2021-4-9 | 理学
近年来，随着化学、化工等科技的迅猛发展，人们的生活水平有了较大程度的提高。化学、化工等先进科技在造福人类的同时，也给人类带来了一些危害。众所周知，温室效应，臭氧层空洞，部分地区大气中含氮和碳的污染物严重超标等现象都是化学、化工科技所带来的恶果。如果这些问题得不到足够的重视，我们赖以生存的地球家园终有一天会被毁掉。幸运的是，科学家们很早就意识到这个问题，并提出一些积极的解决办法。“绿色化学”概念被提出并迅速推广。“绿色化学”又称环境无害化学，是从源头上阻止化学污染的一门科学[1]。近年来，在我国高校范围内掀起了实行并推广绿色化学的热潮。1995年，清华大学化学系宋心琦教授在我国最早提出应加强绿色化学教育[2]；杭州师范大学的周宁怀教授和云南大学的李霁良教授在推广微型化或半微量的绿色化学实验教学中也做出很大的贡献[3,4]。
我校的刘宗瑞教授从1999年开始对无机化学实验进行微型化教学改革[5]。该项实验教学改革既节省经费，减少污染，同时又提高学生的创新能力和绿色化学理念的培养，经过几年的推广，已收到了良好的教学效果。现在我校全日制化学实验课程中的无机化学、有机化学和分析化学基本实现了微型化。由于我校微型化学实验研究与推广成绩突出而获得了2005年高等教育自治区级教学成果一等奖。近年来，从化学实验教学实际出发，编写了包含无机化学和分析化学实验在内的新体系教材《微型无机与分析化学实验》和《大学微型化学实验》，由内蒙古科技出版社和科学出版社出版发行。这些新教材基本上采用微型化的实验方法，贯彻了绿色化学理念，对培养学生创新思维和环保意识起到积极的促进作用。然而，对于一些有毒和危险性大，而又不能舍弃的实验，我们该如何实现绿色化教学呢？笔者认为在化学实验教学中应辅助使用多媒体教学手段。多媒体教学手段同时具有声音、图像和文字的特点，通过多种表现手法可以把化学教学中不易实现的实验过程处理后形象、生动地演示出来。多媒体在化学实验绿色化中具有如下三方面的作用。
1减少常规及传统验证性实验，降低环境污染
化学实验引入多媒体教学手段，可以实现部分实验的“零污染”和“零排放”。众所周知，无机化学实验中关于元素及化合物的性质实验用到的药品数量较多(超过50种)，其中还含有剧毒的汞盐和砷盐等药品，并且实验产生的废弃物难以处理。如果长时间进行这类实验，势必对师生健康及环境造成极大的危害。对于这类传统及验证性实验，我们可以选择性地保留一些学生必做的实验来锻炼学生的实验操作能力，这样可以有效降低化学实验对环境产生的污染，有助于绿色化教学的深入开展。而对于那些对环境污染较严重的传统或验证性实验，教师便可采用多媒体进行教学，这样不仅可以节约一些实验药品，而且能够大大地减少化学实验对环境的污染，是纯粹的绿色教学。
2模拟实验室无法进行的操作，保障实验安全
实验室无法完成的实验包含毒性极大的实验，不易操作、现象不明显的实验以及反应过程极其缓慢的实验。这些实验可以辅助使用多媒体教学手段。例如：材料合成与制备实验中一些毒性较大的实验如苯乙烯的无皂乳液聚合实验就可以采用多媒体辅助的方法。教师自己在通风橱中完成实验并将实验的整个过程通过拍摄或图片的形式记录下来，实验课上结合图片讲解，使学生能直观感受到实验效果的同时，培养绿色化学理念。此外，对于一些不容易操作的实验过程，也可以使用多媒体教学，给学生比较直观的感受。如：在化学教学法实验中制备O2结束后，教师经常强调应为了防止试管炸裂，应先移开导管，再熄灭酒精灯，但是有些学生并没有直观的印象，对移开导管和熄灭酒精灯的先后顺序总是模糊不清。对于这类无法进行操作的实验如能在多媒体中播放该实验，会使学生记忆深刻，减少实验事故的发生。再如，实验中教师强调水银温度计打破后，如不及时处理，散落的水银会导致慢性中毒。许多学生对慢性中毒这种短时间内没有任何症状的现象并没有给予足够的重视，如能在多媒体中播放一个类似的短片，关于慢性中毒之后的症状、严重后果及医治的过程，这样就可以让学生深刻理解实验过程中缓慢中毒的严重性并对此有所畏惧，在实验过程中如果发现类似情况，一定积极处理，而不是漠视不理。总之，对于实验室中一些无法进行的实验操作都可以采用多媒体教学手段，一方面使学生对这些实验室无法完成的实验有一定的直观印象，另一方面也实现了绿色化实验教学。
3再现错误实验操作，促进实验安全
化学是一门以实验为基础的科学，有一些实验过程，绝对不可以出错，否则将造成无法挽回的后果。在实验教学过程中，教师会反复强调正确的实验过程，并详细说明错误实验操作的后果，而我们知道对于这类错误的操作教师是无法演示的。但有些学生对于教师说的那些错误操作引起的实验恶果并没有直观的感觉，所以应该采用多媒体教学手段演示这些错误操作所带来的后果，如爆炸、喷溅等，从声音和图像方面使学生记住错误操作的严重后果。如在蒸馏实验中，烧瓶中的试剂在加热过程中忘记加沸石而导致的暴沸冲出以及金属钾和钠遇水发生的燃烧和爆炸等实验过程，就可以采用多媒体情景再现错误操作所导致的严重后果。
4结束语
目前，我校的化学实验绿色化教学已经取得了一定的效果，如能在以上三个方面的化学实验过程中引入多媒体教学手段，那一定会对我校化学实验的绿色化起到积极的作用。但是，我们也应该认识到，化学是一门以实验为基础的科学，不能由于多媒体教学手段的优越，而抛弃学生必须亲自动手做的实验。较为合理的做法是在实验过程中辅助使用多媒体，这样对实验绿色化及教学效果方面都有一定的促进作用。