“綠色化學(xué)”理念在醫(yī)學(xué)類高職有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐與探索

杜鵬飛

【摘 要】有機(jī)化學(xué)作為醫(yī)學(xué)類高職院校一門理論與實(shí)踐并重的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)至關(guān)重要，然而傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在實(shí)驗(yàn)試劑消耗量大，浪費(fèi)嚴(yán)重、污染環(huán)境等不足之處。在醫(yī)藥衛(wèi)生類高職有機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中建立“綠色化學(xué)”理念就顯得尤為重要。本文旨在圍繞“綠色化學(xué)”理念，結(jié)合我院教學(xué)改革實(shí)踐，探討醫(yī)學(xué)類高職院校藥學(xué)和檢驗(yàn)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中如何實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“綠色化”、實(shí)驗(yàn)儀器和裝置的“綠色化”、試劑選用及廢棄物處理的“綠色化”等。

【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué)；有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；廢棄物；回收再利用

【中圖分類號(hào)】R19 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1005-0019（2018）23--02

社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步離不開良好的環(huán)境，人們的環(huán)保意識(shí)也逐漸增強(qiáng)?！熬G色化學(xué)”又稱清潔化學(xué)，是指采取有效方式及技術(shù)應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)過程中，有效解決實(shí)驗(yàn)中的污染及負(fù)面影響等，提升化學(xué)反應(yīng)效益[1]。因此，在醫(yī)藥衛(wèi)生類高職有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中建立“綠色化學(xué)”理念顯得尤為重要。

有機(jī)化學(xué)作為醫(yī)學(xué)高職院校一門理論與實(shí)踐并重的學(xué)科，通過實(shí)驗(yàn)操作對(duì)基本原理進(jìn)行驗(yàn)證，加深對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相應(yīng)知識(shí)的理解，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。但傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在實(shí)驗(yàn)試劑消耗量大，浪費(fèi)嚴(yán)重、處理方式不當(dāng)污染環(huán)境等不足之處。針對(duì)目前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，改進(jìn)優(yōu)化教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)設(shè)置及廢棄物處理等。培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)，為社會(huì)培養(yǎng)更多具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的“綠色人才”[2-3]。

1 高職藥學(xué)及檢驗(yàn)專業(yè)有機(jī)化學(xué)特點(diǎn)

我院作為醫(yī)學(xué)類高職院校，采用的是人衛(wèi)版高職高?！队袡C(jī)化學(xué)》第二版教材，按照官能團(tuán)主線劃分章節(jié)，作為藥學(xué)及檢驗(yàn)專業(yè)的基礎(chǔ)課，在日常理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中除了設(shè)計(jì)常規(guī)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)外，還引入了與藥物相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。涉及藥物的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中如何體現(xiàn)“綠色化學(xué)”的理念，如何減少或避免特殊藥物的使用，改用別的常規(guī)藥物，同時(shí)藥物反應(yīng)的廢棄物處理都是我們應(yīng)該謹(jǐn)慎考慮的方面。

另外，引導(dǎo)高職藥學(xué)專業(yè)和檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生開展跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)，比如藥物反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后產(chǎn)物的檢測(cè)。這樣對(duì)實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行了擴(kuò)展，也體現(xiàn)了“綠色化學(xué)”的理念。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、貫徹“綠色化學(xué)”教學(xué)理念

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)醫(yī)學(xué)類高職學(xué)生環(huán)保意識(shí)的最佳場(chǎng)地，教師優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中舉例串講一些身邊的環(huán)境問題與化學(xué)污染的關(guān)系，通過教學(xué)過程中特殊實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)使學(xué)生樹立環(huán)保理念，逐漸形成“綠色化學(xué)”的思維方式。

2.1 實(shí)驗(yàn)過程的“綠色化”準(zhǔn)備

高職有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的基礎(chǔ)上我們將化學(xué)試劑的用量盡可能的控制在較低值，減少大量廢棄物的產(chǎn)生，避免了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的環(huán)境污染。同時(shí)通過配備小型磨口玻璃儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，防止試劑的過量使用和浪費(fèi)。另外，將超聲波等技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)合成反應(yīng)中，高效、環(huán)保，提升反應(yīng)效率。

2.2 微型化實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指用盡可能少的化學(xué)試劑來獲取相關(guān)實(shí)驗(yàn)信息的原理和方法，其試劑用量是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的幾十分之一，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化改革與發(fā)展的動(dòng)力之一[4]。我們對(duì)部分可實(shí)施的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作的對(duì)比發(fā)現(xiàn)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具備以下優(yōu)勢(shì)：（1）可以減少實(shí)驗(yàn)試劑用量，節(jié)約實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)；（2）提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析并解決問題的能力；（3）培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，減少環(huán)境污染。

3 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多媒體平臺(tái)利用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，把現(xiàn)代教育技術(shù)手段與化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，我們將多媒體教學(xué)與課堂教學(xué)結(jié)合，多媒體技術(shù)作為一種高效、生動(dòng)、大容量的現(xiàn)代化教學(xué)輔助手段，可以直觀形象的表現(xiàn)化學(xué)世界的奧秘，不僅吸引學(xué)生注意力，同時(shí)極大地降低實(shí)驗(yàn)成本，減少化學(xué)試劑的用量，同時(shí)充分體現(xiàn)了“綠色化學(xué)”原則。醫(yī)藥衛(wèi)生類高職學(xué)生具有互動(dòng)性強(qiáng)、思維活躍的特點(diǎn)。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，增加實(shí)驗(yàn)趣味性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生在理論與實(shí)踐的融合中提升自身的綜合素能。

我們?cè)谧鲇袡C(jī)化合物的定性鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要的試劑種類繁多且絕大部分試劑藥品都毒性較大，對(duì)教師及學(xué)生的安全存在隱患，同時(shí)也會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。我們將有機(jī)化合物性質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)的全過程采用實(shí)驗(yàn)操作錄像等多媒體加工手段制作成教學(xué)視頻向?qū)W生集中演示，既能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性和時(shí)效性，又能向?qū)W生重點(diǎn)講解關(guān)鍵點(diǎn)。例如，我們?cè)谧霾伙柡蜔N的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要用到液溴等溴化物，還有制備“溴苯”的實(shí)驗(yàn)中用到的苯和液溴，其中苯可以損害人體的造血系統(tǒng)，而液溴腐蝕性、揮發(fā)性和毒性較大，如果將該類實(shí)驗(yàn)作為演示實(shí)驗(yàn)做一次并將其加工成影像，給高職藥學(xué)和檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生講解，可以在保證學(xué)生獲取到實(shí)驗(yàn)基本信息的前提下，減少苯系物及溴化物對(duì)身體的危害，同時(shí)大大減少有毒化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境的污染。

4 優(yōu)選實(shí)驗(yàn)試劑，加強(qiáng)廢棄物處理及利用

4.1 優(yōu)選無害化的實(shí)驗(yàn)試劑

衛(wèi)生類高職有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的污染主要有原料試劑的毒性污染、有機(jī)反應(yīng)過程中的產(chǎn)物及副產(chǎn)物的污染等。我們平時(shí)在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中盡可能的選用無毒無害、毒性較小的化學(xué)試劑來替代那些毒性大的試劑或采用性質(zhì)相似的天然產(chǎn)物作為代替試劑來完成實(shí)驗(yàn)，減少試劑污染。

在高職有機(jī)基本操作類實(shí)驗(yàn)中， 比如萃取實(shí)驗(yàn)， 我們將課本中四氯化碳萃取碘液的實(shí)驗(yàn)改為用毒性較小的石油醚來完成實(shí)驗(yàn)，效果良好；在熔點(diǎn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中， 用常見的肉桂酸、月桂酸、苯甲酸等毒性小的樣品來替代毒性較大的尿素。這樣既可以完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，也可以讓學(xué)生接觸到像肉桂酸、苯甲酸等與日常生活相關(guān)且更為常見的化學(xué)藥品，使得有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)趣味性和靈活性增強(qiáng)，體會(huì)“綠色化學(xué)”的理念。

利用天然產(chǎn)物替代相關(guān)試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 比如在水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)中常用的苯甲醛、苯胺等有毒有害的藥品，可以使用檸檬皮代替，從中提取天然活性成分；用胡蘿卜汁進(jìn)行薄層層析和柱層析實(shí)驗(yàn)等。無毒無污染且安全性有保障，也利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，符合綠色化學(xué)的教學(xué)原則。

4.2 妥善處理實(shí)驗(yàn)室廢棄物

我院日常有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，強(qiáng)調(diào)師生環(huán)境意識(shí)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程的管理，完善實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)規(guī)章制度，嚴(yán)令禁止實(shí)驗(yàn)室廢棄物隨意傾倒、尾氣任意排放。針對(duì)每次有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)后所產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣等進(jìn)行綠色化、安全化處理，以減少實(shí)驗(yàn)廢棄物向周邊環(huán)境的排放，確保將每次有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的污染程度降到最低。

我們針對(duì)可能產(chǎn)生腐蝕性或有害氣體的實(shí)驗(yàn)在通風(fēng)櫥中完成，并將尾氣中和、吸收凈化處理。同時(shí)還將每次有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用過的酸、堿、易揮發(fā)有機(jī)物、含重金屬試劑等各種化學(xué)廢棄物進(jìn)行分類集中存放確保安全、定期統(tǒng)一交由合作的醫(yī)療廢棄物處理公司進(jìn)行處理。通過對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行無害化處理，減少有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染，培養(yǎng)學(xué)生負(fù)責(zé)、環(huán)保、綠色的科學(xué)態(tài)度。

4.3 廢棄物的回收再利用

醫(yī)學(xué)類高職有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中難免會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物，針對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置，我們從日常實(shí)驗(yàn)中選取幾種典型的廢棄物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)廢棄物的“綠色化”回收再利用實(shí)驗(yàn)。

例如，在苯甲酸的制備實(shí)驗(yàn)中得到的產(chǎn)物苯甲酸，經(jīng)過合適的簡(jiǎn)單處理，就可以用來做為熔點(diǎn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)的試劑，還可以進(jìn)行重結(jié)晶的純化實(shí)驗(yàn)；水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)中的餾分乙醇收集起來可以重新使用；再比如，乙酸乙酯的制備實(shí)驗(yàn)中所得產(chǎn)物進(jìn)行回收，作為純化重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)的溶劑；把醛酮類銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的銀鏡試管集中收集起來溶解銀單質(zhì)制取硝酸銀溶液，可以供給分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)和有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)使用等等。實(shí)現(xiàn)了廢棄物的“綠色化”回收再利用，增強(qiáng)并開拓了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

5 總結(jié)

“綠色化學(xué)”理念符合社會(huì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的要求，在醫(yī)學(xué)類高職有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入“綠色化學(xué)”理念是我們?nèi)粘＝虒W(xué)急需的、迫切的，也是行之有效的，可以幫助在校高職藥學(xué)和檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生樹立正確的化學(xué)觀念，提升化學(xué)素養(yǎng)。

本文旨在圍繞“綠色化學(xué)”理念，結(jié)合我院教學(xué)改革實(shí)踐，探討醫(yī)學(xué)類高職院校藥學(xué)和檢驗(yàn)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中如何實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的“綠色化”、試劑及廢棄物處理的“綠色化”等。通過合理優(yōu)化改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、利用多媒體技術(shù)、完善化學(xué)廢棄物回收及利用等方式實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化，不但能大大減少有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)藥品的浪費(fèi)及對(duì)環(huán)境的污染，還可以使醫(yī)學(xué)類高職學(xué)生學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中充分發(fā)揮積極性、主動(dòng)性及創(chuàng)造性，提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力與科學(xué)素養(yǎng)，樹立“綠色化學(xué)”責(zé)任意識(shí)，為今后更好的從事相關(guān)專業(yè)的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[5]。

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