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化学化作为人类社会发展的重要基础,在经济建设占有举足轻重的地位,人类社会要可持续发展,就必须走化学化工走绿色发展之路。未来十年间,正是我国迈向“卓越工程师教育培养计划”的关键一步。加速绿色化学化工的发展,为我国走可持续发展和创新型发展之路打下扎实的基础。
当今世界,在面临着资源、环境、能源等一系列挑战的形势下,“可持续发展”这一概念已经在全球范围内达成一致:既要满足当前生存发展需求,又不能损害后代人满足其发展的需要。基于此,“绿色新政”成为了新一轮发展思潮,世界各大经济体都将发展绿色经济作为发展引擎,大力推行新型经济发展模式,抢占经济发展制高点。在这种时代背景下,绿色化学化工的发展也势在必行。
一、绿色化工概念及其实现途径
(一)绿色化学化工的定义。传统的化学化工已经给环境带来了巨大的伤害,并威胁着人类的生存与发展,绿色化学化工致力于从源头上消除污染,并得到了全世界范围的积极回应。绿色化工化学是一场人类意识的革命,也是化学化工的一场质的飞跃,必将造福子孙后代。
绿色化学化工指的是:为减少与消除有害物质对人类健康与环境的威胁所作的化学研究过程与产品设计、开发及生产。绿色化学化工是一个新型婴儿化学化工,它具有非常巨大的需求和发展潜力,是国际化学化工的前沿阵地。
(二)绿色化学化工的实现途径。绿色化学化工的实现主要围绕着原料、化学反应、催化剂、溶剂和产品的绿色化来展开的。其核心是从源头上防止污染,这是队传统化学化工的挑战和革命。
(1)强化绿色化化工学意识。绿色化学化工根本区别于传统“三废”办法来治理污染,它要求设计研究者用“预防污染”的思维模式去进行化学化工实验和产品发开,这就需要将绿色化学化工思想贯穿始终,使化学化工的每一个环节与环境无害,在最大限度上追求“院子经济性”。
(2)保证原料无毒无害。传统化学化工研究生产过程中经常会采用到一些有害人体健康、有损环境安全的原材料,如:苯类、醛类、剧毒光气等原来和中间体,这些都不符合绿色化学化工的要求。化学研究和化工生产过程中,应当采用无毒无害的原料。
(3)利用好 “原子经济”反应路线。我们应当充分的利用原材料分子中的每一个原子,以不产生副产物和废弃物为目标,真正做到零排放。这对资源节约和环境保护有着双重意义。
(4)注重催化剂和溶剂的选择。我们应当选择新型、高效、无污染、可回收的催化剂来提高反应的选择性并避免生成副产品,提高原子的利用率,减少环境的污染;同时也应当大力开发无溶剂反应和水介质体系,着力开发超临界流体介质。
(5)充分利用可再生资源。应积极研究开发传统的煤、石油等不可再生工业原料的替代品,如:淀粉、沼气、糖类等,以此取代传统化学化工原材料,既可以节约资源,又可以保护环境,一举两得。
(6)开发和生产绿色化产品。把采用新型原料、新型工艺、新型配方,生产出对人身体无损,对环境无害的新型绿色化学化工产品作为终极目标,使产品既有合理的使用功能和寿命,又易于回收、再生、降解。如新型制冷剂的开发,解决臭氧破坏的问题。
二、我国绿色化学化工面临的形式
(一)我国面临严峻的资源、环境、能源挑战。众多周知,我国既是总量上的资源大国,又是人均意义上的资源穷国。我国占世界人口总量的21%,国土面积却只有7.1%,耕地和水资源也仅仅占世界总量的7%左右,石油、煤的储量也相对不足。这些资源、环境、能源的严峻形势成我我国发展绿色化学化工所必须面对的一项巨大挑战,这也要求我国必须尽快走上绿色化学化工之路。
(二)我国化学化工同时面临进入WTO的竞争。绿色化学化工科学技术作为新型产业发展的支持与基础,也需要高端技术和智能化设备的技术支持。只有在关键技术上抢占前沿,取得突破,才能保证中国化学化工产业的安全与发展。
(三)紧抓绿色化学化工这一契机。面对着国际范围内绿色化学化工发展潮流,我们应当仅仅抓住机遇,深入贯彻落实“发展纲要”,以发展绿色化学化工创新建设能力为目标,开拓绿色化学 化工自主创新体系,向世界先进水平看齐,学以致用。
三、我国绿色化学化产业工发展对策
(一)注重绿色化学化工人才培养。绿色化学化工产业是高新产业,需要足够的智力支持,这就必需要大力培养绿色化学化工专业人才。首先要贯彻落实我国教育纲要,不断实现教育现代化,建立学习型社会,以培养出高素质、专业化的创新型人才为目标。同时,工科大学作为工程师的摇篮,具有非常重要的历史使命,因此,高校应创新人才培养体质,深入改革办学体制和教育管理办法,建立现代化教育制度,充分发挥高校在国家创新体系中的重要作用。对于化学化工类专业人才的培养,应当格外注意紧紧跟随国际先进工程教育发展的步伐,不断完善、更新教学内容,建设与国际接轨的绿色化学化工特色专业。
(二)发挥政府职能,加大扶持力度。绿色化学化工作为新型高科技产业,其研发必然需要大量的经费支持,这就需要政府充分发挥其职能,给予绿色化学化工以强大的支持。应纳入预算,加大财政专项拨款,从税收和银行信贷等政策入手,保证足够的资金来支持具有创新能力的化学化工科学研究和产品研发。同时应当完善法律法规,利用好国际法律法规,加强对自主核心技术的保护和核心知识产权的保护。
(三)建立完善的产业体系。绿色化学化工的终极目标在于实际的应用,是经过化学研究和产品设计开发,最终走向生产的过程,是将先进技术转化为生产力的手段,是改变我国发展模式的具体举措。目前我国新型绿色化学化工产业体系尚不健全,许多好的技术、好的产品还受到产业体系的约束,不能最大限度的得以生产和推广,因此只有建立完善的产业体系,形成流畅的研发、生产、推广一条线,才能最大限度的发挥绿色化学化工在我国社会经济发展中的作用。
摘要:在人类文明进步的历程中,化学科学的发展起到了积极的作用,然而在现实生活中,人们对化学科学有许多的负面认知,将环境问题归咎化学。为此,初中化学教学要重视环境教育,化学教师要将环境教育有机的融合于化学的启蒙教育之中,为学生提供获得环境保护知识、技能、态度、价值观、责任感和参与意识的机会,为未来社会发展做好人才和知识的准备。
关键词:化学教学;环境教育;环境意识
科学技术的飞速进步和工农业的发展,导致了人类干扰自然、改造自然的力量空前强大,于是,我们看到了人类在创造财富的同时,环境也付出了巨大的代价。为此,自上世纪70年代的斯德哥尔摩的人类环境大会之后,环境教育运动便在世界各国纷纷兴起,90年代的里约热内卢环境与发展大会之后,无论是发达国家还是发展中国家,环境教育都成为基础教育关注的热点问题。在教育部颁发的《义务教育化学课程标准(2011年版)》中,对义务教育阶段的化学教育课程性质描述中就有“引导学生初步认识化学与环境、化学与资源、化学与人类健康的关系,逐步树立科学发展观,认识化学对社会发展的重要作用,增强对自然和社会的责任感,在实践中不断培养学生的创新意识,使其在面临和处理与化学有关社会问题的挑战时,能做出更理智、更科学的思考和判断”的教学定位,并要求教师要“为学生创设体现化学、技术、社会、环境相互关系的学习情景,使学生初步了解化学对人类文明发展的巨大贡献,认识化学在实现人与自然和谐共处、促进人类和社会可持续发展方面所发挥的重大作用,相信化学必将为创造人类更美好的未来做出重大的贡献”,以达成“感受并赞赏化学对改善人类生活和促进社会发展的积极作用,关注与化学有关的社会热点问题,初步形成主动参与决策的意识。增强安全意识,逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的可持续发展理念”的情感态度价值观目标,使学生了解化学的应用价值,初步树立STS(科学技术社会)的观念,逐步建立可持续发展的意识,具备适应现代生活和为了社会发展所必须的科学素养。课程标准为初中化学提供了具体而有效地实施环境教育创造了广阔的空间和机会,对初中化学教师而言,关注环境问题,在教学中重视环境教育,已然成为一个刻不容缓的话题。
一、教师的环境意识决定了化学教学中的环境教育高度
1.教师对环境问题应具备高度的社会责任感
“思想支配行动”,作为化学教师,已经具备了从化学的视角关注环境问题的科学素养。面对我国国民总体环境意识水平较为低下的状况,以及频繁出现形形色色破坏环境的社会问题,我们更应该站在化学工作者的角度,旗帜鲜明的为保护环境摇旗呐喊。只有在思想上引起足够的重视,才能把培养和提高青少年学生的环境意识,促进青少年学生形成自觉的环境行为,视为化学教育的使命,才能在化学教学中有意识的对学生进行环境教育。
2.教师要在环境教育中正视化学科学的作用与地位
毋庸置疑,进入到社会大众视野中的环境问题,绝大多数都与化学相关联,从排放到空气、土壤、河流中的有害物质,到进入人们食物中的诸多有毒、致病物质,乃至于对生态环境不可逆转的破坏,似乎都与化学脱不开关系,化学也就因此而成为公众眼中的洪水猛兽。事实上,化学污染严格地说并非化学本身之过,而是人类活动没有从自然―――社会―――科学技术这个大系统的观点看问题,片面追求科学技术的发展和应用造成的。化学污染的真正源头是化学的实际应用即化学工艺过程中存在的种种问题,由此造成对人类生存环境乃至整个生态系统的破坏。为此,化学家已提出绿色化学的奋斗目标,把不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物作为绿色化学的理想,把污染治理转变为污染预防。绿色化学的诞生无疑是化学自身发展中的一场革命。同时,从事分析、监测、治理环境污染的正是化学家和化学专业工作者,他们不但在认识世界、改造世界方面承担重任,更把保护世界视为己任。教师作为具有较高化学科学素养的群体,更应该通过环境教育,为化学在人类社会发展中不可或缺的作用鼓与呼,切不可人云亦云,不分青红皂白的将环境问题归咎于化学科学的发展。3.教师要把环境教育作为素质教育的重要载体环境教育的理念、目标、要求以其鲜明的时代特征,成为实施素质教育的重要载体。对青少年学生的环境教育既是当今社会发展对教育提出的新要求,也是人类自身生存和发展的需要。青少年学生在中学阶段所养成的各种行为习惯和人格特质,很大程度的决定了他们进入社会的思想行为。对于初中化学而言,其特有的启蒙教育特点,成为我们对公民进行环境教育的基础课程。同时,环境教育的有机融入,将会给刚刚接触化学学科的学生,展示一个具有时代特色、生机勃勃的学习背景。因此,教师应该自觉在在教学中,将环境教育与学科教学有机整合,为学生提供获得环境保护知识、技能、态度、价值观、责任感和参与意识的机会,为未来社会发展做好人才和知识的准备。
二、初中化学教学中环境教育的途径
1.充分挖掘化学教材中的环境教育素材
在我国,依据《义务教育化学课程标准》编写的初中化学教材有多个版本,每一套教材的编写者都在“科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化和化学与社会发展”等五个主题中给出了进行环境教育的学习素材。如“身边的化学物质”选择了空气、水、金属等跟学生生活息息相关的学习素材,使学生认识和探究身边的化学物质,同时,这些物质与人们所关注的环境问题密切相关,这样的教学内容就是我们渗透环境教育,培养学生环境意识理想切入点。同样,“化学与社会发展”这一主题选择了化学与能源和资源的利用、常见的化学合成材料、化学物质与健康、保护我们的环境4方面内容作为二级主题,这其中包含了与化学密切联系的材料、能源、健康、环境等内容,教师在该主题的教学中,就应该使学生知道自然资源并不是取之不尽,用之不竭的,认识人类要合理地开发和利用资源的必要性,树立保护环境、与自然和谐相处的意识,保证社会的可持续发展。教师要充分利用教材所提供的学习情境,在组织教学时,对学生进行相关联的环境教育。如在对“空气”的学习中,就有关于空气质量问题的学习素材,教师一方面要让学生知道空气质量问题所包含的化学知识―――常见的空气污染物和污染源,另一方面还要让学生知道,为解决空气质量问题化学家们所作出的努力,比如,将主要的空气气体污染物转化为无害气体的科学成就。更要教育学生关注造成空气质量问题的社会因素,如沙尘暴现象源于人们过度开垦与砍伐,导致水土流失土地荒漠化,等等,从而培养学生的环境意识和社会责任感。
2.组织学生活动进行环境教育
充分利用课外学习活动,进行联系实际、联系社会的环境教育,是强化环保教育重要手段。虽然化学课程开设在九年级,要在完成学业,准备毕业、升学考试的同时,组织学生开展大规模的课外活动,会有很大困难。但是,结合教材要求学生进行一些小型的课外活动还是可以的。比如,结合水资源的学习,让学生对家庭、个人用水习惯进行调查,从而强化学生爱护水资源的意识。事实上,各种版本的教材,对爱护水资源注意主题所设计的学生活动,都具有可操作性。如人教版和科粤版教材都以社会调查的形式,教育学生关注生活中的水资源保护问题。科粤版的“调查活动”设置了“①你家的节约用水状况;②你的家乡存在缺水问题吗?③你知道我国正在兴建的‘南水北调’工程吗?”三个问题,从家庭到家乡,再到国家层面的大型工程,给教师提供了层次分明、丰富立体的环境教育素材,教师应该以此为抓手,组织学生开展学习活动,将环境教育落实在学生的体验性学习中,同时让保护环境的意识通过学生传递到千家万户。而人教版的“调查研究”,一方面以家庭洗衣机、热水器的使用为背景,让学生关注生活中的用水节水问题,另一方面安排学生“通过互联网调查水污染和治理的事例”。把对水资源问题的关注点,从家庭活动延伸到了互联网之上,更加贴合学生的兴趣点。教师应该以信息技术为支撑,突破教学活动的时空限制,鼓励学生在网络上搜索信息,线上、线下相互交流信息,使环境教育更充满开放性、共享性、交互性和协作性。此外,通过办专题展览和小报,聘请环保专家来校作讲座,世界环境日、世界无烟日等纪念日,等等,寓环境教育于富有知识性、趣味性的各种活动之中,既巩固课本中学到的知识,也能使学生提高认识环境和评价环境的能力,增强他们环境保护的意识。要寻找身边可以利用的环境教育素材,教师就要成为环境教育的有心人,才能从身边发生的大大小小的事件中,发现环境教育的契机。
3.抓住实验教学中的环境教育契机
化学实验既能培养学生的动手能力、观察能力、思维能力,同时又是对学生进行环境教育不可或缺的良好途径。从实验药品的用量到对实验废弃物、实验过程中产生的有害气体的处理,无疑都是环境教育的切入点。此外,教材在修订过程中,对一些实验的改进、舍弃,都包含着对环境问题的关注。比如,人教版教材中有关质量守恒定律的实验探究,将实验版教材中的所用的白磷改成了红磷,避免了实验结束后对过量的白磷处理不当造成的环境问题。再如有关酸碱盐性质的不少实验,教材都用点滴板替代了常规的试管,同样的从节约药品的角度体现了绿色化学的理念。这些都可以成为教师对学生进行环境教育的素材,使学生意识到环境问题就在我们身边。总之,将环境教育渗透到化学教学中,提高学生环境保护意识以及环境保护技能,对化学教学改革、提高教学质量、提高学生科学素养意义重大,培养具有良好环境素养的年轻一代,才能从根本上解决我国日益严峻的环境问题。
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