高职院校绿色化工创新人才培养路径的研究

胡智学 , 李冰峰 , 常思源

(南京科技职业学院 , 江苏 南京 210048)

绿色发展是实现环保和化工行业协调发展的最有效途径,是化工行业转型发展的必然选择,也是实现“双碳”目标的必然要求。培养“双碳”人才是高校落实立德树人根本任务的内在要求,如何培养适应“双碳”目标要求的绿色化工创新人才,是化工职业教育面临的新挑战[1]。双碳教育不只是单纯的理念教育,而是一个涉及自然科学、社会科学等相关学科的综合性教育。目前职业院校的双碳教育手段相对比较单一,一般是将双碳教育作为思政课的一个内容进行教学,还没有形成系统,普遍重理论轻实践[2]。

职业院校担负着培养高等技术应用性专门人才,是培养生产一线技术骨干的阵地。因此,当代大学生是否具有“双碳”意识和绿色低碳技术,将直接关系到我国化工行业的转型发展。近年来,职业院校生源结构呈现出多样化,对人才培养提出了更高的要求;化工行业向高端、智能、安全、绿色化转型升级,对岗位人员的能力多样化提出更高的要求[3-4]。职业院校教学主要围绕着学生就业开展,教学改革着重放在课程设置、精品课程建设、项目化教学,以及信息化教学等方面开展,鲜见把“双碳”意识、绿色化学知识和绿色低碳技术贯穿到职业人才培养中的研究。

1 高职院校低碳环保教育现状分析

高职学生对绿色低碳有一定的了解,但“双碳”意识不强,在实际生活中不能主动做到绿色低碳,例如把废电池和一般垃圾混在一起,不能随时随地节水节电,喜欢点外卖,大量使用一次性塑料袋和餐具等。

高职化工类专业还没有广泛开设绿色化学课程,缺乏专门的绿色化学教材,高职化学教材中很少涉及绿色化学知识;化学教师在教学中重点放在传统化学知识的讲解,很少渗透绿色化学理念,不能自然融入绿色化学知识;在专业人才培养方案和课程考核中也没有体现出绿色化学的重要性,导致学生不重视绿色化学知识和技能的学习,对绿色化学知识和应用掌握得不多。

高职院校在开展化学实验和实训实习时,还是以传统化学工艺为主,传统方式以实验结果为导向,消耗大量的实验材料,造成实验用品的浪费;在实验方案、实验装置、化学试剂、实验产品等环节没有充分体现绿色化学理念和运用绿色低碳技术;对实验中产生的有毒有害物质没有依照绿色化学理念处理,造成环境污染,产生安全隐患,不利于培养学生的绿色环保意识[5-6]。

2 绿色化工创新人才培养的路径研究

《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》提出了我国人才培养的路径与举措,为双碳人才培养指明了方向。为实现“双碳”目标,绿色化工创新人才的培养是关键。下面从“双碳”理念、绿色化学知识和绿色低碳技术自然融入到教学和实验中,绿色化学师资队伍的建设,“科教融汇”协同育人等方面探讨绿色化工创新人才的培养路径。

2.1 将“双碳”理念贯穿于人才培养全过程

节约资源、保护环境是当今世界普遍关注的两大课题。通过宣传海报、知识竞赛、调查问卷、主题班会、微信公众号以及专题讲座等方式传播低碳环保相关知识,引导学生树立绿色低碳理念,加深对“双碳”的了解,引导学生从身边做起,践行绿色发展方式和生活方式。

宣传海报通过形象的图片和文字给学生带来视觉冲击,增强学生的低碳环保意识。比如节约用水海报(一大片干涸的土地上庄稼颗粒无收图片,配上文字“珍惜水资源”);节约用电海报(空教室不关灯的图片,附上文字“人走灯灭,人离扇停”);节约粮食海报(农民挥汗如雨在田地劳作的图片,附上唐诗“锄禾日当午,汗滴禾下土”)等。通过举办低碳环保知识竞赛,让学生了解生活中哪些行为可以做到低碳生活,比如早睡早起可以减少碳排放;开展专题讲座,传播环保知识,树立学生绿色低碳理念,培养绿色低碳生活方式。

教学中深入挖掘绿色化学思政元素,融入低碳环保概念。保护环境要从源头上控制并消除污染源,培养学生保护生态环境的责任意识,树立可持续发展理念,全面落实“双碳”目标。践行绿色低碳发展理念,将“双碳”理念贯穿于人才培养全过程,提高学生HSE(健康、安全、环保)意识,增强学生专业自信和职业认同度,推动对绿色化工人才的培养[7]。

2.2 将绿色化学知识融入教学中

融合绿色化工和环境保护行业的岗位需求、职业技能资格考核、“双碳”理念及新技术发展的方向,将绿色化学知识融入到化工类专业人才培养方案中;开发新形态教材、教学资源库、在线开放精品课程等个性化绿色化工教学资源,从传统的教学方式转向现代信息技术教育,以多元化的信息教学模式将理论与实践融合,让师生共享优质课程资源,将绿色化学知识融入教学中,将“双碳”知识体现到在线开放课程中,深化学生对绿色化学知识的理解和应用能力。将工业废水处理等标准融入专业课程教学,培养绿色化工创新人才。

将立德树人内化到线上线下教学中,依托线上平台实现个性化学习指导。通过慕课上的教学课件、教学视频、作业、单元测验、教学案例,辅以师生交流互动,实现育训结合,有效提高学习效果。为适应生源多样化和岗位需求的多样化,充分考虑在校生、留学生和社会人员等不同学习者在线学习需求,为每一个学习者提供个性化培养方案,推送个性化的线上学习内容、测试题等。根据线上平台记录的学习行为、平台打分、学生反馈等及时调整线上资源发布和线下教学方法,为在校生提供丰富的线上资源,同时为企业职工和社会人员学历教育提升提供支持,推动终身学习。

2.3 将绿色化工技术融入化学实验中

传统的化学实验所用的试剂大多是易产生污染的试剂,实验中均有“三废”排放,对环境有一定污染。化学实验要强调“可持续发展观”,把绿色化学理念融入实验中,在实验方案制定、实验材料准备、实验方法确定、实验试剂、催化剂的选用、实验废弃物的处置、实验结果分析等各个环节中贯彻绿色化学观念、遵循绿色化学原则,把绿色、环保、可持续、再循环理念贯穿到实验全过程。实验室管理中要融入绿色化学理念,新生进入实验室之前要完成绿色化学教育培训,完善实验室绿色、环保、安全的管理,特别是有毒有害化学危险品的管理。

化学实验中引导学生选择无毒、无害的化学原料和化学试剂,选择具有高选择性、高转化率、少副产品的对环境友好的化学反应。例如在传统的苯蒸馏实验中,由于苯溶液有毒,选用无毒的乙醇蒸馏实验;在制备乙酸乙酯的实验中通常用浓硫酸作催化剂,可以选用绿色试剂FeCl3·6H2O作催化剂;传统的己二酸合成实验中氧化剂是浓硝酸,选用环境友好的双氧水作为氧化剂。

在化学实验项目设计中,尽量减少化学试剂的用量,从源头控制,降低化学实验对环境的污染,培养学生绿色化学意识。对化学实验进行综合、优化、调整,推广半微量、微量化学实验,以节约资源,防止污染,培养学生的节约和环保意识。选择连续化实验项目,充分利用实验产物。把分散的实验有机整合,把上一个实验的产物作为下一个实验的原料,组成连续化实验项目,实验产物得到了充分的利用。例如:由苯为原料合成对氨基苯磺酰胺。先由苯合成硝基苯;然后由硝基苯合成苯胺;继续由苯胺合成乙酰苯胺;最后由乙酰苯胺合成对氨基苯磺酰胺。连续化实验项目避免了化学试剂的浪费,减少废物排放,达到绿色环保的目的,有利于培养学生的绿色化学意识和创新精神[8-9]。

2.4 加强绿色化学师资队伍的建设

专业化和高水平的师资队伍是培育绿色化工创新人才的关键,因此加强绿色化学师资队伍的建设意义重大。把“双碳”理念贯穿到师资队伍的建设中,发挥国家级教学团队和国家级精品课程的示范引领作用,提升教师教学能力,以及引进绿色化学人才等。组织开展绿色化学师资培训,组织教师参加省级培训和国家培训,加强高校间的项目合作和交流,鼓励教师赴国外进行访学研修,通过多种形式的学习、交流及培训等活动,提升教师绿色化学教学理念和绿色化工技术。

组织专职教师定期到企业访问学习、挂职锻炼或访问工程师,提升专职教师的实践能力,推进校企联合师资培养。同时通过企业调研,结合企业岗位能力的实际需求,确定专业人才培养目标和人才培养标准,制定相关课程标准,将教学内容和企业知识需求相吻合,做到校企技术同步。与企业技术员共同开发绿色化工技术,将绿色低碳技术融入到教学中,用绿色低碳技术取代传统化工技术,推进工艺绿色化、过程双碳化的产教深度融合,构建理实一体化教育体系,促进化工行业转型发展。

2.5 “科教融汇”协同育人

将科技创新与教育教学、实践有机融合,推进“科教融汇”协同育人。通过大学生科技兴趣小组、大学生实践创新训练计划项目、科普讲座等方式,坚持教学相长,培养学生的科技兴趣,在创新创业教育和实践教学活动中全面提高学生的创新能力,实现科研育人的成效。“以赛促教、以赛促学”,指导学生参加职业技能竞赛和创新创业大赛,加强学生团队合作精神,提升学生的就业竞争力,培养学生的创新意识和创新能力。

引导学生参与教师的科研项目,从科研成果中不断凝练出新的教学内容,推动教学内容的及时更新,不断向学生提供最新的学科知识和科研信息,使课程教学保持前沿性和先进性。将科研成果转化到学生的实践教学中,建立产教融合实训平台,面向社会共享优质实训资源,进一步提高教学质量,提升人才培养水平。教学上贯穿“引导”重于“训导”、“教、学、做”一体原则,注重学生技能的培养与行为的改善。将科研案例与课程原有教学体系的融合,将科研案例与课程的知识点进行对接,重构课程教学内容;根据不同知识点以及不同科研案例的特点建立有效的教学方法,实现科研推动教学,协同培育高素质技术技能创新人才。

3 结语

化工行业向绿色化转型升级,亟需培养绿色化工和环境保护行业创新人才。高职院校是培养生产一线技术骨干的阵地,在“双碳”背景下,围绕绿色化工和环境保护行业的人才需求及新技术发展的方向,制定科学、规范的人才培养方案,将“双碳”理念融入到高职化工类学生教学中,提高学生生态优先、绿色环保意识。教学中自然融入绿色化学知识,将绿色低碳技术应用到化学实验和综合实训项目中,将科技创新与教育教学、实践有机融合,开发新形态教材、教学资源库、精品在线开放课程等个性化绿色化工教学资源,培养绿色化工高技术技能创新人才,促进社会可持续发展。