高校化學教育

隨著環境污染問題的日趨嚴峻，以降低污染程度為目標的“綠色化學”應運而生。本文針對“綠色化學”在高校化學教育中的應用進行分析，首先對“綠色化學”理念的應用思路進行闡述，其主要包含了四點，分別為追求高效的目標、開放“原子經濟性”、推行無毒無害的溶劑、加強材料的回收與重復利用；其次闡述了“綠色化學”在高校化學教育中的應用意義；再次對“綠色化學”理念在高校化學教育中的應用現狀進行闡述，指出當前存在的問題；最后圍繞問題提出一系列改善措施，即加強高校教師的“綠色化學”意識、加深與化學理論的融合、注重與實驗教學的融合、重視與實踐教學的融合、加強評價，以改善高校化學教育的效果，提高大學生的環保意識。

如今，國內經濟迅猛增長付出了環境破壞的沉重代價，致使氣候變暖、酸性降水和霾污染等生態難題愈發突出。其根本所在，便是民眾在追逐經濟增益的過程中，忽略了對自然環境的保護。因此，“綠色化學”這一概念最早被美國科學家所提出來。“綠色化學”可以把潛在的污染扼殺在萌芽狀態，實現無污染、無排放。我國已經把“綠色化學”列入了可持續發展的戰略規劃，但要想把可持續發展的戰略規劃付諸實施，關鍵還是要靠教育，培養下一代的接班人和建設者具備“綠色化學”的思想，樹立與時俱進的環保觀念，從源頭上消除對環境的污染，只有這樣，可持續發展的偉大目標才能得以實現。化學是一門綜合性大學理工類專業的基礎課，在大學化學教學過程中，要把“綠色化學”思想融入大學化學教學中，增強學生的環境保護意識，并在此基礎上對大學化學教學模式進行改革，以完善大學化學教學制度，從而實現大學化學教育的長遠發展。本文將圍繞大學化學課程中“綠色化學”觀念的實踐路徑、重要意義、實際狀況以及教育方法等多個維度進行闡述。

1 高等學府中化學教育對“綠色化學”概念采納的策略思考

1.1 追求高效的目標

在現有科技與生產基礎的聯系下，將有毒、有害的原料換成無害、無毒的原料，改進生產過程的流程，從而發展出一種“原子經濟”的反應，使原料的利用效率最大化，從而達到工業生產的零污染。高效化的核心理念是最大限度地降低原材料的使用，能夠生產出更多的產品，提高材料的轉化效率就是高效化的應用。我國在規定單位排放污染物的標準時，都是以化工企業的生產作業過程為先決條件，對實際生產作出了明確的排放要求。

1.2 開放“原子經濟性”

所謂的“原子經濟”反應，其實就是一種理想的反應，即通過對一種原料進行原子經濟的反應，以達到無污染的目的。觀察國內化工業的進步態勢，尤其在制取有機化合物的過程里，廣泛實行了強調原子資源高效利用的“原子經濟”類型反應，舉例來說，乙烯和丙烯的合成過程，還包括采用類似原子經濟原則的環氧乙烷制備工藝。

1.3 推行無毒無害的溶劑

在現代化學工業的生產活動中，環境污染不僅僅源自最終產品或原料，還關聯到生產流程中使用的某些物質。比如，進行化學反應時用到的媒介與溶解劑都存在污染的可能性，其中大量溶解劑屬于易揮發的有機化合物，它們在使用環節可能危害水質或者在地表生成臭氧。因此，工業發展迫切需要推進一類既安全又無害的新型溶劑，來替換那些原有的有害溶劑，這是“綠色化學”領域一個關鍵的研究課題。曾經的研究專注于超臨界流體的多個方面，其中尤以對超臨界二氧化碳的關注為最，其因為無毒害、成本低廉以及極低的可燃風險而在化學制造中提升了安全性水平。

1.4 加強材料的回收與重復利用

環保化工原理旨在降低資源耗用，實現資源的最大程度利用，致力于削減工業成本開支，增強物資循環與重復使用效率。以節儉資源為核心宗旨，有助于推動工業公司的組織架構向更完善的方向演變，同時提升其業務流程的高效性。在短期內，各種原料都很難再循環使用，因此，對于有高污染的化學品，企業可以采取循環使用的方法，做好回收工作；就拿普通的電池來說，如果廢棄的電池被隨意地扔到了周圍的環境中，當電池被腐蝕之后，就會對環境造成很大的傷害。在此基礎上，提出了一種全新的、可再生的、可持續發展的新理念。

2 “綠色化學”理念在高校化學教育中應用的意義

2.1 幫助大學生樹立正確的發展觀

“綠色化學”是今后發展的必然方向，而綠色發展將是每個行業所必須面對的課題。中學生對“綠色化學”的認識不夠，對自己應該怎樣為環保作出貢獻也不夠重視。在大學化學教學中引入““綠色化學””，使大學生對地球環境污染的嚴重程度有更深刻的認識，從而提高大學生的環保意識。由于目前地球上的資源十分有限，因此，如何合理利用已有的資源，已是一個十分重要的問題。在對課題進行探索的過程中，教師能夠指導學生樹立起綠色發展的產業觀念，將環保工作放在產業發展的第一位，這不僅是從專業知識方面，也是從綜合素質方面。多種方式能夠助力大學生樹立發展理念，鼓勵他們熱心參與環境保護行動，為守護人類生存之根本——環境，竭盡所能。

2.2 推動化學教育的改革工作

大學教育應該是在不斷關注社會、企業發展的過程中，培養符合時代要求的、具有時代特色的、具有現代意義的人才。伴隨著社會進步，大眾對于生態議題的重視持續升溫，生態友好與環境保護逐漸轉變成社會進步的核心旋律，這也是高等教育課堂亟待深入探討的重點議題。與中等教育相較之下，高等學府更加強調知識的實際運用、結構化體系以及領域深度，在化學學科的教學中融入“綠色化學”的概念不僅可望促成教育方式的革新，其細節包括更新教學觀念、策劃實驗課程、推行實地工作實習等方面。將“綠色化學”的理念貫徹于化學教育的全程，可以在培養學生環境保護觀念的同時，促進他們思維方式的全面發展。把“綠色化學”理念運用于實際，可以讓大學化學專業的教學與時俱進，真正實現教學為實際工作服務。

2.3 創新型人才的培養

“綠色化學”的概念并非只是一句空話，它需要高科技、高新產品。隨著工業化進程的加快，一系列節能降耗、減污的技術與產品進入了一個新的階段。在高等院校的化學專業教育中應當注入“綠色化學”的概念，并充分領會工業界的需求，在科學研究的實踐中深入探尋，并培育學生對于科研成就應用價值的深入理解，同時激發其對科研事業的熱情。舉辦并推動大學生的創意項目，有助于提升學生的創新思維，并增進對專業的歸屬感，從而不斷為國家培育能夠持續推動化學產業創新進步，并具備綠色環保意識的化工領域人才。

2.4 培養辯證統一的良好思想

“先污染后治理”的落后觀念，只能使人與自然之間的和諧關系產生許多問題。“綠色化學”理念以一種全新的方式進行改革，重視源頭，抓住源頭，這樣才能更好地防止化學引起的污染和破壞。從而實現對環境污染的治理。本文提到，綠色化工強調的是倡導和運用“綠色化學”的思想，并不排斥傳統化學技術的全部，相反，它提倡從實際出發，遵循可持續性和唯物主義的原則，把傳統化學技術的精髓與“綠色化學”的理念有機結合，力求減少對人類健康及環境的威脅，這一點構成了“綠色化學”的核心所在。

3 “綠色化學”理念在高校化學教育中的應用現狀

3.1 化學教育過程中對“綠色化學”概念的融合程度尚顯不足

當下，在校園的化學講臺上，教授們意識到了應將環保化學的觀念融合入他們的授課內容中，并且多數教師能夠領會將其付諸實踐的重要性。然而，受制于以考試為核心的教育模式和盲目追求高分的風氣的影響，教師在傳授知識時過度片面，導致“綠色化學”的原則未能在教學活動中得到充分體現和推廣。

3.2 大部分學生對于“綠色化學”的概念以及其實際運用的重視程度不足

高校學生的化學學習僅僅是為了應付考試，因此，他們更多地關注著化學方程式和化學原理的學習，同時也關注著應對考試的技巧。這也造成了他們對于“綠色化學”概念的學習和應用的意識比較薄弱，他們對“綠色化學”概念的認知也大多只停留在化學知識的表面，顯然還沒有達到深刻和全面的認知。

3.3 基于環保化學指導方針的課堂教案設計未能精準施教

經過研究觀察，現階段我國大學中從事化學教育的專業人士普遍欠缺對“綠色化學”領域的認知和了解，同時缺少用于教育的“綠色化學”資料和教學資源。因此，在構建課堂教學內容時，較少涵蓋與“綠色化學”概念緊密結合的部分，顯示出缺乏有意識的策劃與連貫性布局。在教師制定的課程內容中頻繁出現與“綠色化學”概念相關但零散不連貫的元素，并以插入和點綴形式出現，導致學生無法建立起完整和系統的知識框架。

4 大學化學課程推行“綠色化學”原則的教學方略

4.1 高校教師應強化“綠色化學”意識

作為學生學習的楷模，大學化學老師應優先理解并重視“綠色化學”的意義，在化學課程中突出其重要性。他們需要在講授中對缺乏環保觀念的內容進行完善和創新，潛移默化地向學生灌輸生態保護的理念，幫助學生自然地消化和吸收綠色教育。要讓學生確立“綠色化學”的理念是實踐這一教育方法的基本要求。“綠色化學”不僅為化學教育注入了新活力，也是一種基于社會進步需求的發展方向，培養學生對“綠色化學”的肯定態度，讓他們深刻領會“綠色化學”的深層含義。

4.2 加深“綠色化學”理念與化學理論教育的融合

實施“綠色化學”的教育方針，首要前提是讓學生深刻認識到“綠色化學”的含義。高等學府的教學是在學生個人自學之上進一步深化的過程，側重于大學生獨立感悟和思辨，因此，在大學層面的理論教育中教科書扮演著極為關鍵的角色。為了將“綠色化學”的概念整合進高等學府的化學教學當中，除了教師需要增強對“綠色化學”的認知之外，教科書的編纂工作同樣需積極引入“綠色化學”的理念。鑒于大學化學教科書的更新迭代較為頻繁，編者在每次教材的創作過程中，都會緊跟化學學科的最新進展，并將新興的知識點整合入教科書內容之中。所以，要把“綠色化學”思想引入到“綠色化學”的課堂，就必須重視“綠色化學”的教材建設。編輯人員既要關注在化學領域內取得的新成果，也要關注國內外有關“綠色化學”的最新學術文章，及時掌握“綠色化學”的發展動態，并對其進行分析，與生產實踐相結合，設計出一套符合我國國情的“綠色”化學教科書。

4.3 強調實驗教學過程中“綠色化學”思想的整合應用

化學科學融合了理論分析與實踐操作，其課程教育旨在培養學生具備環保意識，明確并掌握環保理念的準確理解，以及認識其核心要素和主要事項。但是，這一理念的實踐最終仍要歸結到實驗教學中去。在實驗教學中，能使學生更加深刻地認識到“綠色化學”的重要性，并能使他們在實踐中認識到“綠色化學”的重要性。在過去的化學實驗教學中，大學化學教師往往只重視理論講解、規范操作，而不重視實驗方案的優化，更是忽略了“綠色化學”的滲透。教師應當注重細節培養，將“綠色化學”概念融入實驗教學的始終，引導學生感受到“綠色化學”的普遍性。例如，在銀納米顆粒合成的操作中，教師能夠創造性地提出使用生物基殼聚糖導生物法這一創新策略來生產銀納米顆粒，并闡述該新穎方法與傳統方法的差異及其優劣，引導學生學習如何對傳統實驗手段進行優化，實現實驗過程的綠色轉型，領會實踐“綠色化學”的途徑。

在化學教學中，教師對學生進行“綠色”教育的最直接和最有效的方法就是通過化學實驗來指導學生實踐“綠色”教育。所以，要使化學“綠色化”思想在高校綜合運用得到更好的發展，就必須加強實驗教學。一是堅持“綠色化學”的新思想，對實驗內容進行進一步的優化。實驗教學的基本目標是提高學生對理論知識的認識，而傳統的實驗教學又會導致實驗設備和試劑的浪費、環境的污染等問題。對實驗內容的優化應遵循經濟、低能耗、多樣化的原則，在保證安全性的前提下，使化學實驗向綠色方向發展。若在產氧實驗中改進實踐項目，使用二氧化錳促進過氧化氫的分解，便可獲取更純凈的氧氣。此舉不但有效避免了加熱可能引發的爆炸風險，也在化學物資的節約使用上有所提升，更深層次地實現了“綠色化學”的應用。二是要根據“綠色化學”的思想，指導學生進行小實驗，并在小實驗的基礎上，改進小實驗的方法。對某些容易造成環境污染的化學實驗，可進行小型實驗。在執行潛在有害的化學研究活動中，我們應當通過進行微型實驗，集中精力完善實驗儀器和減少化合物的使用，致力于最大限度減少氯氣外泄，這既可避免空氣遭受污染，又能確保師生員工的生命健康得到保護。另一個重要方面是積極推廣和實施化學模擬實驗的研究與應用。在教學環節中，教師需要引導學生運用現代信息技術，對化學實驗過程進行仿真模擬操作。這種方式不僅使學生直接體驗到化學反應的流程，而且有助于他們精確把握化學知識，還可以降低實驗成本。這是一項同時滿足安全性和環保準則的實驗方法。教師應激勵學生積極探索使用如矩道中學化學VR3D模擬實驗室、NOBOOK等虛擬實驗教具，進而讓學生真切感受模擬實驗成果的快樂。

4.4 強調將“綠色化學”的理念與實際教學過程相結合

在高等職業技術教育系統中，實踐教學是不可或缺的一環，然而，在過去的教學過程中，人們對其關注不夠，有的學校更是連一門課都沒有設置。實訓是檢驗學生綜合素質的一項重要內容，通常在與本專業相關的實訓基地進行。通過動手操作的課程可以擴展學生的思維范圍，激發他們的創造力，讓學生掌握的知識得到更深入的應用。此外，動手操作的課程還能讓他們直接接觸到實際工作的真實資訊，這樣學生能夠在真實的工作環境中識別出問題，對問題進行探究與處理。這類課程也將為學生們提供充分的知識儲備和實踐經驗，使他們在未來就職時更加自信。將“綠色化學”引入到實踐教學中，有利于培養學生的創造性思維，使他們所獲得的綠色思維得到更多的發展。在某化學工業公司實操期間，導師可依據學生的具體情況，將其分成小組，并依據他們各自負責的區域，搜集相應的信息，發掘數據之中是否存在潛在的改良之處，例如，原料消耗量、廢液廢料的重復使用、有害氣體的排放量，以及熱能的回收等方面。然后對這些方面實施再優化與重新設計，并預估其效益，所有這些改善舉措均屬于綠色化工的范疇。在整個實踐教學流程中，從問題的發現到解決，貫穿著綠色理念，使學生在實操中以綠色視角完成任務，并將理論知識與生產實踐相融合。通過將生態環保的理念融入實操，使之不僅具備更高的社會意義，而且加深學生對此項活動的重視，理解并體會綠色化工在生產領域的實際運用。

此外，陶行知還提出了“生活即教育”“社會即學校”“教育要科學化”“使人具有改變環境的能力”等觀點。我們要根據客觀情況，用科學的方法去研究。并且在這方面，還應包括自然科學和社會科學，并以此為重點，不然就不能向前發展。在此基礎上，以“綠色”為指導，以“生活”為導向，以“生命”為本，進行“生活”的實踐。一方面，教師需指引學生借助日常生活中的用具自制化學實驗器械，開展基本的實驗活動，如運用白醋、小蘇打和清洗劑等物品，對居家常用的潔凈產品如洗滌液等進行小規模的酸堿性化驗探究；另一方面，教師應激勵學生并為他們出謀劃策，利用假期走訪探究現代化的工廠企業，并進行社會化實踐活動，使其親歷并領會國家推行的綠色發展理念，并深入社區進行環保主題的調查研究，以此不斷提升保護環境的自覺性和擔當社會職責的感覺。例如，教師可以引領學生將所掌握的化學知識運用于本地河流的水體質量調查，了解本區域地表水資源的具體情況。對于被污染水體，教師和學生可以共同開展持續觀察和專項研究活動，追溯并發現水體污染的關鍵因素，并思考相應的解決對策。唯有通過對生命的實地調查，學生才能體會到環境保護的重要。

4.5 注重“綠色化學”理念的評價

實驗測試是檢驗化學思維能力的一種方法，但在過去的化學測試中，實驗測試只占很少的一部分，而且測試的標準和結果都是評價的標準；缺乏對“綠色化學”概念的考察。因此，筆者提出建議，應當在實驗課的教學過程中加入設計實驗的部分，目的是評估學生在“綠色化學”實踐技巧上的熟練程度。例如，考慮到苯胺物質的固有有害性質，并且注意到在合成撲熱息痛的傳統方法中對苯胺的使用，我們需要研究如何減少這一化學反應的危害性，而非單一地著眼于更換原料的策略。請在此基礎上，列舉出可替代苯胺的物質，并根據這些物質的性質，設計出一套適合的實驗流程。通過對相似的實驗設計題目進行測試，既能使理論知識得到更好的運用，又能提高學生的“綠色化學”素質，同時也能使學生在未來的科學研究中得到很好的啟迪。

化學科學對人類的日常生活、工業生產及環境保護等領域均有重大且顯著的影響，是一種與各個方面緊密相連的學科。從源頭上對企業的生產活動進行控制，從而降低企業的污染排放，才是最有效的環保措施。所以，我們有必要向下一代傳遞“綠色”的思想。在追求可持續發展的過程中，要把可持續發展作為一個前提，在高校教育中滲透“綠色化學”的理念，對推進化學教學的改革具有積極的意義。對化學教學模式進行改革，有利于培養具有創造性的化學人才。在具體的操作過程中，要注重將“綠色化學”的概念與教學內容相結合，在理論教學、實踐教學和評估的過程中，要將“綠色化學”的觀念滲透到學生的每一個方面，以培養學生的綠色思維，提高學生的社會責任和環境保護意識。

（作者單位：江蘇省張家港市教育技術裝備室）