基于绿色化学理念的化学化工教学改革

2021-04-11 20:06
当代化工研究 2021年6期
关键词:化工化学理念

(鲁南技师学院 山东 276000)

1.绿色化学理念简介

(1)绿色化学的内涵

绿色化学是一门较为新型的交叉学科,其中包含有明确的科学目标和社会需求,从广义上来讲,其也被人们叫做环境无害或者环境友好型化学。绿色化学理念主要是指一种在生产中不会对环境造成破坏并且没有危害的清洁化学。绿色化学是指通过采用一些化学的技术与方法,尽可能最大限度地减少使用或者从根本上就不用这些有毒有害的试剂、溶剂、催化剂等,如此一来还能够减少与之相关的有害化学产物或是其他不好的物质,其不但会给人们的身体健康带来威胁,可能还会给生态环境带来一些不可逆的毁坏。在现实的化学化工教学过程当中,有些专职的实验课老师对化学实验产生的废弃产物处理以及降解工作的重视度不高,通常会直接丢掉或者排放到下水道中,这将会给人及自然带来一些不同程度上的不良影响,比如降低生态环境质量以及威胁人们身体健康。在此同时,在操作的大部分化学化工实验中,都会产生相当多的废渣、废气以及化学有机物等,其中绝大多数都是导致环境质量越来越差的污染源。

(2)绿色化学的基本原则

①控制污染原则

在化学工业正常的生产工作过程当中,因为其自身的工作原理与工作流程,最后都会或多或少地产生一些废物、废渣以及废气,这些对其附近环境所造成危害的程度比较高,对于这些污染物,在处理的时候,如果相应的措施没有落实到实处,那么就会造成大范围较为严重的环境污染。绿色化学的及时出现对从源头上有效地控制工业污染以及适当地调整解决污染的方法提供了一定的帮助,其目的就是不仅要尽可能地减少在工业生产过程当中所产生的有害物质的整体数量,而且尽最大努力保护周边的自然环境不会受工业生产的影响而遭到破坏。学生们在课堂上学习绿色化学理念的过程当中,首先切记要根据现如今我国实际污染的真实状况加以深入地思考,然后就是灵活地运用书本中所学过的与之有关的相似案例,最后再将其与工厂的实际生产参数互相结合起来,与此同时进行与之相关的实践工作,最终让学生分析问题和解决问题的能力都有很大程度上的进步。

②化工生产原则

人们在提及工厂高危生产作业时,习惯性地把其与环境污染联系起来,现如今社会上的总污染,绝大部分都是由化工工厂以及其他的一些高污染企业所产生的,人们在日常生活中产生的污染所占比例真是微乎其微。现在就拿生产医药产品的一些工厂来说,人们在医院输液的时候,一般都会用到针头、针管以及吊瓶等,有的时候还会用到医用手套,它们全部都是用塑料或者橡胶制作而成的,在生产制造过程当中,原材料一般都会有一些残留的物质,其就是造成空气质量低以及附近水源被严重污染的罪魁祸首。化工工厂如果要走长期可持续发展道路,就要学会将绿色化学理念高效地运用在生产中,把健康安全的生产作为基本原则,从本质上减少污染的发生。

③处理污染原则

由于生态环境长时间遭到严重的毁坏,当今我国的自然环境情况越来越糟糕,比如大多数动物的迁徙以及灭绝,也都是周围环境的愈发恶化所导致的。虽然现在越来越多的人已觉察到了环境被破坏的严重性,而且开始着手对身边的环境进行治理,但是要让环境恢复如初真是难以实现,环境保护的工作也并非一朝一夕就能见到成效,需要长年累月持之以恒的坚持。绿色化学理念工作的重中之重就是目前人们所关心的环境保护。不管人们在实践中怎么运用绿色化学理念,其根本就是要高效快速地控制住污染源,以免进一步扩散,造成更为严重的后果。与此同时,想方设法对已经遭到污染的地域进行高度修复。还有就是,绿色化学技术的运用会有意想不到的惊喜。

2.绿色化学与化学化工教学之间的联系

(1)在控制污染方面

一般来说,学习化学化工相关专业的学生在毕业以后,大多数都会选择从事与化学化工有关的职业,化工生产过程中会对环境造成比较大的影响,其排出的一些废水、废气以及废渣等等,都会给环境带来极其巨大的破坏,在进行化学化工教学的时候加入绿色化学理念,紧紧围绕控制污染展开教学以及设计实验,这样不仅能够促进学生们绿色生产意识的增强,而且,学生们在此过程中学会了将绿色生产技能运用到控制污染方面。

(2)在绿色生产方面

在教学过程中,老师首先要尽可能多给学生们传授绿色生产理念,让他们沉浸在这种氛围里,然后讲解一些有关绿色化学化工的知识点,最后教导学生们在进行化学化工生产的时候,顺理成章地运用绿色生产的技能,如果学生们通过深入地探索,最终创造出了零污染并且安全系数高的化工化学生产工艺,那么就能够改善化学化工产业现如今的困境,不仅为大自然送去了久违的福音,而且造福了后代的子子孙孙。

(3)在解决污染方面

现如今,我国自然环境状况让人一想起来就感到忧心忡忡,环境保护之路一眼看不到头。当代,各高校都在进行教学改革,此时正是引入绿色环保理念的大好时机,一定程度上有利于加快我国环境改善的进程,助其一臂之力。与此同时,大力鼓舞学生为国家环境保护献出一己之力,唤起他们竭尽全力改善环境质量的决心,激起学生们坚定不移地解决环境污染的自信心,因此,也为我国未来环境保护工作奠定了良好的基础。

(4)在化学安全方面

化学化工相关专业属于工科,由此可见,化学化工是比较实用的学科。教学改革注重实践,因此实验就理所当然的成为其重要的组成部分,学生接触实验的机会也会大大增加,比如上课期间学校的实验室以及实习阶段工厂的实验室,无论何时何地进行实验操作,都需要保证自身安全,学生在开始实验的过程中,尽量做好科学有效的自我预防与保护措施,以免自己的身体受到损害。当绿色化学理念在学生们的学习生活中无处不在时,他们的化学安全意识自然而然也就形成了。

3.绿色化学理念下现如今教学中存有的不足之处

现阶段工业的发展随着人们需求的提高也逐渐被高要求化,其所面临的最为棘手的问题就是该怎么让化学化工产业走长期可持续性发展的道路,绿色化学理念就相当于是此问题的一把钥匙,其不仅能够让化工产业减轻环境污染的愿望得以实现,而且在一定程度上对生态平衡起到了保护作用。为了让越来越多的人打心底里接受绿色化学理念,通过在所有高校化学以及化工专业课程的教学中加入绿色化学思想,当然中小学与之相关的教学也不例外,从而让其得以大范围的普及。运用此种方法能够让绿色化学理念在人们的心中根深蒂固,人们无论在今后的学习或者生活,还是研究中,都会习惯性把绿色化学理念作为首要的指导。但实际情况并非如此,我国中小学以及高校老师在进行化学化工教学的时候,并不太注重绿色化学理念,其在应用程度上就别提了,更是远远不够,把绿色化学理念融合在化学化工教学里真是任重而道远,仍然需要坚持不懈地努力。

(1)课程中在内容上缺少绿色化学理论相关内容

在绿色化学理念问世以来,就特别受到社会各界人士的关注,其可谓关注度相当高,但是因为目前对其的研究仍然处于中级阶段,成熟度不够,也不太完善,所以中学化学和大学化学及化工专业现有的教科书中还没有出现与绿色化学理念相关的较为系统的理论知识,因此如今不仅仅是学校在读的学生们,就连教学的老师们对绿色化学理念的知识框架以及理论结构都没有形成系统,更谈不上完善了,从而影响了在教学过程当中把绿色化学理念运用的出神入化,也在一定程度上阻碍了学生们对绿色化学理念的深入了解。一般实践都需要完整的理论知识,其是必不可少的基础条件,因此,目前当务之急就是想办法尽快形成科学严谨并且完整无缺的一系列与绿色化学理念相关的理论知识体系,这样学生们进行实际化学化工实验操作的过程中,老师才能有理有据地教导他们运用此理念,从而从源头上杜绝了在实验中使用有危害或者有毒性的原材料,大大地减少了在实验进行的过程中生成和排放出的有毒有害物质,确保了实验操作过程的绿色以及环保。

(2)在实验教学中没有加入绿色化学理念

化学和化工等学科偏向于实际操作,因此它们特别注重学习了解实验课程的部分,通过实验课程的安排,学生们能够动手操作验证自己在书本上所学的知识内容,从而能够让了无生趣的知识瞬间变得生动形象,简单易懂,不仅仅有益于加深他们对知识的理解,进而更加扎实地掌握所学到的知识,而且有助于促进他们动手操作的实践能力以及探究未知意识提升。在化学和化工相关学科的教学中,实验课程所占的比重是相当高的,由此可见,在实验课程中加入绿色化学理念是一个明智之举,而且特别重要。醛类、烃类以及酚类等有机试剂是学生们在化学和化工实验的过程中使用较为频繁的,它们都会对自然环境和人体健康有所损害,可想而知,在空间不大的实验室里,大量的学们生聚集在一起进行实验操作,这将会给老师和学生们的身体健康带来多么不好的影响以及伤害。除此之外,实验中所产生的物质通常有一部分也是对环境有所危害的。绝大多数的中学和高等院校从来都不在意由实验而产生的物质在排放之前的加工处理以及降解工作,简单粗暴地将对自然生态环境和人体健康不利的物质排放到大自然中。

(3)绿色化学观念流于表面

在中学和高等院校的教学过程当中,老师们往往只在意一些知识点的概念,就比如说绿色化学理念,其目前都还只是在不够完整的概念化阶段止步不前,不但缺少一整套理论知识系统,而且忽略了在可实操的实验课程中整体贯彻绿色化学理念。因此其到目前为止都还没有在与化学和化工类相关教学中得到切实有效的落实,学生们脑海里绿色化学理念的形成更是遥不可及,对于普及也是难上加难。

(4)绿色化学理念认知不足

教学改革在持续不断的大力推进中,化学和化工相关的老师也紧跟着时代的潮流,在教学中循序渐进地加入绿色化学这个崭新的理念慢慢地探索其教学之路,由于对其认知度不够,还只是停留在浅表的层面,更多的是处在观念以及概念领域,在实际教学过程中,老师们习惯性地照本宣科,在进入正式授课之前,枯燥单调地介绍着相应的绿色化学理念,而忽略了将其融入在书本内容中,更为遗憾的是,在实验课上对其的讲解也只是只言片语。由此可知,绿色化学理念在较为丰富的教学资源中,目前还尚未得到完全地开发以及广泛地运用,不仅仅是学生们,就连老师们对其认知的程度也是远远不够的。

4.技师学院化学化工教学改革的必要性以及改革的方向

(1)绿色化学理念渗透着教学改革的积极性

一方面,较为严重的环境污染问题亟需解决,需要得到及时遏制,另一方面,人们又离不开与其生活工作紧密联系的化学化工生产,然而其又急速加快了环境污染的速度,其可谓是源头,某种意义上的罪魁祸首。现阶段只有培养出更多与绿色化工相关的人才,高效地控制化学化工生产朝着绿色方向的道路前进,才能从根本上完全解决了环境污染问题。由此可知,老师在技师学院化工和化学专业教学过程中,需要对技师学院化学化工的教学内容进行适当地调整,并且对传统教学方式方法做进一步改革,尽可能的在教学过程中大面积的渗透及融合绿色化学理念,从而增强大家对于绿色化学可以为人类提供优质服务的意识,最终就能够满足与之相关的教学要求,完成了教学的终极目的,符合社会中人们的需求。

(2)技师学院化学化工的教学改革有一定的必要性

通过在教学过程中循序渐进地培养学生们的绿色化学理念,其是一条极为重要的途径,不但能够让绿色化学理念得到更为广泛的普及,而且可以让愈来愈多的人加入到绿色化学的实践当中去,从而一定程度上降低在实验过程中对产生环境的危害。与此同时,学生们可以加深对绿色化学理念了解,因此,对改变现有的教学模式和化学工业粗放式发展现状起一定作用,学生们也会倾向于将绿色化学理念作为今后学习或者科研方向的指导,能够把他们的积极性调动起来,让他们自己主动地致力于绿色化学理论以及实践的深入研究。

(3)技师学院化学化工教学改革的方向

怎么才能让学生们比较深入地了解学习绿色化学理念呢?最为关键的是老师们在技师学院化学化工的教学上应该加大对其的关注度与重视度,具体做法如下,第一,老师们有必要尽可能详细地整理国内外学者及专家们关于绿色化学的研究成果,再进一步完善其内容,最后建立起完整的绿色化学理论知识体系,同时对高等院校以及中学学生所要使用的与化学和化工专业相关的书籍进行深度改编,尽可能在其中加入完整而且详尽的绿色化学理念相关章节;第二,学生们在化学和化工实验的操作过程当中,应该时刻提醒自己对绿色化学理念的实施运用,同时注重实验原材料挑选及采用和化学产品以及副产品的降解处理,还有就是实验中所生成废弃物的处理,尽自己最大努力让实验全部流程无污染,即都是绿色的和环保的;第三,老师们有必要积极地鼓励学生们发挥出自身的主观能动性,让他们在学习知识、操作实验以及研究课题的过程当中学会融入绿色化学新理念,并且注重绿色化学相关联的开拓创新。如果不对技师学院化学和化工相关的教学理论知识和实验课程同步进行革新,那么学生们也不能真正了解以及接受绿色化学理念,更不能让他们感受到其在环境保护方面的重要性。

5.绿色化学理念在技师学院化学化工教学中的应用

(1)在理论课中加入绿色化学理念

学生们在学习知识时,理论课程是必不可少的,同理可知,其是化工课程的基础。学生们在详细了解了绿色化学的理论知识后,能够清晰地知道什么才是其终极目标,在一定程度上可以激起他们自身对课程学习的积极性以及主动性,并且让他们学习的兴趣有所提高。理论课都有其自身的特点,无外乎都是概念性和方向性这两大方面的特点。一方面,在理论课上的学习,首先需要清清楚楚地知道何为绿色化学的定义和内涵,只有这样才能为学生们简洁明了地介绍绿色化学的起源和发展;另外一方面,老师在教授理论课程知识时,应该给学生们清晰地指出绿色化学在目前的发展状况,还有就是其在未来会往哪个方向发展,这样才能够帮助那些今后想要朝这个方向继续深入学习的学生们,让他们明确知道自己到底需要具有怎样的知识结构以及技能才能继续深造。

(2)在实验教学中运用绿色化学理念

学生们在做化学化工有机合成实验时,一般都有可能伴随着一些污染物的产生,比如有毒有害气体和液体,还有少许的固体,虽然其含量看似很低,但是如果长此以往源源不断地产生,那么就会对周围环境造成比较大的污染。因此,老师在教导学生们处理由实验产生的“三废”时,就可以顺理成章的加入绿色化学理念以减少环境的破坏。

6.结语

虽然现如今我国经济发展速度之快,但是对于化学和化工教学在绿色化学相关方面的研究仍旧处于浅表的层面,并没有人们想象中被给予高度的重视,不仅缺少社会实践,而且缺失完整的理论知识体系,由此可见,教学改革的工作任重而道远,仍然需要继续深入地研究。在具体分析绿色化学理念实际应用的时候,可以优先选择从理论和实验这两种角度出发,尽可能最大程度上减轻环境污染的现状,减缓有限的能源被消耗殆尽。

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