面向浙江地方发展和职业能力培养的《绿色化学》课程教学改革与探索
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摘要：《绿色化学》是一门从源头上治理污染的科学，涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，是环境化学、材料科学等多个专业的重要课程之一。目前，该课程的教学由于开设历史短、主要参考国外教材等情况，教学过程重课本、重理论、轻实践，缺乏学生实践能力的培养。本文从面向地方发展、增加案例分析、引入学科前沿、开展自主设计、培养绿色意识以及结合工程认证等多个方面对《绿色化学》课程的教学改革提出具体措施和思路。
关键词：《绿色化学》；案例分析；自主设计；工程教育认证
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）25-0140-02
一、引言
环境问题是由人类社会生活和生产活动所引起的周围环境结构和状态发生的变化，这些变化反过来对人的生存和发展条件产生了影响。长期以来，“先污染，后治理”一度成为世界各国工业发展的定式，而中国的环境保护工作从上世纪90年代初发布《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》开始逐步走上了可持续发展的道路。《绿色化学》作为一门从源头上阻止环境污染的新兴分支学科，在一定程度上真正实现了化学工业的可持续发展，也越来越受到政府和大众的重视。
绿色化学，又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，它是利用化学技术和方法减少或消除对人类健康或环境有害的原料、產物、副产物、溶剂和试剂的生产和应用。绿色化学提供从源头上消除污染的原理和方法，把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染，后治理”变为“不产生污染，从源头根除污染”。
二、《绿色化学》课程教学中存在的不足
《绿色化学》课程是高校环境类专业非常重要的一门专业选修课程，该课程随着绿色化学的兴起从上世纪90年代逐渐进入各大高校课程体系[1]，课程中引入了众多传统末端治理以外的新兴理念，提供了很多环境污染减少或避免的方式、方法。但是，由于这门课程开设历史较短，又主要以外来引进教材作为参考，在教学过程中存在一些不足，主要有以下两个方面。
1.重课本，重理论，轻实践。绿色化学内容涵盖学科广，部分内容对学生知识点的掌握要求比较高，如果任课教师不具备一定的专业功底（能深入浅出地讲解），很容易仅仅根据课本内容进行教授，这在一定程度上会影响教学效果[2]。同时，课程中很多新的理念、新的观点是由国外教材提出的，国外的一些工艺技术在国内应用中又有差别，因此如果没有实践知识的积累，在教学上就只能依靠于课本和教材进行讲解和传授。
2.唯考试，唯结果，轻能力。教学质量评价体系是课程评价的指导，绿色化学的学习需要在前期有一定化工、环境等知识的积累，如果学生普遍基础较差，在课程教学中又不注重能力的培养，最后在教学评价中就无法通过一些主观题和自主设计环节来考量学生对绿色化学知识的掌握、理解和综合应用，而只能以考试成绩来作为衡量学生对课程掌握的一项重要定量指标，容易走入注重课本、注重考试、轻视能力、忽略实践的误区，也无法真正体现学生对知识的掌握程度。
三、《绿色化学》教学改革的具体措施和思路
针对以上的不足，结合浙江工业大学环境专业的特点，我们以地方发展和企业发展为导向需求，开展了《绿色化学》课程教育改革。长江三角洲和浙江沿海是我国最重要的化工区域，化工园区数量众多，各具特色，既有台州这样的化学原料药基地，也有镇海炼化、乍浦等石油化学工业园，还有不少如上虞杭州湾等精细化学工业园，这些园区中的企业如何绿色发展处于不断地摸索发展中。因此，《绿色化学》课程改革也是一项“接地气”的尝试和探索，改革的目的是开拓学生的视野，培养能解决实际问题，具有综合思维的新型环境工程从业者，具体的措施和思路如下。
1.挑选热点问题，结合案例分析。在课程设置中加入热点案例分析有助于增强学生学习的动力和对知识的理解，比如对镇海炼化扩产的二甲苯类（PX）项目以及所引发的社会事件。在课程中，鼓励学生发表相应观点，让学生在跟随热点事件学习的过程中对项目工艺的优化设计有初步印象，帮助其巩固知识点。
2.面向前沿技术，开阔知识领域。在绿色化学分析技术的学习中会接触到痕量污染物的分析和提取，因此从知识和技术的更新换代角度来看，让学生接触到国际前沿的技术，比如目前新型的毛细管电泳、顶空气相色谱等痕量分析技术，这样有助于他们更为全面地了解污染物，尤其是痕量污染物的测定，了解通过分析减少和取消有害物质的使用和产生，使分析过程本身尽可能地减少或消除对环境的影响，从而实现在源头预防、控制污染的目标。
3.开展自主设计，提高分析能力。《绿色化学》是将环境、化工等内容结合在一起的新兴学科，涉及的学科多，需要应用的知识广，要综合运用数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂问题。因此在教学过程中，通过小组结合讨论开放性的题目，如生物催化剂及其应用、生物降解的化学品设计，使学生培养团队合作意识，鼓励学生通过外文文献阅读和原著阅读理解相应的知识，发挥不同学生的知识专长来探讨并解决复杂问题，提高学生分析问题的能力并锻炼其思维，并取得了较为满意的效果。
4.培养绿色意识，加强责任教育。《绿色化学》课程的培养要求之一是能够运用相关知识理解和评价复杂环境工程问题对环境、社会可持续发展的影响。在课程教学中，贯彻整个课程体系的重心是培养学生可持续绿色发展的理念，提高责任意识。在可降解产品设计、化工过程中催化剂使用等自主思考环节都强调学生从自己家乡的环境出发，从对企业周边环境及人群无害的角度着眼，设计并思考产品的选择与工艺的过程，强化学生从源头上去避免有害物质的产生的思维。
5.结合工程认证，强化培养质量。培养符合工程教育认证要求的专业人才是《绿色化学》课程的宗旨，因此在教学过程中，重点培养的是学生的工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究问题等方面的能力，共设定了12个毕业要求，30个分解指标点，注重过程学习和能力提高，弱化最终的考试结果，课程体系设置、课堂教学过程、教学质量评价、教学过程持续改进等均需围绕毕业实践需求的达成开展。这在一定程度上提高了课程培养的效果，提高了专业学生研究问题、实现有效沟通等方面的能力，并有助于学生养成终生学习的习惯。
四、小结
随着化工产业的升级和发展，在浙江无论是老牌的化工企业镇海炼化还是新兴的化工基地舟山新区，都以发展绿色化工产业作为未来的发展方向。因此，在新一轮《绿色化学》课程教学改革的过程中，本着提高学生全面把握问题能力、面向浙江地方发展、满足工程教育认证需要的三个原则，通过改革《绿色化学》课程的教学评价体系，在督促学生更好地完成对《绿色化学》知识的记忆和理解，并将其灵活应用到对复杂环境问题的识别、分析和研究上来的同时，也促进了教师对自身知识的更新和灵活应用。
参考文献：
[1]范崇正.中国科技大学首轮“绿色化学”课程顺利结束[J].大学化学，1998，13（5）：17-18.
[2]赵陈浩，胡志彪，黄田富，丘则海.地方应用型本科院校“绿色化学”课程教学模式改革研究[J].辽宁科技学院院报，2016，18（4）：40-42.
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