論化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
建立綠色化學(xué)與化工實(shí)驗(yàn)室被認(rèn)為是解決實(shí)驗(yàn)室三廢問題的主要途徑，怎樣分析化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革?
一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室三廢問題的現(xiàn)狀
大家都知道，做實(shí)驗(yàn)的過程中肯定會(huì)有有毒的、有害的物質(zhì)產(chǎn)生，這些物質(zhì)會(huì)污染環(huán)境。就目前來看，大部分的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室都是污染源，很多沒有被處理過的廢水、廢氣會(huì)被排到地下和空氣中，這會(huì)使學(xué)校和附近的學(xué)生和居民受到很大的影響。
高校實(shí)驗(yàn)室排污管理要規(guī)范和加強(qiáng)，將高校實(shí)驗(yàn)室納入環(huán)境監(jiān)管范圍，在《天津市高校實(shí)驗(yàn)室評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)(試行)》中，也對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境安全、廢棄物的處理做了明確規(guī)定。高校培養(yǎng)的化學(xué)化工類人才，今后都將是我國化學(xué)化工行業(yè)的頂梁柱，將直接影響我國化學(xué)化工行業(yè)的發(fā)展。作為高等院校化學(xué)化工專業(yè)的學(xué)生，若不具備綠色化學(xué)意識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的各種殘?jiān)U液任意處理，將既污染環(huán)境，又造成資源浪費(fèi)，不符合可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)意識(shí)。
二、綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室
綠色化學(xué)是指從污染預(yù)防的基本思想出發(fā)，在化工生產(chǎn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)始端就采用預(yù)防的科學(xué)手段，使整個(gè)過程和終端達(dá)到零排放或零污染。綠色化學(xué)是研究如何從化學(xué)反應(yīng)的設(shè)計(jì)、反應(yīng)的進(jìn)行、產(chǎn)物的使用及廢棄過程中使污染減少到最小的新興科學(xué)，是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)，被認(rèn)為是未來化學(xué)發(fā)展的方向。
建立綠色化學(xué)與化工實(shí)驗(yàn)室被認(rèn)為是解決實(shí)驗(yàn)室三廢問題的主要途徑，已成為一種必然的趨勢(shì)。進(jìn)入21世紀(jì)，國內(nèi)外建立綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的呼聲逐年提高，國內(nèi)有多所大學(xué)都先后建立或提出建立綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，甚至一些中學(xué)也都提出建立綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的概念。
建立綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，其根本目的是從節(jié)約資源和防治污染的觀點(diǎn)來重新審視和改革傳統(tǒng)化學(xué)與化工實(shí)驗(yàn)，采用“3R”(減量化Reduce、再利用Reuse、再循環(huán)Recycle)原則解決化學(xué)與化工實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的污染問題，目的是減少和消除對(duì)環(huán)境的污染，培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí)。
建立綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，將減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染，與綠色化學(xué)零距離接觸，將綠色化學(xué)融合于化學(xué)課程教材改革和課堂教學(xué)改革中，使綠色化學(xué)成為化學(xué)教育的一個(gè)重要的組成部分，這是當(dāng)前化學(xué)教育面臨的一項(xiàng)嶄新課題。
三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施探討
如何改革化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，使其成為綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，是目前的首要任務(wù)，我們可以從以下三個(gè)方面改革：
1.演示實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中廣為應(yīng)用和最為有效的一種教學(xué)形式，它可用于許多場(chǎng)合，用于化學(xué)概念、化學(xué)基本理論的教學(xué)，能為學(xué)生提供感性認(rèn)識(shí)材料。用在課的開始，可起到激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動(dòng)求知欲望的積極作用;用于驗(yàn)證假說，有助于培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行推斷、作出結(jié)論、解決問題的能力;用于學(xué)生提出問題，可以考核學(xué)生觀察、記憶和運(yùn)用知識(shí)的能力;用于解答化學(xué)問題，能啟發(fā)學(xué)生解題的思路。演示實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生學(xué)到正確、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作方法和技能，受到教師良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度的熏陶和感染。
教師可運(yùn)用錄像、VCD和多媒體課件等手段優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，突出重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)。演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)使每位學(xué)生都能看清楚，對(duì)于一些細(xì)微或瞬間完成的實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)借助實(shí)物投影儀把實(shí)驗(yàn)放大，使學(xué)生看得真切。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到一些要求高、設(shè)備貴重的實(shí)驗(yàn)往往難以開展，多媒體正好可彌補(bǔ)這一缺陷。例如：(1)物質(zhì)條件受限制的化學(xué)實(shí)驗(yàn);(2)爆炸、毒性較大且不易控制的一些危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn);(3)易出錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)，多媒體模擬一些錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生親眼感受錯(cuò)誤操作的危險(xiǎn)性，從而避免錯(cuò)誤的發(fā)生;(4)微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)有時(shí)通過語言描述比較困難，結(jié)構(gòu)模型的使用又不方便，而借助多媒體三維圖功能則有利于學(xué)生對(duì)微觀世界的理解，有利于學(xué)生空間想象能力的培養(yǎng)。
2.微型實(shí)驗(yàn)
微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是20世紀(jì)80年代崛起、國際公認(rèn)能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新技術(shù)和新方法，其基本特征是儀器微型化和試劑用量少，具有污染少、現(xiàn)象明顯、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點(diǎn)。微型實(shí)驗(yàn)的開設(shè)對(duì)毒性大、藥品貴、耗量大、易燃、易爆、污染嚴(yán)重、操作復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)尤為重要，它能杜絕或明顯減少實(shí)驗(yàn)過程中給環(huán)境帶來的污染，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的原則�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)微型化是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，更是當(dāng)前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)，對(duì)不斷增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手、創(chuàng)新能力，具有重要的意義。
微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)相對(duì)于大多數(shù)常規(guī)實(shí)驗(yàn)是有優(yōu)勢(shì)的，但是，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)也不可避免地存在著一些不足。微型實(shí)驗(yàn)由于儀器、裝置都小，實(shí)驗(yàn)的可見度低，如果不采用投影放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的補(bǔ)救方法，或邊講邊實(shí)驗(yàn)的方法就不宜用于演示實(shí)驗(yàn)。另外，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在攪拌、抽濾、分液、控溫實(shí)驗(yàn)操作上難度較高。
因此，在大學(xué)應(yīng)推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，但這么做并不意味著要用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)取代所有的常規(guī)實(shí)驗(yàn)，而是要使兩者取長補(bǔ)短。
3.循環(huán)實(shí)驗(yàn)
“發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)施清潔生產(chǎn)”是國內(nèi)外很多化學(xué)化工企業(yè)近年來的發(fā)展口號(hào)，其實(shí)在大學(xué)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室也應(yīng)提出“發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)清潔實(shí)驗(yàn)”的口號(hào)。
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