綠色化學課堂教學改革探討

葉美英

（杭州師范大學 材料與化學化工學院，浙江 杭州 310036）

綠色化學課堂教學改革探討

葉美英

（杭州師范大學 材料與化學化工學院，浙江 杭州 310036）

綠色化學課程作為一門新興課程，對于加強大學生的環(huán)境意識，實踐綠色化理念，培養(yǎng)綜合素質(zhì)人才具有重要作用。本文結(jié)合課程教學內(nèi)容實際情況，對化學相關(guān)專業(yè)的選修課程”綠色化學”的教學內(nèi)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(zhì)量和學生素質(zhì)，實現(xiàn)探究式教學。

綠色化學；教學內(nèi)容；教學模式；改革

綠色化學是化學學科的一個新興分支，它以“原子經(jīng)濟性”為原則，研究如何在生產(chǎn)目標產(chǎn)物的過程中充分利用原料及能源，將反應(yīng)的效率達到最高，損耗降到最少，從源頭到最終產(chǎn)物的過程中減少廢物的產(chǎn)生，從而對環(huán)境的傷害降到最低。從源頭開始的綠色化學，使清潔生產(chǎn)跟上環(huán)保主題前進的步伐，有著廣闊的應(yīng)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(shè)立“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”，其目的是鼓勵和支持那些具有基礎(chǔ)性和創(chuàng)新性并對工業(yè)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(nèi)容已被引入到化學教學之中，國內(nèi)外很多設(shè)置化學化工專業(yè)的高校都為學生開設(shè)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(jīng)把“綠色化學”這門課程建設(shè)成了國家級精品課[3]?！熬G色化學”課程作為一門新興課程，對于加強大學生的環(huán)境意識，實踐綠色化理念，培養(yǎng)綜合素質(zhì)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(shè)為選修課[5]，也沒有配套的以綠色化學方法應(yīng)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(zhì)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(nèi)容建設(shè)

（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(xiàn)代綠色化學技術(shù)》、《綠色化學原理與應(yīng)用》等。對化學化工專業(yè)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(chǔ)教育后，學習綠色化學專業(yè)課。教學內(nèi)容應(yīng)涉及綠色化學的專業(yè)知識，具有一定的深度，授課應(yīng)能反應(yīng)當前綠色工藝和技術(shù)的最新發(fā)展水平[2]。因此選擇原理、應(yīng)用并重的“綠色化學原理與應(yīng)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(yīng)用、綠色化學品設(shè)計方法及應(yīng)用、綠色化學的發(fā)展趨勢等理論性內(nèi)容。較為適合化學化工專業(yè)的學生。

（二）增加教學內(nèi)容

1.適當增加毒理學內(nèi)容。綠色化學品設(shè)計需要充分了解物質(zhì)的毒性機理，從而對分子進行結(jié)構(gòu)修飾，直接或間接地減少其毒性。這部分內(nèi)容在”綠色化學原理與應(yīng)用”中作了簡單介紹，但不夠詳細，對學生關(guān)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(huán)境化學物的生物轉(zhuǎn)動與生物轉(zhuǎn)化、環(huán)境化學物的毒性作用、環(huán)境化學物的一般毒性及其評價、環(huán)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(nèi)容。這不僅有利于學生應(yīng)用綠色化學方法使用和設(shè)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(guī)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(fā)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(fā)。如美國總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎每年都會獎勵在研究、開發(fā)和應(yīng)用綠色化學技術(shù)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(lǐng)域的最新原創(chuàng)性研究成果和評論性文章?！熬G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(xiàn)師生互動，教學相長。

（三）教學內(nèi)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(guī)律性或機理性的探討。因此，在教學過程中可以在教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上進行一些規(guī)律性總結(jié)。如在烴類的氧化反應(yīng)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(yīng)步驟，提高原子經(jīng)濟性。

二、教學形式多樣化

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

1.播放視頻。在課堂上適當插播一些與知識點相關(guān)的視頻，使學生更能直觀地了解和理解相應(yīng)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(lǐng)域作為作業(yè)，由學生預(yù)習并查閱相關(guān)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(guān)注的問題，設(shè)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(yǎng)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(yīng)用，要求學生做一個關(guān)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(zhì)、回收方法、廢棄物處理等方面進行調(diào)查，并作某種電池（塑料）回收方案的設(shè)計。

針對綠色化學品設(shè)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(shè)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(yīng)器的設(shè)計和制備，光催化微反應(yīng)器的制備及應(yīng)用，以及在微反應(yīng)器中進行反應(yīng)條件篩選試驗等，使學生做到很好地理論聯(lián)系實際，在實驗中發(fā)現(xiàn)和解決問題，對綠色化學的內(nèi)涵和方法有更直觀、更深刻認識，提高學習興趣，并實現(xiàn)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(yīng)用綠色化學的方法。

此外還可以建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，將相應(yīng)內(nèi)容掛在網(wǎng)上，讓感興趣的學生可事先了解并自主完成部分課程內(nèi)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(xiàn)，通過考察學生課堂討論的積極程度、學生專題報告的質(zhì)量、作業(yè)的完成質(zhì)量以及實驗的表現(xiàn)等來綜合考查學生成績。

四、結(jié)語

綠色化學課程對于拓寬學生視野、優(yōu)化學生知識結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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。

[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.

G642.0

A

1674-9324（2014）26-0022-02

本文受杭州師范大學“本科教學創(chuàng)一流工程”項目資助。

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。