化学实验室污水处理方法范文

导语：如何才能写好一篇化学实验室污水处理方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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随着新课程的实施，中学实验课增加了很多，实验后产生的废水量也越来越多。如果这些废水不加以处理而直接排放到下水道，尤其是化学实验后产生的废水，将会给所在城市的水处理系统造成严重的负担，不仅会增加污水处理的难度，也会对水资源造成极大的污染。

目前，新闻报道的多数针对高校、科研机构、检测机构和企业中的检验研究部门中的化学实验室废水，排放的特殊性、对环境的危害性及处理方法。这些部门排出的废水成分复杂，除无机物外还有重金属离子、细菌等微生物和有机物，处理药剂品种繁多。但针对中学实验室这方面的研究报道较少，而中学实验室废水的成分比较简单，含量较低，更易于处理。本文提出了净化处理实验室废水方案，并充分利用实验室现有器材设计了废水净化的流程图和操作装置，简单易行，既可减轻污水处理厂后续去除废水中杂质的负担，又为日后各中学化学实验室建设和废水处理提供一个参考方案。

一、实验室废水处理流程及装置

需要先收集每次实验后产生的废水，经过以下流程图来逐级进行净化操作，处理后的净化水可以直接排放，或回收再利用。具体操作过程如图1和图2所示。

图1 化学实验室废水处理流程图

图2 化学实验室废水的净化操作过程

对于处理过程中产生的有毒有害气体，如氯气等，需要回收或吸收，防止实验室内空气污染。如果实验室处理后的清水水质很好还可以回用，如冲洗厕所、浇灌花卉绿地等，这样可以节约大量水资源。如果出水水质一般，可以直接排放到下水道。特别提示，有些实验废水的酸性或碱性较强，需要考虑收集容器的防腐蚀问题，或需要用相应的废酸或废碱来中和。

二、化学实验室废水的处理方法

1.收集并分析化学实验室废水的主要成分

用实验室现有的下口玻璃瓶作为废水收集的容器(如图3所示)，出水口在下方，有胶皮管和止水阀，便于取水。

图3

分析每次实验后收集起来的废水水质前，需要了解本次实验内容和所用药品类型，确定杂质离子的种类。观察废水中是否有固体物质，是无机化学沉淀物还是有机物，列表并记录。

2.调整废水的pH值

先用pH试纸或酸度计测定废水的pH值，以确定酸碱中和需要用废酸废碱(以废治废)的量和浓度，以防腐蚀设备，同时可以预先产生大量的沉淀物。

3.用化学沉淀法来分离废水中的可溶性离子

选择化学药品时要把握“种类少、用量省、价格便宜”的原则，根据废水的成分分批处理。Ca2+，Ag+，Ba2+，SO42-，Cl-等离子容易转变为沉淀和气体，而K+，Na+，NO3-等可溶盐离子用此法难以除掉。这种处理方法的缺点是，因加入化学药品而使水引入新的杂质，造成二次污染。

4.化学污泥的沉淀和过滤

通过上述化学沉淀法会得到大量的固体沉淀，需要进一步和水分离。先将反应后的混合液静置一段时间后，沉淀就会沉降到容器的底部而使溶液分层。若使用离心机进行离心分离，几分钟内就能完成。再将分层后的上清液进行过滤，进一步除去没有沉淀下来的固体。也可用真空抽滤器，几分钟内完成。

5.自制多滤层的废水净化器

取一个2～5L空饮料瓶或塑料桶，剪去底部，瓶口用单孔橡胶塞塞住，连接玻璃导管和橡皮导管(带止水夹)。将饮料瓶口朝下倒置，瓶内由下至上分层放置膨松棉、洗净的铁丝网(起支撑作用)、双层纱布、活性炭、双层纱布、混合后的阴阳离子交换树脂、双层纱布、石英砂和小玻璃珠(本试验中因石英砂和小玻璃珠的大小形状和粒径相近而混装)、铁丝网，最上层是多层纱布(可根据实际情况随时更换和清洗后再用)。

把经过沉淀和过滤后的废水的上清液倒入自制废水净化器，可进一步减少其中的悬浮物、离子和有色物质。

6.用活性炭吸附和脱色

废水中的某些有色物质，如酸碱指示剂反应后的产物、苯酚等有机物，如果浓度较大，也需要进行脱色处理。我们选择多孔、比表面积大、吸附和脱色性能好的活性炭，即可以吸附水中的细小固体杂质，还可以吸附可溶性的有色有机小分子。

7.电解法回收金属

高中学校实验室总会产生大量的高浓度的铜离子废水，我们用电解法先降低铜离子的浓度。用化学教科书上的电解实验装置处理废水，效率较低，有局限性。因此我们选择用图4所示的具支U形管，把阴极和阳极分开进行电解。用U形管电解实验来回收金属，如实验室CuCl2废水的处理，阴极和阳极附近的产物易分离，易回收。在阴极产生Cu，阳极产生Cl2。经过以上方法处理后，废水中的离子还有许多，如果想提高水质而回用，可采用电渗析技术。

图4 电解CuCl2实验前中后溶液的变化

为了防止电解后产生的大量尾气污染空气，可在阴极支管端用小气球密封和收集少量的氢气，阳极支管端连接倒置的小漏斗来用浓碱吸收大量有毒的氯气。同时可以在阴极收集到大量的金属铜。电解后的废水再次收集器，进行下一步处理。

8.难沉淀的钠离子、钾离子、硝酸根等离子的电渗析

人造渗透膜(阴、阳离子交换膜)对要交换的离子具有选择性和透过性，水分子也可以自由通过。这种电渗析法膜处理技术，在现代工业水质净化中应用很普遍，但对于高中生则很陌生。它适合处理浓度较小的废水，否则会堵塞膜孔，影响出水水质甚至降低膜的使用寿命。它的优点是占地面积很小，处理的水量却很大，适合化学实验室使用。

电渗析装置在接通电源后会产生电场推动力，选择性地使阴、阳离子透过交换膜而分离溶质和水。一般，阴离子交换膜又叫阴膜，只容许阴离子通过；阳离子交换膜又叫阳膜，阳膜只让阳离子通过。图5为电渗析处理系统其中的一个单元，化学实验室可根据废水量而选择多个单元组成。

图5 电渗析处理废水过程

电渗析装置工作过程：将已经过前处理的废水引流到废水入口处，经过半透膜通道时，其中的杂质离子分别通过阴膜和阳膜成为浓缩水而分别汇集到排污口，回收利用。这种电渗析装置可在常温常压条件下进行操作，浓缩分离同时进行，不需投加药品，出水的水质好，可再利用。目前电渗析法还被广泛应用到许多领域，如自来水厂和发电厂制取纯水，海水或苦咸水的淡化处理，酸洗废水回收硫酸和铁，芒硝回收硫酸和碱等。

如果我国所有的化学实验室都配备一套废水处理器，既节约了水资源，使废物资源化，又提高了下水管道的使用寿命，减少了污水处理的费用，还在广大学生中树立了环保节约意识。

参考文献

[1] [英]Tom Stephenson.膜生物反应器污水处理技术[M].北京：化学工业出版社，2003

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实验教学的改革

1实验内容的改革

环境工程微生物学课程的实验设置一般偏重于基础的微生物实验操作，如光学显微镜的操作及微生物形态的观察、细菌的革兰氏染色、培养基的配制与灭菌及细菌的培养等，与微生物在环境工程中的应用关系不大。本课程通过优化实验内容，结合实验推进课程的个性化教育。③从现实条件出发，课程实验不可能以师生一对一的方式来实现个性化教学，只能在实验室条件允许的情况下，最大程度地实现实验内容的多样化。④为此，设计了综合性实验“环境中的微生物取样及观测”，包含微生物在环境中分布的调查、微生物的取样、显微镜的操作及微生物形态观察、实验总结和汇报。由学生分组在课外查阅资料，结合现有的条件制定实验方案，经教师审核后可实施。要求每组学生从不同的环境中取得至少三份微生物样品，带回实验室进行检测。通过取样，学生可以了解到微生物在环境中的分布情况，并通过多个取样点的比较，找到适合微生物生存的环境。如池塘边水中的树枝和石块、农田里肥沃的土壤、卫生间里常被忽视的角落、发霉的食物等。微生物在专业领域的应用是环境工程专业关注的重点。根据“污水生物处理的基本原理”的内容，还可以为学生安排与污水处理相关的实验内容，为水污染控制的课程教学打下基础。可选取活性污泥法和生物膜法这两种常见的污水生物处理方法，设计“活性污泥法和生物膜法处理有机废水”的实验。由学生设计实验方案，经教师认可后，利用实验室的污水处理设备模型培养活性污泥和微生物膜，并进行有机废水处理的实验。通过测定COD等指标来评价处理效果，并通过显微镜观察活性污泥和生物膜中微生物的形态。这样的综合性实验包括了微生物的培养、废水的获取、微生物形态观察和细菌计数等方面的内容，同时，测定COD等水质指标的操作可进一步巩固学生的化学实验能力，还能对水处理的流程形成深刻的印象。

2实验教学方式的改革

传统的教学方式中，该课程的实验教学往往是学生按照教师给定的实验方案进行实验，然后抄写实验讲义上的实验原理、仪器及试剂、实验步骤、注意事项，再加上对实验结果的简单记录构成实验报告。本课程对综合性实验“环境中的微生物取样及观测”提出了更高的要求。学生需要根据教师的要求制订实验方案、选择取样点、取样、带回实验室检测，并将取样和准备原材料的过程、通过显微镜观察到的微生物的照片和实验结论汇总成实验报告，以小组为单位用ppt进行展示，并在各组之间就取样和观测过程中的问题进行交流。这样的实验方式不仅锻炼了学生进行基础操作的能力，可以激发学生的学习兴趣，还有利于学生的组织能力、协作能力和表达能力的培养。⑤“环境中的微生物取样及观测”是学生必须要掌握的基础实验，而“活性污泥法和生物膜法处理有机废水”的教学过程则体现出个性化教育的特点。在微生物的培养、微生物形态观察和细菌计数以及污水处理效果的评价等实验内容之外，留给学生机动开展实验的时间。在机动实验时间内，要求所有的学生必须到实验室进行实验，但实验内容和方案可以根据学生自身的学习情况和意愿来确定。对实验内容和基础仪器操作不太熟悉的学生可以选择重复之前的实验操作步骤，⑥巩固微生物基础实验的技能；对前期实验内容已经熟悉并且有兴趣进一步进行实验的学生，可根据教师的建议，延长污水处理系统的运行时间，跟踪观察系统中微生物类群的变化，直到系统中出现比较高等的微生物；或对处理系统的出水投加杀菌剂，并通过检测杀菌前后水中的微生物量来评价杀菌的效果。

考核方式的改进

课程成绩的考核方式与教学方式密切相关。环境工程微生物学原有的成绩评定方法是按照期末考试的卷面成绩、课堂考勤的平时成绩以及实验报告成绩分别按一定比例折合后相加得到的，这样的成绩评定方式只能反映学生对书本知识死记硬背的能力和对已经给出的实验步骤的重复能力，不能作为评价个性化教育成果的标准。改进后的考核方式综合考虑到学生的考试卷面成绩、分组实验的动手能力、各组实验报告展示中的ppt制作能力、口头表达能力、组织协调能力、在机动实验时间内选择的实验项目类型、在机动实验中表现出的思维敏捷性和自主性等因素，体现评价指标的综合性、客观性，也更能激发学生的学习兴趣，鼓励学生改变在高中时就养成的“死读书、多做题”的学习习惯，从个人的兴趣爱好和学业规划出发，在课程教学允许的范围内，最大程度地促进学生个性的发展。

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一、造成污染的原因

1.实验源头上的误区：这包括实验教材的编写、教学内容的设计、教学过程的安排及教学计划等等不合理，其本身就有导致污染的可能。在这种情况下只要做实验，就会带来污染。虽然中学教材改编更新较快，但一些职校专业用书还是10年前老版本教材，知识陈旧，实验设计不合理，必然导致污染。目前，化学教科书和实验要求上只要求学生懂得实验目的、步骤、结果，对于化学试剂可能带来的环境污染以及如何避免，有的教科书上几乎只字未提，缺乏人文关怀和环保意识，不利于学生的全面发展。

2.实验过程中的误区：这包括实验仪器陈旧，实验药品种类和量的设计不合理以及操作中的不规范、不科学等。

3.实验处理的误区：这主要指对实验中生成物及反应物的不当处理，如随意倾倒，乱抛乱弃，或对污染物的不合理、不科学处理，这是造成污染的最主要原因。

4.与实验室管理以及实验室指导教师和学生的环保意识有关的原因。有些实验室缺乏科学的管理，在药品的管理，学生实验过程管理上有很大漏洞，有部分实验员的环境意识还十分薄弱，甚至认为实验室产生的这点污染对环境来说算不了什么，而学生在实验中也没有相关的意识，操作中违规的现象普遍存在，如乱倒废液，乱丢杂物，用流水冲洗试管等，随其流入下水道，抱着无所谓的态度。

5.工业发展相对落后，对于化学试剂废液的处理，虽然在前几年出台的《固体废物环境污染防治法》中有明文规定，但基本上处于放任自流的状态，并最终给污水处理厂、河湖等承受者带来了污染。而且，我国环保工业发展的滞后，也是造成化学废液随意排放的一个原因，因为建专门的处理工厂需要巨大投资，再加上处理的费用也很高，想处理也找不着厂家的情况也不少。

二、解决污染的对策

1.实行仪器的微型化，药品的微量化。许多教材都提到适当减少药品用量应是减少污染的一个最佳途径各中学应推广微型化学实验和小量化学实验。微型化学实验操作简单、快捷，环境污染小，实验安全可靠，现象明显，节约试剂，实验费用低，同时微型仪器又有便于携带等特点，近年来在国内外日益发展，被广泛应用。教育专家指出，微型化学实验已经成为引人瞩目的化学领域重大变革之一。

2.化学实验实行绿色试验不再使用易对环境造成污染的苯，所谓绿色，是指一种保护环境，保护资源，可持续发展的理念。虽然初中新教材已提出绿色化学的概念，但要实施见效，任重而道远。

3.教师要言传身教，规范操作过程把环境教育和化学实验教学有机地结合起来，提高学生的环保意识和环保观念，减少实验污染。

4.实行垃圾分类化学教育是消灭环境污染的根本途径，学校是培养未来接班人的摇篮，学生良好的习惯的培养学校首当其冲。学校应大力提倡学生分类收集抛弃垃圾，减少使用一次性制品，在学校应设置分类垃圾收集的宣传品，将废塑料、废纸张、废玻璃、废金属、废电池等加以分类回收。另外，还应规定设立使用回收标志，标注在那些使用后需回收的商品及包装上。在中学实验室，设立废电池回收，这些扔弃的废电池将集中起来，最后由有关单位取走。

5.推广连续合成实验和回收再利用这种方式在技术上并不难，但需要人力、财力和场所等方面的较大支持。开展系列化，开放性的实验。实验后废弃物的处理，是一个让实验员头痛的事情，而建立系列化实验，可能很好地解决这一问题。系列化即上一实验的生成物是下一实验的反应物。这样做有可能节能、节省药品，减少污染。譬如，实验室制氢气后的溶液可回收做其它实验，若直接排放，既造成浪费，又造成环境污染。目前，水污染日益严重，本实验可为实验室废液的回收利用提供一个可行办法，这种方法既可以变废为宝，减少环境污染，又可以节约开支，减少浪费，同时还可以对学生起到很好的教育作用，培养他们从小养成良好的节约习惯和环保意识。

6.运用多媒体教学我们可以把那些涉及大型仪器，高污染及较大危害的实验制成课件给实验者观看，同样具直观形象特点。例如氢气的爆炸实验，硝酸的性质实验。

7.建立低规格化学品的无偿流通机制，学生实验产品、回收溶剂和陈置试剂都是具有相当纯度的化学品，如建立某种流通机制，使需要者可无偿拿去使用，两全其美。

8.化学试剂废液全部回收处理加强回收处理，实行重复利用；制定实验室废液管理办法；自主处理自行监测，建立系统的环保体系。

由于将各种化学试剂的废液随意排放会带来不同程度的污染，因此实验结束后，将当天产生的废液按类别重新回收（废液分为酸性废液，碱性废液，重金属废液，含氯有机废液含氯有机废液及其它等六类，废液用聚乙烯容器储存），等达到一定数量后，统一交有关部门处理。实验室废液应储存。

9.进一步进行化学教材改革。这一问题新教材已体现出来了。新编教材重视理论联系实际，注意反映化学的发展和与现代社会有关的化学问题。把有些问题放在社会的大背景下启发学生思考，使学生了解化学与社会、生活、生产、科学技术等的密切联系，增强学生的环境保护意识和经济效益观念，以有利于学生理解所学的知识和学以致用。

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关键词：环境保护意识；化学教学；实验改进；保护环境

中图分类号：G633.8？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0094-02

环境保护作为我国的一项基本国策越来越受到人们的重视。为使这一基本国策顺利实施，必须大力普及全民的环境科学知识，提高全民的环境保护意识。作为中学化学教师，在工作中要承担起自身的责任，根据自己的教学经验和研究成果，积极培养学生的环境保护意识，使愈来愈多的人更加热爱环境，并积极投身于保护环境的实际行动中去。

一、培养学生环境保护意识的重要性

大自然曾经山清水秀、美丽如画，但随着经济的发展，化工厂及机动车数量的增加，污水的任意排放，废旧塑料制品的随意丢弃……我们的生存环境彻底改变了——臭氧层空洞、全球气候变暖、淡水资源缺乏、酸雨肆虐、空气污浊……人类要生存和持续发展，就必须保护好我们的环境。学生的环境保护意识非同小可，会影响他整个工作过程的环境保护行动，因此，我们中学化学教师积极培养学生的环境保护意识，并带领学生从自身做起，从小事做起，积极参与到保护环境的行动中来至关重要。

二、化学教学在培养学生环境保护意识中的重要地位

化学教学在培养学生环境保护意识中有着重要地位。有人说环境污染都是化学惹的祸，这话虽有点偏激，但也有一定的道理，因为许多导致空气、水体被污染而对人体形成危害的污染物的形成都与化学有着密切的联系，因此化学学科对环境污染的预防与治理具有不可推卸的责任，在初中化学教学中进行环境保护教育，向学生渗透和强化环境保护意识，提高学生运用化学知识解决环保问题的能力非常必要。

三、化学教学中培养学生环境保护意识的措施

1.在化学课堂教学中，渗透环境保护教育。如介绍作为大气污染物的头号“杀手”二氧化硫，其产生途径主要是煤、石油等化石燃料的燃烧及工厂排放的废气。这些二氧化硫进入空气中会形成酸雨，酸雨的危害性很大，进入河流会污染水源，导致鱼类死亡，影响水生生物的繁殖；进入土壤会使土壤酸化，植物枯死，影响作物生长；酸雨还能腐蚀建筑物；酸雨更会危害人体健康。要防治大气污染应从源头入手，化学科学正在研制开发替代化石燃料的新型能源、化石燃料的脱硫方法、廉价回收二氧化硫的技术、尾气处理技术等，为减少以至消除大气污染而做出贡献。再如水资源，地球虽有“水球”之称，但可供给人类使用的淡水资源却十分有限，而水体的污染又加剧了水资源危机，应用化学原理可以防止水体污染，如研究反应条件实现产品无污染生产、研制无污染的化肥农药、研制无磷洗涤剂、研制高效低耗污水处理技术等。通过这类实例的学习，都能提高学生对环境污染的重视程度。

2.在化学实验教学中，进行环境保护教育。化学实验同样担负着对学生进行环境保护教育的职责，且更具直观性。因此，在实验教学中，除了教给学生基本实验技能外，还应培养他们的环境保护意识。教师可以以环境污染物为实验样品，进行分析研究。如含碳物质不完全燃烧生成的一氧化碳、硫燃烧生成的二氧化硫都会污染空气，因此在做一氧化碳还原氧化铁实验时，一定要有尾气处理装置；做硫在氧气中燃烧的试验时，可预先在集气瓶中加入少量氢氧化钠溶液来吸收生成的二氧化硫等。下面几个实例对实验进行了改进，增加了对环境的保护措施，以提高学生的环境保护意识。用红磷燃烧测定空气中氧气含量时，为防止生成的五氧化二磷污染空气，可以将课本上传统的实验装置进行改进，如图1，改进后的装置生成的五氧化二磷不会逸出，大大减少了对空气的污染。

做“氨分子运动”实验时，按照原装置图做实验时，氨水倒出与回收时势必会挥发污染空气，改进后直接把盛放氨水的试剂瓶（打开瓶塞）放入大烧杯内可把污染减小到最低程度，如图2。

做氢气还原氧化铜实验时，按传统装置实验会消耗较多的药品，也会产生更多的废弃物，改进方法是：在装置上连接一个球形管，等装置内空气排尽时，取一根螺旋状铜丝在酒精灯火焰上加热铜丝至呈黑色（黑色的是氧化铜），趁热放入球形管中，很快就可以到铜丝又恢复成光亮的红色了，简单明了且没有危险性，还非常适合学生进行探究实验，如图3。

有些实验还可使用微型实验来做，如实验室用过氧化氢和二氧化锰制取少量氧气，可用一个小塑料药瓶和一个注射器来完成，如图4。做酸碱盐实验时可把传统的“试管”实验改为用“点滴板”实验，每个实验只需要几滴试剂就可以，不仅节约药品，现象还更加明显。有些污染严重的废水如含有强酸或强碱时应加入相应的碱或酸处理后再排放，使污染减少到最低程度；取用实验药品时应取少量，用剩的实验药品及实验废弃物应放入指定容器中，使学生养成良好的行为习惯，教育学生环境保护要从小事做起，从自身做起。

3.组织学生开展环保课外活动，培养环境保护意识。如组织学生测定教室或学生宿舍内空气中二氧化碳的含量、测定城区与乡村雨水的酸碱度的不同、收集废旧电池、捡拾废弃塑料袋、组织学生参观污水处理厂的污水处理过程，同时教学中还要渗透学生的养成教育，例如有的同学随手乱扔食品包装袋、饮料瓶，教室内、楼道上随意吐口香糖，这些不良现象不仅反映了这些学生环境保护意识差，也体现了学生的素质问题，要教育学生养成良好的习惯，如：讲究卫生、节约水电及燃气、使燃气充分燃烧、纸张双面使用、不使用一次性餐筷饭盒、爱护花草树木、分类投放生活垃圾、不使用含磷洗涤剂等，使学生认识到环境保护就在我们身边，自己的一举手一投足就能为环境保护尽一份力。

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一、结合演示实验，渗透环保知识教育

化学演示实验教学中，在突出相关知识教学的同时，应着重引导学生分析教材演示实验造成的化学污染及危害，详细罗列出教材各章节可进行环境教育的内容，有计划有目的地开展对口实验所涉及的环保基础教育。让学生能自觉地融入其中，树立“我为环境、环境为我”的大环境观。以“污水、废水”为例，在分析教材知识的基础上，应明确给学生指出：中国是一个水资源相对不足的国家，人均水资源只有世界人均水资源的1／4。我国434个城市中缺水城市达188个，每年影响工业产值200多亿元。我国不仅水资源不足，而且工业三废、生活污水的任意排放，化肥、农药的大量使用也造成了水的严重污染。这些严峻的事实，反向证明若不强化环境教育，中国将面临沙漠化的绝境。

在分组实验教学中，充分运用化学基础知识，让学生亲身感受化学分组实验产生的“三废”，使学生在学习掌握化学知识的同时领会环保的重要性，增强环保意识，理论与实践相结合，提高学生利用化学知识解决实际问题的能力。尤其是化学实验中产生有毒气体的实验，完全可以采取封闭体系进行，对实验后留的有毒气体进行适当处理，消除危害，更能达到学习化学知识时全方位渗透环境教育即事半功倍的效果。

二、改进实验，节约药品。减少废物对环境的污染，使学生自觉融入环保之列

化学实验总是伴随气体、液体或固体物质生成，这些产物中许多是有毒有害物质，散发到空气中、水中都会造成严重的环境污染。在不影响实验结果、观察效果的前提下改进实验仪器装置或变化实验的形式，从而尽量减少实验有害产物对环境的污染，有利于学生对化学知识的学习，更能使学生树立环境保护的责任感。如在浓硝酸与铜的反应中，利用注射器代替试管进行试验，取一支10毫升的注射器，抽出活塞，在针筒内装入0．05克铜屑，推上活塞并吸人0．1毫升的浓硝酸，观察现象，等反应完毕后将注射器中液体小心排入废液瓶中，无色气体针筒内再吸入空气，可见到无色气体变成红棕色。改进后的装置是封闭体系，效果明显，药品用量比改进前少得多，同时还能防止有毒气体二氧化氮泄漏而污染空气。在实验过程中，必须要求学生规范操作，尽量用小试管作实验，不浪费，多余的药品妥善回收。在安装制备气体和实验装置时，尽量使其严密，并在通风口下操作，如果需气量小，可改用大试管制备气体。教育学生，每人若多用一点药，就会造成极大的浪费和污染。这样做不但可以节约药品，减少环境污染，还是对学生进行环境教育的良好途径。

此外，充分利用计算机进行化学模拟实验教学，制作多媒体课件。一方面可以使学生获得有关实验的感性认识，达到演示实验的效果；另一方面可减少药品的使用，减少有毒物质的产生以及环境的污染。

三、让教学实验融入社会，使学生的个体行为去催生社会群体：保护环境、人人有责

实验教学不应仅局限于课堂、实验室，学生在了解实验基础知识的前提下，应开放课堂，让教学实验融入社会，只有全民行动，环境教育才能真正付诸行动。例我国大部分地区的空气受二氧化硫和氮氧化物的严重污染，这些酸性污染物与雨滴形成酸雨，对人的危害比二氧化硫高10倍，引起肺水肿，尤其是重金属和一些致癌物质的污染，严重威胁着人类的生存。因此，学校实验室设有专门的回收流程，把实验废弃物送到专门的地方处理。也是最基本的社会责任；环保部门也可以委托化工部门定期收集废弃物；某些不能直接利用的有毒物质可用化学方法进行妥善处理，例如，萃取后的苯和实验中残余的一氧化碳可以燃烧；溴苯可以碱解。总之，要以科学的态度，对学生进行爱护环境的科学教育，而不要把学科学的手段，变成污染环境的行为。

四、结合本地实际，发挥学生主体作用，开展环境保护的研究性课题研究

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关键词：微型实验；绿色化学教育；环保意识；教育模式

Mini-experimental and green chemistry education： approach to implement environmental education in the chemistry experimental teaching

Gu Chunxiu， Wang Zijun， Li Ying， Zhang Tong， Liu Cheng， Ma Aiqi

Beijing Union University， Beijing， 100023， China

Abstract： "Education is the foundation of environmental protection ". In order to achieve sustainable development， we pay attention to penetrating environmental awareness education in the analytical experimental teaching， and focus on the quality of environmental education and skill training and development. Combining teaching contents and processes， based on practice， we focus on the environmental awareness education and environmental knowledge penetration during the practical experimental teaching process. In this way we have accumulated a certain amount of experiences in experimental teaching and have achieved good results.

Key words： mini-experimental； green chemistry education； environmental awareness； education model

1 问题的提出

绿色化学理念应用于实验教学可有效提高学生的环境意识。对于高校来说，实验室特别是化学类实验室是不容忽视的污染源，应引起高度的重视。开发与研究微型实验，让学生参与微型实验设计的过程就是一种非常好的绿色化学教育形式。对于学生环境意识的渗透与实验操作技能的培养同等重要[1，2]。要使学生认识到实验过程所产生的废弃物对环境所产生的危害，并尽可能将废弃物回收、利用、化害为利，变废为宝[3]，包括对暂时不能利用的废物进行无害化处理，培养学生树立绿色化学观念[4]，至关重要。微型实验从环保绿色的角度出发，对有毒有害的实验内容或试剂进行微型化、绿色化改进，旨在提高学生化学素养、增强其绿色环保意识与解决环境问题的本领[5]。

2 本实验课题研究的目标

本研究所涵盖的范围是高校化学、生物、医药等相关专业基础化学类实验。从试剂用量入手，用尽可能少的试剂，获得较明显、清晰的反应结果。使常规实验微型化，做到实验药品的微型化与绿色化，实验仪器的微型化，改进实验教学内容，开发微型化和绿色化实验，提高实验教学效能，是我们研究的目标[1]。研究的内容涉及生物医药系学科专业实验，如无机与分析、基础化学、有机化学、生物化学等实验课程内容。研究从绿色化学的角度出发，针对课程实验中涉及有毒有害化学试剂、有毒有害生物材料、价格昂贵或对环境污染严重的实验内容、实验项目进行微型化、绿色化改造。

具体目标[5]：

（1）不改变实验方法，保持常规实验仪器，从试剂用量入手，进行半微量和微量探索，力求在符合常量分析滴定准确度和精密度的前提下，减少试剂用量，降低实验成本。

（2）推广使用微型实验仪器，缩短实验时间，节约药品，提高实验安全性。

（3）对易产生有毒有害废气、废液的实验进行绿色化改造，降低药品浓度，降低实验排废量，提高实验效果，减少环境污染。

（4）对大量使用“有机溶剂”和“有机试剂”，因产生“三废”对环境污染严重的实验进行微型化改造，重新设计实验路线和实验方法，根除污染源。

（5）对实验内容进行选择，改进实验教学，尽量做到溶剂、原料及产品无毒或低毒，尽可能少用或不用剧毒的有机物，开发微型循环实验，提高实效性。

3 实验微型化、绿色化改造

绿色化的根本是从根源上去除污染，而不是先污染后治理。理想的绿色化方法是不再使用有毒、有害的试剂、原料，不再产生有毒副产物，不用再处理废物，达到“零排放”。将绿色化学的新理念用于预防化学污染，开展微型实验是对常规实验进行改造和发展的必然结果。

3.1 实验药品试剂的微型化与绿色化

有机试剂大多有毒、易燃、易挥发，若按常规实验量进行，既消耗试剂，又增加成本，而且污染大、三废处理困难。在微量化学实验中缩减试剂用量可节约药品、降低成本，降低事故发生率和危害性，缩短时间，减少污染，节能减排。如1-溴丁烷的制备有机实验，可以将药品正丁醇由原来的10 g减为5 g，无水溴化钠由原来的15.5 g减量为8 g，浓硫酸由20 mL减为10 mL，进行微量化改造。又如乙酸乙酯的制备实验，可改用微型实验装置[6]，试剂冰醋酸由14.3 mL减为2.0 mL，乙醇由23.0 mL减为3.0 mL，浓硫酸由7.5 mL减为1.0 mL，达到优化教学的目的。在无机与分析[7]―莫尔法沉淀滴定实验中，降低AgNO3标准滴定溶液浓度，从常用的0.1 mol/L降到0.02 mol/L时，其测定结果的相对偏差仍可达到0.5%以内的要求；滴定终点的砖红色仍很敏锐，由于试剂量降低，产生的废物相应减少，污染程度明显降低，减少了硝酸银贵重试剂的用量，降低了实验成本。而且实验的AgNO3废液通过AgCl，Ag2CO3逐级转化，再经高温加热分解得到单质银，彻底解决了含银废水对环境的污染问题。

3.2 开发微型循环实验，提高实效性

高校各化学类实验室实验产物的简单回收和实验废液的长期积累，造成的直接结果是污染危害程度加剧，同时面临实验废物处理费用的高昂支出。如果我们进行各实验间的串联[8]，将无机及分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、仪器分析化学实验、普通化学实验与综合实验各实验项目有机整合，开展循环实验，可使产物变为部分实验的原料。如将有机合成实验中无水乙醇的制备的产物无水乙醇作为茶叶中咖啡因的提取实验的提取溶剂；茶叶中咖啡因的提取实验的产物咖啡因作为仪器分析实验紫外光谱测定饮料中的咖啡因的标准品等。在萃取或重结晶操作化学实验中[10]，产生的废有机溶剂，如乙醇、石油醚、乙酸乙酯、丙酮等，提纯后都可用于后续实验。如乙醇可反复用于茶叶中咖啡因的提取、柱色谱分离等实验。适当开设多步合成实验，将多个单元操作实验串联在一起，如开设的有机物或药物的合成与表征实验，将酰化、氧化、水解、酯化、熔点测试、薄层色谱技术和红外分析等单元操作有机地结合在一起。串联实验，不仅可以实现多学科交叉和高度的综合，全面培养学生的综合实验技能，还可以提高化学试剂的使用率，降低实验成本，使学生养成不轻易排放废物的习惯，减少化学实验室的污染，对学生进行绿色化学教育，增强学生的环保意识，从而推进化学实验绿色化。

3.3 选择毒性低的药品及原料―用无毒或低毒试剂代替高毒试剂

及时修订实验内容[8-11]，制定适宜的实验教学计划。尽量采用无毒、低毒试剂，用天然产物代替毒性高的化学试剂。在水蒸气蒸馏实验中将原教材中毒性较大、不易自然降解的有机试剂改成从一些天然产物中提取挥发性油，如从橙皮中提取橙皮油或八角茴香水蒸气蒸馏等，原料来源广泛，产物处理简单，低毒性替代品的使用，既可减少污染又可达到实验教学的标准，增强学生理论联系实际的能力。

如不选用苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷等作为溶剂或原料的实验[11]，不选用重铬酸钾等毒性大、污染严重的试剂作氧化剂，不选用硝基苯或苯胺作为产品的实验。提纯试剂尽量使用绿色溶剂―水。尽量选择低毒、污染较小且后处理容易的实验项目。在应用波谱解析液相色谱实验流动相的选择时，倡导尽量使用环境污染小、毒性小、危险性小、三废处理容易的流动相溶液。

3.4 实验仪器的微型化改造

仪器微型化不但能减少试剂在器皿上的附着量，还能克服实验时仪器装置复杂、易燃易爆药品和副反应多以及污染环境等缺点。在有机实验和药物合成与天然药物提取实验中，我们将实验仪器进行微型化改造，采用微型实验制备仪，同时将试剂用量缩减，在完成整个操作的同时，学生还可以根据实验的特点开发新的微型实验。如在天然大蒜油的提取实验中，学生采用微型仪器对市售大蒜进行大蒜素的提取，试剂的减量使微型实验时间大大缩短，学生可以根据实验过程对大蒜素实验条件进行正交实验设计，并可以充分利用课堂时间完成实验方案的开发。为此类有机制药类实验提供了参考。

4 充分利用各种途径进行环境绿色化教育

在各种化学类及专业实验中，教师对实验废物的态度对学生环境绿色化意识的培养具有直接示范和表率作用。教师应是“绿色化学实验”的积极倡导者，努力做到实验无害化，处理废气、废水，变废为宝；实验微型化，节约药品，减少对环境的污染。

4.1 以活动为载体的环境意识培养

在教学中，我们让学生结合一些问题，搜集大量资料，展开讨论，进行展览宣传，强化环境意识。同时，开展社会实践，渗透环境知识。如组织参观污水处理厂、密云环保局、密云水库，并请专家介绍讲解，从实际出发，以环境知识渗透为重心，开展教育活动。学生在社会活动中探究学习，真题真做，提高综合素质。通过实验使学生掌握污水来源、测定意义，树立可持续发展观、生态观，树立经济效益与环境效益相统一的观念。

4.2 开展第二课堂，掌握环保技能

化学类、生物制药类实验废液种类多，每次实验后，对污染大、毒性大的溶液进行专项回收，然后利用第二课堂活动进行溶液处理[12]。由于学的是生物、医药专业，学生完全可以在本专业知识的基础上通过查阅资料，寻找方法，对溶液进行处理。由于将所学知识运用在解决实际问题中，学生表现出极大的热情和兴趣，同时认识到自己所学专业的重要性和实际意义，通过环保活动，使学生掌握一定的环保技能。

4.3 进行环保法制教育

化学类及生物制药类实验课不是法律课，不能在课堂上大量讲授法律，只能利用渗透的方式，在讲到某个知识点时，自然引入相关的法律知识：介绍某物质或某操作方法可能产生的危害―相关法律条款―消除污染的方法，以增强学生的环保意识。

5 教育评价

多年来的绿色化学教学实践证明，在化学类实验教学中实施环境素质教育具有如下特点：

（1）以实践教学为载体，将绿色化学实验教学与环境意识培养相结合，学生在提高专业素质、实验技能的同时，大大提高了环保意识。

（2）促进了学生理论知识的学习，培养了学生的创新能力，提高了教学质量。

（3）强化了环境教育的渗透，有利于学生整体综合素质的提高和个性的发展。

（4）互动式绿色化学教学有利于提高学生的学习动机和创造力，创造轻松的学习氛围。

（5）环境污染、生态破坏、资源与能源的浪费等是人为造成的，让学生理解这些问题的出现不是化学本身造成的，而这些问题的解决必须依靠化学方法，培养学生正确的环境道德观念。

（6）实验教师通过微型实验方案设计和灵活多样的教学方法及手段的运用，丰富环境教育的内涵。

（7）从绿色化学教育现实出发，联系社会与环境，使教学内容与形式更生动、更灵活、更充实。

从环境的角度去认识绿色化学，利用各种教学资源，提供参与多层次应用绿色化学知识解决环境问题、研究绿色化学的机会，培养学生的参与意识，养成良好的环境行为习惯[5]。让学生在研究活动中思考问题，保护环境，获得绿色化学与环境问题有关的新知识、新技能，增强用绿色化学知识解决环境问题的本领，使学生树立环境道德观、环境价值观。

绿色化学教学中素质教育的目标之一是“让学生了解与化学有关的环境、资源、能源等问题，培养学生关心自然、关心社会、关心环境的情感，树立环境保护意识和人类的生存、发展意识”。在与环境密切相关的化学学科（各类污染中化学污染占80%～90%）中，结合环境教育及可持续发展的思想对学生进行教育，提高学生对环境问题的感知和对环境保护的认识，努力将环保意识转化为一种自觉心理，一种潜意识，最终使每人、每时、每刻、每处都感受着保护环境的必要性，并在日常生活中成为一种自觉的行动，自觉地为环境保护做出贡献，实现可持续发展。

参考文献

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[10] 罗斌.基础化学实验的绿色化[J].山西化工，2011（3）：73.

篇7

关键词：化学教学；绿色化学；环保意识

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）19-206-01

绿色化学又称环境友好化学，是利用化学的技术与方法来降低或消除化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生，使所设计的化学过程和产品更加环保友好，从源头上阻止污染。中学化学是化学教育的基础阶段，在中学阶段中进行绿色化学教育，把绿色化学知识融入到平常的教育中， 充实我们的教学内容，使其成为实施素质教育的一个重要载体，对于培养学生的环保意识有着现实而深远的意义。作为中学化学教育工作者，如何在实际教学中把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全过程之中，是一个需要探讨的问题。

一、在课堂教学中传播绿色化学思想

课堂教学是教学任务的主要载体，是我国中学教育的基本构成部分，课堂讲授中渗透绿色化学教育是最基本的途径。例如在如讲二氧化硫时，向学生说明它是一种主要的大气污染物，它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物质，空气中二氧化硫70%来源于工业燃料，12%来源于工业燃油，其余则来源于生活燃料等。它既直接危害人的身体健康，又可以导致水质酸化，水生动物减少或绝迹，树木、庄稼枯死，还能腐蚀建筑物和文物。最后让学生讨论：如何防止和减少二氧化硫的污染。这样既增强了学生的环保意识，又调动了学生学习和积极性。

此外，教师在全面把握教材的基础上，大量通过文献和网络查找资料，做好备课，将当前社会关注度较高的“绿色化学”案例引入到课堂来，利用当前发生的各种实例新闻热点等引导学生理解“绿色化学”，如在介绍三废、温室效应等概念时，引导学生从减量减废的角度介绍循环操作、交换剂再生、PM2.5等概念，引导学生建立绿色化学思想。通过诸如此类的结合现实热点案例的长期熏陶渗透，慢慢学生便会有了自己的“绿色化学”认知概念，并会以此约束自己的行动。

当然，除了讲授法，教师还可以用宣传图片演示、师生互动讨论、多媒体教学、视频展示等方法。课堂作为教学的第一阵地，是日常实施培养学生绿色化学思想的最好媒介。

二、在化学实验中传播绿色化学思想

化学中的演示或学生实验不仅可以使学生增强直观的感性认识，而且能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质，实验教学与绿色思想联系最为紧密，最为直接，在实验教学中贯彻绿色化学思想是非常有必要的。

1、实验规范化。首先是药品贮存的规范化。如易挥发的液溴、浓硝酸、浓盐酸等密封贮存；对大多数有机物如苯、甲苯、四氯化碳、甲醛等用专柜避光保存；对剧如汞、白磷等用专柜上锁保存，定期检查贮存情况。其次是实验操作规范化。化学实验中，师生都要接触到有毒性的物质，必须指导学生要严格按照实验操作的程序，有条不紊地进行各种实验。正确地闻气体，取药品，甚至如何盖瓶盖，放置试剂，取药品的各种工具选用，取用药品量的多少都要规范化并向学生交代清楚；尽量采用封闭措施，减少师生被动接受有毒有害气体的污染。实验结束后，正确处理化学废渣和实验中产生的废气。把仪器洗涤干净放回原处，擦洗干净实验桌面，这些都要认真细致指导，使实验活动从始至终成为对学生进行绿色化学教育的课堂。

2、实验微型化。常规实验中，药品用量较多不仅造成浪费，还污染环境。因此，在实验中用玻璃制成各种可加热仪器替代的实验仪器、用点滴板、小试管、等进行微型系列实验。使用最小化的试剂用量，甚至一些现象明显的定性实验可在试纸或滤纸上完成。这种方法药品用量少产物少，操作安全实验不会造成危险，对环境的污染程度相对而言较轻。同时也达到实验的目的。如碘显色反应、溴水褪色、苯酚的检验、验证盐类溶液酸碱性等实验。

3、实验创新化。采用无毒原料、溶剂、催化剂进行化学实验。例如，做完银镜反应后，可将清洗试管的硝酸替换为三氯化铁溶液，避免产生二氧化氮有害气体； 在萃取碘单质实验中，可将四氯化碳替换为二氯甲烷作为萃取剂，减少毒性； 在乙烯的制备实验中， 可将硫酸替换为氧化铝作为催化剂， 避免浓硫酸造成污染； 其次， 优化化学实验方法，改进化学实验装置。在提取碘的实验中，可将灼烧法改进为煮沸提取法，简化实验操作程序，缩短实验时间，减少因灼烧造成的室内空气污染；用密闭的装置减少实验敞_操作，可将注射器作为密闭的反应容器， 进行铜和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制备与性质等实验， 将污染物消除在密闭装置内。

三、在课外活动中传播绿色化学思想

课外活动形式多样，如实地调查、环保知识竞赛、研究性学习、查阅文献等，内容丰富多彩，是课堂教育的很好补充[5]。为了全面提高每个学生的绿色素质，组织学生积极参与课外实践活动。如在实地调查中，教师可带领学生参观污水处理厂、化工厂、无公害蔬菜生产基地、生态农业示范区等， 对当地水资源、空气质量、环境污染情况进行调查； 在研究性学习中， 教师可开设相关课题， 组织学生进行课题研究，如研究生物催化剂的优点、研究高效低毒农药等，培养学生实践能力和创新能力，达到课题研究的预设目标；在文献研究中， 既可让学生利用图书馆馆藏资源和互联网资源，收集有关绿色化学和环境保护的文献资料，使学生获取最新的科研信息。通过开展多样化的课外实践活动， 促使学生更加关注绿色化学，能够运用已学的化学知识分析和解决生活中遇到的问题。

总而言之，随着绿色化学理念在高中化学课程标准中的渗透，绿色化学教育已经成为高中化学教育的重要组成部分，对化学教师提出了新的要求。为此，高中化学教师必须强化绿色化学意识，在课堂教学中融入绿色化学理论，最大限度地实现化学实验绿色化，并积极组织课外绿色化学实践活动，从而确保高中绿色化学教育目标的实现。

参考文献

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关键词 实验教学 改革 创新能力

中图分类号：G642文献标识码：A

社会在进步，竞争也在日益加强，作为给企业培养和输送人才的高等院校怎样与时俱进，不断改革，不断更新，保证向社会输送有创新思想和创新能力的高科技人才，这才是高校教学改革中具有导向性的问题。而高等学校的实验室能否为学生提供建立创新意识的平台，能否创建一个学生的创新想法得以实现的实验环境是关键之所在。①武汉科技大学给水排水工程实验中心正是秉承这一理念，分析给水排水实验教学的问题，做了大量的实验教学改革工作，取得了较好的效果。

1 给水排水工程实验教学中存在的问题

1.1 专业课的学习重理论轻实验

给水排水工程是一门实践性很强的专业，实验教学在整个专业学习中占有举足轻重的地位。一直以来，高校对实验教学的重视绝大部分都表现在口头上，教学主管部门、教师和学生在思想上重理论、轻实验的的现象普遍存在。具体体现在许多高校的实验教学还依附在理论教学之中，既没有被独立设置一门课程也没有形成相应的教学体系和学分。②实验教学的目的不是全面提升学生的综合能力，而仅仅是为了巩固已经学过的理论知识，更没有上升到以培养学生的动手能力为基础，逐步提高学生的独立发现问题，分析问题和解决问题的能力，最后培养具有创新能力的人才的高度来。

1.2 专业课的实验设置较少且相对独立

由于专业课的课时有限，实验课时较少，故实验课开设的实验项目的数量也相对较少。对于给水排水工程专业来说，我们以前开设的专业实验教学主要是：水力学实验10学时，水分析化学实验8学时，水处理微生物实验6学时及水处理实验16学时（其中给水8学时，排水8学时），实验学时数远远不能满足提高学生动手和创新能力的要求，且实验课程相互独立，未经融合，因此学生对专业课的认识只停留在理论加以验证的基础上，根本没有与专业课之间融会贯通，达到一个质的飞跃。

1.3 实验项目的安排不合理

给水排水工程四个方面的实验中，水质分析化学实验、水力学实验和水处理微生物实验均为专业基础实验，主要培养的是基本实验技能；水处理实验主要包括给水处理实验和排水处理实验，由于学时有限及实验条件和设备所限制，结合现有的教学方式和教学学时数只能开设认知性和验证性实验，老师只是一味灌输，学生也只是简单模仿，没有进行独立思考，处于被动学习的状态。③综合性和创造性实验很难实施，由此导致学生的动手能力和创新能力得不到充分发挥，得到的实验数据仅仅是课堂理论的再现，没有自己的思索和创新，很大程度上限制了学生的积极性和探索性。

1.4 实验设备缺乏、陈旧

社会在发展，科技也日新月异，而高校实验室普遍由于经费问题，实验设备一般都过于陈旧且新型设备严重不足，大多数还是采用的传统的分析方法与现实有很大的差距。实验室里价格昂贵的设备一般数量较少甚至只有一台，有时根本满足不了本科生的教学需要，只能分批分组的进行实验或者进行演示性实验，既费时又费力，不能很好的锻炼学生的动手能力。

2 改革教学体系，培养创新能力

2.1 优化实验教学内容，更新实验教学理念

高校实验教学内容必须反映本学科发展的新方向、新水平，并保持其新颖性和先进性，为了改变目前实验课中过多的老师讲解现象，我们本着给水排水工程专业的特点，培养创新意识的目的，不断更新实验教学内容，加紧理论联系实际，随时更新我们的实验教案；在专业基础实验中，我们注重学生基本原理及基本技能的培训，同时也配合先进的、户外便携式的仪器使用，让学生更好的与实际接轨。在新的实验教学中，我们不断增开综合设计性、创新性的实验，譬如在水处理实验中专门增开了两周的综合实验设计课，即老师给定一个题目，从最初的实验原理、方案设计、实验实施、实验结果论证及实验报告的输出均是学生自己独立完成，老师不再是一味地手把手教学生实验，而是在旁加以指点，强调竞争意识和团队意识，让学生在不断推敲，不断论证的基础上提高他们独立思考，创新思维，综合设计和知识运用能力。同时，针对本专业的情况，我们在大四上学期专门开设了一门实验课即《水处理实验新技术》，课堂讲解与实验相结合，先是利用少课时讲解本专业近几年的实验改革及设备更新情况，再就是给学生从实验设计，实验操作到最后的数据处理进行一次系统的培训，让学生明白做科研论文所需具备的知识，然后安排了大量的实验学时进行实验，基本都是综合设计性实验，一个实验内容基本上都包括了水质分析，微生物的驯化及污水处理几门专业课的知识，使各专业课之间有了一个很好的衔接，达到融会贯通的目的。通过几年的实践证明，这次改革收到了比较好的效果，受到了相关老师和学生的好评。

2.2 运用多媒体教学技术，构建网络教育平台

当今社会是个网络信息化社会，实验室也充分利用了多媒体技术，把实验原理、实验仪器的使用、实验过程等通过PPT或者是录像、动漫等方式做成课件，建立网络化实验教学平台，供学生查阅和使用，创建网上预约、网上课堂、网上答疑等方面的实时互动，适时掌握学生动态，进一步提升网络使用效率和教学效果。

2.3 更新实验教学设备，创造良好实验环境

针对实验室实验设备过于陈旧的情况，让学生与本专业的先进的科学技术接轨，学校近几年大力支持了本专业实验教学基础设施建设，经费投入也很大，本专业的实验设备不断更新，并于2004年12月与建筑环境与设备工程专业一起申请得到“中央与地方共建高等学校基础实验室”基金200万元，于2006年5月被确定为“武汉科技大学校级实验教学示范中心”。同时在五年之内学校相应配套该中心建设资金100余万元。中心现拥有建筑面积2180平方米，实验设备资产达450余万元。该中心的成立后，中心承担武汉科技大学的给水排水工程、建筑环境与设备工程、土木工程、环境工程（硕士）、市政工程（硕士）等专业的相关实验教学、创新能力培养及其他实践性教学任务。另外每年也接待本校理学院、资源与环境工程学院、中南分校相关专业学生来中心做实验，年接待学生近1500余人次，年实验教学工作量达4万余人时数。打破原有给水排水工程专业实验室与建筑环境与设备工程专业实验室之间的界限，优化实验设备的配置，极大限度地减少实验室重复建设的投入。

2.4 实施创新实验教学模式，着手培养学生创新能力

本专业的所有实验室均为开放型实验室，实验室全天免费为学生开放。开放实验室主要倡导的是学生的主导地位，强化个性化教育，有利于创新人才的培养。首先，实验教师根据每门课程的实验教学大纲除设置一定的必修实验外，还有个性化选修实验，其难度一般都超出了教学大纲规定的难度，进一步提高学生的实验水平。其次，学生有充分的自主权，实验时间，实验方案，实验操作均由学生自主决定；还有，学生在实验时提倡学生相互交流，教师随时解决学生的问题，对于善于钻研的学生，还可以让学生跟着本校研究生及有科研课题的老师一起进行科研，尽可能的激发学生自主学习的积极性，挖掘其创新思维能力，培养其创造才能。

通过近几年的改革试验，我们已经有多项大学生科技创新作品获奖和多篇科研。2007年获第十届“挑战杯”飞利浦全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖和湖北省第六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖、三等奖各一项；2007-2008年连续两年获西蒙-国际铜业协会杯全国高等院校大学生综合布线竞赛三等奖两项；2006年分别获湖北省高校大学生机械设计创新大赛三等奖、第二届全国ITAT教育工程就业技能大赛FLASH动画设计中荣获三等奖、首届航天杯职业规划设计大赛校三等奖各一项；学生在各类杂志上20篇以上。

3 结束语

实验教学是给水排水工程专业的重要组成部分，好的实验教学能大幅度提高学生的实践和创新能力，提高学生的综合素质。通过近几年的实验教学改革，本专业学生的实践能力和创新能力明显提高，得到了不少用人单位的好评，适应了社会发展的需要。但实验教学改革是一项长期而艰巨的改革，面对行业的发展对人才的需求，我们改革步伐还应更加坚定，坚持改革与创新同步，实验教学与时俱进，不断完善，为本专业的实践教学质量和整体教学水平的提高奠定坚实的基础，为社会输送更高层次的人才。

注释

① 孟雪征,曹相生等.实验教学改革是培养创新人才的关键[J].建筑教育改革理论与实践,2007.9(6):295-297.

篇9

【摘 要】根据新课改的要求，将现代教育技术与化学实验教学有机整合是十分重要和必要的。运用现代教育技术辅助教学有助于增强实验的可见度和动态感，有助于模拟一些无法演示的实验，有助于提高实验教学效率。

关键词 现代教育技术；化学实验；整合；优化

化学是一门以实验为基础的科学，然而传统的课堂演示实验存在着一些不易克服的矛盾。在新课改的大好形势下，现代化的教育技术装备不断地进入我们的课堂，化学实验教学如何借助现代教育技术，实现现代信息技术与传统实验教学的有机整合，从而优化实验教学，显得十分重要。本文就我在初中化学实验教学中的初步探究做一些粗陋的探讨，希翼能起到抛砖引玉之效。

一、应用现代教育技术，增强实验的可见度和动态感

有一些实验可见度较小，再加上反应规模小而课室大，多数学生观察比较模糊，反复实验又浪费时间；也有许多化学现象瞬间即逝，感官刺激不强，学生的注意力难以集中在应当观察的重点上。我们使用投影仪既可保证实验的真实性，又可放大空间，调节反应时间，增大可见度，让细微变化清楚地展示在学生面前。如固体的溶解、分子的扩散、物质的燃烧等现象，如果将这些演示实验通过多媒体展示，学生不仅能清楚地观察到发生的现象，还能清晰地比较燃烧时的“光”、“焰”、“烟”和“雾”的不同等。

利用多媒体还可以动态地地展示一些化学实验，有效地控制变化的速度，调节反应进行程度，从而便于学生观察和思考。如在讲授结晶时，传统实验是教师在讲台上操作，然而大部分学生无法注意到整个结晶过程。采用多媒体后，将热的硝酸钾饱和溶液的培养皿放在投影台上，在屏幕上清晰地观察到晶体析出的图象，看到晶体逐渐长大，并向四周扩伸，整个结晶过程一目了然。

可见，利用现代教育技术可以突破时间和空间的束缚，可灵活地放大或缩小、加快或减慢化学情景，从而将这些化学过程形象、生动地展示给学生，不仅可以提高学生的学习兴趣，增强主动参与学习的意识，同时又能使学生加深认识，深化理解，提高学习效率。

二、应用现代教育技术，模拟一些难以演示的实验

化学教学过程中常常有一些难以演示的化学实验，如一些污染严重、危险性大、条件难以实现、微观、药品缺乏的实验，我们采用现代教学手段进行教学，为化学实验教学创造了新的模式，取得了很好的教学效果。

例如，利用现代教育技术，学生可以通过多媒体亲眼目睹很多的化学实验现象和一些化工生产场景：用干冰制造舞台烟雾和进行人工降雨；污水处理、石油加工、煤的综合利用、海水晒盐的生产过程等。热别是在讲授铁的冶炼这一内容时，可以用多媒体动画模拟高炉炼铁的过程，并配上一段炼铁厂的短片介绍，拉近所学知识与学生生活的距离，从而加深学生的理解和记忆，使他们更加热爱科学，关注环境，热爱生活。

另外，化学实验过程中有许多操作需要强调和注意，如果违规操作就会造成危险。例如，加热固体时，试管放置错误使试管破裂；氢气还原氧化铜时，先加热后通氢气，可能发生爆炸，反应后先撤气后撤灯，铜又被氧化成氧化铜；浓硫酸稀释时，水加入浓硫酸中，使硫酸沸腾飞溅伤人……像这些违规操作，传统的方法是教师在演示时反复强调正确操作步骤，可总是有部分学生会“听而不闻”。我们可以利用多媒体flash动画进行模拟，把实验过程中的一些错误操作的后果用动画和声音效果表现出来，既安全又能最大限度地激发学生的学习兴趣，调动学生强烈的学习欲望。

可见，现代教育技术更有助于创设生动、逼真的学习环境，把微观问题宏观化，抽象问题具体化，增强教学的直观性，有效地帮助学生分析实验现象，理解物质变化的本质原因，把感性认识上升到理性认识，达到实验教学的优化。

三、应用现代教育技术，提高实验课的复习效率

在传统的实验复习课教学中，常常是老师反复讲，重复做，并利用表格、挂图和模型等等，课堂容量小、传递速度慢，学生接受程度不高。而现代教育技术能综合运用以上教学手段，快速、多渠道地帮助学生重现实验知识，梳理知识结构，能加大教学密度和效率，培养学生的思维能力和实验能力，同时培养学生应用实验知识解决问题的能力。

例如，实验室关于O2、CO2、H2的制法比较的总结；不同物质在氧气中燃烧的现象；混合物分离和提纯的方法：过滤、蒸发、蒸馏等的比较，这些实验如果重做，既浪费时间，又无新鲜感，我们利用多媒体图像、文字、声音动态再现化学实验，唤起学生对旧知识的回忆，让学生在大脑里形成知识网络和系统，使记忆更加深刻、持久，更重要的是能使学生的思维升华到更高层次，有效地提高了实验教学质量。

利用现代教育技术的复习课一反过去实验复习的单调复现模式，不再是课本的再现与组合、旧知识的重复与罗列，也不需花费大量时间重做实验，而是通过软件的高密度大信息量，使学生由模仿思维到程序思维继而发展为创造性思维，体现了现代教育技术教学的卓越功能。可见，一节设计优良的多媒体化学实验复习课会比传统的教学方法效率要高得多。

我们教师要在教学过程中大胆创新和及时总结，不断调整改进，使现代教育技术和传统化学实验教学有机整合，互相渗透，互相补充和完善，这样必将大大优化实验课堂教学，提高化学实验教学质量。

参考文献

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【关键词】 化学；绿色化学；环境教育

新世纪化学发展的方向和议题是绿色化学。绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，绿色化学是人类和自然和谐发展的化学，是面向新世纪提出的化学新概念，同时它也为化学教育教学提出了新的课题。作为化学教育工作者，特别是中学化学教育工作者，面对的是新世纪的中学生，让他们尽早地对绿色化学新概念、新思想、新要求有所了解，把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全过程之中。本文将通过对绿色化学现代内涵的介绍，从绿色化学角度分析现行教学模式与教学内容，来讨论一下如何在中学化学教学中贯穿绿色化学的意识，并让绿色化学通过课堂教学走向生活。

1 绿色化学的内涵

绿色化学(Green Chemistry)是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用，并且在技术上和经济上可行的化学品和化学过程。它是实现预防污染的最基本和最重要的科学手段，包括许多化学领域，如合成、催化、工艺、分离和分析监测等。绿色化学概念从一提出来，就明确了它的目标，是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大程度地节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。

绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源，又能防止污染。

绿色化学的核心内容之二，其内涵主要体现在五个“R”上：

①Raduction-减量。②Reuse-重复使用。 ③Recycling-回收。④Regeneration-再生。⑤Rejection-拒用。

对于上述绿色化学现代内涵在学术界已得到理解，在工业上也已日渐得到认可和应用，因此它的概念与内涵在教学中的贯彻也将成为必然趋势，特别是中学化学教育教学，面对的是接受启蒙化学教育的中学生，贯彻绿色化学内涵，推广绿色化学成果显得尤为重要。

2 在化学教学过程中如何对学生进行绿色化学教育

2.1 在化学课堂教学中，渗透环境教育，结合教材内容对学生进行绿色化学教育。在中学化学教材中，包含许多与环境保护有关的内容，从不同角度建立了与绿色化学内涵相一致的基本概念。从环境保护角度介绍了环境污染、三废、大气污染物、酸雨、臭氧层破坏、温室效应等概念，在介绍概念的同时还分析了有关污染的成因和污染物的主要来源及危害。从减量、减废的角度介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念。课本还在有关元素化合物、有机化合物的内容编排中从绿色化学角度有重点地介绍了有毒物质的性质、使用、保存等。如介绍了氯气、硫化氢、氟气、氟化氢、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、剧毒物质的毒性及使用方法，甚至用黑体字写出加以强调；在选学内容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗涤剂的功与过介绍等。教师在讲述有关内容时应该引导学生从日常生活中寻找可见的污染造成的危害，然后再结合相关物质的性质分析造成污染的实质，从而使学生对污染的危害有更深刻的体会，并且还要根据实际情况提出避免和解决的有效措施。

教材中的工业化学也渗透了绿色化学观点。工业合成氨、接触法制硫酸、侯氏制碱法等工艺流程中，为了节省资源、提高原料转化率和利用率，采取了循环操作(氧化)；为了防止或减少环境污染的发生，设立了尾气处理装置，并介绍了尾气回收的方法及回收物的利用；为了防止催化剂中毒，使催化剂重复使用，对原料气或炉气进行净化。在讲述这些内容时应明确指出实际生产中反应条件选择的依据，循环使用有哪些好处，让学生深刻体会到“重复使用”的绿色化学理念。另外，教材还介绍了电镀工业中采取无氰电镀，乙炔制乙醛中使用非汞催化剂的原因。从而引导学生理解“拒用”的绿色化学理念。

2.2 在化学试验过程中，进行环境教育。实验教学与绿色化学联系最紧密、最直接，因此在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。在中学化学课本的编制和修订过程中，有关实验内容安排也充分体现了绿色化学原理：(1)对常见实验的固液试剂的取用给出了限量要求；(2)在教材修订时删除了有一定危险或危害的硫化氢和苯磺酸制备实验；(3)介绍了闻气体的方法；(4)强调了实验中常见的事故避免、应急处理等；(4)介绍了特殊试剂的保存和使用原则及方法；(6) NO、NO2等有危害的制备实验只安排在实验室中进行；(7)在有毒气体的制备实验中强调了尾气的处理办法。

由此可见，为了适应绿色化学新要求，在进行中学化学实验时可进行如下改进：(1)大力推行微型实验，即要对常见实验仪器进行微缩，对常用试剂要给出限量。在微型化带来实验现象不明显时，可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。(2) 对化学课本中有环保问题的实验，进行改进或用多媒体课件来代替演示实验。如有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行，如Fe3+的显色实验等；有些定性实验可放在滤纸上完成，如电解饱和食盐水，检验醛基存在等。有些课本实验装置也可改进，如铜和浓稀硝酸的反应根据实验室不同的实验仪器可增加尾气处理或中间装置，以增强NO2、NO气体的观察效果。

2.3 结合习题对学生进行绿色化学教育。平时作业以及巩固练习中涉及到很多题目与绿色化学理念相关，因此在做练习时也应该引导学生从绿色化学的角度来分析。如有些题目考到预防污染的手段，有些考到环境污染问题，有些涉及到原子利用率等等。

2.4 在化学课外活动中，加强环境教育。一方面，可以通过化学课外兴趣小组，开展环境保护活动。例如组织学生测定大气污染物浓度、测定附近河、湖水的酸碱度，到附近工厂进行污水排放观察及污水处理参观，利用节假日到野外收集废电池等等，让学生亲身体验环境污染的程度及其危害性，增强环境观念。另一方面，要教育学生在日常生活中，从自身做起，从一点一滴的小事做起，时刻牢记环保使命，充分利用节约能源(如节水、节电、充分燃烧煤气、石油液化气等)，合理分类存放生活垃圾(如电池回收、不乱到污水等)，不使用污染环境的物品(如含p洗衣粉、喷发胶等)，敢于同浪费资源、污染环境的行为作斗争，努力将环境污染降低到最低程度，保护好我们的家园。

参考文献