探究高校有机化学实验绿色化

摘要：高校有机化学实验绿色化改革既是素质教育的要求,同时也是时展的趋势。基于此,本文以高校有机化学实验绿色化为研究课题,首先分析了高校有机化学实验绿色化内涵,指明了我国高校有机化学实验绿色化改革的必要性。然后就当前我国高校有机化学实验现状进行了论述,在此基础上提出了高校有机化学实验绿色化改革的优化策略。

关键词：绿色;高校;有机化学;化学实验

0引言

在人类社会的发展过程中,化学作为一门近现代新兴的学科,成为了人类社会极大发展的重要推动力量。化学工业的发展虽然促进了人类社会现代文明的极大进步,但是也产生了人们赖以生存的生态环境的污染破坏问题,从诸多的国内外社会变革实践中我们能够看到走先污染、后治理的老路子显然是行不通的。就在化学学科招致谩骂、怀疑以及迷茫的背景下,绿色化学应运而生,并在化学学术界以及教育界掀起了绿色化学的研究热潮。没有化学工业的发展,就没有现代人类社会的进步,自然伴随人类社会极大发展出现的污染等问题也有赖于化工技术的革新,因此,将绿色化学融入实验教学中,对于现代社会化工人才的培养显得极为重要重要。

1高校有机化学实验绿色化的必要性

1.1绿色化学是化学学科和教学发展的时代趋势

绿色化学,被称为环境无害化学,环境友好化学和清洁化学。这些称谓也指出了绿色化学的内涵特点,是区别于传统有机化学的最主要标志。绿色化学不仅注重化学混合物的功能、有效性以及化学反应速率等内容,同时还对实验本身产生的化学中间产物、副产物和产物进行了环境影响分析,从减少化学整个过程对于环境污染为目的,由此可见,绿色化学把化学实验开发与环境保护放在了同等重要的位置进行自身的调整和发展。这既是当前生态环境恶化背景下化学学科的生存方向,同时也是化工人才能力培养的重要组成内容。

1.2绿色化学是科学技术与化学的有机结合

绿色化学从其本身属性来说,首先是科学技术支撑下的绿色化学,是我国化工产业升级转型的保障力量。从国内外化工产业的改革发展中我们能够看到,走先污染后治理的老工业路子不仅会提高化工工业加工费,还会加重周边环境的污染形势。这不仅是传统化工污染在治理方面需要大量的耗费人力物力财力的具体体现,同时传统化工工业污染问题会加重企业的生产经营负担,造成企业经济利润的减少。与此同时,对于没有处理好的污染问题,还会给企业和行业带来极为负面的社会形象损失。因此,只有依靠科技这一先进的生产力因素,才能够从根本上改变当前我国绿色化学产业起步慢,绿色化工人才短缺的问题。因此,必须在教育中贯彻绿色化学教育理念,为社会培养足够能力的专业人才,才能够从根本上改变我国技术存在的差距。才能够促进我国经济建设的飞跃式发展。

1.3绿色有机化学实验改革是高校有机化学教学改革的重要内容

大学生高校学习生活阶段,是自身素养培育的关键时期,绿色化学理念及其意识的培养是化学教育的重要内容,是21世纪化工人才素养的基本组成部分。它是集知识、文化、心理等众多素质于一体综合素质。与此同时,绿色化学作为21世纪的高层次化学,是高校有机化学自身发展和教育发展的未来方向,高校有机化学要从理念指导出发,系统性的变革教学目标、人才培养模式等内容,因此,进行高校有机化学实验绿色化改革是高校有机化学改革的重要组成部分。

2当前高校有机化学实验绿色化存在的主要问题

2.1当前我国高校有机化学实验教学发展现状

首先,有机化学实验教学在高校化工等相关专业的重要地位。有机化学是化学化工专业的必修课程,高校开设有机化学的专业有很多,比如生物、医药学、材料科学以及食品等。而有机化学实验作为进行有机化学教学、实验方法掌握以及科研的重要载体。其次,从化学实验室污染累积来看,高校有机化学实验中涉及到很多易燃、有毒的有机化学实验用品,在实验的过程中还会产生大量的强腐蚀性废酸、废碱等化学危险废弃物,并且以液体形态存在居多。实验过程中产生的大量有害产物以及教学需求的持久化特点,不得不说有机化学实验本身有着造成环境污染的风险。有关资料显示,仅北京高校实验室每年产出的化学废物旧有几百吨之多,而全国每年数以万计的高校化学实验室,这个污染总量不得不引起我们的关注。

2.2当前高校有机化学实验绿色化教学存在的突出问题

从上面的现状论述中我们能够看到高校有机化学实验存在着环境污染的巨大风险,虽然绿色化学理念推行已经过去多年,但是总体成效来说,由于各种因素阻碍难于统计,各说纷纭。但是我们依然能够看清存在于当前有机化学实验绿色化教学改革中的一些问题。有机化学实验本身来说是偏向于技术类的化学操作,由此,我们能够看到高校出现有机化学实验污染问题一方面是因为化学用品本身的污染性,另一方面也是由于人为因素造成的。具体来说:

第一,绿色化学理念得不到重视。从学校管理层面来看,对于有机化学实验绿色化管理存在问题,比如管理制度缺陷,很多实验室没有一套科学合理的管理制度,并且在教育宣传上没有认识到绿色化学理念的重要意义,由此导致工作人员在用品管理和对于师生实验操作管理上存在漏洞。从师生教学过程上来看,由于没有重视或者意识上轻视,很容易出现绿色化学理念融入教学的无效化,比如,可以使用小量化的没有严格按照绿色标准进行剂量搭配,该进行废物专门处理的直接导入下水道,人不知鬼不觉,没有环保的意识和绿色化的概念可言。

第二,实验设计本身存在问题。实验设计包括实验方案设计、实验教学内容和过程设计、教学计划等内容,由于理念上存在偏差,造成了实验设计文字叙述与实际实验标准的不相符,造成了实验设计过程操作、化学用品使用的不规范和随意性,也造成了实验后“三废”的处理上的二次污染。究其缘由,绿色化学理念没有正确认知是主要诱发因素,当然也存在着诸如学校实验室仪器老旧,软硬件设施更新不及时,教育经费短缺等学校的问题,还包括高校有机化学课程教材更新的问题。从教育经费投入来看,很多经济落后的地区,学校实验室资金投入不足,化学实验室各种硬件资源短缺,化学仪器老旧,没有专业的防护用具作为保障,比如化学实验室专业通风设施。另外一些仿真虚拟实验的软件投入和开发力度跟不上整体的时代步伐。在一定程度上,科技的应用决定了教师教学理念更新和教学模式革新的速度和效果,并且对于学生有机化学实验方法掌握和学习视野有着重要影响。从高校有机化学课程教材更新来看,高校有机化学实验绿色化教学改革是高等教育改革的重要内容,虽然高校有机化学课程教材在实验方面融入了绿色化学的理念和原则要求,但是依然还有很大的改进空间,与此同时,教材本身对于微型实验的化学用品没有确切的量化规定,很容易造成实验的盲目和随意性,另外,教材中网络科技的实验方法介绍有限,比如对于虚拟技术的有机化学实验操作等。

3高校有机化学实验绿色化的优化策略

3.1构建高校绿色化学的教学体系

具体来说,从制度层面来说,高校要提高对于绿色化学理念的重视程度,切实把绿色化学理念纳入到相关专业课程教学体系中去并落到实处,有了完备的教学管理制度,才能够规范管理人员和实验人员的操作,才能够做到有条可依。从管理层面来说,不断深化对于有机化学实验绿色化的认知程度,践行相关的化学药品管理、师生实验管理以及化学实验室相关设施的维护规定。不断提高自己的科学化工作和精细化管理的意识和水平。从教学层面来说,要从教材选取、课堂理论教学和实验教学过程、教学评估等多方面对绿色概念进行意识宣传和理念培育。改变传统有机化学的教学构架,切实把各个教学要素联动起来,从教学理念、教学方法、教学内容以及课外实践活动等都能够散发着绿色的概念,从无形和有意中给予学生绿色化学理念上的渗透。

3.2高校有机化学实验设计的绿色化

第一,规范有机化学实验设计程序,做到依规范进行实验操作。从实验源头杜绝设计不合理的出现,切实融入绿色化学的理念指导实验方案设计以及实验教学内容和过程设计,根据实验过程中容易出现问题的地方进行重点操作指导,并做好突发事故的应急处理措施。改变过去在实验过程、实验“三废”处理等方面的随意态度和盲目行为。

第二,革新有机化学实验方法,寻求绿色化学实验方式的创新应用。做到这一点既需要教师能够有一个可持续发展的化学教育观,还需要有一颗改变学生认识、提高有机化学集约型发展的赤子之心。变革传统的有机化学实验方法,比如随着现代科学技术的提高,当前有机合成方法已经突破了加热合成的传统局限,教师可以在有机合成方式上运用光诱导、微波合成等绿色环保的合成方式,这既大大缩短了实验的反应时间,简化了反应条件,同时也使得污染得到了有效的控制。

3.3明晰发展趋势,加快革新意识

随着时间的推移和现代科技对于教育理念、手段等的深刻影响力的发挥,高校有机化学实验呈现出绿色化、小量化、开放化、多样化的发展特点。这既是时展趋势,同时也是我国高等教育化学教学改革的方向。

4结语

对于高校有机化学实验教学改革应该做到:提高重视程度、加强相关的教学投入、变革教学理念、创新教学模式,在宏观层面和微观层面统一配合、切实落实,才能够使我国高校有机化学实验绿色化走上更高端的层次。

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作者:彭兴华 张远行 单位:云南能源职业技术学院