化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革初探
時間:2022-05-11 10:50:59
導(dǎo)語:化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革初探一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
摘要:我國高等教育改革步伐不斷加快,高等教育更加重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì),使大學(xué)生更好地適應(yīng)社會,為社會發(fā)展做出貢獻(xiàn)。對于化工專業(yè)學(xué)生來說,教師應(yīng)注重向其滲透綠色化學(xué)理念在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中,使有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)成為培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)理念的主要陣地。本文將重點探討下綠色化學(xué)理念下的化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革,培養(yǎng)具有綠色環(huán)保意識的化工人才。
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué)理念;化工專業(yè);有機(jī)化學(xué);實驗教學(xué)
綠色化學(xué)也可以稱為環(huán)境無害化學(xué)或者是清潔化學(xué),其對有害人類健康、生態(tài)環(huán)境的原料、溶劑及副產(chǎn)物等盡量少用或者是不用,綠色化學(xué)理念是不再使用有毒、有害物質(zhì),也不產(chǎn)生廢物等等,從源頭上阻止污染。有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)與綠色化學(xué)關(guān)系緊密,許多高校的有機(jī)化學(xué)實驗室教學(xué)存在一些問題,排放較多的污染物,污染了生態(tài)環(huán)境,應(yīng)及時解決好這個問題,使綠色化學(xué)理念滲透其中。
1化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)貫徹綠色化學(xué)理念的必要性
實驗是化學(xué)教學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),對于有機(jī)化學(xué)教學(xué)來說更是如此,有機(jī)化學(xué)實驗中常常會用到一些酚類、芳香烴及醛等一些有害、有毒物質(zhì)。學(xué)校的有機(jī)化學(xué)實驗室空間較小,而做實驗的學(xué)生較多,因此在其做實驗時會產(chǎn)生并擴(kuò)散較多的有害物質(zhì),這些物質(zhì)會污染教學(xué)環(huán)境,不僅危害師生健康,也不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識。此外,有機(jī)化學(xué)實驗過程中會產(chǎn)生大量廢氣、廢水及廢渣,這些污染物如果不及時處理好就直接排放到自然環(huán)境中,會造成環(huán)境污染,實驗室就會成為一個污染源,因此教師進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)時應(yīng)積極給學(xué)生滲透綠色化學(xué)思想,培養(yǎng)有綠色化學(xué)意識、理念的人才[1]。
2基于綠色化學(xué)理念的化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)模式
2.1精選實驗內(nèi)容,突出綠色化學(xué)思想
以往教師開展有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)時,通常會考慮實驗內(nèi)容的典型性、代表性及高復(fù)現(xiàn)性等等,并不重視實驗是否會對環(huán)境產(chǎn)生污染。教師應(yīng)以綠色化學(xué)理念開展教學(xué),優(yōu)化有機(jī)化學(xué)實驗內(nèi)容,選擇實驗時,最好選那些圍繞基本原理、基本實驗操作內(nèi)容展開。實驗用品最好使用無毒原料、溶劑及催化劑,化學(xué)物質(zhì)合成路線也應(yīng)是綠色的。對化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的需求量進(jìn)行精確計算,確保能產(chǎn)生實驗結(jié)果前提下,盡可能地減少試劑用量,促進(jìn)反應(yīng)物盡量全部轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,將綠色化學(xué)的“原子經(jīng)濟(jì)性”精神體現(xiàn)出來?;瘜W(xué)實驗項目選擇過程中,應(yīng)堅持低能耗、低毒篩選原則,例如實施“己二酸的制備”實驗時,最好能使用高錳酸鉀氧化法,不用硝酸氧化法,這樣就能防止有機(jī)化學(xué)實驗中出現(xiàn)大量有毒氧化物氣體、或者是產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕性,這樣化學(xué)實驗安全性就得到了有效提高。還有就是合成硝基苯甲酸乙酯時,一般使用濃硫酸做催化劑進(jìn)行合成,這種催化劑價格低廉、活性高,但是其反應(yīng)比較復(fù)雜、產(chǎn)生的副產(chǎn)物也較多,濃硫酸具有腐蝕性,會腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境[2]。因此可以使用價格低廉、容易得到的苯磺酸作為催化劑進(jìn)行化學(xué)合成,能夠有效地克服這些缺點與不足,并具有較高的產(chǎn)率。
2.2改進(jìn)實驗裝置,設(shè)計合理關(guān)聯(lián)實驗
有機(jī)化學(xué)實驗中占比較大的內(nèi)容是制備有機(jī)物實驗,而且多數(shù)有機(jī)物都是有毒物質(zhì),傳統(tǒng)常規(guī)實驗操作方法在通風(fēng)櫥中實施,這減少了對實驗室的環(huán)境污染,但是產(chǎn)生的有毒化學(xué)物質(zhì)還會排放到空氣中。因此可以改進(jìn)實驗裝置,例如制備乙酸乙酯實驗過程中,將一個干燥管與反應(yīng)裝置相連接,并在碳酸鈉溶液中插入細(xì)口這樣就能防止倒吸,也能防止乙酸、乙醇等氣體進(jìn)入空氣中,并且減少了一半以上的反應(yīng)物用量,達(dá)到了較好的減少污染的目的。教師進(jìn)行化學(xué)有機(jī)實驗教學(xué)時,應(yīng)研究并理順各個實驗間的關(guān)系,對實驗次序進(jìn)行合理安排,設(shè)計實施相關(guān)實驗,將一個實驗產(chǎn)物作為另一個實驗原料,構(gòu)成鏈接關(guān)系,從而互相循環(huán)利用輔助劑、產(chǎn)物及剩余物等等。例如實施苯甲酸合成實驗時,可以將反應(yīng)合成的苯甲酸粗品作為“重結(jié)晶”的實驗材料,之后得到的苯甲酸純品又能夠作為“熔點測定”的實驗材料,這樣不僅節(jié)省了實驗時間及原料,也能通過實驗測定學(xué)生化學(xué)實驗生成的產(chǎn)品是否合格。
2.3借助多媒體技術(shù),模擬化學(xué)仿真實驗
以往實施的化學(xué)有機(jī)實驗常常要使用消耗大量的藥品及水資源,尤其是那些要使用昂貴試劑、容易發(fā)生爆炸的實驗,那些必須使用有毒有害試劑、化學(xué)反應(yīng)后會在實驗室中排放較多有毒氣體的實驗也都會消耗許多藥品及大量水資源,因此這樣看來有機(jī)化學(xué)實驗的綠色化有一定限度,課本教材中的一些經(jīng)典實驗并不符合綠色化條件,對此教師應(yīng)積極利用現(xiàn)代化多媒體技術(shù)作為實驗教學(xué)的輔助手段,借助多媒體技術(shù)對化學(xué)仿真實驗進(jìn)行模擬,將各種化學(xué)實驗?zāi)M出來,這種技術(shù)下的實驗現(xiàn)象也呈現(xiàn)地非常明顯,操作起來方便快捷,基本上沒有污染。教師應(yīng)使用多媒體技術(shù)仿真有機(jī)化學(xué)實驗原理、裝置、流程等等,通過文字、聲音及圖像等方式生動形象地展示給學(xué)生,讓其身臨其境好像真地置身于實際化學(xué)實驗操作中,并在一旁適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行講解、引導(dǎo),幫助學(xué)生體會總結(jié)出較準(zhǔn)確的實驗結(jié)果,促進(jìn)化學(xué)有機(jī)實驗的綠色化。
3結(jié)語
綠色化學(xué)理念符合現(xiàn)代社會發(fā)展趨勢,是可持續(xù)發(fā)展觀的重要內(nèi)容,當(dāng)代化工專業(yè)學(xué)生應(yīng)樹立起這種理念,并積極將其應(yīng)用至實際生活、學(xué)習(xí)中。綠色化學(xué)理念對保護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)約能源資源意義重大,教師在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中,讓學(xué)生明確綠色化學(xué)理念的重要性,并積極探索有機(jī)化學(xué)實驗的綠色化模式,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)理念、逐步樹立起環(huán)保意識,為環(huán)保工作作出貢獻(xiàn)。
作者:馬光路 單位:內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]吳紹艷,陳潔,章焰,王徽,楊登想.綠色化學(xué)理念在化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中的滲透[J].廣東化工,2012,10:172~173.
[2]張秀清,張淑華.化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革探討與實踐[J].廣東化工,2013,12:198.