綠色化學(xué)理念在化學(xué)化工教學(xué)改革中的應(yīng)用

裴必高

摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，化學(xué)化工生產(chǎn)得到了有效發(fā)展，但是也給人們?nèi)粘９ぷ骱蜕瞽h(huán)境帶來了較大的危害。眾所周知，化學(xué)化工屬于高污染型產(chǎn)業(yè)，在施工、生產(chǎn)過程中會對周邊環(huán)境造成極其嚴(yán)重的影響。為了減少化學(xué)污染，社會逐漸普及了綠色化學(xué)理念。簡單闡述綠色化學(xué)理念，介紹綠色化學(xué)在化學(xué)化工教學(xué)改革中的應(yīng)用策略，從而促進(jìn)化學(xué)化工教學(xué)改革成效的提高。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；化學(xué)化工；教學(xué)改革；應(yīng)用策略

在化學(xué)化工生產(chǎn)的過程中，化學(xué)不僅是人們所認(rèn)識的基礎(chǔ)學(xué)科，同時(shí)也是綠色化學(xué)理念的基礎(chǔ)?；ぎa(chǎn)業(yè)要想從根本上有效地改善當(dāng)前較為嚴(yán)重的化學(xué)污染，就要遵循綠色化學(xué)理念，并以此來適應(yīng)衍生而出的綠色生態(tài)理念，而化學(xué)正是這一過程中至關(guān)重要的突破口。為了科學(xué)改善化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)對生態(tài)環(huán)境的污染，人們提出的綠色化學(xué)理念也越發(fā)受到各行各業(yè)的關(guān)注與認(rèn)可。為了實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，綠色化學(xué)理念提供了新的思路，并且國內(nèi)外專業(yè)學(xué)者對此展開了積極的研究。在我國，隨著綠色理念應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)大，國民生態(tài)意識也得到了強(qiáng)化，經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和保護(hù)環(huán)境的重要性深入人心。

1 綠色化學(xué)理念概述

綠色化學(xué)在廣義上也被稱為環(huán)境無害、環(huán)境友好化學(xué)，是一門包含特定科學(xué)目標(biāo)和社會需求的新型交叉學(xué)科。綠色化學(xué)理念指的是對環(huán)境沒有破壞、沒有公害的清潔化學(xué)。綠色化學(xué)是采用化學(xué)的技術(shù)和方法，最大限度地減少甚至避免使用會對人體健康造成威脅以及給生態(tài)環(huán)境帶來破壞的試劑、溶劑、催化劑等，并且可以減少有害化學(xué)產(chǎn)物或者其他物質(zhì)的生成[1]。在實(shí)際的化學(xué)化工教學(xué)中，部分教學(xué)活動組織人員對化學(xué)實(shí)驗(yàn)排放的產(chǎn)物處理和降解工作并不重視，直接將其排放到自然中，對生態(tài)環(huán)境和人體健康會造成不同程度的負(fù)面影響。同時(shí)，在化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)中，會產(chǎn)生大量的廢渣、廢氣以及化學(xué)有機(jī)物等，這些都是造成環(huán)境破壞的污染源。

2 綠色化學(xué)的基本原則

2.1 控制污染原則

在化學(xué)工業(yè)的日常工作中，由于其本身的工作特性，所產(chǎn)生的廢料、廢氣會對周圍環(huán)境造成極大的危害，一旦污染處理措施沒做到位，就會造成大面積的環(huán)境污染。綠色化學(xué)的出現(xiàn)對工業(yè)污染有效控制與調(diào)整提出了要求，要降低工業(yè)生產(chǎn)中有害物質(zhì)的整體數(shù)量，確保周邊環(huán)境不會受到破壞。學(xué)生在學(xué)習(xí)綠色化學(xué)理念的過程中，需要根據(jù)當(dāng)前我國的實(shí)際污染情況加以思考，將課本中的相關(guān)案例與工廠的實(shí)際生產(chǎn)參數(shù)相結(jié)合，并進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)踐工作，以此來提高其解決問題的能力。

2.2 化工生產(chǎn)原則

一般情況下，人們會將工廠高危生產(chǎn)作業(yè)與環(huán)境污染相聯(lián)系，人們的日常生活污染只占當(dāng)前社會總污染的極小部分，大多數(shù)來自化工工廠與其他高污染企業(yè)。以醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)工廠為例，人們在輸液時(shí)所使用的針頭、針管、醫(yī)用手套以及吊瓶皆是由塑料或者橡膠制成的，在生產(chǎn)過程中，原料所殘留的物質(zhì)會對空氣以及周圍水源造成極其嚴(yán)重的污染。要想有效應(yīng)用綠色化學(xué)理念，化工工廠就要遵循健康生產(chǎn)的基本原則，從根本上減少污染。

2.3 處理污染原則

長期對環(huán)境造成的破壞導(dǎo)致當(dāng)前我國的自然環(huán)境情況并不樂觀，大量動物的遷徙與滅絕也正是周圍環(huán)境的變化所致。盡管人們逐漸意識到了保護(hù)環(huán)境的重要性，并開始對周圍環(huán)境進(jìn)行改善，但事實(shí)上想要復(fù)原并非易事，環(huán)境保護(hù)工作也非一朝一夕。環(huán)保是綠色化學(xué)理念的工作重心所在。無論如何應(yīng)用綠色化學(xué)理念，其根本還是要對污染源進(jìn)行有效控制，并對已被污染的區(qū)域進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)，綠色化學(xué)技術(shù)在模擬微生物和自然環(huán)境自我修復(fù)能力最大承載值的計(jì)算過程中能夠起到巨大的作用。

3 綠色化學(xué)在應(yīng)用中遇到的問題

3.1 綠色化學(xué)理念不夠完善

綠色化學(xué)理念是21世紀(jì)新興綠色發(fā)展體系的重要組成部分，在給人們帶來希望的同時(shí)，也不可忽略其本身存在的問題。由于綠色化學(xué)理念還處于初步階段，人們對該理念的認(rèn)知與理解相對片面，眾多技術(shù)沒有成功開發(fā)出來。即便有綠色化學(xué)理念的知識基礎(chǔ)，但未經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，無法證明當(dāng)前人們所持有的綠色化學(xué)理念是正確的。因此，在綠色化學(xué)理念的教學(xué)過程中，相關(guān)教育部門也無法將其歸納總結(jié)成較完善的章節(jié)體系。

3.2 缺乏綠色化學(xué)意識

如果語言是文化的傳承者，那么實(shí)驗(yàn)便是化學(xué)的靈魂，只有在一次次實(shí)驗(yàn)中積累經(jīng)驗(yàn)，人們才能得出正確的答案。綠色化學(xué)自然也少不了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作與驗(yàn)證。但是，在日常綠色化學(xué)理念的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的相關(guān)實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)較少，導(dǎo)致在綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作中安全意識嚴(yán)重不足，只掌握一些皮毛知識，無法從深層次對實(shí)驗(yàn)的原理以及步驟進(jìn)行思考與分析，導(dǎo)致綠色化學(xué)理念并沒有達(dá)到預(yù)期的成效。

4 綠色化學(xué)在化學(xué)化工教學(xué)改革中的應(yīng)用策略

4.1 將綠色化學(xué)理念融入理論課中

化學(xué)化工教學(xué)的基礎(chǔ)是理論課程，學(xué)生通過系統(tǒng)的理論知識學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中明確了綠色化學(xué)理念的實(shí)踐目的，多方面的知識學(xué)習(xí)加深了理解和認(rèn)知，充分調(diào)動了學(xué)習(xí)的主動性和積極性，最大限度地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)際教學(xué)中，理念課程共分為方向性和概念性兩方面。一方面，在理念課程的學(xué)習(xí)過程中，需要適當(dāng)?shù)叵蚴鼙娙后w明確綠色化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢，從而幫助學(xué)生加深理解，并為其明確指出此項(xiàng)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)以及學(xué)習(xí)方向，讓其知道需要怎樣架構(gòu)知識體系和學(xué)習(xí)知識技能。開展課程知識普及工作，為學(xué)生講解綠色理念相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)、專家事跡以及企業(yè)的發(fā)展歷程，通過描述綠色理念對化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要作用，加深學(xué)生對綠色理念的認(rèn)知；另一方面，為學(xué)生分析現(xiàn)階段國內(nèi)外化學(xué)化工企業(yè)的發(fā)展情況以及綠色理念的研究現(xiàn)狀，特別是發(fā)展較為迅速國家的發(fā)展現(xiàn)狀和綠色理念，促使學(xué)生充分意識到綠色化學(xué)理念對改善生態(tài)環(huán)境的重要意義[2]。

4.2 將綠色化學(xué)理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，綠色化學(xué)理念的應(yīng)用一般分為3個(gè)方面：

首先，慎重選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識，但是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)只注重可操作性和典型性等要求，選擇實(shí)驗(yàn)結(jié)果清晰明了的實(shí)驗(yàn)方式，可以提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，但是無法避免實(shí)驗(yàn)對環(huán)境造成的污染。應(yīng)用綠色化學(xué)理念，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)條件、反應(yīng)過程、化學(xué)原料等都需要滿足綠色化要求，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色化教學(xué)的目的。應(yīng)遵循多樣化、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境優(yōu)化、安全性以及低能耗的原則，保證實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物不對環(huán)境造成污染。在實(shí)驗(yàn)中盡可能地降低能源消耗，同時(shí)考慮實(shí)驗(yàn)的安全性，避免出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸等事故。

其次，促進(jìn)微型實(shí)驗(yàn)的推廣。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上改進(jìn)，全面推廣微型實(shí)驗(yàn)，是適應(yīng)綠色化學(xué)理念的新方法、新技術(shù)。微型實(shí)驗(yàn)具有對環(huán)境污染小、操作簡單、原料消耗低的特點(diǎn)，也是推進(jìn)實(shí)驗(yàn)綠色化參考借鑒的方式[3]。所以，在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)該大面積推廣微型實(shí)驗(yàn)，特別是一些產(chǎn)生環(huán)境污染物的實(shí)驗(yàn)，都可以基于微型實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行操作，不但可以減少環(huán)境污染，推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綠色化，還可以保障實(shí)驗(yàn)效果，從而達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。此外，還可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力以及降低實(shí)驗(yàn)成本。

最后，恰當(dāng)?shù)厥褂梦⒉夹g(shù)。現(xiàn)階段，化學(xué)化工領(lǐng)域中微波化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，受到行業(yè)的廣泛認(rèn)可，其具有無污染、節(jié)能、高效的特點(diǎn)，屬于綠色化學(xué)的范圍。其主要通過微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)達(dá)到改變化學(xué)反應(yīng)速率的目的，在一定程度上可以改變化學(xué)反應(yīng)的路徑。微波技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用可以提高有機(jī)合成的反應(yīng)速率，并且形成良好的化學(xué)反應(yīng)重復(fù)性。通過科學(xué)合理的方式，將微波技術(shù)融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠幫助化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綠色化，并且融入微波技術(shù)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)也獲得了更好的發(fā)展前景。

5 結(jié)語

雖然經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為迅速，但是我國化學(xué)化工教學(xué)針對綠色化學(xué)方面的研究仍然不夠深入，并沒有給予相應(yīng)的重視，缺乏完善的社會實(shí)驗(yàn)和理論體系，教學(xué)改革工作仍需深入。分析化學(xué)化工教學(xué)改革的方向和重要性，從理論和實(shí)驗(yàn)兩種角度詳細(xì)分析綠色理念的實(shí)際應(yīng)用，最大限度地改善環(huán)境污染情況，降低能源消耗。綠色化學(xué)是化學(xué)發(fā)展的必然趨勢，是這一學(xué)科適應(yīng)生態(tài)環(huán)境理念的具體體現(xiàn)，對化學(xué)化工教學(xué)和化工企業(yè)的未來發(fā)展有著深遠(yuǎn)意義。

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Application of green chemistry concept in the reform of chemical industry teaching

Pei Bigao

（Hubei Three Gorges Polytechnic， Yichang 443000， China）

Abstract：In recent years， with the continuous development of economy， chemical industry production has been effectively developed， but it has also done great harm to peoples daily working and living environment. As we all know， chemical industry belongs to high pollution industry， which will have a very serious impact on the surrounding environment in the process of construction and production. In order to reduce chemical pollution， the society gradually popularizes the concept of green chemistry. This paper simply expounds the concept of green chemistry， and introduces the application strategies of green chemistry in the teaching reform of chemical industry， so as to promote the effectiveness of chemical industry teaching reform.

Key words：green chemistry； chemical industry； teaching reform； application strategies