汪洋洋
摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對綠色和健康的生活理念意識越來越高,但化學(xué)工業(yè)的污染給人們的生活帶來了很大的傷害,因此,急需對化學(xué)教育模式進(jìn)行改革,將綠色化學(xué)理念貫穿到化學(xué)的試驗(yàn)教學(xué)中。本文主要論述了高?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)內(nèi)容的改革,加強(qiáng)教學(xué)過程中多媒體技術(shù)的運(yùn)用,探索一條綠色理念的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方法。
關(guān)鍵詞:綠色化;化學(xué)實(shí)驗(yàn)室;多媒體技術(shù);環(huán)境保護(hù)
在化學(xué)教育過程中,實(shí)驗(yàn)性教育是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)用能力和創(chuàng)新思維的主要方法?,F(xiàn)在許多大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的污染源排放沒有組織化,將化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢棄物直接排放到大自然環(huán)境中。雖然化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排放量與化學(xué)工業(yè)排放量相比相對較少,但成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并且大部分高校專業(yè)不同的學(xué)生每年都重復(fù)同樣的實(shí)驗(yàn),所以,排放地區(qū)附近的污染物累計數(shù)量不容忽視。因此,當(dāng)前很多高校對如何減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染的方法和防止化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染的措施越來越重視,綠色化學(xué)這一教學(xué)理念,已經(jīng)成為高?;瘜W(xué)教學(xué)的最佳選擇。
一、綠色化學(xué)與綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的概念
綠色化學(xué)是指有效利用(最好利用可再生)的原料,進(jìn)行化學(xué)品的生產(chǎn)以及應(yīng)用,清除廢棄物和應(yīng)用有毒性的和不使用危險的試劑和溶劑。綠色化學(xué)技術(shù)是指為了避免對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)和減少有害物質(zhì)的釋放,使用可再生自然能源而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù)。
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是根據(jù)綠色化學(xué)理念來運(yùn)營實(shí)現(xiàn)的,是對環(huán)境沒有毒性污染和副作用的實(shí)驗(yàn)室。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本目標(biāo)是選擇低毒性或者無害試劑,選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,選擇最佳反應(yīng)條件,通過使用最佳催化劑來提高反應(yīng)效率,最大限度地節(jié)約自然資源,不排放污染物。通過采用微型實(shí)驗(yàn)設(shè)備、多媒體模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及實(shí)驗(yàn)室廢棄物綠色化處理等現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)備,來環(huán)保型化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
二、高校建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的有效途徑
1.采用多媒體進(jìn)行化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)
一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)會消耗大量藥物,產(chǎn)生很多廢棄物,由于藥物消耗量大或易爆、很難操作或有毒性及有害試劑的化學(xué)實(shí)驗(yàn),是利用多媒體進(jìn)行化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)的有效方法之一。例如,有機(jī)化合物物性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,但培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力并沒有什么幫助,這種實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備很多人力和物力,會誘發(fā)污染的物質(zhì)的排放,并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往不理想。為了讓學(xué)生驗(yàn)證理論,避免化學(xué)材料浪費(fèi)和污染,培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察到有趣現(xiàn)象的方法是利用CAI課件能夠很好地達(dá)成這個目標(biāo)。CAI課件詳細(xì)說明實(shí)驗(yàn)原理、儀器、藥品及實(shí)驗(yàn)過程,利用觀看、聲音、動畫等效果,讓學(xué)生舒適愉快地學(xué)習(xí)化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)方法,有效地克服環(huán)境污染及實(shí)驗(yàn)造成的不安全因素。
2.采用多媒體展示實(shí)驗(yàn)過程
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,多媒體技術(shù)不僅給人們的生活帶來了便利,而且逐步適用于教育。作為我們教室的教學(xué)輔助工具,多媒體的運(yùn)用也為教學(xué)過程中添加了一份精彩。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,教師可以通過多媒體向?qū)W生展示有毒性及腐蝕性化學(xué)試劑的實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象,或者通過容易生成毒性物質(zhì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課件的展示,既能夠節(jié)約實(shí)驗(yàn)時間,又能夠防止有害物質(zhì)對學(xué)生的傷害。為了實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的概念,在課堂教學(xué)中,多媒體的運(yùn)用打破了傳統(tǒng)教學(xué)法的單一性,減少學(xué)生學(xué)習(xí)的疲勞和厭倦,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的化學(xué)知識水平。
3.采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法
如果真的不可能避免有害或腐蝕性物質(zhì)應(yīng)用的化學(xué)實(shí)驗(yàn),就可以采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是有明確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、小裝備、小試劑劑量,是現(xiàn)有常規(guī)劑量的1/10~1/1000,實(shí)驗(yàn)材料及時間節(jié)約、降低環(huán)境污染,是真正的安全、無毒性、環(huán)保型的實(shí)驗(yàn)方法。在通過實(shí)踐對比后,發(fā)現(xiàn)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法與常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)效果的準(zhǔn)確性上沒有明顯的差異,反而促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真、仔細(xì)操作。
4.改變化學(xué)實(shí)驗(yàn)加熱方式
微波加熱方式已經(jīng)成為當(dāng)前在有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中最有效、最方便促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)方法之一。微波化學(xué)實(shí)驗(yàn)是利用家用微波爐進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的一種。主要用于樣品處理、無機(jī)物及有機(jī)物合成。其中一個特點(diǎn)是加熱速度快,反應(yīng)溫度達(dá)到很短的時間,熱效率高,反應(yīng)往往在幾分鐘內(nèi)完成;另外一個就是利用微波技術(shù)促進(jìn)分子之間化學(xué)反應(yīng)交替,提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,并且產(chǎn)品質(zhì)量高。微波化學(xué)實(shí)驗(yàn)中可用于微型實(shí)驗(yàn)或小量規(guī)模實(shí)驗(yàn)。微波化學(xué)反應(yīng)是一種直接或間接減少環(huán)境污染的新技術(shù),為了形成新的實(shí)驗(yàn)體制,需要高校積極進(jìn)行研究和推進(jìn)。
5.加強(qiáng)高校教師的綠色化教學(xué)觀念
優(yōu)質(zhì)的學(xué)生需要優(yōu)質(zhì)的教師來教育他們。教師需要確立綠色可持續(xù)發(fā)展的教學(xué)觀念,將綠色化學(xué)理念投入化學(xué)教育中,教師不僅要系統(tǒng)地研究綠色化學(xué)的理論知識,還要加強(qiáng)綠色化學(xué)技術(shù)的最新研究結(jié)果和發(fā)展方向的學(xué)習(xí),為了促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化,最大限度地利用各種宣傳工具和媒體進(jìn)行宣傳;學(xué)生在畢業(yè)項(xiàng)目及課程設(shè)計中,根據(jù)綠色化學(xué)要求進(jìn)行教育改革和實(shí)習(xí);組織教師、專家和學(xué)者,進(jìn)行教育和科學(xué)研究,定期召開學(xué)術(shù)會議;讓化學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)過程融入綠色化學(xué)理念,只有高校教師擁有了綠色化學(xué)的理念,才能夠讓學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中擁有綠色發(fā)展理念。
6.實(shí)驗(yàn)室廢棄物處理合格后再排放
6.1廢酸槽和廢堿槽應(yīng)安置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),每過一段時間,要中和廢酸性和廢堿溶液,在排出之前PH值要達(dá)到6-9。
6.2實(shí)驗(yàn)室內(nèi)含有貴重藥品的廢液需要經(jīng)過化學(xué)處理后在進(jìn)行排放。
6.3部分毒性有機(jī)不溶性物質(zhì)在排放前需要經(jīng)過蒸餾回收后在進(jìn)行處理。
該方法不僅可以提高學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識,同時可以讓學(xué)生知道化學(xué)試劑的使用量,讓學(xué)生知道少量的化學(xué)物質(zhì)也會引起重要的反應(yīng),不能任意排放,不能讓實(shí)驗(yàn)室的廢棄物成為我們生活的污染物。
三、結(jié)束語
綠色化學(xué)不是獨(dú)立的學(xué)問,而是方針、思想指引、研究政策、新的教學(xué)理念的綜合性學(xué)問?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是從防止環(huán)境污染和資源節(jié)約的觀點(diǎn)出發(fā),重新研究和改革傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn),更新和發(fā)展傳統(tǒng)的化學(xué)思考方式,確立化學(xué)教育的新想法。這是21世紀(jì)化學(xué)教育的新方向,也是化學(xué)教育工作者的義務(wù)性的課題。
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