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高?;瘜W實驗綠色化與多媒體技術的運用

2018-02-16 11:54任浚萁任興全
中國科技縱橫 2018年22期
關鍵詞:綠色環保化學實驗多媒體技術

任浚萁 任興全

摘 要:由于化學實驗需要消耗大量的資源,會產生一定的廢液、廢氣和固體廢棄物,對生態環境帶來不同程度上的污染,制約人類社會可持續發展。作為一門實驗性較強的學科,高?;瘜W實驗對學生實踐能力和創新能力培養提出了更高的要求。在教育信息化發展背景下,將多媒體技術運用于高?;瘜W實驗,有利于推動高?;瘜W實驗綠化發展,在提升高?;瘜W實驗教學質量的同時,培養學生良好的綠色化學意識。本文就多媒體技術運用于高?;瘜W實驗,實現高?;瘜W實驗綠色化進行了探討。

關鍵詞:化學實驗;綠色環保;多媒體技術

中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)22-0219-02

在生態環境持續惡化環境下,生態環保受到了社會各界廣泛關注和重視?;瘜W污染作為環境污染的主要來源,人們對其認知主要是工業生產排放廢液、生活垃圾和農藥化肥污染等,加劇資源損耗的同時,帶來嚴重的環境污染。尤其是在高?;瘜W實驗中,日常教學活動和科研項目需要消耗大量的資源,所產生的廢棄物如果未能處理就排放將會污染環境,制約人類社會可持續發展。所以,將多媒體技術和綠色化學理念應用其中,有助于降低環境污染,滿足化學實驗需要,需要高校予以高度關注和重視。推動高?;瘜W實驗綠色化研究,是化學實驗發展的主流趨勢,可以為后續工作提供支持與參考。

1 綠色化學概述

綠色化學也稱之為無害化學,主要是通過化學方法來尋找無害材料,最大程度上降低能耗和環境污染,滿足綠色化學需要。此種方式與傳統的污染治理方式而言存在顯著差異,是從源頭上抑制污染,而不是污染后再治理,滿足化學實驗需要。綠色化學的特點主要表現在以下幾點:(1)降低資源和污染,將三廢排量控制在最小化;(2)循環利用,包括載體和催化劑,循環利用;(3)循環利用,將未反應的試劑回收利用;(4)拒用,不采用無法回收利用的材料,從源頭上抑制污染[1]。

結合綠色化學目標來看,應該積極主動的規避化學污染,將綠色化學理念滲透到各個環節,實現原料的最大化利用,盡可能避免有害物質滋生。綠色化學經過發展和完善,在降低資源消耗的同時,降低對生態環境的負擔,將有害物質控制在合理范圍內。通過化學原理來降低化學污染,尋求經濟、科學的技術予以實現,實現人與自然和諧發展。

2 高?;瘜W實驗綠色化的必要性

高?;瘜W實驗難度較大,相較于高中階段的化學而言涉及內容較廣更廣,是醫藥化工和化學教學的專業必修課,主要包括基礎化學實驗和專業化學實驗?;瘜W實驗中會產生一定的廢液、廢氣和固體廢棄物,其中當屬廢液居多,這些廢棄物未經處理直接排放,將會污染生態環境,威脅到人們的身體健康[2]。當前在化學實驗中,多數學生缺乏化學實驗環保意識,實驗前未能進行充分實驗室安全教育,廢棄物被學生隨手仍在下水道中?;瘜W實驗不規范操作,會產生嚴重的污染,威脅到學生的身體健康。所以,應該改善高?;瘜W實驗室條件,堅持預防為主、輔助為輔的原則,積極組織綠色化學實驗活動,推行科學化管理,以便于從源頭上降低化學污染。同時,推動綠色實驗成果轉化,積極主動的尋求合理綠色技術抑制污染,打造綠色化學實驗[3]。

3 高?;瘜W實驗綠色化的應用對策

在高?;瘜W實驗中,融入綠色化理念是降低化學污染是必然選擇,主要是結合可持續發展相關要求,尋求合理方法組織有機化學實驗,以求推動高?;瘜W實驗綠色化發展,具體從以下幾個方面著手改進:

3.1 滲透綠色化學理念,推行全過程管理

高?;瘜W實驗教學中,融入綠色化理念,首要一點是加強教師和學生的認知,針對性培養學生的綠色環保意識,以便于推行有機化學實驗教學活動。但是,縱觀當前高?;瘜W實驗教學現狀來看,師生綠色環保意識不高,對于化學實驗所產生的污染缺乏足夠的重視[4]。所以,通過講解污染環境的實例,調動學生的參與積極性,進而切身感受到環境污染對于人體健康帶來的不良危害,幫助學生學習化學知識的同時,養成良好的環保意識和責任感,為后續綠色實驗奠定基礎。與此同時,學生作為教學主體,培養學生環保意識的同時,可以規范化實驗操作,盡可能規避不合理問題出現,從而實現化學廢棄物回收利用,實現資源最大程度上開發和利用,滿足綠色化學需要[5]。

推動高?;瘜W實驗綠色化,在降低環境污染的同時,滿足化學實驗需求;改良試劑,營造適宜藥品保存環境,避免化學試劑泄露,或是長時間打開導致化學試劑流失;試劑的合理取用,避免過量使用,對于未反應的產品回收利用;化學實驗中會產生大量的廢液、廢氣和固體廢棄物,在排放前需要進行無害化處理,從源頭上予以規避,進而將綠色化學理念和方法貫穿于化學實驗教學全過程,切實提升高?;瘜W實驗教學有效性。

3.2 融入綠色化學實驗內容,切入污染源頭

高?;瘜W實驗綠色化,一個關鍵點在于從源頭上抑制污染,避免化學污染問題出現。這就需要在化學實驗中可以加強對實驗過程的全面監管,適當的調整教學內容,確保所選擇的內容滿足實驗教學需要,盡可能降低化學污染,推行環保型化學實驗項目[6]。諸如,組織高分子化學實驗和高分子物理實驗,將其整合為高分子科學實驗,動態調整實驗內容,盡可能減少實驗中產生的污染物?;瘜W實驗設計中,遵循有機化學實驗原則,滿足實驗需求的同時,盡可能采用污染小的實驗試劑,淘汰有毒試劑。在一些萃取實驗中,可以選擇苯作為萃取溶劑進行試驗,但是具有較強的毒害特性,常溫下揮發形成蒸汽,長期在這樣的環境中可能出現慢性中毒現象,具體表現為頭痛、眩暈和記憶力下降等,嚴重情況下出現障礙性貧血或是白血病。所以,可以選擇甲苯代替,降低溶解性,滿足綠色化學需要[7]。

由此可以了解到,在化學實驗中,需要在明確實驗目標基礎上,加強對實驗環節的分析和探究,在掌握綠色反應條件基礎上,進一步優化化學實驗環節,以便于在滿足化學實驗需求的同時,降低有害物質排放,規避化學污染,維護人體身體健康,滿足化學實驗綠色化需要。

3.3 推行微型化學實驗

傳統的高?;瘜W實驗污染較大,所使用的事宜按原料多為有毒、易揮發的藥品,如果是采用常量法實驗,伴隨著存儲隱患的同時,可能由于試劑揮發加劇資源消耗和環境污染。所以,應該進一步改進化學實驗,推行微型的綠色化學實驗,提升資金利用效率的同時,盡可能避免環境污染,是高?;瘜W實驗發展的主要方向[8]。微型化實驗相較于常規實驗而言,其中還有很多問題有待解決,如甲基丙烯酸甲酯本體聚合,實驗目標是為了幫助學生可以掌握本體聚合原理,探究聚合反應和引發劑濃度的關系,形成時間—轉化率曲線認知。在常量試驗中,將不同引發劑單體在同一溫度下,反應后取出,充分烘干稱重,形成時間—轉化率曲線關系。但是,推行微型化學實驗,由于采用的反應物用量較小,所以在具體操作中可能出現不同程度上的污染,影響到最終的實驗結果精準度。所以,應該進一步推動實驗方法改進和完善,確保微型化學實驗具備常量實驗相同的轉化率,形成時間—轉化率關系。此種方法實際應用更為直觀,操作簡單、便捷,學生只需要認真操作即可了解實驗要求,規范化操作滿足化學實驗需求,切實提升高?;瘜W實驗教學質量。

3.4 應用多媒體技術模擬實驗

高?;瘜W實驗中應用多媒體技術,可以將實驗內容直觀展現在學生面前,幫助學生深刻理解化學實驗內容[9]。諸如,組織分子模擬軟件計算PP末端直線距離實驗,通過計算機模擬實驗過程,有助于降低原料損耗和環境污染,實驗操作更為便捷、安全。充分開發和利用教學資源,建立多媒體系統模擬實驗,直觀展現化學實驗過程,聯合教師講解來提升實驗效果,加深學生對化學實驗的認知和理解,養成良好的實驗操作意識。

合成實驗中,使用微波輻射合成與無溶劑合成,由于實驗過程中并未使用溶劑,優化化學實驗流程,有助于消除化學實驗污染,降低生產成本的同時,提升化學實驗反應速度,便于后續化學實驗操作。對于合成實驗,無溶劑合成是主流發展方向,有助于化學實驗綠色化發展,降低能耗與污染的同時,滿足化學實驗綠色化需求。

3.5 編寫實驗教材,刪減有污染實驗

化學實驗的展開,通常是依據教材內容展開,為了可以幫助學生了解化學知識,通常是選擇具有代表性的化學實驗,但是很多化學實驗的目的是相同的,彼此可以相互代替,在一定程度上加劇資源浪費。所以,在化學實驗中盡可能選擇無毒害的試劑,代替有毒害、易揮發的試劑,避免選擇更具腐蝕性的催化劑。故此,教師應該結合實際情況編寫實驗教材,根據實際需要適當的刪減有污染的實驗,推定綠色有機化學實驗,選擇綠色、無污染的試劑,提升資源利用效率,降低污染物排放量。

3.6 完善實驗室設施,培養學生的環保意識

高?;瘜W實驗開始前,需要立足實際情況編制合理的實驗教學計劃,對于新入學的學生積極組織環保培訓,培養學生的環保意識。幫助學生正確認知和看待綠色化學實驗,養成良好的環保習慣,規范自身行為舉止,盡可能降低環境污染,與此同時,高校應該增加資金投入,完善實驗室基礎設施,包括廢液、廢氣和固體廢棄物分類處理系統,配備專門人員負責實驗室管理,嚴格遵循規章制度進行管理,杜絕未經處理的廢棄物直接排放到自然界中,以便于為后續的綠色化學實驗營造良好的實驗條件。

綜上所述,高?;瘜W實驗教學中,應該將綠色理念融入到化學實驗各個環節,提升化學資源利用效率,降低對生態環境的污染和破壞,推行綠色化實驗成為主流發展方向,在提升高?;瘜W實驗教學質量的同時,培養學生良好的環保意識。

參考文獻

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