高校綠色化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐與創(chuàng)新研究

楊 朕，楊維本

（南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210023）

高校綠色化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐與創(chuàng)新研究

楊 朕，楊維本

（南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210023）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，綠色化學(xué)這一議題已成為當(dāng)今和未來(lái)化學(xué)發(fā)展的必然方向。而綠色化學(xué)也在高?；瘜W(xué)教育中占據(jù)著不可或缺、日益重要的地位。文章簡(jiǎn)要介紹綠色化學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵，辯證分析了綠色化學(xué)理念在高?；瘜W(xué)教育中的必要性，重點(diǎn)從創(chuàng)新綠色化學(xué)的理論教學(xué)辦法和將綠色化學(xué)理念融入科研實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐兩個(gè)方面，探討了高校綠色化學(xué)教學(xué)如何實(shí)踐與創(chuàng)新。

綠色化學(xué)；高校教學(xué)；實(shí)踐；創(chuàng)新

綠色化學(xué)又稱(chēng)“環(huán)境無(wú)害化學(xué)”“環(huán)境友好化學(xué)”“清潔化學(xué)”，其核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過(guò)程和化工生產(chǎn)中，盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)。P.T.Anastas和J.C.Waner提出了綠色化學(xué)的十二條原則，作為化學(xué)合成、生產(chǎn)過(guò)程和化合物本身是不是“綠色”的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)，而為了更明確地表述綠色化學(xué)在資源使用上的要求，人們又提出了減量、重復(fù)使用等“5R理論”。無(wú)論是綠色化學(xué)的定義、核心內(nèi)涵，還是“十二原則”和“5R理論”，都反映出綠色化學(xué)追求的是可持續(xù)發(fā)展和人與自然和諧相處，并具有明確的科學(xué)目標(biāo)和科學(xué)需求。因此，在環(huán)境污染日益嚴(yán)重和公眾對(duì)環(huán)境問(wèn)題日益關(guān)心的背景下，綠色化學(xué)這一議題無(wú)疑是當(dāng)今和未來(lái)化學(xué)發(fā)展的必然方向，是一種更高層次的化學(xué)研究策略和戰(zhàn)略方針。

一、綠色化學(xué)理念在高?；瘜W(xué)教育中的必要性

何英資等人在2012年將廣西三所高校化學(xué)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生作為調(diào)查對(duì)象，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于綠色化學(xué)的了解并不深入，有高達(dá)66.1%的學(xué)生從來(lái)沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)綠色化學(xué)“十二原則”和“5R理論”。對(duì)于化學(xué)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，僅僅在普通化學(xué)課堂中粗略了解涉及綠色化學(xué)的相關(guān)知識(shí)是不夠的，綠色化學(xué)知識(shí)的獲取，需要開(kāi)設(shè)專(zhuān)門(mén)的“綠色化學(xué)”課程，在綠色化學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展，綠色化學(xué)的概念、原理、方法、應(yīng)用等方面，系統(tǒng)、全面、深刻地接受教育。綠色化學(xué)其必要性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，化學(xué)工業(yè)是人類(lèi)文明和社會(huì)發(fā)展的基石，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展為人類(lèi)生活的改善提供了源源不斷的能源和物質(zhì)基礎(chǔ)。作為未來(lái)化學(xué)的研究方向，綠色化學(xué)從防止污染與節(jié)約資源兩方面來(lái)重新審視和改革現(xiàn)有的化學(xué)、化工和環(huán)保體系，是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的更新和發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的重要科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。另一方面，近年來(lái)，環(huán)境污染事件、化學(xué)生產(chǎn)事故多發(fā)，人們開(kāi)始對(duì)化學(xué)學(xué)科、化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生質(zhì)疑，認(rèn)為問(wèn)題產(chǎn)生的根源在于“化學(xué)”，化學(xué)的聲譽(yù)開(kāi)始下降。面對(duì)這種社會(huì)現(xiàn)實(shí)，不但在化學(xué)合成、生產(chǎn)的具體實(shí)踐中，要引入綠色化學(xué)作為指導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)，而且要向公眾積極宣傳化學(xué)“綠色”的概念。因此，需要對(duì)化學(xué)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)理念的灌輸和熏陶，抓住綠色化學(xué)理念教育的牛耳，培養(yǎng)未來(lái)的化學(xué)研究者、從業(yè)者，在其人生的起步階段，培養(yǎng)其綠色化學(xué)新理念，從而促使其形成現(xiàn)代人才所必須具備的環(huán)境倫理素養(yǎng)，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的責(zé)任感和使命感。

二、高校綠色化學(xué)教學(xué)如何實(shí)踐與創(chuàng)新

目前，以筆者所在高校為例，綠色化學(xué)教育采取的主要方式是“環(huán)境與綠色化學(xué)”自主發(fā)展（選修）課程的理論學(xué)習(xí)，以及在其他各類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程、化學(xué)理論課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、科研實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滲透綠色化學(xué)觀念，綠色化學(xué)的思想和基本理論能基本教授給化學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生。作為高?；瘜W(xué)教育工作者，需要提高對(duì)綠色化學(xué)理念的認(rèn)識(shí)，創(chuàng)新“環(huán)境與綠色化學(xué)”的理論教學(xué)辦法，將綠色化學(xué)理念融入科研實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐，多方位多角度多手段地開(kāi)展工作，將綠色化學(xué)的理念不斷滲透到高?；瘜W(xué)教育中。

1.創(chuàng)新“環(huán)境與綠色化學(xué)”的理論教學(xué)辦法

（1）對(duì)教材進(jìn)行緊密聯(lián)系實(shí)際、拓寬視野的補(bǔ)充?？萍及l(fā)展日新月異，教材內(nèi)容在一定時(shí)期內(nèi)有一定的局限性，不能及時(shí)地展現(xiàn)當(dāng)今的科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀。這就需要教師在授課過(guò)程中，適當(dāng)添加國(guó)內(nèi)外綠色化學(xué)方面的理論知識(shí)、研究進(jìn)展和研究成果，以及相應(yīng)的先進(jìn)案例，對(duì)教材進(jìn)行準(zhǔn)確、完整、及時(shí)的補(bǔ)充，緊密聯(lián)系實(shí)際，拓寬學(xué)生視野。1）結(jié)合當(dāng)前的社會(huì)熱點(diǎn)，如綠色能源、綠色農(nóng)藥、綠色裝飾裝修材料、食品安全、藥品安全等，教授綠色化學(xué)的理念、應(yīng)用和前景；通過(guò)對(duì)當(dāng)前一些熱點(diǎn)新聞的解讀和分析，比如PX項(xiàng)目、禽畜養(yǎng)殖抗生素問(wèn)題等，教授綠色化學(xué)的原則和重要性。2）結(jié)合世界上綠色化學(xué)的發(fā)展史和近年來(lái)國(guó)際上最新的科研成果，比如《Green Chemistry》雜志誕生、近幾年美國(guó)的“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”以及我國(guó)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)中涉及綠色化學(xué)的科研成果，向?qū)W生介紹綠色化學(xué)發(fā)展的研究動(dòng)態(tài)，開(kāi)拓學(xué)生視野。

（2）充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，教學(xué)方式靈活多樣。單純的理論講授，可能會(huì)使學(xué)生在接受綠色化學(xué)知識(shí)時(shí)，覺(jué)得枯燥乏味，或難以理解。這就需要教師在課堂上充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，采取“開(kāi)放式”的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生熱情，加強(qiáng)師生互動(dòng)。1）引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。對(duì)于一些容易理解，或者貼近生活實(shí)際的內(nèi)容，可以布置學(xué)生課前自學(xué)。學(xué)生通過(guò)查閱資料來(lái)討論和交流身邊的綠色化學(xué)，同時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)一些問(wèn)題讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，并選派代表進(jìn)行陳述，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛力，加深理解和應(yīng)用。2）增加師生之間的互動(dòng)。針對(duì)一個(gè)命題，老師和學(xué)生互相提問(wèn)、質(zhì)疑，互相探討、論證，互相命題、解讀，培養(yǎng)學(xué)生多角度看問(wèn)題的能力，使學(xué)生的思維在互動(dòng)中激發(fā)。同時(shí)，要注意運(yùn)用化學(xué)教學(xué)中的“實(shí)驗(yàn)”這一手段，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推廣使用微型儀器，節(jié)約藥品，減少污染。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的互動(dòng)，提高學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)熱情。3）考試形式注意靈活多樣?？梢宰寣W(xué)生自主選擇綠色化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容中的一個(gè)部分撰寫(xiě)調(diào)查報(bào)告或者課程論文，將其成績(jī)作為考核成績(jī)的一個(gè)重要組成部分，重點(diǎn)考查學(xué)生的思考能力和應(yīng)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(xué)的理念以及應(yīng)用，提高開(kāi)放性試題的分?jǐn)?shù)比重。

2.將綠色化學(xué)理念融入科研實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐

首先，要將綠色化學(xué)理念與生產(chǎn)生活實(shí)際相結(jié)合?；瘜W(xué)課應(yīng)該體現(xiàn)向現(xiàn)實(shí)生活回歸的一般趨向，化學(xué)教師要將課堂與實(shí)際緊密結(jié)合起來(lái)。平時(shí)，要求學(xué)生關(guān)注重大的綠色化學(xué)研究成果，例如環(huán)境友好的水處理劑、新配方汽油、環(huán)境友好納米材料等；在生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中，講授如何節(jié)約原料、處理廢氣廢水，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的化工生產(chǎn)方法；鼓勵(lì)學(xué)生采用綠色環(huán)保的生活方式，多騎自行車(chē)、少用機(jī)動(dòng)車(chē)、少用難降解塑料制品、多用綠色電器等。這些都應(yīng)該在綠色化學(xué)的課堂中，以及相關(guān)的化學(xué)化工生產(chǎn)實(shí)習(xí)中體現(xiàn)出來(lái)。其次，要將綠色化學(xué)理念與科研實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。在研究對(duì)象、合成原料、過(guò)程方法等方面，需要自始至終貫穿綠色化學(xué)的理念和方法。要重點(diǎn)引入“原子經(jīng)濟(jì)性”概念，在通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)換獲取新物質(zhì)的過(guò)程中充分利用每個(gè)原子，過(guò)程和終端均為零排放或零污染，以實(shí)現(xiàn)充分利用資源、減小污染。一方面，可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方式，提高科研效率，另一方面，可以主動(dòng)地減少和消除實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)污染，建立綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，綠色化學(xué)是人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，這一議題是當(dāng)今和未來(lái)化學(xué)發(fā)展的必然方向。綠色化學(xué)研究如何利用化學(xué)原理，從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，造福我們的子孫后代。開(kāi)展綠色化學(xué)教育，是高?；瘜W(xué)教育工作者的義務(wù)和責(zé)任，化學(xué)教師肩負(fù)著創(chuàng)新綠色化學(xué)的理論教學(xué)辦法、宣傳綠色化學(xué)理念的重?fù)?dān)?；瘜W(xué)教師要提高對(duì)綠色化學(xué)理念的認(rèn)識(shí)，對(duì)教材進(jìn)行有益的補(bǔ)充，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，應(yīng)用現(xiàn)代化手段進(jìn)行教學(xué)，將綠色化學(xué)理念融入科研實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐，多方位多角度多手段地開(kāi)展工作，實(shí)現(xiàn)高校綠色化學(xué)教學(xué)的積極實(shí)踐和給力創(chuàng)新。

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G652

A

1008-3561（2015）22-0022-02

南京師范大學(xué)優(yōu)秀高層次人才科研啟動(dòng)基金（2014103XGQ0196）資助

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