随着国民经济的发展, 化学品污染逐渐成为社会各界关注的焦点, 而绿色化学在近几年发展迅速并逐渐走进我们的生活。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学[1]。绿色化学追求可持续发展, 用化学技术和方法去避免和减少那些对人类健康、社会安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用, 同时在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物[2]。百年大计, 教育为本, 欲培养出拥有绿色化学观念的人才, 与教育相结合也是绿色化学必然的发展方向之一。
1 高校开展绿色化学教育的必要性
因为大学面向社会培养高级专业人才的基地, 在绿色事业方面应作理性与实践的示范, 并把绿色理念深入渗透到学生的内心。特别是化学专业的学生, 绿色化学观念更有着特殊意义。1997年, 由中央电视台等单位组成的一个调查组对淮河污染状况的调查表明, 污染的主要制造者是沿岸一些中小型化工厂、造纸厂、染织厂。而这些污染工厂的负责人中, 有相当一部分是80年代的大学毕业生[3]。事实表明, 在相当一段时期里, 我国大学生的绿色意识教育是一片空白。这使我们进一步认识到, 对大学生进行系统、全面、深刻的绿色意识教育意义深远且紧迫。把大学生培养成为真正具有绿色意识的一代新人, 使学生无论以后从事何种职业, 都具有一定的环境知识、较高的环境意识和环境道德。
2 实施绿色化学教育的途径与实践
2.1 高校教师树立可持续发展理念
高校化学教师要树立可持续发展观念, 这在整个化学教育过程中是始终贯穿的。化学教育应体现绿色化学的新内容, 围绕防止环境污染、提高原子经济性、尽量减少化学合成中的有毒原料和产物、设计安全的化学品、新型催化剂的开发、提高能源经济性、降低事故可能性的安全生产工艺等基本原则, 化学教师可对课程内容进行革新。如在普通化学的教学过程中, 可以将“使二氧化碳成为更好溶剂的表面活性剂的设计和应用”作为一个教学单元。温室效应、酸雨、臭氧层的破坏等与大气污染, 而造成这种后果的重要途径之一就是机动车的使用, 在教学过程中教师可利用这些这样内容展开绿色化学教育。这样可以帮助学生树立绿色化学意识, 培养学生从事绿色化学研究开发的能力。
2.2 在教材使用过程中体现绿色化学教育
在《有机化学》教材中涉及到关于农药如六六六、有机磷农药、植物生长调节剂吲哚乙酸、保幼激素等的内容, 可从目标产物的绿色化出发, 对农药进行评价和探索性创新。如六六六虽然有很高的杀虫活性, 为农业的增产增收起了历史的积极作用, 但这些农药严重污染环境, 且对人畜毒性极高, 目前它们正被以内源性的昆虫激素和植物生长调节剂等为代表的化学信息物质类生态农药所代替。其中典型的实例如天然的昆虫拒食剂, 如印苦楝子素, 它没有明显的毒性, 但能影响各种各样的害虫, 且只要0.02mg/m2的量就可以阻止沙漠蝗的侵食。罗姆-哈斯公司合成了无神经毒性的二酰基肼类杀虫剂, 从而取代了有机磷酸酯杀虫剂[4]。通过这种具体的绿色化学实例教育, 能强化学生环境观念, 同时让学生懂得科学技术本身就具有生态价值, 包含绿色化学在内的绿色科技, 是人类与自然在高层次上和谐共处。
2.3 课堂内容结合生活案例
因为大学生已经具有非常完备的生活能力和较为丰富的社会知识, 将课堂内容与生活实际紧密结合起来, 不仅可以提高学生的学习兴趣, 更能提高教学效果。如2008年国家提出“限塑令”, 那么在课堂上可以组织学生谈论这一措施的根由和意义。在筹备奥运会期间, 北京市空气质量的改善受到多方关注与支持, 新配方汽油、环境友好柴油、燃煤脱硫工艺等等都可以结合在各阶段的课堂内容中。这样不仅巩固了教学效果, 并且可以使学生主动关心重大的绿色化学研究成果, 如环境友好的海洋生物防垢剂、造纸业的绿色漂白剂、汽油工业的清洁生产技术等等。通过探究这些身边的绿色化学实例, 可以更加深入并切实的加强学生的环境意识, 使其在生活和工作中都能主动设立一道绿色的防线。
2.4 设计和进行绿色化学实验
在实验课教学中, 可从原料或起始物的性质、实验方法、反应条件、产物或目标分子这四种因素进行创新, 把绿色化学原理和实践引入实验教学中。
对传统实验进行改进, 在保证教学效果的前提下, 减少有毒害物质的使用和产生。如在温度对化学平衡的影响实验中改用醋酸钠的酚酞溶液来代替二氧化氮。开展微型实验以及小量-半微量实验, 在保证实验效果的同时, 既节约了药品和时间、又可减少污染、提高安全性。对于实验中产生的有毒有害气体、废液等, 可以引导学生设计处理和回收实验。如银镜反应在试管壁上生成的银, 可用硝酸溶解, 回收处理又可得到硝酸银。采用全封闭的试验系统。如Cu和浓硝酸的反应, 如果在用导管连接的试剂瓶和试管中进行, 既能看到棕红色的NO2气体产生, 又能用碱液吸收NO2避免了空气污染。
采取组合式化学实验。利用各实验间的相关性进行重新组合, 构成新的实验方案。如把“苯甲酸的制备”得到的产品用作“重结晶”中的粗品, 再把重结晶后的纯品用于“物质熔沸点的测定”。
2.5 设计开放研究性课题
教师可选择布置学生力所能及而又与生活密切相关的课题, 让学生自主探求解决环境问题的新方式。如不可降解塑料餐具的使用调查, 因为其生产原料是石油, 属不可再生资源, 而且对环境污染和破坏严重。其他还有饮用水源中阳离子浓度调查报告、本区降雨酸度的调查、白酒中甲醇含量的调查、水发食品中甲醛含量的调查等。这样既可使学生感觉到身边就存在化学污染, 每人都有责任推广绿色化学理念, 又能培养学生的科研能力和进取精神, 同时也有助于学生积累社会经验。
2.6 将绿色化学理念融入试题
在教学过程中应该有意识选择体现绿色化学教育的试题, 也是强化学生对绿色化学认识的一种有效途径。在高校化学教育中, 教学内容要与学科发展同步, 适时更新, 这样才能保证学生的学习兴趣和在今后的生活和发展中有用武之地。同样, 在化学学科作为必修课的高校中, 试题库的内容也要与时俱进, 保持与学科的发展方向与重大进展相衔接。因此, 在试题中体现绿色化学概念是重要也是必然的更新措施。尤其对于理工科院校的学生, 本身对试题较为重视, 那么在其中融入绿色化学理念更有利于巩固和加深学生的绿色意识和社会责任感。
2.7 适时向学生介绍绿色化学最新的研究进展
作为21世纪的大学生, 他们并不满足于课堂上接受的内容, 加之通讯技术的发展、各种媒体在生活中的渗透、网络的普遍应用, 他们接触到的世界也越来越广阔。他们更希望了解最新的、实用的知识, 可以对现在和将来的发展又一定的用处。事实上, 绿色化学正是化学学科发展的重要方向之一, 是重要的研究和开发领域。因而, 在化学教学过程中, 可以插或者以小讲座形式适时的向学生介绍绿色化学发展的最新动态, 使他们感觉到自己是与学科同步发展的, 从而提高学习兴趣, 并进一步促进和加深绿色化学观念的深入渗透。
3 结语
在当前高校化学教育中, 教育工作者的一大任务就是把绿色化学理念更好地融入到化学教学体系中, 并使之成为21世纪化学教育的重要组成部分。开展绿色化学教育首先要加强和提高教师的自身素养, 在化学系列课程中开展绿色化学教育, 帮助学生树立绿色意识, 并培养从事相关科学研究的能力, 促进我国可持续发展战略的实现。
摘要：在高校化学教育中进行绿色化学教育可以提高大学生的化学素养和环境保护意识, 增强社会责任感, 提高从事绿色化学研究与开发的能力。本文讨论了在高校化学教育中开展绿色化学教育的一些实践, 对具体方法进行了探讨。
关键词：高校化学教育,绿色化学,实践
参考文献
[1] 周国芬.绿色化学-师范化学教育的新理念[J].宿州教育学院学报, 2006, 9 (5) :121～123.
[2] 潘一, 等.绿色化学的研究现状及进展[J].化学工业与工程技术, 2005, 26 (5) :26～29.
[3] 刘凌.绿色意识:大学生思想教育的新视野[J].广东青年干部学院学报, 1999 (2) :51～53.
[4] 张春艳.绿色化学教育在大学教育中的作用[J].柳州师专学报, 2006, 21 (1) :34～36.