環境化學與可持續發展理念在化工人才培養中的融合與教學策略

摘 "要：隨著環境問題日益嚴峻，可持續發展理念重要性逐漸凸顯，環境化學在化工行業的人才培養中變得尤為關鍵。文章探討了將環境化學與可持續發展理念融入化工教育的策略，包括課程設置的改革、實踐教學的加強、綠色化學理念的推廣以及跨學科合作能力的培養。研究方法涉及案例分析和教學實踐相結合，旨在提高未來化工人才在環境保護和資源可持續利用方面的知識和技能。主要結論顯示，通過改革教學方法、運用現代教育技術、增加校企合作，以及強化教學評價體系，可以有效地增強學生的環保意識、解決實際問題的能力和跨學科合作技能，為化工行業的可持續發展培養合格人才。

關鍵詞：環境化學；可持續發展；化工人才培養

中圖分類號：G642 " "文獻標識碼：A " "文章編號：1673-7164（2024）29-0193-04

隨著人類社會的快速發展，環境問題日益嚴重，可持續發展成為全球關注的焦點。在化工領域，理解和掌握環境化學知識，以及將可持續發展理念融入人才培養過程，對實現綠色發展和保護地球家園具有重要意義。

一、環境化學與可持續發展理念的背景意義

隨著全球環境問題的日益嚴重和可持續發展理念的提出，人們對于環境保護和資源利用的重要性有了更深刻的認識。環境化學作為一門研究環境中化學物質的來源、轉化和歸宿的學科，可以提供化學知識和技術支持，解決環境問題和實現可持續發展目標。可持續發展理念強調經濟、社會和環境之間的平衡，旨在實現長期的社會進步和資源的可持續利用。

環境化學與可持續發展的融合可以促進環境保護和可持續發展的目標的實現，為人類創造更加清潔、健康和可持續的生活環境。在化工領域，環境化學與可持續發展的理念的融合對于培養具有環境保護意識和可持續發展思維的化工人才具有重要意義。［1］新時代背景下，化工人才需要具備環境化學和可持續發展的知識和技能，才能在化工過程中考慮環境因素和資源利用效率，才能提高化工產品的環境友好性和可持續性。

二、環境化學與可持續發展理念在化工人才培養中的融合意義

（一）重構課程體系，培養學生理論應用實踐的能力

在化工人才培養中融合環境化學與可持續發展理念，要求重構課程體系，確保學生能夠理解并應對日益緊迫的環境問題，同時具備實現工業可持續性的知識和技能。基礎課程應包括環境化學的原理和實踐，涉及污染物的化學行為、環境監測技術以及污染控制和修復策略，高年級專業課程應深入探討如何在工藝設計、產品開發、能源利用和廢物管理中應用這些原理，引導學生思考如何在不犧牲經濟效益的前提下最小化對環境的影響。案例研究和項目式學習可以使學生直面真實世界的挑戰，比如通過設計閉環生產系統或開發綠色化學品來提高資源效率和實現零排放。跨學科課程如可持續工程、生命周期分析和環境政策，有助于化工學生理解可持續發展的寬廣視角和復雜性。通過實驗室工作、實習和與工業界的合作項目，學生能夠將理論知識轉化為實踐技能，并培養出對環境責任感和創新解決方案的熱情。培養具備這些能力的化工專業人才，既是對未來工業發展的投資，也是實現可持續發展目標的必要途徑。

（二）加強實踐性教學，提高學生解決實際問題的能力

實踐教學的核心在于通過實驗室實驗、工業實習、項目驅動學習和案例分析等方式，使學生將理論知識與實際工程技術相結合，深入理解化學工程的工藝流程、設備操作和系統管理。在實驗室環境中，學生應接受嚴格的實驗操作訓練，學習使用現代化的儀器設備，掌握從基礎化學實驗到復雜化工流程的模擬操作。通過數據分析和實驗結果的評估，學生能夠學會如何根據實驗數據進行科學決策和優化設計。實習環節讓學生有機會走進真實的工業現場，了解行業標準和工作流程，面對實際生產中的問題，培養解決問題的實戰能力和團隊協作精神；項目驅動學習則鼓勵學生圍繞諸如能源效率提升、廢物減量化處理、新材料開發等實際問題，進行跨學科團隊合作，設計解決方案，這不僅鍛煉了學生的創新思維和獨立作業能力，也提高了他們的項目管理和溝通能力；［2］案例分析教學法可以讓學生深入分析歷史上的工業案例，學習和領悟其中的成功經驗和教訓，以便在未來的工作中能夠避免相同的錯誤。

（三）推廣綠色化學理念，增強學生的環保意識

綠色化學不僅著眼于減少對環境的影響，而且關注在化學產品的設計、生產、使用及處理過程中的健康和安全問題。在教學中，應當將綠色化學的十二原則融入課程內容，讓學生從最基本的概念開始了解如何評估化學物質和化學過程的環境友好度。通過案例分析、實驗設計和項目研究，學生可以學習如何選擇安全的原料、設計可降解的產品、優化能量效率、減少副產品和廢物的產生。教師應鼓勵學生在實驗室和設計項目中應用這些綠色化學原則，并思考如何將它們擴展到工業規模的應用。通過組織講座、研討會和參觀環保先進的化工企業，學生能夠更直觀地認識到環保實踐在現代化工業中的重要性，并激發他們在未來職業生涯中推廣綠色化學的動力。

（四）培養學生跨學科合作能力，促進可持續發展

化工領域的問題往往復雜多變，需要物理學、化學、生物學、環境科學和工程學等多學科知識的綜合應用。在教育過程中，應該通過設置跨學科課程，組織多學科背景學生的團隊項目，以及鼓勵學生參與跨領域的研討會和競賽，來培養學生的跨學科溝通和合作技能。這些活動可以幫助學生了解不同學科的語言和方法，學會如何在團隊中貢獻自己的專業知識，并且能夠尊重并吸收其他學科的視角和技巧。例如化工學生可以與環境科學學生合作，共同開發減少工業排放的策略；與經濟學學生合作，分析綠色技術的經濟可行性；與法律專業學生合作，理解環境法規對化工產品設計的影響。通過合作，學生能夠培養出解決復雜問題所需的綜合思維能力，為未來在多學科團隊中工作打下堅實的基礎。［3］隨著可持續發展日益成為全球共識，擁有跨學科合作能力的化工人才將更加受到重視，他們將在推動化工行業轉型和實現社會可持續發展的過程中發揮關鍵作用。

三、環境化學與可持續發展理念在化工人才培養中的教學策略

（一）改革教學方法，提高教學效果

環境化學與可持續發展理念在化工人才培養中的教學策略要求教育者改革教學方法，以提高教學效果。教學應從傳統的課堂講授模式轉變為以學生為中心的互動式和探究式學習，可以運用翻轉課堂，將理論知識的學習放在課前，通過網絡平臺讓學生自行學習，課堂時間則用于討論、實驗和解決問題，提高課堂互動和學生參與度。教育者應引入案例教學法，選取環境化學和可持續發展的經典案例，如污染事件的處理、綠色工藝的開發等，讓學生分析問題、討論解決方案，并以角色扮演的方式增強學習的實踐性和現實感。跨學科項目式學習對培養學生的實踐能力和創新精神至關重要。學生可以在教師的指導下，組成跨學科團隊，針對真實的化工問題，開展從問題調研、方案設計到實驗驗證的全過程探究活動。此外，教學中應加強對學生批判性思維和系統思考能力的培養，鼓勵學生在學習現有知識的同時，質疑和超越現有知識，培養對化工行業未來發展趨勢的預見能力。

（二）運用現代教育技術，提升教學效率

首先，數字化教學平臺如在線視頻、互動課件和模擬軟件的運用能夠使復雜的化學過程和環境問題形象化，提高學生的理解力和興趣。例如通過虛擬現實（VR）技術，學生可以在虛擬環境中親身體驗化工生產線的運作，理解各種控制策略對環境的影響。其次，人工智能輔助教學能夠提供個性化學習建議和進度跟蹤，幫助學生根據自己的學習情況調整學習策略。智能教學系統還能夠通過數據分析來發現學生學習中的難點，及時調整教學內容和方法，提高教學的針對性和有效性。網絡教學和遠程實驗室允許學生不受地理位置的限制，隨時隨地進行實驗操作和數據分析，加強理論與實踐的結合。在線論壇和協作工具的使用促進了學生之間以及師生之間的交流和討論，增強了學習的互動性。

（三）增加校企合作，提高學生的實踐能力

將環境化學與可持續發展理念融入化工人才培養的重要一環是增加校企合作。通過與化工企業的緊密合作，教育機構能夠設計出與行業需求緊密相連的課程和實習項目，讓學生在真實的工作環境中應用所學知識和技能。企業可以提供實習崗位、研究項目、工作坊以及講座，為學生提供了解企業運作、技術創新和環境管理實踐的機會。這種合作不僅限于傳統的實習安排，還包括讓企業參與到課程設計、項目評估和技能培訓中，從而確保所教授的內容和技能，符合行業的最新標準和需求。校企合作促進了學生的職業發展，使他們能夠更好地理解未來職業生涯中可能面臨的挑戰，并為之做好準備。學生在企業中的實踐經驗有助于他們建立職業網絡，提高就業競爭力，幫助學生形成職業規劃，明確自己的職業目標和發展方向。企業實際問題的解決過程能夠鍛煉學生的問題分析能力、團隊合作精神和創新能力，這些都是現代化工行業所急需的核心能力。校企合作也為教育機構提供了寶貴的反饋，調整和改進教學內容和方法，確保教育質量與企業要求同步提升；有助于教育機構了解行業趨勢，確保教學內容的實時更新，為學生提供最前沿的知識和技術。校企合作為化工教育帶來了雙贏：學生獲得了寶貴的實踐經驗，企業則得到了培訓有素、能夠迅速適應工作環境的畢業生。［4］這種合作模式不僅提高了學生的實踐能力，也推動了化工教育與行業實際需求的緊密結合，為化工行業的持續發展和環境保護貢獻了新生力量。

（四）強化環境化學與可持續發展理念的教學評價體系

強化環境化學與可持續發展理念的教學評價體系要求超越傳統的以考試分數為主的評價方法，構建一個多元化、綜合性的評價體系，既包括學生知識掌握的評估，也包括技能、態度和可持續實踐的評價。在此體系中，學生的實踐技能和創新能力評估占有重要位置，通過項目設計、實驗操作、團隊合作和問題解決等實踐活動的表現來評估學生的綜合能力。環境意識和可持續發展能力的評估也是必不可少的，可通過學生參與環境保護項目、綠色化學實驗，以及解決實際環境問題的案例分析來體現。

此外，教學評價體系還需要注重過程評價和自我反思，鼓勵學生進行自我評價和同伴評價，引導學生對自己的學習過程和成果進行深入思考，從而提高學習的自主性和主動性。教師的評價不僅要基于學生的最終成果，更要關注學生在學習過程中的努力和進步，以及他們如何將學習內容與環保和可持續發展的理念相結合。評價體系應與國際化標準接軌，參考國際上對化工教育與環境化學相關的最佳實踐和標準，在保證教學質量的同時，使學生的學習成果有更廣泛的認可。最后，為了確保教學評價體系的有效性和適應性，需要定期進行評估和調整，其包括收集學生、企業和其他利益相關者的反饋，并以此為基礎改進評價工具和方法。

四、案例分析

（一）某高校環境化學與可持續發展理念在化工人才培養中的實踐

在某高校的化工人才培養實踐中，環境化學與可持續發展理念已被深入整合到課程體系、教學方法和校企合作模式中。該校通過設計與可持續發展相關的課程內容，讓學生了解全球環境問題，認識到化工行業在推動可持續發展中的作用與責任。課程中強調綠色化學原則，教授學生如何設計環境友好的化工流程，減少有害物質的生成，并通過實驗室實踐和項目工作，讓學生親身體驗和解決實際問題。學校利用多媒體教學、在線課程、模擬軟件等現代教育技術，提高了教學效率和學生的參與度。通過與化工企業的密切合作，學校為學生提供了在企業中實習和參與研發項目的機會，使學生能夠將理論知識與實踐緊密結合，并理解環境政策對企業運營的影響。［5］學校還建立了一套以能力為導向的教學評價體系，全面評估學生的知識掌握、技能運用、創新能力和環保意識。

（二）某企業環保型化工產品的研發與生產

某企業在環保型化工產品的研發與生產方面展示了其行業領導者的角色。該企業從原料采購到產品設計、生產、銷售和廢棄物處理的每一環節都嚴格按照綠色化和可持續發展的指導原則來執行。在研發過程中，企業通過使用生物基和可再生原料，開發出了低毒性、低環境影響的化工產品。這些產品在實現商業價值的同時，減少了對環境的負擔。生產過程中，企業采用了節能減排的技術，如閉環循環系統、廢熱回收利用和廢料循環再用等，大大降低了生產的能源消耗和廢棄物排放。企業還積極與供應商和客戶合作，推動整個供應鏈的綠色轉型。［6］在產品生命周期的每個階段，企業都進行了嚴格的環境影響評估，確保產品生產應用的全過程都盡可能減少對環境的影響。

五、結語

總之，在化工人才培養過程中，融合環境化學與可持續發展理念，制訂相應的教學策略，有利于培養具有環保意識和社會責任感的高素質人才，為化工行業輸送更多具備可持續發展理念的專業人才，共同為建設美麗中國和實現全球綠色發展目標貢獻力量。

參考文獻：

［1］ 汪文靜. 卓越教師培養背景下S大學小學教育專業本科人才培養現狀及優化路徑研究［D］. 沈陽：沈陽師范大學，2023.

［2］ 王昕. 應用型本科會計人才培養模式轉型研究［D］. 上海：華東師范大學，2022.

［3］ 裴志遠. 基于“三全育人”的化工類人才培養體系的構建［D］. 蘭州：西北民族大學，2022.

［4］ 楊金放. Z煤化工企業技術人才流失案例研究［D］. 大連：大連理工大學，2021.

［5］ 楊勁靜. 產教融合在高職應用型人才培養中的問題與對策研究［D］. 南京：南京師范大學，2020.

［6］ 李明海. 媒體融合語境下高校傳媒人才培養模式創新研究［D］. 重慶：西南大學，2017.

（責任編輯：邵秋露）

基金項目：山西省研究生教育教學改革課題（2023.9—2025.9）“新工科背景下校企聯動助力化工師資隊伍建設”（課題編號：20 23JG058）； 教育部產學合作協同育人項目2024年第一批次立項項目“基于量化計算設計高效催化劑的校企師資培訓”（項目編號：231007547254553）。

作者簡介：章日光（1981—），男，博士，太原理工大學化學與化工學院煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室副主任，教授，研究方向為多相催化基礎理論；姜召（1988—），男，博士，西安交通大學化學工程與技術學院化工所黨支部書記，副教授，研究方向為有機液態儲氫和多相催化；段培高（1979—），男，博士，西安交通大學化學工程與技術學院化學工程系主任，教授，研究方向為固廢資源化利用。