歐洲教授談本、碩、博連續流教學

11月10日，澎湃新聞一篇“課程枯燥，就業不易？這款教學平臺專為化學化工專業設計”，引發了很多業內人士重新思考連續流技術。今天我們就給大家介紹荷蘭Radboud University 的Floris Rutjes教授，于2017年發表的一篇“化學教育中的連續流動化學”的文章，看看歐洲學者是如何看待連續流教學的。

雖然連續流化學在學術研究和醫藥中間體及精細化學品制造方面正在穩步增加，但連續流化學在教育項目中缺乏廣度和深度。這篇文章探討了流動化學在化學教育各個階段的可能性和重要性。

關鍵詞：連續流化學、化學教育、教學模塊、可持續化學

 連續工藝在大規模生產化學品方面有著悠久的歷史。事實上，大部分大批量生產化學品都是采用連續的生產工藝生產的。例如，石油化工和一些基礎大化工。

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近二十年以來，連續流化學已在合成化學中得到廣泛應用，醫藥和精細化工行業認識到在微通道反應器中連續進行化學反應的好處。本質安全性、相對良好的傳質和傳熱、對反應條件的良好控制以及反應的可重復性和放大性，使得化學家越來越多地使用連續流動反應器。

此外，精細化工和制藥工業中的工藝化學家越來越熱衷于將連續流動反應應用于新工藝。考慮到流動化學的優勢及其在制藥和精細化工生產中日益重要的地位，化學教育中對流動化學的推廣也顯得尤為重要。

現狀是不是這樣呢？目前大學化學系學生的教育在很大程度上仍然是通過傳統的化學實驗課進行的，這些實驗課是由間隙式反應燒瓶實驗組成的。

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在這篇綜述中，作者將強調化學系學生職業生涯中各個階段應該完善化學教育的機會。研究重點是普通高校的化學課程。

學士學位課程

學士學位課程顯然是高等化學教育中基礎的部分。在這個階段的學習，通常與未來研究還沒有明確的聯系，知識來源主要集中在化學和化學反應基本方面的教學。

在過去的幾十年里，化學教育在這一部分并沒有發生太大的變化，顯然它已經落伍了。高校需要打破傳統模式，改變思維，遵循科技研究的發展趨勢，滿足新知識和新技術的需求，在這一階段引入流動化學是非常重要的。

引入新的基礎培訓需要的流動化學知識，教學課件以及適合在化學實驗課中使用的流動化學實驗設備。更重要的是，這需要高校和教師具有遠見卓識，愿意投入時間和金錢，將流動化學原理納入基礎實驗課。

有了流動化學的專業知識和詳細的實驗步驟，就可以很容易地應用于本科教學中。一些連續流設備的供應商就可以提供教學模塊，設備及案例使用。

 碩士項目

與學士學位課程相比，這些課程通常在教育和研究之間有更強的聯系。在許多國家，碩士教育的一個主要部分是在科研組中的科學訓練(實習)。因此，學生可以選擇涉及連續流化學的研究課題，從而獲得這一領域的經驗。

流動化學的領域非常廣泛，通過連續化學的研究，不但可以改進傳統的釜式反應，使之更加和安全，也可以研究一些釜式反應難于實施的危險的化學反應和特殊領域。

殊領域包括光化學和光氧化還原化學 ，這兩個傳統上都是有限制的應用。因為涉及到光的反應是很難放大生產。然而，流動化學的出現大大促進了光化學反應和光氧化還原化學反應的廣泛應用，因為連續過程使光化學過程易于擴展。目前，流動光氧化還原化學反應的數量呈現巨大增長，這也導致了更大比例的碩士生投入到這一領域。

流動化學相對于間歇化學有特殊優勢的其他領域包括酶反應、危險快反應和高溫、高壓、放熱量大的反應，所有這些領域都將為研究生提供極大的就業和研究的機會。

博士項目

類似的觀點也適用于流動化學的博士教育。作者認為，應該鼓勵博士生在自己的研究項目早期開展流動化學研究。

博士生研究人員早期在學校接受關于流動化學的培訓，然后起草研究計劃，在他們自己的研究項目中實施流動化學。在一些案例中，通過實驗博士研究人員認識到流動化學的優勢，由此獲得了非常好的研究成果。

事實上, 在流動條件下進行反應是有利的。因為對反應條件有更好的控制，從而使反應過程具有重現性和拓展性。

如今，越來越多的商業書籍為連續流反應提供了豐富的理論和實際案例，進一步激勵了博士生從事連續流化學。此外，越來越多的流化學反應包括工業化案例在會議及有機化學合成進展中得到發表。不斷鼓勵著博士生思考流動化學的新的可能性，并將其應用到自己的項目中。

綜上所述，在過去的二十年中，連續流化學已經逐步上升到有機合成的重要領域，對精細化學品和藥品的研究和生產具有重要意義。

 我們相信，流動化學進行化學反應的新方法將在今后的研究中，帶來目前無法預見的機遇。這也需要資深的化學家承擔起社會責任，在化學教育的每個階段盡可能多地鼓勵使用連續流化學，并培養更多的連續流化學人才。

 參考文獻： DOI: 10.1556/1846.2017.00023  J. Flow Chem.