摘要：低碳环保、绿色和节约理念是当今国际化学科学研究的前沿之一，也是当代大学生素质教育的重要内容之一，在“有机化学”理论课堂教学中，从教学手段、教学内容、教学方式等方面加强低碳环保、绿色节约理念的教育；而在实验教学中，则可以从实验内容、实验方法、实验结果等方面进行低碳环保、绿色节约理念的实践，从而使学生认识到人类与自然和谐相处的重要性。
关键词：有机化学；低碳；环保
作者简介：丁国华（1969-），男，山西大同人，桂林理工大学化学与生物工程学院，副教授；刘峥（1962-），女，江西兴国人，桂林理工大学化学与生物工程学院，教授。（广西 桂林 541004）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）04-0090-02
低碳环保、绿色节约是当今国际化学科学研究的前沿，受到各国的关注和重视。我国有识之士也提出了应该加强绿色化学教育的观点。所以，低碳绿色化学教育是21世纪化学学习与教学的新挑战，同时也是大学生素质教育的一项重要内容。[1]而“有机化学”是理工科高校相关专业的基础课程之一，具有课程内容丰富，授课时间较长，选课学生面大，社会应用性强等特点，广泛渗透到生命科学、材料科学、环境科学、能源科学等诸多学科领域中。[2]“有机化学”教学是学生认识低碳环保绿色化学的基本途径，因此，在课堂教学中渗透低碳绿色化学内容，加强学生的环保绿色意识，具有极其深刻的意义。同时，“有机化学”作为一门实践性很强的课程，必须与有机化学实验相配套，使学生在实验中更直观地认识到低碳环保、绿色节约的必要性，在有机化学实验中尽可能“节约化”、“绿色化”；在药品用量上实现从“大量到中量到少量到微量”的转变；实验仪器半微量或微量化。这不但减少了药品资金投入，降低了废物的排出，也减少了对环境的伤害。理论教学和实验教学相得益彰，将低碳环保、绿色节约理念的教育贯彻到“有机化学”教学的始终，潜移默化地影响学生。
以下是我们在“有机化学”教学和实验过程中，渗透低碳环保、绿色节约理念教育所做的探索与实践，期待与广大同仁共勉。
一、“有机化学”理论教学中低碳环保理念的渗透
“有机化学”课程是在高等院校中进行低碳环保绿色化教育最合适的课程之一。这是由“有机化学”课程本身的特点所决定的，因为这种理念是有机合成化学家最先提出的，其内容与有机化学学科密切相关。
在教学中，我们注意补充和介绍一些具有时代性与低碳环保理念有关的内容，如绿色化学的定义和内涵；低碳生活与地球温室效应的关系。还要以我们身边的例子来说明，如汽油无铅化、洗涤剂无磷化等，使学生认识到环保与自身息息相关，从而认识到环保的重要性。也要扩展一些新开发出的绿色工艺中采用的新试剂和新技术。如烃类的烷基化反应，现行的教材中一般都是介绍氢卤酸、三氯化铝等液体酸催化剂，其会对设备产生严重的腐蚀，对人体产生危害并且污染环境。而开发固体酸烷基化催化剂就可以避免这些缺点，既低碳又环保。也及时介绍一些绿色化学研究取得的新技术、新方法和新途径，如电化学合成技术与方法、微波合成技术与方法、超声波合成技术与方法、光化学合成技术与方法、超临界合成技术与方法、一锅合成技术与方法、固相合成技术与方法等，丰富理论教学，开阔学生绿色环保的视野。
采用多媒体教学手段为低碳环保教育提供了必要条件，改变了一支粉笔满身灰尘的授课形象，这本身就体现了环保的理念。不用粉笔书写板书，可以向学生传递更多的信息，单位时间内授课效率高，也贯穿了绿色节约观念。
“有机化学”有些内容，传统的板书授课，学生理解起来困难，如有机反应机理（即化学键的拆分及重新组合的详细过程）、立体化学中的分子构型、对映异构体现象、反应机理的立体化学等重要内容，都是用语言难以描述清楚、学生理解比较抽象的，而利用多媒体教学手段，可以同时将文字、图像声音等综合起来，有利于学生对所学内容的理解，比单纯的抽象化语言更富有表现力。同时丰富多彩的图片可以更直观、更形象地体现教学内容，提高学生的学习兴趣，更容易取得良好的教学效果。
二、“有机化学”实验教学中低碳环保理念的渗透
“有机化学”作为一门实践性很强的课程，必须与实验课紧密结合，“有机化学”实验在使学生领悟和感受到科学为人类社会创造了文明和财富的同时，也带来了环境的污染。全国众多的大学、中学的化学实验课就犹如一座座微型化工厂，每天都在排放着大量的、种类繁多的废物，污染着环境。[3]由于化学实验所使用的试剂品种多，排出的污染物成分复杂，治理起来更加困难，自然就加重了社会治理的成本，对社会财富也是一种浪费。因此，要从低碳环保、绿色节约的角度重新认识化学实验课程的设置内容。笔者所在的有机化学教研室，一直致力于“有机化学”实验绿色化的探索和实践，尝试在实验教学中提倡低碳环保、绿色节约理念。经过几年的探索，编写出版了《有机化学实验绿色化教程》，该书是桂林理工大学有机化学实验绿色化教学研究成果的结晶，也是桂林理工大学“十一五”规划教材。以下是我们进行绿色化实验的结果总结，供同仁们参考。
1.加大半微量或微量实验的比重，强化低碳环保意识
与常规实验相比，采用半微量或微量实验，试剂用量减少约2/3，相关辅助材料和水电的消耗也相应减少，降低了实验成本，节约了实验经费。同时实验产生的废物量也大为降低，从而减少了对环境的污染。将常规实验与半微量或微量实验进行对比，如试剂用量、实验结果、废物量、水电量、实验成本等指标以挂图的形式时刻提醒学生，在实验的每一个环节都要重视节约和环保，使学生在实验教学中深刻认识到低碳环保的重要意义。
2.改进实验内容和方法，进一步强化低碳环保意识
实验中产生的废物，不允许直接排入下水道，分门别类做好废物回收利用，尽量做到除产品外的零排放。教导学生，保护环境就是要从身边的一点一滴做起。
改进某些实验内容，以期达到节约和环保的目的。
例1：“熔点的测定”基本操作实验，常规使用的加热介质是浓硫酸，属于危险试剂，使用过的硫酸变黑，只能使用一次。同时回收的废硫酸量大，浪费严重。我们改用液体石蜡作为加热介质后，废酸没有了，而且液体石蜡可以重复使用。没有废物排放，既环保又节约。[4]
例2：“蒸馏与分馏”基本实验操作，现行的实验教材，要求使用甲苯和四氯化碳两种试剂，沸点高，毒性大，价格较高，加热时间长，回收量大，对环境和人身都有害。我们用工业酒精和自来水替代后，由于降低了体系的沸点，因而缩短了加热时间，回收的酒精可以重复使用，或作为酒精灯的燃料。工业酒精价格低廉，实验效果好，这一改进，既节约又环保，废物零排放。[4]
例3：“萃取”基本实验操作，一般使用乙醚萃取醋酸水溶液中的醋酸。该方法存在以下的问题：一是乙醚的沸点低，室温下极易挥发和燃烧，安全性差，不适合在人员集中的场所使用；二是乙醚的渗透性很强，操作中容易出现渗液和漏液的现象，造成实验数据的误差较大，而且很容易实验失败；三是乙醚做萃取剂，使用量大，成本高，易污染环境。我们改用水为萃取剂，从醋酸与乙酸乙酯的混合溶液中萃取醋酸，实验中使用的乙酸乙酯毒性低、污染小，实验时分层速度快，现象明显，容易操作。萃取后的乙酸乙酯使用碳酸钠溶液洗涤后可以回收再利用。[4]
例4：“环己烯的制备”实验，目前国内有机化学实验教材要求采用浓硫酸或浓磷酸做脱水剂，存在以下问题：一是收率不高，浓硫酸腐蚀性强，炭化严重，操作不方便。而浓磷酸虽较浓硫酸好，但价格较高。二是副产物多，浓硫酸容易生成炭渣和有毒气体二氧化硫，残渣和残液对环境污染大。我们在实验中改用六水合三氯化铁做脱水剂，避免使用浓硫酸或浓磷酸对环境造成的污染，而且产率提高了；催化剂经过回收，处理后可重复使用。[4]
例5：“甲基橙制备”实验，现行高等院校有机化学实验教材中，是由对氨基苯磺酸、亚硝酸钠和盐酸，经低温（0～5℃）重氮化反应生成重氮盐，再与N，N-二甲基苯胺偶合而成，而且制备过程中需要冰盐浴保持低温，实验时间长，反应条件不易控制。我们采用“一锅法”常温下合成甲基橙，不仅降低了试剂的耗损，而且条件容易控制，操作简单，收率高，实验时间也缩短了。[4]
三、低碳环保和绿色节约教育是学生素质的主要内容
构建和谐社会将是我国长期的、不懈奋斗的目标。加强环境治理和保护，促进人与自然和谐共处，是其中一项重要的内容。为此要以解决危害人民健康和影响可持续发展的环境问题为重点，加快建设资源节约型、环境友好型社会。“有机化学”的教学目标，说到底是科学素质教育。将低碳环保、绿色节约理念的教育贯彻到“有机化学”教学的全过程之中，是时代对大学生的要求。培养他们低碳环保和绿色节约意识是人文素质的重要内容，同时又是其他素质的综合体现，是当代大学生综合素质的集中反映。要成为全面发展并具备较高的综合素质的大学生，就必须自觉接受低碳环保、绿色节约化教育。
21世纪是人类与环境友好相处的世纪，可持续发展成为人类社会发展的主题。时代呼唤高等院校担当起培养具有环境保护意识和可持续发展意识的人才的任务，也是化学教育工作者需要面对的问题。我们要在“有机化学”教学活动中有意识地贯彻低碳环保、绿色节约的理念，使这些理念在学生心中生根发芽，成为他们人文素质的一部分。
参考文献：
[1]宿辉,张永忠,邵铁华.有机化学教学中绿色化学教育的渗透[J].中国农业教育,2004,(3).
[2]谢兵.谈有机化学教学改革的实践[J].广西轻工业,2006,(5)．
[3]张淑华,刘峥.有机化学实验绿色化的探索与实践[J].广西教育,
2006,(31).
[4]刘峥,丁国华,杨世军.有机化学实验绿色化教程[M].北京:冶金工业出版社,2010.
（责任编辑：刘辉）