绿色化学前沿范文

导语：如何才能写好一篇绿色化学前沿，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词： 高中化学实验 环保教育 绿色化学

化学是一门以实验为基础的科学，中学化学课程涉及较多的化学实验。但目前高中化学实验中还存在一些问题：有一定数量的有毒物质的制备和性质实验，例如SO■，NO，NO■的制备和性质实验，苯与溴单质反应，苯与浓硝酸反应等，这些实验对老师和学生身体健康的影响和对环境造成的污染是不可忽视的。另外学生分组实验所需的药品用量，化学仪器，实验后的废液、废气大量增加，造成的浪费和污染也愈加严重。因此实现化学实验绿色化，尽量做无害的实验，无害化处理实验的废弃物，实现零排放，已是迫在眉睫的事。

一、加强环保教育，培养绿色化学意识。

“绿色化学”是一门从源头上阻止污染的化学，只有从观念上进行“革命”，才能理解，从而才有可能真正重视绿色化学教育。绿色化学实验是在绿色化学的思想指导下，用预防化学污染的新思想、新方法和新技术，对常规实验进行改革而形成化学实验的新方法。因此我们在教学实践活动中，注意从教学的各个环节渗透绿色化学思想，从不同角度体现绿色化学教学，将绿色化学带给每一位学生，帮助每一位学生树立绿色化学观念和环境保护意识。

（一）结合教材内容对学生进行环保教育。

我国中学化学教材中，绿色化学的内容还很少，因此我们在教学中就应该注重对教材的再次开发和利用，挖掘教材中的隐含因素，例如：在讲硫和硫的化合物中的酸雨危害、大气污染与防治等；硅和硅酸盐工业中传统建筑材料的危害及为何提倡使用绿色建筑材料、温室效应的利弊等；氮族元素中对汽车尾气的排放、氮氧化物造成的光化学烟雾、水中氮磷过多造成富营氧化而形成赤潮等；几种重要金属中，铝对人体的危害与应用、废弃物的污染与分类处理等；用绿色化学的理论指导我们的教学，通过渗透绿色化学教育，让学生经常了解、关注身边的、国内外的环境热点，从而增强学生深入了解的兴趣，培养学生的危机感和紧迫感，并将其所学知识运用到生活中去，培养学生防治污染、关注人类生存与发展的责任感。

（二）通过化学实验培养学生环保习惯。

3.优点

反应现象明显，无污染，装置（一）可控制反应随时进行随时停止，装置（二）微型化，对生成有毒气体的实验很适用。改进后的实验，现象明显、效果良好，达到了环保要求，保障了人体的安全和健康。

（三）通过化学习题，培养学生的环保意识。

习题教学是课堂教学的重要环节，它是帮助学生掌握和巩固所学知识、技能的重要手段。习题教学不仅可以开发学生的智力，还能使学生在习题中了解科技动态，学以致用，培养良好的科学态度。融合“绿色化学”的习题教学，使学生更深入了解绿色化学的重要性。

例1：下列有关环境问题都是由化学物质引起的，在下列组合中对应的化合物不正确的是（ ）

A.温室效应：二氧化碳

B.光化学污染：二氧化氮

C.酸雨：二氧化碳

D.臭氧层破坏：氟氯烃

二、将常规实验改成微型实验。

“微”即在保证实验现象明显的前提下，减少实验用品的用量。它包含两层意义：一是采用微型化学仪器。即在微型化的仪器中进行化学实验，必须对实验进行重新设计与探索。实验中可以把集气瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。如：浓硫酸的吸水性和脱水性实验，药品种类多（纸片，火柴棍，胆矾，稀硫酸，浓硫酸），分量大，改在点滴板上进行（见苏教版化学（1）实验报告册第24页），并且利用实物投影仪将实验结果放大，既减少药品消耗及废物污染，又缩短实验时间，现象非常明显。二是采用微量化学药品。如：电解饱和食盐水；将一块滤纸裁成两半，取一半平放在玻璃板上，用NaCl酚酞试液充分浸润，分别用旧2号电池芯、铁钉作阳阴极并轻轻将电极相向卷在其中，并接通电源。通电2分钟后，立即打开裹有碳棒的一端滤纸，滴入一滴碘化钾淀粉溶液，滤纸变蓝，证明阳板有氯气生成，再打开另一端，发现滤纸变红，证明阴极有NaOH生成。实验改进后与课本上的实验比较药品用量少两极产物检验简单，现象直观，节省时间。

由此看出：微型实验与常规实验一样，可得出相同的实验结果，但它们的药品用量是常规实验的1/3～1/5左右。既节省了药品的用量，又减少了对环境的污染。因此，微型化学实验不是常规实验的简单微缩，它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行的改革和发展。

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综合分析高中化学实验产生污染的主要原因，一是实验设计不合理，实验器材和药品的使用都没有优选优化；二是实验操作不规范，对化学实验反应生成的污染物随意处理。在教学过程中，教师如果始终坚守环保意识，积极主动地对一些实验加以改进，可以有效地减少实验的污染和危害。

一、优化实验设计

新课标教材尽管体现出了化学实验绿色化的思想，但仍然有很多实验因为设计不够严谨而产生“三废”污染物，一些实验反应物和反应助剂的选择及其用量比没有做到最优化。比如，《有机化学基础》[实验2-1]（人教版选修五）乙烯的实验室制取实验，教材设计为：用体积比为3∶1的浓硫酸和无水乙醇作为原料制作乙烯。这一设计会使反应物在反应过程中变成黑色，产生碳渣，极难清洁，还需耗费大量的乙醇，严重降低了乙醇的产率。再如一些实验的药品用量和试剂浓度，教材中并没有给出明确的规定，学生在实验操作中很容易造成对药品的浪费和污染的严重。

教师在实验教学过程中，就要针对教材对于实验的设计进行绿色化改进。对上述“乙烯的实验室制取”的实验，可以让学生以浓磷酸浓硫酸的混合物和代替浓硫酸，笔者在教学中，综合考虑实验现象、反应时间、碳化程度以及乙烯产率等因素的情况下，通过实验探究，获得了更为理想的原料用量比为：浓硫酸、浓磷酸、乙醇的体积比取2.3∶0.7∶1，学生采用探究所得的反应物以及原料配比进行实验，效果更好。而对那些没有明确药品用量的实验，笔者也是根据往届实验记录，给予学生一个明确的药品合适用量，既节约了药品，还能减少污染物的产生。同时，也能培养学生科学的试验方法和严谨的实验态度。

二、改进实验装置

化学实验装置的绿色化改进方法，主要包含有组合实验和实验密闭化两种。组合实验是指在实验教学过程中，尽量寻找各实验间的联系，通过调整实验次序、把分散实验综合、充分利用反应产物等途径，使一个实验的产物或废物成为下一个实验的原料，努力延长产物的使用周期，减少废弃物的排放，提高试剂利用率。组合实验的优点在于，可以节省实验时间和药品，提高实验资源利用率，与绿色化学理念相一致。教学中，可以将物质的制备实验和性质实验组合起来，比如一氧化氮、二氧化氮以及氯气的制取和性质实验组合在一起，用制取实验获得气体用于性质检验的实验原料。还可以将几个实验有机地串联起来组合成一个连贯的实验装置。如人教版《化学》（必修1）氯气的性质实验，教材分散为四个小实验，需要多次反复地通氯气。采用如下图的组合实验装置，就可以只需通一次氯气就能完成所有实验。既能节约实验时间，又能减少氯气散溢到空气中的含量，实现绿色实验的目标。

化学实验密闭化是利用密闭的化学实验装置，使实验产生的污染物在密闭装置内消除，不能进入环境。将注射器在化学实验密中的反应容器，就是基于实验密闭化的典型运用。比如铜与稀硝酸反应生成一氧化氮的实验，就可以利用注射器在封闭的环境中完成。步骤如下：第一步将细铜丝放入注射器中，再将注射器活塞推到底部；第二步将注射器底部插入稀硝酸中，抽动活塞吸入20mL稀硝酸，再将其悬挂在铁架台上，底部插入到盛有4mol/L氢氧化钠溶液的烧杯中。反应开始之后，稀硝酸溶液由无色变成蓝色，同时在注射器中产生无色气体，无色气体达到一定的量之后，在注射器中形成压力，使溶液从注射器中溢出，滴落与烧杯中的氢氧化钠发生反应，出现蓝色沉淀。第三步等铜与稀硝酸的反应停止之后，将注射器中的所有溶液排入烧杯中（注射器底部小口没入氢氧化钠溶液中，避免气体逸出），然后拉动活塞，吸入空气，注射器中的无色气体与空气发生反应，变为红棕色。实验结束时，将注射器下吸入烧杯中碱液进行尾气处理。

三、规范实验操作

绿色化学实验拒绝浪费实验药品和造成环境污染，拒绝教学事故。但是，在日常的演示实验和学生分组实验中，经常会因为实验操作不规范而导致实验的重复进行，这不但影响实验的质量和时间，也造成了实验药品的浪费，更是带来了安全隐患和加重了对环境的污染。对学生良好化学实验态度和习惯的培养也会产生负面影响。因此，教师在化学实验的准备、实施、和结束阶段，尤其是实验实施阶段，必须强调并指导学生规范操作。

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关键词： 绿色化学实验 环境保护 化学教学

一、引言

作为中国的一项重要的基本国策，环保日益引起人们的重视。而在科技飞速发展的状况下，人们具有更强的能力去开发与利用资源，然而由于利用与开发行为的过度性及不合理性，产生大量的废弃物，这样就严重破坏了自然环境，例如废水、废气与废物的排放及温室效应等，诸多污染对人类的可持续发展导致严重危害。而随着化学工业的逐步发展，其在为人们带来大量经济效益的同时，也严重地破坏自然环境。因此，教师在化学教学过程中，都要开展环保教育，将更多的环保知识传授给学生，引导学生树立保护环境的责任感，并落实到现实的环保行动中。

二、培养学生环保理念，实施绿色化学实验

所谓的绿色化学，就是借助新型的化学工业技术及化学基本原理，从根本上杜绝或者降低制造及使用诸多对自然环境、社会稳定与人类健康有害的物质，例如各种催化剂、溶剂及原料等，积极选取可再生资源或者无毒原材料，在较为安全的条件下，制造出环保、洁净的化学品，从而尽可能地节省能源，保证安全性及无污染性[1]。

（一）在化学课堂教学中渗透环保教育。

在化学实验之前，教师要对学生传授理论知识，在此过程中合理渗透环保理念。告知学生在进行化学实验的时候应该做到：（1）对于使用过的原材料，要进行反复再利用，在不断循环使用的过程中，有效减少原料成本；（2）尽可能降低排放出的废弃物的数量；（3）不能使用不可再生及不能回收的物质与材料；（4）将排除的废弃物再次回收与利用，从而降低实验成本；（5）把产生的废物重新塑造与加工，从而使其能够再次作为原料供人们使用。

（二）培养学生环保理念，保证实验操作的规范性。

在高中化学实验教学过程中，要不断地对学生渗透环保理念，帮助学生形成强烈的环保观念及环保责任感，让学生意识到环境保护人人有责。作为社会的一分子，学生也要时刻保护人类赖以生存的环境。在具体开展实验教学时，教师必须保证化学实验操作的规范性，从而为学生树立良好的榜样，灌输环保理念。例如，在具体开展化学实验的过程中，必须及时吸收实验中产生的废气；在取用液体药品时，一定要尽可能地防止药品挥发或者洒落，以免造成不必要的浪费及污染环境[2]；对于化学实验产生的废渣及废液，都必须对其分类后再进行回收等，帮助学生养成良好的实验习惯，做到少污染、不浪费、科学环保，使学生保证实验操作的规范性，从而树立强烈的环保理念。

（三）完善化学实验，合理处置废弃物。

在传统的化学实验过程中，产生的很多物质都有着毒害性，这样会对人们的身体健康造成危害。因此在保证实验结果基本不变的状况下，应该积极完善实验方法，从而降低实验产物的毒害性与污染性。例如进行半微型及微型实验。在保证实验安全性及保护环境的前提下，尽可能地减少药品使用的数量，实施微型化学实验。普通实验使用药品数量是微型实验的几倍，甚至是几十倍，这样不仅能更安全地进行实验，而且能节约成本，有效地保护环境，实现绿色化学实验。

（三）主张使用绿色原料，尽量减少化学污染。

对现有资源进行科学的使用，在遵循保护环境原则的基础上，实现可持续生产。在选择原料方法，要积极地选择可再生、再利用及无毒害的原料，保证原料的安全性与有效性，同时这也是整个化学领域在积极探索的课题。如在具体的化学实验中，教师可以引导学生在环境保护的基础上，制定合理的实验方案，选取合适的实验药品，尽量保证实验原料的低污染性及无害性，而且使用的药品也要尽量能够被再循环再利用，同时具有较低的污染性。如在制取乙炔的时候，如果选取的原料是天然气，那么将会花费较低的成本，尤其是在具有大量天然气的地方，能够在很大程度上降低成本，然而使用裂解方法制取的乙炔具有很低的纯度。现在使用更多的方法是等离子体裂解法，这样能够将97.2%的天然气转化出来，从而获得89.8%的乙炔气体[3]，具有较高的效率。

三、结语

作为一门基础学科，化学课程的实验性很强，因此化学实验教学非常重要。而随着环境污染的加剧，环境问题也日益严重。而绿色化学实验的开展，即在化学实验中尽量减少或者杜绝对环境造成的污染，不但能够培养学生环境保护理念与责任感，而且能从根本上提高化学实验教学效率和质量，使得环境保护意识深入人心，从而有效地保护环境。化学教育工作者应该积极地寻找有效措施，科学地开展绿色化学实验，进而实现环保目标，使得人类与自然更和谐地相处，促进社会的可持续发展。

参考文献：

[1]谢巧玲.浅谈有机化学实验教学中的绿色化学教育[J].保定师专学报，2011（04）：56-59.

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【关键词】有机化学；实验教学；绿色化学；安全教育

有机化学是一门实验性很强的学科。有机化学实验是有机化学赖以生存的基础，在教学中占有很重要的地位，也是化学、化工、材料、生命科学、环境科学、医药及海洋等学科学生必修的主干课程之一[1]。对于化工、化学、生物、环境和材料等相关专业的学生来说，大学有机化学实验是非常重要的一门基础实验课，是对有机化学理论课的辅助和补充。有机化学实验课可以使学生对有机化学的理论知识有更加深刻和直观的理解。有机实验操作可以训练学生的观察能力、动手能力、分析能力、创新能力和研究能力，并且培养学生对理论知识的综合应用能力[2]。

近些年来，高校在改革实验教学方法和教学手段、考核制度、培养学生的学习兴趣、开放实验室等方面给予了高度重视，但在有机化学实验教学中的绿色化学教育和环保教育方面还有待加强。从事与有机化学相关的行业，必然要接触有机溶剂，易燃易爆、有毒有害物质，在工作中防火、防爆、防中毒、防止环境污染是每一个化学工作者时刻需要注意的问题。因此，加强绿色化学教育和环保教育，使学生以后在工作中具有强烈的责任心，才能尽可能地防止安全事故的发生和污染环境的现象出现。有机化学实验室正是培养学生具有这两种意识的有效场所。因此，我们针对有机化学实验教学改革，尤其是有机化学实验教学中绿色化学教学进行了初步的实践与探索。

1、有机化学实验改革的思路

与其他化学实验相比，有机化学实验所需的化学药品用量比较大，反应时间长，反应产率相对比较低，同时产生的废水、废气和废弃物较多。例如，强酸、强碱、有机溶剂和部分重金属盐等，会造成环境的污染和资源浪费。

另一方面，从有机化学实验课的课程体系、教学内容和教学形式上看，有机化学实验也比其他化学实验内容多，形式灵活，可以算是一项基础的科学研究训练。然而，从上世纪50年代以来，有机化学实验教学内容从课程体系到教学形式上变动并不大，即使近些年很多高校先后做了一些改革的尝试，但仍存在一些问题[3]，不能适应现代技术发展的要求。

鉴于此，我们在化学实验教学改革过程中，主要从实验内容和实验手段几方面提出了改革思路：①改进合成路线，简化化学反应步骤；②尽量避免使用有毒有害或难以回收的反应溶剂，尽可能减少废弃物的产生和排放；③选择水或离子液体作为反应介质进行化学反应；④采用新颖的实验手段，节省能源。

2、加强绿色化学教育，培养环保意识

2.1 在实验教学中融入绿色化学和环保教育

绿色化学最先是由美国化学会（ACS）提出的，其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物。随着工业生产的快速发展，大量化学污染物质进入人类生存环境，对全球的生态环境造成了严重的威胁，人们已日益感受到了破坏生态环境给人类生存带来的巨大威胁。因此，环境问题越来越受到人们的重视，对“三废”的处理提出了更高的要求。在现有条件下，与化学有关的工业生产不可能完全避免使用有毒有害物质，因此，对从业者进行绿色化学教育和环保教育至关重要。

有机化学实验教学是对学生进行绿色化学教育和环保教育的有效途径。在有机化学实验教学中，不仅要培养学生的动手操作能力、提高分析问题和解决问题的能力，还要重视传授绿色化学教育和环保知识，使学生有机会、有能力利用所学知识，处理实验中产生的有害物质，参与到环境保护工作中去，促进学生形成良好的环保意识。例如，有机合成实验所用的化学试剂、溶剂、催化剂多少有一定的毒性，然而同一物质有多种不同的制备方法，所用到原料的毒性也不相同，所以有必要从多种不同的制备方法中选择相对环保的实验方法，从价格低廉、低毒甚至无毒、反应条件缓和、能耗少等要求出发，开发出环境友好型实验，如糠醛的制备、咖啡因的提取等。

2.2 加强有毒、有害、易燃、易爆物质的管理

在有机化学实验中，不可能完全避免使用有毒、有害、易燃、易爆物质，因此需要师生共同保护好实验室及周围的环境。实验教师要对有机化学实验中使用的有毒、有害、易燃、易爆物质以及产生的废弃物进行严格管理，培养学生的环保意识。实验过程中，要求学生将有害物质按要求进行回收，并且定期处理。不能再使用的废弃物要进行无害化处理，可以再用的要重新提纯、重复利用，从而减少有害物的排放。如果在实验过程中生成了有害气体，反应必须在通风厨中进行并对有害气体进行处理。实验教师应该严格检查每次实验，发现问题后应该及时在全体学生面前解决，以引起学生的注意和高度重视。通过这一系列的管理，学生的环保意识不断增强，处理有毒有害物质的能力也将不断提高。

3、加强安全教育，培养安全意识[4]

3.1 安全教育贯穿教学始终

首先，在理论教学中要适时穿插安全意识的教育。例如，讲解绪论一章在介绍有机化合物的成键理论和物理性质后，及时举例说明一些低沸点有机物质，如丙酮、乙醇、乙醚等具有易燃易爆性质，使用它们时要注意防火、防爆。随着教学的不断深入进行，逐渐强化实验安全的内容，介绍常用有机物的毒害性及使用时的注意事项，为实验教学做好准备。

其次，在实验教学中加强安全教育。在第一节实验课上，要专门强调安全教育，强调水、电、煤气、易燃易爆物质、有毒有害物质的安全使用和出现事故的处理方法。例如，在在有机化学实验中，如果有的同学不小心打碎水银温度计，那首先是要考虑水银的挥发性和毒性，及时撒硫磺粉。这节课，采用讲解、现场演示等教学方法。随着实验的进行，要求学生在实验课之前，认真预习实验，在实验预习报告上查出有关物质的物理性质和实验中的注意事项；在每次实验中，实验教师检查并确认学生的实验装置安装正确后，才可以让学生继续做实验。当发现学生的实验装置或操作方法有误时，立刻组织全体学生为其纠正错误，以此加深记忆，加强安全意识，避免错误再次发生，同时可以提醒其他学生不要犯类似的错误。

3.2 利用多媒体课件，辅助教学

为了有效提高实验教学和安全教育的效果，实验室可以适当制作一些多媒体课件，供学生随时学习，或者发给学生自己在做实验前进行预习。比如基本操作中的蒸馏操作，需根据被蒸馏组分的沸点选择热源，要求蒸馏时不能将烧瓶中的液体蒸干。由于实验课的时间有限，低沸点物质的蒸馏和高沸点物质的蒸馏过程不能都在课堂上完成。即使教师在课上对此进行了多次强调，但还是有些学生不知道何时停止蒸馏，甚至一直将液体蒸干。这些不良操作习惯很危险，很容易发生火灾或爆炸。利用多媒体课件辅助教学可以弥补上述教学上的不足。学生可以在多媒体课件上看到模拟的不同热源选择方法和蒸馏的过程，也可以看到误操作所造成的危害。

3.3 安全意识列入考核范围

有机化学实验可将实验安全的内容计入学生平时成绩考核范围，以引起学生对实验安全的高度重视。考核内容包括：实验预习情况，该次实验所用到物质的物理、化学性质查阅情况，实验装置的安装是否规范、正确，实验操作情况，化学试剂的安全量取情况，溶剂及产品的回收情况，实验结束后水、电、煤气的关闭情况等。另外，在实验课后安排一次实验笔试考试，考试内容包含安全操作的注意事项和违规操作可能产生的后果；期末安排一次实验操作考试，考核内容涉及低沸点易燃有机溶剂的蒸馏和有毒、有害、易燃、易爆物质的安全使用，反应过程中产生有毒气体的处理方法等操作。教师可以在考前将要制备的目标产物告诉学生，实验方案以及产物制备过程完全由学生独立完成，一组学生（15～ 20）人由3位教师监考，最后得出每个学生的操作考试成绩。通过上述系列改革，学生的安全意识会有普遍提高。

4、结束语

有机化学实验教学和有机化学理论课同样重要，通过对有机化学实验教学中绿色化学和安全教育教学进行了初步的实践与探索，可以达到以下主要好处。（1）很好地解决了环境污染和实验药品的纯消耗，节省了实验成本。（2）极大地提高了学生的环保意识，建立起了绿色化学的基本意识。（3）在有机合成实验中，促使学生去查阅相关的文献，从价格低廉、低毒甚至无毒、反应条件缓和、能耗少等原则出发，自己设计开发出环境友好型实验方案，培养出学生的创新能力。通过在有机化学实验教学中加强安全教育和绿色化学教育，学生在工作中的责任心、安全意识、环保意识明显增强，处理有关问题的能力显著提高。为了培养出高素质、安全环保意识强、有创新精神的应用性人才，有机化学实验的教学改革还需进一步完善。

参考文献：

[1] 谭昌会. 有机化学实验教学实践与探索[J]. 教育与职业，2010，（9）：166-167

[2] 解正峰. 有机化学实验教学的探索与实践[J]. 实验技术与管理，2011，28（9）：127-128

[3] 孙莉，王海滨，强根荣. 有机化学实验教学绿色化建设的探索[J]. 实验技术与管理，2008，25（8）：178-180

[4] 朱珮珣. 有机化学实验教学中安全教育与环保教育实践[J]. 实验技术与管理，2011，28（7）：236-237.

基金项目：

陕西省教育厅项目（12JK0595），陕西科技大学学术骨干培育计划（XSG2010012）。

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2011年10月，中国石油和化学工业联合会责任关怀工作委员会在北京正式成立。随后，主题为“绿色化工，责任与贡献”的2011中国责任关怀促进大会隆重召开。这是2005年以来连续举办的第四届责任关怀促进大会，充分显示了中国石油和化工行业在推广责任关怀方面的自觉性、坚定性和持续性，进一步彰显了石化行业落实科学发展观、转变发展方式、实现可持续发展的信心和决心。

应对挑战　绿色化学肩负重任

人类社会发展到今天，正面临着人口增长、能源资源匮乏、环境污染三大挑战，这些问题的解决需要很多部门协同作战，但其方法和手段离不开化学工业。化学工业已经并正在做出不可替代的贡献，在应对21世纪人类共同面临的挑战中，化学尤其是绿色化学肩负重任。

据预测，2050年，世界人口总量将由目前的70亿增长到近100亿，如何养活这么多人?联合国粮农组织指出，发展中国家的粮食增产55％来自化肥，今后若干年仍将如此。面对能源与资源的短缺，需要开发煤炭洁净利用与多联产技术，提高现有原油采收率和利用率，掌握天然气资源优化利用技术，同时发展清洁可再生的新型能源。显然，这些努力能否奏效，在很大程度上依赖绿色化学研究的突破。

绿色化学，又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，在绿色化学理念基础上发展的化工技术和化工生产实践，即绿色化工。目前，绿色化工已成为当今国际化学化工研究的前沿领域，成为世界各国政府、科技界和企业界关注的热点，被列为全球21世纪实现可持续发展的一项重要战略。

绿色化工　国际聚焦市场追捧

对于举世关注的环境污染问题，不可否认，化学品在生产制造的过程中会产生这样或那样的问题，有的具有毒性，有的污染环境。但是，同时我们也在关注污染产生的原因是什么?污染该如何治理?事实上，化学品导致的环境污染，有很多都是在解决重大社会问题的过程中产生的，而认识到污染问题后的解决过程，仍然要依靠化学方法和手段。

绿色化学追求以无毒无害的原料、催化剂和溶剂，生产环境友好的产品。用这一原则考查一系列化学问题，充满了机遇与挑战，已成为国际聚焦的化学前沿领域之一。纳米领域的科技创新则是化学、生物学、信息技术等不同学科研究到达一定层面后，必然发生的相互交汇与知识整合。绿色化工又称可持续发展化工，在全球化学工业研发中的重要性正在提升。鉴于新技术的开发和可持续发展的推动，绿色化学品正不断推动生产商开发新工艺。

随着全球不断掀起的绿色浪潮，生物塑料成为很多公司看好的新兴产业。巴西因拥有丰富的植物资源，生产成本比其他地区低很多，从而吸引了众多投资者。

越来越多的化工公司被绿色化工潜在的市场所吸引。在绿色化工方面处于领先地位的公司包括阿克苏诺贝尔、巴斯夫、拜耳、陶氏化学、帝斯曼、罗地亚等。化石原料的供应限制和高涨的价格，加之气候变化等问题，已使化学工业加速采取措施应对节能减排和满足生产更安全产品的需求。

对如何界定化工产品是否为绿色化工，今后将有章可循。美国绿色化学和绿色工程的支持者已经在着手创建一项能够明确鉴别绿色化学品和绿色工艺的综合性工业标准。

责任关怀　绿色化工庄严承诺

石化工业是现代经济社会重要的基础产业和支柱产业，但同时又是一个安全和环境风险较大、能源和资源消耗较高的行业。石化工业的这些负面特征，导致社会普遍存在一种“谈化色变”的心态。为了改变自身形象，实现可持续发展，2002年，中国石油和化学工业联合会开始在国内着手推广责任关怀。联合会先后了在全行业推进责任关怀的议案，制定了具有中国特色的责任关怀推广计划、实施方案和工作体系，并通过开展一系列活动，使责任关怀逐渐成为石化企业及广大员工共同的理念和自觉行动。

截至目前，全国石化行业已有160多家(个)企业和园区承诺实施责任关怀。更为可喜的是，星星之火呈现燎原之势：一些专业协会、地方政府，如中国农药工业协会、山西省安监局、大连市环保局大孤山环保分局等也加入到推广责任关怀的行列，积极组织业内、地方企业履行责任关怀。

值得一提的是，随着责任关怀行动的深入，石化行业与企业在发生积极变化。

责任关怀不仅是承诺、责任和付出，而且可以带来巨大的经济效益，并助推行业、企业实现可持续发展。很多企业在朝着“零污染排放、零人员伤亡、零财产损失”的责任关怀最终目标前进的过程中，取得了良好的经济效益；企业对于员工利益和身心健康的关切，增强了企业的凝聚力和战斗力；企业与周边社区的良性互动，深化了社会公众对石化行业的全面认识，形成了相互理解、相互信任、相互支持的和谐关系，为企业发展创造了良好的外部环境。

由此可见，责任关怀已从早期的承诺、责任和付出，升华为目前行业、企业自身健康可持续发展的现实需要。

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关键词：催化剂；介质；有机电合成

中图分类号：O621.3 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）08-0-01

目前，绿色合成研究的方向是清洁合成、提高反应的原子利用率、取代化学计量反应试剂、新的溶剂和反应介质、危险性试剂替代品、充分的反应过程、新型的分离技术、改变反应原料、新的安全化学品和材料、减少和最小化反应废弃物的产生等。绿色合成的目标已为有机合成实现绿色合成指明了方向。近年来，实现绿色合成的研究工作在不断进行，几种可行的途径已隐约可见。

一、使用环境友好催化剂，提高原子利用率

有机合成中，减少废物的关键是提高原子利用率，所以在选择合成途径时，除了考虑理论产率外，还应考虑和比较不同途径的原子利用率。

如二联苯的合成，常规方法是以PdC12为催化剂，以含苯基的有机汞化合物为原料在吡啶中进行，但操作过程较为复杂，原子利用率低。若以具有高反应活性的GaP纳米晶为催化剂，就可以直接以苯为原料，一步合成得到二联苯。

再如对硝基苯甲酸乙酯的合成，常规方法是以浓硫酸为催化剂来合成的。这种方法，虽然催化剂（浓硫酸）价廉、活性高，但反应复杂，副产物多，且浓硫酸腐蚀设备、污染环境。如果以价廉易得、性质稳定安全的苯磺酸为催化剂来合成就可以克服这些缺点，且产率可达98.6%。

可见，在有机合成中，选择合适的、环境友好的催化剂，则可以开发新的合成路线，缩短反应步骤，提高原子利用率。

二、使用环境友好介质，改善合成条件

传统的有机合成中，有机溶剂是最常用的反应介质，但是有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。理想的有机合成，可以水为介质进行；可用超临界液体为介质进行；可在无溶剂存在下进行；可以离子液体为介质进行等。

①在有机合成中，用来代替有机溶剂是一条可行的途径。这是因为水是地球上广泛存在的一种天然资源，它价廉、无毒、不危害环境。尽管大多数有机化合物在水中溶解性很差，且易分解，但研究表明有些合成反应不仅可以在水相中进行，而且还具有很高的选择性。最为典型的例子是环戊二烯与甲基乙烯酮发生的D-A环加成反应，在水中进行较之在异辛烷中进行速率快700倍。

②超临界流体是当物质处于其临界温度和临界压力以上所形成的一种特殊状态的流体，是一种介于气态与液态之间的流体状态。这种流体具有液体一样的密度、溶解能力和传热系数，具有气体一样的低粘度和高扩散系数，同时只需改变压力或温度即可控制其溶解能力并影响它为介质的合成速率。在有机合成中，CO2由于其临界温度和临界压力较低、且具有能溶解脂溶性反应物和产物、无毒、阻燃、价廉易得、可循环使用等优点而迅速成为最常用的超临界流体。

③固态化学反应的研究，使有些反应可在无溶剂存在的环境下进行，且比在溶液环境中的反应能耗低、效果更好、选择性更高，又不用考虑废物处理问题，有利于环境保护。例如，手性1，γ联二萘酚的合成，常规方法是由β萘酚与FeC13在液相氧化偶联制得，但会产生醌类副产物。而以FeC13-6H2O为氧化剂反应就可以在固相进行，且可得到产率为95%的联二萘酚。

④离子液体，简单地说就是安全离子组成的液体。目前研究最多的是在室温左右呈液态的含有机正离子的一类物质。例如，含N-烷基咪唑正离子的离子液体等。它们不仅可以作为有机合成的优良溶剂，且具有难挥发等优点，对环境十分友好。

三、采用洁净的有机电合成

电化学过程是洁净技术的重要组成。由于电解一般无需使用危险或者有毒试剂，且通常在常温、常压下进行，所以在绿色合成中独具魅力。例如，实现自由基环化反应，常规的方法是使用过量的三丁基锡烷，过程中存在的问题是原子利用率低、使用和产生着有毒的锡试剂。然而，利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂进行催化反应，可在温和、中性条件下完成。

四、运用高效的多步合成技术

在药物、农用化学品等精细化学品的合成中，往往涉及分离中间体的多步骤反应。为实现绿色合成，近年来，研究发展的串联反应是非常有效的。串联反应包括有一瓶多步串联和一瓶多组分串联。前者是仿照生物体内的多步链锁式反应，使反应在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行，无需分离出中间体，又不产生相应的废弃物，和环境保持友好；后者是涉及至少3种不同原料的反应于同一反应器中进行，而每步反应都是下步反应所必需的，而且原料分子的主体部分都融进到最终产物中，这是一类高效的合成方法。

五、发展和应用安全的化学品

发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和溶剂，以及其他实用化学用品，是实现绿色合成最直接的一环。可以采取适当的手段使某一分子的毒性降低而不影响其功能。例如，腈类化合物的毒性，认为是由于腈类分解而生成氰离子产生的。若将腈的α位进行取代，使其难生成自由基而不产生氰离子，则可使毒性降低，而反应功能不受影响。又如，人们开发的新型化工原料碳酸二甲酯，以其较高的反应活性和低微的毒性，代替了剧毒的光气和硫酸二甲酯，从而被誉为21世纪的“绿色化工原料”。

总之，绿色合成作为新的科学前沿已逐步形成，但真正发展还需要从观念上、理论上、合成技术上等，对传统的、常规的有机合成进行不断的改革和创新。

参考文献：

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教育是一种知识的灌输，但灌输知识的手段不是枯燥的说教。情感态度与价值观是工作动力，对学生来说“兴趣是最大的老师”，只有较强的求知欲，才会有克服困难的信心和决心，在战胜困难、实现目标中体验到的喜悦之情是有效教学中最有持续力的兴趣。在无机化学教学内容的灌输过程中，可以从学生情感培养、兴趣激发方面曲径通幽。一是可引入化学史，在无机化学的教学过程中适当引入一些化学史，可以使教学不只局限于现成知识的静态结论，还可以追溯到它的来源和动态演变;不只局限于知识本身，还可以揭示出其中的科学思想和科学方法，使学生受到教益。比如讲到氧的性质，向学生讲述英国化学家普利斯特里最早发现了能够使化学发生一场革命的氧元素;在原子结构部分，教师简讲人类对原子结构的认识过程，即古希腊哲学家留基伯和德漠克利特提出最早的原子概念，稍后;古希腊的伊壁鸠鲁和古罗马的卢克莱修对原子的重量、形状、体积等做出一些天才的猜测;道耳顿从观测气象开始，进而研究空气的组成和性质，研究了有关蒸汽压、混合气体分压、气体扩散定律等问题通过逻辑推理和化学实验，终于创立了近代原子学说［5］。二是引进化学前沿知识，教学要尽可能地拓宽学生的视野，尽可能多地向学生介绍无机化学发展的前沿工作。在教学中恰当融入一些前沿知识，既可增加课堂教学的趣味性、新颖性、前沿性，又有助于提高学生对化学学习和研究的兴趣例如在氮化合物的讲授中，可以净化汽车尾气废气等污染物为例，介绍绿色化学知识;在氧族元素的讲述中，可以穿插臭氧层等环境化学知识，使教学贴近现代科技［6］。三是改进教学手段，化抽象为直观，化静态为动态，化不可见为可见，化复杂多变为简洁明了，如多媒体计算机辅助教学，利用多媒体计算机综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、动画等多种媒体信息，进行一系列人机交互式的操作;学生喜欢社交，可建立化学学习QQ群、微信圈等，这都是培养学生情感、激发兴趣的新途径，要善于不断探索。

2说教学手段要结合学法指导

“教学有法，但无定法，贵在得法”，“学生为主体，教师为主导”是现代教学的指导思想［7］。教学的有效性很大程度取决于学生是否成为学习的主体，所谓授之以鱼不如授之以渔，高职学生由于学习习惯未养成，接受知识的能力不强，无机化学又是他们在大学期间所接受的第一门专业基础课，在选择教学方式上重点考虑的不是在如何教，而是如何指导学生学，首要的是学情分析，要关注学生对所学知识的掌握情况，尽可能从学生的“已知”、“未知”、“能知”、“想知”和“怎么知”等方面来分析分析学生的知识能力水平，了解学生的认知倾向，再设计教过程、选择教学方法。例如高职学生中普遍存在着厌学情绪，他们对所学专业不感兴趣，不愿学，不想学，厌学情绪比较严重，有自卑心理，自信心不足，而无机化学内容多而杂，如元素部分包括物质的存在与制备、元素通性、化合物性质等内容，还有许多反应方程式及众多化学事实，看懂不难，掌握不易。针对学生实际，教学实践中，我的体会是要把时空留给学生，多织学生讨论，寓教法于学法中，一是坚持启发式教学，根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律，采用启发诱导办法使学生积极主动地学习，如学习元素及其化合物时，引导以元素周期表为基础，横向分析同周期元素性质的差异及递变规律，纵向分析同一族元素性质的相似性及递变规律，总结其共性、规律性及差异。在分子结构部分，价键理论部分和键参数让学生带着问题进行自学，而加强杂化轨道理论。二是进行讨论式教学方式，无机化学概念，公式多而复杂，如电解质溶液一章弱酸弱碱、缓冲溶液和盐类PH值这三大类的计算，学生容易乱套用公式，通过讨论，大家发现，采用比较法可解决这一问题，运用比较法进行概念教学和公式的推导，挖掘其内在联系，寻找共同规律，找出各自的特点。最终以图表的形式列出公式，一目了然。三是互动式教学。无论课内课外，教师都要坚持积极营造多边互动的教学环境，教学双方平等交流探讨，如我们设立了原子与分子，电解与电离，水解与电离、原电池与电解池等很多知识小专题，大家QQ网络空间、在实验室，先独自观察、思考和分析，再交流、讨论，以从现象想到本质、从特殊想到规律，相互启发，甚至争论，达到不同观点碰撞交融，进而激发教学双方的主动性和探索性，直到豁然开朗、水落石出。这样，不但使知识条理化，系统化，而且加深对知识的认识、理解和巩固，达到对知识的融会贯通与灵活运用，学习事半功倍。

3结语

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1STS教育的概念

STS（Science，Technology，Society）来自于西方社会，它辩证的分析了科学、技术和社会三者之间的复杂关系。通过揭示三者的关系，探讨科学和技术对社会产生的正负效应。当今世界高新技术的崛起和高技术产业的发展，已成为推动世界经济快速发展的重要因素，越来越多的国家把增强综合国力，夺取21世纪经济的制高点的根本途径，转移到依靠科学技术进步和提高劳动者素质上来。国际竞争的焦点已集中在人才的质量和数量上。面对这样的势态，强化全民族科技意识，提高公民的科学文化素质，发展科学技术已经成为世界各国发展的重要主题。STS教育理论认为：科学是通过它的理论，更是通过它的应用被大多数人所认识，并在社会生活中普及的。在课堂教学中，应当注重教学过程，过程之中培养学生处理问题的能力和掌握知识的能力，在过程中，结合实例让学生认识社会现状和自然规律。高中化学新教材加强STS教育以后，由于增加了一些联系社会生产和生活实际的新内容，这些内容往往是中学化学教师所熟悉的。所以中学化学教师从观念上和知识结构及能力上，应该努力适应综合性很强的STS教育，将科学、技术和社会融为一体，并体现在自己的日常教学工作中，这是高中化学新教材对每一个化学教师提出的新的要求。同时，为了使用好这套新教材，对中学化学教师进行培训，提高教师的业务水平，以适应新的要求，也是当务之急。

2高中化学教学融入STS教育的改进策略

2．1加强社会案例的融入和分析

结合STS教育模式，高中化学应该在教学中深入开展社会实践活动，鼓励学生参与社会实践，从而提高学生的独立思考能力以及解决问题的能力，这也是STS教育的目标。STS教育的核心就是教育教学社会化，所以高中的化学教学应该改变过去“重理论、轻实践”的错误观点。高中的化学教学大纲中也明确提出：让学生在学习化学知识及其实际应用的过程中，对化学学科以及化学学技术有基本的了解，认识到化学学科和社会的进步发展中间的关系。所以我们必须在化学教学的过程中，重视社会实践，强调化学的应用价值，让化学与科学、技术、社会密切的联系在一起，而不是一味的背诵公式和机械计算。例如，可参照国内外STS教育专家列举的STS问题，选定多个主题，构成“STS主题综合化学课程”，并围绕化学、技术和社会主题选择相关素材：“现代化学发展与诺贝尔奖”、“元素化学和元素周期表”、“绿色化学与环境问题”、“化学与能源”、“化学与材料科学”、“化学与生活”、“化学与生命现象”、“药物化学”、“化学新技术新工艺”等。对上述主题要求既从“掌握学科领域的基础理论”、“指导生产实践的基本技能”、“收集信息与交流信息的技能”、“生产设计与决策管理的技能”等几个方面作“静态分析”。

2．2关注化学学科的科学前沿，与时俱进

2．2．1关注化学学科的最新发展：在传统的化学教学中，教师往往都是以教材知识为教学的重点，而事实上有些教材已经很多年都没有更换，如果教师只关注课本知识，那么就无法掌握当前最新的化学学科的发展，教学难免会与社会脱节。STS教育在就是强调在高中化学教学的过程中，将生产、生活和化学知识结合起来。教师应该引导学生去掌握化学学科的前沿知识和技术，提高相关的知识和技能，对化学学科的相关进展有密切的关注乃至探讨。至于具体的措施，教师可以结合教学内容，向学生介绍化学学科的新发展新动向，向同学们展示化学科学的新技术、新成果等，比如说新材料的开发和利用，新元素的发现等等，使学生与社会接轨。2．2．2进行深度问题的研究：STS教育优于传统教学的地方就在于，它强调的不是教学的结果或者分数，而是希望通过教学来促进这一领域的发展。对化学教学来说，STS教育强调的不是考试成绩，而是希望通过自己和学生的研究，推动整个化学学科的发展。传统的化学教育中最显著的缺点就是知识浅薄、点到为止，如果学生想继续学习更深入的知识，教师一般都以“超纲”、“不在教学范围内”或者“耽误课堂时间”为理由拒绝，导致深度的学习难以展开。遵循STS教育的原则，高中的化学教学可以以专题、研究等形式展开化学教学，满足学生们的求知欲望，为学生的深度学习提供条件。2．2．3鼓励学生参与重大社会问题研究：STS教育和传统的教育有本质的不同，它重视学生的情感体验和社会实践性，所以STS教育要求教师在教学的时候要把社会实践、生活实践和学生的学习联系在一起。或者可以这样理解，STS教育的最终目的是为了实现学科价值，而不是分数或者成绩，至于这个学科的价值如何发挥，则需要和社会有着紧密的联系，只有在社会实践中，学科的价值才能够得到发挥。通过让学生参与重大的社会问题研究，不仅可以培养学生的社会责任感，更重要的是可以引导学生尝试去解决一些社会难题，比如说环境污染、水土流失、信息监控、能源危机等实际问题，通过学生们的深入调查和研究，从而学会解决重大问题的思路、方法和手段，从而使化学学科更好的服务于社会。

3结论

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生物学;教学;渗透式教学

“渗透式”教学是教学改革的出路之一,也是一种符合时代需求的教学方式。在教学过程中,注重学科内外知识的渗透,以形成立体性知识结构;注重相关学科知识的综合,以加深知识理解的深度和广度;注重能力的相通性,以培养创造型人才。

1.学科内知识的渗透和综合

教师要因势利导,善于给学生提出问题。生物学课堂教学既要重视基础知识的教学,又要抓住教材知识的主线,通过一定的方式,对教材内容进行梳理、归类和整理,使知识完整化、网络化,从而达到学科内各知识点的渗透和综合。例如,职业高中《生物》中“组成生物体的化合物”与“人和动物体内三大营养物质的代谢”的内容,从表面上看似乎是两个极其独立的知识板块,然而只要我们仔细推敲不难发现,这前后两块知识点之间有着许多的联系,三大类营养物质的代谢是建立在细胞的化学组成和生物体的结构组成上的。从生物学整体的角度来思考,诸如此类的知识相通点并不少,因此,教师应该充分利用教材特点,挖掘联系点,在教学中,注意对这些不同知识板块中的雷同点进行合理的渗透,使学生客观地、科学地认识生物界。

日常教学中,由于受课时的限制,教学过程难以面面俱到,所以,教师除了要注意知识的渗透和综合外,还应该注意重视发挥学生的主观能动性,注意对学生进行方法和思维的科学引导,从而推动学生主动地、积极地寻找和挖掘知识的内在联系,以更好地达到渗透式教学的效果。

2.学科间知识的渗透和综合

学习兴趣是学习动机中最活跃、最积极的成分,也是学习活动中最基本的内驱力因素。长期以来的单科课程设置,造成了一位教师只能教授一门课程的纯专业教学,教师在教学中往往对其他学科的内容避而不谈,从而导致了学生在学习该科知识时的单一性和狭隘性,使各学科之间缺乏应有的有机联系,这也是教师教得“累”,学生学得“苦”的根本原因。而渗透式教学正是要求教师以学科为中心的教学模式中解放出来,重视扩展知识面,重视学科间的渗透和综合。

在中等专业学校或者职业中学设置的课程体系中,生物学只是这个体系的一个子系统,但又是一门边缘性、实践性和整合性较强的学科,它与其他学科即其他子系统之间存在着交叉渗透、相辅相承的关系。虽然不同学科研究的对象不同,知识体系不同,但它们遵循着相同的认知规律,在研究方法上有许多共性。在众多的交叉学科中,生物学与物理学、化学有许多知识交汇点,如:生物新陈代谢章节中涉及到的能量转化就是理、化、生三科知识的交汇点,物理的功和能、化学的电解、生物的光合作用、呼吸作用、ATP的形成等都有着能量的转化过程。同时,教材中渗透着许多物理学和化学的知识:“物质的主动运输”“根的向重力性”“叶绿素吸收光能”“水分的蒸腾”“内环境的稳态”等分别与物理学中的力学、光学、热现象、压强等知识有关;“光合作用”“呼吸作用”“蛋白质的生物合成”“DNA的分子组成”等又与化学的有机、无机知识有关。教师应抓住这些知识交汇点,在学生已有认知结构的基础上,把握渗透的度,引导学生运用物理、化学知识,对相关生物学知识进行思考、分析、讨论和梳理,以加深对知识的理解力度。

“施教之法,贵在引导,妙在开窍。”与教师相比,学生在单科知识的学习上,是被教者,处于劣势,但在全面了解和知识综合的基础条件上常常是有优势的,利用所学各门课程的知识来解决某一问题,对他们而言不是一件不可能的事。让学生充分认识到自身的价值,调动和发挥自身优势,实现自己的主体地位,培养综合意识,正是渗透教学的目的所在。所以,在日常教学中,教师要有目的、有计划地将生物学与其他学科的知识相互迁移,互相渗透。另外,学生对生物学知识的理解能力是与其的阅读表达能力、逻辑思维能力、空间想像能力密切相关的,对不同学科知识点的理解能力即互相影响又互相交叉。因此,让学生学会借鉴其他学科的知识和方法解决生物学问题,既有助于科学思维方法的培养和渗透,也有助于21世纪中国人才科学素质的提高。

3.学科知识与社会生活的渗透和综合

生物学是一门以实验为基础的科学。观察和实验是生物学研究和教学的重要方法。当今世界科技的迅猛发展,许多与生物学有关的科技成果迅速在社会、生产、生活等方面广泛应用。所以,教师在教学中应注意实施STS(科学、技术、社会)教育,有意识地关注生物学与社会、与生活的联系,关注与课本知识有关的一些社会热点问题,如资源、能源、环境污染、温室效应、生物科学绿色食品、克隆技术等,并在课堂教学中将这些前沿的科学研究与生物学基础知识渗透结合,使学生即了解其研究的前沿,感受到生物学对社会发展的作用,又学会关心社会、关心自然,形成科学的人生观和世界观。

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十 八 大 以 来 ， 作 为 第 一 完成单位，中国农科院共获得国家奖34项，国际顶尖期刊上27篇，审定新品种近千个，新农药、兽药证书110项，授权专利3700余项，“顶天立地”成果亮点纷呈。

种质资源保护实现新跨越。 作物种质资源是农业科学原始创新、作物育种及其生物技术产业的重要物质基础。中国农科院在种质资源收集保存方面持续保持领先地位。建成了世界最大的畜禽遗传资源体细胞库，收集保存110个品种6万多份畜禽资源体细胞、609个特种经济动物品种和9万多活体、2万多株微生物资源，完成了主要畜禽经济性状遗传解析。建成了全球第二大农作物种质资源库，长期保有量超过47万份，并对种质资源开展精准鉴定与深入挖掘，完成主要农作物育种性状的分子解析，挖掘出重要功能基因，筛选创制了水稻、小麦、大豆、棉花、油菜、蔬菜、果树等农作物新种质材料800多份，实现了由被动保护向主动保护的新跨越。有力推动了我国从资源大国向资源强国转变。

生物组学研究占领国际制高点。新兴生物组学研究是当前国际学术界的重点和热点领域，中国农科院把握国际生物科学前沿，抢占科技制高点，取得了一系列具有开创性和重大影响力的学术成果。牵头开展了水稻、马铃薯、白菜、黄瓜、番茄、小麦、棉花、油菜等基因组测序，构建了主要农作物核心种质、微核心种质和全基因组变异图谱；同时发掘优异功能基因，获得了一系列重大科学发现，为分子育种奠定了重要理论基础，也奠定了我国在该领域的国际领先地位。

新品种选育能力全面提升。培育了一大批优质、高产、专用的农作物新品种，为保障我国粮食安全和主要农产品有效供给发挥了重要作用。育成的“中嘉早17”“中浙优1号”水稻年推广面积超过1000万亩，选育的85个杂交稻新组合累计推广面积超过1.5亿亩；“中麦895”“中麦175”小麦、“中单909”“中单856”玉米成为我国主导品种，“中黄13”“中黄39”大豆种植面积居全国首位；“中油杂11号”油菜含油量屡创世界新高；“中棉所49”棉花推广面积多年稳居全国前列；“中甘”系列甘蓝推广面积占北方地区甘蓝生产面积60%以上；油桃系列新品种占我国油桃种植面积的80%以上；利用我国独特的资源，培育出“高山美利奴细毛羊”、北京鸭配套系、“中蜜1号”配套系等肉牛、奶牛、猪、羊、禽等主要畜禽新品种，打破国外畜禽品种垄断格局，改变了我国主要畜禽品种长期依赖进口的不利局面。

病虫害防控研究扎实推进。重大病虫害成灾机理研究取得突破，摸清了南方黑条矮缩病发生规律，掌握粘虫、草地螟等迁飞性害虫迁移路线，为我国重大病虫害的预警防控提供了科学依据，中国小麦条锈病综合治理技术研究获国家科技进步一等奖；研制出首个植物抗病毒蛋白质生物农药以及农用抗生素武夷菌素、木霉菌、捕食螨等系列绿色防控技术与产品；研制了农药减量使用技术与设备，开发了微囊缓释种衣剂、无人机喷雾设备等；开展了重大检疫性害虫防控技术研究，探索建立我国植物检疫性害虫的“防火墙”和防控技术体系；研发了土传病虫害防控的技术和产品，在草莓、生姜、大蒜、山药等高经济附加值作物上得到广泛应用，解决了作物连作技术难题，受到广大农民的欢迎。

动物疫病研究引领新方向。在禽流感、口蹄疫、{耳病等重大动物疫病防控研究方面继续保持国际领先地位，研究领域不断拓展深化。在基础研究方面，揭示了重要动物病原感染、免疫、致病和跨种传播机制，实现了动物疫病防控理论的重大突破。在疫病防控方面，针对我国畜牧业生产中的主要畜禽种类，研发系列高效疫苗，有力保障了我国畜牧业的健康持续发展。针对多发重发疫病，研制出多种诊断试剂盒，为疫病快速诊断快速防控提供了技术支撑。

智能化农机装备研制不断推进。突破水稻栽植和油菜、花生、大豆、棉花收获等农业机械装备领域的技术瓶颈，解决制约现代农业发展的短板；着力攻关农业技术装备的共性关键技术，研发与现代农艺措施相配套的高效多功能耕种、航空施药等智能化装备，推进农机、农艺的有效融合；创制一批农业生产急需的重大装备，提升农业设施设备可靠性；研发高效的节水装备和自动化灌排设施；加快信息技术在农业机械装备上的应用研究，提高智能化水平。

重点区域资源环境保护初见成效。突破节水、节地等资源节约共性关键技术，提高水资源利用效率，有效保护和培育东北黑土地、南方红壤等耕地资源。研发畜禽粪便、农作物秸秆等农业废弃物资源化利用的关键技术与设备，探索不同时空尺度下农业应对气候变化的策略。开展三峡库区、丹江口库区、洱海流域农业面源污染监测预警与综合防治技术研究。从源头预防、过程控制、末端治理等环节，研发出低成本、可复制、易推广的重金属污染全产业链综合防控技术体系。研发旱作节水农业共性关键技术，发明低成本、易降解系列缓释肥料，推动建立资源节约、环境友好的生产技术体系。

农产品质量安全保障有力。围绕农产品质量安全监测、污染控制等环节，开发了一批实用技术和设备，有力提升了农产品质量安全检测保障能力与水平。研发的分子印迹特异性识别快速检测技术与设备，能够同步检测5大类农产品的300多种典型化学污染物，为开展农产品快速检测提供了有效支撑，在黄曲霉毒素和“瘦肉精” 等突发事件应对中发挥了重要作用。开展了全国农产品产地重金属污染底数调查监测，构建了重点区域重金属污染动态数据库，及时掌握农产品产地重金属污染变化趋势，为重金属污染监测提供了科学依据。开发的重金属污染钝化技术与产品，使稻米中镉等重金属含量可降低50%以上，并筛选出了5种专门针对南方重金属污染区域的低富集水稻品种。