高等农业院校无机化学教学中绿色创新思维的培养探讨

柯飞　陈培荣　王文保

摘 要：注重培养学生的绿色创新思维是当今国际人才教育发展的大趋势。该文针对目前农业院校无机化学教育体系中存在的一些问题，并结合高等农业院校所具有的独特优势，提出了在无机化学教学中注入绿色创新思维培养，并对培养的具体方法和途径进行了探讨，进而激发大学生们对无机化学学习的热情和兴趣。

关键词：农业院校；无机化学；创新；绿色化学

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）03-04-117-03

Research of Inorganic Chemistry Teaching in Agricultural University Based on the Green Chemistry and Innovation Training

Ke Fei et al.

（Department of Chemistry，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

Abstract：The idea of green chemistry and innovation training has attracted increasing attention by the international higher education. This paper analyzed the disadvantages existed in the teaching process of inorganic chemistry in agricultural university. Further the significance to infiltrate the idea of green chemistry and innovation training in inorganic chemistry teaching was introduced，and some constructive opinions and suggestions were also put forward.Sequentially，the students desire for knowledge can be inflamed and the effective teaching can also be raised.

Key words：Agricultural university；Inorganic chemistry；Innovation；Green chemistry

无机化学是一门内容既丰富又抽象的课程，其不仅是化学专业学生的4大基础化学（无机化学、有机化学、分析化学、物理化学）之首，也是高等农业院校一些非化学专业学生的基础课程，甚至是必修的入门课程之一[1-2]。该课程内容体系庞杂，理论性较强，尤其该课程面临的授课对象是大学一年级新生。因此，无机化学课程的教学成功与否对学生们今后的学习思维模式的培养起着一定的指导作用。然而，对于农业院校的无机化学课程的教学过程，大部分的传授者只重视课本上化学知识的传授，而忽略了相关知识点国际最新的研究进展的介绍，忽视了对学生绿色思维能力和创新能力的培养，从而造成学生上课没有积极主动的心态，缺少朝气蓬勃的求知欲望，进而造成这种模式下培养的学生整体素质偏下，没有绿色创新的概念，更没有保护世界和改造世界的科学精神[3]。

化合物的绿色合成以及清洁能源的使用将是无机化学发展必然趋势，同时各学科之间的互相渗透，形成了众多的新兴特色研究领域，所以无机化学是一门活跃有趣的特色学科。本文中作者结合自己的教学经历，对如何在高等农业院校无机化学教学中注入绿色创新思维的培养，进而激发大学生的学习热情进行了初步探讨。

1 绿色创新思维理念

绿色化学理念最早产生于美国，其颁布的《Pollution Prevention Act of 1990》法令中第一次明确提出了绿色化学概念[4]。这一概念的提出，迅速得到了国际各国的支持。英国皇家化学会在1999年创办了国际第一个绿色化学综合期刊《Green Chemistry》，随后，该杂志在国际影响力逐年增加，2015年其影响因子已达到了8.02。由此可见，绿色化学理念深受科学工作者们的推崇。所谓绿色化学就是在实际生产中使用清洁的能源和使用环境友好的试剂和溶剂，最大程度的利用原材料，尽可能的避免污染。然而随着科学技术的快速发展，工业化程度的飞快推进，当今教育理念仅仅有绿色化学还不够，还得注重学生创新能力的培养，这就要求学生具备绿色创新思维理念，这样培养的人才在未来的国际竞争中才具有优势。

2 无机化学教学中绿色创新理念的重要性

化学一方面创造了一个美丽的人造世界，另一方面也改变了这个美丽世界。甚至一些非化学专业的人们，一听到化学这个词，就联想到危险、污染、有毒等等。因此，如果要彻底改变这一现状，改变人们对化学的认识，这就需要发展绿色创新化学理念。

目前，随着工农业的不断发展，新的化合物也不断的被发现和合成出来。与此同时，人类所面临的环境危机也越来越重，而这些发展和危机在一定程度上都与化学关联，化学在创造物质文明的同时，也带来了大量的有害物质，危害到人们的健康，所以环境问题已成为国际关注的热点问题之一。我们现在所面临的环境问题主要有：雾霾、酸雨等大气污染，水体富营养化、生活工业废水等污染，农药残留、固体废弃物等土壤污染等[5-6]。因此，发展绿色创新思想，推广绿色创新教学是教育发展的大趋势。

大学生是未来社会发展的希望，是创造物质文明主力军，所以教师要尽自己最大努力向学生们传授绿色创新方面的知识，然后通过大学生群体去影响周围的人群，逐渐使大家都能有这个意识，促进整个社会的和谐健康发展。无机化学是新生入学第一门开设的大学化学课程，这是他们对大学化学认识的开始，同时也是他们学习生活习惯养成以及社会责任意识形成的关键阶段。因此，大学老师要充分利用课堂这个重要教学阵地，认真挖掘无机化学教材中的知识点与最新研究报道成果的联系，向学生们传授最新的绿色创新知识，培养学生们绿色创新意识，进而按照绿色化学的原则来处理生活中的问题。因此，在高等农业院校无机化学教学中培养学生们绿色创新思维，以适应当前国际科技的高速发展非常重要。

3 无机化学教学中绿色创新理念融入的策略

目前，国内部分综合高校化学专业已经开设了绿色化学这门新兴课程，但仍然处于开始阶段，对绿色创新思想的传授相对较少，而对于农业院校来说，绿色创新研究的就更少。农业院校无机化学由过去56学时调到现在为48学时，这就要根据农业院校自身的特点和培养目标，对无机化学授课内容进行调整，那么在这有限的课时中，如何将绿色创新理念融入到课堂之中就格外重要。笔者认为，可以从以下几个方面着手实施绿色创新教育：

3.1 加强师生的绿色创新理念的培养 随着科技的发展，创新应用型人才对农业的发展越来越重要，高等农业院校无机化学必须把绿色创新理念作为重要的指导思想渗透到教学中。绿色创新理念的培养是对传统的无机化学教育模式的发展，该培养理念不仅能为社会培养出高层次专业素质人才，而且还注重培养学生们可持续发展意识。这就要求传授者自己要有绿色可持续的发展观念，在教学工作中将绿色创新思想渗透到课堂之中。化学教育者要不断的更新自己的知识框架，及时了解国际最新的相关领域研究进展，将课本上知识点与最新的相关绿色创新研究结合起来，课堂上以生动形象的图片或动画方式给学生们呈现，让学生们在大学一年级就养成好习惯，让绿色创新理念真正的树立在他们的脑海中，为培养具有可持续发展理念的未来化学工作者奠定基础。

3.2 无机化学理论课中绿色创新理念的渗透 课堂教学是学生们的接受知识的重要途径，教师要紧跟国内外最新的绿色化学研究成果，充分挖掘课本中的理论知识，将二者结合起来，在理论教学中将最新的绿色创新思想进行渗透，并修正与该思想不相符的课本内容。引导学生们重新设计新的路线、工艺等，使整个合成绿色化，能源绿色化，避免传统的反应方法给环境带来的负面影响。

无机化学理论课中很多基础知识都与创新的绿色化学有关。例如，（1）在化学动力学基础章节中，除了介绍动力学常数的定义外，还可以介绍目前国际研究最热的新型多孔材料对水体中有机污染物（如，有机染料、苯、农药等）的吸附率随时间的变化关系，进而计算其吸附动力学常数，这样学生既了解动力学常数概念又清楚的知道怎么通过实验得到这个动力学常数；（2）在介绍化学热力学部分的时候，除了介绍熵、焓、吉布斯自由能的概念外，还可以介绍吸附剂吸附有害物质的吸附量随温度的变化关系实验，通过该实验可以让学生了解吸附剂在该条件下的熵、焓、吉布斯自由能是怎么得到的，加深吉布斯自由能与化学反应自发进行方向的关系，进而知道怎么学以致用。为了方便吸附剂的回收循环使用，还可以介绍新型磁性多孔材料，既可以达到去除水体中的污染物，又可以通过简单的外界磁场，方便的将吸附剂从水体中分离出来，达到循环使用效果；（3）介绍碳族元素的时候，除了介绍温室效应导致全球变暖之外，还可以介绍目前利用CO2制甲烷等最新研究成果；（4）在介绍硫化合物的时候，介绍硫化镉等等量子点光催化剂，可以利用该光催化剂在取之不竭、用之不尽的太阳光条件下进行光催化反应。此外，教师还要根据高等农业院校自身发展的特点和优势，课堂教学中将无机化学基础知识与农业院校的茶与食品科学、环境与能源、生物工程以及农药等优势学科结合起来，达到学科间的优势互补。例如，无机化学教学中可以补充最新的制氢和储氢材料、可见光催化材料、高催化性能或吸附性能的多孔材料、农药降解材料、重金属去除材料等等。总之，教师可以根据当前国际研究的热点，有目的、有计划的将无机化学基础知识与这些最新的绿色创新研究有机地串联起来，既提高了教学质量，又使学生们知道农业科技人员的研究动态，潜移默化中增强学生们的绿色创新意识。

3.3 无机化学实验课绿色创新化 化学是以实验为基础的科学，实验课是运用理论知识和验证理论知识的渠道，也是最容易产生污染的主要场所之一。因此，实现实验课的绿色创新是非常必要的，这是培养学生发现问题、分析问题以及解决问题能力的重要途径，也为培养他们良好的科研素养打下基础。

（1）加强安全教育，树立绿色创新理念。无机化学实验课是大学一年级开设的第一门化学实验课程，学生没有自己动手实验的经验。因此，老师在这个过程中作用至关重要。第一节实验课，授课老师讲解实验内容之前应该对学生们进行安全教育，宣传绿色创新理念，给学生们讲解《化学实验室安全手册》，进行实验室安全培训，培训合格的同学方可进入实验室进行后续的实验操作。同时在实验室醒目位置张贴安全标志，强化学生们安全意识、绿色创新意识以及环保意识。

（2）优化实验内容，提高绿色创新程度。使用无毒无污染的绿色原料和溶剂代替传统的有害试剂。尽量使用蒸馏水、乙醇等绿色无毒试剂，避免使用氯仿、苯胺等毒性较大试剂。合成条件避免时间长、高温高压等条件，可以采用快速的超声或微波辅助合成新方法，节约时间，增加转化率、减少污染，实现实验的绿色化创新。另外可以开设一些学生自主性比较大的实验，开展一些利用可见光为能源的催化或降解实验，让学生们自主设计实验原料、条件、方法等，充分开发学生们创新能力。

（3）重视实验室废弃物的回收，开发循环实验。实验室废弃物的妥善处理这个过程非常重要，目前大部分高校实验课都存在这种普遍的现象，实验结束后学生们就直接将反应后的试剂和药品直接倒入水池中，甚至包括一些毒性较大的试剂。这不仅危害自己也会危害到他人，增加后续无害化处理的负担。实验老师一定要指导学生将实验废弃物进行分类回收处理，严禁乱扔乱倒，这样像乙醇这类常用溶剂我们就可以回收起来，进行重新集中蒸馏制得干净的无水乙醇，从而可以循环使用。教师可以把实验的后处理作为成绩考核的一部分，督促学生养成好的习惯，为自己、为社会负责。

4 结语

无机化学是一门实践性较强的课程，授课教师不仅要传授学生们基础的理论知识，更重要的是培养学生们具有在改造世界的同时更要保护好世界的能力。通过上述改革措施，本人自己课堂上取得了很好的教学效果，改变了以往无机化学课堂上沉闷的现象，大家积极思考、课堂气氛活跃、年终评教获得优秀。当然，结合最新的研究热点，宣传绿色创新理念是一项系统的工程，也是社会发展的趋势，这项工作现在还是处于起点阶段，每位化学教师都要不断的探索，提升绿色创新的教学方法，为社会培养合格的化学科技者而不懈努力。

参考文献

[1]张欢，王伟，杨定明，等.从大学生能力培养视角谈无机元素化学教学[J].广州化工，2015，43（21）：203-205.

[2]杨昱，徐雅琴，杨玉玲，等.高等农业院校“无机化学”教学改革与实践[J].中国电力教育，2013（23）：89-90.

[3]周红波，朱国兴，沈小平，等.高校无机化学教学中大学生科研潜质的培养[J].教育教学论坛，2014，8（8）：68.

[4]茹晶晶.基于绿色化学习惯养成的绿色化学实验教学研究[J].广州化工，2015，4（43）：227-240.

[5]瞿云龙，梁学正.绿色化学对环境与生活的影响[J].化工时刊，2015，29（7）：46-49.

[6]王自军.探讨无机化学教学过程中的绿色教学[J].化工高等教育，2009，29（4）：81-84.

（责编：徐焕斗）