摘要:當今人類面臨最大的問題之一就是人類生存的環境惡化,“綠色化學”是利用化學原理從源頭上減少或消除化學對環境的污染。本文介紹了在普通化學教學中開展綠色化學教育的改革與實踐,提出了在普通化學課程教學中開展和實施綠色化學教育的具體措施。
關鍵詞:普通化學;綠色化學教育;環境保護;滲透
化學在人類歷史發展的長河中起著十分重要而積極的作用。化學讓當今人類社會的生活變得豐富多彩的同時,也給人類帶來了不容忽視的環境和生態危機。全球的十大環境問題包括大氣污染、臭氧層破壞、海洋污染、土地退化和沙漠化、淡水資源緊張和污染、生物多樣性減少以及環境公害等都直接與化學和化工產品的化學物質污染有關[1]。化學面臨人類可持續發展、環境保護等的巨大挑戰,綠色化學正是在這一背景下應運而生的。綠色化學可以詮釋為環境友好化學,綠色化學是開發從源頭解決污染的一門科學,對環境保護及社會的可持續發展具有重要的意義[3]。
一、開展綠色化學教育的必要性
1.開展綠色化學教育是社會發展的需要。普通化學課程是高等工科院校非化工專業學生的一門必修課,也是唯一的一門化學類課程。由于沒有其他化學類后續課程,普通化學課程對學生進行綠色化學教育有著得天獨厚的條件,其影響面之大、教學效果之明顯遠非選修課所能比。綠色化學是按照防止污染的思想發展起來的,是履行防止污染的最首要的和最根本的工具,也是提高人們物資再生產能力的技術的工具,綠色化學倡導采取綠色和環境友善結果的開展模式,從本源上防止污染的發生,可以克制污染在時間上延長和空間上增加,為人們的可繼續發展起到調試和限制的維護作用。當今人類早就深刻地認識到,假如不從源頭上防止污染的發生,實際地解決化學的污染,這樣,就不可以真正地處理環境污染這個全國性的問題。建立綠色化學計劃,可以防止化學污染,有助于環保,讓人們與環境和平相處。將綠色化學思想滲透到普通化學的教學中,不僅豐富了教學內容,使學生了解和關心生態、環境、能源等方面的問題,而且有利于激發學生的學習興趣,培養學生的創造力,增強學生的環保意識,使學生樹立綠色化學的思想和環境保護的意識,培養社會責任感。
2.開展綠色化學教育是素質教育的需要。素質教育是現代教育所提倡的,素質教育包含知識素質、身體素質、心理素質等,而大學學生的綠色化學教育恰是知識素質的關鍵內容,同時又是別的素質的全面表現。幫助學生樹立綠色意識,形成綠色化學觀,促進學生養成良好的科學素養,以回歸自然、與自然和諧相處為己任。每一個國家,每一個人假如只想取得而不懂得保護和節省,到最后都會因為隔離綠色化學這個科學的方法而將遭到大自然隨意地懲罰,而今威脅人們生存的四大全球性問題——資源短缺與能源危機、環境污染和生態失調。青年一代,尤其是青年大學生作為未來社會的棟梁、未來社會的決策者,其意識、倫理、知識、信念都將從極大程度上決定世界的未來,這就需要從普通化學教育中逐漸侵入到綠色化學的文化中,對學生開展綠色化學教育,讓同學們建立綠色化學的思維和環境保護知識。唯有堅定不移地將綠色化學這一個信念深入地浸透到各個同學的大腦中去,我們的環境和能源狀況才可以出現改善的曙光。
二、在普通課堂教學滲透綠色化學教育
1.結合教材內容和生活實際。老師也可利用化學課的環境保護學識,采取各種各樣的辦法解說環境保護情況,逐漸讓學生知道污染環境的現狀,開拓同學們保護環境的意識,且每時每刻體現美化化學的原則,到處夾雜著美麗的化學教育,從此讓學生建立綠色化學的思維。要把綠色化學的理念貫穿到整個化學教育之中,化學教育必須體現綠色化學的新內容。將教學內容涉及的綠色化學知識,較為系統地滲透、融入普通化學課程的教學內容中,并積極跟蹤科研成果的新進展、新動向及相關的新信息,不斷豐富、深化和改進綠色化學的教學內容。就是在化學的教學的過程中,對教學實質觸及的有綠色化學知識的方面,及時地、恰當地加大知識創新及思路開拓。如在第一章“熱化學”中,介紹了能源,引出了清潔燃料、綠色能源-風能、太陽能,并介紹了我國燃料電池研究和發展的趨勢,并從環保的角度介紹廢棄電池不能隨意丟棄,應該分類回收。在講“化學反應速率”一節時介紹原子利用率、綠色催化劑的概念。在教學過程中培養學生的環保意識,使學生懂得科學技術本身就具有生態價值,包含綠色化學在內的綠色科技,將使人類與自然在更高層次上和諧共處。將綠色化學教育融入普通化學教學中,不僅密切了化學和工程的實際聯系,改變了以往普通化學課程教學內容單調、陳舊的面貌,而且大大激發了學生的求知欲和學習的熱情,極大地提高了普通化學的教學效果。
2.結合多媒體。教學手段現代化是化學教育適應高層次的綠色化學教學需要的必要條件。只有采用現代化教學手段(投影、幻燈、錄像、光盤等)和信息教育手段(包括上網、使用多媒體等),才能更直觀、更形象地體現綠色化學內容,更易于為學生所接受,取得更好的教學效果。近年來,多媒體技術已廣泛應用于各個教學領域,對提高教學質量發揮著重要的作用。例如,在學習第二章“化學反應原理”時,在多媒體的屏幕上出現飛馳的、冒著濃濃尾氣的汽車,然后畫面出現了霧霾天氣,自然而然地引出了空氣污染的治理與防范。我們知道汽車尾氣中含有大量的NO和CO,這兩種氣體都是大氣污染物,如果在NO和CO在排放到大氣前經過化學反應,能夠生成N2和CO2,就可以大大降低汽車尾氣對環境的污染。那么NO和CO的反應能夠發生嗎?如果該反應能發生,能否進行得完全?該反應的快慢程度?這樣,很自然地把本章所要講授的知識——化學反應的方向和吉布斯自由能變、化學平衡與平衡的移動以及化學反應速率介紹給學生,激發了學生的學習興趣。在講授化學基本知識的同時,把與之相關的綠色化學知識傳授給學生,使學生在潛移默化中受到良好的綠色化學教育,增強學生的環保意識,提高學生的綜合素質。
三、結語
高等教育的培養目標已不再是單純的專業技術人才,而是要有高度的社會責任感、優秀的專業技術素質、較高的環境意識、能把工程問題置于社會環境中綜合考慮的高素質人才。
這就讓我們自覺地要掌握寬廣的化學知識和才能,充分地認識綠色化學的必要性,還要籠統地學習綠色化學的思想和嶄新的研究成績,主動參加有關的商討和教學的實施,把延續綠色環境知識作為自己義無反顧的任務,用客觀的知識充實著我們的教學內容,按照范例所涉及的知識點,把綠色化學知識自然、生動地滲透到普通化學教學中。通過我們的教學使學生牢固樹立綠色化學和環境保護的意識,讓他們成為以后主動保護環境的“綠色化學家”。
參考文獻:
[1]朱清時.綠色化學與產業革命[J].現代化工,1998,(1):4.
[2]謝年明.淺論綠色化學教育在化學教學中的滲透[J].化學工程與裝備,2011,(8):224.
[3]劉根起,韓玲,張誠,程永清.非化學化工專業開展綠色化學教育的改革實踐[J].化工高等教育,2004,(3):24.
基金項目:哈爾濱工程大學基礎課程教學改革研究計劃建設項目(002100020632)
作者簡介:李梅(1964-),女,吉林人,博士,副教授,主要從事大學化學等基礎課教育方面的研究。