基于綠色化教學(xué)的高校有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革

秦麗婷1，秦玉珠，李岳姝，汪寧，王雅珍

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基于綠色化教學(xué)的高校有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革

秦麗婷1，秦玉珠，李岳姝，汪寧，王雅珍

（黑龍江工業(yè)學(xué)院 環(huán)境工程系，黑龍江 雞西 158100）

為推進(jìn)高校有機(jī)化學(xué)實驗向綠色化的方向發(fā)展，根據(jù)其教學(xué)特點，對該課程的教學(xué)模式進(jìn)行了探討，并提出了教改思路：注重綠色化學(xué)理念，有效利用“互聯(lián)網(wǎng)+”，建立新型的慕課關(guān)系，提倡實驗教學(xué)的微量化，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)等．極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，取得了較好的教學(xué)效果．

綠色化教學(xué)；有機(jī)化學(xué)實驗；教學(xué)改革

1綠色化有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革的意義

1.1降低實驗過程中有毒化學(xué)試劑造成的嚴(yán)重污染

高校有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化教學(xué)改革是一個多層面、全方位的實踐操作環(huán)節(jié)，需要從教學(xué)目標(biāo)至高校學(xué)生專業(yè)技能的全面培養(yǎng)，從有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)的基本內(nèi)容至教學(xué)理念，從課程結(jié)構(gòu)至教改模式評價等方面進(jìn)行全面性的改革．

綠色化學(xué)是高?；瘜W(xué)專業(yè)近年來興起的一門學(xué)科，其實質(zhì)是采用相應(yīng)的化學(xué)理論知識和專業(yè)技能，從根本上解決由于有機(jī)化學(xué)實驗所引發(fā)的環(huán)境污染問題．綠色化教學(xué)改革模式提倡，在有機(jī)化學(xué)實驗中使用化學(xué)試劑時，應(yīng)嚴(yán)格遵守5個基本原則，稱為“5R”原則，即不進(jìn)行危險化學(xué)物品的使用（Reject），減少化學(xué)試劑在實驗過程中的使用劑量（Reduce），通過有效的策略促使化學(xué)試劑循環(huán)應(yīng)用（Recycle），化學(xué)品采取科學(xué)的措施回收再利用（Reuse），促使化學(xué)物品再生（Regeneration）[1-2]．高校實施有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革的本質(zhì)是促使學(xué)生的專業(yè)技能、實踐精神和創(chuàng)新能力得到全面提升．但是，整個有機(jī)化學(xué)實驗操作過程中，由于有毒試劑所造成的自然環(huán)境污染現(xiàn)狀較為嚴(yán)重，需要通過綠色化教學(xué)改革對此進(jìn)行調(diào)整與改善．

1.2綠色化有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革的作用

實行綠色化高校有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革是我國高?；瘜W(xué)實驗改革的全新環(huán)節(jié)和創(chuàng)新階段．有機(jī)化學(xué)實驗在具體操作過程中，有毒化學(xué)試劑會形成巨大的毒性，這些毒性散播到空氣中，將會對自然環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，所形成的廢氣、廢液將會引發(fā)一系列環(huán)境污染問題的產(chǎn)生[3]．就我國當(dāng)前的技術(shù)水平而言，未能有效對整個實驗操作環(huán)節(jié)實行全綠色化教學(xué)模式改革，但可以通過當(dāng)前已有的實驗條件和設(shè)施，科學(xué)地針對高校有機(jī)化學(xué)實驗的基本特征，對實驗過程中的有毒試劑實行可行性的綠色化改進(jìn)．促使化學(xué)物品通過科學(xué)性的策略能夠再利用，從而促使學(xué)生有機(jī)化學(xué)實驗操作技能得到全面增強(qiáng)，同時也合理地降低有機(jī)化學(xué)實驗過程中由于廢物排放所引發(fā)的環(huán)境污染．高校有機(jī)化學(xué)實驗課程中，實行綠色化學(xué)教學(xué)模式，按照綠色化學(xué)的基本思想，在整個有機(jī)化學(xué)實驗操作中，化學(xué)物品的使用操作嚴(yán)格依照“5R”的實驗原則，以此有效降低由于化學(xué)實驗造成的自然環(huán)境危害[4]．

2創(chuàng)設(shè)科學(xué)、完整的有機(jī)化學(xué)課程結(jié)構(gòu)體系

高校有機(jī)化學(xué)實驗結(jié)構(gòu)體系對于高校學(xué)生化學(xué)實驗興趣的培養(yǎng)、實驗知識的掌握以及實驗操作技能的提升具有促進(jìn)作用．但是，傳統(tǒng)模式中的有機(jī)化學(xué)實驗課程存在一定的弊端．在實驗過程中，一些化學(xué)試劑或有毒化合物對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，并且學(xué)生無法對化學(xué)實驗進(jìn)行全面、深入的掌握與認(rèn)識．此外，在整個有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，大部分學(xué)生會將諸多的時間與精力放置在實驗結(jié)果中，而忽視了實驗過程．與此同時，諸多高校學(xué)生在有機(jī)化學(xué)實驗操作過程中，不能按照科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范性操作，學(xué)生的專業(yè)技能與科學(xué)素養(yǎng)無法得到有效提升．因此，需要創(chuàng)設(shè)科學(xué)、完整的有機(jī)化學(xué)課程結(jié)構(gòu)體系．

2.1全面重視實驗操作過程

在保障有機(jī)化學(xué)實驗操作的前提下，需要將綠色有機(jī)化學(xué)理念引入到實驗過程中，確保實驗操作不會對環(huán)境造成嚴(yán)重危害，提倡高校學(xué)生對整個實驗操作過程的基本操作流程進(jìn)行合理化的改革．采取創(chuàng)新方式，由學(xué)生自主確定并實施實驗方案，這樣可以降低化學(xué)試劑所造成的毒性，促使學(xué)生形成良好的實驗操作習(xí)慣．使學(xué)生對實驗?zāi)苷w把握，提高學(xué)生運(yùn)用有機(jī)化學(xué)理論知識的能力和獨(dú)立思考的能力，進(jìn)而使學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實驗操作過程能夠全面重視[5]．

2.2注意實驗課的教學(xué)方式

諸多高校教師依舊采用傳統(tǒng)方式的化學(xué)實驗操作，未能有效與學(xué)生進(jìn)行及時溝通與互動，對于學(xué)生知識的掌握情況無法及時掌握，一部分學(xué)生對實驗基本操作不能有效地理解與掌握．這些問題主要是由于在實驗操作過程中照本宣科的傳統(tǒng)模式導(dǎo)致的．因此，從綠色和節(jié)約成本的目的出發(fā)，提出改革建議：（1）改變現(xiàn)有的陳舊教學(xué)方式，有效利用“互聯(lián)網(wǎng)+”，建立新型的慕課關(guān)系，注重學(xué)生創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)主動性，慕課不僅能夠提煉教學(xué)內(nèi)容，還能提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率[6]；（2）提倡實驗教學(xué)的微量化，縮短實驗進(jìn)程，降低實驗經(jīng)費(fèi)．然而減少投料量就可能導(dǎo)致實驗失敗，所以微量化在體現(xiàn)“綠色化”的同時，又對學(xué)生的實驗操作能力提出更高的技能要求[7]．

3基于綠色化教學(xué)的高校有機(jī)化學(xué)實驗的實施

3.1實驗教學(xué)適當(dāng)與信息技術(shù)相結(jié)合

化合物性質(zhì)的實驗是高校有機(jī)化學(xué)實驗的重要內(nèi)容，涉及諸多種類的化學(xué)試劑，可以有效強(qiáng)化學(xué)生對實驗理論知識、實驗思想的全面理解，促使學(xué)生通過實驗提升對化合物的鑒別能力．若在高?；瘜W(xué)實驗中，按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在實驗過程中2個學(xué)生為一組進(jìn)行實驗操作，需要將所有的實驗內(nèi)容全部完成．這種情況下，將會用到諸多種類的化學(xué)試劑，且試劑的使用量較多，花費(fèi)時間長，整個實驗將會給環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞．為了對該現(xiàn)狀進(jìn)行合理解決，需要采取科學(xué)可行的策略，即將此實驗教學(xué)內(nèi)容通過一次教學(xué)過程進(jìn)行有效的操作．對于造成嚴(yán)重性的環(huán)境破壞、毒性巨大的實驗（如苯的硝化反應(yīng)），以我國目前的科技水平而言，無法對其污染情況進(jìn)行綠色化改進(jìn)．針對此情況，可以利用信息技術(shù)將實驗過程進(jìn)行模擬．近幾年，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益完善與發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中模擬化學(xué)實驗的視頻資源十分豐富，將高校有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)適當(dāng)?shù)嘏c信息技術(shù)手段有機(jī)結(jié)合，能夠有效降低由于化學(xué)實驗造成的環(huán)境破壞[8]．

3.2整合實驗內(nèi)容，設(shè)置綜合性實驗

傳統(tǒng)模式下的高校有機(jī)化學(xué)實驗包括3個基本部分的實驗操作內(nèi)容：第一部分，化學(xué)實驗基礎(chǔ)．如化合物的萃取等操作．第二部分，實驗部分．此環(huán)節(jié)中的實驗是驗證性的有機(jī)化學(xué)實驗操作，主要是對每一類化合物的基本性質(zhì)，通過實驗的方式進(jìn)行全面的檢驗與證明，進(jìn)而能夠有效促使學(xué)生對化合物基本知識與理論的深入掌握，并確保學(xué)生對化學(xué)實驗內(nèi)容進(jìn)行全面吸收．第三部分，合成實驗．此部分主要是對學(xué)生的綜合化學(xué)實驗操作技能進(jìn)行全面性的考查．一般情況下，高校有機(jī)化學(xué)實驗中的合成實驗，僅僅是通過化合物的合成反應(yīng)進(jìn)行設(shè)計，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式導(dǎo)致了有機(jī)化學(xué)中的部分實驗具有一定的鼓勵性，一部分學(xué)生在實驗操作過程中，單一地對實驗結(jié)果進(jìn)行重視，忽略了實驗的基本操作過程，多數(shù)學(xué)生對于化合物合成實驗的基本理念與思想沒有掌握．由此可見，傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實驗操作造成學(xué)生無法對化學(xué)實驗進(jìn)行全面性、深入化的掌握與認(rèn)識，忽視了化學(xué)實驗內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性．這就造成一部分學(xué)生在進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實驗操作時，存在到了后面環(huán)節(jié)卻忘記了學(xué)過的理論知識．另外，合成實驗部分通常會安排在實驗教學(xué)的后期，實驗之后所回收的諸多化學(xué)物品不能采取科學(xué)可行的措施對其再用，進(jìn)而給自然環(huán)境帶來嚴(yán)重性的破壞，這種操作方式嚴(yán)重違背了綠色化教學(xué)模式與教學(xué)理念．由此可見，為了在實驗操作過程中全面提升化學(xué)試劑的使用效率，促使學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實驗進(jìn)行深入掌握．同時，實驗過程中所涉及到的化學(xué)試劑采用科學(xué)化的方式，避免其對環(huán)境造成一定的負(fù)面影響，將高校有機(jī)化學(xué)實驗中的一部分內(nèi)容進(jìn)行有效整合，在其中設(shè)置一些綜合性的實驗．

4結(jié)束語

通過有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革，有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，培養(yǎng)了學(xué)生的實驗動手能力、創(chuàng)造能力和科研能力，教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)都得到了提高．有機(jī)化學(xué)實驗綠色化教學(xué)改革的順利進(jìn)行，必須從實際出發(fā)，進(jìn)一步完善教學(xué)內(nèi)容，探索行之有效的實驗操作模式，不可盲目實施．此外，實驗綠色化教學(xué)改革還可以將微波反應(yīng)技術(shù)、仿真實驗運(yùn)用于其中，既可以緩解設(shè)備不足的壓力，也能減少有機(jī)化學(xué)實驗造成的環(huán)境污染和對實驗人員的健康損害．

[1] 孟令強(qiáng)，楊紹娟，劉雪凌，等．工科高校有機(jī)化學(xué)實驗的綠色化教學(xué)[J]．廣西教育：職業(yè)與高等教育版，2015（2）：147，162

[2] 鄭春滿，韓喻，謝凱．有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究[J]．高等教育研究學(xué)報，2011，34（1）：98-100

[3] 楊芳，戢得蓉，呂秋冰．高校有機(jī)化學(xué)實驗綠色化及特色和探究[J]．廣州化工，2015，43（16）：197-198

[4] 強(qiáng)根榮，孫莉，王海濱，等．理論與實踐貫通專題式有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革[J]．實驗室研究與探索，2013，32（11）：180-182，192

[5] 張文斌，魏麗丹．分析化學(xué)實驗中任務(wù)引領(lǐng)型教學(xué)模式的應(yīng)用[J]．科技資訊，2011（26）：200

[6] 溫燕梅．慕課時代的有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革初探[J]．廣東化工，2014，41（18）：180，190

[7] 劉佳奇，鄭婷婷，左霞．高校有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)實驗綠色化教學(xué)改革初探[J]．中國現(xiàn)代教育裝備，2015（11）：103-104

[8] 程超，趙霞，王玉花，等．論現(xiàn)代高校有機(jī)化學(xué)實驗課程的發(fā)展趨勢[J]．中國西部科技，2010，9（8）：88-89

Study on teaching reform of organic chemistry experiment in colleges and universities by green teaching

QIN Li-ting，QIN Yu-zhu，LI Yue-shu，WANG Ning，WANG Ya-zhen

（Department of Environmental Engineering，Heilongjiang University of Technology，Jixi 158100，China）

In order to promote the reform of organic chemistry experiment teaching to green，carried on the preliminary discussion of the teaching mode and put forward the reform ideas according to the teaching characteristic．The concept of green chemistry was important in the teaching．Effective use of “Internet +” could establish a new relationship of MOOCS．The trace amount of experimental teaching was advocated．The cultivation of students′ integrated competence was concerned．The initiative of students learning was greatly mobilized．Students′ innovative ability was cultivated．These achieved good teaching results．

the pattern of green teaching reform；organic chemistry experiment；teaching reform

O61∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.03.028

2016-01-13

秦麗婷（1988-），女，黑龍江雞西人，助教，碩士，主要從事應(yīng)用化學(xué)方面的研究．E-mail：qinliting2008@126.com