柯飛　陳培榮　王文保

摘 要：注重培養(yǎng)學(xué)生的綠色創(chuàng)新思維是當(dāng)今國際人才教育發(fā)展的大趨勢。該文針對(duì)目前農(nóng)業(yè)院校無機(jī)化學(xué)教育體系中存在的一些問題，并結(jié)合高等農(nóng)業(yè)院校所具有的獨(dú)特優(yōu)勢，提出了在無機(jī)化學(xué)教學(xué)中注入綠色創(chuàng)新思維培養(yǎng)，并對(duì)培養(yǎng)的具體方法和途徑進(jìn)行了探討，進(jìn)而激發(fā)大學(xué)生們對(duì)無機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情和興趣。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)院校；無機(jī)化學(xué)；創(chuàng)新；綠色化學(xué)

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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

無機(jī)化學(xué)是一門內(nèi)容既豐富又抽象的課程，其不僅是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的4大基礎(chǔ)化學(xué)（無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)）之首，也是高等農(nóng)業(yè)院校一些非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課程，甚至是必修的入門課程之一[1-2]。該課程內(nèi)容體系龐雜，理論性較強(qiáng)，尤其該課程面臨的授課對(duì)象是大學(xué)一年級(jí)新生。因此，無機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)成功與否對(duì)學(xué)生們今后的學(xué)習(xí)思維模式的培養(yǎng)起著一定的指導(dǎo)作用。然而，對(duì)于農(nóng)業(yè)院校的無機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)過程，大部分的傳授者只重視課本上化學(xué)知識(shí)的傳授，而忽略了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)國際最新的研究進(jìn)展的介紹，忽視了對(duì)學(xué)生綠色思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而造成學(xué)生上課沒有積極主動(dòng)的心態(tài)，缺少朝氣蓬勃的求知欲望，進(jìn)而造成這種模式下培養(yǎng)的學(xué)生整體素質(zhì)偏下，沒有綠色創(chuàng)新的概念，更沒有保護(hù)世界和改造世界的科學(xué)精神[3]。

化合物的綠色合成以及清潔能源的使用將是無機(jī)化學(xué)發(fā)展必然趨勢，同時(shí)各學(xué)科之間的互相滲透，形成了眾多的新興特色研究領(lǐng)域，所以無機(jī)化學(xué)是一門活躍有趣的特色學(xué)科。本文中作者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷，對(duì)如何在高等農(nóng)業(yè)院校無機(jī)化學(xué)教學(xué)中注入綠色創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，進(jìn)而激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情進(jìn)行了初步探討。

1 綠色創(chuàng)新思維理念

綠色化學(xué)理念最早產(chǎn)生于美國，其頒布的《Pollution Prevention Act of 1990》法令中第一次明確提出了綠色化學(xué)概念[4]。這一概念的提出，迅速得到了國際各國的支持。英國皇家化學(xué)會(huì)在1999年創(chuàng)辦了國際第一個(gè)綠色化學(xué)綜合期刊《Green Chemistry》，隨后，該雜志在國際影響力逐年增加，2015年其影響因子已達(dá)到了8.02。由此可見，綠色化學(xué)理念深受科學(xué)工作者們的推崇。所謂綠色化學(xué)就是在實(shí)際生產(chǎn)中使用清潔的能源和使用環(huán)境友好的試劑和溶劑，最大程度的利用原材料，盡可能的避免污染。然而隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)化程度的飛快推進(jìn)，當(dāng)今教育理念僅僅有綠色化學(xué)還不夠，還得注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這就要求學(xué)生具備綠色創(chuàng)新思維理念，這樣培養(yǎng)的人才在未來的國際競爭中才具有優(yōu)勢。

2 無機(jī)化學(xué)教學(xué)中綠色創(chuàng)新理念的重要性

化學(xué)一方面創(chuàng)造了一個(gè)美麗的人造世界，另一方面也改變了這個(gè)美麗世界。甚至一些非化學(xué)專業(yè)的人們，一聽到化學(xué)這個(gè)詞，就聯(lián)想到危險(xiǎn)、污染、有毒等等。因此，如果要徹底改變這一現(xiàn)狀，改變?nèi)藗儗?duì)化學(xué)的認(rèn)識(shí)，這就需要發(fā)展綠色創(chuàng)新化學(xué)理念。

目前，隨著工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，新的化合物也不斷的被發(fā)現(xiàn)和合成出來。與此同時(shí)，人類所面臨的環(huán)境危機(jī)也越來越重，而這些發(fā)展和危機(jī)在一定程度上都與化學(xué)關(guān)聯(lián)，化學(xué)在創(chuàng)造物質(zhì)文明的同時(shí)，也帶來了大量的有害物質(zhì)，危害到人們的健康，所以環(huán)境問題已成為國際關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。我們現(xiàn)在所面臨的環(huán)境問題主要有：霧霾、酸雨等大氣污染，水體富營養(yǎng)化、生活工業(yè)廢水等污染，農(nóng)藥殘留、固體廢棄物等土壤污染等[5-6]。因此，發(fā)展綠色創(chuàng)新思想，推廣綠色創(chuàng)新教學(xué)是教育發(fā)展的大趨勢。

大學(xué)生是未來社會(huì)發(fā)展的希望，是創(chuàng)造物質(zhì)文明主力軍，所以教師要盡自己最大努力向?qū)W生們傳授綠色創(chuàng)新方面的知識(shí)，然后通過大學(xué)生群體去影響周圍的人群，逐漸使大家都能有這個(gè)意識(shí)，促進(jìn)整個(gè)社會(huì)的和諧健康發(fā)展。無機(jī)化學(xué)是新生入學(xué)第一門開設(shè)的大學(xué)化學(xué)課程，這是他們對(duì)大學(xué)化學(xué)認(rèn)識(shí)的開始，同時(shí)也是他們學(xué)習(xí)生活習(xí)慣養(yǎng)成以及社會(huì)責(zé)任意識(shí)形成的關(guān)鍵階段。因此，大學(xué)老師要充分利用課堂這個(gè)重要教學(xué)陣地，認(rèn)真挖掘無機(jī)化學(xué)教材中的知識(shí)點(diǎn)與最新研究報(bào)道成果的聯(lián)系，向?qū)W生們傳授最新的綠色創(chuàng)新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生們綠色創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)而按照綠色化學(xué)的原則來處理生活中的問題。因此，在高等農(nóng)業(yè)院校無機(jī)化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生們綠色創(chuàng)新思維，以適應(yīng)當(dāng)前國際科技的高速發(fā)展非常重要。

3 無機(jī)化學(xué)教學(xué)中綠色創(chuàng)新理念融入的策略

目前，國內(nèi)部分綜合高?；瘜W(xué)專業(yè)已經(jīng)開設(shè)了綠色化學(xué)這門新興課程，但仍然處于開始階段，對(duì)綠色創(chuàng)新思想的傳授相對(duì)較少，而對(duì)于農(nóng)業(yè)院校來說，綠色創(chuàng)新研究的就更少。農(nóng)業(yè)院校無機(jī)化學(xué)由過去56學(xué)時(shí)調(diào)到現(xiàn)在為48學(xué)時(shí)，這就要根據(jù)農(nóng)業(yè)院校自身的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)無機(jī)化學(xué)授課內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，那么在這有限的課時(shí)中，如何將綠色創(chuàng)新理念融入到課堂之中就格外重要。筆者認(rèn)為，可以從以下幾個(gè)方面著手實(shí)施綠色創(chuàng)新教育：

3.1 加強(qiáng)師生的綠色創(chuàng)新理念的培養(yǎng) 隨著科技的發(fā)展，創(chuàng)新應(yīng)用型人才對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展越來越重要，高等農(nóng)業(yè)院校無機(jī)化學(xué)必須把綠色創(chuàng)新理念作為重要的指導(dǎo)思想滲透到教學(xué)中。綠色創(chuàng)新理念的培養(yǎng)是對(duì)傳統(tǒng)的無機(jī)化學(xué)教育模式的發(fā)展，該培養(yǎng)理念不僅能為社會(huì)培養(yǎng)出高層次專業(yè)素質(zhì)人才，而且還注重培養(yǎng)學(xué)生們可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。這就要求傳授者自己要有綠色可持續(xù)的發(fā)展觀念，在教學(xué)工作中將綠色創(chuàng)新思想滲透到課堂之中?；瘜W(xué)教育者要不斷的更新自己的知識(shí)框架，及時(shí)了解國際最新的相關(guān)領(lǐng)域研究進(jìn)展，將課本上知識(shí)點(diǎn)與最新的相關(guān)綠色創(chuàng)新研究結(jié)合起來，課堂上以生動(dòng)形象的圖片或動(dòng)畫方式給學(xué)生們呈現(xiàn)，讓學(xué)生們?cè)诖髮W(xué)一年級(jí)就養(yǎng)成好習(xí)慣，讓綠色創(chuàng)新理念真正的樹立在他們的腦海中，為培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展理念的未來化學(xué)工作者奠定基礎(chǔ)。

3.2 無機(jī)化學(xué)理論課中綠色創(chuàng)新理念的滲透 課堂教學(xué)是學(xué)生們的接受知識(shí)的重要途徑，教師要緊跟國內(nèi)外最新的綠色化學(xué)研究成果，充分挖掘課本中的理論知識(shí)，將二者結(jié)合起來，在理論教學(xué)中將最新的綠色創(chuàng)新思想進(jìn)行滲透，并修正與該思想不相符的課本內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生們重新設(shè)計(jì)新的路線、工藝等，使整個(gè)合成綠色化，能源綠色化，避免傳統(tǒng)的反應(yīng)方法給環(huán)境帶來的負(fù)面影響。

無機(jī)化學(xué)理論課中很多基礎(chǔ)知識(shí)都與創(chuàng)新的綠色化學(xué)有關(guān)。例如，（1）在化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)章節(jié)中，除了介紹動(dòng)力學(xué)常數(shù)的定義外，還可以介紹目前國際研究最熱的新型多孔材料對(duì)水體中有機(jī)污染物（如，有機(jī)染料、苯、農(nóng)藥等）的吸附率隨時(shí)間的變化關(guān)系，進(jìn)而計(jì)算其吸附動(dòng)力學(xué)常數(shù)，這樣學(xué)生既了解動(dòng)力學(xué)常數(shù)概念又清楚的知道怎么通過實(shí)驗(yàn)得到這個(gè)動(dòng)力學(xué)常數(shù)；（2）在介紹化學(xué)熱力學(xué)部分的時(shí)候，除了介紹熵、焓、吉布斯自由能的概念外，還可以介紹吸附劑吸附有害物質(zhì)的吸附量隨溫度的變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)，通過該實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生了解吸附劑在該條件下的熵、焓、吉布斯自由能是怎么得到的，加深吉布斯自由能與化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的關(guān)系，進(jìn)而知道怎么學(xué)以致用。為了方便吸附劑的回收循環(huán)使用，還可以介紹新型磁性多孔材料，既可以達(dá)到去除水體中的污染物，又可以通過簡單的外界磁場，方便的將吸附劑從水體中分離出來，達(dá)到循環(huán)使用效果；（3）介紹碳族元素的時(shí)候，除了介紹溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球變暖之外，還可以介紹目前利用CO2制甲烷等最新研究成果；（4）在介紹硫化合物的時(shí)候，介紹硫化鎘等等量子點(diǎn)光催化劑，可以利用該光催化劑在取之不竭、用之不盡的太陽光條件下進(jìn)行光催化反應(yīng)。此外，教師還要根據(jù)高等農(nóng)業(yè)院校自身發(fā)展的特點(diǎn)和優(yōu)勢，課堂教學(xué)中將無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與農(nóng)業(yè)院校的茶與食品科學(xué)、環(huán)境與能源、生物工程以及農(nóng)藥等優(yōu)勢學(xué)科結(jié)合起來，達(dá)到學(xué)科間的優(yōu)勢互補(bǔ)。例如，無機(jī)化學(xué)教學(xué)中可以補(bǔ)充最新的制氫和儲(chǔ)氫材料、可見光催化材料、高催化性能或吸附性能的多孔材料、農(nóng)藥降解材料、重金屬去除材料等等。總之，教師可以根據(jù)當(dāng)前國際研究的熱點(diǎn)，有目的、有計(jì)劃的將無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與這些最新的綠色創(chuàng)新研究有機(jī)地串聯(lián)起來，既提高了教學(xué)質(zhì)量，又使學(xué)生們知道農(nóng)業(yè)科技人員的研究動(dòng)態(tài)，潛移默化中增強(qiáng)學(xué)生們的綠色創(chuàng)新意識(shí)。

3.3 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課綠色創(chuàng)新化 化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)課是運(yùn)用理論知識(shí)和驗(yàn)證理論知識(shí)的渠道，也是最容易產(chǎn)生污染的主要場所之一。因此，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課的綠色創(chuàng)新是非常必要的，這是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題能力的重要途徑，也為培養(yǎng)他們良好的科研素養(yǎng)打下基礎(chǔ)。

（1）加強(qiáng)安全教育，樹立綠色創(chuàng)新理念。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是大學(xué)一年級(jí)開設(shè)的第一門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生沒有自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)。因此，老師在這個(gè)過程中作用至關(guān)重要。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，授課老師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之前應(yīng)該對(duì)學(xué)生們進(jìn)行安全教育，宣傳綠色創(chuàng)新理念，給學(xué)生們講解《化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全手冊(cè)》，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)，培訓(xùn)合格的同學(xué)方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室醒目位置張貼安全標(biāo)志，強(qiáng)化學(xué)生們安全意識(shí)、綠色創(chuàng)新意識(shí)以及環(huán)保意識(shí)。

（2）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高綠色創(chuàng)新程度。使用無毒無污染的綠色原料和溶劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有害試劑。盡量使用蒸餾水、乙醇等綠色無毒試劑，避免使用氯仿、苯胺等毒性較大試劑。合成條件避免時(shí)間長、高溫高壓等條件，可以采用快速的超聲或微波輔助合成新方法，節(jié)約時(shí)間，增加轉(zhuǎn)化率、減少污染，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的綠色化創(chuàng)新。另外可以開設(shè)一些學(xué)生自主性比較大的實(shí)驗(yàn)，開展一些利用可見光為能源的催化或降解實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生們自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原料、條件、方法等，充分開發(fā)學(xué)生們創(chuàng)新能力。

（3）重視實(shí)驗(yàn)室廢棄物的回收，開發(fā)循環(huán)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室廢棄物的妥善處理這個(gè)過程非常重要，目前大部分高校實(shí)驗(yàn)課都存在這種普遍的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生們就直接將反應(yīng)后的試劑和藥品直接倒入水池中，甚至包括一些毒性較大的試劑。這不僅危害自己也會(huì)危害到他人，增加后續(xù)無害化處理的負(fù)擔(dān)。實(shí)驗(yàn)老師一定要指導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)廢棄物進(jìn)行分類回收處理，嚴(yán)禁亂扔亂倒，這樣像乙醇這類常用溶劑我們就可以回收起來，進(jìn)行重新集中蒸餾制得干凈的無水乙醇，從而可以循環(huán)使用。教師可以把實(shí)驗(yàn)的后處理作為成績考核的一部分，督促學(xué)生養(yǎng)成好的習(xí)慣，為自己、為社會(huì)負(fù)責(zé)。

4 結(jié)語

無機(jī)化學(xué)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，授課教師不僅要傳授學(xué)生們基礎(chǔ)的理論知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生們具有在改造世界的同時(shí)更要保護(hù)好世界的能力。通過上述改革措施，本人自己課堂上取得了很好的教學(xué)效果，改變了以往無機(jī)化學(xué)課堂上沉悶的現(xiàn)象，大家積極思考、課堂氣氛活躍、年終評(píng)教獲得優(yōu)秀。當(dāng)然，結(jié)合最新的研究熱點(diǎn)，宣傳綠色創(chuàng)新理念是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，也是社會(huì)發(fā)展的趨勢，這項(xiàng)工作現(xiàn)在還是處于起點(diǎn)階段，每位化學(xué)教師都要不斷的探索，提升綠色創(chuàng)新的教學(xué)方法，為社會(huì)培養(yǎng)合格的化學(xué)科技者而不懈努力。

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（責(zé)編：徐煥斗）