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摘要:日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題引起了全世界的廣泛關(guān)注,旨在實現(xiàn)生產(chǎn)和排放綠色化、減輕污染程度的綠色化學(xué)應(yīng)運而生。本文介紹了綠色化學(xué)和綠色化學(xué)教育,分析了國內(nèi)外的綠色化學(xué)教育現(xiàn)狀,闡明了綠色化學(xué)理念融入到大學(xué)化學(xué)教育的意義,探討了其融合策略,即將綠色化學(xué)與化學(xué)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)相結(jié)合,在理論教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的綠色化學(xué)意識,在實驗教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的綠色化學(xué)操作,在實踐教學(xué)中檢驗大學(xué)生綠色化學(xué)的應(yīng)用,在考評環(huán)節(jié)中考核大學(xué)生實施綠色化學(xué)的能力。通過思想到能力的培養(yǎng),提高大學(xué)生的環(huán)保意識。
關(guān)鍵詞:化學(xué)教育;綠色化學(xué);高等院校
當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的進步是以破壞環(huán)境為代價的,如越來越突出的溫室效應(yīng)、酸雨、霧霾等環(huán)境污染問題,主要是由于人們不斷追求經(jīng)濟效益的同時又缺乏相應(yīng)環(huán)境保護的理念。要解決環(huán)境污染問題,必須要從源頭上遏制污染物的排放,由此美國科學(xué)家首先提出了“綠色化學(xué)”的理念。“綠色化學(xué)”可將可能的污染消除在起始階段,從而達到零污染和零排放的效果。我國將“綠色化學(xué)”納入到國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略計劃中,然而要想讓可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略計劃一直貫徹并執(zhí)行下去,其根本在于教育,要使未來的接班人和建設(shè)者具有“綠色化學(xué)”的思想、與時俱進的環(huán)保理念,從源頭上杜絕環(huán)境污染,只要這樣才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標(biāo)[1]?;瘜W(xué)是高校理工科專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程,教師應(yīng)將“綠色化學(xué)”的理念引入到高?;瘜W(xué)教育中,提高大學(xué)生的環(huán)保意識,同時改革高?;瘜W(xué)教學(xué)模式,彌補原有教學(xué)體系的不足,使高?;瘜W(xué)教育得到長期的發(fā)展。
綠色化學(xué)強調(diào)從源頭防治污染,提倡使用先進的化學(xué)知識或具有創(chuàng)新性的化學(xué)技術(shù)降低或消除工業(yè)生產(chǎn)中的有毒有害物質(zhì),同時提出了生產(chǎn)結(jié)果綠色和生產(chǎn)過程綠色的要求,從而達到保護環(huán)境的目的。綠色化學(xué)經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展后,其概念由抽象變得具體實際,主要體現(xiàn)在原子經(jīng)濟性和5R原則中。原子經(jīng)濟性是一種非常理想的狀態(tài),體現(xiàn)了資源最大化使用理念,就是把反映物中的每一個原子都加以充分利用;而5R原則包括減量使用、重復(fù)利用、回收、再生和拒絕使用[2]。將綠色化學(xué)的思想融入到教學(xué)中,即為綠色化學(xué)教育,綠色化學(xué)教育是以綠色化學(xué)的知識、技能來充實學(xué)生,使其形成綠色化學(xué)的思想與理念,最后落實到行動中,踐行綠色環(huán)保的行為。
2國內(nèi)外綠色化學(xué)理念教學(xué)的起源與發(fā)展
綠色化學(xué)理念提出后,各國紛紛積極開展綠色化學(xué)理念的教學(xué)活動,以此推動綠色化學(xué)的傳承。美國非常重視綠色人才的培養(yǎng),早在1996年,綠色化學(xué)的理念就被引入到環(huán)境化學(xué)的課堂,到2000年,將綠色化學(xué)作為一門的單獨的課程開設(shè),可見美國對綠色化學(xué)的重視程度。從2000年開始,其他國家也紛紛效仿美國,澳大利亞、德國、日本和印度等國相繼探討了適合自己國家特色的綠色化學(xué)教育,并編寫了很多關(guān)于綠色化學(xué)的教材。我國綠色化學(xué)的想法與構(gòu)思并不比西方發(fā)達國家晚,早在1995年,清華大學(xué)的教授就公開發(fā)表了關(guān)于在高校中開設(shè)綠色化學(xué)課程的想法,中國科技大學(xué)于1996年率先將其變成了現(xiàn)實,隨后,國內(nèi)也出版了很多關(guān)于綠色化學(xué)的書籍,如《綠色化學(xué)與環(huán)境》《綠色化學(xué)》等,很多高校將其列入了化學(xué)專業(yè)的必修課[3]。由此可見,國內(nèi)外對綠色化學(xué)理念都是非常敏感的,各國幾乎是同時意識到綠色化學(xué)對未來發(fā)展的巨大貢獻,將綠色化學(xué)理念應(yīng)用到高?;瘜W(xué)教育中是彰顯化學(xué)應(yīng)用的必要途徑。
3在高校展開綠色化學(xué)教育的意義
3.1幫助大學(xué)生樹立正確的發(fā)展觀
綠色化學(xué)是未來發(fā)展的一種必然趨勢,各行各業(yè)都會面臨著綠色發(fā)展的問題。大學(xué)生在中學(xué)階段不僅沒有接受過多的綠色化學(xué)理念的教學(xué),也沒有過多地關(guān)注應(yīng)如何為環(huán)境保護作出個人貢獻。將綠色化學(xué)教育融入到高?;瘜W(xué)教育中,首先讓學(xué)生認(rèn)識到地球環(huán)境破壞的嚴(yán)重性,進而增強學(xué)生環(huán)保意識。在地球上資源有限的情況下,如何珍惜現(xiàn)有資源就成為了非常重要的課題。在課題的探究過程中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生建立綠色發(fā)展的行業(yè)思想,將環(huán)境保護放在行業(yè)發(fā)展的首位,無論是從專業(yè)知識還是從綜合素養(yǎng),都有助于大學(xué)生形成正確的發(fā)展觀,積極投身于環(huán)境保護的事業(yè)中,為保護人類賴以生存的環(huán)境貢獻微薄之力。
3.2推動化學(xué)教育的改革工作
高校育人就是要培養(yǎng)與社會接軌的人才,要隨時注意社會和企業(yè)的發(fā)展動態(tài)。而當(dāng)今社會發(fā)展讓人們越來越重視環(huán)境問題,綠色和環(huán)保成了社會發(fā)展的主旋律,這也成為了高校教學(xué)需要關(guān)注的熱點問題。與中學(xué)教育不同,高校教育更加突出知識的應(yīng)用性、系統(tǒng)性和專業(yè)性,將綠色化學(xué)理念融入到化學(xué)教育中,可引發(fā)化學(xué)教育的改革,包括教學(xué)理念的變革、課程實驗的設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)的實施等;將綠色化學(xué)理念融入到化學(xué)教育的全過程,可豐富大學(xué)生的思維;將綠色化學(xué)的知識應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中,可使高?;瘜W(xué)課程的教學(xué)緊跟時代的步伐,真正做到教學(xué)為生產(chǎn)實踐服務(wù)。
3.3創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)
綠色化學(xué)的理念并不是紙上談兵,而是要有先進的技術(shù)和產(chǎn)品。隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,一些能夠降低能耗或降低污染物含量的技術(shù)和產(chǎn)品迎來了發(fā)展期。將綠色化學(xué)理念融入到高校化學(xué)教育中,了解企業(yè)的需求,在科學(xué)研究中不斷探索,讓大學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)研究的實際應(yīng)用價值,培養(yǎng)他們對科學(xué)研究的濃厚興趣[4]。通過大學(xué)生創(chuàng)新項目的申報和實施,提高大學(xué)生的創(chuàng)新意識,加強大學(xué)生對本專業(yè)的認(rèn)可程度,源源不斷地為國家輸送具有綠色思維、能力創(chuàng)新的專業(yè)化工人才。
4綠色化學(xué)理念在高?;瘜W(xué)教育中的實施策略
工業(yè)的快速發(fā)展是一把雙刃劍,一方面可以帶動經(jīng)濟的飛速增長,另一方面會給環(huán)境保護帶來很大的威脅。將綠色化學(xué)理念融入到高?;瘜W(xué)教育中,培養(yǎng)具有環(huán)境保護意識的社會主義接班人和建設(shè)者,讓他們應(yīng)用專業(yè)知識更好地解決經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間的矛盾,促進工業(yè)可持續(xù)的發(fā)展。
4.1高校教師要加強綠色化學(xué)意識
教師是學(xué)生模仿的對象,要將綠色化學(xué)的理念融入到化學(xué)教學(xué)中,首先作為高校化學(xué)教師就要意識到綠色化學(xué)的作用,優(yōu)先掌握綠色化學(xué)理念,在教學(xué)中對未體現(xiàn)綠色化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進行補充、拓展與更新,引導(dǎo)學(xué)生增強環(huán)保意識,使學(xué)生在潛移默化中受到綠色教育。加強綠色化學(xué)意識是執(zhí)行綠色化學(xué)教學(xué)理念的前提。綠色化學(xué)是化學(xué)教學(xué)的有效延伸,是基于社會發(fā)展?fàn)顟B(tài)的改進,教師明確了綠色化學(xué)的意義,才能將綠色化學(xué)的思想貫穿到日常教學(xué)活動中,讓學(xué)生形成對綠色化學(xué)的認(rèn)可,從根本上理解綠色化學(xué)的內(nèi)涵。
4.2注重綠色化學(xué)理念在理論教學(xué)中的融合
要實施綠色化學(xué)的教學(xué)理念,需要讓大學(xué)生知道到底什么是綠色化學(xué)。大學(xué)的課堂教學(xué)是以學(xué)生自學(xué)為基礎(chǔ)的教學(xué),更多地需要大學(xué)生自己去體會、琢磨,因此在大學(xué)理論教學(xué)中教材起到了非常重要的作用。在綠色化學(xué)理論融入高?;瘜W(xué)教育中,除了教師要提高綠色化學(xué)意識外,教材也要積極融入綠色化學(xué)理念。大學(xué)化學(xué)教材更新速度較快,在每一次新教材編寫過程中,編寫者都會關(guān)注化學(xué)發(fā)展的前沿,將一些新內(nèi)容融入到教材中。因此,將綠色化學(xué)理念應(yīng)用在理論教學(xué)中,就要注意綠色化學(xué)理念的教材開發(fā)工作。編寫者不僅要注重化學(xué)領(lǐng)域中的新成果,還需要注意國內(nèi)外專家發(fā)表的關(guān)于綠色化學(xué)的新學(xué)術(shù)論文,了解綠色化學(xué)發(fā)展的最新動態(tài),分析后結(jié)合生產(chǎn)實際,編寫出適合我國學(xué)生的綠色化學(xué)教材。
4.3注重綠色化學(xué)理念在實驗教學(xué)中的融合
化學(xué)是一門理論和實驗并行的課程,在理論課程中可以培養(yǎng)學(xué)生的綠色思維,讓學(xué)生認(rèn)識到綠色化學(xué)的理念,理解其含義和主要內(nèi)容,但思想的落實還是要歸于實驗教學(xué)中。通過實驗教學(xué),可以讓學(xué)生對綠色化學(xué)有更深入的了解,知道該從哪些方面入手以達到綠色化學(xué)的思想。在以往的化學(xué)實驗中,高校化學(xué)教師一般注重原理的介紹和操作規(guī)范性的要求,但對于實驗方案的改進并不關(guān)注,尤其是對綠色化學(xué)的融入比較忽視。教師應(yīng)該從小處著手,將綠色化學(xué)思想融入到整個實驗過程中,讓學(xué)生感受到綠色化學(xué)無處不在[5]。如在制備銀納米粒子的實驗中,教師可設(shè)計生物源殼寡糖衍生物法這種新的方法來制備銀納米粒子,并介紹制備銀納米粒子的傳統(tǒng)方法及新舊方法的優(yōu)劣勢對比,使學(xué)生學(xué)會如何對現(xiàn)有實驗改進以達到綠色化學(xué)的目的,明白綠色化學(xué)的實施途徑。
4.4注重綠色化學(xué)理念在實踐教學(xué)中的融合
實踐教學(xué)是高校專業(yè)教學(xué)體系中必不可少的一個教學(xué)環(huán)節(jié),但以往的教學(xué)對實踐教學(xué)并不是很重視,甚至有些高校沒有開設(shè)相應(yīng)的實踐教學(xué)課程。實踐教學(xué)是對大學(xué)生綜合能力的考察,一般都是在專業(yè)對口的實習(xí)基地完成。實踐教學(xué)能夠開闊學(xué)生的眼界,激發(fā)學(xué)生的靈感,讓學(xué)生的所學(xué)能有更為廣闊的施展空間;實踐教學(xué)也能讓學(xué)生獲得生產(chǎn)實踐的第一手資料,能夠發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)實踐中的問題,分析問題并解決;實踐教學(xué)能夠讓學(xué)生積累足夠的知識與經(jīng)驗,讓學(xué)生更有信心地面對生產(chǎn)崗位。在實踐教學(xué)中融入綠色化學(xué),有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,并讓學(xué)生習(xí)得的綠色思想有更大的發(fā)揮空間。如在某化工廠的實踐教學(xué)中,帶隊教師可以給學(xué)生布置相應(yīng)的任務(wù),將學(xué)生分成不同的小組,按小組搜集所在崗位的數(shù)據(jù),找到數(shù)據(jù)中有無進一步提升的點,諸如原料的使用量、廢液廢渣的循環(huán)利用、有害氣體的排放量和熱源的重復(fù)利用等,對這些內(nèi)容進行重新優(yōu)化與設(shè)計,并做出估算值,這種改進的內(nèi)容都屬于綠色化學(xué)的范疇,在實踐教學(xué)中由發(fā)現(xiàn)到解決,整個過程中都貫穿綠色思想,讓學(xué)生從綠色角度完成實踐活動,把理論與生產(chǎn)實際相結(jié)合。通過實踐活動中綠色化學(xué)思想的注入,賦予實踐活動更大的社會價值,不僅可以提高學(xué)生對實踐活動的重視度,還可以讓學(xué)生知道綠色化學(xué)在生產(chǎn)實踐中的體現(xiàn)。
4.5注重綠色化學(xué)理念的評價
實驗考核是對化學(xué)思維應(yīng)用性的檢測,然而以往的化學(xué)考核中實驗考核所占比例較小,即使是實驗考核,也是以學(xué)生操作的規(guī)范性和實驗結(jié)果為考核指標(biāo),沒有注意到對綠色化學(xué)理念的考核。因此,建議高?;瘜W(xué)教師在實施實驗考核時可以增加實驗設(shè)計題目,考查學(xué)生實施綠色化學(xué)的能力。如“苯胺類化合物是具有一定毒性的,而傳統(tǒng)的撲熱息痛合成法就需要用到苯胺類化合物,如何降低該反應(yīng)的毒性,可不可用更換原料的角度出發(fā)呢?請列出可代替苯胺類化合物的原料,并設(shè)計相應(yīng)的實驗過程?!蓖ㄟ^類似實驗設(shè)計題的考核,不僅可以實現(xiàn)理論知識的靈活應(yīng)用,還可以培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)素養(yǎng),對學(xué)生今后的科研工作也有很大的啟發(fā)作用。
5結(jié)語
化學(xué)是與人類的生產(chǎn)和生活緊密相連的一門學(xué)科,它在生產(chǎn)實踐及環(huán)境治理中發(fā)揮著重要作用。從源頭控制生產(chǎn)實踐,減少污染物的排放,則是對環(huán)境保護最有效的措施。因此,將綠色化學(xué)的思維傳遞給新一代十分必要。在尋求不斷增長的經(jīng)濟發(fā)展中要以可持續(xù)性發(fā)展為前提,將綠色化學(xué)理念融入大學(xué)教育中,有助于推動化學(xué)教學(xué)的改革工作;不斷創(chuàng)新化學(xué)教學(xué)模式,有助于培養(yǎng)創(chuàng)新型的化學(xué)人才。在具體的實施中,化學(xué)教師要重視綠色化學(xué)理念的融入,從理論教學(xué)、實驗教學(xué)到實踐教學(xué),再到評價環(huán)節(jié),要全方位地植入綠色化學(xué)的思想,培養(yǎng)大學(xué)生的綠色思維,增強他們的社會責(zé)任感與環(huán)保意識,使他們牢記行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展使命。
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作者:郭杰 單位:鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院