有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育和環(huán)保教育的有效途徑,以下是小編搜集整理的一篇化學(xué)論文:探究有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的論文范文,供大家閱讀參考。
摘 要:我們針對(duì)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和學(xué)生的現(xiàn)狀,針對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,尤其是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綠色化學(xué)教學(xué)和安全教育進(jìn)行了初步的實(shí)踐與探索,從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)手段和教學(xué)形式等幾方面提出了幾點(diǎn)初步的教學(xué)改革思路。
關(guān)鍵詞:有機(jī)化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);綠色化學(xué);安全教育
有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)賴以生存的基礎(chǔ),在教學(xué)中占有很重要的地位,也是化學(xué)、化工、材料、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)藥及海洋等學(xué)科學(xué)生必修的主干課程之一[1]。對(duì)于化工、化學(xué)、生物、環(huán)境和材料等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是非常重要的一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課,是對(duì)有機(jī)化學(xué)理論課的輔助和補(bǔ)充。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課可以使學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)的理論知識(shí)有更加深刻和直觀的理解。有機(jī)實(shí)驗(yàn)操作可以訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力、分析能力、創(chuàng)新能力和研究能力,并且培養(yǎng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力[2]。
近些年來(lái),高校在改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)手段、考核制度、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室等方面給予了高度重視,但在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育和環(huán)保教育方面還有待加強(qiáng)。從事與有機(jī)化學(xué)相關(guān)的行業(yè),必然要接觸有機(jī)溶劑,易燃易爆、有毒有害物質(zhì),在工作中防火、防爆、防中毒、防止環(huán)境污染是每一個(gè)化學(xué)工作者時(shí)刻需要注意的問(wèn)題。因此,加強(qiáng)綠色化學(xué)教育和環(huán)保教育,使學(xué)生以后在工作中具有強(qiáng)烈的責(zé)任心,才能盡可能地防止安全事故的發(fā)生和污染環(huán)境的現(xiàn)象出現(xiàn)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室正是培養(yǎng)學(xué)生具有這兩種意識(shí)的有效場(chǎng)所。因此,我們針對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,尤其是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綠色化學(xué)教學(xué)進(jìn)行了初步的實(shí)踐與探索。
1、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的思路
與其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的化學(xué)藥品用量比較大,反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),反應(yīng)產(chǎn)率相對(duì)比較低,同時(shí)產(chǎn)生的廢水、廢氣和廢棄物較多。例如,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑和部分重金屬鹽等,會(huì)造成環(huán)境的污染和資源浪費(fèi)。
另一方面,從有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式上看,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)也比其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多,形式靈活,可以算是一項(xiàng)基礎(chǔ)的科學(xué)研究訓(xùn)練。然而,從上世紀(jì)50年代以來(lái),有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容從課程體系到教學(xué)形式上變動(dòng)并不大,即使近些年很多高校先后做了一些改革的嘗試,但仍存在一些問(wèn)題[3],不能適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的要求。
鑒于此,我們?cè)诨瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過(guò)程中,主要從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)手段幾方面提出了改革思路:①改進(jìn)合成路線,簡(jiǎn)化化學(xué)反應(yīng)步驟;②盡量避免使用有毒有害或難以回收的反應(yīng)溶劑,盡可能減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生和排放;③選擇水或離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng);④采用新穎的實(shí)驗(yàn)手段,節(jié)省能源。
2、加強(qiáng)綠色化學(xué)教育,培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)
2.1 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入綠色化學(xué)和環(huán)保教育
綠色化學(xué)最先是由美國(guó)化學(xué)會(huì)(ACS)提出的,其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染;反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,大量化學(xué)污染物質(zhì)進(jìn)入人類生存環(huán)境,對(duì)全球的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅,人們已日益感受到了破壞生態(tài)環(huán)境給人類生存帶來(lái)的巨大威脅。因此,環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視,對(duì)“三廢”的處理提出了更高的要求。在現(xiàn)有條件下,與化學(xué)有關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)不可能完全避免使用有毒有害物質(zhì),因此,對(duì)從業(yè)者進(jìn)行綠色化學(xué)教育和環(huán)保教育至關(guān)重要。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育和環(huán)保教育的有效途徑。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不僅要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,還要重視傳授綠色化學(xué)教育和環(huán)保知識(shí),使學(xué)生有機(jī)會(huì)、有能力利用所學(xué)知識(shí),處理實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有害物質(zhì),參與到環(huán)境保護(hù)工作中去,促進(jìn)學(xué)生形成良好的環(huán)保意識(shí)。例如,有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)所用的化學(xué)試劑、溶劑、催化劑多少有一定的毒性,然而同一物質(zhì)有多種不同的制備方法,所用到原料的毒性也不相同,所以有必要從多種不同的制備方法中選擇相對(duì)環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方法,從價(jià)格低廉、低毒甚至無(wú)毒、反應(yīng)條件緩和、能耗少等要求出發(fā),開(kāi)發(fā)出環(huán)境友好型實(shí)驗(yàn),如糠醛的制備、咖啡因的提取等。
2.2 加強(qiáng)有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì)的管理
在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,不可能完全避免使用有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì),因此需要師生共同保護(hù)好實(shí)驗(yàn)室及周圍的環(huán)境。實(shí)驗(yàn)教師要對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì)以及產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行嚴(yán)格管理,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要求學(xué)生將有害物質(zhì)按要求進(jìn)行回收,并且定期處理。不能再使用的廢棄物要進(jìn)行無(wú)害化處理,可以再用的要重新提純、重復(fù)利用,從而減少有害物的排放。如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中生成了有害氣體,反應(yīng)必須在通風(fēng)廚中進(jìn)行并對(duì)有害氣體進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)該嚴(yán)格檢查每次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后應(yīng)該及時(shí)在全體學(xué)生面前解決,以引起學(xué)生的注意和高度重視。通過(guò)這一系列的管理,學(xué)生的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng),處理有毒有害物質(zhì)的能力也將不斷提高。
3、加強(qiáng)安全教育,培養(yǎng)安全意識(shí)
3.1 安全教育貫穿教學(xué)始終
首先,在理論教學(xué)中要適時(shí)穿插安全意識(shí)的教育。例如,講解緒論一章在介紹有機(jī)化合物的成鍵理論和物理性質(zhì)后,及時(shí)舉例說(shuō)明一些低沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì),如丙酮、乙醇、乙醚等具有易燃易爆性質(zhì),使用它們時(shí)要注意防火、防爆。隨著教學(xué)的不斷深入進(jìn)行,逐漸強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)安全的內(nèi)容,介紹常用有機(jī)物的毒害性及使用時(shí)的注意事項(xiàng),為實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好準(zhǔn)備。
其次,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)安全教育。在第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課上,要專門強(qiáng)調(diào)安全教育,強(qiáng)調(diào)水、電、煤氣、易燃易爆物質(zhì)、有毒有害物質(zhì)的安全使用和出現(xiàn)事故的處理方法。例如,在在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,如果有的同學(xué)不小心打碎水銀溫度計(jì),那首先是要考慮水銀的揮發(fā)性和毒性,及時(shí)撒硫磺粉。這節(jié)課,采用講解、現(xiàn)場(chǎng)演示等教學(xué)方法。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課之前,認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告上查出有關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng);在每次實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)教師檢查并確認(rèn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)裝置安裝正確后,才可以讓學(xué)生繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)裝置或操作方法有誤時(shí),立刻組織全體學(xué)生為其糾正錯(cuò)誤,以此加深記憶,加強(qiáng)安全意識(shí),避免錯(cuò)誤再次發(fā)生,同時(shí)可以提醒其他學(xué)生不要犯類似的錯(cuò)誤。 3.2 利用多媒體課件,輔助教學(xué)
為了有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)和安全教育的效果,實(shí)驗(yàn)室可以適當(dāng)制作一些多媒體課件,供學(xué)生隨時(shí)學(xué)習(xí),或者發(fā)給學(xué)生自己在做實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)習(xí)。比如基本操作中的蒸餾操作,需根據(jù)被蒸餾組分的沸點(diǎn)選擇熱源,要求蒸餾時(shí)不能將燒瓶中的液體蒸干。由于實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間有限,低沸點(diǎn)物質(zhì)的蒸餾和高沸點(diǎn)物質(zhì)的蒸餾過(guò)程不能都在課堂上完成。即使教師在課上對(duì)此進(jìn)行了多次強(qiáng)調(diào),但還是有些學(xué)生不知道何時(shí)停止蒸餾,甚至一直將液體蒸干。這些不良操作習(xí)慣很危險(xiǎn),很容易發(fā)生火災(zāi)或爆炸。利用多媒體課件輔助教學(xué)可以彌補(bǔ)上述教學(xué)上的不足。學(xué)生可以在多媒體課件上看到模擬的不同熱源選擇方法和蒸餾的過(guò)程,也可以看到誤操作所造成的危害。
3.3 安全意識(shí)列入考核范圍
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可將實(shí)驗(yàn)安全的內(nèi)容計(jì)入學(xué)生平時(shí)成績(jī)考核范圍,以引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)安全的高度重視。考核內(nèi)容包括:實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況,該次實(shí)驗(yàn)所用到物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)查閱情況,實(shí)驗(yàn)裝置的安裝是否規(guī)范、正確,實(shí)驗(yàn)操作情況,化學(xué)試劑的安全量取情況,溶劑及產(chǎn)品的回收情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后水、電、煤氣的關(guān)閉情況等。另外,在實(shí)驗(yàn)課后安排一次實(shí)驗(yàn)筆試考試,考試內(nèi)容包含安全操作的注意事項(xiàng)和違規(guī)操作可能產(chǎn)生的后果;期末安排一次實(shí)驗(yàn)操作考試,考核內(nèi)容涉及低沸點(diǎn)易燃有機(jī)溶劑的蒸餾和有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì)的安全使用,反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生有毒氣體的處理方法等操作。教師可以在考前將要制備的目標(biāo)產(chǎn)物告訴學(xué)生,實(shí)驗(yàn)方案以及產(chǎn)物制備過(guò)程完全由學(xué)生獨(dú)立完成,一組學(xué)生(15~ 20)人由3位教師監(jiān)考,最后得出每個(gè)學(xué)生的操作考試成績(jī)。通過(guò)上述系列改革,學(xué)生的安全意識(shí)會(huì)有普遍提高。
4、結(jié)束語(yǔ)
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和有機(jī)化學(xué)理論課同樣重要,通過(guò)對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綠色化學(xué)和安全教育教學(xué)進(jìn)行了初步的實(shí)踐與探索,可以達(dá)到以下主要好處。(1)很好地解決了環(huán)境污染和實(shí)驗(yàn)藥品的純消耗,節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本。(2)極大地提高了學(xué)生的環(huán)保意識(shí),建立起了綠色化學(xué)的基本意識(shí)。(3)在有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中,促使學(xué)生去查閱相關(guān)的文獻(xiàn),從價(jià)格低廉、低毒甚至無(wú)毒、反應(yīng)條件緩和、能耗少等原則出發(fā),自己設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出環(huán)境友好型實(shí)驗(yàn)方案,培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過(guò)在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)安全教育和綠色化學(xué)教育,學(xué)生在工作中的責(zé)任心、安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)明顯增強(qiáng),處理有關(guān)問(wèn)題的能力顯著提高。為了培養(yǎng)出高素質(zhì)、安全環(huán)保意識(shí)強(qiáng)、有創(chuàng)新精神的應(yīng)用性人才,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革還需進(jìn)一步完善。
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