绿色化学又名环境友好化学(EFC)、环境无害化学(EBC)或清洁化学(CC)，其本质上是一种先进的教学理念，其要求研究者应利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康、生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物和副产物的新兴科学。其最大的特征在于从产品生产的始端就采用科学手段来控制污染，并且在生产过程和最终产品使用中均做到零排放和零污染。绿色化学实验中使用化学药品应遵循5R原则，即减量（Reduce）、重复使用（Reuse）、拒用（Rejection）、回收（Recycling）、再生（Regeneration）。这种理念非常适用于当前的化学素质教育，学生正处于身体和智力迅速发育的时期，其不成熟的身体对有毒有害物质或废物缺乏足够的抵抗力，若是化学实验中不坚持这种理念，其未来发展必将受到影响。因此，在进行化学实验教学时必须坚持"绿色化学"教育。
一绿色化学概述
1绿色化学的定义
从广义来说，绿色化学是一种先进的科学理念，其可以借助化学技术或化学方法来消除化学产品在设计、制造、使用中产生的有毒有害物质，以减轻化学产品对人们健康产生的危害，避免化学污染给环境带来破坏，其从源头上阻止了化学污染的扩散，是当前工业生产领域亟须实行的一种绿色生产理念。从狭义来说，绿色化学可以为学生提供保护，隔绝各类有毒物质、产物或副产物给学生身体带来的伤害，是当前化学实验教学中必须坚持的"教学理念"。以原子反应为例，在绿色化学理念的要求下，所使用的催化剂与溶剂应该是无毒无害的，反应物原料除了需要满足无毒无害的要求，还应该是一种具有可再生性的能源，而反应产物需要兼具可降解性、安全性以及可重复利用性，即使是化学反应的整个过程，也需要采用安全度较高的生产工艺，确保能源的高利用率，只有这样才能确保化学生产的经济性或化学实验的安全性。
2绿色化学的原则
(1)从源头上阻断有毒有害物质的产生，而不是在有毒有害物质产生后再行处理。(2)尽可能地使参与反应的物质以及最终生成的物质不对环境和人类健康造成危害。(3)在设计方案中，最好能使所有最初的反应物被嵌入到最终产物之中;反应后的遗留物应没有或尽可能地少，或是没有滞留在环境之中，或是降解为不具有毒性的产物。(4)尽量少用甚至不用分离试剂或溶剂等辅助性物质，若必须用，则应确保其无毒或毒性尽可能低。(5)出于经济性和环境保护的需求，应尽量降低化学反应的能量消耗，或是将反应过程中的临时性修改、基团保护与去保护等非必要衍生过程裁剪掉。(6)若是满足经济性目标且技术上具有可行性，则应选用具有再生性的原料。(7)催化剂应优选具有高选择性的，不建议采取"通过提高反应物配料比"的选择。(8)化学物品应在保持原有功效这一前提下尽可能地无毒或低毒;分析方法应进一步开发，确保做到现场全面监控，以预防有害物质的生成，降低物质因形态变化而产生事故的风险性。
3在化学实验教学中推行绿色化学教育的重要意义
化学作为一门自然学科，以实验为科研教育的基础，我国受科技发展水平和教育理念影响，化学教学依然以传统实验方式为主，教师和学生在实验中消耗大量的药品，使用具有挥发性、易燃性的有毒试剂，进行危险性较大的实验操作，给环境带来污染的同时也给自身健康带来威胁和安全隐患。而为了改变这种"损人损己"的现状，教学工作者必须使化学实验教学走上"绿色化学教育"这一必由之路，通过绿色化学内容来培养学生的绿色意识，使其具备绿色化学实验能力。可以说，推行绿色化学的教育理念，对于实验教学有着非常重要的意义，首先素质教育对"绿色化学教育"有着迫切的要求，其次化学教学需要传播绿色化学的观点，最后学校需要通过绿色化学教育来培养学生的责任感与创新能力，使其能够更好地面对社会与未来。可以说，绿色化学既提高了教学质量，也保护了环境，预防和治理了污染，非常符合当今社会"节能减排"的发展要求。
二在化学实验教学中推行绿色化学教育的具体方法
（一）倡导绿色化学理念，增强环保意识
绿色化学不仅仅是一种预防污染的方法，还是一种新式教学思维。化学实验的主体是大学生，是未来国家的栋梁之才，将在各个岗位上发挥着重要的作用，因此培养学生的绿色化学理念和环保意识尤为重要。化学主要是研究化合物的组成、性质、结构以及合成，而绿色化学则是围绕化学反应、原料、溶剂、催化剂等绿色化进行的，化学内容息息相关。在实验过程中，将绿色化学理念灌输给学生，增强学生的环保意识，培养学生的绿色化学实践能力。将绿色化学理念贯穿化学实验始终，让学生切身体会绿色化学的内涵，养成绿色环保的意识，并保留到日后的工作生活中，从源头减少污染、保护环境,促进可持续发展。我们依托《化学实验》课程，通过教学模式优化，在传统的化学实验内容模式上，改变教学内容，增加了综合性、设计性与创新性内容，这对学生的动手能力、分析与解决问题能力的培养有较大提高。其次是强调和关注实验安全问题，通过实验开始时的讲授，让学生从心理层面上提高认识，从内心带着敬畏的态度开始实验。实验过程中，做到操作规范严格，设置实验操作分项表，提高实验安全措施保证实验安全。再次是实验过程中优化操作、试剂使用保质减量，要做到化学实验的绿色化。
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（二）实验内容绿色化
传统的实验设计注重实验内容的典型性、代表性以及实验现象的明显性、学生能否掌握实验操作，轻视所用药品、试剂的毒性以及会造成的环境污染。化学实验多具有药品用量大、毒性大、腐蚀性强、副产物多等特点，因此，将绿色化学理念融入到化学实验教学是非常有必要的。
1准备实验绿色化
实验准备过程中教师全程参与并指导，保证实验的顺利进行。因为学生多数没有参与过具体的实验准备工作，对药品的用量、配制方法等都会感到没有信心，无从下手，手忙脚乱。学生参与实验准备工作，锻炼了学生动手，把实验步骤落实到实际的能力，为以后的毕业设计中的实验准备和实施打下基础。化学实验通常需要大量的试剂和仪器设备，在实验准备时可提前计算好所需药品和仪器，避免造成不必要的浪费；在不影响实验效果的前提下，试剂减量并尽可能选择无毒无害、污染性小的试剂。如实验室制氧气，可以选择用高锰酸钾和双氧水，我们选择用双氧水，实施效果表明，既保证了教学质量，降低了教学成本，同时也增强了学生之间的团队合作能力，减少了废弃物的排放，反馈效果较好。
2实验设计的绿色化
微量化实验与常规实验相结合，倡导绿色化学。微量化实验是指在保证教学效果的前提下，用微量化学试剂（试剂用量一般仅为常规实验的十分之一以下)在微型仪器装置中进行的化学实验。微量化实验不仅能够减少试剂用量、缩短反应时间、降低实验成本，而且还能减少"三废"，降低环境污染程度。另外，微量化实验对学生的实验操作能力提出了更高的要求。由于微量化实验所用试剂用量较少，一滴试剂、一粒药品有可能就会对实验结果造成很大的影响，甚至导致实验的失败，从而促使学生能够更加认真仔细的对待实验过程、增强他们的实验技能、培养优良的科研态度。这也是未来化学实验发展的方向之一，通过合理的设计实验内容，将单个实验串联起来，形成一个体系；也可以开设多步反应，使每一步的反应产物能够在下一步中得到充分的利用，提高了药品的使用率，促使学生认真的对待实验，因为一旦失败，实验就可能无法继续。此外，连续实验每一步都是环环相扣，上一步的产率和纯度都会对下一步造成一定的影响，对学生的实验操作能力提出了更高的要求，促使学生更加认真细致的对待每一个实验操作，极大地调动了学生的实验积极性。
3实验结果的绿色化
化学实验过程中不可避免地会产生废弃物，妥善处理"三废"是化学实验绿色化的重要环节。实验过程中，不能将用过的化学试剂或者过量的酸碱等随意倒入下水道，应该分类放入专门的废液桶中，回收后由专门人员进行处理。对于强酸或强碱废液，我们要中和到pH为6-8再进行排放；对于产生大量有毒或者腐蚀性气体的反应，必须在通风橱中进行。实验过程中的产物回收利用情况和"三废"处理情况不容乐观，未来需要结合现代技术进行教学，有效避免了部分危险操作和环境污染问题。如何应对化学实验课程的绿色化、微量化和综合多步化，是摆在当今化学实验课程面前亟待解决的另一个难题，也是化学实验教学改革的重点方向之一。
（三）结合先进技术进行实验教学
目前多媒体技术已经广泛应用于理论教学中，但实验教学涉及较少。对于一些实验药品毒性较大、操作难度高、仪器设备费用较高的实验，我们可以采用多媒体教学的形式为学生们展示整个实验过程以及一些容易出现的错误操作和相应的危险处理方式，用生动形象的视频动画加深学生对理论知识的理解和掌握，激发学生的研究兴趣。与传统的板书相比，多媒体教学技术能够将抽象的化学实验知识转化为动画、视频的形式传输给学生，使晦涩难懂的知识更易理解，增强了讲授内容的生动性。我们对本校初中2017级2018级，2019级73%的同学愿意通过减少试剂用量和避免额外失误等方法，为环境保护事业尽绵薄之力，绿色化意识较高。在谈及绿色化问题时，大家首先从自身考虑，减少环境污染问题，从源头来控制污染，如：减少错误试剂的使用和试剂回收等。对于实现化学实验绿色化问题，学生们能够考虑到自己应该做什么，但缺乏大局意识，需要教师们正确的引导。
四 结论
经过一个学期的课程，学生们已经养成妥善处理废液的习惯，课前认真预习，实验过程井然有序，避免了许多因操作失误引起的试剂浪费和污染，取得了较好的成果。实验教学过程中以实际行动引导学生贯彻环保理念是最为行之有效的环保宣传措施，这就需要实验设计者不断调整实验内容，同时教导学生正确处理三废的方式。绿色化学实验新理念必将成为今后实验教学的中重要参考和首要考虑因素。
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论文作者:王自会
论文发表刊物:《中国教工》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/14
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