綠色發展理念在化學專業人才培養中的融合探索

梁紅梅

［摘? ? ? ? ? ?要］? 隨著全球環境問題的日益突出和社會對可持續發展的迫切需求，綠色發展理念逐漸成為全球范圍內的關注焦點。在此背景下，化學領域作為一個關鍵的科學領域，承擔著解決環境問題、開發可持續技術和創新綠色化學方法的責任。因此，化學專業人才的培養不僅需要傳統的理論和實驗技能，還需要深刻理解和應用綠色發展理念。基于此，介紹了綠色發展理念的基本概念，探討如何將其融入化學專業的教育和人才培養中，并提出一些實際建議，以幫助學校和教育機構更好地培養適應未來需求的化學人才。

［關? ? 鍵? ?詞］? 綠色發展理念；化學專業；人才培養

［中圖分類號］? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文獻標志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文章編號］? 2096-0603（2024）03-0177-04

綠色發展已經成為全球社會發展的重要方向之一，其核心理念是實現經濟增長和社會進步的同時保護環境和資源。在這一背景下，化學作為一門關鍵的自然科學學科，不僅在工業和科研領域發揮著重要的作用，還肩負著應對環境挑戰的責任。因此，化學專業人才不僅需要學習傳統的化學知識和技能，還需要具備環保意識和綠色發展理念，以便為可持續發展作出貢獻。

一、綠色發展的基本概念

綠色發展是一種綜合性的理念，旨在實現社會、經濟和環境的可持續性。其主要包含以下幾個關鍵方面：

（一）環境友好

綠色發展強調在經濟增長和社會發展的同時，最大限度地減少對自然環境的負面影響，這包括降低污染、保護生態系統和合理利用資源。

（二）可持續性

綠色發展追求長期可持續性，即不只是滿足當前需求，還要滿足未來世代的需求。這意味著化學產品和過程必須考慮其對未來資源和環境的影響。

（三）循環經濟

綠色發展鼓勵建立循環經濟模式，即最大限度地回收和再利用廢棄物和資源，減少浪費。

二、綠色發展理念背景

20世紀末和21世紀初，全球環境問題如氣候變化、大氣污染、水資源短缺、生物多樣性喪失等問題開始引起廣泛關注，其嚴重性促使人們重新考慮經濟增長模式和資源利用方式。1987年，聯合國布魯克蘭委員會發布了《我們的未來共同體》報告，引入了可持續發展概念，強調了經濟增長、社會公平和環境保護之間的平衡，成為后來綠色發展的基石。

近年來，科技創新在清潔能源、綠色化學、可再生材料等領域取得了顯著進展，為可持續發展提供了新的解決方案，綠色技術的發展使綠色發展變得更為可行。各國政府也采取了一系列政策措施，如環境稅、碳排放限制、可再生能源支持政策等，以推動綠色發展，引導企業和公眾朝著可持續的方向發展，使消費者和企業越來越關注可持續性和環保。市場上對綠色產品和服務的需求不斷增長，迫使企業改變生產方式，采取更環保的方法，以滿足市場的需求。

總而言之，綠色發展理念是一個涵蓋環境問題、科技進步、市場需求和社會動態等多個層面的復雜系統，這一理念強調在經濟增長和社會進步的同時，保護環境和資源的重要性，并要求各個領域采取行動以實現可持續發展的目標，它已經深刻地改變了世界各地的政策制定、產業發展和個人生活方式。

三、綠色發展背景下化學專業人才要求

（一）具備環保意識

化學專業人才應該深刻認識到自身工作對環境和生態系統產生的潛在影響。化學產業在新技術、新材料和新藥物等方面有巨大潛力，但也伴隨著潛在的環境挑戰。因此，他們需要積極尋求創新的、可持續的方法減少負面影響，例如綠色合成方法、廢物再利用和環保工藝。此外，他們還應該倡導在實驗室和工業生產中采用最佳實踐，以減少廢物和污染。化學專業人才的責任不僅在于發現新的化學知識，還在于確保這一知識對地球和未來的可持續性沒有破壞性影響，這種環保意識對于維護生態平衡和可持續發展至關重要。

（二）掌握綠色化學原理

在綠色發展背景下，化學專業人才的培養要求包括深入了解綠色化學的核心原則、方法和最佳實踐，如綠色合成技術，即采用環保催化劑和可再生原料，以減少廢物和有害副產物的生成。他們還需要研究和應用可降解材料，以減少塑料污染和資源浪費。了解綠色溶劑的選擇和利用，減少有機溶劑對環境和健康的不利影響。此外，還需要開發有效的廢物處理和回收方法，以最大限度地減少廢棄物對環境的危害。通過掌握這些知識和技能，化學專業人才可以積極參與可持續發展，推動綠色化學的發展，創造更環保、更可持續的化學過程和產品，從而更好地滿足社會和環境的需求。

（三）了解相關法律法規

在綠色發展背景下，化學專業人才必須更加深入地了解相關法規和倫理規范，以確保他們的工作對環境和社會的影響最小化，包括了解并遵守環保法律法規，以確保工作合法合規，降低環境污染和人員健康風險。如在新化學工程項目開始之前，需要進行環境影響評估，以確定項目可能對周圍環境和社區產生的影響，并采取必要措施減少潛在的不利影響。

（四）具備創新能力

面對不斷增加的環境挑戰，化學專業人才不僅要改進現有的技術和工藝，還要尋求全新的、更環保的方法。創新需要跨學科的合作，將化學與工程、生物學、材料科學等領域融合，以發展出更可持續的材料和化學過程。化學專業人才還應該培養解決問題的能力，如分析環境挑戰、識別潛在風險，并提出可行的解決方案。這需要系統性思考、實驗設計和數據分析技能，以便開發出更安全、更高效的工藝，并減少對有害物質的依賴，不僅有助于解決當前的環境挑戰，還為未來的可持續性奠定堅實的基礎。

（五）保持持續的學習動力

新興的綠色化學技術和方法不斷涌現，為環境友好的解決方案提供機會。因此，專業人才需要積極追蹤最新研究和創新，參與持續教育和培訓，以不斷更新他們的知識和技能。只有如此，他們才能走在綠色發展的前沿，為可持續性和環保作出創新的貢獻。持續學習有助于開闊視野，為解決復雜的環境挑戰提供更全面的解決方案。

四、綠色發展在化學專業人才培養中的應用

（一）整合綠色化學課程，培養人才環保意識

將綠色化學課程融入化學專業的核心課程體系中，是為了確保新一代化學專業人才能夠積極投身于環境保護、可持續發展和綠色創新領域，旨在培養學生不僅具備傳統的化學知識和技能，還能夠理解并應用綠色發展原則，以降低對環境的負面影響，促進可持續化學產業的發展。

例如，在綠色化學課程中，教授學生如何設計和優化環保的合成路線，減少有害廢物的產生，提高產物的選擇性和產率。學生將學會評估不同合成方法的環境影響，選擇最符合綠色原則的方法。還可以學習相關的環境樣品采集、分析和檢測技術，以便學生了解如何評估環境中化學物質的存在和影響。學生將掌握現代分析儀器的使用方法，以檢測環境中的化學物質，幫助環境保護和管理。如學生可以采集不同來源的水樣品（自來水、河水、湖水、地下水），然后使用常見的質譜儀、色譜儀、pH計、離子選擇電極等水質分析儀器，檢測水中的污染物，如重金屬、有機化合物、微生物等。還可以了解如何使用氣體采樣器和氣體色譜儀來檢測大氣中的污染物，如顆粒物、氣體污染物（如二氧化硫、氮氧化物）以及揮發性有機化合物，幫助評估空氣質量和大氣污染的影響。另外，在課程中，教師還可以向學生介紹可降解材料的設計和制備，以及它們在環保包裝、藥物輸送和醫療器械等領域的應用，并學習如何選擇和開發具有低環境影響的材料。

通過將這些綠色化學課程融入核心課程體系，學生將不僅僅獲得傳統的化學知識，還將具備環保意識和技能，能夠在未來的職業生涯中積極參與綠色化學研究和可持續發展項目。

（二）加強實驗室實踐，提高人才操作技能

設計實驗室實踐項目，讓學生親身體驗綠色化學方法的應用，是培養學生環保意識和技能的關鍵途徑之一。旨在將綠色原則融入化學教育中，使學生了解如何在化學實驗中減少對環境的負面影響，同時提高實驗效率和資源利用率。

例如，傳統有機合成實驗通常使用有機溶劑，但這些溶劑可能對環境和健康造成危害。如二甲基甲酰胺是一種常用的有機溶劑，但它對環境有害，對水生生物有毒，同時與皮膚接觸可能引發健康問題，如過敏反應和皮膚刺激；二甲基亞砜在生物醫學研究中廣泛使用，但它的排放可能對水體和土壤造成污染，對水生生物產生毒性作用。然而，綠色實驗可以引導學生使用更環保的溶劑，以降低有害廢物的生成。其中水是最環保的溶劑之一，因為它廣泛存在、可再生且無毒。在有機合成中，學生可以使用水作為反應介質，如在水相催化下進行反應，從而減少對有機溶劑的需求，學生可以學習使用水作為催化劑來合成酯類或醚類化合物。還有些生物可降解溶劑是可持續的替代品，它們可以在實驗結束后更容易地降解為無害的物質。例如，乳酸、丁二酸二甲酯（DBP）、乙酸乙酯等生物可降解的溶劑可以在有機合成中代替傳統的有機溶劑。在超臨界條件下，二氧化碳可以作為綠色溶劑使用，因為它在室溫下既是氣體又是液體，具有較低的毒性和化學反應性。學生可以學習如何在超臨界二氧化碳下進行反應，減少有機溶劑的使用。這些替代溶劑的使用可以降低化學實驗中的有害廢物產生，減輕對環境的負擔，并教育學生在日常實驗中采取可持續的化學實驗方法，更好地理解和應用綠色化學原則。

此外，綠色實驗項目還可以鼓勵學生探究催化劑的應用，提高反應速率，減少能源消耗，從而降低環境負荷。例如，銠、鈀、鉑等金屬催化劑可以用于加速烯烴的氫化反應，從而減少對高溫高壓條件的需求。通過使用催化劑，學生可以開展制氫反應，將可再生能源（如太陽能或風能）轉化為氫氣作為清潔能源的儲存和使用，有助于減少對傳統燃燒燃料的依賴。催化劑還可以用于空氣凈化，例如將一氧化碳和氮氧化物轉化為無害的二氧化碳和氮氣。通過實際的實驗和研究，學生可以了解催化劑的應用原理，并將其運用到實際環境保護和可持續發展項目中。實驗結束后，學生需要學習如何妥善處理廢物，包括回收、再利用或安全處置，幫助學生培養環保責任感。這些實驗也能激發學生的創新思維，鼓勵他們在化學領域探索更環保、更可持續的解決方案，最終培養出更有社會責任感和環保意識的化學專業人才。

（三）開展跨學科合作，提高人才綜合素養

綠色發展不僅僅是化學領域的問題，它涵蓋了廣泛的領域，涉及環境、社會、經濟等多個方面。因此，鼓勵化學專業的學生與其他領域的學生進行跨學科合作，可以使學生成為具備綜合素養的專業人才，對于解決復雜的環境問題至關重要。

在跨學科合作中，化學專業的學生可以與科學專業的學生合作，共同研究環境污染的化學成因和影響，開發環境監測方法，探索解決方案。例如，他們可以合作研究水體附近的潛在污染源，包括工業排放、農業排水、城市污水處理廠等，一起制訂水樣采集計劃，采集來自不同地點和時間的水樣品。然后，化學專業的學生可以使用分析方法，如色譜法、質譜法等，檢測水樣中的污染物。環境科學專業的學生可以分析這些數據，評估水體的健康狀況。基于收集的數據和分析結果，團隊可以提出改善水體質量的建議，如減少污染源的排放、改進廢水處理工藝、采用生態修復措施、加強環境監測等。學生團隊還可以與當地社區和政府合作，提高公眾對水體污染問題的認識，并推動環保政策的制定和實施，有助于促進社會參與和可持續的環境管理。

此外，化學專業的學生還可以與生物專業的學生進行合作，他們可以開展環境監測項目，以了解環境中的污染物和生態系統的健康狀況。化學專業的學生可以使用化學分析技術來檢測污染物的濃度，而生物學專業的學生可以監測生物指標，如水生生物的種群和健康狀況。不僅豐富了學生的學術經驗，還為解決復雜的科學和社會問題提供了更全面的解決方案。

如此看來，跨學科合作使學生能夠融合不同領域的思維方式，共同探討綠色發展的新思路和解決方案，使他們能夠更好地理解和應對復雜的環境問題，為未來的職業生涯和科研工作做好準備。這種合作也反映了現實世界中復雜問題需要多學科協作的趨勢，使學生更具競爭力和適應力。

（四）實際案例研究，提高人才知識應用能力

在課程中引入實際的綠色發展案例以及組織學生參觀環保友好型企業，是增強學生綠色化學實踐意識和能力的有效措施。這種實踐性教育不僅讓學生更深入地了解綠色發展的實際應用，還幫助他們將理論知識轉化為實際解決問題的技能。

通過引入綠色發展案例，學生可以分析真實世界中的環境挑戰和解決方案。他們將學習到如何應用綠色化學原則，減少廢物排放，提高資源利用效率，降低對環境的負擔。這種案例分析可以激發學生的創新思維，培養他們解決復雜環境問題的能力。如探究如何將可再生能源（如太陽能和風能）應用于電力生產，減少對化石燃料的依賴。他們可以分析光伏電池和風力渦輪機的設計，以及如何將電能儲存和分配到電網。通過這個案例，學生了解到綠色化學在電池技術和能源儲存方面的應用，以及如何減少溫室氣體排放。

另外，組織學生參觀環保友好型企業是一種實地教育，能夠讓學生親身體驗綠色化學實踐。他們可以看到企業如何在生產過程中采用環保技術和綠色材料，了解廢物處理和資源回收的方法。這種經驗可以幫助學生將課堂上學到的理論知識與實際操作相結合，更好地理解綠色發展的可行性和重要性。參觀過程中，還可以讓學生與業界專業人士進行互動，建立實際職業聯系，了解職業機會和行業趨勢。這種實際經驗有助于學生更好地規劃自己的職業生涯，為未來的工作和研究做好準備。

（五）實踐與社區參與，提高個人技能

參與環保項目和社區服務以及進行實地考察，可以讓學生在真實環境中應用他們在課堂中學到的知識。這種實踐經驗對于化學專業的學生來說尤為重要，因為他們可以親身體驗化學在環境保護和可持續發展中的實際應用。并且，學生通過參與環保項目和實地考察，面臨著真實世界中的挑戰和問題，通過收集數據、觀察現象，并與當地社區互動，激發他們更深入地理解問題，并為解決方案提供更具洞察力的見解，不僅是理論性的知識傳遞，也是實際的解決方法。同時，環保項目和社區服務通常涉及多個領域的合作，比如化學、生物、社會科學。這為學生提供了跨學科合作的機會，使他們能夠與不同背景的人合作，共同解決復雜的環境問題。參與社區服務和環保項目，使他們意識到他們的專業知識可以用來改善社會和環境，這種認識對于塑造他們的職業道德和價值觀至關重要。

總之，為學生提供機會參與環保項目、社區服務和實地考察是化學專業教育的重要組成部分。這不僅有助于培養他們的實際技能和問題解決能力，還能夠為他們的個人和職業發展帶來更多的價值。同時，這也有助于推動環保和可持續發展的目標。

（六）堅持持續教育，掌握最新教育理念

化學領域的綠色技術發展迅猛，不僅影響到學術研究，還深刻影響著工業和社會。因此，教育部門需要密切關注產業和社會的需求，了解最新的環境法規和標準，如環境法律、監管要求和環境風險評估，確保學生具備符合法規的知識。持續更新課程內容，了解新的綠色材料、過程和方法，促使學生獲得最新的知識和技能。如綠色化學涉及將廢棄物轉化為有價值的產品或資源的過程，更新的課程包括廢物轉化技術、可持續能源生產和資源回收方法的最新進展。學生可以學習如何設計可持續的化學過程，以最大限度地減少廢物的產生。同時，實驗室設備和技術的更新也是至關重要的一環。學校需要不斷投資新的綠色實驗室設備，如超臨界流體萃取設備、高壓催化反應設備、質譜儀、紅外光譜儀、核磁共振儀器、可再生能源實驗設備、綠色合成設備等，以便學生可以接觸到最新的綠色實驗方法，不僅可以提高他們的實踐技能，還可以培養他們的創新思維。

在教學過程中，教師都會使用先進的科學技術將最新的綠色技術知識傳遞給全球范圍內的學生。如利用在線學習資源、開放式在線課程和數字化教材，使學生可以在電子設備上訪問，這些教材可以不斷更新，以反映最新的研究和實踐。學習管理系統（LMS）和在線學習平臺（如Coursera、edX、Udemy）可以為學生提供豐富的課程資源，包括綠色技術相關的課程。這些平臺通常提供自測測驗、討論論壇和學習社區，以促進學習和互動。另外，教授綠色化學實驗方法時，學生通過虛擬實驗室平臺可以模擬實驗室實驗，在線進行化學實驗，而不必親臨實驗室，十分方便、高效。通過利用這些在線資源和工具，學生可以在全球范圍內獲得最新的綠色技術知識，無論他們所在的地點如何，都可以獲得高質量的教育，促進環保和可持續發展的目標。

當然，在此過程中，教師也需要積極參與綠色技術研究項目，不斷更新自己的知識和技能，以便有效地傳授最新的綠色技術。學校可以提供教師培訓，組織參加關于綠色技術和可持續發展的專業發展課程和研討會，使他們與領域最前沿接軌，將最新的研究成果帶回課堂，探索新的教育技術和創新方法，與學生和同事一同探討和分享，不僅有助于他們在工作中作出貢獻，還有助于塑造一個可持續的未來。

五、結束語

綜上所述，綠色發展不僅僅是一種理念，它已經成為現實中的需求，只有培養具備環保意識和綠色化學知識的化學專業人才，才能更好地應對全球環境挑戰，實現可持續發展的目標。我們可通過更新課程、鼓勵實驗室實踐、跨學科合作、引入實際案例研究、加強行業合作等策略，為學生提供更全面的教育和培養機會，進一步推動綠色發展理念在化學領域的融合，為未來的社會和環境作出更大的貢獻，確保可持續性發展的實現。

參考文獻：

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［2］羅陳艾玉，都穎，厲安昕.獨立學院應用化學專業綠色化學人才培養模式探究［J］.儷人（教師），2016（1）：254.

◎編輯 魯翠紅