基础课之一，在化学教学中，将实验教学与环境保护相结合，在提高学生的实验技能的同时，重点培养学生的环护意识。有机化学实验中常用到毒害性大、易挥发的多种有机物及试剂，如果使用时不重视，处理不当，对人体健康带来危害，也会对生态环境产生污染。我们认为，在有机化学实验中，要着眼于减少试剂用量、缩短反应时间以及采取一些相应措施，以期取得满意的实验结果;不仅满足于学生会做有机实验或掌握了实验内容，更要增强学生在有机实验中对环保问题的深刻认识。因此，近几年来，我们将环境保护作为有机实验教学的重点，结合教材，根据具体情况，制定出切实可行的实验方案并加以实施。

1 对有机化学实验的课程进行整合，从实验内容上体现环保意识

我们根据有机化学内容的特点，按照构建有前瞻性、可操作性的教材体系的要求。有机化学的内容需要结合专业特点挑选授课内容，在强化基础知识的同时，引入与现代科学关系密切的化学新成果、新技术及方法，将经典有机化学理论与学科前沿发展相结合，保证教学内容的科学性和先进性。在近几年的有机化学实验教学过程中，我们将内容上联系密切、操作过程相似的实验合并在一次实验课上。例如:我们把纸色谱与薄层色谱两个实验合并为一次实验教学;将蒸馏、分馏、折光率测定三个实验合并为一次实验教学。利用有限的教学资源和教学课时来完成较多的教学内容，这种低耗高效的教学理念，正是绿色环保意识在教学内容和课程体系上的直接体现。

2 改进实验仪器和实验装置，从实验设计上强化环保意识

在保证实验更科学合理、更安全简便的基础上，我们从保护环境入手，本着药品投放量最少、反应时间最短、实验效果最好的原则，设计实验装置，改进实验仪器，实现常量实验的半微量化或微量化，并努力做到零排放和零污染。为此，我们不断结合实际，钻研教材，将原来的实验反复分析改进，以达到更安全可靠、保护环境为主的目的。例如，我们做“制备乙炔并验证其性质”这个实验时，将碳化钙 (电石)事先用无水酒精浸润，使反应不形成泡沫，将恒压漏斗中的饱和NaCl换成饱和CuSO4溶液，来制取乙炔气。通过验证，改进后的方法，反应时间短，药品用量少，气体不必经过CuSO4溶液洗涤 (几乎不含有H2S等杂质成份)，实验现象明显准确，达到了理想的效果。有机实验中的性质实验，常常是一些污染环境及危害健康的VOC。做实验时，尽量做到用尽可能少的化学试剂，获得比较明显的反应结果和准确的化学信息。这样不但缩短了教学课时，提高了学生的综合能力，巩固了学生在理论课上所学的知识，而且减少了药品使用量，降低了废物对环境的污染程度。

3 用先进的多媒体进行实验教学，在实验教学中渗透环保意识

计算机多媒体技术在理论课教学的应用上已经相当普遍，在实验教学中也应该推广使用。将实验原理、操作步骤等制成课件，利用声音与图像的结合，清晰而形象地显示实验过程，且模拟实验软件使学生体会到不同实验条件下的实验现象和结果，既形象生动，又节省易耗品。也可以将教学计划之外的有创新性、综合性的实验制成课件放在校园网上，学生可以根据自己的课余时间和实验兴趣有选择地学习，使学生开阔视野，拓展思维，充分体现因材施教的个性化教学特点。用现代化的教学手段既使学生掌握了丰富的科学知识，又对学生的环保意识进行了有效渗透。

4 设置绿色化的实验内容

4.1 绿色化 革除毒性大的有机制备实验，如由苯和液溴制备溴苯，由苯硝化还原制备苯胺等，选择一些毒性小得多的制备实验来训练上述实验涉及的基本操作。对一些需大量的有毒溶剂参与的反应，也应尽可能的改用毒性小的溶剂替代，或在实验规模上考虑由常量—半微量—微量。

4.2 连续化 实验的连续化和系列化可减少实验废弃物的排放量，是化学实验绿色化的一个重要方面。传统的有机化学实验的合成练习只是从合成反应的类型出发设置试验，这样就使各个实验孤立起来，部分学生注重实验结果，而忽视基本操作，做过的实验印象不深，同时，实验室回收了大量各种产品，大部分成废弃物，污染了环境。因此，最大程度地提高试剂的利用率，且使学生对有机实验留下较为深刻的印象，又为保护环境出力是应该探讨的问题。为此，我们在基本操作部分首先做“工业乙醇的蒸馏”，得到的产品留待实验“萘的重结晶”做溶剂，重结晶的母液在第3个实验“简单分馏”中得以分离，回收的产品乙醇用于“从茶叶中提取咖啡因”，提取咖啡因回收的乙醇由实验室统一保管，留待下一级学生新一轮实验开始时再做“工业乙醇的蒸馏”，从而提高了溶剂的利用率。对于制备实验，在考虑到单元操作训练和反应类型的选择基础上，使一个实验的产品尽量成为下一个实验的原料，其优点还在于，前面实验结果、产品质量会影响后面实验的结果，增加了实验结果的真实性和可靠性，使学生进一步了解有机化学反应的多步性和复杂性。

5 实验结束后废液、废渣、废瓶尽可能回收利用，实验始终贯彻加强环保意识

化学实验产生的大量废弃物，如随意排放，不仅对环境造成污染，而且淡化学生的环保意识，养成不良的实验习惯。我们将生成的废液统一回收，组织学生利用学过的化学知识来回收处理，既提高了学生的环保意识，又巩固了学过的知识。合成实验所得产品一律回收利用。例如:我们将合成的“1，2一二溴乙烷”、 “1一溴丁烷”、 “乙醚”等回收，进行洗涤、蒸馏、干燥，留做性质实验;“乙酰苯胺”、“2一硝基一1，3一苯二酚”回收，留着下一级同学做基本操作“重结晶”时用，得到的纯净的回收品，又可以留做“熔点的测定”用。这样，我们基本上做到了实验室无污染、产品链式利用的良性循环。对实验中产生的有毒、有害气体，根据成分安装气体吸收装置。例如:用碱液吸收HCl、SO2等酸性气体，对于散落的汞，用S粉处理，减少汞蒸汽的污染。

绿色化学已成为当今化学发展的主要方向，是化学发展的更高层次。作为化学教育工作者应该肩负自己的职责，只有将绿色化学教育不断地溶入到教学中去，从点滴入手，不断探索和实践化学的绿色化，培养学生的绿色化学和环境保护意识，从根本上切断污染源，才能保护我们人类赖以生存的环境。在有机化学实验中加强环保意识是一项十分艰巨而又有益的工作。只要我们在实验中自始至终做到统筹兼顾、适当安排、合理利用，互相监督，就能把化学教学中环境保护的意识传播到每位学生的心中。

［1］胡荣华，黄周璋，李树保.有机化学实验“绿色化”教改浅谈［J］.井冈山学院学报 (自然科学版)，2005，26(3).

［2］俞世冲，孙青类，潘亚菊，沈晓兰，吴秋业.浅谈有机化学实验教学和绿色化学［J］.药学实践杂志，2004，22(4).转贴于 中国论文下载中心http://www.studa.net.

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2011.06.29)