苗芳芳 滑静 郑燕英 赵筱萌

摘要：为提升本科生的培养质量，针对分析化学及实验教学特点，进行分析化学实验教学模式创新。同时，根据分析化学实验教学内容，有效结合实践创新、依托绿色环保教学模式进行分析化学实验教学改革，是开展科研创新、为学生奠定科研基础的良好途径和有效措施。应针对本科分析化学实验教学内容存在的不足之处，开展实验摸索和教学改革。改革以紧密结合学生、学校和专业特点为主要特征，对现有的分析化学实验教学内容、教学方法等相关方面进行改革实践，建立经济、环保、开放式的新型实验教学模式，为培养创新型科技人才奠定基础。

关键词：绿色化;经济环保;分析化学实验教学;创新模式

分析化学是一门以实践为基础的学科，定性与定量分析在教学中占据重要地位。分析化学实验教学内容主要包括分析化学实验基础知识、分析化学实验基本操作、分析化学实验仪器。分析化学实验教学结合分析化学理论知识，遵循打好基础、与时俱进、拓宽知识面、加强学生实践操作能力的原则，帮助学生掌握基本的实验技能，掌握分析仪器的使用原理及操作规范，培养学生的实践能力，树立严谨的实验态度。

农林院校的分析化学实验教学作为农业应用课程的技术手段，在农业专业应用较多。作为基础学科，分析化学实验占有重要地位。在农药残留及土壤分析中，分析化学作为桥梁，有着不可替代的作用。然而，在物质分析实验过程中，不可避免地产生或使用有毒、有害的化学物质。如果这些实验的产物及遗留物不能得到合理处置，会直接污染周围环境，甚至危害人体健康。因此，避免照本宣科，基于真实的实验条件，进行实验的环保化建设，实现实验药品的节约经济最优化，减少环境污染迫在眉睫。要想实现分析化学实验教学的绿色化建设，首先，可以实现实验的经济化，比如可以减少毒性较大的化学试剂的使用量，在不影响实验效果的前提下，调整为微型实验;其次，缩短实验时间，减小水电的损耗;最后，通过预处理降低实验失败率，节约药品，减小环境污染。

1 高校分析化学实验教学现状分析

1.1 实验内容

随着国家教育教学改革的力度不断加大，分析化学实验虽然在教学内容上发生了调整和变化，但是作为化学教学体系的重要模块，定性和定量分析依然占据重要地位。通过平行多组实验，学生可以实现对元素、酸碱等性质的实验摸索和验证，同时培养学生定量分析的实践能力。分析化学实验需要用到化学试剂、仪器设备等，在实验教学过程中，需要使用刻度精确的仪器进行称量，减小实验误差、药品浪费和环境污染。因此，实验教学内容精细化，降低实验风险，在实验环节必不可少。由于化学实验的平行实验消耗量大，且学生初次实验时尚未树立规范使用实验药品及实验操作的意识、对实验条件及用量的把握不到位，会造成药品浪费、加大污染物排放量。根据以上分析，设计合适的实验方案，尤其注重操作过程的规范性，显得尤为重要。如何从源头帮助学生树立经济环保意识、熟悉化学实验流程，既让学生学有所获，又可以实现规范操作和环境保护，是当前迫切需要解决的问题。

1.2 绿色经济环保模式的必要性

绿色化学是减少或消除危险物质的使用和化学产物的设计。绿色化学涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛[1]。绿色化学倡导用化学的技术和方法减少或停止使用对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等，是一门从源头上阻止环境污染的新兴学科，研究工作主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的经济化、环保化开展[2]。经济环保技术经常采用“原子经济”反应，实现反应的绿色化，即原料分子中的每一个原子都转化成产品，不产生任何废物和副产物。当前，环境污染日益严重，污染工业正在转型，农药、化肥的过度使用及工业生产三废的排放，将会加剧区域环境污染。农林院校依托学科性质，为我国农业发展不断输送人才，且部分人才直接到农业生产一线，进行专业指导和专业化农业发展。人才经济环保意识的强弱将直接体现在农业环境中，关系到农业经济能否环保、健康、稳固发展。因此，在分析化学实验教学中不断渗透经济绿色化教育理念，有助于强化学生的环保节约意识，帮助学生树立科学的经济价值观。作为化学教育教学工作者，环保意识的培养不仅要凌驾于课题之上，更重要的是渗透在学生日常生活中和思想政治教育中。经济绿色化教育意识的培养是当前素质教育的重要内容之一。

1.3 分析化学实验教学改革

微型化学实验凭借药品用量少、废弃物排放量低、污染小等优点，近几年发展快速，被各大高校应用于实验教学中。推行微型实验，可以大大缩减试剂用量，同时可以改善实验室环境，减少环境污染。例如在分析化学定量分析实验中，酸碱滴定多采用常规滴定管（25 mL）及锥形瓶（250 mL）進行滴定实验。实行微型实验后，可将其替换为10 mL的滴定管，在不影响实验效果的前提下，实验结果的平行性也很好。因此，微型实验的设计和推行大大节约了仪器和试剂的使用量，同时降低了环境污染的概率，且有助于培养学生的节约环保意识。

2 “实绿色化”教学模式的建立

2.1 建立分析化学实验环保模式

根据实验教学的要求及实验教学内容，设计合理的实验教学方案，加强分析化学实验准备精细化、环保化，避免药品浪费及环境污染。分析化学实验内容覆盖面较广，且不同类型实验的终产物不同，废液、废渣也有所区别[3]。因此，在实验内容的选择上，为匹配不同的反应类型，应尽量选择对环境污染较小的反应物和生成物。分析化学实验作为基础学科，不同专业学生对实验的掌握能力不同。因此，合理设置实验内容，可以使上一个实验的生成物成为下一个实验的反应物，化学样品溶液也可以用作下一个学生的实验原料，实现循环利用，减少实验废液对环境的污染，降低实验成本。对于微型实验的设置，可以将常规试剂用量减少1/5～1/3，验证发现，实验结果依然符合常规分析的准确度要求，既节约了实验经费和时间，又提高了学生的操作能力，在分析化学实验室绿色化建设中逐渐得到推广应用。

2.2 建立分析化学实验经济模式

建立分析化学实验经济模式的总体目标是消除化学实验室的环境污染，培养学生的环保意识，实现资源的经济节约，减少不必要的损耗，是实现环境保护的可靠途径。然而，实验过程中产生的环境污染物的再利用问题并没有引起教育工作者和相关部门的足够重视。大多数实验室仍将废液、废渣直接排放到地下水中，没有进行排放前的处理，对环境造成严重的负面影响。因此，任课教师在实验开展过程中，应严加指导，培养学生的绿色化学思想，增强学生的环保節约意识，逐步实现分析化学实验的经济模式。以课题研究“碘量法测铜”为例，探索实验条件，找到药品试剂最优使用比，推行“实”经济型分析化学实验，优点是试剂用量少、微量排放、减少污染。在保证实验教学效果的前提下，推行经济化实验，既能减少原料的消耗，又有助于优化分析化学实验教学仪器和试剂的使用量。

2.3 优化实验教学模式

除了传统的验证性实验，分析化学中还可适当开设一些探究设计型实验，鼓励学生以“绿色化学”为设计理念，注重试剂、反应过程、产出结果、废液废渣的绿色环保化、科学设计，更好地培养学生的绿色化学意识。同时，优化化学实验教材，合理安排实验顺序，通过调整实验教学计划及教学内容，安排不同专业学生完成分析化学实验项目，实现试剂的回收利用。

3 教学案例在分析化学实验中的实践意义

以“碘量法测铜”为例，考察实验所需药品中的氟化钠、碘化钠及温度对实验结果的影响。根据课本中的实验步骤操作，获取相应的结果，记录实验药品的配比、用量及时间。改变实验温度，获取相应的结果，记录实验药品的配比、用量、时间及温度。对比结果，分析影响实验结果的单一因素。本研究经过多次实验条件摸索及实践总结，得出结论：温度对实验结果的影响较大，且分子动力学测试表明该实验反应速率受温度影响明显。在实验中，铜作为重金属元素，过量使用会对水体及土壤造成污染，间接影响人体健康及环境保护。其中，氟化钠作为掩蔽剂，本身也是有毒的物质，人体长时间呼吸、皮肤接触会遭到很大伤害。碘化钠药品价格昂贵，过量使用不仅危害环境及人体健康，且在实验经济效益配比方面影响重大。因此，该项目的研究和实践探索从实避虚，可以真实有效地弥补目前分析化学中某些实验的缺陷，树立减小实验室污染和保护环境的新理念。在开展实验教学时，指导老师要不断更新教学思想、改革实验内容，不断探索、实践，树立经济环保意识，逐步实现分析化学实验的“实”绿色化。

4 结语

通过课题研究，以建立分析化学实验经济环保体系为前提，以优化实验内容为基础，以“实”操作探究为抓手，以改革分析化学实验探究为目标，实现实验经济化、环保化，优化分析化学实验教材，切实弥补某些实验的缺陷和不足。

（1）以“碘量法测铜”为项目探究对象，摸索发现温度对实验整体效果的影响显著。

（2）温度、实验药品的用量及配比直接影响实验的经济环保最优化，为本研究提供数据支持和研究依据。

（3）将课本与实践相结合，完善分析化学实验教学内容的不足和缺陷。该研究综合考察实验教学内容，培养了学生的质疑精神、严谨的科学态度和创新思维，为学生今后开展科学研究奠定了基础。

[参考文献]

[1]赵维秋，孙小媛.化学实验绿色化的研究[J].中国西部科技，2008（21）：69-70.

[2]苗芳芳，罗蒨，郑燕英，等.以学生创新模式为背景下的分析化学实验教学模式探索[J].化工设计通讯，2021（1）：113-114.

[3]张学东，张宜欣，刘永红.化学分析实验室绿色环保化建设探讨[J].实验技术与管理，2012（3）：357-359.