綠色化學課堂教學改革探討

摘要：綠色化學課程作為一門新興課程，對于加強大學生的環境意識，實踐綠色化理念，培養綜合素質人才具有重要作用。本文結合課程教學內容實際情況，對化學相關專業的選修課程”綠色化學”的教學內容和教學方法改革進行了探討，以求在傳授知識的同時，努力提高教學質量和學生素質，實現探究式教學。

關鍵詞：綠色化學；教學內容；教學模式；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0022-02

綠色化學是化學學科的一個新興分支，它以“原子經濟性”為原則，研究如何在生產目標產物的過程中充分利用原料及能源，將反應的效率達到最高，損耗降到最少，從源頭到最終產物的過程中減少廢物的產生，從而對環境的傷害降到最低。從源頭開始的綠色化學，使清潔生產跟上環保主題前進的步伐，有著廣闊的應用前景[1]。綠色化學提出后，立即得到了科學界和各國政府的高度重視。1995年美國設立“總統綠色化學挑戰獎”，其目的是鼓勵和支持那些具有基礎性和創新性并對工業有實用價值的化學新工藝、新方法，以減少資源消耗和防止污染。

隨著綠色化學研究的不斷深入，綠色化學的思想和內容已被引入到化學教學之中，國內外很多設置化學化工專業的高校都為學生開設了“綠色化學”這門課程。1998年“綠色化學”作為一門獨立的新課，在中國科技大學由中科院院士、中國科技大學校長朱清時順利實施[2]。四川大學胡常偉教授已經把“綠色化學”這門課程建設成了國家級精品課[3]。“綠色化學”課程作為一門新興課程，對于加強大學生的環境意識，實踐綠色化理念，培養綜合素質人才具有重要作用。然而“綠色化學”不像其他化學課程那樣有成熟的知識點體系及教學大綱[4]，大部分高等學校都將其設為選修課[5]，也沒有配套的以綠色化學方法應用為目標的實驗課程。因此，綠色化學作為一門課程還未得到廣泛的重視，課程的教學質量及教學效果有待進一步提高。

本文對綠色化學課堂教學方法提出了一些改革思路，并在教學活動中加以實踐和探索。

一、課程內容建設

（一）教材選用

近年來出版了較多的綠色化學著作[2]，其中很多都適合作為綠色化學課程的教材。如《綠色化學化工導論》、《現代綠色化學技術》、《綠色化學原理與應用》等。對化學化工專業的學生，在接受過無機化學、有機化學、物理化學、分析化學等基礎教育后，學習綠色化學專業課。教學內容應涉及綠色化學的專業知識，具有一定的深度，授課應能反應當前綠色工藝和技術的最新發展水平[2]。因此選擇原理、應用并重的“綠色化學原理與應用”作為基本教材。該課程重點介紹綠色化學原理、綠色化學方法及應用、綠色化學品設計方法及應用、綠色化學的發展趨勢等理論性內容。較為適合化學化工專業的學生。

（二）增加教學內容

1.適當增加毒理學內容。綠色化學品設計需要充分了解物質的毒性機理，從而對分子進行結構修飾，直接或間接地減少其毒性。這部分內容在”綠色化學原理與應用”中作了簡單介紹，但不夠詳細，對學生關注的各種毒物的毒性機理未做全面介紹，因此，可以增加毒理學中環境化學物的生物轉動與生物轉化、環境化學物的毒性作用、環境化學物的一般毒性及其評價、環境化學物的安全性和健康危險度評價等作為“綠色化學”的教學內容。這不僅有利于學生應用綠色化學方法使用和設計安全有效的化學品，而且可使學生進一步認識一些有毒有害的化學品，在日常生活及化學實驗中能有意識地規避這些有毒化學品，保護自己的身體健康。

2.增加最新的綠色化學研究成果。綠色化學在飛速地發展，不斷地有新的綠色化學方法、如綠色催化劑、綠色原料、綠色溶劑、綠色化學品及綠色化學化工過程被研究和開發。如美國總統綠色化學挑戰獎每年都會獎勵在研究、開發和應用綠色化學技術方面獲得杰出成就的個人、集體或組織。英國皇家化學會的雜志“Green Chemistry”，刊登了大量的綠色化學領域的最新原創性研究成果和評論性文章。“綠色化學”課程的教學不能局限于教材中介紹的方法和陳舊的例子，而要查閱最新的文獻，給學生介紹最新的綠色化學方法和綠色化學品。同時讓學生自己也參與查詢一些最新的文獻資料，并撰寫科研小論文，實現師生互動，教學相長。

（三）教學內容的深化

“綠色化學”課程作為一門新興課程，不像其他化學課程那樣有成熟的知識點體系。對很多綠色化學方法的介紹還是停留在舉例子的形式，缺乏規律性或機理性的探討。因此，在教學過程中可以在教材內容的基礎上進行一些規律性總結。如在烴類的氧化反應中，可以采用CO作為作為羰基化試劑，從而取代劇毒的氫氰酸、光氣等，并減少反應步驟，提高原子經濟性。

二、教學形式多樣化

“綠色化學”是一門選修課，很多內容都較為淺顯易懂，若簡單地照本宣科，就會顯得枯燥乏味。可以適當減少講授內容，將更多的課時用于課堂討論、學生演講及實踐等環節。

1.播放視頻。在課堂上適當插播一些與知識點相關的視頻，使學生更能直觀地了解和理解相應的知識點，提高課堂生動性。

2.學生講演。將教材中一些簡單易理解的知識點以及一些較新的研究領域作為作業，由學生預習并查閱相關資料，然后由學生自己上臺講，通過講演可以加深其對這些知識點的印象；

3.專題報告。針對社會熱點問題與學生最關注的問題，設計2~3個課題，由學生查閱資料、做專題報告；以小組形式完成，各小組分工合作并進行評比，以此可以培養同學們的團隊精神和解決實際問題的能力。

如針對綠色原料的應用，要求學生做一個關于電池或塑料回收利用的專題，從電池（塑料）的種類、組成，可回收物質、回收方法、廢棄物處理等方面進行調查，并作某種電池（塑料）回收方案的設計。

針對綠色化學品設計或綠色合成路線，布置學生用綠色方法合成一個綠色化學品（如苯甲醛二乙縮醛、亞氨基二琥珀酸），從綠色原料、綠色溶劑、綠色催化劑、綠色能源、綠色合成路線等方面進行查閱資料，設計合成方案。

4.綠色化學實驗。利用課外時間指導學生做一些綠色化學實驗。如綠色化學品苯甲醛二乙縮醛、1，2-二縮乙醇的綠色合成實驗，綠色催化劑納米TiO2的制備，綠色化工強化微反應器的設計和制備，光催化微反應器的制備及應用，以及在微反應器中進行反應條件篩選試驗等，使學生做到很好地理論聯系實際，在實驗中發現和解決問題，對綠色化學的內涵和方法有更直觀、更深刻認識，提高學習興趣，并實現探究性教學。

采用這些不同的教學方式來提高學生的學習興趣，引導學生主動參與、獨立思考，增強對知識點的理解，促使學生探究和應用綠色化學的方法。

此外還可以建設網絡課程，將相應內容掛在網上，讓感興趣的學生可事先了解并自主完成部分課程內容的學習。

三、課程評價方式

由于采用了多種教學方式，包括課堂討論、學生專題報告，還有實驗等，因此，學生的學習成績不能用單一的考試成績來評價，而要充分考慮學生在整個學習過程中的表現，通過考察學生課堂討論的積極程度、學生專題報告的質量、作業的完成質量以及實驗的表現等來綜合考查學生成績。

四、結語

綠色化學課程對于拓寬學生視野、優化學生知識結構、培養學生社會責任感具有重要作用。我們在教學過程中要不斷地加強教學內容的凝練和深化，嘗試新的教學方式，給學生介紹最新的綠色化學方法和內容，以提高學生的學習效果和學習興趣。并通過問卷的形式了解學生對該課程學習的體會和意見，針對所提的意見進行教學方式和教學內容的改進，收到了良好的效果。我們將在今后的教學過程中不斷地完善教學內容和教學方法，從而建立一套完善的綠色化學課程教學體系。

參考文獻：

[1]游圓麗，李超超，黃樹輝.考試周刊，2013，（14）：16-17.

[2]劉蓮云，顏魯婷，戴春愛，張輝.化學教育，2007，（11）：16-19.

[3]顏魯婷，劉蓮云，鄭妍鵬，戴春愛.大學化學，2008，23（1）：21-24，28.

[4]沈玉龍，霍愛新，劉立華，曹文華.化學教育，2011，（10）：52-54.

[5]王勇，左霞，吉琳，周蔭莊.首都師范大學學報（自然科學版），2011，（32）：74-76.

基金項目：本文受杭州師范大學“本科教學創一流工程”項目資助。

作者簡介：葉美英（1977.5—），女，籍貫：浙江義烏，杭州師范大學材料與化學化工學院教師，職稱：副教授，研究方向：分析化學，綠色化學。

endprint