高校綠色化學教學的實踐與創新研究

楊 朕，楊維本

（南京師范大學化學與材料科學學院，江蘇 南京 210023）

高校綠色化學教學的實踐與創新研究

楊 朕，楊維本

（南京師范大學化學與材料科學學院，江蘇 南京 210023）

隨著社會經濟和科學技術不斷發展，環境問題日益凸顯，綠色化學這一議題已成為當今和未來化學發展的必然方向。而綠色化學也在高校化學教育中占據著不可或缺、日益重要的地位。文章簡要介紹綠色化學的科學內涵，辯證分析了綠色化學理念在高校化學教育中的必要性，重點從創新綠色化學的理論教學辦法和將綠色化學理念融入科研實驗和生產實踐兩個方面，探討了高校綠色化學教學如何實踐與創新。

綠色化學；高校教學；實踐；創新

綠色化學又稱“環境無害化學”“環境友好化學”“清潔化學”，其核心內涵是在反應過程和化工生產中，盡量減少或徹底消除使用和產生有害物質。P.T.Anastas和J.C.Waner提出了綠色化學的十二條原則，作為化學合成、生產過程和化合物本身是不是“綠色”的指導方針和標準，而為了更明確地表述綠色化學在資源使用上的要求，人們又提出了減量、重復使用等“5R理論”。無論是綠色化學的定義、核心內涵，還是“十二原則”和“5R理論”，都反映出綠色化學追求的是可持續發展和人與自然和諧相處，并具有明確的科學目標和科學需求。因此，在環境污染日益嚴重和公眾對環境問題日益關心的背景下，綠色化學這一議題無疑是當今和未來化學發展的必然方向，是一種更高層次的化學研究策略和戰略方針。

一、綠色化學理念在高校化學教育中的必要性

何英資等人在2012年將廣西三所高校化學專業的大學生作為調查對象，調查發現，學生對于綠色化學的了解并不深入，有高達66.1%的學生從來沒有聽說過綠色化學“十二原則”和“5R理論”。對于化學專業的大學生來說，僅僅在普通化學課堂中粗略了解涉及綠色化學的相關知識是不夠的，綠色化學知識的獲取，需要開設專門的“綠色化學”課程，在綠色化學的產生和發展，綠色化學的概念、原理、方法、應用等方面，系統、全面、深刻地接受教育。綠色化學其必要性體現在兩個方面：一方面，化學工業是人類文明和社會發展的基石，化學工業的發展為人類生活的改善提供了源源不斷的能源和物質基礎。作為未來化學的研究方向，綠色化學從防止污染與節約資源兩方面來重新審視和改革現有的化學、化工和環保體系，是對傳統化學思維方式的更新和發展，是實現循環經濟和可持續發展的重要科學技術基礎。另一方面，近年來，環境污染事件、化學生產事故多發，人們開始對化學學科、化學工業產生質疑，認為問題產生的根源在于“化學”，化學的聲譽開始下降。面對這種社會現實，不但在化學合成、生產的具體實踐中，要引入綠色化學作為指導和標準，而且要向公眾積極宣傳化學“綠色”的概念。因此，需要對化學專業的大學生進行綠色化學理念的灌輸和熏陶，抓住綠色化學理念教育的牛耳，培養未來的化學研究者、從業者，在其人生的起步階段，培養其綠色化學新理念，從而促使其形成現代人才所必須具備的環境倫理素養，增強環境保護的責任感和使命感。

二、高校綠色化學教學如何實踐與創新

目前，以筆者所在高校為例，綠色化學教育采取的主要方式是“環境與綠色化學”自主發展（選修）課程的理論學習，以及在其他各類實驗課程、化學理論課程、生產實習、科研實驗過程中滲透綠色化學觀念，綠色化學的思想和基本理論能基本教授給化學相關專業學生。作為高校化學教育工作者，需要提高對綠色化學理念的認識，創新“環境與綠色化學”的理論教學辦法，將綠色化學理念融入科研實驗和生產實踐，多方位多角度多手段地開展工作，將綠色化學的理念不斷滲透到高校化學教育中。

1.創新“環境與綠色化學”的理論教學辦法

（1）對教材進行緊密聯系實際、拓寬視野的補充。科技發展日新月異，教材內容在一定時期內有一定的局限性，不能及時地展現當今的科學發展現狀。這就需要教師在授課過程中，適當添加國內外綠色化學方面的理論知識、研究進展和研究成果，以及相應的先進案例，對教材進行準確、完整、及時的補充，緊密聯系實際，拓寬學生視野。1）結合當前的社會熱點，如綠色能源、綠色農藥、綠色裝飾裝修材料、食品安全、藥品安全等，教授綠色化學的理念、應用和前景；通過對當前一些熱點新聞的解讀和分析，比如PX項目、禽畜養殖抗生素問題等，教授綠色化學的原則和重要性。2）結合世界上綠色化學的發展史和近年來國際上最新的科研成果，比如《Green Chemistry》雜志誕生、近幾年美國的“總統綠色化學挑戰獎”以及我國國家科技進步獎中涉及綠色化學的科研成果，向學生介紹綠色化學發展的研究動態，開拓學生視野。

（2）充分調動學生積極性，教學方式靈活多樣。單純的理論講授，可能會使學生在接受綠色化學知識時，覺得枯燥乏味，或難以理解。這就需要教師在課堂上充分調動學生積極性，采取“開放式”的教學模式，激發學生熱情，加強師生互動。1）引導學生進行自主學習。對于一些容易理解，或者貼近生活實際的內容，可以布置學生課前自學。學生通過查閱資料來討論和交流身邊的綠色化學，同時，教師可以設計一些問題讓學生進行分組討論，并選派代表進行陳述，激發學生學習潛力，加深理解和應用。2）增加師生之間的互動。針對一個命題，老師和學生互相提問、質疑，互相探討、論證，互相命題、解讀，培養學生多角度看問題的能力，使學生的思維在互動中激發。同時，要注意運用化學教學中的“實驗”這一手段，在實驗教學中推廣使用微型儀器，節約藥品，減少污染。通過實驗的互動，提高學生興趣和學習熱情。3）考試形式注意靈活多樣。可以讓學生自主選擇綠色化學課程教學內容中的一個部分撰寫調查報告或者課程論文，將其成績作為考核成績的一個重要組成部分，重點考查學生的思考能力和應用能力。考試的試題要減少記憶性的概念型題目，突出綠色化學的理念以及應用，提高開放性試題的分數比重。

2.將綠色化學理念融入科研實驗和生產實踐

首先，要將綠色化學理念與生產生活實際相結合。化學課應該體現向現實生活回歸的一般趨向，化學教師要將課堂與實際緊密結合起來。平時，要求學生關注重大的綠色化學研究成果，例如環境友好的水處理劑、新配方汽油、環境友好納米材料等；在生產實習過程中，講授如何節約原料、處理廢氣廢水，實現經濟、環保的化工生產方法；鼓勵學生采用綠色環保的生活方式，多騎自行車、少用機動車、少用難降解塑料制品、多用綠色電器等。這些都應該在綠色化學的課堂中，以及相關的化學化工生產實習中體現出來。其次，要將綠色化學理念與科研實驗相結合。在研究對象、合成原料、過程方法等方面，需要自始至終貫穿綠色化學的理念和方法。要重點引入“原子經濟性”概念，在通過化學轉換獲取新物質的過程中充分利用每個原子，過程和終端均為零排放或零污染，以實現充分利用資源、減小污染。一方面，可以對化學反應過程設計進行優化，改進實驗方式，提高科研效率，另一方面，可以主動地減少和消除實驗室的化學污染，建立綠色化學實驗室。

三、結束語

隨著社會經濟和科學技術的不斷發展，環境問題日益凸顯，綠色化學是人類可持續發展的重要組成部分，這一議題是當今和未來化學發展的必然方向。綠色化學研究如何利用化學原理，從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染，造福我們的子孫后代。開展綠色化學教育，是高校化學教育工作者的義務和責任，化學教師肩負著創新綠色化學的理論教學辦法、宣傳綠色化學理念的重擔。化學教師要提高對綠色化學理念的認識，對教材進行有益的補充，充分調動學生學習積極性，應用現代化手段進行教學，將綠色化學理念融入科研實驗和生產實踐，多方位多角度多手段地開展工作，實現高校綠色化學教學的積極實踐和給力創新。

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G652

A

1008-3561（2015）22-0022-02

南京師范大學優秀高層次人才科研啟動基金（2014103XGQ0196）資助

楊朕（1987－），男，江蘇徐州人，博士，講師，從事環保型水處理材料研究；楊維本（1971－），男，江蘇沭陽人，博士，教授，博導，從事水污染控制與資源化研究。