綠色化學課程思政教學模式探索與實踐

葉美英

杭州師范大學材料與化學化工學院，杭州 311121

育人之本，在于立德鑄魂。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議和十九大報告中都對高校的思想政治教育做出了重要指示。指出做好高校思想政治工作，要因事而化、因時而進、因勢而新。要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，其他各門課都要使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。這為高校各基礎及專業課教師的教學改革指明了方向，將思想政治教育、正確的價值觀浸潤到每一門課，每一堂課中，提升思想政治教育的親和力和針對性，培養“有理想、有本領、有擔當”的人才。

黨的十八大將生態文明建設納入中國特色社會主義“五位一體”總體布局和“四個全面”戰略布局，推動中國走綠色發展道路。“綠水青山就是金山銀山”這一科學論斷正是樹立生態文明觀、引領中國走向綠色發展之路的理論之基[1]。從源頭開始減少廢物產生的綠色化學、清潔生產，在化學工業生產的各個階段都嚴格遵循以環境保護為前提的原則，則是在新文明觀引領下的經濟方式與科技范式應該打開的方式。推進綠色發展首要解決的是人才需求數量不斷擴充和人才需求質量不斷提高這一關鍵問題。綠色化學人才的培養，對促進綠色化學化工的發展，進而推動可持續綠色發展起到了極大的作用。對綠色化學人才的培養，不僅僅要培養他們擁有扎實的專業知識和實踐能力，更要讓他們樹立深刻的生態文明觀和正確的價值觀，將實現當代人民和子孫后代的福利作為自身的責任，成為“有理想、有本領、有擔當”的人才。

1 教學現狀

當前，國內外很多高校都為學生開設了專門的綠色化學課程，介紹綠色化學的原理、方法和應用等情況[2-4]。最初的類似于綠色化學的課程是基于可持續發展理念發展起來的，早在1992年就已出現“化學和可持續發展”（Chemistry and Sustainability（C&S））的類似課程[5]。美國Scranton大學、澳大利亞的Monash大學都早在2000年就開設了綠色化學課程。美國Massachusetts大學在2001年開始設立綠色化學博士學位[6]。在我國，“綠色化學”作為一門獨立的新課于1998年在中國科學技術大學順利實施，四川大學也從2002年就開設了綠色化學課程，并建設成了國家級精品課程[7]。國外的綠色化學常與可持續發展理念相融合，發展出了綠色可持續發展化學教育課程（GSCE）[8]。他們認為GSCE可以為化學工業或決策者培養富有責任感的公民，并將可持續發展理念和生活方式傳遞給公眾。我國的綠色化學課程大部分也致力于幫助學生深刻理解綠色化學的涵義、目標、特點和內容，轉變學生傳統的化學觀念，認識到綠色化學在可持續發展中的重要作用，通過系統的綠色化學知識的學習，在綠色化學的基本原則的指導下，將來能用綠色化學的思維方式來指導生產實踐，解決生產實際中帶來的污染問題[9]。然而，當前大學中開設的各類綠色化學課程的教學大部分以講授各種綠色技術與方法為主，學生對綠色化學課程的學習態度缺乏動力和激情，只注重于理論學習，并未將綠色化學知識與當前的祖國建設聯系起來。

因此，在綠色化學課程中實施思政教學，對提高學生的社會責任感，積極地將自己融入當前的生態文明建設洪流中，提高學生將理論應用于實際的綠色產品生產的能力都有重要的意義。

2 綠色化學概論教學內容的課程思政元素

綠色化學課程作為一門新興課程，不是一門獨立的學科，它是一種戰略方針、一種指導思想、一種研究政策。在我國生態文明建設的大背景下，綠色化學課程無論在促進樹立生態文明觀方面還是走綠色發展之路方面都應該能夠發揮出更好的作用。經過兩年的課程建設，我校的綠色化學概論課程每年吸引了100多人上課，教育受眾廣泛。綠色化學課程蘊含豐富的思政元素，在所選用的教材《綠色化學原理與應用》[10]中，每一章內容都有融入思政教育的切入點。

2.1 樹立可持續發展的消費觀和價值觀

緒論中主要介紹了人類當前面臨的嚴重的環境污染問題和資源枯竭問題，由此引出全球的可持續發展戰略。在此大背景下，化學該怎么辦？環境和資源問題與每個人都息息相關，每個人如果過度消費都會對環境和資源造成破壞，但是如果每個人都學會尊重自然、保護自然，盡量節約資源，秉持可持續發展的思想，就能對環境保護做出很大貢獻。因此在本章的講解過程中，通過播放圖片和視頻等方式，向學生展示環境破壞的惡果，并展示我國十八大以來生態文明建設的成果和一些政策法規，如太湖沿岸生態環境的變遷，實施垃圾分類前后垃圾填埋處理量的變化及垃圾分類回收的情況，讓學生感受到可持續綠色發展才是我國建設社會主義現代化的必然之路，每個人都應轉變消費觀念，提倡節約、環保、循環利用的生產和消費方式，建立起新的道德和價值標準。而對于我們化學相關專業的學生，如何才能在生態文明建設中更好地體現自己的人生價值？通過認真學習綠色化學的基本原理和方法，掌握更多設計和制造綠色化學品的方法和技術，改變傳統化學品對環境和人類造成巨大危害的狀況，用更加綠色安全的產品來推動社會文明的發展進步。

2.2 腳踏實地地學習和工作

第二章主要介紹了綠色化學的內涵、綠色化學與環境保護的差異、綠色化學的評價指標——原子經濟性和綠色化學的任務等內容。綠色化學的目標是化學過程不產生污染，是從源頭上、根本上減少或消除污染的化學。這個目標追求的是完美，但也應該明白，實現這個目標不是一蹴而就的，而是需要逐步優化化學反應的每一個因素，一步步地實現完全的綠色化。這也告訴學生們，任何事物并不會像想象的那么簡單。我們要做的是堅定信念，牢記綠色化學的原則和任務，哪怕一次只能實現一小部分的綠色化，也能在數十次乃至數千次的綠色化改進中最終實現完美的綠色化。就如硝基苯合成對苯二胺，其原子利用率也是通過對催化劑的多次優化才達到最佳值。基于這個例子，引申到我國的生態文明建設、脫貧攻堅戰也是經歷了很多的波折，然而全國眾多黨員干部勇擔重任、迎難而上，克服了一個又一個困難，最終使我國走上健康的綠色發展之路，基本實現了小康社會。而學生只有腳踏實地地學習和工作，才能實現自己的人生目標，并在祖國建設中實現更高的人生價值。

2.3 掌握更完備的知識體系

第三章主要內容是毒理學分析及相關分子設計，利用構效關系設計安全化學品。這里涉及的化學品的毒性和毒理學基礎以及構效關系都是傳統的化學專業課程體系未涉及的內容。因此學生在這方面的知識基礎較為薄弱，學習也缺乏興趣。為了讓學生意識到這些內容對綠色化學的重要性，并讓他們具有更完備的綠色化學知識體系，筆者通過查閱資料，在授課內容中增加了毒理學知識，如一些常見化學品的毒性、產生毒性的機理和影響毒性的因素，以及某些化學品結構特征與生物效能之間的關系。某些內容以新聞視頻的形式展示給學生，以增加學生的學習興趣和效果。

又如在向學生介紹細胞色素P450的性質和功能時，通過查閱文獻讓學生了解細胞色素P450酶具有獨特的物理、化學、生物性質，因此在藥物代謝、激活、毒性降解等方面具有至關重要的意義。不僅可以代謝多種脂肪酸、芳香烴、殺蟲劑、除草劑、致癌物等有毒化學品，還具有很強的催化能力和催化化學反應的多樣性，以及立體和氧化位點的高度選擇性而應用于有機合成、藥物合成以及合成生物學領域。因此有學者建議化學、生物學、醫學、環境學等相關專業的學生和研究者都有必要學習細胞色素P450的相關知識，以便利用其不同的特性避免所設計的化學品產生代謝毒性，而是通過生物催化與合成化學融合造福人類。

2.4 以更強的社會責任感去設計和使用更綠色的原料和產品

第四章主要內容是設計可生物降解的化學品和對水生生物更加安全的化學品。曾經“白色污染”一詞是我們耳熟能詳的污染名詞。“白色污染”是人們對聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料垃圾污染環境的一種形象稱謂。由于塑料垃圾產生量大，被隨意亂丟亂扔并且難于降解處理，以致造成嚴重的環境污染。解決這一問題的最有效方法就是用可生物降解的材料取代傳統的塑料。通過在課程中向學生展示塑料垃圾對生態環境破壞的圖片和數據，激勵學生掌握設計可生物降解材料的原理和方法，并向公眾宣傳盡量減少使用傳統的塑料制品，或用可降解材料替代，通過自己的努力設計出更加安全的可降解材料，減少“白色污染”的產生，為我國的綠色發展之路掃除污染，增添綠色。

2.5 靈活應用各種綠色化學方法，提高專業能力

一個化學反應包含多個要素，如原料、產品、反應路線、反應條件、反應器等。如圖1所示，要實現綠色化學反應，就需要對上述各個要素進行綠色化改進。綠色化學研究者只有掌握廣博深厚的專業知識，才能靈活應用各種綠色化學方法，實現化學反應的綠色化。作為化學專業的學生，只有掌握好專業基礎知識，并通過查閱資料和實驗探究，才能切實提高專業能力，從而為綠色化學的發展和社會的進步貢獻力量。因此在課程中，通過向學生展示如何針對某一要素查閱并總結文獻，設計并指導相應的綠色化學實驗，促進學生擴大知識面，靈活應用各種綠色化學方法，提高實驗探究能力。如對學生布置一個關于微型反應器的文獻查閱作業，讓他們總結目前用于化學合成的微反應器有哪些類型，各有什么特點。同時教師設計一個關于“玻璃微通道反應器的制備及光催化合成安息香乙醚”的綠色化學實驗，讓學生在實驗中感受到微反應所具有的微量、高效、高選擇性、低能耗的特點。

圖1 化學反應的各要素

3 思政教學方法

綠色化學概論課程在我校是一門專業選修課，如果采用單一的講授形式向大家介紹綠色化學的內容就會使課堂顯得枯燥乏味，使學生失去興趣，降低教學效果。除了采用插播與課程內容相關的視頻、開設綠色化學實驗等教學手段來提高學生的學習興趣和學習效果之外，我們還嘗試了多種形式的活動，如布置專題調查討論、開展社會實踐等，使學生對綠色化學在國家、社會、經濟的發展中所起到的重要作用進行深入了解。

3.1 專題調查和討論

綠色化學的原理和技術最終要應用到社會生產當中，可持續發展的理念需要傳播到社會每一個人，才能使我國的生態文明建設乃至全世界的可持續發展順利地得以實現。但是對于書本中介紹的這些綠色化學方法和技術到底有多少已被應用于實踐當中呢？我國的綠色化學技術發展到了何種程度？學生在綠色化學概論課程的學習過程中很容易產生這樣一些疑問。為了解除學生的困惑，以大作業的形式讓學生通過查閱資料，分小組調查一個綠色化學相關的主題，如當前中國突出的一些環境問題、一些綠色化學實施較好的企業等，以專題報告的形式在課堂上展示，并進行小組間的相互討論和評價。通過該活動讓學生對我國及世界各國的綠色化學技術應用情況有更深入的了解，并引導學生意識到自己所學的綠色化學知識完全可以有用武之地，將來也可以在祖國的綠色發展中貢獻自己的力量。

開展綠色企業調查專題活動時，要求學生從企業的經營理念、綠色化技術、社會效益、存在問題等方面進行調查。現選取四組學生的調查結果列于表1。通過對綠色企業的調查和講演活動，使學生對綠色化學技術在國內及國外企業中的應用情況有了深刻認識，綠色化學知識不再局限于書本上，而是在實際的生產和生活當中。綠色企業的一些經營理念和企業文化也告訴學生，實現生態文明建設和綠色發展，需要勇于擔責、追求卓越的精神和人與自然和諧共生的意識。

表1 綠色企業調查內容

3.2 開展社會實踐

綠色化學是與社會和生活聯系非常緊密的一門課程，因此也具有很強的實踐性。可以利用周末或暑期組織學生開展綠色化學宣傳活動或綠色企業參觀等社會實踐活動。這樣的社會實踐活動筆者已組織開展了兩屆。社區宣傳的主題包括垃圾分類回收宣傳和可降解材料的宣傳。參觀的綠色企業包括義烏雙童日用品有限公司和杭州天子嶺垃圾填埋場。通過社區宣傳活動，讓學生體會到我國的居民垃圾分類意識還不夠強，分類工作也不夠細致。作為化學專業的學生有責任向周圍的民眾宣傳垃圾分類回收的必要性和有利性，有責任研究出更多可降解的、環境無害的綠色產品替代原來的有害產品，從而切實地為我國的生態文明建設做出貢獻。此外，在綠色企業參觀中讓學生體會到，企業的綠色理念不僅僅體現在技術和產品上，更體現在營造人與自然和諧共生的廠區綠色環境。一個真正的綠色企業是將綠色理念滲入每一個“毛孔”，而置身其中的人自然被浸潤成“通體綠色”，從思想到行動。

4 結語

在兩年的教學過程中，通過對上述各項改革方案進行實踐，獲得了較好的教學效果。首先學生對該課程的興趣大大增加，選課的人數也大大增加。根據反饋信息，學生選這門課不是純粹為了修滿學分，而是因為課程“比較有趣”。其次，學生通過學習，極大地加深了對綠色化學原理和方法的理解和掌握，也增強了他們的社會責任感，改變了他們對化學的情感態度與價值觀。有些同學能主動將對綠色化學的學習與當前的生態文明建設，踐行“綠水青山就是金山銀山”聯系起來，對自己能用所學知識為祖國的建設貢獻力量而倍感自信。此外，通過組織學生的社會實踐活動，讓學生加深對社會現狀的認識，開闊了眼界，增強了他們發現問題、解決問題的能力，也提高了學生對社會的適應能力。同時，這些社會實踐活動也贏得了一些榮譽，幫助學生將來更好地就業。

總之，綠色化學的思政改革與社會現實和國家的生態文明建設的切合點很多，因此可以形式多樣，靈活選擇，而效果也是顯而易見的。