摘    要：綠色化學(xué)背景下，環(huán)境工程專業(yè)研究生人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)綠色化工、精細(xì)化工和資源循環(huán)等領(lǐng)域急需的應(yīng)用型工程人才，綠色化工也是高等學(xué)校工程類專業(yè)教學(xué)改革的重要方向。秉持綠色化學(xué)理念，建立以提升實(shí)踐能力為主線的教學(xué)模式，為使培養(yǎng)的人才具有“科學(xué)—技術(shù)—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境”一體化的觀念，將綠色化實(shí)習(xí)、綠色化實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)，力求更有效、高質(zhì)量地培養(yǎng)高素質(zhì)的環(huán)境工程專業(yè)研究生人才。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué);環(huán)境工程專業(yè)研究生;人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642                 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A              文章編號(hào)：2095-7394（2019）04-0059-04

化學(xué)發(fā)展在改變?nèi)祟惿罘绞健⑻岣呷藗兘】蹬c生活水平的同時(shí)，也對(duì)環(huán)境造成了不利影響。隨著科技的高速發(fā)展，越來(lái)越多的環(huán)境問(wèn)題逐漸凸現(xiàn)出來(lái)，在對(duì)“征服自然”的反思中，人們提出了“綠色化學(xué)”理念。綠色象征人與自然的和諧， 綠色化學(xué)是人類生存和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，“綠色設(shè)計(jì)”成為各行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[1-3]。

綠色化學(xué)旨在降低或消除化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及應(yīng)用中的有害物質(zhì)。綠色化學(xué)以原子經(jīng)濟(jì)性取代產(chǎn)率作為衡量一個(gè)合成方法的標(biāo)準(zhǔn)[4]。綠色化學(xué)堅(jiān)持以下原則：防止污染優(yōu)于污染治理、提高原子經(jīng)濟(jì)性、無(wú)害化學(xué)合成、采用安全的溶劑和助劑、提高能源經(jīng)濟(jì)性、利用可再生資源合成化學(xué)品、減少衍生物、采用高選擇性的催化劑、設(shè)計(jì)可降解化學(xué)品、預(yù)防污染的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分析、防止生產(chǎn)事故的安全工藝等[5-6] 。

綠色化學(xué)的興起引起了教育界的高度關(guān)注，國(guó)內(nèi)外高等學(xué)校相繼開(kāi)設(shè)綠色化學(xué)課程，并招收相應(yīng)的碩士和博士生。比如：美國(guó)斯克蘭頓大學(xué)、伊利諾斯州大學(xué)、俄勒岡州大學(xué)等分別招收綠色化學(xué)碩士、博士生;澳大利亞蒙納士大學(xué)確立了在綠色化學(xué)領(lǐng)域成為研究和教育的世界領(lǐng)導(dǎo)者的目標(biāo)，并招收相關(guān)方向碩士和博士生;英國(guó)約克大學(xué)招收清潔化學(xué)工藝碩士生[7]。日本和德國(guó)的化學(xué)會(huì)、印度的教育部門(mén)也在積極推動(dòng)本國(guó)綠色化學(xué)教育發(fā)展。中國(guó)大陸招收綠色化學(xué)碩士或博士生的高校有：南京大學(xué)、南京理工大學(xué)、廈門(mén)大學(xué)、四川大學(xué)、中山大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、武漢化工學(xué)院、南開(kāi)大學(xué)、重慶理工大學(xué)、山東中醫(yī)藥大學(xué)、海南大學(xué)等。

當(dāng)前，世界各主要經(jīng)濟(jì)體大力實(shí)施“綠色新政”，將發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)作為新的增長(zhǎng)引擎，將新經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和占領(lǐng)全球新一輪綠色工業(yè)革命制高點(diǎn)作為發(fā)展經(jīng)濟(jì)的抓手。因此，發(fā)展綠色化學(xué)化工就成為可持續(xù)發(fā)展的根本保證與必要支撐。

盡管綠色化學(xué)在20世紀(jì)90年代出現(xiàn)，但綠色化學(xué)概念與化學(xué)課程的整合并沒(méi)有以足夠快的速度進(jìn)行，以支持這一不斷發(fā)展的領(lǐng)域[8-9]。盡管全國(guó)各地的教育工作者付出了艱辛努力，但綠色化學(xué)教學(xué)目標(biāo)仍然未被廣泛理解和傳播。

1    定位人才培養(yǎng)目標(biāo)

現(xiàn)階段，對(duì)環(huán)境工程專業(yè)研究生提出的培養(yǎng)要求是，具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高，要使其樹(shù)立“科學(xué)—技術(shù)—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境”一體化的觀念和正確的生態(tài)倫理道德觀。高等工程教育培養(yǎng)出在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域工作的人才，將直接影響國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何培養(yǎng)綠色化學(xué)和化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)的專門(mén)人才已成為高等教育“綠色化學(xué)”化工專業(yè)的重要課題。

2    改革人才培養(yǎng)模式

學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的培養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的育人工程，它貫穿于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的全過(guò)程，并滲透到教學(xué)過(guò)程的各個(gè)方面[10-11]。為適應(yīng)這些新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，高等院校的化工類專業(yè)教育教學(xué)改革勢(shì)在必行。針對(duì)國(guó)家提出的“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的指導(dǎo)思想[12-13]，確定了面向基層和生產(chǎn)一線，培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神的化工應(yīng)用型高級(jí)專門(mén)人才的人才培養(yǎng)目標(biāo)。可以參考斯坦福大學(xué)的校企合作和實(shí)踐應(yīng)用特色，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造力培養(yǎng)和學(xué)以致用的“實(shí)踐提升模式”，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。

3    開(kāi)展教學(xué)改革

3.1  綠色化學(xué)教學(xué)理念貫穿整個(gè)教學(xué)體系

目前，許多高校化工類專業(yè)只是開(kāi)設(shè)了綠色化學(xué)課程，作為必修課、公共選修課，沒(méi)有將綠色化學(xué)教學(xué)理念和知識(shí)貫穿到整個(gè)專業(yè)教學(xué)體系中。只有將綠色化學(xué)教學(xué)理念和知識(shí)貫穿整個(gè)環(huán)境工程專業(yè)研究生教學(xué)體系[14]，才能培養(yǎng)出合格的專門(mén)人才，進(jìn)而使不可持續(xù)的線性經(jīng)濟(jì)向基于資源效率和可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)整體轉(zhuǎn)型。威斯敏斯特學(xué)院（PA）教授的綠色化學(xué)課程結(jié)合了非傳統(tǒng)的教學(xué)技術(shù)和文本，將綠色化學(xué)教學(xué)理念和知識(shí)貫穿整個(gè)專業(yè)教學(xué)體系，使學(xué)生樹(shù)立起綠色化學(xué)理念，掌握了綠色化學(xué)原理。

3.2  綠色化學(xué)理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在使學(xué)生形成化學(xué)概念、理解和鞏固化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生各種能力等方面都有著十分重要的意義。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入綠色化學(xué)知識(shí)，主要有以下6個(gè)措施：（1）溶劑綠色化。盡量選擇水作為溶劑，盡可能避免使用有毒有害和揮發(fā)性的有機(jī)溶劑;（2）化學(xué)試劑綠色化。盡量選擇無(wú)毒無(wú)害試劑實(shí)驗(yàn)，或選擇具有潛在環(huán)境屬性的試劑;（3）催化劑的綠色化。盡量避免使用有毒有害的物質(zhì)作催化劑;（4）大力開(kāi)發(fā)微型實(shí)驗(yàn)。微型實(shí)驗(yàn)具有現(xiàn)象明顯、效果良好、節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品和時(shí)間、減少污染、安全、便攜等特點(diǎn)。實(shí)踐證明，在微型化的儀器裝置中進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，其試劑用量是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)十分之一至千分之一;（5）串聯(lián)實(shí)驗(yàn)及試劑的回收利用。通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)次序，使一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物成為下一實(shí)驗(yàn)的原料，在一定程度上減輕常規(guī)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染，有利于環(huán)境保護(hù);（6）妥善處理實(shí)驗(yàn)后的“三廢”，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)每次產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣進(jìn)行處理，以免對(duì)環(huán)境造成污染。

3.3  滲透式教學(xué)

從培養(yǎng)計(jì)劃入手，把綠色化學(xué)的基本思想、原理、工藝和技術(shù)等知識(shí)分散并滲透到現(xiàn)有的教學(xué)體系中。例如，在現(xiàn)有的無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、精細(xì)化工工藝學(xué)、化工工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)（企業(yè)）實(shí)習(xí)等課程中加入相關(guān)的綠色化學(xué)內(nèi)容，這種教學(xué)模式也可以說(shuō)是現(xiàn)有課程的綠色化。學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的時(shí)候就可以受到綠色化學(xué)思想的熏陶，當(dāng)他們學(xué)習(xí)各種化學(xué)、化工專業(yè)課程時(shí)，就會(huì)被綠色化學(xué)知識(shí)所吸引，進(jìn)而在今后的工作中自覺(jué)地使用綠色化學(xué)知識(shí)。同時(shí)，還應(yīng)通過(guò)各種信息渠道，將綠色化學(xué)理念融入學(xué)生的日常生活中。良好的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)模式和生活環(huán)境氛圍可以有效地提高對(duì)學(xué)生綠色化學(xué)理念的滲透率。

3.4  課程的改革

大學(xué)越來(lái)越多地提供跨學(xué)科科目和課程作為學(xué)科科目的替代。在考慮跨學(xué)科課程在大學(xué)教育中的結(jié)構(gòu)和布局時(shí)，盡可能地將有助于培養(yǎng)學(xué)生綠色化工、精細(xì)化工和資源循環(huán)等意識(shí)的知識(shí)融入進(jìn)來(lái)。如化工過(guò)程安全、環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展等內(nèi)容。

3.5  綠色化實(shí)習(xí)（翻轉(zhuǎn)）

可采取逆向思維方式，借鑒翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行翻轉(zhuǎn)實(shí)習(xí)。現(xiàn)在大部分高校都有小試和中試裝置，可將生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、專業(yè)課教學(xué)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等大部分實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)安排在學(xué)校，只將對(duì)企業(yè)影響最小的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)安排在企業(yè)完成。翻轉(zhuǎn)實(shí)習(xí)就是將實(shí)習(xí)場(chǎng)所從企業(yè)翻轉(zhuǎn)到學(xué)校，聘請(qǐng)具有較強(qiáng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和能力的企業(yè)工程師、管理人員、企業(yè)家來(lái)學(xué)校，與教師共同指導(dǎo)學(xué)生的在校生產(chǎn)實(shí)習(xí)。翻轉(zhuǎn)實(shí)習(xí)的推行能緩解目前松散、淺層次、隨機(jī)性的企業(yè)實(shí)習(xí)狀況，提高實(shí)習(xí)質(zhì)量。

4    結(jié)語(yǔ)

為適應(yīng)高等教育發(fā)展的新要求，探索高素質(zhì)環(huán)境工程專業(yè)研究生培養(yǎng)的有效途徑，應(yīng)基于綠色化學(xué)的理念對(duì)環(huán)境工程專業(yè)研究生培養(yǎng)模式進(jìn)行大膽地改革。以培養(yǎng)綠色化工、精細(xì)化工和資源循環(huán)等領(lǐng)域急需的應(yīng)用型工程人才為目的，以精細(xì)化工工藝學(xué)、化工工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)（企業(yè)）實(shí)習(xí)等課程改革為突破口，將綠色化學(xué)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、原子經(jīng)濟(jì)、安全環(huán)保的理念貫穿于教學(xué)全過(guò)程，探索化學(xué)工程與工藝人才培養(yǎng)的全新模式。

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Abstract： Under the background of green chemistry， the goal of environmental engineering postgraduates training is to cultivate the applied engineering talents urgently needed in the fields of green chemistry， fine chemistry and resource circulation. Green chemistry is also an important direction of engineering teaching reform in colleges and universities. Colleges and universities should adhere to the concept of green chemistry， establish a teaching mode with the main line of improving practical ability， in order to make the trained talents have the concept of “science-technology-economy-environment” integration， introduce green practice and green experiment into teaching， and strive to cultivate high-quality graduate students of environmental engineering with higher efficiency and quality.

Key  words： green chemistry; environmental engineering postgraduate; talent training

責(zé)任編輯    張志釗

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