綠色可持續(xù)化學(xué)在化學(xué)化工教育中的滲透

霍靚靚

云南技師學(xué)院

【摘要】在化學(xué)化工教育中合理應(yīng)用綠色可持續(xù)化學(xué)，有利于構(gòu)建良好的可持續(xù)發(fā)展框架，這也是化學(xué)化工教育發(fā)展的主要趨勢，對促進環(huán)境、資源與社會經(jīng)濟的良性發(fā)展具有重要意義。文章闡述了綠色可持續(xù)化學(xué)的原則及其在化學(xué)化工教育中應(yīng)用的必要性，并對綠色可持續(xù)化學(xué)在化學(xué)化工教育中的滲透措施進行了分析，以實現(xiàn)化學(xué)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】綠色可持續(xù)化學(xué)；化學(xué)化工教育；原則；滲透

一、引言

化學(xué)工業(yè)在促進社會經(jīng)濟發(fā)展中扮演著重要角色。綠色化學(xué)觀念與污染治理觀念的有效結(jié)合，是促進化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。在社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展的形勢下，綠色化學(xué)為化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了一種重要的解決方案，在遵循綠色化學(xué)可持續(xù)發(fā)展理念的基礎(chǔ)上，加快現(xiàn)代化化學(xué)工業(yè)的發(fā)展步伐，才會增強化工產(chǎn)品的市場競爭力。同時，在化學(xué)化工教育中充分融合綠色可持續(xù)化學(xué)理念，注重學(xué)生綠色意識、資源意識和環(huán)境意識的培養(yǎng)，也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要組成部分。

二、綠色可持續(xù)化學(xué)的原則

綠色可持續(xù)化學(xué)主要是運用合理的化學(xué)技術(shù)和方法來降低或消除產(chǎn)品設(shè)計、制造與應(yīng)用中所產(chǎn)生的有害物質(zhì)，以推動化學(xué)過程和產(chǎn)品朝著環(huán)保型、節(jié)約型方向發(fā)展。

為了全面貫徹可持續(xù)發(fā)展觀念，在化學(xué)化工教育中需遵循一定的原則，為綠色化學(xué)產(chǎn)品的開發(fā)提供可靠指導(dǎo)。John C.Warner與Paul T.Anastasa編寫的Green Chemistry Theory and Practice一書中明確提出了綠色可持續(xù)化學(xué)的原則。

第一，預(yù)防原則。通過現(xiàn)代化技術(shù)手段或設(shè)備的利用來預(yù)防化學(xué)廢物的產(chǎn)生，在減少環(huán)境污染的同時，還有利于降低化學(xué)廢物的處理成本。

第二，原子經(jīng)濟性原則。在最終的化學(xué)產(chǎn)物中需含有相關(guān)反應(yīng)物，且在具體的設(shè)計合成過程中，實驗人員需將全部起始物質(zhì)全部融入最終產(chǎn)物中。

第三，安全性原則。在化學(xué)品生成的過程中，實驗人員應(yīng)在保證預(yù)期效果的前提下，盡量降低化學(xué)品的毒性；同時在化學(xué)過程中，考慮使用物質(zhì)及物質(zhì)形態(tài)，以減少或避免化學(xué)事故的發(fā)生，進而保證化學(xué)過程的安全性。

第四，節(jié)能環(huán)保原則。在化學(xué)產(chǎn)品生成過程中，實驗人員可采取相關(guān)的節(jié)能措施減少該過程中的能量消耗，且設(shè)計合成法的選擇多以外界壓力和溫度為導(dǎo)向；同時，化學(xué)產(chǎn)物應(yīng)設(shè)計為在使用后是可降解的，并保證生產(chǎn)的降解產(chǎn)物不會對環(huán)境造成危害。

第五，低毒害原則。在化學(xué)合成過程中，實驗人員需根據(jù)實際情況選擇無毒或毒性較低的原料。

第六，輔助劑和溶劑的安全性。實驗人員應(yīng)根據(jù)實際情況對分離試劑和溶劑的使用量進行調(diào)整，并盡量使用無毒或毒性較低的化學(xué)試劑。

第七，可再生反應(yīng)物的應(yīng)用。在滿足現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，反應(yīng)物原料應(yīng)全面貫穿可持續(xù)發(fā)展理念選擇可再生資源，避免使用高能耗且會對環(huán)境造成污染的原材料。

第八，催化劑。為了提高化學(xué)合成的效率和質(zhì)量，可適當使用高效催化劑。

第九，減少衍生物的應(yīng)用。化學(xué)成品的衍生過程會產(chǎn)生對環(huán)境造成破壞的廢物，造成資源的不必要浪費，因此可減少不必要的衍生過程。

第十，預(yù)防危險事故的發(fā)生。在化學(xué)合成過程中，實驗人員需考慮使用相關(guān)物質(zhì)或物質(zhì)形態(tài)來增強化學(xué)產(chǎn)品生成的安全性，降低化學(xué)事故的發(fā)生率。

三、在化學(xué)化工教育中應(yīng)用綠色可持續(xù)化學(xué)理念的必要性

在化學(xué)化工教育中，開展綠色可持續(xù)教育的目的在于在保護環(huán)境和節(jié)約能源的基礎(chǔ)上，提高人的可持續(xù)發(fā)展能力，使其能夠深刻意識到新知識、新事物、新方法在化學(xué)化工教育應(yīng)用中的重要性。而化學(xué)化工教育過程中，涉及產(chǎn)品生產(chǎn)途徑、生產(chǎn)安全等問題，教師在課堂中很難調(diào)動學(xué)生學(xué)習的積極性。因此，教師需結(jié)合當前社會對化工人才方面的需求，實現(xiàn)教學(xué)模式的改革和教學(xué)內(nèi)容的豐富，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習興趣。同時，教師可以將與綠色化學(xué)相關(guān)的新方法、新理念與新技術(shù)充分應(yīng)用于化工教育中，增強學(xué)生的環(huán)保意識，進而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。另外，開展綠色可持續(xù)性教育可加深學(xué)生對化學(xué)工程的了解，明確化學(xué)與社會之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展理念，進一步推動我國資源節(jié)約型社會的建設(shè)。

四、綠色可持續(xù)化學(xué)在化學(xué)化工教育中的滲透分析

目前，高校化學(xué)課程中已明確了綠色可持續(xù)化學(xué)的建設(shè)目標，具體突出綠色化學(xué)思想，促使學(xué)生深刻意識到化學(xué)工業(yè)對促進社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要性，提高綠色理念的應(yīng)用效率。同時，在具體的實驗教學(xué)過程中，教師需將綠色化學(xué)理念作為主要指導(dǎo)思想，嚴格保證實驗開展過程中的安全性，增強學(xué)生的環(huán)保意識。因此，樹立綠色可持續(xù)發(fā)展理念是社會發(fā)展的必然趨勢，也是可持續(xù)戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)。

（一）優(yōu)化專業(yè)課程體系

對傳統(tǒng)化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)進行改造和創(chuàng)新，是緩解地方經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間的矛盾的重要措施。因此，高校應(yīng)對傳統(tǒng)專業(yè)課程體系進行優(yōu)化和改善，大力推廣最新生產(chǎn)技術(shù)與清潔生產(chǎn)工藝課程，為發(fā)展地方綠色經(jīng)濟提供人才基礎(chǔ)。比如，在化學(xué)有機反應(yīng)中，多數(shù)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)是發(fā)生在官能團上的，在這一過程中需對有機物斷鍵和成鍵的生成規(guī)律進行明確。如烯烴與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)的過程中，其根本是烯烴的碳碳雙鍵中一個共價鍵遭到破壞后，碳碳雙鍵的兩個碳上各加上一個氫原子，根據(jù)相關(guān)原理，即可推斷出其余烯烴與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)的方程式。

（二）完善專業(yè)教學(xué)內(nèi)容

增強學(xué)生的環(huán)保意識是培養(yǎng)學(xué)生社會責任感的重點之一。因此，高校專業(yè)教學(xué)中應(yīng)包括綠色環(huán)保內(nèi)容。在具體的教學(xué)過程中，教師應(yīng)實施案例教學(xué)模式，增加化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)等對生態(tài)環(huán)境造成影響的實例，以取得良好的教學(xué)效果。比如，利用環(huán)乙烯作為原料進行乙二酸的綠色合成和重結(jié)晶實驗，將反應(yīng)原料選擇、催化劑的催化作用、試劑的再利用等綠色化學(xué)理念充分體現(xiàn)出來，在原有實驗的基礎(chǔ)上，對1，2-苯乙烯的綠色溴化應(yīng)用了安全溶劑和原子經(jīng)濟性等綠色化學(xué)理念。

（三）構(gòu)建環(huán)保課程

在傳統(tǒng)化學(xué)化工教育中，通常未涉及生態(tài)環(huán)境保護及資源開發(fā)等相關(guān)內(nèi)容。因此，高校在制訂人才培養(yǎng)方案的過程中，需注重構(gòu)建一套完善的環(huán)保課程模塊，并將其作為化學(xué)工程專業(yè)的選修課，增強學(xué)生的環(huán)境保護意識，充分發(fā)揮綠色可持續(xù)理念在化學(xué)化工教育中的應(yīng)用價值。

（四）立足于生活實際

在實際化學(xué)化工教學(xué)過程中，教師可緊密圍繞生活實際情況進行教學(xué)，通過利用簡單、有效的方式促使學(xué)生在有限的時間內(nèi)獲取高價值的化學(xué)知識和信息，以增強化學(xué)知識框架的系統(tǒng)性。目前，化學(xué)相關(guān)知識被廣泛應(yīng)用于藥物合成、農(nóng)業(yè)種植、環(huán)境污染治理等領(lǐng)域中。因此，化學(xué)教學(xué)需立足于生活實際，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習興趣。

（五）推廣微型化化學(xué)實驗

微型化化學(xué)實驗具有綠色環(huán)保、能源節(jié)約、安全性高等特點。在具體的實驗過程中，教師可將化學(xué)實驗微型化作為化學(xué)實驗綠色化的重要途徑之一。與常規(guī)實驗相比，化學(xué)實驗微型化具有實驗效果不明顯、規(guī)范性不強、安全性較低等特點。

另外，教師還可通過化學(xué)仿真實驗、化學(xué)實驗清潔化等途徑構(gòu)建綠色可持續(xù)化學(xué)實驗體系。化學(xué)仿真實驗具有無毒、無污染、成本低、與綠色可持續(xù)理念相吻合的特點，對于一些污染程度重、實驗成本高的實驗，教師可利用多媒體視屏等現(xiàn)代化手段呈現(xiàn)出來。化學(xué)實驗的清潔化則是通過利用一些有效措施，最大程度降低化學(xué)實驗對實驗場所和環(huán)境所造成的污染。

（六）加強現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用

教師在實際教學(xué)過程中應(yīng)重視教育技術(shù)與課程的有效結(jié)合，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法和理念，加強現(xiàn)代教育技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。在實際教學(xué)過程中，教師應(yīng)合理運用現(xiàn)有的多媒體資源，開發(fā)和利用化學(xué)課程資源，增強化學(xué)課程內(nèi)容的生動性和靈活性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。若在化學(xué)演示試驗過程中遇到危險性較大或有毒物質(zhì)較多的情況，為了避免造成不必要的人身傷害，教師可利用多媒體輔助教學(xué)，這不僅能獲得同樣的演示效果，還能利用多媒體輔助部分演示實驗，有利于降低藥品成本，同時還起到一定的環(huán)境保護作用。另外，利用現(xiàn)代教育技術(shù)輔助教學(xué)，在改善部分危險性較大的實驗操作環(huán)境的同時，還能確保學(xué)生在觀察過程中切實體驗到多媒體技術(shù)所呈現(xiàn)的綠色環(huán)保價值。

五、結(jié)語

綜上所述，在化學(xué)化工教育中充分應(yīng)用綠色可持續(xù)理念是促進社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。綠色可持續(xù)性化學(xué)主要利用現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)為人類生產(chǎn)生活提供充足的物質(zhì)與產(chǎn)品，且這一過程中為了減少或避免對環(huán)境造成的污染，需選擇低能耗、高效率的原料進行生產(chǎn)，這是實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護的重要途徑。因此，在高校實際教學(xué)過程中，加強綠色可持續(xù)理念在化學(xué)化工教育中的應(yīng)用是極為重要的。

【參考文獻】

[1]喬金鎖.化學(xué)教育專業(yè)學(xué)生對化學(xué)科學(xué)知識學(xué)習特點認識的調(diào)查研究[J].化學(xué)教育， 2015，36（12）：63-66.

[2]何自強， 張惠玲.培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的精細化工實驗綠色化改革[J].化學(xué)教育， 2016， 37（06）：58-60.

[3]喬金鎖，李改仙，王飛.化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生綠色化學(xué)認識的調(diào)查與思考[J].化學(xué)教育，2013，34（07）：55-56，66.

[4]柳翔，李舒爽，劉永梅，等.利用多功能、多用途的可再生甲酸實現(xiàn)化學(xué)品的綠色與可持續(xù)合成[J].催化學(xué)報，2015，36（09）：1461-1475.

[5]李靖軒.化學(xué)學(xué)科思想在元素化合物教學(xué)過程中的滲透——以“鐵的轉(zhuǎn)化”教學(xué)為例[J].化學(xué)教育，2017，38（01）：10-13.