农林院校应用化学专业有机化学实验绿色化教学改革初探

【摘 要】根据西北农林科技大学应用化学专业实际教学中所出现的实验室环境污染严重的问题，通过对国内外有机化学实验的调研比较，对应用化学专业有机化学实验绿色化改革进行了初步探索。在教学内容方面，通过选择合适的实验项目，推行微量和半微量实验，实行实验项目连续化；在教学方法方面，加强实验废弃物的循环利用与管理。实践证明，采取这些措施能在提高教学质量的同时加强学生环境保护素质的培养。

【关键词】有机化学实验；教学改革；绿色化学

有机化学是一门实验性很强的学科，有机化学实验课程是将有机化学的原理、有机化合物的研究方法、化学实验基本操作与综合技能融为一体的综合性课程，是培养化学专业学生的综合能力的重要组成部分[1]。我校应用化学专业有机化学实验室及有机合成实验室长期以来一直是污染最严重的实验室，给做实验的学生和代课教师以及实验准备人员的身体造成健康损害。造成污染严重的原因一方面是由于实验室硬件环境比较落后，实验室通风状况不好；另一方面是实验内容安排比较陈旧，绝大部分是常量以及超过常量的操作，实验废弃物产生较多；另外，学生在做实验的过程中不注意废弃物的安全排放，相应的实验内容也没有安排这方面素质的培养。针对以上存在的问题，我们调研比较了国内外著名高校有机化学实验教学内容及模式，借鉴他们建设绿色有机化学实验室的经验，并结合学校应用化学专业实际情况（实验室设备、教师配备、学生情况、培养计划等），初步建立了我校应用化学专业有机化学实验新的教学内容与教学体系。新教学内容进行了较大的调整优化，取消了单纯的性质实验，安排的合成实验在兼顾多方面训练学生基本操作技能的同时增加了多步合成实验的内容，增加设计型实验部分以培养学生独立研究的能力；实验方法上注重绿色化，从原料的选择、试剂用量的确定以及实验技术手段的更新等方面进行整合，初步建立了应用化学专业有机化学实验绿色化教学体系。

首先，新实验内容及操作强调绿色化教学内容的建立，对原有的实验内容进行了较大的调整[2]。在不影响教学目的的前提下，选择毒性危害小，环境污染轻的实验项目。如原来开设柱色谱基本操作训练实验为“邻硝基苯胺和对硝基苯胺”的分离，所采用的洗脱液为“苯”和“乙醚”的混合溶剂。苯会损害人类的造血系统，乙醚容易挥发。现在已用“菠菜色素的提取和分离”来代替柱色谱操作训练，洗脱液尽量采用对人毒性小的丙酮和石油醚等。

其次，将原来的常量实验改成半微量实验或微量实验。研究半微量和微量实验的初衷是为了实验室的安全和环境保护，有机化学实验中用到的挥发性、易燃易爆、有毒有害试剂很多，所以，减少试剂用量可以减少试剂储存过程中的安全隐患，减少潜在的环境污染排放[3]。我们在合成实验中基本实现了投放原料为毫摩尔级的反应，半微量实验减少了实验试剂的投入，在保证教学目的的前提下也降低了实验成本，最重要的是从源头上减少了实验废弃物的排放，减少了治理环境污染的压力。

再次，采用连续性的实验项目。一步合成实验是以训练学生基本操作技能为主的实验项目，实验结束后，最终产品多为废弃物，由实验室收集作为废弃物处理。实验的连续化和系列化可减少实验废弃物的排放量，是有机化学实验室绿色化的一个重要方面。根据实验内容和要求把一系列合成实验联系起来，把一个实验项目的产品作为下一个实验项目的原料来实现学生实验产品的循环综合利用。如安排得“正溴丁烷的合成”和“2-甲基-2-己醇的合成”两个实验项目，第二个实验所用到的原料“正溴丁烷”是学生自己在第一个实验中制备的。这种实验教学方法不仅最大程度地提高试剂的利用率，而且能较好地检查学生的操作技能和实验教学效果。

本项目实施之后，对于学生在实验教学中环保意识和独立科研能力的提高具有明显促进作用。将绿色化学的理念与高等教育结合起来，对有机化学实验的传统教学方法进行更新和改进，改变“先污染，后治理”的理念，尽可能地从源头上切断污染源，更新环保理念，主动防止化学污染，为人类可持续发展提供最好的环境保障。

【参考文献】

[1]王清廉，李瀛，高坤，等.有机化学实验[M].3版.北京：高等教育出版社，2010.

[2]李英俊，孙淑琴，于世钧.构建有机化学实验教学的新模式[J].实验室研究与探索，2004，23（7）：61-63.

[3]杨荫康，黄燕，张玉珠，等.依托微型化实验教学模式，改革有机化学实验教学[J].广西师范大学学报，2000（化学专辑）：59-61.

[责任编辑：汤静]

推荐访问:教学改革 初探 农林 化学实验 有机

---