绿色分析化学范文
时间：2023-11-20 17:27:54
导语：如何才能写好一篇绿色分析化学，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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关键词：分析化学 绿色化 重要性 原理 方法
随着人类环保意识的增强，经济发展越来越追求绿色化，而分析化学的绿色化旨在化学分析过程及技术设计过程中进行绿色化学原理的应用，以最大程度地降低分析化学对周围环境所带来的污染，因而是未来分析化学发展的一个主要方向，下文分别就分析化学绿色化的重要性、原理、特点及其方法进行了探讨。
一、分析化学绿色化的重要性
作为我国的一项基本国策之一，环境保护一直都是分析化学研究人员环境科研的一个重要方向，特别是近些年来，随着人们环保意识的普遍增强，分析化学作为环境污染排放的重要来源之一本身也越来越受到关注。例如液液萃取过程中所使用的有机溶剂中，有许多诸如二氯甲烷、氯仿及四氯化碳等等都具有极强的毒性，不仅会对环境还会对人体健康造成危害。再如某些氯代烃甚至会对大气臭氧层造成破坏，这些明显都违背了环境保护的宗旨。有毒溶剂的使用不仅危害了分析化学研究工作人员的身体健康，还大大增加了样品测试的成本，有些溶剂的废液处理也是一个棘手的问题。分析化学自上世纪60年代以来已经成为环境科学的重要的中心学科之一，不少环境分析化学研究工作人员都在从事着同环境样品相关的分析化验工作内容，以便于为环境科研、管理及其治理提供有力的科学依据。如今对于许多领域而言，环保活动及进步同分析化学的发展息息相关，只有通过分析化学相关技术手段才可以有效识别环境中污染物化及其代谢物的迁移过程或者所发生的形态变化，然后才能采取相应地措施对污染源进行有效地控制。由此可见，分析化学是大气及水资源环境保护的基础学科。
正是由于这些原因，近些年来相关研究工作者都致力于研究和发展绿色分析化学技术，尽可能少用甚至不用有污染的溶剂或其他有机化学试剂。作为绿色化学的一个主要构成方面，绿色分析化学已经成为分析化学未来发展的主要方向。
二、分析化学绿色化原理及其特点
近些年来，绿色分析化学的研究多数是围绕着催化剂、化学反应、原料、溶剂及其产品绿色化等方面而开展的。因而无论是从原理上还是从方法上都为传统的分析化学行业带来了巨大的改变。例如，可通过新型化工方法或新产品的过程中运用原子经济反应、无毒性原料、催化剂以及溶剂等实现化工的绿色生产过程，并通过所获得的新型绿色产品为人们的身体健康、环境保护等方面带来有利影响。
绿色分析化学研究的主要核心问题如下：一是确保所选择的起始原料及其试剂的绿色化；二是确保所选择的溶剂、反应条件及其催化剂的绿色化；三是确保所设计产品、目标分子及其化学品的绿色化和安全化。如今，绿色分析化学已经兴起，其要求进行化学分析的整个过程中都必须始终将环境保护作为一个前提或目标，最大程度地减少甚至不产生环境污染物质，确保分析过程本身尽可能地减少或消除对环境的影响，这即为绿色分析化学的最主要特征。除此之外，绿色分析化学的另一个主要特征还表现在其过程分析中，通常来说，环境分析主要是出现了环境问题之后进行毒物的监测及其分类的过程，而分析化学则是将分析重点放在了化学过程当中，主要是通过传感器的使用实现对整个化学反应过程监测的实时性，这样可以了解环境污染物形成的全过程，进而即可实现对痕量有害环境污染物的有效控制，并从源头上实现对污染物阻止的目的。整个化学反应过程中，若因温度、压力、原料剂量、时间改变进而导致污染物的形成，传感器会及时地将整个过程的参数进行调整，这样就可通过整个过程中参数的改变而实现对污染物产生全过程的有效控制，同时还提高了产品的质量极其纯度。因此，绿色分析化学可以对污染物进行防治和即时控制。
三、分析化学绿色化的发展方法
通常而言，分析方法是通过精密度、灵敏度、准确度、分析的速度及其校准曲线线性范围等等的多项指标来进行评价。对于分析化学的绿色化而言，除去上述指标之外，还需将其对于环境的影响程度作为首要指标进行考虑。
为了实现整个分析过程中分析化学绿色化的实现，必须将重点放在如何最大程度地减少甚至取消环境污染物的使用及其产生，可考虑如下方面：1）整个分析系统的微型化，这样可以大幅度减少试剂及其载体的流耗量，实现污染的降低，还更加经济。2）对于不得不使用大量样品进行分析的系统而言，可借助于数理统计及化学计量学等理论，尽可能实现对采样点数目优化的目的，这样就可以最大程度地减少分析过程中测量的次数及其相关试剂的使用量，实现减少环境污染物使用的目的。3）通过试剂固定化等技术实现非消耗性及微消耗性等试剂的重复使用，这样即可大幅度减少有害试剂的使用量及其有害物产生。4）通过无毒无害试剂的使用，例如，超临界流体的开发，尤其可以将超临界二氧化碳流体作为溶剂，其不仅具有常规流体都具有的良好的溶解性，同时还拥有气体所具有的相当高的传质速度，因此，借助于这种无毒无害的试剂即可实现原有毒性有机化合物的替代。5）将某些无试剂新型分析化学技术，诸如超声、微波等技术等应用到分析化学的过程当中去，例如超声萃取法、微波萃取及其消解等方法；6）有些待分析样品组成相当复杂，因而测定过程中不可避免会有干扰的出现，此时可以借助于仪器掩蔽法来实现对原有化学掩蔽法的替代，例如，可通过借助于导数以及双波长分光光度法，结合零交技术及其等吸收点法，即可在完全无任何化学试剂条件下实现对干扰的消除；7）若很难完全取代有毒试剂时，应尽量采用微型化或者使用具有较小毒性的试剂对由原有的大毒性试剂进行替代，例如，将有机相的测定方法改变为水相测定方法，以最大程度减小分析过程中自身对于环境所带来的影响。事实证明，分析化学绿色化最基本的要求及其特征已经在如今的一些分析方法中体现了出来，例如固相萃取技术、高压流体萃取技术、固相微萃取技术、微型液-液萃取技术、免疫分析技术、x射线荧光金属分析技术、超临界流体萃取技术、自动索格利特萃取技术、微萃取技术、挥发性有机化合物真空蒸馏技术及其表面声波测定技术等等，此类方法都是在测量、监测及其识别过程中，对过程中所用试剂及其所产生的产物进行控制，以最大程度地减少环境污染物的释放，因而没有造成不良的环境污染问题，所以应尽可能采用此类绿色分析化学方法进行分析。如今，分析化学正朝着综合性边缘学科方向发展，随着物理学、数学、电子学及激光技术、微波技术、分子束及计算机等的不断发展，为新型仪器分析方法奠定了基础，并为进一步实现绿色分析化学的发展提供了良好的技术及其方法支撑，如激光技术已经用于了光谱分析中，并形成了多达数十种方法，有些相当快，可实现瞬态分析。
四、结论
作为可持续发展战略的一个重要方面，绿色分析化学是解决未来环境保护及其资源短缺问题其中的一个根本出路。因此，必须制定一系列鼓励政策以支持绿色分析化学的发展，在新分析方法及其技术设计手段中应用绿色分析化学原理。分析化学绿色化的发展逐渐朝着微型化和仪器化方向进行发展。但是，应当了解的是我国如今的分析化学仪器制造科研力量仍相对较弱，因此必须以战略眼光对待绿色分析化学的进一步发展及其教育，结合我国国情，注重分析化学绿色化的研究，积极探索绿色少污染甚至无污染的分析方法及其技术，并将其应用到实际的分析检测中。
参考文献
[1]杨艳杰. 分析化学实验绿色化的实践探索[J]. 中国校外教育, 2010, (6): 102.
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[3]杨本勇, 陈启石, 杨德红. 绿色化学教育理念在分析化学教学中的渗透[J]. 科技信息, 2010, (6): 115-116.
[4]张秀兰. 高师无机及分析化学实验绿色化的研究与实践[J]. 广州化工, 2011, 39(9): 179-180.
[5]白玲, 李铭芳, 吴东平, 等. 农业高校分析化学课程教学绿色化的改革探索[J]. 安徽农业科学, 2011, 39(17): 10683-10684.
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一、綠色化学应用的概念
绿色化学是以绿色思想为基础，通过化学分析理论和研究原则，分析绿色化学研究的相关内容，明确绿色未来的发展趋势和方向。加强绿色化学产业技术人才的培养，配置良好的技术研发团队，不断提升绿色化学应用发展效果，尽可能的提升绿色化学的应用，改善化学技术的研发过程，提升绿色化学应用效果，完善资源的循环理论标准，提升污染物的排放和绿色处理，加强与国外技术的相互交流水平，向优秀的绿色化学研究技术方式学习，引进优秀的绿色化学研究技术方法，实现本国中绿色化学生产工业水平的快速提升。[2]
绿色化学是以化学反应、溶剂、催化剂等反应技术，通过绿色方式，提升新合成技术的研究效果。特别是催化过程。新化学研究中包含生物资源的转化、新反应条件的利用，无公害介质资源的研究等等。根据绿色化学产品的设计，逐步提高研制技术水平。
二、绿色化学的研究趋势对象
1.原材料的绿色化研究
绿色化工研究生产是降低产品中的毒性问题，改善安全环保效果，完善人类的安全生活环境，提升化工产品的无公害生产水平。
2.化学反应绿色化应用
化学绿色反应的管理需要服务绿色需求标准，根据经济原子性标准，即最大限度的提升废物的排放效果，改善周围环境水平，以良好的选择标准价值，提升选择规范性效果，实现在绿色化学选择上的立体规范性。[3]
3.生产产品的绿化发展
生产产品需要绿化发展模式，逐步提升人身基本安全建设，完善化工产品的安全水平。例如，采用降解剂、除垢剂、杀虫剂等，使用可以降解的塑料制品，绿色燃料、绿色涂料等。随着现代科技的快速发展水平，越来越多的存在污染性化工产品被取代，绿色产品受到现代绿色环保化工发展的需求。目前，化工生产中，常常使用具有腐蚀性的化学材料作为催化剂，催化效果较好，但会对环境产生严重的腐蚀性问题。而采用仿酶催化剂、水溶催化剂可以有效地达到催化的目标，减少催化后造成的各种腐蚀问题。
4.溶剂的绿化作用
溶剂的绿化发展是以有效分离为技术标准，通过介质作为分离，提高溶剂的有机合成效果。但在反应过程中会产生有机化合物，引发臭氧的形成，造成水资源污染环境的产生。需要对溶剂进行研究，加强绿化溶剂的研究分析。
5.化学绿化的设计
利用计算机应用完成化学绿化的辅助设计，首先需要建立良好的化学反应资料库标准，利用计算机化学反应组合方式，确定实际原材料使用方式和标准，搜寻产物的目标反应结果，利用计算机模拟分析化学绿色反应结果，确定适合的化学绿色反应效果。根据目标产品的基本原则，准确的分析产物实际的化合原料，确定预定的原料标准内容，对相关反应路线和实际环境效应进行准确的分析，从中选取最佳途径进行分析。
6.绿化技术的合成
根据实际绿色化学合成技术，准确的分析有毒害物质的有效使用效果。采取合理的非物质化学方式，利用多环境效应，逐步改善化学产品的实际选择效果，降低产品的整体能耗。按照实际常温水平，常压标准，分析电化学实际洁净中的各种优势，确定绿化技术合成效果。
三、绿化技术的新技术和新工艺方式
1.催化技术
催化技术是不断加强实际有效反应效果，大力加强化学反应的高效应用选择性，对实际的转化率水平进行合理的分析，逐步提升产品的整体质量，降低成本的同时消除产品的副作用，减少可能出现的各种污染，最大限度的完善各种资源的保护水平，实现对生态有效环境的保护作用，这是绿色化学整体研究的重要方向。
2.生物化学技术
生物化学技术利用现代生物科学技术应用，逐步提升高新技术水平，大力开展生物技术的食品、药品、能源、化工技术的整体应用效果。按照最大有效特征性水平进行综合生物资源的快速利用，实现生物化学的有效节能，改善清洁生产水平，实现化工技术的整体生物化工过程。生物化工过程中包含基因化工技术、细胞化工技术、酶化工技术和微生物加工技术。
3.超声化工技术的研究
超声化工是利用现有的化学试剂，准确的分析声学、化工学的相互融合效果。通过分析声学技术的变化原理，准确的分析实际有效提升整体反应的选择过程，增加化学整体反应速度，加强化学反应速率和生产率，实现能好的有效降低，实现整体废物的快速排放，改善化工绿色的多元化技术分析，实现化学超声技术的广泛性应用。
4.膜工程化工技术
膜工程化工是利用膜分离技术、膜催化技术，通过分离的方式，实现成本低的化工工程，工程能耗较低，效率较高，污染小，有良好的回收效果。膜催化反应往往是超出整体平衡的反应，可以有效地提升整体反应的选择效果，提升原材料的实际转化作用，节约了资源成本，降低了污染。磨技术的快速应用是具有广泛应用价值的。在化工产业、石油产业、环保产业、电子产业、医药技术产业等多种行业中进行发展和分析，提升高新化工绿色产业的快速发展。
结语
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在学习《空气》这节课的内容时，就在课堂教学中给学生渗透了环保意识．强调清洁的空气是我们赖以生存的环境，但是当前化石燃料(煤和石油)的燃烧和工厂的废气都对空气造成了巨大的污染，让学生树立起环保的意识．在课堂最后，我还给学生布置了这样的实践活动:调查了解你所居住的地区的空气是否受到污染，受污染程度如何，污染源、污染物分别是什么?并讨论可以采取哪些措施来防治空气污染?如在学习《爱护水资源》这节课时，就在课堂教学中利用多媒体播放了水资源被污染的短片，并在短片中显示着这样的数据信息:地球上淡水资源并不充裕，仅占总储水量的2．53%，且主要分布在南北极，真正可利用淡水还不到地球总储水量的1%，且分布很不均匀，所以目前世界上有许多国家和地区存在着缺水危机．这样，就在课堂教学中进一步引导学生树立了水资源保护的意识．在初中化学的课堂教学中，教师要善于挖掘教材中的绿色化学的教育资源，在课堂上引导学生树立环境保护的意识．
二、立足化学实验，培养学生“绿色”习惯
化学是实验的科学，一切化学结论的得出都来自于科学的化学实验．在初中化学的教学中，教师经常在课堂上进行演示实验也常常带学生进入实验室进行化学实验，这个时候教师就可以立足于化学实验本身，与学生一起进行一次“绿色化学”行动．利用化学实验，让学生养成节约药品、改进化学实验的好习惯．
1．利用废弃物进行化学实验
在初中化学的教学中，教师通常会利用演示实验，来想学生展示一些化学现象，展示一些化学规律．这个时候教师就可以在不影响化学实验的基础上，利用一些废弃物来进行化学实验，这样既做到资源的最大化利用，同时也从自身做起，给学生树立了节约的好榜样．例如，在验证金属活动性顺序的实验中，我们可以利用废弃的铁丝、铝片与硫酸铜溶液一起来验证金属的活动性．
2．在实验中养成节约的好习惯
在引导学生进行学生实验的过程中，教师一定要树立学生的节约意识．从实验中药品的取用、试剂的回收利用等都要让学生养成节约的好习惯．例如，实验过程中，应该严格控制药品、试剂的用量，不要随意的称取药品，这样不仅造成浪费，还会造成严重的环境污染．如，实验过程中用剩的药品要放到指定的容器中，不能随意丢弃，这样很可能造成环境的污染．对实验中产生的有毒的尾气或造成大气污染的尾气，一定要用相应的尾气处理装置对尾气进行吸收，防止其对空气的污染．教师在平时的实验教学中，要加强对学生进行这方面的引导与教育，让学生养成良好的实验习惯．
3．对化学实验进行改进，让其更加环保
教师的职责是教书育人，也就是说除了教书教师还应该担任起育人的职责．提高学生的环保意识从学生开始．从某种程度上来说，化学实验是会给环境带来污染的，这就要求教师在化学实验时严格按照实验的规范操作尽可能的减少污染．在化学实验过程中，对化学实验进行相应的改进，弥补原有实验中的不足，可以大大减少实验过程中的环境污染．例如，在氨与氯化氢反应的实验中，可以通过改进化学实验，让整个实验在一个封闭的环境中进行，这样就可以有效的防止实验过程中有毒的气体进入到空气中，从而避免了对环境的污染以及对学生身体可能产生的危害，这样的化学实验更加的绿色化、安全化．例如，在进行红磷的燃烧实验中，由于产生的五氧化二磷对人体有害，教师可以将这个实验在密闭的环境下进行，避免实验对学生产生的危害．在化学实验的教学中，让学生养成节约、环保的意识，不仅可以从小培养学生良好的实验习惯，还能让学生在潜移默化中，树立绿色化学的意识．
三、化学联系生活，提升学生的“绿色”素养
在初中化学的教学中，对学生进行绿色化学的教育不应该仅仅局限于课堂教学之中，还要延伸到课堂教学之外———学生的实际生活之中，这样才更能凸显出绿色化学的教育意义．
1．组织环保讲座
例如教师可以以专题的形式，向学生介绍环境保护的重要性．例如，大气的污染日益严重，当前我国大部分地区出现了严重的雾霾现象，专家建议学生减少户外活动．教师就可以组织学生对此现象进行专题的讲解，让学生意识到雾霾给我们的生活带来的危害，以及造成雾霾的原因是人类自身制造的污染，让学生提高对环保的认识，意识到环境保护迫在眉睫．
2．开展家庭小实验，减少实验污染
在初中化学教学中，有很多化学规律的验证，教师都可以引导学生在课下利用家庭中有的物品进行实验探究．这样不仅激发了化学学习的兴趣还减少了化学实验对环境的污染．例如，在对酸、碱、盐的实验探究中，教师就可以让学生在课下利用家庭调味料———白醋，与开水瓶中的水垢进行化学实验，引导学生分析实验现象，从而得出醋酸的酸性强于碳酸这个实验事实．
四、总结
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【关键词】绿色化学，现状、渗透、策略
新课标中清晰指出，化学在改善生活条件、实现人与自然的和谐发展、解决环境等问题中发挥着关键性的作用，为积极响应新课改中的要求，化学工作者应不断探索，积极研究，经过长期探索，绿色化学理念应运用而生。绿色化学理念是一种在化工生产活动以及化学反应阶段，尽量不使用或者较少使用有害物质，同时，尽量降低有害物质形成的思想。绿色化学理念与可持续发展相一致，并是人与自然和谐发展的具体体现。近年来，绿色化学思想在高考试题中的比重也逐渐增加，因此，在高中化学教学中渗透绿色化学理念具有深远的现实影响。
一、绿色化学教学现状
绿色化学最早是由ASC提出，截止到目前为止，已经得到各个国家的广泛关注和支持。绿色化学是指通过化学原理降低或者消除环境污染程度，将反应物百分之百地转换成产物是绿色化学中最理想的生产方式。在二十世纪，化学已经取得了一些突破性成绩，自进入二十一世纪后，快速发展，得到了社会各界的高度认可，这在推动社会发展进程的同时，也加重了环境污染程度，使得人们对化学形成了错误的认识，大部分人主观认为化学与化工是产生环境污染的主要根源。现阶段，我国在绿色化学中的研究正处于起步阶段，在高中化学渗透过程中存在认识不全面、忽视绿色化学理念绿色等问题，化学教学效果并不理想。
（一）认识方面的不足
有学者曾经调查显示在贵州的中学里只有13%的教师清楚绿色化学的真正涵义，非常清楚的只有8%，因此绝大部分化学教师对绿色化学并不熟悉，对绿色化学的真正意义不清楚，甚至还有人对绿色化学的重要性和前景持怀疑态度。高中学生听说过绿色化学的人比较少，占调查总人数的18%，知道绿色化学真正含义只有11%不知道的人数占了65%。这一结果说明了尽管绿色化学已经作为化学科学未来发展的方向和趋势，但在中学中还有很多化学教师对其却知之甚少，因此，教师在教学过程中渗透绿色化学理念就很少了，尤其在实验中就更是微乎其微。所以在中学化学实验教学中渗透绿色化学理念显得十分重要。
（二）理解误区的存在
很多人把绿色化学和环境化学混为一谈，认为两者没有什么本质的区别。实际上绿色化学和环境化学是两个截然不同的概念。环境化学是一门独立的学科，而绿色化学是一门多学科交叉的广泛的研究领域。它与生物学、环境科学、生态学、材料科学、医药学、物理学、计算机科学等有着密切的联系。绿色化学的应用与发展以这些学科的知识为基础。
（三）高中教材绿色化学知识的局限性
传统高中化学教学注重化学知识的传授，化学技能的培养，化学方法的训练，片面强调了化学反应原理和应用而忽视了反应试剂、催化剂、产品对环境的影响。
从现有高中教材内容分析，高中学生所用的化学教科书在元素化合物知识中穿插了大气污染和防治，水的污染和防治、温室效应、酸雨、臭氧层空洞等内容，介绍了主要的污染物对环境的影响及防治。在实验中也安排有关环境污染及防治的内容，如在制取Cl2的实验中采用NaOH溶液吸收剩余的Cl2，但很少涉及预防“三废”问题。因此，教材内容不是从实现污染始端预防的角度出发，而只谈到了化学变化或化工生产中的危害和治理，这都不是绿色化学，只能是传统的环境化学保护和防治。
在硫酸工业，氯碱工业教材中安排了工艺流程的介绍，催化剂的使用，原料的利用率，以及工业化与社会效益的综合问题的讨论。在这部分内容来看开始涉及了绿色化学的知识与理念，但是从内容的数量上及明确程度也不够。
二、绿色化学理念的渗透策略
（一）提高教师自身绿色化学理念的认识和掌握
教师是课堂教学的关键，也是开展化学实验关键的组织者和引导者。因此，教师要不断提高自身的专业素养，加深对绿色化学理念的认识和掌握。在实际教学过程中，不断探究创新出更加新颖、科学的绿色化理念的渗透方式。使学生对绿色化学知识有正确的认识和应用，从而提高化学课堂的教学质量和效率。另外，化学教师还要重视起学生绿色化学意识的形成和发展。在课堂教学过程中，培养学生形成正确的绿色化学的意识。在进行实验时，教师要对仪器的使用和药品的正确用量，做出正确的讲解和演示，尤其是要为学生讲解一旦毒气泄漏时，及时应对和处理的方式。同时还要引导学生对实验过程不断总结和完善，减少有毒物品的使用次数，尽量避免由于化学药品的过度使用，以及有毒药品对师生身心健康造成的危害。还有就是三废的处理和回收，很多实验的残留物都带有一定的污染和危害，教师要引导学生在不造成二次污染的前提下，进行科学合理的回收再利用。这样既保护环境，又能节约资源。
（二）用绿色化学思想指导改进实验，渗透绿色化学理念
在教学过程中，有意识、有计划地引导学生设计绿色化学实验，是强化学生绿色化学理念的有效方法。绿色化学实验研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点：①采用无毒、无害的原料；②在无毒、无害的反应条件（催化剂、溶剂）下进行；③减量、循环、重复使用；④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性，极少副产品，甚至实现零排放；⑤产品应是对环境友好的；⑥满足价廉物美的传统标准。根据不同情况设计的实验达到上述任一条或几条要求，就可以认为该化学实验达到了绿色化学实验的设计要求。
（三）实验装置绿色化的改进
在教学过程中教师除传授知识和培养技能外，还要着重引导学生对污染环境 的化学实验或存在安全隐患的实验装置进行改革、创新，使其成为绿色化学实验， 从而培养了学生的绿色化学意识。从绿色化学的角度来看，中学化学中许多物质的制取反应、性质检验、化学工 艺等都是值得讨论和重新考虑的。如高一化学第六章[实验6-4}：蔗糖与浓硫酸的 反应，在200m1烧杯中放入2鲍蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。然后加入15mL溶 质的质量分数为980的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。此实验的缺点是：反应 放出大量有刺激气味的有毒气体如SOZ等，对空气污染严重，学生咳嗽不止，甚至 干扰了课堂正常秩序。如何改进实验装置？使其既能确保实验安全，防止向空气 中排入S0}等气体污染环境，又能保证实验现象明显，具有说服力。这个问题让学 生到开放实验室去探索讨论，并设计实验改进装置。学生提出各种各样的改进方 案，再通过实验、分析、比较、讨论后，得出改进的最佳实验装置为：将200m1烧杯置于有少量水的玻璃水槽内的一块大理石小垫块上（大理石小垫块稍微高于水面），再在200m1小烧杯上倒扣一个大烧杯。优点：操作方便，安全可靠，现象明显。
篇5
关键词：高校；化学教学；绿色化学理念
化学对于社会发展具有重要推动作用，生活中也常可见化学的应用成果，如塑料、化肥、农药，这些化学成果的出现促进了社会经济发展，但也造成了环境污染，具体表现有全球变暖、臭氧层破坏、水污染、大气污染等。针对这种情况，人们开始思考――如何在充分利用化学优势的同时降低对环境的污染？绿色化学应运而生。为了更好地传播绿色化学的理念，应该从化学课堂教学入手，让学生树立绿色化学理念，为今后的工作打下坚实的基础。
一、化学理论教学中绿色化学理念的渗透策略
我国当前使用的化学教材，很少涉及绿色化学的内容，学生无法直接获取绿色化学的相关内容，因此学校应该在教材的基础上独立开展绿色化学教学。教师先通过主动学习掌握足够的绿色化学理念，然后在教学过程中将相关的理念融入对应的教学内容中，对教材内容进行拓展和更新。通过教师的主动引导，使学生了解教材之外的绿色化学知识，提升环保意识，强化环保观念。要通过这种方法，使学生潜移默化地学习绿色化学知识。
二、化学实验教学中绿色化学理念的渗透策略
1.借助多媒体进行辅助教学
在化学实验教学中应用多媒体技术使化学实验脱离了实物，对于推进绿色化学具有重要意义。多媒体的应用使化学实验通过视频操作展示，不需要学生利用实物进行验证，减少了实验资源消耗，减轻了实验残留物对环境的污染。通过多媒体演示，一些操作复杂、重要但实施困难的实验也能轻松展现出来，能够产生更好的教学效果。同时，对于一些可能导致爆炸，需要用到有毒有害物质，会有污染气体或者物质排放的实验，通过多媒体展示，有效避免了亲手操作产生的危险。因此，可以说，化学实验通过多媒体演示很好地体现了绿色化学的理念，在保证教学质量的同时也减少了污染。
2.处理好实验中的三废，将污染降到最低
三废是指实验留下的废气、废水以及固体废弃物。绿色化学的根本原则是将可能造成的化学污染从源头上进行阻止。因此，对于化学实验结束后留下的三废，必通过绿色化学的方法进行相应处理，实现最大程度的回收以及再利用，这样不仅符合绿色化学的理念，还能够节省实验支出。化学实验教师应该提高对三废处理的重视程度，将其融入绿色化学的理念传播中，最大限度地减少污染。向学生讲解未经处理排放的三废可能对环境造成的危害，使学生形成环保意识，指导学生掌握三废处理的正确方法，帮助学生培养良好的实验习惯，禁止出现回收不及时、随意排放的情况。在实验教学结束后，留出部分时间向学生讲解实验废弃物无公害处理的相关内容，使学生真正认识到正确处理废弃物的重要性，了解循环再利用对环境保护的促进作用。比如，在进行萃取实验教学时，需要用到煤油以及CCl4等有机溶剂，实验结束后如果将其直接丢弃，除了会污染环境，还可能导致安全隐患，但是如果利用正确方法进行集中回收处理，则可以使其重新回到实验桌，得到再次利用，这样不仅节约了资源，也保护了环境。
3.实验采取循环式或者封闭式，达到零排放
以往在进行有毒有害气体的相关实验时，多选择在通风环境下进行，这样会使有毒有害气体直接向空气中排放，导致空气污染。在绿色化学理念下，应该将产生有毒有害气体的实验放在密封环境下进行，利用相应的装置吸收实验出现的有毒有害气体，达到对自然空气的零排放。也可以选择重新设计实验方法、技术、内容、仪器等，综合各个分散的实验，将上一个实验产生的污染物作为接下来实验的原材料进行循环实验，这样不但能够避免空气中进入有毒有害气体，还能够将各个实验的间隔时间缩短。比如，教师在教学“氯气制备及性质”的相关实验时，实验期间应该选择NaOH溶液将多余的氯气进行吸收，避免排向空气中造成污染，同时将吸收到的溶液用于“碘量法测定氯离子含量”实验，这样不仅避免了废弃物排放，还利用其完成了另外的实验，真正体现了绿色化学的理念。
三、结束语
绿色化学是基于传统化学，不断发展而出现的一种新型化学，它是化学研究和应用的指导思想。在教学中，教师应探索新方法，将绿色化学的理念传递给学生，使每一位学生都能够树立环保节约的意识，从而推动社会的可持续发展。
参考文献：
[1]尹博，钟克利.高校化学教学中绿色化学理念的渗透与探究[J].才智，2016（8）：143-144.
篇6
1 绿色化学的教育现状
绿色化学的概念起源于欧美发达国家,他们最先开始意识到环保的重要性,并且将这个概念融入到学生的教育当中,以此来实现真正的绿色化学。首先是美国,美国不但在中学生课堂中提出了绿色化学,还将其写进教材中,积极开发绿色化学实验设备和绿色污染化学材料,从而提高学生的绿色环保意识。不仅如此,美国的相关协会还举办了一系列的关于绿色环保的主题活动,让学生和公众都充分参与了进来。
现在,美国还在不断修整中学化学教材,在其中大量介绍了绿色化学的知识,并告诉学生哪些化学物质是有毒的,从而避免污染。美国还在一些大学中设立了关于绿色化学的专业,并且举办绿色化学挑战奖,对获得奖项的优秀大学生进行奖励。一些大学生已经开始使用安全无毒的化学原料,或者是采取有效措施来减少资源的消耗。这也说明学生的环保意识得到了一定的提高。
后来,另外一些国家也纷纷开始实施绿色化学的教育,比如日本,日本编写了一些关于绿色化学的教学培训资料。而我国的绿色化学观念相对来说较落后,一直到上个世纪90年代末,我国一所大学开始编写《绿色化学》的教材,其他一些高校也纷纷进行效仿。但是比起其他发达国家,我国在这方面的普及程度还远远不够。目前,我国已经开设了一些关于绿色化学的教育培训课程,为绿色化学的发展提供了条件,奠定了基础。
到21世纪初,多个国家已经设立了绿色化学的奖项,用于奖励在这个领域有一定的贡献,或者有一些成就的人,美国还专门设立了培训机构,用于培训绿色化学领域的人才,并且鼓励他们参加绿色化学的奖项。
2 绿色化学教育将面临的挑战
2.1 要让学生弄清楚复杂的化学成分
化学物质里的有毒成分以及其他成分很复杂,教师要让学生明确认识到有害物质对环境和水质的破坏,并且还要让学生明白化学物质的有毒性是可以进行控制的。不但要让学生弄懂复杂的化学成分,还要让学生在实验中明确这些有毒分子处于环境中发生的变化,这一个比较难的过程,对于教师来说,也是一个挑战。
2.2 如何将绿色化学的教学延伸到现实的环保措施中
虽然中学生绿色化学传授的知识是有关于环保的,但是这些知识仅仅只是停留在原理和理论上,如何将绿色化学的教学延伸到现实的环保措施当中,这将是一个难题,也是个很大的挑战。比如,对助剂或者溶剂的毒性进行测试,并且开发出无毒原料来代替助剂,这对于教师来说是一个挑战,对于学生来说更是一个挑战。
2.3 教师的能力和技能
绿色化学除了要求教师要有基本的化学知识以外,还要求教师要对环保知识及其他领域的知识有一定的了解,因此也对教师的能力和技能有了较高的要求。另外,绿色化学教学还要求教师在传授知识的时候,教会学生如何分解材料、如何用环保化学成分来代替有毒材料,等等。如果学校不对教师进行培训,教师的知识结构就会无法满足知识的需要,因此,教师的能力和技能对于绿色化学来说也是一个重大的挑战。
2.4 教学方法的挑战性
绿色化学的教学方法也是一个巨大的挑战,并且要求教师改变过去的“粗放型”教学方法,从而转变为“集约型”教学方法,同时,这也是绿色化学对教学的一个要求。教师不但要帮助学生了解化学知识,还要使学生意识到环保的重要性,在整个化学课程中,要将环保无污染的理念贯穿于整个化学领域,又要把绿色化学的内容和知识融入到化学教学当中去,从原理到实验过程,各个环节都要采取环保的标准。
3 绿色化学教育的措施
3.1 改进不环保的实验方法
在进行化学实验的时候,应该尽量采用环保的实验方法,并且选用一些无毒无危害的材料。比如绿色自燃实验,在之前的课堂上,教师都采用的是白磷来给大家做实验,但是白磷是一种危害性极强的物质,而且白磷在燃烧的过程中发挥的有毒气体会对空气造成污染。因此,可以用其他一些无毒的物质或者材料来代替白磷,比如碳粉等。
3.2 培养学生的创造性
在化学课堂上,教师要培养学生的创造性,可以鼓励学生对“减量、减废”进行实验或者改造,从而培养学生的创造力。除此之外,也要给学生灌输节省资源的观念,带领或者指导学生对化学教材中的化工生产工艺流程进行分析,或者重新设计一条生产工艺流程,必要的时候,还可以借助计算机来进行辅助设计,通过这个过程可以培养学生的思维与创造性。
3.3 更新教学手段
原来的化学教学方法已经不能再适应绿色化学的要求了,教师必须及时更新教学手段。通过有效的教学工具、教学材料以及训练手段来向学生传授知识,让他们形成绿色化学的意识和环保意识。新的教学手段有多媒体(投影、录像、光盘等)以及计算机技术,便于学生和教师获取知识和技术,同时也有利于促进学生用可持续发展的眼光来思考问题。
篇7
关键词：绿色化学；环境监测；实验教学；小量化实验
作者简介：柴育红（1969-），女，甘肃静宁人，常州大学环境与安全工程学院，讲师；严文瑶（1965-），女，江苏张家港人，常州大学环境与安全工程学院，高级工程师。（江苏 常州 213164）
基金项目：本文系常州大学重点课程建设项目“环境监测与分析”（项目编号：JJJ10020004）的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）17-0099-01
随着社会和经济的发展，出现了酸雨、臭氧层破坏、全球变暖等全球环境问题，以及区域性的大气环境、水环境、土壤环境等污染问题。这些环境问题受到了社会的极大关注。绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂或溶剂，绿色化学在节约能源、防治污染、保障人类健康与安全等方面有着显著的作用。目前，我国多数高校的化学实验教学中药品用量大，不可避免地产生了危险性大、有毒的废气、废水、废渣，而大部分基本上未经处理就直接排放，对环境造成了污染。因此，高等学校的实验教学中必须实施绿色化学教育，让大学生了解绿色化学对于人类及其赖以生存环境的可持续发展的重要性，将绿色化学的思想贯穿于实验教学的全过程，培养大学生的社会责任感和环境保护意识。[1]
本文结合实验教学实践提出了在环境监测与分析实验教学中开展绿色化学教育的措施，保证了环境监测与分析实验课程的正常开设，力求以最少的实验药剂获取最佳的实验效果，最大限度地减少废气、废液、废渣的产生量，提高教育和教学质量，增强大学生的绿色环保素质。
一、绿色化学教育融入环境监测与分析实验教学的举措
1.实验教学中加强环境教育
“环境监测与分析实验”课程是为环境科学和环境工程专业学生开设的一门重要的实践课。在环境监测与分析实验教学中加强环境教育十分必要，当学生第一次进入实验室时，实验指导教师应当对实验中可能用到的有毒、有害药品进行讲解，使学生明白这些药品对人类健康和环境的危害与影响，以及它们污染环境的主要原因及防治方法。例如，实验中常用到的硫酸。硫酸是强酸，具有强腐蚀性，硫酸废水会对地下水、土壤造成污染，实验中应尽量减少其用量，硫酸废液一般可通过酸碱中和处理后排放。又如，在环境监测实验中还经常遇到Hg、Cr等毒性显著的重金属污染物，它们会对水环境和土壤环境造成污染，也应该严格控制用量，它们的废液一定要用封闭的收集桶收集。要求学生在实验过程中要严格按照实验指导进行规范操作，避免因为疏忽而产生各种不必要的废液和废料。通过环境教育让学生体会到环境监测与分析实验是一个不可忽视的污染源，有毒、有害物质就在身边，废液、废气、废渣都会对环璄造成污染，从而避免学生在实验过程中随意大量使用试液，乱倒废渣、废液的现象，养成良好的实验习惯，增强环保意识。
2.精选实验内容，体现绿色化学思想
以往在选择环境监测与分析实验项目时，多从代表性、典型性、标准化等方面考虑，实验过程对环境的污染问题很少考虑。在环境监测实验教学改革中以绿色化学理念为指导，优化环境监测实验内容，尽可能选择围绕基本环境监测指标、基本实验操作而进行小污染、无污染的实验。例如，水中氨氮是水质监测的一个重要的基本指标，比较经典的分析方法是“纳氏试剂分光光度法”，而纳氏试剂中含有汞，实验废液毒性大，易对环境造成污染，在实验教学中选择了“水杨酸—次氯酸盐分光光度法”来分析水中氨氮，测定准确度与“纳氏试剂分光光度法”相似，而实验试剂毒性较小。又如，大气环境质量的必测指标SO2，广泛采用的标准分析方法是“四氯汞钾—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法”，但四氯汞钾吸收液毒性较大，在实验教学中采用了“甲醛—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法”，灵敏度、准确度与四氯汞钾吸收液分析方法接近，而试剂毒性也较小。
3.采用微型化实验和小量化实验，减少实验废物
目前环境监测与分析实验使用常规的实验仪器，如50mL的滴定管、250mL全玻璃回流装置、50mL比色管等，实验药剂使用量较大，产生的实验废物量多，易污染环境，也容易造成资源浪费。微型化学和小量化实验是近年来发展起来的新型化学实验方法，是减少化学实验废气、废液、废渣的产生，改善实验室环境的理想途径之一，因此在环境监测与分析实验中开展微型化和小量化实验非常必要。在实验原理、方法、操作与常量分析相同的情况下，用常规的小容量仪器如25mL滴定管（改进的滴定管、用医用塑料尖嘴代替玻璃尖嘴，使滴定时为0.025mL/滴）、100mL全玻璃回流装置、25mL比色管等。实验结果表明，实验现象明显，基本上可以保证测定结果的精密度和准确度，使实验趋于绿色化，既减少了化学污染又节约了资源，提高了学生绿色化学的意识。另外，小量化实验所用仪器较传统仪器小，操作更轻松，可缩短实验时间、降低仪器损坏率、节省实验费用。
4.理顺各实验之间的联系，充分利用试剂
在开设的环境监测与分析实验项目中，有些试剂经常会用到，在常规的环境监测与分析实验时，单独对待每个实验项目配制所需试剂，实验结束后全部废弃处理，从不考虑再利用。把绿色化学理念引入环境监测与分析实验教学之后，综合考虑实验内容，研究并理顺各个实验所用试剂间存在的关系，通过合理安排实验次序，开展关联实验串联，一方面减少了药品的浪费，另一方面也相对降低了对环境的污染。[2]例如，铬是有毒金属元素，在工业废水化学需氧量的测定、工业废水硫化物的测定、校园湖水溶解氧的测定中都要用到重铬酸钾标准溶液，溶液浓度分别为0.25mol/L、0.05mol/L、0.025mol/L，同时工业废水硫化物的测定、校园湖水溶解氧的测定中都用到硫代硫酸钠溶液，浓度分别为0.05mol/L、0.01mol/L，而水中铬的测定中需要含铬废水样品，综合考虑四个实验之间试剂的关系以及试剂的毒性危害，安排实验以化学需氧量的测定、硫化物的测定、溶解氧的测定、水中铬的测定先后次序进行。配制0.25mol/L重铬酸钾溶液、0.05mol/L硫代硫酸钠溶液，在实验中使用并稀释再使用，剩余的不同浓度的重铬酸钾溶液作为含铬水样品，在水中铬测定实验中使用，通过这种方式节约了药剂消耗量，减少了废液，减轻了重金属污染。
5.采用现代化多媒体辅助实验教学
多媒体技术在化学实验中的具体应用是化学实验摆脱实物教育的一场革命，它的运用对解决化学实验的环境污染有着积极的作用。在环境监测与分析实验教学中，利用多媒体技术把必须使用有毒、有害试剂或实验过程中排放出有毒的气体或有毒废液的实验进行计算机模拟，对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真，用文字、声音、图像、动画的效果让学生有身临其境的感觉，取得了较好的实验教学效果，实现了环境监测与分析实验绿色化。它的实施将对化学实验绿色化，以及环境保护、增强学生的环境保护意识起到不可低估的作用。[3，4]
二、结束语
从防止环境污染和节约资源的观点来改革传统环境监测与分析实验，把绿色化学教育贯穿于环境监测与分析实验教学中，对培养大学生保护环境的素质有着重要意义。因此，在教学过程中，必须继续积极探索环境监测实验绿色化学模式，培养学生绿色化学意识，使学生树立环保理念，正确地对待科学发展的利与弊，把绿色化学知识运用到今后的工作和生活中，为保护环境做出一定的贡献。
参考文献：
[1]张康华，曹小华，谢宝华，等.化学实验教学与绿色化学教育[J].实验室研究与探索，2010，（5）：123-125.
[2]李庆生.浅谈无机化学实验教学中渗透绿色化学教育[J].化学工程与装备，2011，（12）：221-223.
篇8
关键词: 分析化学实验教学 创新能力 主动实践能力 心理素质 道德修养
随着科学技术的发展,社会对综合型、创新型人才的要求不断提高,培养学生的综合能力和综合素质,是高校教育工作者面临的一个不可忽视的问题。教育部在“新世纪教改工程”中强调了新世纪人才的培养宗旨:注重学生综合素质的提高,培养学生的创新意识和实验能力[1]。分析化学实验课程是重要的化学基础课程之一,是综合学生知识、能力和素质三者一体化的教育平台。利用实验教学直观性、综合性的特点,教师可以在分析化学实验教学过程中激发学生的学习兴趣,提高实践能力,激励创新思维,培养科学精神,促进学生知识、综合能力和素质的全面发展。
1.结合当今学科前沿动态,激发学生的学习兴趣,提高创新能力
大学的分析化学实验偏重于理论的理解和实验方法的掌握,如称量、溶解、滴定等实验,使得有的学生觉得实验枯燥无味,从而导致学生对实验课的兴趣不高,达不到实验教学的目的。
因此,在进行分析化学实验课程的教学过程中,教师可以适当引入当前本学科研究的前沿来激发学生的学习兴趣,端正学生的学习态度,启发学生的创新思维能力。例如2002年获得诺贝尔化学奖的三位科学为了研究蛋白质,采用创新的分析方法对蛋白质进行分离和测定,在生物大分子研究领域作出突出贡献[2]。绿色分析化学是近年来受到广泛关注的一门前沿科学,它是把绿色化学的基本原理应用于新的分析方法和技术方面,包括有绿色分析样品前处理技术、绿色分析分离富集技术和绿色分析测试技术等内容。绿色分析化学旨在减轻分析化学对环境的影响,是今后分析化学的发展方向,在21世纪里绿色分析化学必将为人类可持续发展作出贡献[3]。
当前科学技术日新月异,分析化学实验的研究方法和手段也在不断发生着变化。高校教师要勤于思考和深入钻研,一方面要了解当前学生的基础知识水平及思维方式等,另一方面要掌握本学科的发展动态,通过不断学习来更新自己的知识结构,提高业务水平。同时结合教学过程,介绍先进的科研成果,在学生的头脑中架起分析化学实验与现代化学科技前沿的桥梁,以此来激发学生的学习兴趣,逐步培养学生的创新能力。
2.改革实验教学的方法,提高学生的主动实践能力
通过开展分析化学实验课外兴趣小组和设立开放性实验教学,可以培养学生动手实践和自主学习的能力[4]-[5]。教师可以选择开放部分实验室给那些有科研兴趣、勇于钻研进取的学生。利用开放时间,教师可以调整部分实验内容,加强理论与实际的配合,融入生活中的一些现象,指导学生尝试做综合设计实验或进行课题研究。如水果中维生素C含量的测定、葡萄糖注射液中葡萄糖含量的测定、医用双氧水中过氧化氢含量的测定、鸡蛋壳中碳酸钙含量的测定、食盐中碘离子含量的测定、学校及周边地区生活用水铅的测定等贴近生活的实验可以列入设计性实验中。在这个过程中,学生通过主动查阅文献资料,设计实验方案并解决实验中的问题,不仅能培养动手操作及解决实际问题的能力,而且能初步掌握科研创新的基本方法,增强独立思考、分析和解决问题的能力,培养进取心和实践能力。
3.教书育人,提高学生的心理素质和道德修养
时代要求青年大学生要适应现代社会发展需要,能够独立地解决各方面问题,将来成为为国家及社会做作贡献的人才。学生不但要具有扎实的专业知识,而且必须具有良好的心理素质、高尚的道德修养作为基础。因此,高校教师可以利用分析化学实验教学过程,积极引导大学生树立正确的世界观、人生观、价值观。
在开展实验之前,教师通过组织学生集体讨论预习时遇到的问题,让全班学生都参与其中活跃实验课堂气氛,发挥学生的自主性,强化学生的主体意识,从而提高实验的效果。在进行实验的过程中,提倡学生与组员相互配合,强化团体合作和互助精神,加深同学之间的相互交流与沟通,有助于学生人际交往的正常发展。在学生遇到实验出现异常情况或失败的时候,教会学生要先冷静地思考,理智地讨论及分析原因,坚决不能为了得到好的实验结果而篡改数据。这样有助于培养学生实事求是的作风,良好的学术道德情操,百折不挠的探索精神。在实验课训练学生承受失败的心理能力和加强学生主动解决问题的能力,培养学生良好的心理素质,有利于学生学好文化知识,顺利完成学业,促进青年学生的个人全面发展。
进行爱国主义教育,培养民族自尊心和自信心,对学生的成长可起到导向与推动作用。在实验的教学过程中,教师可以对学生介绍我国化学家作出的贡献,使学生懂得每一种新成果的诞生,都无不包含着科学家们辛勤的汗水和孜孜不倦的追求精神,使学生了解到科学家献身科学的高尚品质,从而受到启迪和感染,产生献身科学,报效祖国的道德追求。
进行责任感教育,对学生的个人成长可起到规范和保证的作用。教师在课堂上详细讲解如何正确、合理、合法地使用实验药品(特别是易燃、易爆、有毒的实验药品),强调违反操作要求所产生的严重后果,例如做实验后有毒的废液应进行处理后再倒入废液缸,不能擅自把实验药品带离实验室,等等。在动手实验之前,教师应介绍所用仪器的的基本原理和正确的使用方法,要求学生珍惜实验室的公共资源。实验开始要检查实验器材是否完整,结束后要整理好实验台,方便下组的同学。从实验室的小事做起,培养学生的社会责任感,使学生树立保护环境的信念,铭记遵纪守法的理念,不做危害国家和社会的事情。
4.结语
总之,在教学过程中,有目的地融入对大学生综合能力和综合素质的培养,是分析化学实验教学系统中重要的组成部分,这也是一项长期的、艰巨的任务。教师应当充分发挥实验教学的特点,为国家、社会培养出更多素质高、能力强的高质量人才,以适应社会发展对高校毕业生的更高要求。
参考文献:
[1]钟秉林.认真实施“新世纪教改工程”推动更大范围更深层次教改实践[J].中国高等教育,2000,(8):6-8.
[2]杨胜喜,周原,李根容,李声时.2002年诺贝尔化学奖“对生物大分子仪器分析方法的重大贡献”简介[J].生命的化学,2003,23,(2):126-128.
[3]邵鸿飞,冀克俭,邓卫华,华兰,李艳玲.绿色分析化学技术研究进展[J].化学分析计量,2008,17,(1):78-81.
篇9
[关键词]网络课程；无机及分析化学；立体课程建设；实践
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1005－4634(2012)02－0100－03
山东科技大学的《无机及分析化学》不仅是应用化学和化学工程与工艺专业最核心的专业基础课，也是矿物加工、生物工程、环境科学与环境工程、无机非金属材料工程和高分子材料与工程等近化学专业的核心基础课程，主要为学生进一步学习《有机化学》、《环境监测》、《食品理化检验》、《高分子化学》、《生物化学》、《生化实验技术》、《仪器分析》等核心专业基础课打以及做毕业论文打基础。
《无机及分析化学》课程是一门理论与实验相结合的课程，针对不同专业的需要，山东科技大学有两种方式进行教学：一种是将无机化学与分析化学整合成一门课程的短学时教学(近化学专业)，一种是将无机化学与分析化学分开授课的长学时教学(化学专业)。
《无机及分析化学》网络立体课程主要包括理论教学和实验教学两部分，经过十多年的教学改革和课程建设，形成了一套以培养应用型人才为特色的教学内容体系：在理论教学方面，本着应用为目的，够用为度、适量超前的原则，以定量分析为主线，设置化学基础原理和化学分析原理与技术两大块教学内容，准确、简明的阐述最基本的无机及分析化学原理和规律，并使“分析与应用”贯穿于整个课程教学内容之中，体了重基础、强应用、为专业服务的特色。在实验教学方面，按照“基础一综合一应用”的思路设计的实验教学内容，突出基础技能为专业技能服务的特点，强化综合技能的训练。
1 《无机及分析化学》课程系列教材的建设实践
教材的建设体了教学思想、培养目标、教学内容和课程体系的改革，是网络立体课程建设的重要组成部分，是有效解决教学内容和教学方法存在问题的关键。
根据山东科技大学近化学、化工类专业本科生对化学基础知识的要求，以少而精、精而新的原则，将传统教学内容与代新知识相结合，对无机化学、分析化学、普通化学内容进行整合、革新和优化，注重对学生进行素质教育，编写出版了21世纪高等院校教材《无机及分析化学》、《无机及分析化学实验》和《分析化学实验》。这些教材注重处理传统学科与新兴交叉学科知识的关系，在阐述基本原理和知识的基础上注重内容的更新，体了材料、环境及生物类学科与化学学科的交叉与融合。将化学热力学知识融入全书有关章节，并将四大平衡和四大滴定分析法有机结合。理论教学以化学热力学基础、物质结构、四大平衡为重点，适当简化四大滴定分析法，而使其在实验教学中加强简化分子轨道理论、晶体场理论等难度较大的内容。编写了绿色化学概论、材料与化学、生命与化学、环境与化学等作为培养学生兴趣和扩大知识面的阅读材料。通过阅读材料部分的学习，既可使学生了解本专业的发展动态，扩大知识面，又能使学生了解化学基础理论在相关学科中的重要地位，激发他们学习化学知识的兴趣和热情。编写中力求使教材简明扼要、概念准确、重点鲜明、深入浅出、通俗易懂、理论联系实际，适用于矿物加工、材料、环境、生物工程等主要专业大类。
2 《无机及分析化学》课程立体化网站的建设实践
按照国家、学校新修改的教学大纲的要求，对《无机及分析化学》课程进行了网络立体化的全面建设，建立了《无机及分析化学》课程网络平台。将课程简介、师资队伍、理论教学、实验教学、教学互动、教学视频和化学资源等栏目的内容公布在山东科技大学的网站上。目前无机及分析化学理论教材、实验教材、学习指导书、电子教案、课程网站等学习资源已经形成了全方位、立体化的课程教学体系。学生可不受时间和空间的限制，掌控自己的学习过程。
在教学理念方面，把培养学生的科学素质和创新精神放在第一位，把无机及分析化学课建设成为既是学生学习科技知识的基础课，又是培养学生科学素质的基础课。理论课教学以无机化学基本原理为主，以物质结构基础为依据，以四大平衡原理为重点，以重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定为目标，以指导学生自我学习为方法。实验教学以化学分析技术和技能训练为核心和重点，强化基本技能训练，强调系统分析问题和解决问题，重视系统性、综合性、设计性实验。矿物加工、材料科学、生命科学、环境科学等诸学科的研究和发展都离不开无机化学、分析化学原理和技术的进步与发展，要不断建立矿物加工类、材料类、环境类、生物类几个模块相关专业的课程体系和教学内容。
3 在教学实践中改革教学方法，增强师生互动
网络立体化教学的多样性，给不同层次的学生提供了适合自己的教学平台。学分制的改革，作为基础课的《无机及分析化学》的学时数也在减少，这对教学内容和教师的教学水平提出了更高的要求，必须不断进行教学内容更新，教学方法、教学手段及考试方法的改革。无机及分析化学内容广泛，涉及物质结构理论基础、化学反应基本原理、溶液平衡、化学分析、元素化学、部分仪器分析等内容。课程讲授不可能面面俱到，要在吃透教材的基础上分层次合理安排讲课内容，注重难点和重点引导，精讲与对比分析讨论，如四大平衡与四大滴定，同时注意引入学科前沿知识。在教学方法上，主要是讲重点、讲难点、讲思路、讲方法、讲应用，形成了“课内讲授一课外讲座一辅导答疑一考核评估”教与学一体化的互动教学模式，既注重培养学生的逻辑思维能力，又注重培养学生的创新精神和自主学习的能力。
《无机及分析化学》的教学课程在大学一年级进行，该课程的学习不仅使学生在知识上有所积累，而且在学习能力上也应得到较大提高，要求学生做到课前预习、课中互动、课后小结，学会学习的方法。在教学中针对部分内容，要求学生自学，有些延伸内容，要求学生查阅有关学术期刊，并撰写小论文、课堂讨论，最后教师总结。同时充分运用代教育技术，将传统的教学方式与代化教学手段相结合，大大提高课堂效率。此外，也在网络课程中制作了大量的图片、图表、动画、录像等素材和资料，用以表课程教学内容。
不断进行考试方法的改革。鼓励学生撰写读书报告和科技“小论文”，培养学生科学研究的意识、习惯和能力，有助于学生对化学知识的深入理解及综合运用。期末成绩由考勤、平时作业、课堂提问、单元测验、期末考试等成绩综合评定，撰写的读书报告和科技小论文实行额外加分，根据撰写的质量在总成绩中加0～10分，若能达到公开
发表的水平最多可加10分，但课程总成绩最多为100分。
4 《无机及分析化学》实验课的改革实践
实验改革的目标是通过系统的实验教学，加强基本训练，着重能力培养，强化创新意识。创造性教育要求对学生既要有基础知识和新的专业知识的传授，又要有自学能力、独立思考能力、动手能力的培养，尤其是代意识、竞争意识的培养。自2004年起，根据山东科技大学实际情况和学生不同层次、不同专业的培养要求，对原实验课程体系、教学内容和方法进行改革，建立和完善了无机及分析化学实验课的教学内容，按照基础实验一综合实验一设计实验3个层次推进教学进程。建立了以实验技术要素为主线的实验教学体系，设计了适合山东科技大学不同学科学生的多层次实验教学内容，为学生个性发展、潜能开发以及优秀学生脱颖而出创造条件。开放实验室，使一些不能在课堂上完成的实验得到补充，同时学生也可以自己设计一些感兴趣的实验，在教师的指导下进行，从而使学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。无机及分析化学实验形成了多层次的实验教学体系，多模块的实验教学内容，预约开放式教学模式。为此，无机及分析化学实验课程教学采取了以下改革措施。
1)对无机及分析化学实验教学内容进行了重组，并进行绿色化改造。本实验课注重在继承传统内容的基础上创新，增加设计性实验，加强综合性实验，减少验证性实验。根据无机及分析化学实验的特点，用绿色化学的观念对传统化学实验进行了改造，实了“性质实验点滴化、制备实验小量化、分析实验减量化”，这样在常规仪器中完成无机及分析化学的实验教学，不仅大量减少了化学试剂和药品的消耗，节约了实验消耗费用，而且也加强了学生的环保意识，收到了良好的效果。
2)正确认识理论课教学与实验课教学的关系。在无机及分析化学实验教学中，学生应始终处于主置，教师则处于为实验教学服务的主导位置。作为实验教学主体的学生，在继承传统知识和技术的基础上，重点进行知识和技术的应用和创新；作为主导教师，在搞好实验教学引导工作的同时，加强自身知识和技能的扩展和更新，达到知识丰富、技术熟练和教学方法科学而实用的要求。
3)多媒体辅助教学和开放实验室缓解实验课时少、内容多的矛盾。随着单一、验证性实验向综合性、设计性实验的转化，实验教学内容不断丰富，往往一个连续的系统的试验中涉及好几个相关的实验技术，由学生自己动手设计并完成整个实验，由此开设综合实验面临着如何在有限时间内让学生掌握更多实验技术的难题。对于无机及分析化学实验课，使用多媒体技术辅助教学，利用录像演示实验技术的操作要点，再实验进程和结果，增强学习效果。建立了仿真实验室，学生可以在计算机上进行无机及分析化学实验等课程的仿真实验，同时可进行相应的预习。
4)形成了基础－提高－突优－参与科研4层次的开放实验教学模式和管理方法，完善了对不同层次学生因材施教的实验教学方法。在生产实践中发、研究、分析和解决问题，这对于培养学生分析问题和解决问题的能力，培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。无机及分析化学实验室成为大学生科技创新创业的基地，几年来山东科技大学启动“挑战者杯”、“大学生实验技能大赛”、“大学生创新基金项目”等多项大学生科技创新资助计划，开放无机及分析化学实验室，为其高质量完成项目提供条件保证。
篇10
关键词:无机与分析化学实验;层次化教学改革;多元化教学模式;综合考核方法
实验是理论教学的深化和延续［1］，是培养学生动手能力和创新能力的重要实践环节，教学水平和质量对学生实验能力起着非常重要的作用，其重要性不言而喻。“无机与分析化学实验”单独设课，是化学专业重要的基础课，通过实验获得感性认识，加深并巩固学生对基本理论和概念的理解。规范并熟练地掌握实验基本操作技能，学会观察实验现象，正确使用与维护实验仪器，了解化学试剂性能及特点，正确处理实验数据及表达实验结果。培养学生优良的实验素质，创新意识，科研论文写作能力，激发学生学习主动性，建立团队意识。但是，目前实验教学中存在诸多弊端，如实验内容陈旧，教学方法滞后，学生缺乏探究能力，操作技能和实践能力训练尤感不足，实验成绩评价体系单一。笔者在教授大一学生过程中，发现学生重理论轻实验，实验投入精力不足，不能运用所学理论知识，解释观察到的实验现象，对实验缺乏理解，达不到实验目的。为此笔者根据十多年从教的教学体会，从教学内容设置，教学模式，实验考核方式等几个方面探讨“无机与分析化学实验”改革的思路和想法.
1改革教学内容，建立层次化教学体系
传统实验课为“注入式”教学模式，教师是教学活动主体，教师教什么，学生就学什么。教师按照实验步骤讲解，学生按照实验要求完成，这种方式不能激发学生做实验的主动性和积极性，学生学而不思，不利于创新能力的培养。为此将实验分为操作性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验四个层次开设，尽量避免安排重复的实验内容。
1．1严格规范操作技能训练
操作性实验着重强化学生实验基础知识和基本操作技能的严格规范训练，这是“无机与分析化学实验”教学的重要环节，为后续实验课程、各专业实验课、未来独立从事科研乃至走向社会奠定坚实基础。教师可以适当调整教学大纲，如以往老式半自动电光分析天平因磨损、老化被淘汰，引进电子天平，实验操作简单快速，称量操作得到简化。因此，称量操作练习的课时应缩减。实验基础知识包括常用玻璃仪器(量筒和量杯、移液管和吸量管、容量瓶、锥形瓶、酸式滴定管和碱式滴定管)的洗涤和使用［2］，化学试剂规格和取用(固体试剂和液体试剂)，实验室用水的要求、制备和检验等。基本操作技能包括溶液配制，固液分离，过滤(常压过滤、减压过滤和热过滤)，沉淀洗涤、干燥和灼烧，蒸发和浓缩，结晶和重结晶，称量等。教师边演示边讲解并强调操作要点，如演示最简便常用的常压过滤(沉淀为微细结晶)。将滤纸整齐地对折，然后再对折(四折法折叠)。记住第二次不要折死，将锥体打开，放入漏斗，如上边缘不密合可改变折叠的角度，使滤纸与漏斗密合，此时再折死。打开三层的一面对准漏斗出口短的一面，食指按紧三层的一面，用洗瓶吹入少量蒸馏水以润湿滤纸，轻轻按滤纸，使滤纸锥体上部与漏斗间无气泡，滤纸锥体下部与漏斗内壁形成缝隙。然后加水至滤纸边缘，此时漏斗颈应全部充满水并形成水柱(重点强调)。接着学生自己练习，教师巡视及时发现并纠正学生操作上存在的问题，然后请一位学生演示操作，其他学生点评，最后教师总结，定量转移沉淀是保证测量结果正确可靠的关键，应注意以下五点:(1)每次转移至漏斗中的溶液量不得超过漏斗容量的2/3，液面应低于滤纸边缘1厘米左右。(2)溶液转移完毕，容器壁上粘附的少量沉淀可用少量洗涤液并用小片滤纸或淀帚轻轻洗擦，直至确认全部洗净为止。(3)对比较稳定的沉淀必要时可略提高溶液温度以增加滤速。(4)在保证不穿滤的情况下，可用减压抽滤以提高滤速，但绝不允许翻动滤纸或用玻璃棒搅拌以提高滤速。(5)过滤时滤纸与漏斗壁间勿存有气泡，以使支管内形成水柱而加大滤速。同时漏斗下支管管口紧贴在滤液容器壁上，这样既可提高滤速，又可防止滤液迸溅而造成的损失。
1．2选择现象明显经典的验证性实验
验证性实验重复内容较多［3］，尤其是元素部分，很难调动学生积极性，不利于学生创造能力和综合素质的提高。因此，精选验证性实验十分必要，实验重点应包含化学原理、常数测定及少数重点元素化合物。要求学生预习时将实验步骤设计成实验流程方框图，清清楚楚，一目了然，元素实验采用启发式，通过小改进使得现象更加明显，激发学生学习兴趣。如比较E(Fe3+/Fe2+)、E(Br2/Br－)和E(I2/I－)电对电极电势的相对大小，指出最强的氧化剂和最强的还原剂。实验内容:(1)取一支试管加入1mL0．1mol/L的KI溶液和5滴0．1mol/L的FeCl3溶液，有何现象?(2)取一支试管加入1mL0．1mol/L的KBr溶液和5滴0．1mol/L的FeCl3溶液，能否发生反应?因FeCl3溶液本身就是红棕色(或棕红色)，实验很难判断是否有红棕色(或棕红色)的I2析出，经改进的实验内容为:取一支试管加入1mL0．1mol/L的KI溶液和5滴0．1mol/L的FeCl3溶液，有何现象?再加入1mL淀粉溶液，振荡试管，溶液颜色有何变化?因I2遇淀粉溶液变蓝，所以就能很清楚地判断出是否有I2析出。
1．3增加综合性实验
为提高学生综合素质和能力，有必要增加综合性实验，它与基本操作实验和验证性实验相比有一定难度，目的是训练学生对所学化学知识和实验技能的综合应用，综合性实验涉及化合物制备、含量测定和结构表征。物质制备综合性实验有:工业硫酸铜提纯和等级检验、硫酸亚铁铵制备和质量鉴定、三草酸合铁(Ⅲ)酸钾制备和配离子组成测定等。含量测定综合性实验有:电位滴定法测定H3PO4的Ka1和Ka2、水泥熟料中SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO和MgO含量的测定、高锰酸盐指数的测定(酸性法和碱性法)等。物质制备训练了学生的称量、溶解、加热、搅拌、沉淀、分离、过滤(常压过滤和减压过滤)、蒸发浓缩、结晶和干燥等基本操作实验技能。如减压过滤要点:(1)滤纸略小于漏斗内径，但又能盖没全部瓷孔。(2)布氏漏斗下端斜口应朝向吸滤瓶支管。(3)临用前先润湿滤纸，抽气使慢慢贴紧，再往漏斗内转移溶液。(4)先拔去连接吸滤瓶的橡皮管，再关掉连接水泵的开关。(5)尽量抽干样品，可压紧漏斗内样品。物质含量测定训练学生的标准溶液配制、滴定分析(酸碱滴定、沉淀滴定、配位滴定、氧化还原滴定)(直接滴定、返滴定、差减滴定)、指示剂正确选择和滴定终点判断掌握、比色法中标准曲线绘制和含量定量分析等分析方法综合实验技能。学会运用有效数字处理实验结果，对实验结果进行互动式和启发式教学讨论，与学生共同探讨实验成败的关键，分析其结果偏高或偏低的原因，最后撰写实验报告。实践证明，综合性实验虽然花费较多时间(有的学生为了得到满意结果，多次重复操作)，但学生收获很大，真正体会到大学实验课与中学化学实验的不同。
1．4增加设计性实验
设计性实验营造研究氛围的实验课堂［4］，让学生体验科研工作的艰辛，这对提高学生的创新实践能力和科研素质十分有利。教师根据教学大纲要求并结合实验室现有条件给出题目，2～4个学生组成实验小组，运用已掌握的基本知识和实验技能，自己查阅文献资料，拟定实验项目，设计实验方案并独立完成。这对学生的培养是多方面的，尤其是学生科学思维和创新意识等综合能力，大大激发学生求知欲望，学以致用，学习态度由被动转为主动。在实验过程中，学生是主体，教师起着引导、解惑、答疑和监督作用。教师必须清楚学生实验过程中遇到的各种问题和解决方案，学生在实验过程中随时与教师讨论沟通。要求学生实验报告按照科研论文格式完成，传统学生完成实验报告，大部分都是将教材内容重抄一遍。设计性实验没有现成的实验步骤参考，学生要查阅相关文献资料，并学会引用他人文献。设计出规范的实验路线、方案步骤，通过实验验证方案的可行性，发现问题及时调整实验方案。最终完成实验报告，也培养了学生的科研写作能力，学生的成就感极大提升。另外，几个学生组成实验小组，学生之间的沟通交流能力和团队合作意识都得到加强锻炼。设计性实验多多益善、值得推广，在提升学生科研素质的同时，教师也得到进一步拓展。设计性实验形式多样，可以是教师的科研课题，让优秀学生参与部分课题研究。也可以对经典实验方法或步骤或条件进行改进，写出改进后的优点，鼓励学生以论文形式发表，增强学生的科研自信心。也可以根据学生自己兴趣自拟研究课题，如维生素C(瓜果和蔬菜)提取和含量测定、鸡蛋壳中钙含量测定等。同时开展多种形式的课外科技活动，如“ASC杯”大学生科技节趣味化学竞赛，将专业知识与实际生活相结合，让学生真正体会学习乐趣。
2改进教学模式，提高教学质量
2．1将传统实验模式改革为多元化教学
改变传统单一教学模式，采用多元化教学方式［5－6］，将现代多媒体技术与传统板书教学优势互补。教师将基本操作制成多媒体教学课件放在网上，让学生提前预习，获得感性认识，效果显著。使实验由抽象变形象，由复杂变具体，提高教学质量。污染严重，对人体有毒有害的验证性实验，如铅、铬、银、镉和汞重金属元素及相应化合物性质，可拍摄录制视频多媒体课件向学生播放。这样既保证理论知识的系统性，又使学生对实验步骤、现象、污染程度等各方面知识更充分理解。这种教学方式使枯燥的实验变得形象生动，充分调动学生的积极性和好奇心，不仅节省时间，还避免传统板书的单调枯燥。还可利用便捷丰富的网络共享视频向学生展示实验仪器设备、实验步骤、以及目前无法达到实验条件的实验，该模式，保证实验安全性和趣味性，有效提高实验教学质量。注重教学与科研有机结合，鼓励教师将最新学科发展前沿，科研成果与技术融入实验教学内容中，每年更新实验内容，至少开出2个新实验，新实验主要来自教师在研项目或科研成果。
2．2实行开放式实验教学模式
《教育部普通高等学校本科教学工作水平评估方案》已明确把“实验室开放时间长、开放范围及覆盖面广，效果好”作为实验室建设目标［7］。因此要调动实验教师开放实验室的积极性，充分利用实验室重要场所。在保证日常教学任务完成情况下，对本专业学生，可根据实验室和学生课余时间，安排一系列开放性实验供学生选择，学生可以以班级或小组为单位，按照自己水平和兴趣从中选择。这种开放式实验教学模式的教学理念，更有效促进实验教学改革发展，凝练学科特色和提高实验教学质量。开放性实验促使学生主动思考，引导学生思维纵向和横向深发展，激发兴趣，培养独立思考、分析问题和解决问题能力。对全校学生可以利用周末、节假日或寒暑假进行开放，学生必须提前申请(个人、小组或班级均可)，申请时说明时间、实验目的、实验所需仪器及药品，获得申请许可的学生，在指导教师陪同下，进入实验室进行大学生科技创新综合性实验(科技制作，科研训练，学科竞赛，研究性、探讨性、创新性、设计性实验)。实验室利用现有科研仪器设备，为学生提供开放式实验教学平台，不仅达到开放式实验教学目的，而且提高了仪器设备使用率，避免仪器设备浪费，真正实现实验资源有效共享。
2．3树立绿色化学理念，更新优化完善实验内容
学校要将绿色化学教育融入到化学实验中，改进以前只重视实验有效性，而忽视实验对环境造成的严重污染［8］。应从调整完善实验内容、更新实验形式、消除实验生成物的危害三个方面着手，促使绿色化实验进程。首先，调整完善实验内容，科学安排绿色化学实验。在不影响培养学生实验操作能力前提下，优化实验内容，改进实验方案，尽量选择绿色化学实验，删除毒性较大的实验，以减少环境污染，让实验向着绿色化方向靠拢。同时，合理安排实验顺序，把实验串联起来，将上一个实验产生的生成物(产品)能成为下一个实验的反应物(原料)，实现废物利用，减少环境污染。如硫酸亚铁制备及质量鉴定硫酸亚铁提纯和等级检验硫酸亚铁铵制备和质量鉴定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾制备和配离子组成测定。以铁屑和稀硫酸为原料制备硫酸亚铁。接着以自己制备的硫酸亚铁为原料，进行下一个实验，硫酸亚铁提纯和等级检验。接着再以自己提纯的硫酸亚铁为原料，加入等物质量的硫酸铵，进行下一个实验，硫酸亚铁铵制备和质量鉴定。最后以自己制得的硫酸亚铁铵为原料，先加草酸制得草酸亚铁(沉淀反应)，然后在过量草酸根存在下用过氧化氢(氧化还原反应)氧化制得三草酸合铁(Ⅲ)酸钾。通过微型化学实验更新实验形式，以推进绿色化发展，微型化学实验以较少的化学试剂用量完成实验，它在减少环境污染、节省实验开支和学时方面都具有较大的优势。如试管验证性实验，取样量均为1～2mL，现改为点滴板实验，取样量均为1滴。微型化学实验无形中提高了学生的操作规范和水平，因为它有更高要求的实验水平。
3建立科学考核方法的具体思路
通过多年无机与分析化学实验教学发现，沿用以往实验报告70%，期末考试30%为依据的考核方法，不能全面、客观和合理地评价学生的真实水平、操作技能和动手能力。该考核方法会导致学生不重视实验课(不认真做实验)，只要实验报告写好就能取得好成绩，甚至抄袭，完全达不到实验目的。为此，必须调整考核方法［9－10］，应将实验过程考核贯穿于整个体系中，考核应该全方位、客观和合理的评价学生。建议具体考核方法如下:实验成绩由平时成绩40%、实验过程30%和期末考试成绩30%三部分组成。平时成绩由“日常考勤、实验预习、课堂发言、仪器整理、卫生、实验报告”六个方面的综合表现给出。实验过程由“查阅资料、实验操作方案设计、实验技能(操作过程和熟练程度)、数据记录与分析”组成。期末考试由“理论笔试和现场实际操作”构成。理论笔试命题主要是实验原理、方法、现象和反应方程式，侧重点与平时讲课内容相匹配，重点内容重点考核，一般了解性内容也占一定比例。现场实际操作考察学生实际操作技能，为学生准备多个实验题目，学生抽签选题来完成相关实验操作及报告。该考核方法从实验教学的每个环节出发，细节量化且落实到实处。学生最终实验成绩的评定更为公平合理，避免学生产生心理误区，培养学生认真严谨的实验习惯和工作作风，重视无机与分析化学实验，提高实验教学质量。
4结语
“无机与分析化学实验”教学改革，没有固定教学模式，各个学校的发展不同而各有特色。应坚持不断探索和尝试，总结和完善，使“无机与分析化学实验”改革达到预期效果。在实验教学中要敢于创新与实践探索，通过改革培养更多符合社会实际需要的应用型人才，为进一步深化教学改革贡献自己的绵薄之力。
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