绿色化学课堂教学改革探讨

摘要：绿色化学课程作为一门新兴课程，对于加强大学生的环境意识，实践绿色化理念，培养综合素质人才具有重要作用。本文结合课程教学内容实际情况，对化学相关专业的选修课程”绿色化学”的教学内容和教学方法改革进行了探讨，以求在传授知识的同时，努力提高教学质量和学生素质，实现探究式教学。

关键词：绿色化学；教学内容；教学模式；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）26-0022-02

绿色化学是化学学科的一个新兴分支，它以“原子经济性”为原则，研究如何在生产目标产物的过程中充分利用原料及能源，将反应的效率达到最高，损耗降到最少，从源头到最终产物的过程中减少废物的产生，从而对环境的伤害降到最低。从源头开始的绿色化学，使清洁生产跟上环保主题前进的步伐，有着广阔的应用前景[1]。绿色化学提出后，立即得到了科学界和各国政府的高度重视。1995年美国设立“总统绿色化学挑战奖”，其目的是鼓励和支持那些具有基础性和创新性并对工业有实用价值的化学新工艺、新方法，以减少资源消耗和防止污染。

随着绿色化学研究的不断深入，绿色化学的思想和内容已被引入到化学教学之中，国内外很多设置化学化工专业的高校都为学生开设了“绿色化学”这门课程。1998年“绿色化学”作为一门独立的新课，在中国科技大学由中科院院士、中国科技大学校长朱清时顺利实施[2]。四川大学胡常伟教授已经把“绿色化学”这门课程建设成了国家级精品课[3]。“绿色化学”课程作为一门新兴课程，对于加强大学生的环境意识，实践绿色化理念，培养综合素质人才具有重要作用。然而“绿色化学”不像其他化学课程那样有成熟的知识点体系及教学大纲[4]，大部分高等学校都将其设为选修课[5]，也没有配套的以绿色化学方法应用为目标的实验课程。因此，绿色化学作为一门课程还未得到广泛的重视，课程的教学质量及教学效果有待进一步提高。

本文对绿色化学课堂教学方法提出了一些改革思路，并在教学活动中加以实践和探索。

一、课程内容建设

（一）教材选用

近年来出版了较多的绿色化学著作[2]，其中很多都适合作为绿色化学课程的教材。如《绿色化学化工导论》、《现代绿色化学技术》、《绿色化学原理与应用》等。对化学化工专业的学生，在接受过无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等基础教育后，学习绿色化学专业课。教学内容应涉及绿色化学的专业知识，具有一定的深度，授课应能反应当前绿色工艺和技术的最新发展水平[2]。因此选择原理、应用并重的“绿色化学原理与应用”作为基本教材。该课程重点介绍绿色化学原理、绿色化学方法及应用、绿色化学品设计方法及应用、绿色化学的发展趋势等理论性内容。较为适合化学化工专业的学生。

（二）增加教学内容

1.适当增加毒理学内容。绿色化学品设计需要充分了解物质的毒性机理，从而对分子进行结构修饰，直接或间接地减少其毒性。这部分内容在”绿色化学原理与应用”中作了简单介绍，但不够详细，对学生关注的各种毒物的毒性机理未做全面介绍，因此，可以增加毒理学中环境化学物的生物转动与生物转化、环境化学物的毒性作用、环境化学物的一般毒性及其评价、环境化学物的安全性和健康危险度评价等作为“绿色化学”的教学内容。这不仅有利于学生应用绿色化学方法使用和设计安全有效的化学品，而且可使学生进一步认识一些有毒有害的化学品，在日常生活及化学实验中能有意识地规避这些有毒化学品，保护自己的身体健康。

2.增加最新的绿色化学研究成果。绿色化学在飞速地发展，不断地有新的绿色化学方法、如绿色催化剂、绿色原料、绿色溶剂、绿色化学品及绿色化学化工过程被研究和开发。如美国总统绿色化学挑战奖每年都会奖励在研究、开发和应用绿色化学技术方面获得杰出成就的个人、集体或组织。英国皇家化学会的杂志“Green Chemistry”，刊登了大量的绿色化学领域的最新原创性研究成果和评论性文章。“绿色化学”课程的教学不能局限于教材中介绍的方法和陈旧的例子，而要查阅最新的文献，给学生介绍最新的绿色化学方法和绿色化学品。同时让学生自己也参与查询一些最新的文献资料，并撰写科研小论文，实现师生互动，教学相长。

（三）教学内容的深化

“绿色化学”课程作为一门新兴课程，不像其他化学课程那样有成熟的知识点体系。对很多绿色化学方法的介绍还是停留在举例子的形式，缺乏规律性或机理性的探讨。因此，在教学过程中可以在教材内容的基础上进行一些规律性总结。如在烃类的氧化反应中，可以采用CO作为作为羰基化试剂，从而取代剧毒的氢氰酸、光气等，并减少反应步骤，提高原子经济性。

二、教学形式多样化

“绿色化学”是一门选修课，很多内容都较为浅显易懂，若简单地照本宣科，就会显得枯燥乏味。可以适当减少讲授内容，将更多的课时用于课堂讨论、学生演讲及实践等环节。

1.播放视频。在课堂上适当插播一些与知识点相关的视频，使学生更能直观地了解和理解相应的知识点，提高课堂生动性。

2.学生讲演。将教材中一些简单易理解的知识点以及一些较新的研究领域作为作业，由学生预习并查阅相关资料，然后由学生自己上台讲，通过讲演可以加深其对这些知识点的印象；

3.专题报告。针对社会热点问题与学生最关注的问题，设计2~3个课题，由学生查阅资料、做专题报告；以小组形式完成，各小组分工合作并进行评比，以此可以培养同学们的团队精神和解决实际问题的能力。

如针对绿色原料的应用，要求学生做一个关于电池或塑料回收利用的专题，从电池（塑料）的种类、组成，可回收物质、回收方法、废弃物处理等方面进行调查，并作某种电池（塑料）回收方案的设计。

针对绿色化学品设计或绿色合成路线，布置学生用绿色方法合成一个绿色化学品（如苯甲醛二乙缩醛、亚氨基二琥珀酸），从绿色原料、绿色溶剂、绿色催化剂、绿色能源、绿色合成路线等方面进行查阅资料，设计合成方案。

4.绿色化学实验。利用课外时间指导学生做一些绿色化学实验。如绿色化学品苯甲醛二乙缩醛、1，2-二缩乙醇的绿色合成实验，绿色催化剂纳米TiO2的制备，绿色化工强化微反应器的设计和制备，光催化微反应器的制备及应用，以及在微反应器中进行反应条件筛选试验等，使学生做到很好地理论联系实际，在实验中发现和解决问题，对绿色化学的内涵和方法有更直观、更深刻认识，提高学习兴趣，并实现探究性教学。

采用这些不同的教学方式来提高学生的学习兴趣，引导学生主动参与、独立思考，增强对知识点的理解，促使学生探究和应用绿色化学的方法。

此外还可以建设网络课程，将相应内容挂在网上，让感兴趣的学生可事先了解并自主完成部分课程内容的学习。

三、课程评价方式

由于采用了多种教学方式，包括课堂讨论、学生专题报告，还有实验等，因此，学生的学习成绩不能用单一的考试成绩来评价，而要充分考虑学生在整个学习过程中的表现，通过考察学生课堂讨论的积极程度、学生专题报告的质量、作业的完成质量以及实验的表现等来综合考查学生成绩。

四、结语

绿色化学课程对于拓宽学生视野、优化学生知识结构、培养学生社会责任感具有重要作用。我们在教学过程中要不断地加强教学内容的凝练和深化，尝试新的教学方式，给学生介绍最新的绿色化学方法和内容，以提高学生的学习效果和学习兴趣。并通过问卷的形式了解学生对该课程学习的体会和意见，针对所提的意见进行教学方式和教学内容的改进，收到了良好的效果。我们将在今后的教学过程中不断地完善教学内容和教学方法，从而建立一套完善的绿色化学课程教学体系。

参考文献：

[1]游圆丽，李超超，黄树辉.考试周刊，2013，（14）：16-17.

[2]刘莲云，颜鲁婷，戴春爱，张辉.化学教育，2007，（11）：16-19.

[3]颜鲁婷，刘莲云，郑妍鹏，戴春爱.大学化学，2008，23（1）：21-24，28.

[4]沈玉龙，霍爱新，刘立华，曹文华.化学教育，2011，（10）：52-54.

[5]王勇，左霞，吉琳，周荫庄.首都师范大学学报（自然科学版），2011，（32）：74-76.

基金项目：本文受杭州师范大学“本科教学创一流工程”项目资助。

作者简介：叶美英（1977.5—），女，籍贯：浙江义乌，杭州师范大学材料与化学化工学院教师，职称：副教授，研究方向：分析化学，绿色化学。

endprint