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(shì)，對(duì)促進(jìn)環(huán)境、資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(duì)綠色可持續(xù)化學(xué)在化學(xué)化工教育中的滲透措施進(jìn)行了分析，以實(shí)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(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jìn)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的形勢(shì)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(huì)增強(qiáng)化工產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，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(shí)、資源意識(shí)和環(huán)境意識(shí)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(yùn)用合理的化學(xué)技術(shù)和方法來(lái)降低或消除產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用中所產(chǎn)生的有害物質(zhì)，以推動(dòng)化學(xué)過(guò)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(kāi)發(fā)提供可靠指導(dǎo)。John C.Warner與Paul T.Anastasa編寫(xiě)的Green Chemistry Theory and Practice一書(shū)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(guò)現(xiàn)代化技術(shù)手段或設(shè)備的利用來(lái)預(yù)防化學(xué)廢物的產(chǎn)生，在減少環(huán)境污染的同時(shí)，還有利于降低化學(xué)廢物的處理成本。

第二，原子經(jīng)濟(jì)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(jì)合成過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)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(guò)程中，實(shí)驗(yàn)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(shí)在化學(xué)過(guò)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(jìn)而保證化學(xué)過(guò)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(guò)程中，實(shí)驗(yàn)人員可采取相關(guān)的節(jié)能措施減少該過(guò)程中的能量消耗，且設(shè)計(jì)合成法的選擇多以外界壓力和溫度為導(dǎo)向；同時(shí)，化學(xué)產(chǎn)物應(yīng)設(shè)計(jì)為在使用后是可降解的，并保證生產(chǎn)的降解產(chǎn)物不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。

第五，低毒害原則。在化學(xué)合成過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)人員需根據(jù)實(shí)際情況選擇無(wú)毒或毒性較低的原料。

第六，輔助劑和溶劑的安全性。實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)分離試劑和溶劑的使用量進(jìn)行調(diào)整，并盡量使用無(wú)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(huì)經(jīng)濟(jì)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(huì)對(duì)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(dāng)使用高效催化劑。

第九，減少衍生物的應(yīng)用?；瘜W(xué)成品的衍生過(guò)程會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境造成破壞的廢物，造成資源的不必要浪費(fèi)，因此可減少不必要的衍生過(guò)程。

第十，預(yù)防危險(xiǎn)事故的發(fā)生。在化學(xué)合成過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)人員需考慮使用相關(guān)物質(zhì)或物質(zhì)形態(tài)來(lái)增強(qiáng)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(kāi)展綠色可持續(xù)教育的目的在于在保護(hù)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(shí)到新知識(shí)、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(guò)程中，涉及產(chǎn)品生產(chǎn)途徑、生產(chǎn)安全等問(wèn)題，教師在課堂中很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因此，教師需結(jié)合當(dāng)前社會(huì)對(duì)化工人才方面的需求，實(shí)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(xí)興趣。同時(shí)，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(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。另外，開(kāi)展綠色可持續(xù)性教育可加深學(xué)生對(duì)化學(xué)工程的了解，明確化學(xué)與社會(huì)之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展理念，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)資源節(jié)約型社會(huì)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(biāo)，具體突出綠色化學(xué)思想，促使學(xué)生深刻意識(shí)到化學(xué)工業(yè)對(duì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要性，提高綠色理念的應(yīng)用效率。同時(shí)，在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師需將綠色化學(xué)理念作為主要指導(dǎo)思想，嚴(yán)格保證實(shí)驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中的安全性，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。因此，樹(shù)立綠色可持續(xù)發(fā)展理念是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，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(duì)傳統(tǒng)化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造和創(chuàng)新，是緩解地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾的重要措施。因此，高校應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)專業(yè)課程體系進(jìn)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(jì)提供人才基礎(chǔ)。比如，在化學(xué)有機(jī)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(tuán)上的，在這一過(guò)程中需對(duì)有機(jī)物斷鍵和成鍵的生成規(guī)律進(jìn)行明確。如烯烴與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)的過(guò)程中，其根本是烯烴的碳碳雙鍵中一個(gè)共價(jià)鍵遭到破壞后，碳碳雙鍵的兩個(gè)碳上各加上一個(gè)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(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)是培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感的重點(diǎn)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(guò)程中，教師應(yīng)實(shí)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(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響的實(shí)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(jìn)行乙二酸的綠色合成和重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)，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(lái)，在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)1，2-苯乙烯的綠色溴化應(yīng)用了安全溶劑和原子經(jīng)濟(jì)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(hù)及資源開(kāi)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(guò)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(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，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(jià)值。

（四）立足于生活實(shí)際

在實(shí)際化學(xué)化工教學(xué)過(guò)程中，教師可緊密?chē)@生活實(shí)際情況進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)利用簡(jiǎn)單、有效的方式促使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獲取高價(jià)值的化學(xué)知識(shí)和信息，以增強(qiáng)化學(xué)知識(shí)框架的系統(tǒng)性。目前，化學(xué)相關(guān)知識(shí)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(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（五）推廣微型化化學(xué)實(shí)驗(yàn)

微型化化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有綠色環(huán)保、能源節(jié)約、安全性高等特點(diǎn)。在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師可將化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的重要途徑之一。與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比，化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化具有實(shí)驗(yàn)效果不明顯、規(guī)范性不強(qiáng)、安全性較低等特點(diǎn)。

另外，教師還可通過(guò)化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)清潔化等途徑構(gòu)建綠色可持續(xù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系?；瘜W(xué)仿真實(shí)驗(yàn)具有無(wú)毒、無(wú)污染、成本低、與綠色可持續(xù)理念相吻合的特點(diǎn)，對(duì)于一些污染程度重、實(shí)驗(yàn)成本高的實(shí)驗(yàn)，教師可利用多媒體視屏等現(xiàn)代化手段呈現(xiàn)出來(lái)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的清潔化則是通過(guò)利用一些有效措施，最大程度降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和環(huán)境所造成的污染。

（六）加強(qiáng)現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用

教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)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(qiáng)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(shì)。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)合理運(yùn)用現(xiàn)有的多媒體資源，開(kāi)發(fā)和利用化學(xué)課程資源，增強(qiáng)化學(xué)課程內(nèi)容的生動(dòng)性和靈活性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。若在化學(xué)演示試驗(yàn)過(guò)程中遇到危險(xiǎn)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(shí)驗(yàn)，有利于降低藥品成本，同時(shí)還起到一定的環(huán)境保護(hù)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(xiǎn)性較大的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境的同時(shí)，還能確保學(xué)生在觀察過(guò)程中切實(shí)體驗(yàn)到多媒體技術(shù)所呈現(xiàn)的綠色環(huán)保價(jià)值。

五、結(jié)語(yǔ)

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(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。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(guò)程中為了減少或避免對(duì)環(huán)境造成的污染，需選擇低能耗、高效率的原料進(jìn)行生產(chǎn)，這是實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要途徑。因此，在高校實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，加強(qiáng)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。

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