高職院校開設綠色化學選修課的探索與實踐

張　增　李慧杰

【摘 要】近幾年，綠色化學的概念和思想在我國得到迅速而廣泛的響應，高等職業(yè)教育培養(yǎng)的是為生產(chǎn)和管理第一線服務的高層次人才，對他們進行綠色化學教育顯得尤為必要。在高職院校應適當?shù)亻_設綠色化學選修課，及時滲透綠色化學方面的知識，使學生能夠接受到綠色化學教育，成為有綠色化學理念的新一代高職大學生。

【關鍵詞】綠色化學 環(huán)境污染 可持續(xù)發(fā)展

化學和化學工業(yè)的發(fā)展給人類社會帶來了巨大財富，但也給人們的健康和人類賴以生存的自然環(huán)境造成了嚴重的破壞，化學污染的問題日益凸顯。面對這些，人們不得不思考，科學本身有沒有能力解決科學發(fā)展給人類帶來福音的同時所帶來的損害。20世紀90年代初，美國化學會（ACS）提出了綠色化學口號。近幾年，綠色化學的概念和思想在我國也得到迅速而廣泛的響應，高等職業(yè)教育培養(yǎng)的是為生產(chǎn)和管理第一線服務的高層次人才，對他們進行綠色化學教育顯得尤為必要。因此，在高職院校應適當?shù)亻_設綠色化學選修課，及時滲透綠色化學方面的知識，使學生能夠接受到綠色化學教育，成為有綠色化學理念的新一代高職大學

生。

一、關于綠色化學

1.綠色化學概念

綠色化學又稱環(huán)境友好化學，是指從預防污染的基本思想出發(fā)，從化學品生產(chǎn)的始端就采用預防的一門新的化學分支學科。

2.綠色化學的特點

綠色化學的最大特點在于它在始端就采用控制污染的科學手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。由于它在通過化學轉化獲取新物質的過程中就已充分利用了每個原料的原子，具有“原子經(jīng)濟性”。因此，它既充分利用了資源，又實現(xiàn)了防止污染。顯然，它不是過去的只對終端或過程污染進行控制或處理。

3.綠色化學的原則

R．T．Anastas和J．C．Waner曾提出綠色化學的12條原則:（1）防止廢物的生成優(yōu)于其生成后再處理；（2）設計合成方法應使生產(chǎn)過程中所采用的原料最大量地轉變成產(chǎn)品；（3）設計合成方法時，原料、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)品均應對人體健康和環(huán)境無毒、無害；（4）要設計高效、無毒的化工產(chǎn)品；（5）要選用無毒無害的溶劑、助劑；（6）應設法降低能耗，最好采用在常溫常壓下的合成方法；（7）采用可再生資源代替消耗性資源；（8）盡量不用不必要的衍生物，如限制性基團、保護/去保護作用、臨時調變物理/化學工藝；（9）合成方法中采用高選擇性的催化劑；（10）化工產(chǎn)品要設計成在其使用功能終結后，能分解成可降解的無害產(chǎn)物；（11）對危險物質在生成前實行在線監(jiān)測和控制；（12）化學生產(chǎn)過程中物質的選擇要使化學意外事故的危險性降低到最小程度。綠色化學的核心是要利用化學原理和新化工技術，以原子經(jīng)濟性為基本原則，從源頭上消除污染。

二、開設綠色化學選修課的目的

21世紀是“綠色世紀”，“可持續(xù)發(fā)展”成為21世紀人類社會發(fā)展的主題。時代呼喚高等職業(yè)院校用“綠色教育”的思想培養(yǎng)具有環(huán)境保護意識和可持續(xù)發(fā)展意識的“綠色人才”，培養(yǎng)高職大學生具有綠色化學思想，掌握一定的綠色化學理論，提高高職學生的綜合素質，使學生能夠得到全面的發(fā)展。

三、綠色化學選修課教學模式

1.教學內容設計

綠色化學選修課程是面向非化學專業(yè)學生開出，通過本課程，學生將系統(tǒng)學習綠色化學的基本概念、基本原理和發(fā)展規(guī)律。教學內容涉及天然資源、綠色石油化工、綠色材料、綠色涂料、綠色有機合成、綠色農(nóng)藥和環(huán)境治理等方面。通過課堂講授、課堂討論、演算習題、課程小論文等教學環(huán)節(jié)達到教學目的。

（1）引入科研成果，適時向學生介紹綠色化學發(fā)展的最新研究動態(tài)。為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，在教學中，可適當引入科研成果，進行探索式教學，用綠色化學發(fā)展的最新研究動態(tài)拓展學生思維。比如，在綠色陶瓷材料部分，可以介紹2004年國家技術發(fā)明獎一等獎“耐高溫長壽命抗氧化陶瓷基復合材料應用技術”；在環(huán)境治理部分，介紹太湖污染問題的根源，控制農(nóng)業(yè)面源污染，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)；在綠色農(nóng)藥部分，介紹新型植物源殺蟲劑苦皮素，等等。

（2）設計開放研究性課題，讓學生在探究的過程中感受到綠色教育。讓學生自主探求解決環(huán)境問題的新方式，注意選擇布置學生力所能及而又與其自身生活密切相關的課題，如讓學生做有關加碘鹽的調查報告、本地區(qū)降雨酸度的調查、白酒中甲醇含量的調查、水發(fā)食品中甲醛含量的調查等，使學生感受到化學污染就在每個人身邊。

（3）通過試題形式加深綠色意識。有意識的選擇能體現(xiàn)綠色化學教育的試題，可以讓學生在解題過程中自然地感受到綠色教育。比如，有機反應中的原子經(jīng)濟性；以硫酸為例，了解化工生產(chǎn)化學反應原理的確定；原料與能源的合理利用以及生產(chǎn)過程中的綜合經(jīng)濟效益問題。又如聯(lián)系當前社會熱點，將綠色化學的理念與相關學科知識結合起來去觀察和解釋社會熱點問題，探討白色污染、果實催熟劑，加酶加磷洗衣粉等，在題目中有越來越多的綠色化學相關的知識考題出現(xiàn)，使學生牢固樹立起綠色化學的意識。

（4）設計和進行綠色化學實驗，強化綠色化學教育。在實驗教學中，貫徹綠色化學的思想特別重要。綠色化學作為一門選修課，也應該開設一些實驗課，以便從實際經(jīng)驗中強化學生的綠色化學意識。綠色化學實驗是在綠色化學思想指導下，用從源頭消除化學污染的新思想和新技術對常規(guī)實驗進行改革而形成的化學實驗。例如，MnO2催化分解KClO3制氧氣會產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物氯氣，我們改用氧化銅催化H2O2分解制氧氣，產(chǎn)物除氧氣以外還有水，而水不構成環(huán)境污染。如果需要緩慢釋放氧氣，可用5%的NaOH溶液或Cu2+、Fe2+、Cr3+、Mn2+等溶液及木炭、銀粉、碘粒等作催化劑，或市售30%的H2O2稀釋到組成為3%～5%的溶液，再加MnO2催化分解，即可緩慢制取O2。

2.教學方法設計

（1）注重課堂教學中學生的自主性。在綠色化學選修課教學中，可以采取讓學生自己準備課件參與講課的方式。充分調動學生的自主性、能動性、創(chuàng)造性。比如，學生會選擇自己感興趣的內容進行準備，在準備的過程中，會通過上網(wǎng)或去圖書館查閱相關資料。可以上自主研討課，對某一內容，學生分組自主研討，得出結論，寫出總結。還可以上專題匯報課，通過一段時間的學習，對于某一部分內容，學生一般有了一定的認識和理解，可以給他們充分的準備時間，提供必要的幫助，讓學生自己匯報所學情況，談談對這一部分的理解，對某一問題的認識，極大地調動學生的積極性。

（2）開展綠色化學實踐活動。在綠色化學選修課的教學中，可以嘗試開展綠色化學的實踐活動。將學生分成若干小組，每個小組自己組織活動，以多種形式自主開展綠色化學實踐活動?；顒咏Y束后，各個小組以小論文或調查報告的形式進行交流匯報。通過這些綠色化學實踐活動開闊了學生的視野，使學生能夠在實踐活動中學習運用綠色化學的知識。

總之，我們應該提倡在高等職業(yè)院校中開設綠色化學選修課，培養(yǎng)學生具有“可持續(xù)發(fā)展”和“環(huán)境保護”意識。

參考文獻：

[1]AnastaRT,WarnerJC.Green Chemistry Theory and Practice.New York:Oxford University Press,1998.

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