環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念在化工人才培養(yǎng)中的融合與教學(xué)策略

摘 "要：隨著環(huán)境問題日益嚴峻，可持續(xù)發(fā)展理念重要性逐漸凸顯，環(huán)境化學(xué)在化工行業(yè)的人才培養(yǎng)中變得尤為關(guān)鍵。文章探討了將環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念融入化工教育的策略，包括課程設(shè)置的改革、實踐教學(xué)的加強、綠色化學(xué)理念的推廣以及跨學(xué)科合作能力的培養(yǎng)。研究方法涉及案例分析和教學(xué)實踐相結(jié)合，旨在提高未來化工人才在環(huán)境保護和資源可持續(xù)利用方面的知識和技能。主要結(jié)論顯示，通過改革教學(xué)方法、運用現(xiàn)代教育技術(shù)、增加校企合作，以及強化教學(xué)評價體系，可以有效地增強學(xué)生的環(huán)保意識、解決實際問題的能力和跨學(xué)科合作技能，為化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展培養(yǎng)合格人才。

關(guān)鍵詞：環(huán)境化學(xué)；可持續(xù)發(fā)展；化工人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642 " "文獻標識碼：A " "文章編號：1673-7164（2024）29-0193-04

隨著人類社會的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益嚴重，可持續(xù)發(fā)展成為全球關(guān)注的焦點。在化工領(lǐng)域，理解和掌握環(huán)境化學(xué)知識，以及將可持續(xù)發(fā)展理念融入人才培養(yǎng)過程，對實現(xiàn)綠色發(fā)展和保護地球家園具有重要意義。

一、環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念的背景意義

隨著全球環(huán)境問題的日益嚴重和可持續(xù)發(fā)展理念的提出，人們對于環(huán)境保護和資源利用的重要性有了更深刻的認識。環(huán)境化學(xué)作為一門研究環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)的來源、轉(zhuǎn)化和歸宿的學(xué)科，可以提供化學(xué)知識和技術(shù)支持，解決環(huán)境問題和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。可持續(xù)發(fā)展理念強調(diào)經(jīng)濟、社會和環(huán)境之間的平衡，旨在實現(xiàn)長期的社會進步和資源的可持續(xù)利用。

環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的融合可以促進環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的目標的實現(xiàn)，為人類創(chuàng)造更加清潔、健康和可持續(xù)的生活環(huán)境。在化工領(lǐng)域，環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的理念的融合對于培養(yǎng)具有環(huán)境保護意識和可持續(xù)發(fā)展思維的化工人才具有重要意義。［1］新時代背景下，化工人才需要具備環(huán)境化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的知識和技能，才能在化工過程中考慮環(huán)境因素和資源利用效率，才能提高化工產(chǎn)品的環(huán)境友好性和可持續(xù)性。

二、環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念在化工人才培養(yǎng)中的融合意義

（一）重構(gòu)課程體系，培養(yǎng)學(xué)生理論應(yīng)用實踐的能力

在化工人才培養(yǎng)中融合環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念，要求重構(gòu)課程體系，確保學(xué)生能夠理解并應(yīng)對日益緊迫的環(huán)境問題，同時具備實現(xiàn)工業(yè)可持續(xù)性的知識和技能。基礎(chǔ)課程應(yīng)包括環(huán)境化學(xué)的原理和實踐，涉及污染物的化學(xué)行為、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)以及污染控制和修復(fù)策略，高年級專業(yè)課程應(yīng)深入探討如何在工藝設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)、能源利用和廢物管理中應(yīng)用這些原理，引導(dǎo)學(xué)生思考如何在不犧牲經(jīng)濟效益的前提下最小化對環(huán)境的影響。案例研究和項目式學(xué)習(xí)可以使學(xué)生直面真實世界的挑戰(zhàn)，比如通過設(shè)計閉環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)或開發(fā)綠色化學(xué)品來提高資源效率和實現(xiàn)零排放。跨學(xué)科課程如可持續(xù)工程、生命周期分析和環(huán)境政策，有助于化工學(xué)生理解可持續(xù)發(fā)展的寬廣視角和復(fù)雜性。通過實驗室工作、實習(xí)和與工業(yè)界的合作項目，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R轉(zhuǎn)化為實踐技能，并培養(yǎng)出對環(huán)境責(zé)任感和創(chuàng)新解決方案的熱情。培養(yǎng)具備這些能力的化工專業(yè)人才，既是對未來工業(yè)發(fā)展的投資，也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標的必要途徑。

（二）加強實踐性教學(xué)，提高學(xué)生解決實際問題的能力

實踐教學(xué)的核心在于通過實驗室實驗、工業(yè)實習(xí)、項目驅(qū)動學(xué)習(xí)和案例分析等方式，使學(xué)生將理論知識與實際工程技術(shù)相結(jié)合，深入理解化學(xué)工程的工藝流程、設(shè)備操作和系統(tǒng)管理。在實驗室環(huán)境中，學(xué)生應(yīng)接受嚴格的實驗操作訓(xùn)練，學(xué)習(xí)使用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備，掌握從基礎(chǔ)化學(xué)實驗到復(fù)雜化工流程的模擬操作。通過數(shù)據(jù)分析和實驗結(jié)果的評估，學(xué)生能夠?qū)W會如何根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行科學(xué)決策和優(yōu)化設(shè)計。實習(xí)環(huán)節(jié)讓學(xué)生有機會走進真實的工業(yè)現(xiàn)場，了解行業(yè)標準和工作流程，面對實際生產(chǎn)中的問題，培養(yǎng)解決問題的實戰(zhàn)能力和團隊協(xié)作精神；項目驅(qū)動學(xué)習(xí)則鼓勵學(xué)生圍繞諸如能源效率提升、廢物減量化處理、新材料開發(fā)等實際問題，進行跨學(xué)科團隊合作，設(shè)計解決方案，這不僅鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨立作業(yè)能力，也提高了他們的項目管理和溝通能力；［2］案例分析教學(xué)法可以讓學(xué)生深入分析歷史上的工業(yè)案例，學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟其中的成功經(jīng)驗和教訓(xùn)，以便在未來的工作中能夠避免相同的錯誤。

（三）推廣綠色化學(xué)理念，增強學(xué)生的環(huán)保意識

綠色化學(xué)不僅著眼于減少對環(huán)境的影響，而且關(guān)注在化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、使用及處理過程中的健康和安全問題。在教學(xué)中，應(yīng)當將綠色化學(xué)的十二原則融入課程內(nèi)容，讓學(xué)生從最基本的概念開始了解如何評估化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)過程的環(huán)境友好度。通過案例分析、實驗設(shè)計和項目研究，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何選擇安全的原料、設(shè)計可降解的產(chǎn)品、優(yōu)化能量效率、減少副產(chǎn)品和廢物的產(chǎn)生。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生在實驗室和設(shè)計項目中應(yīng)用這些綠色化學(xué)原則，并思考如何將它們擴展到工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。通過組織講座、研討會和參觀環(huán)保先進的化工企業(yè)，學(xué)生能夠更直觀地認識到環(huán)保實踐在現(xiàn)代化工業(yè)中的重要性，并激發(fā)他們在未來職業(yè)生涯中推廣綠色化學(xué)的動力。

（四）培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科合作能力，促進可持續(xù)發(fā)展

化工領(lǐng)域的問題往往復(fù)雜多變，需要物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)和工程學(xué)等多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用。在教育過程中，應(yīng)該通過設(shè)置跨學(xué)科課程，組織多學(xué)科背景學(xué)生的團隊項目，以及鼓勵學(xué)生參與跨領(lǐng)域的研討會和競賽，來培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科溝通和合作技能。這些活動可以幫助學(xué)生了解不同學(xué)科的語言和方法，學(xué)會如何在團隊中貢獻自己的專業(yè)知識，并且能夠尊重并吸收其他學(xué)科的視角和技巧。例如化工學(xué)生可以與環(huán)境科學(xué)學(xué)生合作，共同開發(fā)減少工業(yè)排放的策略；與經(jīng)濟學(xué)學(xué)生合作，分析綠色技術(shù)的經(jīng)濟可行性；與法律專業(yè)學(xué)生合作，理解環(huán)境法規(guī)對化工產(chǎn)品設(shè)計的影響。通過合作，學(xué)生能夠培養(yǎng)出解決復(fù)雜問題所需的綜合思維能力，為未來在多學(xué)科團隊中工作打下堅實的基礎(chǔ)。［3］隨著可持續(xù)發(fā)展日益成為全球共識，擁有跨學(xué)科合作能力的化工人才將更加受到重視，他們將在推動化工行業(yè)轉(zhuǎn)型和實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

三、環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念在化工人才培養(yǎng)中的教學(xué)策略

（一）改革教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念在化工人才培養(yǎng)中的教學(xué)策略要求教育者改革教學(xué)方法，以提高教學(xué)效果。教學(xué)應(yīng)從傳統(tǒng)的課堂講授模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的互動式和探究式學(xué)習(xí)，可以運用翻轉(zhuǎn)課堂，將理論知識的學(xué)習(xí)放在課前，通過網(wǎng)絡(luò)平臺讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)，課堂時間則用于討論、實驗和解決問題，提高課堂互動和學(xué)生參與度。教育者應(yīng)引入案例教學(xué)法，選取環(huán)境化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)典案例，如污染事件的處理、綠色工藝的開發(fā)等，讓學(xué)生分析問題、討論解決方案，并以角色扮演的方式增強學(xué)習(xí)的實踐性和現(xiàn)實感。跨學(xué)科項目式學(xué)習(xí)對培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神至關(guān)重要。學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下，組成跨學(xué)科團隊，針對真實的化工問題，開展從問題調(diào)研、方案設(shè)計到實驗驗證的全過程探究活動。此外，教學(xué)中應(yīng)加強對學(xué)生批判性思維和系統(tǒng)思考能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)現(xiàn)有知識的同時，質(zhì)疑和超越現(xiàn)有知識，培養(yǎng)對化工行業(yè)未來發(fā)展趨勢的預(yù)見能力。

（二）運用現(xiàn)代教育技術(shù)，提升教學(xué)效率

首先，數(shù)字化教學(xué)平臺如在線視頻、互動課件和模擬軟件的運用能夠使復(fù)雜的化學(xué)過程和環(huán)境問題形象化，提高學(xué)生的理解力和興趣。例如通過虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中親身體驗化工生產(chǎn)線的運作，理解各種控制策略對環(huán)境的影響。其次，人工智能輔助教學(xué)能夠提供個性化學(xué)習(xí)建議和進度跟蹤，幫助學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況調(diào)整學(xué)習(xí)策略。智能教學(xué)系統(tǒng)還能夠通過數(shù)據(jù)分析來發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，提高教學(xué)的針對性和有效性。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和遠程實驗室允許學(xué)生不受地理位置的限制，隨時隨地進行實驗操作和數(shù)據(jù)分析，加強理論與實踐的結(jié)合。在線論壇和協(xié)作工具的使用促進了學(xué)生之間以及師生之間的交流和討論，增強了學(xué)習(xí)的互動性。

（三）增加校企合作，提高學(xué)生的實踐能力

將環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念融入化工人才培養(yǎng)的重要一環(huán)是增加校企合作。通過與化工企業(yè)的緊密合作，教育機構(gòu)能夠設(shè)計出與行業(yè)需求緊密相連的課程和實習(xí)項目，讓學(xué)生在真實的工作環(huán)境中應(yīng)用所學(xué)知識和技能。企業(yè)可以提供實習(xí)崗位、研究項目、工作坊以及講座，為學(xué)生提供了解企業(yè)運作、技術(shù)創(chuàng)新和環(huán)境管理實踐的機會。這種合作不僅限于傳統(tǒng)的實習(xí)安排，還包括讓企業(yè)參與到課程設(shè)計、項目評估和技能培訓(xùn)中，從而確保所教授的內(nèi)容和技能，符合行業(yè)的最新標準和需求。校企合作促進了學(xué)生的職業(yè)發(fā)展，使他們能夠更好地理解未來職業(yè)生涯中可能面臨的挑戰(zhàn)，并為之做好準備。學(xué)生在企業(yè)中的實踐經(jīng)驗有助于他們建立職業(yè)網(wǎng)絡(luò)，提高就業(yè)競爭力，幫助學(xué)生形成職業(yè)規(guī)劃，明確自己的職業(yè)目標和發(fā)展方向。企業(yè)實際問題的解決過程能夠鍛煉學(xué)生的問題分析能力、團隊合作精神和創(chuàng)新能力，這些都是現(xiàn)代化工行業(yè)所急需的核心能力。校企合作也為教育機構(gòu)提供了寶貴的反饋，調(diào)整和改進教學(xué)內(nèi)容和方法，確保教育質(zhì)量與企業(yè)要求同步提升；有助于教育機構(gòu)了解行業(yè)趨勢，確保教學(xué)內(nèi)容的實時更新，為學(xué)生提供最前沿的知識和技術(shù)。校企合作為化工教育帶來了雙贏：學(xué)生獲得了寶貴的實踐經(jīng)驗，企業(yè)則得到了培訓(xùn)有素、能夠迅速適應(yīng)工作環(huán)境的畢業(yè)生。［4］這種合作模式不僅提高了學(xué)生的實踐能力，也推動了化工教育與行業(yè)實際需求的緊密結(jié)合，為化工行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護貢獻了新生力量。

（四）強化環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念的教學(xué)評價體系

強化環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念的教學(xué)評價體系要求超越傳統(tǒng)的以考試分數(shù)為主的評價方法，構(gòu)建一個多元化、綜合性的評價體系，既包括學(xué)生知識掌握的評估，也包括技能、態(tài)度和可持續(xù)實踐的評價。在此體系中，學(xué)生的實踐技能和創(chuàng)新能力評估占有重要位置，通過項目設(shè)計、實驗操作、團隊合作和問題解決等實踐活動的表現(xiàn)來評估學(xué)生的綜合能力。環(huán)境意識和可持續(xù)發(fā)展能力的評估也是必不可少的，可通過學(xué)生參與環(huán)境保護項目、綠色化學(xué)實驗，以及解決實際環(huán)境問題的案例分析來體現(xiàn)。

此外，教學(xué)評價體系還需要注重過程評價和自我反思，鼓勵學(xué)生進行自我評價和同伴評價，引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進行深入思考，從而提高學(xué)習(xí)的自主性和主動性。教師的評價不僅要基于學(xué)生的最終成果，更要關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的努力和進步，以及他們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)內(nèi)容與環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念相結(jié)合。評價體系應(yīng)與國際化標準接軌，參考國際上對化工教育與環(huán)境化學(xué)相關(guān)的最佳實踐和標準，在保證教學(xué)質(zhì)量的同時，使學(xué)生的學(xué)習(xí)成果有更廣泛的認可。最后，為了確保教學(xué)評價體系的有效性和適應(yīng)性，需要定期進行評估和調(diào)整，其包括收集學(xué)生、企業(yè)和其他利益相關(guān)者的反饋，并以此為基礎(chǔ)改進評價工具和方法。

四、案例分析

（一）某高校環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念在化工人才培養(yǎng)中的實踐

在某高校的化工人才培養(yǎng)實踐中，環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念已被深入整合到課程體系、教學(xué)方法和校企合作模式中。該校通過設(shè)計與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的課程內(nèi)容，讓學(xué)生了解全球環(huán)境問題，認識到化工行業(yè)在推動可持續(xù)發(fā)展中的作用與責(zé)任。課程中強調(diào)綠色化學(xué)原則，教授學(xué)生如何設(shè)計環(huán)境友好的化工流程，減少有害物質(zhì)的生成，并通過實驗室實踐和項目工作，讓學(xué)生親身體驗和解決實際問題。學(xué)校利用多媒體教學(xué)、在線課程、模擬軟件等現(xiàn)代教育技術(shù)，提高了教學(xué)效率和學(xué)生的參與度。通過與化工企業(yè)的密切合作，學(xué)校為學(xué)生提供了在企業(yè)中實習(xí)和參與研發(fā)項目的機會，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R與實踐緊密結(jié)合，并理解環(huán)境政策對企業(yè)運營的影響。［5］學(xué)校還建立了一套以能力為導(dǎo)向的教學(xué)評價體系，全面評估學(xué)生的知識掌握、技能運用、創(chuàng)新能力和環(huán)保意識。

（二）某企業(yè)環(huán)保型化工產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)

某企業(yè)在環(huán)保型化工產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)方面展示了其行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的角色。該企業(yè)從原料采購到產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、銷售和廢棄物處理的每一環(huán)節(jié)都嚴格按照綠色化和可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)原則來執(zhí)行。在研發(fā)過程中，企業(yè)通過使用生物基和可再生原料，開發(fā)出了低毒性、低環(huán)境影響的化工產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在實現(xiàn)商業(yè)價值的同時，減少了對環(huán)境的負擔(dān)。生產(chǎn)過程中，企業(yè)采用了節(jié)能減排的技術(shù)，如閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)、廢熱回收利用和廢料循環(huán)再用等，大大降低了生產(chǎn)的能源消耗和廢棄物排放。企業(yè)還積極與供應(yīng)商和客戶合作，推動整個供應(yīng)鏈的綠色轉(zhuǎn)型。［6］在產(chǎn)品生命周期的每個階段，企業(yè)都進行了嚴格的環(huán)境影響評估，確保產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用的全過程都盡可能減少對環(huán)境的影響。

五、結(jié)語

總之，在化工人才培養(yǎng)過程中，融合環(huán)境化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念，制訂相應(yīng)的教學(xué)策略，有利于培養(yǎng)具有環(huán)保意識和社會責(zé)任感的高素質(zhì)人才，為化工行業(yè)輸送更多具備可持續(xù)發(fā)展理念的專業(yè)人才，共同為建設(shè)美麗中國和實現(xiàn)全球綠色發(fā)展目標貢獻力量。

參考文獻：

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（責(zé)任編輯：邵秋露）

基金項目：山西省研究生教育教學(xué)改革課題（2023.9—2025.9）“新工科背景下校企聯(lián)動助力化工師資隊伍建設(shè)”（課題編號：20 23JG058）； 教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目2024年第一批次立項項目“基于量化計算設(shè)計高效催化劑的校企師資培訓(xùn)”（項目編號：231007547254553）。

作者簡介：章日光（1981—），男，博士，太原理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室副主任，教授，研究方向為多相催化基礎(chǔ)理論；姜召（1988—），男，博士，西安交通大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院化工所黨支部書記，副教授，研究方向為有機液態(tài)儲氫和多相催化；段培高（1979—），男，博士，西安交通大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程系主任，教授，研究方向為固廢資源化利用。