淮南師范學(xué)院化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)教育研究

黃月琴，徐 邁，陳建平

（淮南師范學(xué)院 化學(xué)與化工系，安徽 淮南232001）

淮南師范學(xué)院化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)教育研究

黃月琴，徐 邁，陳建平

（淮南師范學(xué)院 化學(xué)與化工系，安徽 淮南232001）

綠色化學(xué)是當(dāng)前的熱點(diǎn)話題，代表了化學(xué)的發(fā)展方向。我國(guó)的綠色化學(xué)研究和開發(fā)剛剛起步，師范類院?；瘜W(xué)教學(xué)理應(yīng)承擔(dān)起普及、宣傳綠色化學(xué)的任務(wù)。在教學(xué)中，可通過充分挖掘教材內(nèi)容、利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)、聯(lián)系生活實(shí)際等培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)。

化學(xué)教學(xué)；綠色意識(shí)；綠色化學(xué)

隨著世界范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，發(fā)展所涉及的生態(tài)環(huán)境、資源，經(jīng)濟(jì)等方面的問題越來越成為國(guó)際關(guān)注的熱點(diǎn)。自1992年里約熱內(nèi)盧宣言發(fā)表以來，世界范圍內(nèi)包括“綠色科技”等可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施步伐正在加快［1］。綠色化學(xué)（Green Chemistry），是在這樣的時(shí)代背景下應(yīng)運(yùn)而生的。

綠色化學(xué)（Green Chemistry），也叫做環(huán)境無害化學(xué)（Evironmentally Benign Chemistry）、環(huán)境友好化學(xué)（Evironmentally Friendly Chemistry）、清潔化學(xué)（Clean Chemistry），是指利用一系列原理和方法來減少或消除化學(xué)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生［2］。它是一種阻止環(huán)境源頭污染的新興學(xué)科，是高水平的化學(xué)，是一種創(chuàng)造性的思維。綠色化學(xué)的基本目的從節(jié)約資源、防治污染方面來重新審視和改革化學(xué)和化工業(yè)，它追求可持續(xù)發(fā)展。

淮南師范學(xué)院坐落在安徽淮南這個(gè)以煤炭而著稱的城市，由于煤炭開采運(yùn)輸?shù)瓤陀^原因?qū)Νh(huán)境污染比較嚴(yán)重，如果不對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育，他們也就會(huì)跟其他人一樣對(duì)環(huán)境漠不關(guān)心，不會(huì)自覺有意識(shí)的保護(hù)環(huán)境，在今后的教學(xué)、工作中也不會(huì)進(jìn)行綠色化學(xué)教育。同時(shí)對(duì)于培養(yǎng)中學(xué)化學(xué)和自然科學(xué)教師，淮南師范學(xué)院化學(xué)系實(shí)施綠色化學(xué)教育具有十分重要的意義［3］。因此，在淮南師范學(xué)院化學(xué)教育中，用綠色化學(xué)的理念來指導(dǎo)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)，將綠色化學(xué)意識(shí)扎根到學(xué)生的頭腦中顯得至關(guān)重要。而淮南師范學(xué)院化學(xué)與化工系并沒有單獨(dú)的開設(shè)綠色化學(xué)這門課程，其它化學(xué)教育中，涉及綠色化學(xué)的內(nèi)容并不多，很多學(xué)生甚至化學(xué)專業(yè)的學(xué)生都認(rèn)為化學(xué)學(xué)科本身或化工生產(chǎn)污染環(huán)境是必然的，人類在防治污染方面是軟弱無力的，因而不愿意從事化學(xué)化工專業(yè)，不安心學(xué)習(xí)化學(xué)化工專業(yè)，形成了環(huán)境意識(shí)的思想障礙。因此，在我校化學(xué)教學(xué)中把綠色化學(xué)思想滲透、融合到日常的教學(xué)中，就顯得尤為重要。因此，在我?；瘜W(xué)教學(xué)中把綠色化學(xué)意識(shí)滲透、融合到日常的教學(xué)中，就顯得尤為重要。

1 結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，在日常教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)

課堂教學(xué)是學(xué)校教育活動(dòng)的最基本的構(gòu)成部分，學(xué)生知識(shí)的獲得和掌握，能力的形成與提高主要靠課堂教學(xué)［4］。在淮南師范學(xué)院化學(xué)與化工系開設(shè)的課程中，不論是基礎(chǔ)課還是選修課，都可以找出與綠色化學(xué)相關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)，在教學(xué)中按照所涉及的知識(shí)點(diǎn)，自然的、生動(dòng)的滲透綠色化學(xué)知識(shí)，既可使學(xué)生了解綠色化學(xué)的基本知識(shí)，樹立綠色意識(shí)，又能彌補(bǔ)由于課時(shí)不足，不能開設(shè)綠色化學(xué)課無法對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的綠色化學(xué)教育的缺憾。如在有機(jī)化學(xué)的教學(xué)中教授有機(jī)合成，按照綠色化學(xué)的含義，有機(jī)合成應(yīng)當(dāng)選擇具有“原子經(jīng)濟(jì)性”［5］，能充分利用資源，又不產(chǎn)生污染的合成路線。如環(huán)氧乙烷的合成，傳統(tǒng)的方法是氯醇法：

原子利用率為3.745%?，F(xiàn)在改用銀催化劑，由乙烯氧化一步生產(chǎn)：

原子利用率為100%，這是典型的綠色合成。再如在《無機(jī)化學(xué)》中過氧化鈉跟二氧化碳生成碳酸鈉和氧氣的反應(yīng)：2Ba2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2。在講解該反應(yīng)時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)綠色化學(xué)理念思考該反應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用。因?yàn)樵摲磻?yīng)可用于呼吸面具和潛水艇里作為氧氣的來源，人吸入由該反應(yīng)生成的氧氣，呼出二氧化碳又作為該反應(yīng)的原料，是一個(gè)典型的綠色化學(xué)例子［6］?？傊處熆沙浞滞诰蛎块T課程中所蘊(yùn)含的綠色化學(xué)理念，有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)。

2 利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)

化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)過程中重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是化學(xué)教學(xué)中最能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的部分。化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用的試劑種類繁多，雖然每人每次排放的污染物算不得什么，但累計(jì)效應(yīng)實(shí)在不容忽視。更不能忽視的是實(shí)驗(yàn)的育人功能，因?yàn)榛瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生從化學(xué)書本走向化學(xué)工廠、走向社會(huì)的橋梁，是培養(yǎng)學(xué)生綠色意識(shí)及科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此教師應(yīng)不失時(shí)機(jī)得利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)（包括演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)），培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)。

2.1 運(yùn)用多媒體，實(shí)現(xiàn)有毒實(shí)驗(yàn)的綠色化

利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、裝置、流程、實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行仿真，用文字、聲音、圖象、動(dòng)畫的效果讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)屏幕上做實(shí)驗(yàn)，達(dá)到身臨其境的感受。如醚的過氧化物爆炸、有毒溶劑的燃燒、砷化物的相互轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)，這樣既讓學(xué)生學(xué)會(huì)了實(shí)驗(yàn)方式，而且使那些毒性大且危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)變成了綠色化實(shí)驗(yàn)的方法。自始自終，不會(huì)對(duì)人體造成危害，又達(dá)到環(huán)保的目的。

2.2 在實(shí)驗(yàn)試劑的選擇上用綠色實(shí)驗(yàn)替代非綠色化實(shí)驗(yàn)

我們盡量選用無毒無害的試劑，這樣可以最大限度地減少甚至避免實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的污染。例如用分光光度計(jì)測(cè)定有色溶液濃度的實(shí)驗(yàn)，其中的有色溶液我們選用高錳酸鉀溶液來替代其它有色溶液。在測(cè)定雙組分液體的二元相圖實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的雙組分是無水乙醇和苯。苯是一種易揮發(fā)、毒性大的有機(jī)物質(zhì)，人體吸人少量的苯就會(huì)頭暈眼花、惡心，苯還會(huì)致癌。本實(shí)驗(yàn)的操作全部是直接在大氣中進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)時(shí)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室彌漫著苯的氣味，如果在夏天開設(shè)此實(shí)驗(yàn)，刺激性更大，對(duì)師生的健康極為不利。但是，乙醇一苯雙組分體系的相圖特征明顯，易于測(cè)定。為了既保留傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的精華，又有一個(gè)安全和清潔的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，經(jīng)過反復(fù)探索，以環(huán)己烷代替苯，測(cè)定乙醇一環(huán)己烷雙組分的相圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也非常好，同時(shí)環(huán)己烷的毒性很小，消除了有毒物質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的污染。

2.3 實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

現(xiàn)有的許多實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)驗(yàn)過程中不但不易控制試劑用量而且不利于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。因此有必要在實(shí)驗(yàn)裝置上做文章，使之趨于綠色化。如無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的硫酸亞鐵銨的制備，如果在實(shí)驗(yàn)中改變實(shí)驗(yàn)裝置，增加實(shí)驗(yàn)中廢氣吸收裝置，就避免了實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有害氣體向大氣排放的弊端。

2.4 開展微型實(shí)驗(yàn)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)［7］（Microsca1eLaboratory）是指在微型化的儀器裝置中進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，是80年代從美國(guó)發(fā)展起來的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，其試劑用量比對(duì)應(yīng)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)節(jié)約90%以上。由于試劑用量少，僅為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的1／10至1／100，因此，產(chǎn)生的“三廢”量也非常少，基本解決了實(shí)驗(yàn)室的污染問題。

2.5 實(shí)驗(yàn)?zāi)┒颂幚碇畜w現(xiàn)綠色化學(xué)理念

就目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方法而言，很難實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化。這就要求我們對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)┒诉M(jìn)行無毒無害化處理。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后的廢液一般成分比較清楚，每次實(shí)驗(yàn)后我們要求學(xué)生根據(jù)廢液的性質(zhì)進(jìn)行處理。例如在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中我們經(jīng)常用有機(jī)溶劑做萃取操作，所用的溶劑量大，因此，要求學(xué)生將用過的廢溶劑集中回收、重新蒸餾后反復(fù)使用。

3 聯(lián)系生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)

參加社會(huì)實(shí)踐是現(xiàn)代大學(xué)教學(xué)教育的重要組成部分。在開展大學(xué)化學(xué)的教學(xué)活動(dòng)中，鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生參加各項(xiàng)綠色化學(xué)教育和環(huán)境保護(hù)的實(shí)踐活動(dòng)，不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)環(huán)境問題的興趣，促進(jìn)對(duì)綠色化學(xué)的理解和認(rèn)識(shí)，而且可以訓(xùn)練解決問題的能力和動(dòng)手能力，培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)積極分子，最終增強(qiáng)他們對(duì)于環(huán)境問題的責(zé)任感和迫切感。如針對(duì)日益嚴(yán)重的“白色污染”，我們可以組織學(xué)生在校內(nèi)外通過開展各種活動(dòng)提倡少用或不用塑料袋、快餐盒，組織許學(xué)生開展消除校內(nèi)外公共場(chǎng)所的“白色污染”活動(dòng)，對(duì)垃圾實(shí)行分類堆放。成立環(huán)保興趣小組，在學(xué)習(xí)了“硬水及其軟化”后，安排學(xué)生對(duì)淮南市的居民飲用水及淮南市八大水域進(jìn)行水的硬度測(cè)定、分析，提出存在的問題，找出解決的方法。此外，我們教師還可以充分利用淮南眾多化工廠和煤礦資源，帶領(lǐng)和組織學(xué)生去參觀見習(xí)，直觀了解廠礦在防污、環(huán)保方面所采取具體的措施等等。鼓勵(lì)學(xué)生為企業(yè)綠色環(huán)保設(shè)計(jì)獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。這對(duì)學(xué)生掌握并應(yīng)用綠色環(huán)保知識(shí)，增強(qiáng)綠色環(huán)保的責(zé)任感和使命感是大有裨益的。

4 結(jié)束語

綠色化學(xué)與化學(xué)教育綠色化作為一種全新的概念，已成為世界上日益引人注目的焦點(diǎn)，對(duì)保護(hù)環(huán)境，對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展有著重要的、深刻的意義。高等院校，尤其是師范院校的化學(xué)系，是培養(yǎng)人民教師的搖籃，肩負(fù)著造就新一代教育工作者的重任，我們不僅要對(duì)學(xué)生進(jìn)行傳統(tǒng)的“知識(shí)教育”，更要進(jìn)行綠色環(huán)保等的素質(zhì)教育，要使學(xué)生不僅學(xué)到知識(shí)，而且懂得所學(xué)知識(shí)對(duì)未來社會(huì)發(fā)展的影響。

雖然目前在淮南師范學(xué)院化學(xué)教學(xué)中還不具備單獨(dú)開課、系統(tǒng)地講解綠色化學(xué)理論和技術(shù)的條件，但是通過在化學(xué)課堂中進(jìn)行綠色化學(xué)理念的滲透，可提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，加深對(duì)化學(xué)的認(rèn)識(shí)。更重要的是培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的意識(shí)，增強(qiáng)實(shí)踐綠色化學(xué)的本領(lǐng)，最終為實(shí)施我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

［1］黃在銀.高等教育的新課題：綠色化學(xué)教育改革［J］.廣西民族學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，8（1）：54－60.

［2］（美）阿納斯塔斯PT，沃納JC.綠色化學(xué)原理與應(yīng)用［M］.李朝軍，王東.北京：科學(xué)出版社，2000.

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G642

：A

：1673－1794（2010）05－0089－02

黃月琴，（1982－），女，碩士，講師，主要研究方向：天然藥物化學(xué)。

2010－07－11