有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革的實施路徑

王凱(沈陽醫(yī)學(xué)院，遼寧 沈陽 110034)

0 引言

有機化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)中非常重要的一環(huán)，對于學(xué)生來說更是必不可少的一個關(guān)鍵步驟。通過有機化學(xué)實驗，學(xué)生可以將課本上的理論知識與實際操作相結(jié)合，加深對化學(xué)知識的理解與記憶。同時，在實驗中，學(xué)生需要仔細(xì)觀察每個步驟的化學(xué)變化，培養(yǎng)了自己的觀察能力，并且在實驗失敗時還能總結(jié)失敗的原因，增長實踐經(jīng)驗。有機化學(xué)實驗還可以讓學(xué)生學(xué)會團隊合作，即使自己只是一個小小的實驗操作人員，但他的操作與角色也是不可忽視的。而好的團隊合作會促進(jìn)實驗的進(jìn)程，也會有效地減少實驗失誤。通過有機化學(xué)實驗，學(xué)生可以鍛煉自己的分析、解決問題的能力，并且更加深入了解化學(xué)。高?；瘜W(xué)實驗教學(xué)積極探索綠色化改革教學(xué)路徑來讓有機化學(xué)實驗教學(xué)更加環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展，還可避免實驗的安全問題，不僅可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中掌握更多的知識，而且還可以培養(yǎng)他們的實際操作能力、團隊意識以及對科學(xué)的敬畏之心[1]。

1 有機化學(xué)實驗的定義

有機化學(xué)實驗是指在實驗室中進(jìn)行的一系列有機化學(xué)反應(yīng)的實驗操作過程，其目的是研究有機物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，探究有機化學(xué)反應(yīng)的機理，發(fā)展新的有機合成方法和制備有機化合物，有機化學(xué)實驗是有機化學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究的重要組成部分。

有機化學(xué)實驗的內(nèi)容包括有機合成實驗、有機分離實驗、有機分析實驗和有機物質(zhì)的物理性質(zhì)測定實驗等。其中，有機合成實驗是有機化學(xué)實驗的核心內(nèi)容，通過有機合成實驗可以了解有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，掌握有機合成的基本方法和技巧，培養(yǎng)有機合成的思維方式和實驗操作能力。有機分離實驗是通過分離提純的方法從混合物中分離出目標(biāo)有機化合物或副產(chǎn)物，為有機合成提供純度高的反應(yīng)原料和產(chǎn)物，也是有機分析實驗的前提。有機分析實驗是通過有機分析方法如紅外光譜、質(zhì)譜和核磁共振等技術(shù)，對有機化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行分析和鑒定。有機物質(zhì)的物理性質(zhì)測定實驗是通過測定有機化合物的物理性質(zhì)如熔點、沸點、密度、折光率等，確定有機物的純度和結(jié)構(gòu)。

有機化學(xué)實驗的實驗器材包括反應(yīng)器、分離器、過濾器、蒸餾器、萃取器、pH 計、電導(dǎo)儀、紅外光譜儀、質(zhì)譜儀、核磁共振儀等，這些器材具有不同的功能和特點，在有機化學(xué)實驗中起著至關(guān)重要的作用。

在進(jìn)行有機化學(xué)實驗時，需要注意實驗的安全問題，如：正確佩戴實驗眼鏡、手套和防護服，避免接觸或吸入有毒有害物質(zhì)，保持實驗室的干凈整潔，遵守實驗室規(guī)章制度，以確保實驗的安全和順利進(jìn)行。

通過有機化學(xué)實驗可以了解有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，掌握有機合成的基本方法和技巧，培養(yǎng)有機合成的思維方式和實驗操作能力，為有機化學(xué)的研究和應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)[2]。

2 有機化學(xué)實驗的重要性

有機化學(xué)實驗作為化學(xué)專業(yè)必修的一門實驗課，其重要性不言而喻。實驗可以讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上更為深刻地理解化學(xué)現(xiàn)象與規(guī)律，同時也可以提高學(xué)生的動手實驗?zāi)芰?，增強實際操作經(jīng)驗，促進(jìn)化學(xué)實驗思維的培養(yǎng)。

有機化學(xué)實驗可以讓學(xué)生更深刻地理解有機化學(xué)知識。學(xué)生在操作試驗的過程中，可以親眼觀察到不同物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)一步加深對有機化學(xué)反應(yīng)機理的理解，從而更準(zhǔn)確地掌握化學(xué)知識。

有機化學(xué)實驗也是一個動手能力訓(xùn)練的過程。通過實驗，學(xué)生可以積累更多的實驗操作經(jīng)驗，提升手眼協(xié)調(diào)能力與實驗技能，從而更好地適應(yīng)日后工作和實驗新技術(shù)的需要。

有機化學(xué)實驗的進(jìn)行需要考慮實驗步驟、原料選擇等一系列因素，這需要學(xué)生主動思考、自主探究。實驗過程中可能會涉及到無法預(yù)測的情況，需要學(xué)生自主分析、解決問題。這些都需要學(xué)生不斷地思考、探索和實踐，從而培養(yǎng)化學(xué)實驗思維能力。

有機化學(xué)實驗可以產(chǎn)生高質(zhì)量的成果，學(xué)生可以對實驗結(jié)果進(jìn)行展示、討論和交流，增加溝通交流的機會。拓展學(xué)生的眼界，增強學(xué)生的表達(dá)能力，更好地鍛煉學(xué)生的學(xué)術(shù)能力。

有機化學(xué)是一個廣泛應(yīng)用的化學(xué)領(lǐng)域，許多工程科技，如：制藥、材料科學(xué)、生物化學(xué)等方面都離不開有機化學(xué)知識。因此，有機化學(xué)實驗課中所獲得的綜合實驗技能、思維能力、溝通表達(dá)等能力會對學(xué)生未來工作和職業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重要的促進(jìn)作用[3]。

3 有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革方法的探索

有機化學(xué)實驗教學(xué)是化學(xué)專業(yè)中的重要組成部分，但傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗教學(xué)存在著諸多的問題，如：化學(xué)藥品使用量大、廢棄物處理困難等。因此，有必要探索一種綠色化改革的方法來讓有機化學(xué)實驗教學(xué)更加環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。

3.1 強化實驗室安全意識

有機化學(xué)的實驗教學(xué)不僅需要實驗者具有化學(xué)基礎(chǔ)知識，還需要實驗者具有化學(xué)實驗的安全意識。因此，需要通過加強實驗室安全教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的安全意識，并采取合理的安全防范措施，確保每個實驗過程的安全和可控。

3.2 加強垃圾分類和回收利用

在有機化學(xué)實驗中，產(chǎn)生了許多廢棄物和剩余物質(zhì)，其中大部分是可以被再利用的。因此，在實驗之前應(yīng)對廢棄物的收集和分類進(jìn)行規(guī)劃，并分類將廢棄物進(jìn)行回收利用。

3.3 替代有害化學(xué)試劑

傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗中，化學(xué)試劑均是使用一次性試劑，不僅浪費資源，而且在使用過程中也存在一定的危險性。通過尋找綠色環(huán)保的替代試劑來取代有害試劑，不僅可以減少廢棄物的產(chǎn)生，同時也能夠減少環(huán)境和人體的污染和損傷。

3.4 推行虛擬實驗教學(xué)

虛擬實驗已經(jīng)成為化學(xué)教學(xué)中的一個趨勢。有機化學(xué)實驗中，推行虛擬實驗教學(xué)也是提高有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化的一個途徑。虛擬實驗不僅可以減少了有機化學(xué)實驗中的化學(xué)藥品的使用量，而且降低了實驗過程中的安全風(fēng)險[4]。

3.5 倡導(dǎo)綠色生產(chǎn)技術(shù)

除了改善實驗現(xiàn)場環(huán)境和實驗品損耗問題外，推行綠色生產(chǎn)技術(shù)也是有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化的一個重要途徑。在實驗教學(xué)過程中，應(yīng)該倡導(dǎo)學(xué)生們關(guān)注和學(xué)習(xí)綠色生產(chǎn)技術(shù)，以提高環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的意識。

隨著環(huán)保意識的增強，有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革逐漸成為教學(xué)界的熱點話題。綠色化實驗教學(xué)旨在減少對環(huán)境的污染和對學(xué)生身體健康的危害，同時提高教學(xué)效率和學(xué)生的創(chuàng)新意識。然而，在綠色化改革探索中，也面臨著一些誤區(qū)。

誤區(qū)一：不重視實驗安全

綠色化實驗教學(xué)強調(diào)環(huán)保、健康、安全，但是有些學(xué)校只關(guān)注環(huán)保，忽視了實驗安全。學(xué)生在實驗中可能接觸到有毒有害物質(zhì)，如果沒有做好安全措施，可能會造成嚴(yán)重的后果。因此，實驗安全是綠色化實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，必須得到足夠的重視。

誤區(qū)二：缺乏實驗設(shè)備和材料

綠色化實驗教學(xué)需要使用環(huán)保的實驗設(shè)備和材料，但是有些學(xué)校由于經(jīng)費不足，無法購買環(huán)保設(shè)備和材料。這就導(dǎo)致了實驗教學(xué)的質(zhì)量無法得到保障。因此，學(xué)校應(yīng)該加大投入，提供必要的實驗設(shè)備和材料，以保證實驗教學(xué)的順利開展。

誤區(qū)三：缺乏綠色化實驗教學(xué)的指導(dǎo)和規(guī)范

綠色化實驗教學(xué)是一項新的改革，學(xué)校需要制定相關(guān)的指導(dǎo)和規(guī)范，明確綠色化實驗教學(xué)的目標(biāo)、內(nèi)容和方法。但是有些學(xué)校缺乏相關(guān)的指導(dǎo)和規(guī)范，導(dǎo)致實驗教學(xué)的綠色化改革無從下手。因此，學(xué)校應(yīng)該加強組織領(lǐng)導(dǎo)，制定相關(guān)的指導(dǎo)和規(guī)范，為綠色化實驗教學(xué)提供有力的支持。

總之，綠色化實驗教學(xué)是有機化學(xué)實驗教學(xué)的重要改革方向，但是在探索中也面臨著一些誤區(qū)。只有充分重視實驗安全、提供必要的實驗設(shè)備和材料，以及制定相關(guān)的指導(dǎo)和規(guī)范，才能推進(jìn)有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革的順利開展。

有機化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化是一個長期的過程，需要在理念、方法、技術(shù)等多個方面都進(jìn)行全面的轉(zhuǎn)型，才能讓有機化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化變得更加成熟、完善、可持續(xù)。

4 實施有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化的要點

4.1 采用綠色試劑

綠色試劑是指對環(huán)境友好、無毒無害、易于獲得的化學(xué)試劑。在有機化學(xué)實驗教學(xué)中，應(yīng)該盡量使用綠色試劑，減少對環(huán)境的污染和對學(xué)生健康的影響。例如：可以使用水作為溶劑，而不是有機溶劑；使用氫氧化鈉代替氫氧化鉀等。

4.2 控制廢棄物的產(chǎn)生

有機化學(xué)實驗中產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境造成的污染是不容忽視的。因此，在實驗教學(xué)中應(yīng)該盡量減少廢棄物的產(chǎn)生，并采取妥善的處理方法?？梢酝ㄟ^合理的實驗設(shè)計、實驗操作和實驗條件等措施來減少廢棄物的產(chǎn)生。例如，可以通過控制反應(yīng)條件來減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，采用可降解的試劑等。

4.3 安全第一

在有機化學(xué)實驗教學(xué)中，安全是最重要的一點。實驗室應(yīng)該建立完善的安全管理制度，對實驗操作進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和管理。在實驗操作中，應(yīng)該注意安全防護，如：佩戴防護眼鏡、手套、口罩等，避免產(chǎn)生危險情況。

4.4 提高實驗教學(xué)的互動性

在有機化學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)該采取多種教學(xué)手段，提高實驗教學(xué)的互動性，增加學(xué)生的參與度。例如：可以采用小組合作、角色扮演、案例教學(xué)等教學(xué)方法，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)、體驗和思考，提高實驗教學(xué)的效果和質(zhì)量[5]。

5 有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革方向

有機化學(xué)實驗教學(xué)一直是化學(xué)教學(xué)中的重要部分，但傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在著諸多問題：實驗操作步驟繁瑣、實驗化學(xué)品的使用量過大、廢棄物難以處理等，給環(huán)境帶來嚴(yán)重的損害。為此，有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革勢在必行。未來發(fā)展中，有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革的重要性不斷凸顯。

5.1 綠色化實驗教學(xué)可以保護環(huán)境

綠色化實驗教學(xué)可以減少廢棄物排放，降低對環(huán)境的破壞。在實驗教學(xué)中，可以采用較少的化學(xué)藥品，這樣在實驗操作過程中就可以達(dá)到減少廢棄物的目的。綠色化實驗教學(xué)可以保護環(huán)境，作為一項負(fù)責(zé)任的教學(xué)理念，受到廣泛的贊同。

5.2 綠色化實驗教學(xué)可以提高實驗效率

綠色化實驗教學(xué)與現(xiàn)代化實驗技術(shù)相結(jié)合，可大大提高實驗效率，減少工作量，保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.3 綠色化實驗教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識

綠色化實驗教學(xué)可以提高學(xué)生的環(huán)保意識，在學(xué)習(xí)有機化學(xué)知識和理論的同時，也可以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保思想和責(zé)任感。綠色化實驗教學(xué)的實踐活動，可以通過課程的交流、廣泛的討論和自主實驗，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和環(huán)保思想。

5.4 綠色化實驗教學(xué)可以推動教學(xué)改革

綠色化實驗教學(xué)可以推動教學(xué)改革，啟發(fā)更多的學(xué)者和實驗科學(xué)家，建立新的精細(xì)化學(xué)品制備技術(shù)，最終達(dá)到化學(xué)教學(xué)實驗完美綠色化的目標(biāo)。綠色化實驗教學(xué)方法的推廣可以培育更多的人才，推動化學(xué)教學(xué)實踐的不斷革新[6]。

5.5 綠色化實驗教學(xué)可以提高實驗室安全

有機化學(xué)實驗中，綠色化實驗方法也有助于提高實驗室的安全性。實驗室的綠色化教學(xué)實踐可以通過模式化實驗、網(wǎng)絡(luò)化實驗和小組合作探究，使實驗安全得到充分保障。

6 有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革與實施的案例

隨著環(huán)境保護意識的不斷提高，綠色實驗教學(xué)得到了越來越多的關(guān)注。有機化學(xué)實驗教學(xué)是高校化學(xué)教學(xué)中重要的一環(huán)，如何進(jìn)行綠色化改革以減少有機化學(xué)實驗教學(xué)對環(huán)境的污染，已成為高校有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的重要議題。

有機化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化改革需要從實驗的設(shè)計、實驗條件、實驗操作等方面入手。

6.1 實驗設(shè)計

有機化學(xué)實驗教學(xué)的實驗設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮綠色化原則，盡可能選擇對環(huán)境友好的試劑和溶劑，并減少使用有毒有害物質(zhì)。例如，在有機合成實驗中，可以采用微波輔助有機合成方法，能夠在較短時間內(nèi)完成反應(yīng)并減少有機溶劑的使用。

6.2 實驗條件

實驗條件的改進(jìn)也是有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革的重要方面。例如，在實驗室通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計上，應(yīng)當(dāng)考慮到有機化學(xué)實驗室的特殊性，選擇適合的通風(fēng)設(shè)備，使有機化學(xué)實驗室室內(nèi)空氣質(zhì)量得到保證。同時，在實驗室的溫度、濕度等條件，也應(yīng)當(dāng)盡可能地減少對環(huán)境的污染。

6.3 實驗操作

有機化學(xué)實驗教學(xué)的實驗操作也需要綠色化改革。在實驗操作中，應(yīng)當(dāng)盡可能地減少試劑、溶劑的使用量，并盡可能地提高反應(yīng)的收率。例如，在有機合成實驗中，可以采用催化劑、高效合成方法等技術(shù)，減少反應(yīng)過程中的廢棄物生成。

以上是有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革與實施的一些案例。有機化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化改革是一個長期的過程，需要教師和學(xué)生共同努力，逐步實現(xiàn)對環(huán)境的保護和對實驗教學(xué)質(zhì)量的提高[7]。

7 結(jié)語

在過去的教學(xué)實踐中，許多實驗教學(xué)存在著安全隱患、環(huán)保問題較為嚴(yán)重等不足之處。因此，綠色化有機化學(xué)實驗教學(xué)的改革與實踐就顯得尤為重要。在綠色化有機化學(xué)實驗教學(xué)的改革中，可以采用無害化替代、循環(huán)使用、無廢棄、小型化等方法，以減少對環(huán)境造成的影響。而在實踐中，可以將有機化學(xué)實驗教學(xué)納入化學(xué)課堂的教學(xué)活動中，引導(dǎo)學(xué)生理解有機化學(xué)實驗在生產(chǎn)、工程和醫(yī)藥化學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用價值，提高他們的環(huán)保意識等。

在實施綠色化有機化學(xué)實驗教學(xué)的改革過程中，需要做好以下幾點工作：首先，明確教學(xué)目標(biāo)，將實驗教學(xué)與學(xué)科知識聯(lián)系起來，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗本身所包含的生產(chǎn)過程、環(huán)境影響及實驗處理原理，構(gòu)建具有獨特創(chuàng)新的教學(xué)模式。其次，通過實踐、反思、教研相結(jié)合的方式，不斷探索與完善綠色化有機化學(xué)實驗教學(xué)的改革與實踐。最后，積極推廣和分享綠色化有機化學(xué)實驗教學(xué)的改革成果，以引領(lǐng)其他學(xué)科的綠色化改革。