中医药院校实验室绿色化学教学策略研究

刘富岗 王俊敏 杨 云 许 闽

（河南中医学院，郑州450000）

中医药院校实验室绿色化学教学策略研究

刘富岗 王俊敏 杨 云 许 闽

（河南中医学院，郑州450000）

化学实验是中医药院校的基础学科与专业课程都涉及到的实验，绿色化学是从源头上阻止污染的化学，通过课堂教学、实验教学、课外活动等方面，渗透绿色化学知识，使学生了解和接受绿色化学理念，树立环保意识和可持续发展观念。化学实验绿色化是化学实验教学发展的必然趋势。本文就如何进行绿色化学实验教学初步提出了一些解决措施，以适应新世纪化学教育的发展要求，培养具有绿色意识的化学人才，实现化学实验教学的绿色化。

绿色化学；化学实验；绿色化；教学法

化学是自然科学中一门十分重要的基础学科，它对人类社会生活质量的提高发生这重要的影响，与人类生活环境的改善也有着密不可分的关系。基础化学实验是化学、化工、生物、环境、农业、医药、食品等相关或相近学科专业的基础课，试验涉及学科专业门类多，实验项目内容覆盖面大，实验所需试剂药品种类多，开展该领域实验绿色化研究，不仅能节约大量实验试剂药品，降低实验成本费用，有利于提高师生科研水平，还能减少环境污染，保护师生身心健康，对增强全民环保意识有着重要的现实意义和深远的历史意义。21世纪是“绿色世纪”，时代呼唤化学教育者用“绿色教育”的思想培养具有环境保护意识和可持续发展意识的“绿色人才”。化学实验教学的绿色化在中医药院校的推广实施尤为重要，本文将重点介绍化学实验在中医药院校的推行情况、改革措施与必要性。

1 绿色化学的概念

绿色化学（Green Chemistry）是人类与自然相互和谐的化学，又称环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry）、环境友好化学（Environmentally Friendly Chemistry）或清洁化学（Clean Chemistry），它涉及有机合成、药物合成、中药化学、天然药物化学、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛。它是用化学的技术和方法来减少甚至消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害物质，不再产生废物，它是一门从源头上阻止污染的化学在人类生存环境日益恶化的今天，绿色化学的出现，为人类最终从化学的角度解决环境污染问题带来了希望，使“化学这门实用的和创造性的科学”的地位得以巩固。从科学观点看，它是对传统化学思维方式的反思；从环境观点看，它是从源头上消除污染；从经济观点着，它合理利用资源和能源，降低生产成本，它是一门从源头上阻止污染的化学［1-2］，符合经济可持续发展的要求。绿色化学是21世纪化学发展的方向和目标，也是中医药院校化学实验中需要解决的重大问题。

2 医药院校绿色化学教育与化学教学

课堂教学是主阵地，要向学生传授绿色化学知识肯定离不开课堂教学。化学教学中素质教育的目标之一，是让学生了解与化学有关的环境、资源、能源等问题，培养学生关心自然，关心社会的情感和责任感，树立环境保护意识和人类生存、发展意识，绿色化学的提出，为化学注入了新的活力。所以，化学教学与环境教育有着密切的关系，绿色化学不仅是化学教学与环境教育的结合，同时也是21世纪高素质教育和可持续发展两大战略目标的完美结合。在课堂教学中，化学教师要做有心人，时刻注意收集国内外最新的绿色化学信息和成果，结合教学内容相关的范例来渗透绿色化学教育的知识点，使学生在潜移默化中受到绿色化学教育。例如：本实验室中药化学和天然药物化学提取中药材时产生的有机废液，若倒掉将对环境造成严重污染，若对其进行回收处理将会产生较高的额外费用，本实验室的做法是将这些有机废液用于学生在有机实验时练习蒸馏实验的原料，这样不仅保护了环境，而且节省了学校的教学成本，既经济又环保。

3 化学实验绿色化的必要性

化学是一门实验科学，化学实验是化学教学的重要组成部分。在我国的高校里，尤其在医药院校，每天都有大批学生进行着各种各样的化学实验，所用的化学药品种类多、消耗量大，而且大部分有腐蚀性或有毒，有的实验还伴随有毒或有害物质的产生。目前，我国仅有少数实验室有三废处理设施，大多数实验室产生的废弃物都直接排入环境。虽然每个实验室排放的污染物的量不大，但这种“聚沙成塔”的污染方式对环境的累积破坏效应实在不容忽视，因为有毒有害物质的排放不仅污染环境，破环生态平衡，威胁人类健康，而且有悖于可持续发展的绿色化学的思想。因此，在中医药院校化学实验教学中加强绿色化学教育，对传统的化学实验进行大胆的绿色化改革，并推行绿色化学实验乃是大势所趋。

4 实现中医药院校化学实验绿色化的途径

4.1 推广微型化学实验微型化学实验是20世纪80年代从美国发展起来的一种化学实验方法，是在微型化学仪器中进行实验，以尽可能少的化学试剂而获得比较明显的反应结果和准确的化学信息的一种新型的化学实验方法。采用微型化学实验技术，不仅可以大大减少试剂用量，缩短实验时间，降低环境污染，而且有利于强化学生的动手操作能力，培养创新思维，强化学生的环保意识。对于耗量大、污染重、成本高的化学试验，开设微型化学实验尤为重要［3］。

4.2 开展串联实验所谓串联实验是指通过调整实验教学计划，巧妙地安排实验项目和实验次序，使上一个实验的产物成为下一个试验的原料使用。传统的化学实验通常把各个实验孤立起来，这样就会因为重复实验设置而加重对环境的污染。为此，我们对同一门课程的各个实验以及各门课程实验间存在的关系进行研究，通过合理安排实验次序，打破各个实验间的壁垒，广泛开展串联实验。如在有机实验教学中可以把乙酸乙酯的制备与折光率的测定实验串联，把苯甲酸的制备与熔点的测定串联。同时还可以把无机化学中溶液的配置与分析化学中酸碱中和滴定实验串联；把有机化学中的合成实验与仪器分析中产品的纯度测定实验串联。通过以上方法，可使药品循环使用，不但提高了药品的利用率，还在一定程度上减轻了实验对环境的污染。

4.3 替换有毒或高浓度试剂遵照绿色化学的理念，从源头上阻止污染。笔者根据实验目的，在能够达到同样教学效果的前提下，采用低毒或无毒化学试剂替换有毒化学试剂，使用浓度较低的试剂。例如在配制黄酮类化合物的检识试剂时，采用1%三氯化铝乙醇溶液替换2%三氯化铝甲醇溶液。又如在薄层色谱法检识蒽醌类化合物的实验中，采用石油醚-乙酸乙酯-甲酸（15∶5∶1）上层溶液替换苯-乙酸乙酯（97∶9）作为展开剂（苯：强烈毒性，石油醚、乙酸乙酯：低毒性），同样取得了较好的展开效果。

4.4 充分利用实验产物开展跨学科综合性实验例如，在中药化学实验中提取出来的产品正是中成药的主要有效成分，可以作为中药制剂实验的原料。而中药制剂实验所做出的产品正是中药制剂分析所需。因此，可以结合中药化学、中药药剂学、中药制剂分析的教学大纲要求，开展跨学科综合性实验。如在黄连中提取盐酸小檗碱后，再运用中药药剂学设计工艺，制成黄连素，最后在中药制剂分析实验课上对自制黄连素进行质量检查、含量测定。通过这样的跨学科综合性实验，不仅充分利用了实验产物，还增强了学科间的联系，也极大提高了学生的积极性和学习兴趣。

4.5 重视有机溶剂的回收利用化学实验所产生的废液主要是一些酸碱废液、有机溶剂废液。在每次实验课结束时，让学生将废液按性质不同分类倒入指定的废液缸中，定期进行无害化处理，以实现化学实验绿色化。酸碱废液，一般中和处理后排放；有机溶剂可用于学生练习溶剂回收实验，并进行蒸馏、提纯后再利用。

随着人们环境保护意识的提高及环境保护各项工作的深入，中医药院校化学实验教学中的环境保护问题应引起高度重视。绿色化学的实质是提倡人类社会的可持续性发展，强调自然资源的合理开发、综合利用和保护增值；强调清洁生产和无污染的绿色产品。化学实验绿色化是化学实验教学发展的必然趋势，是绿色化学研究的重要内容，是减少实验室污染和保护环境的最佳选择，是人们对环境问题由被动反应转为主动行动的一次认知飞跃，通过化学教学内外各个环节渗透绿色化学知识和理念，对提高学生的环境意识具有重要的意义。我们作为高校的教师，有责任和义务为国家和社会培养更多的具有绿色化学意识和绿色化学技术的高级人才，保持社会持续稳定和发展。

［1］Anastas P．T．，Williamson T．C．Green chemistry-gesigning chemistry for the environment，ACS Symoposium Seris 626th［M］．Washington D C：American Chemical Society，1996，73-75．

［2］朱清时．绿色化学的进展［J］．大学化学，1997，12（6）：7-11．

［3］朱兵，吴天龙．化学实验改革的新方向-微型实验［J］．化学通报，1991，（9）：50-52．

10.3969／j.issn.1672-2779.2013.20.050

1672-2779（2013）-20-0069-02

苏 玲

2013-08-11）