绿色化学基本原理范文

关键词：绿色化学；教学内容；教学模式；改革

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）26-0022-02

绿色化学是化学学科的一个新兴分支，它以“原子经济性”为原则，研究如何在生产目标产物的过程中充分利用原料及能源，将反应的效率达到最高，损耗降到最少，从源头到最终产物的过程中减少废物的产生，从而对环境的伤害降到最低。从源头开始的绿色化学，使清洁生产跟上环保主题前进的步伐，有着广阔的应用前景[1]。绿色化学提出后，立即得到了科学界和各国政府的高度重视。1995年美国设立“总统绿色化学挑战奖”，其目的是鼓励和支持那些具有基础性和创新性并对工业有实用价值的化学新工艺、新方法，以减少资源消耗和防止污染。

随着绿色化学研究的不断深入，绿色化学的思想和内容已被引入到化学教学之中，国内外很多设置化学化工专业的高校都为学生开设了“绿色化学”这门课程。1998年“绿色化学”作为一门独立的新课，在中国科技大学由中科院院士、中国科技大学校长朱清时顺利实施[2]。四川大学胡常伟教授已经把“绿色化学”这门课程建设成了部级精品课[3]。“绿色化学”课程作为一门新兴课程，对于加强大学生的环境意识，实践绿色化理念，培养综合素质人才具有重要作用。然而“绿色化学”不像其他化学课程那样有成熟的知识点体系及教学大纲[4]，大部分高等学校都将其设为选修课[5]，也没有配套的以绿色化学方法应用为目标的实验课程。因此，绿色化学作为一门课程还未得到广泛的重视，课程的教学质量及教学效果有待进一步提高。

本文对绿色化学课堂教学方法提出了一些改革思路，并在教学活动中加以实践和探索。

一、课程内容建设

（一）教材选用

近年来出版了较多的绿色化学著作[2]，其中很多都适合作为绿色化学课程的教材。如《绿色化学化工导论》、《现代绿色化学技术》、《绿色化学原理与应用》等。对化学化工专业的学生，在接受过无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等基础教育后，学习绿色化学专业课。教学内容应涉及绿色化学的专业知识，具有一定的深度，授课应能反应当前绿色工艺和技术的最新发展水平[2]。因此选择原理、应用并重的“绿色化学原理与应用”作为基本教材。该课程重点介绍绿色化学原理、绿色化学方法及应用、绿色化学品设计方法及应用、绿色化学的发展趋势等理论性内容。较为适合化学化工专业的学生。

（二）增加教学内容

1.适当增加毒理学内容。绿色化学品设计需要充分了解物质的毒性机理，从而对分子进行结构修饰，直接或间接地减少其毒性。这部分内容在”绿色化学原理与应用”中作了简单介绍，但不够详细，对学生关注的各种毒物的毒性机理未做全面介绍，因此，可以增加毒理学中环境化学物的生物转动与生物转化、环境化学物的毒性作用、环境化学物的一般毒性及其评价、环境化学物的安全性和健康危险度评价等作为“绿色化学”的教学内容。这不仅有利于学生应用绿色化学方法使用和设计安全有效的化学品，而且可使学生进一步认识一些有毒有害的化学品，在日常生活及化学实验中能有意识地规避这些有毒化学品，保护自己的身体健康。

2.增加最新的绿色化学研究成果。绿色化学在飞速地发展，不断地有新的绿色化学方法、如绿色催化剂、绿色原料、绿色溶剂、绿色化学品及绿色化学化工过程被研究和开发。如美国总统绿色化学挑战奖每年都会奖励在研究、开发和应用绿色化学技术方面获得杰出成就的个人、集体或组织。英国皇家化学会的杂志“GreenChemistry”，刊登了大量的绿色化学领域的最新原创性研究成果和评论性文章。“绿色化学”课程的教学不能局限于教材中介绍的方法和陈旧的例子，而要查阅最新的文献，给学生介绍最新的绿色化学方法和绿色化学品。同时让学生自己也参与查询一些最新的文献资料，并撰写科研小论文，实现师生互动，教学相长。

（三）教学内容的深化

“绿色化学”课程作为一门新兴课程，不像其他化学课程那样有成熟的知识点体系。对很多绿色化学方法的介绍还是停留在举例子的形式，缺乏规律性或机理性的探讨。因此，在教学过程中可以在教材内容的基础上进行一些规律性总结。如在烃类的氧化反应中，可以采用CO作为作为羰基化试剂，从而取代剧毒的氢氰酸、光气等，并减少反应步骤，提高原子经济性。

二、教学形式多样化

“绿色化学”是一门选修课，很多内容都较为浅显易懂，若简单地照本宣科，就会显得枯燥乏味。可以适当减少讲授内容，将更多的课时用于课堂讨论、学生演讲及实践等环节。

1.播放视频。在课堂上适当插播一些与知识点相关的视频，使学生更能直观地了解和理解相应的知识点，提高课堂生动性。

2.学生讲演。将教材中一些简单易理解的知识点以及一些较新的研究领域作为作业，由学生预习并查阅相关资料，然后由学生自己上台讲，通过讲演可以加深其对这些知识点的印象；

3.专题报告。针对社会热点问题与学生最关注的问题，设计2~3个课题，由学生查阅资料、做专题报告；以小组形式完成，各小组分工合作并进行评比，以此可以培养同学们的团队精神和解决实际问题的能力。

如针对绿色原料的应用，要求学生做一个关于电池或塑料回收利用的专题，从电池（塑料）的种类、组成，可回收物质、回收方法、废弃物处理等方面进行调查，并作某种电池（塑料）回收方案的设计。

针对绿色化学品设计或绿色合成路线，布置学生用绿色方法合成一个绿色化学品（如苯甲醛二乙缩醛、亚氨基二琥珀酸），从绿色原料、绿色溶剂、绿色催化剂、绿色能源、绿色合成路线等方面进行查阅资料，设计合成方案。

4.绿色化学实验。利用课外时间指导学生做一些绿色化学实验。如绿色化学品苯甲醛二乙缩醛、1，2-二缩乙醇的绿色合成实验，绿色催化剂纳米TiO2的制备，绿色化工强化微反应器的设计和制备，光催化微反应器的制备及应用，以及在微反应器中进行反应条件筛选试验等，使学生做到很好地理论联系实际，在实验中发现和解决问题，对绿色化学的内涵和方法有更直观、更深刻认识，提高学习兴趣，并实现探究性教学。

采用这些不同的教学方式来提高学生的学习兴趣，引导学生主动参与、独立思考，增强对知识点的理解，促使学生探究和应用绿色化学的方法。

此外还可以建设网络课程，将相应内容挂在网上，让感兴趣的学生可事先了解并自主完成部分课程内容的学习。

三、课程评价方式

由于采用了多种教学方式，包括课堂讨论、学生专题报告，还有实验等，因此，学生的学习成绩不能用单一的考试成绩来评价，而要充分考虑学生在整个学习过程中的表现，通过考察学生课堂讨论的积极程度、学生专题报告的质量、作业的完成质量以及实验的表现等来综合考查学生成绩。

四、结语

绿色化学课程对于拓宽学生视野、优化学生知识结构、培养学生社会责任感具有重要作用。我们在教学过程中要不断地加强教学内容的凝练和深化，尝试新的教学方式，给学生介绍最新的绿色化学方法和内容，以提高学生的学习效果和学习兴趣。并通过问卷的形式了解学生对该课程学习的体会和意见，针对所提的意见进行教学方式和教学内容的改进，收到了良好的效果。我们将在今后的教学过程中不断地完善教学内容和教学方法，从而建立一套完善的绿色化学课程教学体系。

参考文献：

[1]游圆丽，李超超，黄树辉.考试周刊，2013，（14）：16-17.

[2]刘莲云，颜鲁婷，戴春爱，张辉.化学教育，2007，（11）：16-19.

[3]颜鲁婷，刘莲云，郑妍鹏，戴春爱.大学化学，2008，23（1）：21-24，28.

[4]沈玉龙，霍爱新，刘立华，曹文华.化学教育，2011，（10）：52-54.

[5]王勇，左霞，吉琳，周荫庄.首都师范大学学报（自然科学版），2011，（32）：74-76.

绿色化学基本原理范文

【关键词】全寿命周期；绿色建筑设计；研究

绿色建筑一方面具备传统建筑结构的功能性和实用性，另一方面又有效兼顾了建筑与环境之间的关联性，达到了建筑与环境的和谐共存。在绿色建筑设计领域，要提高设计质量，除了要注重具体的设计方法及程序外，还要以全寿命周期理论作为指导，全面评价绿色建筑在设计、施工、使用等环节对能源及环境施加的影响。

一、全寿命周期理论概述及全寿命周期理论下绿色建筑设计应遵循的基本原则

（一）全寿命周期理论及绿色建筑的基本含义

全寿命周期涵盖了产品从生产、制作、使用、终止等各环节要素，是基于产品整个生命流程的一种理念。全寿命周期与绿色建筑加以结合，就是指绿色建筑在设计规划、建设施工、建筑运行到后期拆除等一系列环节的时间周期。绿色建筑高于节能建筑这一概念范畴，是以建筑全局为主的，把握建筑能源消耗各个节点，以此为根据，采用各类新工艺、新设备及新材料建造而成的新型建筑形式[1]。

（二）全寿命周期理论下绿色建筑设计应遵循的原则分析

全寿命周期理论下，绿色建筑设计应遵循的基本原则有如下几方面：1.功能适用性。绿色建筑设计中的功能适应性指的是建筑物在物理特性、结构构成、环境利用、视觉营造等方面都要具备相应的实用性及灵活性，使绿色建筑兼顾传统建筑形式的一般功能。2.技术性。全寿命周期涵盖了建筑物使用的各个环节，因此，在绿色建筑设计中，应在其每一阶段保障绿色建筑具备较高的技术性，以便使绿色建筑能够从整体上发挥其独特性能。3.协调性。全寿命周期下绿色建筑的协调性，主要侧重指建筑物要在能源节约、环境保护、建筑生态等各方面趋于协调，秉持能耗最少、资源充分利用、环境负荷及受损最小等理念，采用如太阳能、风能等可再生能源，提高能源利用率，合理使用土地及水源，减少环境污染物排放，从而使绿色建筑达到材料、技术与环境的协调，进而优化绿色建筑在各个寿命周期内耗费的成本费用。

二、全寿命周期理论下绿色建筑设计的流程方法

在全寿命周期理论下，绿色建筑设计的流程方法主要包含了设计构思、方案制定、设计改进、方案确定等环节的内容，这些内容彼此存在着一定的交互性和制约性，共同构成了一个层层递进，信息交换频繁的设计系统[2]。

（一）确定绿色建筑设计的基本目标

在全寿命周期理论范畴内开展绿色建筑设计，需要对设计目标加以明确，在众多设计目标中，生态性、环保性及可持续发展应作为绿色建筑设计的基本目标，在此基础上，结合绿色建筑的实际需求及具体类型，再添加其他的设计目标及设计要求。绿色建筑设计基本目标体现出了绿色建筑设计的总体方向，在全寿命周期理论下的绿色建筑设计中起到提纲挈领的作用。

（二）形成绿色建筑设计的初期方案

在确定出绿色建筑设计的基本目标后，绿色建筑设计人员应发挥其创新思维，采用功能分析等方法，形成绿色建筑设计初期方案。在绿色建筑设计初期方案形成过程中，其构思结果既可以以思维架构的形式存在，也可以具化为设计概念图。在绿色建筑初期设计这一环节，在确保设计思维理念与设计草图满足绿色建筑设计目标的基础上，可以秉持多多益善的设计思路，罗列出多种设计方案，以便于后期遴选。

（三）确定绿色建筑设计的具体方案及后备方案

在这一设计流程中，要在遵循全寿命周期理论下绿色建筑设计基本原则的基础之上，着力采用先进的设计方法及工具，将绿色建筑设计的初期方案加以细致化具体化。例如，绿色建筑设计初期方案中涉及到的建筑材料使用、建筑结构确定、建筑构造方案、建筑施工流程步骤、建筑系统构成等各方面都要形成具体的方案及后备方案，从而从整体上提高绿色建筑设计的质量。

（四）运用全寿命周期理论，评价绿色建筑设计方案

在制定出绿色建筑设计的具体方案及后备方案后，要对设计方案加以评价及优化。事实上，绿色建筑设计方案与传统建筑设计方案一样，其设计流程本身就带有极强的综合性和系统性，需要在设计的过程中及后期阶段对其加以评估优化，以提高建筑设计方案的科学性和实效性[3]。

建筑设计中的全寿命周期理论涵盖了建筑设计的各个流程及环节，采用全寿命周期理论，可以对绿色建筑设计方案的优劣加以细致评价，其实施的方法主要体现在以下几方面：1.对绿色建筑设计的各类信息加以汇总，结合绿色建筑设计的基本原则及基本目标划分出绿色建筑设计的评价要素。在评价要素的确定上应涵盖绿色建筑的主要评价因素，如建筑能耗，环保性能等，以提高评价的针对性。2.对绿色建筑的相关指标数据加以提取，并进行量化分析。在这一环节，可以借助于统计及数学理论，通过建立数据矩阵及模型的方式实施。3.通过运用相应的评价方法，做出整体评价。在评价方法上可以综合运用数据调查法、判断矩形法等方法对绿色建筑设计的众方案进行全寿命周期评价，得出最终评价结论。

（四）筛选得出绿色建筑最佳设计方案

通过以上设计流程及方法，借助评价模型及全寿命周期理论，可以对绿色建筑设计方案及后备方案加以全面分析评价，得出最终的评价结果。其评价内容及侧重点主要围绕绿色建筑设计方案的生态性、经济性等因素。绿色建筑设计人员在对评价结果进行汇总比较后，一方面可以根据得出的评价结果对相应的建筑设计方案加以完善优化，另一方面可以参考评价模型给出的建议，选取最符合全寿命周期理论要求的设计方案，从而完成绿色建筑设计的总流程。

结语：

全寿命周期理论下的绿色建筑设计，一方面要遵循相应的设计原则，另一方面要通过有效的分析及评价手段，对设计方案的科学性、经济性加以评估，从而设计出符合全寿命周期理论要求的，兼具功能性、环保性、经济性的绿色建筑，保障绿色建筑的持续稳定发展。

参考文献：

[1]祝昌桥.从绿色建筑的经济性应用于建筑设计理论探究[J].建筑工程技术与设计，2014，（6）：1009.

[2]姜帆.全寿命周期成本视角下的绿色建筑经济效益分析[J].建筑经济，2014，（12）：102-104.

绿色化学基本原理范文篇3

本书由4部分组成，共23章：第一部分概念，含1-4章：1.绿色分析化学的概念；2.有关绿色分析化学的教育：3.绿色分析实验室的实验；4.有关绿色分析化学的出版物。第二部分分析过程，含5-14章：5.绿色取样技术：6.样品的直接分析；7.绿色分析的样品处理途径；8.用非色谱分离技术制备绿色样品；9.毛细管电泳；10.绿谱学；11.绿色分析原子光谱分析；12.固相分子光谱学；13.绿色分析化学的衍生技术：分子吸收、荧光和液相色谱；14.绿色电分析方法。第三部分战略，含第15-19章：15.分析化学中的能量降耗；16.绿色分析化学和流动注射法；17.微型化；18.微材料或纳米材料的实验室芯片检测系统；19.含有害有机化合物的实验室废料的光催化处理。第四部分应用的领域，含第20-23章：20.绿色生物分析化学；21.生物诊断中的红外光谱学：一种绿色分析途径；22.环境分析；23.绿色工业分析。本书目录的后面有各章作者的简介。每章的结尾有参考书目，书的最后是主题索引。

本书第一编著M.瓜迪亚博士是西班牙巴伦西亚大学化学系教授兼主任，在分析化学领域曾发表过大量论文和专著，荣获很多奖项。他曾应邀在法国、德国、中国等很多国家讲学，并且是一些国际学术刊物的编委会成员。

本书系统地阐述了绿色分析化学的基本原理，并对样品分析的各个基本环节提出了“绿化”处理的途径。本书可作为化学系大学生、研究生的参考书；也是分析化学领域工作者有益的工具书。