绿色化学理念下大学化学论文

2022-04-22

摘要:本文以现代化工行业为背景,结合大学化学教育初步分析了绿色化学里面在化学教育中的渗透,论文主要介绍了绿色化学的理念,实施绿色化学教育的必要性和重要性以及在化学教学过程中实施绿色化学教育的策略。关键词:绿色化学;化学教育;教育策略近年来,随着环境污染的加剧和人类对环境问题的关心,化学和化学家面临着前所未有的挑战。下面小编整理了一些《绿色化学理念下大学化学论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!

绿色化学理念下大学化学论文 篇1:

绿色化学在当前大学化学中的应用

摘 要: 本文论述了绿色化学教学的重要性,包括教学内涵、实际应用、教学策略和绿色化学课程的设置,旨在培养具有环境保护意识的人才。

关键词: 绿色化学 大学化学 教学内涵 教学策略 环境保护

一、绿色化学与时俱进不可或缺

“绿色化学”是随着时代的前进,给予学生的不可缺少的引导和教育,进入20世纪90年代以后,绿色化学备受青睐。

当今国际化学科学争相将绿色化学视为化学研究的前沿和热点,绿色化学已成为实现我国经济可持续发展亟待解决的重大科技问题。普及绿色化学知识,灌输绿色化学思想,最有效的方式是将绿色化学引入大学化学教育体系。目前,我国已将绿色化学教育作为大学化学教育的重要组成部分带入大学化学课程中。

二、绿色化学的内涵

绿色化学(Green Chemistry)是指在制造和应用化学品时,丝毫不污染环境,充分利用所有原料,不产生任何有害的垃圾和废物,对其全部都有效利用,避免使用有毒、危险的试剂,生产工艺优秀,生产环境的良好保持能够使化学工业实现可持续性的发展。

绿色化学具有大量的优点,其核心内容是原子经济性,理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部(100%)转变成所需要的产物,不产生废物或副产物。我们略作分析:①最重要的一点是它可以持续性发展,能够对资源进行充分利用,实现经济最大化,符合经济学要求。②几乎不排除任何的废物,它是以废物零排放为目标,彻底改变对环境造成恶劣影响的故态,这一点符合环境保护的要求。③随着时代的发展,传统化学不断进行创新,只有绿色化学与现代文明相吻合,这一点符合现代科学观。

三、绿色化学在大学化学教育中的应用

绿色化学的应用是时代的进步,对整个社会和人类是一种贡献。从教育的角度说,它作为一种指导思想和教育手段,在高校将绿色化学的理念带进课堂,它打破以往的传统教学,改变的不仅仅是教学方法,也不是增加一些复杂的内容,引入的不是一门独立的学科和介绍大量先进概念,而是通过广泛的宣传教育,让学生了解到,通过将绿色化学作为一门普及的课程,每个人都要树立一种观念,养成自主的终生的绿色化学意识。随着经济的发展,社会获得利益的同时,给人类的身心造成创伤。即便是得到再多的经济利益,失去美好的生活也得不偿失。绿色化学教育注重环保教育,增强环保意识,激发爱国情怀,提高综合素质和创新能力,培养正确的价值观、人生观和世界观。大学化学教育工作者首先应该结合实际情况,根据教材内容,注入全新的绿色化学理念,在掌握知识的同时运用绿色化学的思维发现问题、考虑问题和解决问题,成为有益于社会的可持续发展需要的绿色人才。

绿色化学有很大优势,其转化率高,不仅具备环保的特性,而且成本不高,备受教育界青睐。如通过热化学循环分解水制备氢气,利用核能或太阳能进行大规模、无污染制备氢气;水热、溶剂热合成是无机合成的最佳方法,其具有密封,原料不泄露,丝毫不会造成对环境的污染,完全属于低碳形式,如利用水热、溶剂热合成微孔材料及功能粉料等。

四、绿色化学在化学实验教学中的应用

1.培养学生绿色化学新理念

在整个化学实验教学当中,都需要培养学生的绿色化学观念,让他们认识到绿色化学的可持续发展性,正确地认识绿色化学,全面地发挥绿色化学对社会的保护作用,养成良好的学习习惯,有利于保卫人类的健康和安全,节约使用土地矿产等资源,养成环保的生活习惯,积极宣传资源的不可再生性,树立“永续经营”的意识。

2.改进常规实验方法

如果能够达到实验目的,则一定要减少试剂的用量,避免排放物的增多,也可以减少实验成本,对环境又是一种保护。设计综合性实验,将多个实验按照实验的内在联系有机地串联起来,将上一个实验的产物作为下一个实验的原料,合理利用实验产物,这样从时间上有很大节省,从而实现化学实验的绿色化。

3.积极处理“三废”

做试验时产生的各种垃圾如废水、废渣、废气,立即处理,不造成任何的污染,养成实验后立即收集“三废”的习惯。

4.绿色化学课程的设置

化学教育工作者不仅要关注自己的教学任务,而且要时刻注意收集国内外最新的绿色化学信息和成果,从思想教育和技术教育两方面对学生进行教育。

综上所述,绿色化学作为一种全新概念,从防止污染和节约资源的角度对传统化学进行重新审视,并在传统化学的基础上进行改革。与单纯的环境保护不同,绿色化学是对人类与环境友好的化学。高等学校的化学教育目的是为国家培养和造就化学高层次的人才,面对化学由传统化学向绿色化学迈进的新变革,要培养学生的绿色化学理念,培养具有绿色化学意识的化学人才。

作者:周小英

绿色化学理念下大学化学论文 篇2:

绿色化学在化学教育中的渗透初探

摘要:本文以现代化工行业为背景,结合大学化学教育初步分析了绿色化学里面在化学教育中的渗透,论文主要介绍了绿色化学的理念,实施绿色化学教育的必要性和重要性以及在化学教学过程中实施绿色化学教育的策略。

关键词:绿色化学;化学教育;教育策略

近年来,随着环境污染的加剧和人类对环境问题的关心,化学和化学家面临着前所未有的挑战。英语中甚至出现了一个新词汇“化学恐惧症”。甚至有些人提出要放弃现代生产与生活方式,“返朴归真”回到原始自然中去。他们开始追寻“纯天然制品”、“不含任何化学添加剂”的食品。于是,一个崭新的化学理念——绿色化学萌生了。

1.绿色化学理念介绍

绿色化学(Green Chemistry)也称环境无害化学(Environmental Benign Chemistry),是指将预防污染贯穿于整个化工品生产过程,从产品生产始端就采用预防的科学手段[1]。在化学品生产的其核心内涵是指在化学反应过程和化工生产过程中,通过化学方法与技术尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。绿色化学是一种理想的理念,绿色化学教育将可持续发展战略作为其根本原则和目标,通过将绿色化学思想贯穿于化学教育中,将化学科学的真理性与社会、人文需要的合理性融为一体,将培养学生的绿色意识作为其目标。

2.实施绿色化学教育的必要性和重要性

近半个世纪以来,全球性的人口、资源、环境及生态等问题暗示着我们:将来我们必须也只能走可持续发展的道路,实施可持续发展战略是全人类共同的事业[2]。绿色化学终极目标是从根源上防止化学污染,通过实施绿色化学教育可以为可持续发展服务。

2.1实施绿色化学教育有利于培养学生的绿色化学观

化工产品生产和化学实验产生的废水、废气和废渣都不可避免地造成环境污染。这暗示着保护环境已经迫不及待。这同时要求化学教育者在教育过程中进行环境教育,而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。现阶段化学教材中有关绿色化学的观点,对于我国大多数从事化学教学的教师来说,或许还是一个新概念,这意味着他们自己也要学习绿色化学,这样才能更好的进行化学教育,也更有利于培养学生的绿色化学观。

2.2实施绿色化学教育对学校降低污染物的排放有促进作用

据相关资料统计数字表明[3]:全国有数以万计高校的化学实验及化工厂室每天都排放着污染,这种“聚沙成塔”的污染成份复杂、累积效应强而又容易为人忽视,2000年在长沙举行的绿色化学化工会议上,专家呼吁应立即采取应对措施。实验室可以培养学生实验动手能力,每天都有不同的学生在做不同的化学实验,同时每天都会产生污染物,虽然污染物排放量多大,但随着时间的增加,污染物每天也在增加,这些污染物足以对环境造成一定得伤害,需要引起我们足够的重视。此外,化学实验室不同于化工厂的固定生产方式,学生实验所用化学试剂种类繁多,由于是化学专业的学生在校期间使用的化学药品都超过数百种,实验排放的污染也百花齐放,成分相当复杂。随着教育改革形势的多样化,教育重点会加大实验的数量,那到时候由于实验产生的污染更多,此时如果不积极采取有效措施,后果将难以想象。要预防化学污染,就需要将绿色化学思想贯穿到整个化学教学中,将他们培养成有环保意识,懂得如何保护和爱护坏境的人。因此,在教学中教师不仅要传授知识和培养实验技能,更重要的是培养引导学生对有污染的化学实验进行研究改造成绿色无污染化学实验,减少对环境的污染。

2.3实施绿色化学教育有利于提高全民族的全面素质

在素质教育中体现绿色化学思想是全面教育的要求,而化学教育的目标也是为了提高全民族的全面素质。因此我们进行传统的知识教育的同时也要进行科学素质教育。从小培养学生环境保护意识,教会他们保护环境从自我做起,从身边小事做起,把他们培养成懂技术懂文化的接班人。因此在素质教育中体现绿色化学思想,既是传播绿色化学观点的需要,也是培养学生对社会、对未来的责任感的需要,更是培养创新精神的需要。 绿色化学教育是从根源上防止环境污染,它是刚兴起的一门化学,它的新观点、新思想还未完全被人们知晓,作为化学教师,应该将绿色化学教育的观点及思想贯穿于化学教学中,同时可以专题的形式在学生中進行宣传,培养学生们强烈的绿色化学意识,他们就可以影响家人及周围的人群,这样一传十,十传百,百传千,就可以逐步影响到大众。提高全民族的环境保护意识。作为化学教育工作者理当承担起这个义务与责任。

3.绿色化学理念在教学中的策略

3.1结合课堂内容对学生进行绿色化学教育

化学教育工作者可以将学生身边目睹的典型环境污染事例自然地渗透到化学教学中,让学生们自己参与讨论,自由交流,总结环境污染给百姓的生活带来了哪些危害,指导学生应该怎么保护环境还人们一片绿色环境。这样不仅培养了学生对环境保护的责任感,同时也让他们知道绿色化学教育的重要性。例如,教师们可以通过结合当地农牧渔业受酸雨破坏的实例,分析酸雨形成的原因从而引出进一步讲解有关硫氮元素及其化合物的性质,强调酸雨的危害性,从绿色化学角度启发引导学生想象并设计出减少酸雨形成的方案及采取的具体措施。同时可以组织学生多参加一些与环境保护相关的课外活动如废旧电池回收、提倡保护森林、对家乡的某些污染(大气或水体等)进行取样、分析研究,找出污染的根源及治理的措施等。

3.2运用现代教育技术对学生进行绿色化学教育

现代教育技术是把现代教育理论应用于教育、教学实践的现代教育手段和方法的体系。包括以下三个方面:(1)教育教学中应用的现代技术手段,即现代教育媒体;(2)运用现代教育媒体进行教育、教学活动的方法,即媒体教学法;(3)优化教育、教学过程的系统方法,即教学设计。例如采用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验不仅可以以丰富多彩的表现手法,化小为大,化远为近,化虚为实,化静为动,化快为慢,将化学科学原理生动形象地展示给学生,而且有利于将化学与其他学科,化学与社会、环境、经济等问题联系起来,给学生以科学的全貌。从而使学生学得轻松、愉快,并全面、深刻地掌握科学知识。

参考文献:

[1]郑伟娜.绿色化学在化学教学中的运用[J].青少年日记(教育教学研究),2016(02):113.

[2]乔金锁,李改仙,王飞.化学化工专业学生绿色化学认识的调查与思考[J].化学教育,2013,34(07):55-56+66.

[3]乔金锁,李改仙,王飞.化学化工专业学生绿色化学认识的调查与思考[J].化学教育,2013,34(07):55-56+66.

作者简介:徐静,江西九江人,出生于1987年9月,硕士研究生,工作于抚州幼儿师范高等专科学校,研究领域为化学教学研究和高分子。

作者:徐静

绿色化学理念下大学化学论文 篇3:

绿色化学理念下的高校化学实验教学与人才培养

摘  要 人才培养是高校的中心工作,坚持立德树人,全面提高人才培养质量,是高校的立校之本、发展之基。实验教学是培养学生动手能力和创新能力的重要手段,能够激发学生专业兴趣,提高专业素养和人才培养质量。在高等化学教育中融入绿色化学教育理念,培养具有安全意识、环保意识和实践创新能力的高素质应用型人才,是当前化学人才培养的关键。

关键词 绿色化学;实验教学;人才培养;高校;实验室;仿真实验

Key words green chemistry; experimental teaching; talent cultiva-tion; universities; lab; simulation experiment

1 前言

化学深入到工业、农业发展的各个方面,与人们的生活息息相关。医药、燃料、食品、肥料、农药的生产都依赖于化学,化学在改变世界、创造价值的同时,也带来污染和副作用,如空气污染、土壤污染、水污染、气候异常等,对人们赖以生存的环境、生态平衡造成严重的负面影响,也对人们的健康造成一定危害。因此,科学家提出绿色化学、绿色化工的概念。绿色化学又称环境友好化学、清洁化学,是一门从源头上、从根本上减少或消除污染的化学[1]。绿色化学是可持续发展的新科学和新技术,是对传统化学思维的创新和发展,是化学工业可持续发展的必由之路[2]。

2 宣传绿色化学理念,培养绿色化学人才

化学专业人才培养的目标是培养具有坚实的化学基础,掌握化学相关领域的科学研究、新产品研制与开发的技能,能在化学化工相关领域、行业从事研究、开发、生产和管理的专业型、应用型与创新型人才。化学专业毕业生将来会分布到社会的各个领域,在化工、农药、医药、食品、肥料等各行各业的生产与管理中发挥作用。对化学专业大学生进行绿色化学教育具有重要的现实意义。高校要加大绿色化学理念的宣传,举办关于绿色化学的讲座或专题报告,利用微信等多媒体宣传优势,加强网络宣传,深入宣传绿色化学理念,提高教师和学生的环保意识。最重要的是在人才培养过程中培养师生绿色化学理念,将绿色化学教育贯穿于人才培养的各个环节,从理论教学到实验教学、实践教学。高校要优化专业课程体系,把绿色化学理念融入人才培养方案,着力培养大学生的绿色化学和理念。

3 加强绿色化学教育,牢固树立安全意识、环保意识和可持续发展意识

高校化学实验室安全与环保问题关系师生生命安全和身体健康,是学生成长成才和教育事业发展的基本保障。近年来,高校实验室安全事故时有发生,各类安全事故触目惊心[3]。化学实验室危险物品种类繁多,诸多安全隐患不容忽视。切实提高师生的安全意识,增强安全防护能力,防污染及危患于未然,就需要推进绿色化学实验教学。许多国外实验室管理体制完善、管理到位、科学严谨,能更好地为人才培养和师生科研创新提供坚强的安全保障。程敬丽等报道了美国大学化学实验室的管理与启示,在美国密西根大学访学期间亲身经历了美国化学实验室管理的科学高效与严谨规范[4]。国内化学实验室的污染及安全问题已引起教育部门和高校的高度重视,全面开展绿色化学实验教学是从源头减少污染、提高人才培养安全意识和環保意识的有效途径。

随着社会经济的发展,环境污染问题日益突出,绿色环保是社会可持续发展的根本所在。培养环保意识将使人们的行为具有保护环境的自觉性和目的性。大学生是时代的先锋,保护地球,保护生命,保护绿色,保护人们赖以生存的环境,维护生态平衡,促进人与自然的和谐、可持续发展,也是青年学子的责任与使命。传统的环境保护方法是污染的末端治理,绿色化学的目标是化学过程不产生污染,是一种从源头上治理污染的方法[5],其本质是资源合理利用、有效利用,尽可能避免污染、避免环境副作用产物。在化学实验教学中进行绿色化学理念的渗透,在实验过程中降低环境污染,培养学生的环保意识、可持续发展意识和社会责任感,从而提高人才的培养质量和社会效益。

4 推进绿色化学实验教学,提高实验教学质量和效益

化学是自然科学中的基础学科,随着高等教育的发展,化学相关专业人才培养数量急剧增加。高校化学教学实验室承担的实验任务愈加繁重,包括专业实验和基础化学实验,实验项目多,内容覆盖范围广,仪器设备多,试剂种类多,实验所需试剂量大,造成的污染也不容忽视。践行绿色化学理念,实施绿色化学实验教学,从源头减少化学实验室污染,切实提高实验教学质量和效益,实现实验教学绿色化,具有深远的意义。

开展绿色化学实验教学,建立绿色化学实验教学体系  任课教师从绿色化学视角,改变不注重环保的粗放型实验教学模式,优化实验教学,提高实验教学效益。在实验教学中遵循绿色化学十二基本原则[6],并在实验教学中实施和应用“减量、重复使用、拒用、回收、再生”的5R原则[7]。

在化学实验教学中积极开展绿色化学教育的探索和实践,加强实验教学研究,改革教学内容,改进污染较重、实际意义相对较小的实验项目,实现实验内容绿色化,建立绿色化学实验教学体系。实验内容绿色化主要包括化学试剂的绿色化、溶剂的绿色化、催化剂的绿色化、化学反应的绿色化、反应产物的绿色化[8]。试剂选择上要绿色环保,从源头上最大限度减少污染,实现实验教学的绿色化。在实验方法上不断研究新方法、新装置,使实验教学成为培养学生创新思维和创造能力的关键环节。

实施串联组合实验,开展微型化、半微型化实验  用绿色化学的观念改进传统实验项目,分析实验减量,制备实验小量,基础实验、综合实验、设计实验也遵循减量的原则,建立绿色小型化实验教学体系。在某一课程体系内部巧妙实施串联组合实验,实现小型仪器、试剂和产物的合理循环利用。根据实验内容和实验目的,对实验项目进行微型化实验设计和半微型化实验设计。在设计过程中,从仪器规格、试剂用量、操作时间等方面进行常量、微型化、半微型化实验对比研究。微型化实验在基础化学实验中效果更为明显,采用剂量化的微型实验,可以有效减少试剂用量和资源消耗,减少污染物和实验废弃物质产生,能够实现教学效果与节约实验药品、减少实验废弃物质的统一,符合绿色化学理念,有利于培养学生的资源节约意识和环保意识。

采用现代化多媒体辅助教学手段,开展化学仿真实验等,提高实验教学质量  加强实验室软硬件建设,建设现代化实验室,采用多媒体辅助教学、开展化学仿真实验等,从而达到减少用量、减少“三废”,保护环境的目的。学生通过化学仿真实验对实验内容和原理进行学习,避免了化学试剂和仪器设备的投入,实现零排放和零污染。因此,开展化学仿真实验是实现化学实验室绿色环保化的一条重要途径[9]。为保障实验教学效果,可以采用线上仿真实验和线下操作实验相结合的方式,培养学生的动手操作能力和创新创造能力。

规范化学实验室“三废”物资管理与处置  实验教学中会有化学试剂的大量应用以及实验废弃物质的大量产生,规范实验室“三废”处理极为重要。对于实验产生的废弃物,应遵循分类收集、分类存放、分类处理的原则,在确保安全的前提下,妥善处理。对于废液,应该分类存放于专用的废液桶中,要做到标签清晰,废弃物性质标识正确,并妥善保存,定期交由学校分管部门或有回收资质的公司集中处理。对于常见的废液,可以利用中和、化学沉淀、氧化还原、萃取等手段进行处理[10]。酸性、碱性废液按其化学性质,分别进行中和后处理。酸类用碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液中和,碱类用稀盐酸溶液中和。对于有机废物,应分类收集于指定的废液桶中,定期集中处理,进行回收、转化、燃烧等处理。

5 加强实验室管理制度建设,构建绿色化学实验教学中心安全与环保管理模式

化学实验教学中心作为实验教学的重要场所,加强中心的绿色化建设与管理,促进实验教学中心安全高效运行,对于提高实验教学质量和人才培养质量至关重要。高校化学实验教学中心的管理理念应该坚持以人为本,服务教学,安全第一,绿色共享。实验中心涵盖了实验室安全管理、实验技术队伍建设与管理、仪器设备管理和维护、实验室危化品与低值易耗品管理等诸多方面。关键是要加强实验室管理制度的深入研究,形成科学完善的实验室管理制度并逐步实施,实现实验室资源高效整合利用,细化药品登记制度和安全管理制度,积极推动实验室安全教育培训制度和安全准入制度。加强实验技术队伍建设,提高实验技术人员专业素质和思想素质,调动教师、学生、实验室管理人员三方面的积极性,共同营造高效绿色共享的实验教学环境和育人环境,进而实现化学实验教学中心的有效管理、精细化管理、资源的合理利用和安全高效绿色化运行。

6 结语

绿色化学教育是培养高素质化学人才的需要,是可持续发展的需要。在高校化学学子中播撒绿色化学的理念和种子,将会在化学化工相关的各个领域生根发芽,进而推动绿色化工、绿色医药、绿色农业的发展。在高等化学教育中融入绿色化学教育理念,培养具有安全意识、环保意识和实践创新能力的高素质应用型人才,是当前化学人才培养的关键。

参考文献

[1]沈玉龙,魏利滨,曹文华,等.绿色化学[M].北京:中国环境科学出版社,2004.

[2]贡长生.绿色化学:我国化学工业可持续发展的必由之路[J].现代化工,2002,22(1):8-14.

[3]北京大学化学与分子工程学院实验室安全技术教学组.化学实验室安全知识教程[M].北京:北京大学出版社,2017.

[4]程敬丽,毛黎娟.美国大学化学实验室的管理与启示[J].实验技术与管理,2012,29(7):176-178.

[5]胡常偉,李贤均.绿色化学原理和应用[M].北京:中国石化出版社,2002.

[6]何良年,等.绿色化学基本原理[M].北京:科学出版社,2018.

[7]韩志芳,应奇才.绿色化学在高校化学实验教学中的实施[J].杭州师范学院学报:医学版,2005(2):107-109.

[8]赵丽娜,陆国志.高校化学实验中绿色化学的研究[J].实验技术与管理,2013(2):179-181.

[9]杨庆.加强高校化学实验室绿色化的思考[J].广东化工,2015(9):229-230.

[10]徐攀攀,许会艳.高校基础化学实验绿色化初探[J].山东化工,2019,48(15):218-219.

作者:张瑞霞 张坤 尹延斌 于宏达

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