職業(yè)教育論文-高職有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的實(shí)踐與探討.doc

職業(yè)教育論文-高職有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的實(shí)踐與探討摘要：在開設(shè)有機(jī)化學(xué)的高職相關(guān)專業(yè)中，通過精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案、采用連續(xù)性實(shí)驗(yàn)和多媒體技術(shù)進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，減少實(shí)驗(yàn)對環(huán)境的污染，可逐步實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；綠色化學(xué)；綠色化實(shí)驗(yàn)有機(jī)化學(xué)是高職環(huán)境治理、工業(yè)分析、石油化工、生物制藥、醫(yī)學(xué)類等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是不可缺少的重要組成部分。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能更好地理解理論教學(xué)的內(nèi)容，學(xué)會在實(shí)驗(yàn)室里合成、分離、提純有機(jī)物的方法和操作技術(shù)，培養(yǎng)自身良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度以及觀察問題、分析問題和解決問題的能力。而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所使用的試劑大多數(shù)會危害人體健康和污染環(huán)境，有些試劑甚至有劇毒。如何保證有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程既能正常開設(shè)，又將其危害和污染降低到最低限度，是擺在廣大化學(xué)教育工作者面前長期而又艱巨的任務(wù)。為此，在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，筆者對開展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)施綠色化學(xué)教學(xué)進(jìn)行了一些探索與嘗試。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施綠色化學(xué)教學(xué)綠色化學(xué)起源于有機(jī)化學(xué)，是有機(jī)合成化學(xué)家提出的，它的內(nèi)容與有機(jī)化學(xué)學(xué)科密切相關(guān)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中客觀存在著許多有害的廢棄物，在實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)、排污等硬件設(shè)施較差的情況下，不僅威脅人體健康，而且直接排放會嚴(yán)重污染環(huán)境。特別是近年來學(xué)校辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)排廢量也同步增長，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化不得不提到議事日程上來。應(yīng)采用適合實(shí)驗(yàn)室的廢棄物處理措施，將有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對環(huán)境的污染降至最低限度。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生建立對環(huán)境保護(hù)和人類可持續(xù)發(fā)展的高度責(zé)任心，使綠色化學(xué)理念滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中。例如，在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生不小心打碎了溫度計，溫度計里面的汞灑到實(shí)驗(yàn)臺上。這時，應(yīng)該用滴管收集大部分汞并回收到密閉的容器中，對于散落在地上及部分難以收集起來的汞應(yīng)撒上適量的硫黃粉進(jìn)行處理，使之生成毒性小的硫化汞然后清除。又如酚類、苯胺類物質(zhì)，在驗(yàn)證其性質(zhì)后，應(yīng)將廢液集中與漂白粉混合煮沸后再處理，這樣可使酚類、苯胺類物質(zhì)的毒性降低至幾乎為零，大大減少對環(huán)境的污染。通過對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢棄物的基本處理實(shí)踐，可使學(xué)生掌握綠色化學(xué)知識，形成強(qiáng)烈的環(huán)保意識。精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，體現(xiàn)綠色化學(xué)的教育思想選擇有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容時，應(yīng)根據(jù)高職的教學(xué)目標(biāo)，本著體現(xiàn)綠色化學(xué)教育的指導(dǎo)思想，精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，突出實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)。根據(jù)現(xiàn)行教材保留符合或基本符合綠色化學(xué)要求的實(shí)驗(yàn)，如基本操作實(shí)驗(yàn)中熔點(diǎn)的測定、蒸餾和沸點(diǎn)的測定、重結(jié)晶提純法；性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的碳水化合物、氨基酸和蛋白質(zhì)；制備實(shí)驗(yàn)中的從茶葉中提取咖啡因等。在一些重要的合成反應(yīng)中選擇污染少、廢物易處理的制備項(xiàng)目開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對有毒氣排放的實(shí)驗(yàn)應(yīng)予以刪除。盡可能少用或不用有毒性的試劑。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的安排上不僅要滿足培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的需要，同時也要體現(xiàn)綠色化學(xué)的教育思想。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，控制藥品用量有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)重，消耗化學(xué)試劑多。近幾年，我們在逐步實(shí)施常量、微量與半微量相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)方案，不僅體現(xiàn)綠色化學(xué)的教育思想，同時廢棄物處理相對容易。例如，在性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，醛、酮與2，4-二硝基苯肼試劑的反應(yīng)，由于該試劑的毒性很大，實(shí)驗(yàn)就改為在點(diǎn)滴板上進(jìn)行。于孔穴中滴入兩滴試劑，再依次滴入醛、酮試樣各1滴，現(xiàn)象與常量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象基本一致，而試劑用量大大減少，污染程度大大降低。類似的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)均可采用此法，不僅減少了廢棄物的處理量，降低了對環(huán)境的污染，而且可使學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中樹立環(huán)保意識。又如在1-溴丁烷的制備實(shí)驗(yàn)中，試劑用量為常規(guī)用量的十分之一，實(shí)驗(yàn)時間縮短了五分之一，且可以得到較好的實(shí)驗(yàn)效果。再如，在乙酸乙酯的制備中，我們改進(jìn)了催化劑?，F(xiàn)用教材是用濃硫酸作催化劑，但濃硫酸具有強(qiáng)氧化性、強(qiáng)吸水性、低選擇性，造成反應(yīng)物氧化、碳化，產(chǎn)品質(zhì)量不高、產(chǎn)率低，產(chǎn)生的廢氣、廢水多，污染環(huán)境，且實(shí)際生產(chǎn)中對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。我們參照目前關(guān)于酯化反應(yīng)的研究成果，用固體超強(qiáng)酸（SiO2SO42-）代替濃硫酸，即用1.2gSiO2SO42-代替教材中的3.0ml濃硫酸，其余步驟仍按教材進(jìn)行，試劑回收率可由使用濃硫酸時的48提高到93，并且催化劑可循環(huán)使用6次。這樣改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)安全性好，對環(huán)境無污染。采用連續(xù)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的合成實(shí)驗(yàn)，是純粹的消耗性實(shí)驗(yàn)。一次實(shí)驗(yàn)下來，除原料和試劑的消耗外，生成的產(chǎn)物大部分都是廢棄物，造成對環(huán)境的污染。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)把相關(guān)的單一實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來，使其組成一個系列，使實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品為后一步需要合成的原料完成系列制備。這種教學(xué)方法不僅能滲透綠色化學(xué)教育的思想，而且也能較好地檢驗(yàn)學(xué)生的操作技能和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識。例如在基本操作中做“蒸餾”和“分餾”兩個實(shí)驗(yàn)時回收的乙醇可用于“茶葉中提取咖啡因”，提取咖啡因回收的乙醇留待下一屆學(xué)生做“蒸餾”實(shí)驗(yàn)用；“柱色譜”實(shí)驗(yàn)所用的洗提溶劑乙醇，由實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一回收，留待下一屆學(xué)生做“分餾”實(shí)驗(yàn)用，從而提高了溶劑的利用率。幾年來，在有機(jī)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，凡能循環(huán)利用的實(shí)驗(yàn)資源，我們都將粗品全部回收，經(jīng)處理后繼續(xù)留做他用。另外，應(yīng)充分利用廢料，如在簡單的玻璃工操作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，學(xué)生按要求完成各種規(guī)格的彎管、滴管后，利用剩下的短管繼續(xù)拉制熔點(diǎn)管，拉制的熔點(diǎn)管可以在合成實(shí)驗(yàn)中用作沸石。這樣，充分利用實(shí)驗(yàn)材料，不僅可節(jié)約經(jīng)費(fèi)，而且可使綠色化學(xué)教學(xué)落到實(shí)處。采用多媒體技術(shù)，將部分實(shí)驗(yàn)改為演示對人體危害大和對環(huán)境污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)，可做成課件給學(xué)生演示。如芳烴和鹵代烴的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，這兩個實(shí)驗(yàn)所用藥品均有很大的毒性，對環(huán)境污染嚴(yán)重，而且其中有的實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)際操作時實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，實(shí)驗(yàn)效果不理想。改用計算機(jī)模擬教學(xué)，既沒有污染，現(xiàn)象又明顯。學(xué)生如親臨其境，感到很新穎，興致很高，同時，調(diào)動了學(xué)生上網(wǎng)查找資料和自己做課件的積極性，培養(yǎng)了動手能力，取得了很好的教學(xué)效果。近幾年來的實(shí)踐證明，將綠色化學(xué)教育思想滲透于高職有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的做法有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。通過綠色化學(xué)教育思想在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透，不少學(xué)生尤其是環(huán)境治理專業(yè)的學(xué)生反映他們的知識面擴(kuò)展了，感到基礎(chǔ)課與專業(yè)課能有機(jī)融合，提升了對專業(yè)的認(rèn)識，激發(fā)了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，實(shí)驗(yàn)技能得到了進(jìn)一步提高。要在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中完全實(shí)現(xiàn)綠色化，還需要化學(xué)工作者共同努力，做更加深入的研究工作。參考文獻(xiàn)：1宋桂苓.綠色有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索和實(shí)踐J.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，25（8）.2方富祿，周榮才，周允明，尹玉英有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)M北京：高等教育出版社，19993俞善信，文瑞明六水合三氯化鐵在酯化合成中的應(yīng)用J精細(xì)石油化工進(jìn)展，2000，（5）4田景芝，荊