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

＊韓莉鋒 李玉

（鄭州輕工業(yè)大學(xué) 材料與化學(xué)工程學(xué)院 河南 450002）

隨著科學(xué)時(shí)代的不斷進(jìn)步，應(yīng)運(yùn)而生一些新興現(xiàn)代科學(xué)與新興發(fā)展理念，綠色利用化學(xué)就是在這新興的時(shí)代發(fā)展大潮下脫穎而出的全新的、實(shí)用的關(guān)于改善環(huán)境現(xiàn)狀的一個(gè)科學(xué)觀念。而綠色利用化學(xué)在各類化學(xué)產(chǎn)品化工工業(yè)生產(chǎn)過程中的實(shí)際和應(yīng)用中，可以有效地改善控制對(duì)人類大氣環(huán)境、土壤環(huán)境污染造成的大氣污染，對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍提倡的人類節(jié)能低碳減排，最終可以實(shí)現(xiàn)人類現(xiàn)有自然資源的再持續(xù)利用開發(fā)具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

1.何為綠色化學(xué)理念

綠色有害化學(xué)即為無公害綠色化學(xué)。綠色自然化學(xué)研究原理主要是通過科學(xué)分析人類自然界中的現(xiàn)有新生物質(zhì)，明確認(rèn)識(shí)自然界中原本缺乏的新生物質(zhì)，將促使自然界中原本沒有的新生物質(zhì)減少作為科學(xué)研發(fā)的主要目標(biāo)，以利于獲取新鮮的物質(zhì)。綠色環(huán)保化學(xué)課程理念一直是高?；瘜W(xué)教學(xué)改革的重要組成內(nèi)容，它不僅能夠有效激發(fā)化學(xué)高新技術(shù)活力發(fā)展，對(duì)有效解決當(dāng)代人類社會(huì)中的環(huán)境污染問題也具有重要應(yīng)用價(jià)值。

研發(fā)推廣綠色清潔能源原料化學(xué)技術(shù)在新理念及其應(yīng)用影響下的綠色生石原料化工企業(yè)投入生產(chǎn)，有利于促進(jìn)我國(guó)資源原有企業(yè)生產(chǎn)綠色化石化工原料所用能源的可綜合利用率，促進(jìn)我國(guó)原有綠色清潔能源化石原料能源的研究開發(fā)推廣使用，有效管控我國(guó)資源生態(tài)環(huán)境污染，對(duì)推進(jìn)我國(guó)加快建立一個(gè)資源環(huán)境友好型生態(tài)和諧社會(huì)以及加大促進(jìn)我國(guó)資源生態(tài)環(huán)境健康可持續(xù)性的產(chǎn)業(yè)開發(fā)均將產(chǎn)生重大積極性的深遠(yuǎn)影響。研發(fā)出的綠色清潔能源應(yīng)用化學(xué)技術(shù)核心理念及其理論技術(shù)內(nèi)容十分豐富，知識(shí)覆蓋領(lǐng)域以及涵蓋面極大，其重要核心理論技術(shù)特征也就是以環(huán)境污染防治預(yù)防技術(shù)為研究主體并不斷加強(qiáng)對(duì)自然環(huán)境污染的有效防治控制[1]。

2.綠色化學(xué)與化學(xué)化工教學(xué)的關(guān)系

（1）在控制污染方面?；瘜W(xué)綠色化工人才高校畢業(yè)后多選擇從事綠色化工生產(chǎn)類型的職業(yè)，化工業(yè)的生產(chǎn)對(duì)學(xué)校環(huán)境的破壞影響較大，教授指導(dǎo)學(xué)生如何應(yīng)用掌握綠色化工生產(chǎn)基本技能以及控制大氣污染的基本方法。綠色理工化學(xué)在有效控制大氣污染排放方面對(duì)中學(xué)化工教學(xué)發(fā)展有重要指導(dǎo)影響，學(xué)生的積極應(yīng)用能夠?yàn)閷W(xué)校環(huán)境保護(hù)帶來很多益處。

（2）在綠色生產(chǎn)方面。干餾煤、合成橡膠、制造業(yè)及醫(yī)藥應(yīng)用農(nóng)藥等綠色化工類作業(yè)生產(chǎn)均認(rèn)為屬于一種存在重大環(huán)境污染安全風(fēng)險(xiǎn)的化工作業(yè)，教學(xué)時(shí)主要讓廣大學(xué)生置身處于理解綠色化工生產(chǎn)基本理念的教學(xué)氛圍中，講述化工綠色應(yīng)用化學(xué)以及化工相關(guān)知識(shí)，指導(dǎo)廣大學(xué)生在綠色化工作業(yè)生產(chǎn)時(shí)如何進(jìn)行掌握綠色化工生產(chǎn)的基本技能，激發(fā)廣大學(xué)生積極探索、創(chuàng)造無任何污染安全綠色生產(chǎn)工藝，造福于我國(guó)化工綠色產(chǎn)業(yè)，為自然人民送去了福音[2]。

（3）在化學(xué)安全方面。化學(xué)工程化工專業(yè)是一門應(yīng)用型工程學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教育是教學(xué)改革的重要組成環(huán)節(jié)，學(xué)生不論是在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，還是在室外實(shí)習(xí)活動(dòng)場(chǎng)所進(jìn)行室外實(shí)驗(yàn)，其安全前提均是為了保障安全，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)必須自覺采取有效的人身防護(hù)安全措施，避免學(xué)生人身財(cái)產(chǎn)受損。通過滲透踐行綠色環(huán)?；瘜W(xué)安全理念，讓廣大學(xué)生時(shí)刻樹立較強(qiáng)化學(xué)化工安全意識(shí)，在正確使用安全藥品、處理發(fā)生意外事故、解決環(huán)境污染問題方面時(shí)時(shí)刻刻高度關(guān)注安全生產(chǎn)問題。

3.化學(xué)系在化工教學(xué)改革中不斷應(yīng)用創(chuàng)新綠色節(jié)能化學(xué)課程理念的不足之處

(1)綠色化學(xué)理念認(rèn)知不足

隨著教學(xué)改革的不斷深入，教學(xué)綠色生態(tài)化學(xué)理念豐富的教學(xué)資源沒有真正得到充分整合開發(fā)與有效運(yùn)用，教師、學(xué)生對(duì)其理念認(rèn)知理解程度明顯不足。

(2)缺乏綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)意識(shí)

實(shí)驗(yàn)課程是我?；瘜W(xué)綠色化工課程教學(xué)的重要組成內(nèi)容，有效的化學(xué)實(shí)驗(yàn)必不可少，學(xué)生只有親自參與操作、觀察、分析、研究、驗(yàn)證，才能夠?qū)G色化學(xué)化工知識(shí)有深刻印象，充分理解與準(zhǔn)確掌握[3]。

(3)綠色化學(xué)教學(xué)資源匱乏

化學(xué)綠色化工學(xué)科教材內(nèi)容常常缺少與專門綠色理工化學(xué)教材相符的化工教學(xué)內(nèi)容。專門綠色理工化學(xué)教材屬于新型綠色化學(xué)課材教學(xué)模式理念，與傳統(tǒng)專門化學(xué)綠色化工課材教學(xué)模式理念差異較大。

4.將綠色化學(xué)理念有效運(yùn)用到化學(xué)化工改革中的對(duì)策

(1)在教材創(chuàng)新中增設(shè)綠色化學(xué)模塊

綠色健康化學(xué)化工理念作為化工教育教學(xué)改革中一個(gè)重要的創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)改革課程教學(xué)模式這一環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)緊緊結(jié)合發(fā)展綠色健康化學(xué)化工理念指導(dǎo)原則，合理安排調(diào)整綠色化學(xué)環(huán)?；ふn程教學(xué)大綱，增設(shè)發(fā)展綠色環(huán)?；そ虒W(xué)知識(shí)模塊，結(jié)合大學(xué)化工工程專業(yè)教學(xué)需求，在化工教材中應(yīng)當(dāng)增設(shè)發(fā)展綠色環(huán)保教學(xué)章節(jié)，讓化工教材教育成為一種傳遞發(fā)展綠色環(huán)保教學(xué)理念的高品質(zhì)價(jià)值教育資源。因此，在化學(xué)合成工程塑料相關(guān)知識(shí)講解章節(jié)，要求授課教師將如何控制合成塑料原料的各種有毒和非有害物質(zhì)釋放作為主要內(nèi)容講解知識(shí)內(nèi)容，并應(yīng)當(dāng)結(jié)合該課程知識(shí)內(nèi)容融入發(fā)展綠色健康化學(xué)化工理念；同時(shí)，將合成塑料的合理化學(xué)運(yùn)用以及幫助土壤降解化學(xué)污染物等相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，也應(yīng)當(dāng)作為課程教學(xué)改革重點(diǎn)，在教學(xué)改革的大眾化背景下，打造出發(fā)展綠色健康化學(xué)環(huán)保化工的新教學(xué)模式。另外，在教學(xué)改革中的策略、技術(shù)、內(nèi)容設(shè)置方面，也應(yīng)當(dāng)以發(fā)展綠色環(huán)保化學(xué)化工為主，將其內(nèi)容置于教學(xué)統(tǒng)領(lǐng)性的地位[4]。

(2)運(yùn)用科學(xué)技術(shù)滲透綠色化學(xué)理念

化學(xué)新型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)研究技術(shù)資源有限，開展新型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師或者學(xué)校組織應(yīng)當(dāng)特別慎重考慮如何設(shè)計(jì)各種化學(xué)新型實(shí)驗(yàn)，不僅需要可以設(shè)計(jì)能夠有效地鞏固和完善廣大高校學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所需要學(xué)到的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，還需要設(shè)計(jì)能夠有效增強(qiáng)培養(yǎng)廣大高校學(xué)生良好教育綠色健康生活化學(xué)觀和生活環(huán)境意識(shí)的新型化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)由于場(chǎng)地地理環(huán)境、學(xué)生整體綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)理論實(shí)踐應(yīng)用能力以及現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過程教學(xué)安全性的雙重因素考慮，有些現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)難以完全滿足現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師深入學(xué)習(xí)滲透到的現(xiàn)代化學(xué)綠色環(huán)保，現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)教育發(fā)展理念的主要要求、教學(xué)目標(biāo)、研究實(shí)踐目標(biāo)，還有一些現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)由于自身受到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究進(jìn)展的特殊時(shí)間條件限制難以完全能夠滿足化學(xué)老師具體教學(xué)要求。針對(duì)上述教學(xué)技術(shù)上的種種原因?qū)е聼o法實(shí)現(xiàn)讓學(xué)校全體學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)操作的課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師因不能滿足課堂教學(xué)要求、完成任務(wù)達(dá)到課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)工作目標(biāo)時(shí)的必要性而無法開展的課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以直接通過采用目前現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)模擬仿真技術(shù)對(duì)其進(jìn)行展開課堂教學(xué)仿真模擬實(shí)驗(yàn)。

具體而言，計(jì)算機(jī)化學(xué)虛擬設(shè)備仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)，沙箱化學(xué)虛擬設(shè)備仿真實(shí)驗(yàn)，是指我們應(yīng)該立足于如何利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)化學(xué)仿真設(shè)備在實(shí)際實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行虛擬仿真創(chuàng)造一個(gè)新的虛擬實(shí)驗(yàn)沙箱，沙箱中應(yīng)當(dāng)包括一個(gè)真實(shí)虛擬一體化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室和化學(xué)設(shè)備環(huán)境、實(shí)驗(yàn)用的化學(xué)檢測(cè)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)用的化學(xué)分析儀器等所有化學(xué)設(shè)備以及需要在實(shí)驗(yàn)使用時(shí)用到的化學(xué)虛擬器和實(shí)驗(yàn)用的化學(xué)材料。學(xué)生在首次進(jìn)入課程沙箱教學(xué)實(shí)驗(yàn)論證環(huán)境中時(shí)就已經(jīng)可以直接通過運(yùn)用一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成進(jìn)行課程沙箱教學(xué)實(shí)驗(yàn)、論證，整個(gè)課程沙箱教學(xué)實(shí)驗(yàn)論證工作的全流程均在一臺(tái)自動(dòng)計(jì)算機(jī)上自動(dòng)完成進(jìn)行。對(duì)于最后的工業(yè)大氣污染以及化學(xué)物質(zhì)的再綜合處理與熱能和水循環(huán)的再綜合利用也可以在工業(yè)專用模擬計(jì)算機(jī)或者模擬仿真所使用的電子設(shè)備上直接進(jìn)行模擬操作。

另外，由于這臺(tái)模擬計(jì)算機(jī)上的模擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)完全完美融合了各種類型多媒體上的模擬仿真投影，具有直觀、形象、開放、參與的四大技術(shù)特點(diǎn)，學(xué)生還可以在一臺(tái)模擬計(jì)算機(jī)上針對(duì)整個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程情況進(jìn)行自動(dòng)模擬并以預(yù)習(xí)、操作、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)等多種方式學(xué)習(xí)模擬實(shí)踐課程活動(dòng)。計(jì)算機(jī)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)模擬仿真高校模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)還由于系統(tǒng)能夠與高校移動(dòng)端和互聯(lián)網(wǎng)有效相互互動(dòng)結(jié)合，打破傳統(tǒng)教學(xué)過程時(shí)間、空間上的巨大限制，內(nèi)含豐富的網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)踐學(xué)習(xí)活動(dòng)資源，學(xué)生們也完全可以隨意隨地自由取用模擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行多種感興趣的網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)驗(yàn)，這不僅能夠有助于充分有效激發(fā)廣大高校學(xué)生們的模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)踐學(xué)習(xí)活動(dòng)興趣，培養(yǎng)廣大高校學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐學(xué)習(xí)具有較強(qiáng)教學(xué)自主性和實(shí)踐能動(dòng)性，同時(shí)也十分完全符合高等學(xué)校開展差異化模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)、因材施教的模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式要求，能夠充分有效滿足廣大高校學(xué)生們的學(xué)習(xí)性和個(gè)體化的學(xué)習(xí)需求。

(3)例證綠色化學(xué)理念在教改中的運(yùn)用

首先，教師可以在本文介紹使用合成氨主要生產(chǎn)工藝技術(shù)的教學(xué)過程中多滲透一些綠色人工化學(xué)技術(shù)理念，即由于我國(guó)固態(tài)煤氣化能源豐富，是目前世界最大的綠色煤炭生產(chǎn)地，因此早期應(yīng)用固態(tài)煤氣化能源工藝生產(chǎn)使用合成氨在我國(guó)工業(yè)發(fā)展迅速，煤氣的氧化工藝已經(jīng)是我國(guó)綠色化工原料產(chǎn)業(yè)早期生產(chǎn)使用合成氨的主要生產(chǎn)技術(shù)，該生產(chǎn)工藝已經(jīng)替代我國(guó)石油、天然氣等煤資源的重要生產(chǎn)技術(shù)。

其次，在具體講解聯(lián)合煤氣化生產(chǎn)流程的具體設(shè)計(jì)操作過程中需要充分融入一種關(guān)于綠色環(huán)保聯(lián)合化學(xué)技術(shù)的新理念，由一種環(huán)保煤氣化燃料生產(chǎn)工藝技術(shù)與一種環(huán)保聯(lián)合化工燃?xì)鈿饣h(huán)工藝技術(shù)互相整合而來的所形成的環(huán)保煤氣聯(lián)合動(dòng)力系統(tǒng)是該系列生產(chǎn)工藝所有環(huán)節(jié)必需的主要煤氣動(dòng)力設(shè)備。環(huán)保聯(lián)合化工煤氣化燃料是主要煤氣生產(chǎn)原材料，在環(huán)保聯(lián)合化工氣化燃料循環(huán)工藝作用下通過燃燒煤氣形成環(huán)保聯(lián)合化工煤氣，再對(duì)其輪機(jī)加以氣化燃燒進(jìn)行除塵、脫硫，之后將其供給環(huán)保聯(lián)合化工燃?xì)鉄崃框?qū)動(dòng)用的輪機(jī)，燃?xì)馔ㄟ^驅(qū)動(dòng)輪機(jī)進(jìn)行加熱后散發(fā)出的輪機(jī)余熱以及水再利用聯(lián)合煤氣化顯熱，之后通過利用環(huán)保聯(lián)合燃?xì)鉄崃框?qū)動(dòng)輪機(jī)進(jìn)行加熱形成蒸汽水，水與煤氣化結(jié)合形成環(huán)保聯(lián)合燃?xì)庹羝?，輪機(jī)在環(huán)保聯(lián)合燃料蒸汽氣化循環(huán)工藝作用下可以進(jìn)行加熱發(fā)電。該系列綠色環(huán)保化工聯(lián)合燃料循環(huán)工藝系列產(chǎn)品同時(shí)具有環(huán)保聯(lián)合化工燃料氣化循環(huán)作用適應(yīng)性廣、耗水量少、環(huán)保資源利用經(jīng)濟(jì)性能好等諸多重要優(yōu)點(diǎn)。目前，我國(guó)正在大力探索研發(fā)一種環(huán)境污染少、能耗低、安全性高的新一代能源技術(shù)。因此，綠色環(huán)保聯(lián)合化工燃料工藝生產(chǎn)方式也將是當(dāng)代未來我國(guó)綠色化工燃料工業(yè)快速發(fā)展的一個(gè)重要必然趨勢(shì)。

最后，教師還希望可以向全體學(xué)生詳細(xì)介紹其它各種合成氨生產(chǎn)工藝的實(shí)際應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使綠色有機(jī)化學(xué)技術(shù)理念更加深入人心，比如說合成氨專用催化劑的設(shè)計(jì)制作、應(yīng)用、優(yōu)化、進(jìn)展等。在當(dāng)下我國(guó)社會(huì)實(shí)踐中應(yīng)始終堅(jiān)持貫徹國(guó)家綠色環(huán)保生物化學(xué)的意識(shí)教育服務(wù)理念，讓每位中小學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)自身具有較強(qiáng)社會(huì)環(huán)境生態(tài)保護(hù)意識(shí)教育服務(wù)意識(shí)的良好習(xí)慣，在生活中對(duì)綠色廢棄物要定期進(jìn)行及時(shí)妥善處理，決不能隨地傾倒污染物質(zhì)，這樣會(huì)造成嚴(yán)重污染，部分綠色垃圾可以變廢為寶。除此之外，盡可能多地使用可降解綠色塑料袋和飯盒，減少一次性塑料袋和飯盒的使用頻率，不允許亂丟和隨地扔一些綠色廢舊電池等。同時(shí)也要關(guān)注獲得國(guó)家各類綠色環(huán)保生物化學(xué)技術(shù)產(chǎn)品研究成果，使用對(duì)環(huán)境友好的無磷綠色環(huán)保海洋生物防垢劑，新一代能源環(huán)保配方綠色循環(huán)化學(xué)汽油。積極推廣使用各種各樣具有獲得國(guó)家各類綠色生物化學(xué)環(huán)保技術(shù)產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)志的家用電器產(chǎn)品，比如德國(guó)箭牌無磷綠色環(huán)?；瘜W(xué)電冰箱，無磷綠色生物化學(xué)洗衣粉等。

5.結(jié)束語(yǔ)

總的來說，把整個(gè)關(guān)于綠色新的專業(yè)應(yīng)用化學(xué)的課程教育的新理念始終如一貫穿于并落實(shí)融入到整個(gè)關(guān)于綠色專業(yè)化學(xué)新的專業(yè)課程教育之中，是每個(gè)關(guān)于綠色專業(yè)化學(xué)新的專業(yè)化育教師的共同工作職責(zé)。在整個(gè)綠色專業(yè)化學(xué)新的專業(yè)工程化工教學(xué)課程改革教學(xué)中需要重新融入一種關(guān)于綠色新的工程化學(xué)專業(yè)教育的新理念，對(duì)初步深入培養(yǎng)廣大高校學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)、教授廣大高校學(xué)生環(huán)保保護(hù)基本技能、啟發(fā)廣大高校學(xué)生積極自主探索應(yīng)用環(huán)保知識(shí)思路等都具有積極意義。

同時(shí)廣大高校學(xué)生在今后繼續(xù)從事過程工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)教學(xué)改革工作中，由于不斷受到化學(xué)綠色環(huán)保課程教學(xué)基本理念的重大變化影響，會(huì)更加主動(dòng)有意識(shí)地重視保護(hù)環(huán)境。因此，在教學(xué)改革中，應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)提高對(duì)過程工業(yè)化學(xué)工程原料工業(yè)化工與應(yīng)用工業(yè)化學(xué)綠色環(huán)保課程教學(xué)基本理念的理論研究性與整合性和推廣應(yīng)用力度。