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綠色化分析化學實驗教學探討論文
高職化學是以實驗為基礎展開的教學，但由于化學實驗是通過物質(zhì)反應完成的，因此勢必會對環(huán)境造成一定的危害，由此化學實驗綠色化觀念被提出，而這也成為減少化學有害產(chǎn)物、降低環(huán)境污染破壞的本質(zhì)方法，因此在未來的高職化學教學中，教師要轉變實驗教學理念，注重綠色化學實驗教學實施，這不僅是對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一種響應，也可以從本質(zhì)上幫助學生形成綠色化學思維。
1.綠色化學理念與發(fā)展
綠色化學又被稱之為環(huán)境友好化學，通過名稱定義就可以發(fā)現(xiàn)，綠色化學是為了環(huán)境改善而存在的，它在思想上反思了傳統(tǒng)化學實驗教學的缺失，同時也吸收了多種新型技術，如生物技術、材料技術以及信息理論等，由此可以看出，綠色化學是新興但卻綜合交叉的學科理念。從本意上分析，綠色化學的核心是從資源重復利用角度對傳統(tǒng)化學工藝的改革，從而實現(xiàn)環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展，在眾多綠色化學理念之中，原子利用率與綠色化學十二原則被認為是化學最核心本質(zhì)的思想，首先原子利用率，也被稱之為原子經(jīng)濟性，以倡導原子控制為依據(jù)，進而減少化學反應中目標產(chǎn)物質(zhì)量與廢棄物質(zhì)量，從而保障反應物質(zhì)原料最大限度的進入到生產(chǎn)物原料之中，極大地提高原子的經(jīng)濟性。其次，綠色化學十二原則，在此項原則之中，以預防化學廢棄物產(chǎn)生為主，通過合理的化學實驗方法，使化學反應生產(chǎn)物更加安全無害，同時在實驗過程中，提倡使用催化劑，進而通過加快化學反應速率，來減少實驗過程的危害性。
2.綠色化分析化學實驗教學研究
(1)更新實驗教學理念，注重綠色環(huán)保教育
若想從本質(zhì)上實現(xiàn)綠色化學實驗教學，首先，教師要從自身的觀念入手，實現(xiàn)實驗教學理念的更新。在傳統(tǒng)的高職化學實驗教學中，主要是以化學試劑為原料，以驗證化學實驗理論為教學內(nèi)容，從而提升學生的操作技能，加深化學知識認知，由此可以看出在以往的教學中，并沒有關注綠色化學這一概念，只是以知識傳授為主要目的。為此隨著教學改革的不斷深入，提出了學生雙基能力的培養(yǎng)以及以人為本的教學理念，為此教師也應該從教學改革創(chuàng)導出發(fā)，在實驗教學中以學生為主，減少實驗過程中有毒有害物質(zhì)對學生身體的傷害，將綠色化學理念與以人為本的教學理念應用在實驗教學之中，進而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，構建綠色化學實驗教學課堂。其次，在教學過程中，綠色化學理念不只是要落實在實驗教學之中，還應該注重對學生的綠色教育，強化學生環(huán)保意識，具體而言，筆者認為可以從以下三個方面做起，首先，在教學過程中，注重環(huán)保知識的滲透，將生態(tài)平衡、臭氧空洞、溫室效應以及三廢污染等和一些著名的環(huán)境破壞事件，以圖片或者媒體課件的形式展示給學生，讓學生從心理認可綠色化學，樹立環(huán)境保護意識，將綠色化學概念融入到實驗學習中。其次，在實驗教學過程中，教師要注重尋找一些有毒試劑的代替品，并且引導學生研究無污染實驗裝置以及實驗設計，在提升學生環(huán)保意識的同時，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。最后，高職院校內(nèi)，可以開設相關的化工環(huán)境保護概論選修課程，讓學生在業(yè)余時間中可以進一步學習綠色化學理念，強化學生的綠色化學意識，進而讓學生將這種綠色化學意識帶入到今后的工作以及化工生產(chǎn)過程中，無論是對于學生自身，還是我國的工業(yè)建設發(fā)展都是具有重要意義。
(2)做好三廢處理，減少環(huán)境污染
在化學實驗中試劑完全反應結束后，會生產(chǎn)一定的廢氣、廢水、廢渣，這些實驗殘留的物質(zhì)將成為破壞環(huán)境主要的污染源，被稱之為實驗“三廢”。在綠色化學理念下，做好三廢處理十分重要。首先，實驗廢氣就是指在實驗過程中產(chǎn)生的有害氣體，這些氣體人吸入會造成一定的危害，因此在進行試驗研究時，主要是以“扇聞”的方式進行觀察，如氨氣就是一種典型的廢氣，但在實驗結束后，這些氣體仍然會有部分殘留，并且還會彌散在空氣之中，從而對人身體造成危害，因此必須要進行嚴格的廢氣處理。其次，廢水就是指在實驗過程中，產(chǎn)生的有機溶劑、廢酸溶液以及廢堿溶液等，在實驗結束后，教師應該引導學生對這些溶液分開收集，并有針對性的進行處理。以廢酸溶液和廢堿溶液為例，在進行處理時，可以采用酸堿中和的方式，通過溶液之間的調(diào)和，將廢液PH值控制在6.5～8.5之間，然后在進行排放，這樣就不會對下水管道以及水源造成危害。最后，廢渣就是指在化學實驗過程中產(chǎn)生的一些固體有害物質(zhì)，對于這些廢渣最好的處理方式就是回收并進行二次利用。在這里筆者以“硬水軟化”實驗為例，在實驗過程中會產(chǎn)生樹脂廢渣，但若是將這種廢渣浸泡在濃度為1mol/L的HCl溶液中，廢渣就可以二次利用成為日后實驗中的原料，而這無疑是符合綠色化學實驗概念的。除了以上的處理措施外，針對三廢環(huán)境污染，最本質(zhì)的一種方法，就是實現(xiàn)實驗過程污染物零排放，而這也是綠色化學理念的核心。具體來說，在實驗過程中，應做好相應的實驗污染主控點，通過實驗設置優(yōu)化，對實驗材料、實驗裝置、實驗試劑以及實驗方法進行控制選擇，從而實現(xiàn)零污染、零排放的目的。為此在進行實驗時，教師可以從地方能源開發(fā)以及學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)出發(fā)，在實驗過程中為學生滲透綠色化學理念，從而改變以往的教學模式，注重實驗教學內(nèi)容與資源開發(fā)利用之間的結合。在教學過程中篩選出兩個獨立的教學板塊，第一的板塊以網(wǎng)絡技術與仿真實驗技術為主，第二板塊以綜合性實驗為主。在教學過程中，所選用的實驗材料都是無毒或者低毒的材料，然后將一些毒性大、污染強的實驗匯集成合成實驗，如指示劑合成實驗，減少采用笨、溴、氨磺酸等有害試劑使用。同時注重新型綠色化學實驗教學研究，如綠原酸超聲提取分離、白云石制備超細碳酸鈣、單寧酸沉淀法提取煙堿以及相色譜等，通過這些同等教學目的綠色化學實驗模式實施，代替原有有害有毒實驗操作，不但可以從本質(zhì)上減少三廢污染實驗產(chǎn)生，還可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與綠色化學意識，對于學生日后的工作發(fā)展都具有重要促進作用。
(3)減少試驗試劑用量，開展化學微型實驗
在高職化學實驗教學中，實驗教學開展的目的就是讓學生通過實驗現(xiàn)象的觀察，從而認識化學原理本質(zhì)。因此，在實驗過程中只要能夠起到觀察效果即可，與實驗試劑的用量無關。同時，在實驗過程中，很多實驗試劑具有一定的致癌性和腐蝕性，大量的實驗試劑反而會對人的身體造成一定的損害，因此在實驗設計過程中，減少實驗試劑用量，開展微型化學實驗十分重要。微型化學實驗被譽為二十世紀末期的化學實驗革命，也是現(xiàn)下綠色化學實驗中的重要組成部分。其以減少實驗試劑用量為主要目的，但卻可以獲取同樣的化學信息，在這個過程中，由于投入的化學試劑用量減少了，因此產(chǎn)生三廢的可能就會降低，這樣就可以實現(xiàn)控制環(huán)境污染，節(jié)約材料成本的目的。通常情況下，采用微型實驗，實驗耗材和實驗經(jīng)費可以降低成本費用一半以上，同時在具體實驗時間中，也可以縮短原有實驗時間的30％～40％左右。另外，微型實驗充分的利用了實驗資源，并且結果表征都是采用精密的儀器進行操作，這可以使觀察效果更加突出。例如在進行“乙二酸制備”以及“乙酰苯胺制備”過程中，都可以采用微型實驗，且在實驗過程中使用的試劑用量僅為原有實驗試劑用量的10％～20％左右，這無疑也是綠色化學理念的一種體現(xiàn)。(4)改善實驗教學環(huán)境，實施網(wǎng)絡虛擬仿真實驗隨著近些年網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，在進行高職化學實驗教學時，運用網(wǎng)絡模擬與仿真實驗代替原有的實驗操作，可以從本質(zhì)上減少環(huán)境污染問題，進而實現(xiàn)綠色化學實驗教學。運用網(wǎng)絡虛擬仿真實驗具有以下三點好處，首先，可以降低實驗成本，減少實驗設備投入。在進行網(wǎng)絡虛擬仿真實驗時，是不需要使用任何實驗試劑與實驗器材的，對于教師而言，減少實驗準備勞動強度，同時也降低了實驗成本，尤其是在現(xiàn)下的高職化學實驗教學中，課堂教學以大課為主，實驗開展困難，網(wǎng)絡虛擬仿真實驗為教學創(chuàng)造了便利性，同時也降低了實驗污染物的產(chǎn)生。其次，實施網(wǎng)絡虛擬仿真實驗為教學時間提供了充足的保障。在現(xiàn)下的高職院校之中，總學時通常情況為400個學時左右，但在教學中具體的實驗項目有90個左右，而這些實驗項目包括基礎操作實驗、化學性質(zhì)實驗等，在教學過程中呈現(xiàn)出了嚴重的學時不足現(xiàn)象，這就影響了正常教學，網(wǎng)絡虛擬仿真實驗為課堂節(jié)約了更多的時間，有助于教學效率提升。最后，網(wǎng)絡虛擬仿真實驗有助于提升學生學習興趣。網(wǎng)絡虛擬仿真實驗是利用計算機網(wǎng)絡技術，將實驗知識點以及操作要點，編制在相應的計算機軟件之中，通過人機對話的方式進行播放，并且可以反復的進行練習操作，實驗現(xiàn)象千變?nèi)f化，并且自帶一定的游戲性和趣味性，這樣既減少了化學實驗污染的危害性，又提升了學生的實驗學習興趣，為此在教學中，教師應注重對網(wǎng)絡虛擬仿真實驗的實施應用，而這也是對綠色化學概念的一種倡導。
3.總結
綜上所述，高職化學實驗教學可以有效的培養(yǎng)學生的動手能力和觀察能力，繼而加深學生的化學原理認知，而將綠色化學理念應用在實驗教學過程中，不僅可以提升學生的化學素質(zhì)，還可以讓學生將這種綠色思想帶入到工作中。因此，未來的教學中教師要注重對綠色化分析化學實驗教學研究。
參考文獻:
[1]朱鵬濤,周青.美國高中化學教材中實驗安全教育的特點與啟示[J].化學教學,2016(08).
[2]陳靜,石曉波.在化學教學中滲透綠色化學理念[J].湛江師范學院學報,2015(03).
[3]楊秀清.綠色化學實驗教學的實踐與探索[J].新鄉(xiāng)師范高等�？茖W校學報,2015(02).
[4]黎芳倫.化學實驗教學中的綠色化學與微型實驗[J].民族師范高等專科學校學報,2015(06).
[5]馬志成,項光其,張衛(wèi)兵,劉妙昌.基礎化學實驗綠色化探討[J].實驗室研究與探索,2014(02).
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