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实施绿色化学教育重塑“生态伦理”

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化学和化学工业的发展给人类社会带来了巨大的财富,为人类的进步做出了巨大贡献,但也给人类赖以生存的自然环境造成了严重的破坏。受传统发展观的影响,化学工业向大气、水和土壤等排放了大量的污染物,一些化学品被不加节制地滥用,给环境造成了严重的污染,严重影响了人类的生存环境。为了真正解决由于生产和使用化学品所造成的对环境和人类健康的副作用,美国化学界与1990年在《污染防治条例》中率先提出了“绿色化学”这一全新的概念,之后各国化学界都纷纷投入到这场绿色化学的革命中。

一、绿色化学和绿色化学教育

1、绿色化学的概念。绿色化学又称环境无害化学,是伴随绿色食品、绿色消费而出现的新理念。其目标是从根本上保护环境,推进工业生产的发展。与传统化学和化工先污染后治理的模式不同,绿色化学的宗旨是从流程的始端就对污染进行控制和治理,即从源头上减少或消除对生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂的使用及产品、副产品的产生,发展安全的产品和安全的生产工艺;力求使化学反应具有“原子经济性”,提高采用材料、能源和水的效率,循环或再利用材料和再生资源,实现废物的“零排放”。绿色化学是一门彻底阻止污染的化学 是讲八成熟期的更高层次的化学。目前 它已经成为未来化学发展的主要方向之一,是追求一个可持续发展与环境双赢、人类与自然和谐共处的“绿色文明”。

2、绿色化学教育的任务。绿色化学注意环境的可持续发展,绿色化学教育应以可持续发展战略为根本原则和目标,将化学科学的真理性与人文需要的合理性融为一体。实施绿色化学教育的任务在于确立可持续发展为化学教育的道德规范和价值准则,促成一种新的统一的绿色教育观念体系,强调人对环境与发展的责任感,培养学生以“科技与社会”之间和谐发展为基础的道德、伦理和科学价值观念,使它既植根于科学的客观规律,又植根于人类普遍信仰与认同的价值需要,并以此观念体系为指导,来认识化学科学,营造绿色氛围,规范人们的行为,最终以达到以化学教育为先导,带动社会各个领域的可持续发展。

高校承担着培养建设性人才的重任。化学教育工作者要建立可持续发展的观念,要树立绿色意思,要以人与自然平等、和谐的关系为出发点来重新认识化学及化学在人与自然平等、和谐关系中的正确位置,只有这样,才能使化学教育有正确的方向,才能使化学教育发展到更高层次。教育工作者要结合实际情况,将绿色化学教育渗透到教学工作中,让学生受到绿色化学教育,通过对他们的教育将会影响一批又一批未来的化学及科技人才,通过他们把绿色化学的理念发扬光大。

二、在化学实验中渗透绿色化学教育

化学是一门以实验为基础的科学,化学实验教学是化学教育过程中的重要环节。把绿色化学融入教学内容和课程体系改革中,已成为21世纪化学教育的最大挑战和重要组成部分。大力促进化学教育绿色化,在化学实验教学中着力培养学生绿色化学思想,正确解决化学实验中出现的污染问题是摆在教育工作者面前的新课题。

1、教材内容绿色化。教材是教师进行教学的主要依据,也是学生获取知识的主要来源。现有的教材对绿色化学这一新的领域很少渗透,许多教材没有体现绿色化学的要求。在这方面可以运用绿色化学原则对实验内容进行更新和调整,创造出具有良好的实施绿色化学教育的教材体系。实验教材的调整要注重化学实验的综合性、先进性和环保性,减少单一的验证性试验,增加从天然原料中提取有效成分的实验,使绿色化学的思想和内容贯穿于化学教育的始终。

2、化学实验绿色化。在实验教学过程中,应用绿色化学的理念,全面实施化学实验的绿色化。要遵循绿色化学原则,在达到实验目的的同时,要能够保护环境。一是化学试剂绿色化。做实验时,要求选用无毒无害的试剂,或具有潜在环保属性的试剂,利用可再生资源,如再生物质作为试剂,少用或不使用有毒有害试剂进行实验。二是溶剂绿色化。传统化学反应中,有机溶剂是最常见的反应溶剂,但挥发性有机溶剂在使用过程中有的会引起地面臭氧层的形成,有的会引起水源污染。应尽量选用水做溶剂,或用超临界流体做反应介质,或在无溶剂条件下进行反应,避免使用有毒有害和有挥发性的有机溶剂,尤其是卤代烃溶剂的使用。三是催化剂绿色化。即在化学实验时尽量避免使用有毒有害的物质作为催化剂,如重金属离子,溶液状强酸强碱,而应采用无毒无害的物质作催化剂,如固体酸碱二氧化钛,生物酶等作为催化剂。在选择性和减少能量方面,催化优于化学计量,通过促进反应向希望的反应方向进行,降低不希望的副产物量,减少产生的废物。四是化学反应绿色化。化学反应的目标是实现原子经济反应,实现废弃物的零排放,这实际上就是绿色化学关注的焦点。要尽量使涉及的化学反应具有较高的转化率,提高试剂的利用率,这样不仅可以提高实验效果,而且可以避免副产物带来的环境污染问题。五是反应产物绿色化。化学反应的产物和化工产品与人类的生产、生活密切相关。应尽量使反应的生成物(产物和副产物)无毒无害,是环境友好产品,或者以环境友好状态存在的固态产物。六是化学剂量绿色化。即化学试剂、溶剂、催化剂的用量在保证实验教学效果的前提下对用量进行精确的核算,依据最新教学及科研成果,适时改革实验工艺,实验计量达到减量化乃至无量化。

三、绿色化学是绿色环境的保障

可以毫不夸张地说,每一个化学实验室都是一个污染源。然而,有关绿色化学的教育才刚刚起步,国内大多数学校尚未涉足。陈旧的化学实验课程及其体系、教学内容、模式、方法严重滞后,难以体现绿色化学思想。如化学实验教材中不少内容方法、装置及流程都未加科学合理的改进,仍大量使用有毒有害药品,反应后产生大量“三废”;对微型化学实验研究推广不够;不善于运用现代化教学手段如计算机模拟实验、多媒体辅助教学(CAI课件)、录像、VCD光盘等来替代那些药品用量多、毒性大、流程复杂、反应产生的废弃物难处理的实验。

环境保护是一个系统的工程,生态伦理的重建工作理应是其中的重中之重。要从根本上解决上诉问题,绿色化学和绿色化学教育具有推卸不掉的责任。地球只有一个,它不仅仅属于这个时代的人,也属于未来时代的人。我们这一代对环境的破坏和资源的掠夺,必将贻害子孙。在普遍关注生态环境的背景下,应倡导绿色化学教育,培养绿色化学意识,重塑生态伦理