高职化学教学中绿色化学理念渗透研究

摘要：随着可持续发展战略的推进，绿色化学理念的融入已成为高职化学教学改革的重要方向。本文基于高职教育应用型人才的培养需求，探讨了绿色化学理念在化学课程中的渗透价值与实践意义。提出通过构建绿色化学课堂、推动微型化学实验、规范学生实验操作、积极参与社会实践等达到教学目标。在实施层面，强调强化理论认知与实践操作相结合，旨在提升学生的环保意识和综合素质，培养创新能力，从而推动化学教育与环境保护的协同发展，实现高职教育与社会需求的和谐共生。

关键词：高职；化学教学；绿色化学；理念

引言：

在全球生态环境危机加剧和“双碳”目标推进的背景下，化学工业作为主要的污染源之一，其可持续发展面临巨大挑战。绿色化学成为应对化学工业污染、推动环境保护与可持续发展的关键途径。绿色化学理念强调通过绿色化学技术的创新与应用，减少或消除化学品的环境危害，推动化学行业向绿色、环保、可持续方向转型。当前高职化学教学体系中普遍存在重技能传授、轻环保意识培养的倾向，教学内容和实验设计往往滞后于绿色化学的发展。教材中对绿色化学技术的介绍较为薄弱，且实验环节的污染防控措施也较为缺乏，这使得学生难以建立起系统的绿色化学思维。尽管已有研究开始关注绿色化学理念渗透的重要性，但在课程重构、实践创新和效果评估等关键环节的系统性探索仍然不足。因此，深入探讨如何在高职化学教学中渗透绿色化学理念，具有重要的现实意义，不仅能推动化学教育的绿色转型，也为环境保护和可持续发展培养更多合格的技术人才。

一、绿色化学的内涵

绿色化学作为一种革命性的科学理念，源于20世纪90年代美国环保署提出的“污染预防优于末端治理”理论。其核心思想是通过从分子层面进行创新设计，从根本上消除化学过程对人类健康和生态环境的负面影响。与传统化学侧重于提高产物收率和经济效益不同，绿色化学提出了一套全面的理论体系，基于“5R”核心原则——减量化（Reduction）、再利用（Reuse）、循环化（Recycling）、再生化（Regeneration）和拒用危害物质（Rejection）。这一体系不仅注重从原子经济性的角度进行反应设计，还强调全生命周期管理，从源头减少或消除有害物质的产生。绿色化学理念突破了传统的末端治理方式，倡导在化学反应的起始阶段就选择无毒害原料、开发高选择性催化剂，设计闭合循环工艺，使得化工生产从线性消耗模式逐步转变为循环再生模式。我国《“十四五”工业绿色发展规划》将绿色化学列为战略性新兴产业技术，不仅为化学工业的可持续发展提供了指引，也体现了国家和社会在环境保护方面的责任。对于高职院校而言，教育工作者应积极推动绿色化学理念的贯彻落实，通过教学、实验和课外活动等多种方式，引导学生理解绿色化学的核心思想，并将其应用于未来的职业实践中，为社会培养更多具备环保意识和创新能力的技术人才。

二、高职化学渗透绿色化学理念的重要性

（一）推动化学教育的改革

传统的化学教学模式侧重于学科知识的传授，强调理论体系的完整性，然而这种模式往往存在“技术至上”的倾向，忽视了化学操作与生态责任的有机结合。这种割裂的认知使得学生在掌握实验技能的同时，容易忽视其行为对环境的潜在影响。绿色化学理念的引入打破了这种单向度的知识传递，推动教育目标从单纯培养“技术执行者”向培养“生态责任主体”的转变。这一转变促使化学教育体系在多个维度进行改革：在知识维度上，教师不仅要教授经典化学理论，还要将清洁生产、循环经济等前沿领域的动态融入课程中；在能力维度上，通过如“碳中和实验设计”、“废弃物资源化项目”等新型实践模块，培养学生的系统性思维与创新能力；在价值维度上，借助工业污染案例的生态成本核算，帮助学生理解化学活动与环境伦理的辩证关系，从而培养他们的环保意识和社会责任感。绿色化学理念的引入，不仅要求教学内容更新，更需要创新教学方法和评价体系。教师需要不断吸收绿色化学领域的最新研究成果，将环保实际与化学知识相结合，帮助学生认识化学行为对环境的影响，并积极采取环保措施，才能够为社会培养更多具备绿色化学理念、创新能力和社会责任感的技术人才。

（二）培养学生的可持续发展意识

绿色化学理念的引入，推动了高职化学教育在教学内容和方法上的深刻变革。传统的化学教学主要集中于经典化学反应和实验技能的传授，而绿色化学理念的渗透要求教师在传授化学知识的同时，促使学生从环境风险评估的视角重新审视每一个化学反应过程。例如，在设计合成路径时，学生不仅需考虑反应的产物和产率，还应综合分析能效、资源消耗及环境污染等因素，从而提升其对化学过程全生命周期影响的认知。另一方面来说，通过实施如“绿色溶剂选择实验”和“废水处理技术优化设计”等创新性实践项目，学生能够在实际操作中培养源头预防污染的系统性思维，增强他们在解决化学问题时对环境与社会伦理责任的敏感性。这种教学转型，不仅使学生掌握了扎实的化学理论与实验技能，同时也强化了他们的环保责任感与可持续发展意识。因此，绿色化学理念的渗透不仅丰富了高职化学教育的内涵，提升了其社会价值，也为社会可持续发展培养了具有环境意识和创新能力的技术型人才，进而为绿色经济的发展提供了坚实的人才支持。

（三）增强学生的创新思维能力

现有的高职化学实验教学多依赖固定的流程和步骤，学生只需按部就班地完成验证性实验，这种模式容易使学生的思维固化，缺乏创造性。而绿色化学理念通过强调从源头减少污染、提高原子利用率等原则，为化学实践设定了新的约束条件，迫使学生在常规实验框架之外进行思考。例如，在设计“零废弃物合成路径”时，学生必须综合考虑反应机理、试剂毒性、能源消耗等多方面因素，在技术可行性和环境友好性之间找到平衡点，这一多目标优化过程本身就具备很高的创新训练价值。同时，绿色化学倡导的微型化实验、计算机模拟等新兴方法，要求学生主动探索替代方案或开发生物基材料替代传统化工原料。这样的教学过程不仅要求学生掌握基础化学知识，还需具备跨学科整合的能力，将工程思维与生态学视角结合，寻找创新的解决方案。通过绿色化学方法进行实验设计，如可再生能源的利用和高效反应剂的设计，可以激发学生的问题意识和创新思维能力，培养他们在实际应用中提出新方案、改进化学工艺的能力。

三、高职化学教学中绿色化学理念渗透的具体路径

（一）构建绿色化学课堂，激发学生环保意识

在高职化学教学中，绿色化学不仅仅是传授环保知识，更是通过科学的教学设计让学生形成绿色思维。首先，教师应将绿色化学的基本原则贯穿于课程内容之中。例如，在有机化学部分，教师可以重点讲解如何通过绿色化学方法优化合成路径，减少有害废物和溶剂的使用，强调原料利用效率和能源消耗最小化的问题。绿色合成技术如水基反应、无溶剂反应等可以作为案例进行详细剖析，使学生在掌握传统化学知识的同时，理解如何在实际应用中融合绿色化学理念，推动环保化学技术的发展。其次，绿色化学理念的落实离不开实验教学的支持。传统化学实验常使用对环境有潜在危害的试剂，而绿色化学实验则要求教师通过慎选环保试剂、优化实验设计、减少废物产生等方式，确保实验的绿色化和可持续性。例如，在酸碱滴定实验中，教师可选择环保型指示剂，设计低环境影响的实验流程，减少化学废液的产生。在这一过程中，教师应通过引导学生关注废液的处理、实验室废弃物的分类与回收等问题，培养学生的环保责任感和实际操作能力。最后，课堂讨论和课外活动也是培养学生绿色意识的重要手段。教师可通过组织学生深入讨论当前化学工业中的环境问题，如有毒有害物质的排放、绿色化学的技术挑战等，激发学生的环保兴趣与责任感。因此，构建一个多元化、互动性强的绿色化学课堂，不仅有助于学生理论知识的深化，更能激发他们在未来工作中的环保思维和创新精神。

（二）推动微型化学实验，减少化学环境污染

在高职化学教学中，推进微型化学实验的应用是践行绿色化学理念的关键实践路径。微型化学实验凭借其试剂用量精准化、污染源头可控化以及技术集约化等特征，成为深化教学改革的重要载体。其本质在于通过实验体系的重新设计，在保障教学效果的前提下实现资源利用效率的优化与污染排放的系统性削减，而非简单追求试剂用量的缩减。例如，在金属活动性顺序探究实验中，传统方法需使用标准尺寸金属片与过量酸液反应，而微型实验通过精密仪器控制酸液投加量，结合模块化反应平台，将锌粒与硫酸的用量控制在毫克级。这种重构的实验体系不仅完整呈现金属置换反应的本质特征，更通过对比传统实验的试剂消耗，引导学生构建“精准投放-全程控制”的绿色化学思维模型。教师可通过透明微型反应舱实时展示微观反应过程，配合数字化传感器监测气体生成速率，将抽象理论转化为具象认知。在实践环节，可设计“最优投料比探究”等任务，让学生在误差校正、数据采集过程中同步完成环保意识的内化。这种教学模式既培养了学生的仪器操作精度与工程思维，又通过全流程污染防控的实践训练，使学生自然形成“预防优于治理”的生态责任认知。微型实验的推广实质上是对传统化学教育范式的结构性革新，在提升教学效能的同时，为培养具有可持续发展观的技术人才构建了实践平台。

（三）规范学生实验操作，降低耗材资源消耗

绿色化学理念的渗透不仅要求教师注重实验操作的科学性，还需从规范学生的实验操作入手，减少耗材资源消耗，并控制化学实验过程中污染物的产生。规范实验操作是实现这一目标的基础，在常见的滴定实验中，学生操作不规范常常导致试剂的浪费或者实验误差，从而增加资源消耗和污染物排放。教师应通过严格的操作规范来引导学生，强调每一步操作的精确性和科学性。例如，在滴定实验中，教师应强调试剂的量应严格按照实验要求控制，避免因操作不当导致试剂取多或取少，进而造成资源的浪费。为了确保学生准确掌握滴定操作，教师可以通过示范实验、指导学生逐步完成每个操作环节，帮助学生形成科学严谨的实验态度。采用细致的指导，学生不仅能在操作中减少不必要的试剂浪费，还能提高实验的精确度，确保实验结果的可靠性。教师应定期提醒学生注意仪器设备的使用规范，滴定管和量筒等实验器具的使用应避免重复消耗，鼓励学生合理使用实验耗材，避免过度依赖一次性塑料器具。同时，教师还可以通过反复叮嘱学生注意节约资源，特别是在实验过程中，要时刻关注试剂和耗材的使用量。进一步地，教师可以引导学生关注实验过程中产生的废物处理，培养学生从源头减少污染的意识。教师应教育学生合理处置实验废液、废气，推动废物分类和回收利用，减少对环境的负面影响。

（四）积极参与社会实践，深化绿色发展理念

在高职化学教学中，积极参与社会实践，深化绿色发展理念，是绿色化学理念渗透的有效途径之一。在高职化学课堂中构建“技术应用—社会服务—价值认同”的多维育人体系，可以突破传统课堂的局限，将绿色化学原理转化为解决实际环境问题的可操作方案，帮助学生在实践中实现认知升华与责任内化。具体实施时，以项目制社会实践为核心，形成“校企社合作”的实践模式。例如，与污水处理厂合作开展“工业废水综合治理”项目时，教师可以设计三阶段任务链：第一阶段引导学生利用化学分析技术（如分光光度法、离子色谱法）检测废水中的重金属和有机污染物，建立污染源数据库；第二阶段指导学生设计处理方案，利用混凝沉淀、吸附法（如活性炭/改性沸石）、高级氧化（Fenton反应）等工艺组合进行实验，探索污染物去除效率和成本控制的最佳平衡点；第三阶段引入资源化理念，指导学生将处理后的污泥热解碳化处理转化为生物炭吸附材料，推动废物的循环利用。在此过程中，学生不仅能掌握化学分析和工艺优化等专业技能，还能通过社区调研了解污染对居民健康的影响，从而在技术方案中融入社会需求。教师可以通过动态工艺流程模型、处理效果对比实验等可视化手段，帮助学生更直观地理解环保技术。在项目实践成果展示过程中，可以邀请环保工程师、材料科学家等专家组成评审团，从技术可行性、环境效益、经济成本等方面对学生的方案进行综合评价，帮助学生形成全生命周期分析的思维方式。组织学生参与环保项目实践，不仅能提高学生的绿色化学实践能力，还能激发他们的环保意识和创新思维，让学生真正体会到绿色发展的重要性。

结束语：

综上所述，绿色化学理念的渗透是高职化学教学改革的重要方向之一。合理设计课程内容、优化实验教学和促进社会实践活动的结合，能够有效提高学生的环保意识和绿色化学应用能力。在教学过程中，教师应注重绿色化学原理的引导，通过实验操作规范、绿色化学技术的引入以及微型化学实验的推广，减少资源浪费和环境污染。同时，积极组织学生参与环保项目的实践，鼓励他们在解决实际环境问题中，将理论与实践相结合，更有利于深化绿色发展理念。

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