蘇越 胡瑞玨 蘇海全

[摘 要] “走近稀土材料”課程將生態(tài)文明價(jià)值觀和愛國主義教育貫穿教學(xué)全過程。教研組教師們牢固樹立“生態(tài)文明建設(shè)功在千秋，重在教育”的理念，帶領(lǐng)學(xué)生探索稀土材料的各方面應(yīng)用、結(jié)合高新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，并緊貼生態(tài)環(huán)境、家國情懷和扎根邊疆等現(xiàn)實(shí)問題，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀和發(fā)展觀，潛移默化地將生態(tài)智慧和生態(tài)道德培植在學(xué)生心中，達(dá)到潤物無聲的教育效果。同時(shí)，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，從而樹立為民族復(fù)興而努力、追求文明和進(jìn)步的責(zé)任感和使命感。

[關(guān)鍵詞] 生態(tài)文明;愛國主義;稀土材料;教學(xué)心得

[基金項(xiàng)目] 2015年度內(nèi)蒙古自治區(qū)教育廳視頻公開課課程建設(shè)項(xiàng)目“走近稀土材料”（11600-12100908）;2020年度內(nèi)蒙古大學(xué)線上一流本科課程建設(shè)項(xiàng)目“走近稀土材料”（2020-77-12）

[作者簡介] 蘇 越（1988—），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，博士，內(nèi)蒙古大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院講師，主要從事稀土發(fā)光材料研究;胡瑞玨（1974—），女，廣東中山人，碩士，內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授，主要從事能源催化材料研究;蘇海全（1961—），男，內(nèi)蒙古和林人，博士，內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事稀土材料及能源催化研究。

[中圖分類號(hào)] G641 ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）48-0157-04 ? [收稿日期] 2021-04-06

黨的十八大以來，我們把生態(tài)文明建設(shè)作為統(tǒng)籌推進(jìn)“五位一體”總體布局和協(xié)調(diào)推進(jìn)“四個(gè)全面”戰(zhàn)略布局的重要內(nèi)容，開展一系列根本性、開創(chuàng)性、長遠(yuǎn)性工作。黨的十九大又將建設(shè)生態(tài)文明提升為實(shí)現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的“千年大計(jì)”，提出“牢固樹立社會(huì)主義生態(tài)文明觀，推動(dòng)形成人與自然和諧發(fā)展現(xiàn)代化建設(shè)新格局”。2021年3月5日，習(xí)近平總書記在參加十三屆全國人大四次會(huì)議內(nèi)蒙古代表團(tuán)審議時(shí)強(qiáng)調(diào)：“要堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山的理念，堅(jiān)定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展之路?！盵1]“走近稀土材料”課程將生態(tài)文明價(jià)值觀貫穿課程教學(xué)全過程。通過介紹稀土材料應(yīng)用而帶來節(jié)能減排效果的生動(dòng)實(shí)例以及白云鄂博稀土礦過度開采造成環(huán)境污染的觸目驚心典型，深入淺出地講清楚國家寶藏稀土材料在建設(shè)生態(tài)文明和國防大業(yè)中的關(guān)鍵作用，同時(shí)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到我國的稀土出口限制政策主要是出于環(huán)境保護(hù)和戰(zhàn)略保護(hù)的目的。

愛國，是人世間最深層、最持久的情感，是一個(gè)人立德之源、立功之本。孫中山先生說，做人最大的事情，“就是要知道怎么樣愛國”。我們是中華兒女，要了解中華民族歷史，秉承中華文化基因，有民族自豪感和文化自信心。通過“走近稀土材料”課程，青年學(xué)子們會(huì)了解稀土材料在軍用鋼材和合金、軍事防護(hù)技術(shù)、激光測(cè)距/制導(dǎo)/通訊以及永磁鐵中的重要角色，并且認(rèn)識(shí)到我國稀土材料在軍工中的應(yīng)用水平，以及其他國家的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)。學(xué)生通過對(duì)這門課程系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，不但可以擴(kuò)展軍事方面的知識(shí)，還能更進(jìn)一步明白稀土材料的重要性，并且可以激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。我們需要讓學(xué)生明白，愛國即愛家，軍事實(shí)力是一個(gè)國家強(qiáng)盛的基礎(chǔ)，從而樹立為民族復(fù)興而努力、追求文明和進(jìn)步的責(zé)任感和使命感。

一、“走近稀土材料”課程中的生態(tài)文明教育

生態(tài)環(huán)境如今是全球面臨的一大現(xiàn)實(shí)問題，其中碳排放更是環(huán)境問題的熱點(diǎn)。嚴(yán)重的碳排放會(huì)導(dǎo)致大氣中CO2濃度過剩，從而帶來溫室效應(yīng)。2021年3月15日，習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。[2]如今，研究員已經(jīng)開發(fā)或者正在研究多種減少碳排量的方法，比如礦物碳化、CO2地質(zhì)封存以及海洋封存，還有利用催化劑將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)橛袃r(jià)值的化學(xué)品等。“走近稀土材料”課程中介紹了稀土發(fā)光材料通過其節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，也同樣可以有效地減少碳排放。比如研究人員在1974年就研制的稀土三基色燈，這種燈的發(fā)光效率可提高至80流明每瓦，顯色指數(shù)也高于普通的鹵磷酸鹽熒光燈。一支11瓦的稀土三基色熒光燈的發(fā)光效率相當(dāng)于一支60瓦的白熾燈，其節(jié)能效果非常顯著。因此，如果用節(jié)能燈取代全國15億只40瓦的白熾燈，以節(jié)能4/5計(jì)算，可節(jié)能384億千瓦·時(shí)，相當(dāng)于可少建5個(gè)以上裝機(jī)容量100萬的核發(fā)電站或火力發(fā)電站，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1536萬噸，減少3170萬噸CO2和43萬噸SO2的排放，從而節(jié)約了能源，減少了環(huán)境污染。

值得一提的是，稀土發(fā)光材料除了在照明領(lǐng)域?qū)Νh(huán)境友好外，研究人員還利用稀土發(fā)光材料來檢測(cè)或者降解污染物。以重金屬檢測(cè)為例，通過制備的特殊稀土發(fā)光材料，可以有效檢測(cè)Hg2+。隨著Hg2+濃度升高，這種材料的發(fā)光強(qiáng)度就越高，因此通過建立發(fā)光強(qiáng)度和Hg2+濃度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，就可以快速敏銳的檢測(cè)Hg2+含量。利用光學(xué)檢測(cè)污染物是一種非常有潛力和高效的手段，這是因?yàn)榘l(fā)光強(qiáng)度會(huì)隨著污染物濃度變化而非常敏銳的改變，因此具有檢測(cè)下限低、極其靈敏的優(yōu)勢(shì)。

眾所周知，中國霧霾天氣的主要原因是化石能源燃燒帶來的大氣污染物逐年增加，主要源于熱電排放、工業(yè)尤其是重化工生產(chǎn)、汽車尾氣、冬季供暖、居民生活以及地面灰塵等。發(fā)展高效、潔凈的能源利用技術(shù)、提高燃燒效率和凈化廢氣、尾氣等成為環(huán)保工作的重中之重。油機(jī)動(dòng)車的尾氣對(duì)大氣污染的主要有害物包括：不完全燃燒所生成的一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、和氮氧化合物（NOx），除此外之外還有鉛，磷，硫等有毒物質(zhì)。CO對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)有嚴(yán)重的破壞作用，阻止人體血紅蛋白向人體組織輸送氧氣，引起慢性中毒。碳?xì)浠衔镏泻卸喾N致癌物質(zhì)。氮氧化合物可能導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)的疾病。在太陽光的作用下，NO2分解產(chǎn)生的O和O2生成O3，還進(jìn)一步與烴類反應(yīng)形成光化學(xué)二次污染，對(duì)人類健康造成更大的傷害，同時(shí)，氮氧化合物還是形成酸雨和引起氣候變化的主要原因。汽車尾氣催化凈化技術(shù)，也是隨著汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格而逐步發(fā)展起來的。1959年在美國加州，首次頒布了控制汽車排放污染物的立法，并于1975年率先將凈化催化劑應(yīng)用于汽車工業(yè)。到1985年，美國和日本車廠的新車全部裝有機(jī)外催化凈化裝置，人們稱它為催化凈化器或者催化轉(zhuǎn)化器。早期使用金屬銅（Cu）、鉻（Cr）和鎳（Ni）為凈化催化劑，但其催化活性差、起燃溫度高，易中毒。貴金屬催化劑選用的是鉑（Pt）、銠（Rh）和鈀（Pd），這三種催化劑對(duì)尾氣中的一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）和氮氧化合物（NOx）都具有很好的催化效果。在實(shí)際應(yīng)用過程中，這三種物質(zhì)是協(xié)同作用于尾氣催化過程中的。因而也被稱作“三效催化劑”。然而，缺點(diǎn)是貴金屬資源短缺、價(jià)格昂貴，應(yīng)用推廣存在瓶頸。此外貴金屬催化劑易患鉛中毒，汽車必須要使用無鉛汽油。為此人們希望尋找到一些價(jià)格低、性能好、不含貴金屬的催化劑作為代用品，稀土便成為最受歡迎的代用品之一。20世紀(jì)70年代初，國外學(xué)者研究了鈣鈦礦型稀土復(fù)合氧化物在汽車排氣凈化中的作用，指出稀土催化劑比鉑催化劑具有更高的活性、化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及更長的使用壽命。同時(shí)也是還原氮氧化合物（NOx）的有效催化劑。稀土催化劑價(jià)格相對(duì)較低，特別是具有抗鉛中毒的特性。1971年，稀土材料被引入催化劑活性涂層用來凈化汽車尾氣以來，稀土氧化物得到了迅速發(fā)展。目前，公認(rèn)的具有良好催化效果的稀土催化材料主要包括鈣鈦礦型、鈰鋯固溶體及高溫穩(wěn)定的稀土復(fù)合氧化鋁類催化材料[3]。

當(dāng)然，我們也需要面對(duì)稀土礦開采所帶來的環(huán)境問題，比如現(xiàn)今困擾我國稀土產(chǎn)業(yè)的放射性釷廢物堆存的難題。釷元素是稀土礦中常見的伴生元素，由于對(duì)稀土礦物大量的開采，自然也會(huì)帶來相當(dāng)量的釷廢物。然而目前還沒有能高效利用釷元素的技術(shù)，這導(dǎo)致伴生釷廢物大量的積存，而其放射性也給當(dāng)?shù)鼐用駧砹丝只拧Ｈ缃褚恍┭芯咳藛T正努力地去研究這個(gè)問題的解決方法。因此，我們應(yīng)該著重去培養(yǎng)稀土產(chǎn)業(yè)中這方面的人才，以解決這個(gè)現(xiàn)實(shí)中的困境，而這一切首先應(yīng)該從本科生做起。

綜上所述，在生態(tài)環(huán)境問題愈發(fā)重要的今日，稀土材料也將扮演越來越多的環(huán)保角色，但稀土開采面臨的環(huán)境問題也同樣需要去解決。因此，在講授“走近稀土材料”這門課程時(shí)，引入生態(tài)環(huán)境問題是必要的且符合現(xiàn)實(shí)問題的。故在本課程中，我們介紹了稀土發(fā)光材料的節(jié)能優(yōu)勢(shì)、稀土發(fā)光材料檢測(cè)或者降解污染物的功效以及稀土三效催化劑在汽車排氣凈化中的作用，同時(shí)也指出了稀土礦開采所帶來的環(huán)境問題。本課程通過上述實(shí)例令學(xué)生能夠從能源、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)的角度，充分認(rèn)識(shí)到現(xiàn)今材料科學(xué)中，環(huán)境友好和節(jié)能減排的優(yōu)勢(shì)是何等重要。

二、“走近稀土材料”課程中的愛國主義培育

稀土元素是現(xiàn)今很多種工業(yè)產(chǎn)品的必要組分，而這些產(chǎn)品橫跨了多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是高科技產(chǎn)品，諸如手機(jī)、新能源汽車、新型發(fā)電機(jī)、電腦硬件以及各類軍用裝備等。由于稀土元素在工業(yè)產(chǎn)品中的廣泛使用以及其不可缺特性，故稀土被譽(yù)為“工業(yè)維生素”[4]。因此稀土材料的研發(fā)和應(yīng)用對(duì)于發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家都具有重要的意義，是一種十分關(guān)鍵的新型熱點(diǎn)材料。值得慶幸的是，我國是世界上頭號(hào)稀土大國，擁有全世界最大的稀土礦，即來自內(nèi)蒙古自治區(qū)的白云鄂博稀土礦，因此我國在國際稀土市場(chǎng)中扮演著極其重要的角色。如今，稀土資源成了我國的重要戰(zhàn)略性資源。

需要一提的是，由于我國對(duì)稀土出口進(jìn)行的嚴(yán)格管控，以及隨后激烈的中美貿(mào)易戰(zhàn)等原因，以美國為首的多個(gè)國家已逐漸開始減少對(duì)中國稀土的依賴，并大力開發(fā)自己的稀土礦以對(duì)我國稀土產(chǎn)業(yè)進(jìn)行“圍堵”。在這樣的嚴(yán)峻形勢(shì)下，稀土材料的研發(fā)和應(yīng)用水平對(duì)我國稀土產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展以及我國在國際稀土市場(chǎng)上的話語權(quán)具有決定性的意義。

盡管稀土材料的重要性在業(yè)內(nèi)眾所周，但是關(guān)于這類材料的普及在本科教育中卻仍然相對(duì)匱乏。我校本科生對(duì)稀土的認(rèn)識(shí)大部分仍然比較淺顯，僅局限在什么是稀土元素，以及稀土元素性質(zhì)的水平上，而對(duì)稀土元素在工業(yè)中的重要價(jià)值、稀土材料的具體應(yīng)用以及我國稀土產(chǎn)業(yè)面臨的難題等相關(guān)認(rèn)知基本處于空白。更令人擔(dān)憂的是，有的相關(guān)專業(yè)學(xué)生僅僅聽說過“稀土”這兩個(gè)字，而不知道具體指代哪些元素;甚至有的學(xué)生來自內(nèi)蒙古包頭，但是不知道包頭有白云鄂博這個(gè)世界上最大的稀土礦，不知道包頭著名的稀土高新區(qū)是干什么的。以上提到的情況不可忽視，這表明目前本科教學(xué)在某些方面與實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)存在一定程度的脫節(jié)。這不但容易引起學(xué)生讀死書，忽略現(xiàn)實(shí)問題的現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)令學(xué)生錯(cuò)過可能的就業(yè)機(jī)會(huì)，以及將來作為研究生時(shí)的研究方向。

近年來，一系列接踵而至的大事件充分暴露了西方反華勢(shì)力“亡我之心不死”的嘴臉。從最開始的中美貿(mào)易戰(zhàn)打響，以美國為首等國家制裁打壓我國華為等重要企業(yè)乃至新冠疫情在全球肆虐時(shí)一些國家對(duì)我國瘋狂的抹黑污蔑，再到現(xiàn)在新疆棉花事件等，這些事件背后的目的是非常明顯的：打壓我國的經(jīng)濟(jì)和主要產(chǎn)業(yè)、動(dòng)用全球輿論對(duì)我國進(jìn)行污名化和孤立化乃至擾亂新疆的穩(wěn)定，其最終目的就是動(dòng)用一切手段來阻止我國的發(fā)展。然而值得喜慶的事，我們看到了我國的外交官對(duì)外越來越強(qiáng)硬的態(tài)度，還有一系列令人稱快的反制裁措施乃至在全世界最為出色的防疫和抗疫表現(xiàn)。這一切歸功于黨的領(lǐng)導(dǎo)，以及我國強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)和軍事實(shí)力作為后盾。

在“走近稀土材料”這門課程中，之所以要探索稀土材料在軍事方面的應(yīng)用，是因?yàn)檐娛聦?duì)國家國防具有無可比擬的重要性。實(shí)際上，正是由于國家之間的軍事力量相互制衡，才能帶來如今的和平。軍事是一個(gè)國家的最后底牌，也是決定外交話語權(quán)的最重要因素之一。如今我們之所以能對(duì)西方國家越來越強(qiáng)硬，主要原因就是因?yàn)槲覈娛聦?shí)力的巨大進(jìn)步和發(fā)展。在現(xiàn)今國際環(huán)境氛圍愈發(fā)緊張的情況下，只有強(qiáng)大的軍事實(shí)力才能保證我們的和平與安穩(wěn)。因此在本課程中，令學(xué)生了解當(dāng)前國際形勢(shì)、軍事相關(guān)知識(shí)和稀土材料在軍事應(yīng)用中的重要角色，也是緊貼現(xiàn)實(shí)問題的。通過這門課程，我們希望學(xué)生認(rèn)識(shí)到中國的軍工是一步一個(gè)腳印，踏踏實(shí)實(shí)逐漸摸索而壯大的，這其中自然也包括了軍用稀土材料的研發(fā)和應(yīng)用技術(shù)。

中國作為稀土大國，在本科生階段就應(yīng)該注重稀土產(chǎn)業(yè)人才方面的培養(yǎng)，令學(xué)生能充分認(rèn)識(shí)到我國稀土產(chǎn)業(yè)如今面臨的難題，這些難題如今已經(jīng)成為阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展的絆腳石。比如，我國雖然具有全世界先進(jìn)一流的稀土礦開采和分離技術(shù)，但是我國稀土產(chǎn)業(yè)中低端產(chǎn)品占多數(shù)，高端產(chǎn)品和高端元器件較少。稀土原材料和稀土高端元器件的價(jià)格差距是非常巨大的，后者遠(yuǎn)高于前者。因此當(dāng)我們出口稀土原材料，而進(jìn)口國外高端元器件時(shí)，在貿(mào)易上我們實(shí)際上吃了很大虧。

通過“走近稀土材料”課程，我們讓學(xué)生明白，愛國即愛家，軍事實(shí)力是一個(gè)國家強(qiáng)盛的基礎(chǔ)。如果沒有自己的軍工基礎(chǔ)，而只能靠購買國外裝備來維持軍事實(shí)力，不但會(huì)扼殺本國的軍工水平，還會(huì)使我國受制于他國。擁有自己的軍工，就不會(huì)受制于人，并擁有決定權(quán)和話語權(quán)。因此，稀土材料在軍事方面的應(yīng)用，應(yīng)該是相關(guān)專業(yè)本科生了解的知識(shí)，而這方面的人才也是國家迫切需要的。

三、結(jié)語

“走近稀土材料”課程教學(xué)，不僅是專業(yè)知識(shí)的簡單傳授，更是培養(yǎng)學(xué)生“生態(tài)文明”觀念和愛國主義理想的重要途徑。課程帶領(lǐng)學(xué)生探索稀土材料的各方面應(yīng)用、結(jié)合高新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，并緊貼生態(tài)環(huán)境、家國情懷和扎根邊疆等現(xiàn)實(shí)問題，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀和發(fā)展觀。

參考文獻(xiàn)

[1]（兩會(huì)受權(quán)發(fā)布）習(xí)近平參加內(nèi)蒙古代表團(tuán)審議[EB/OL].（2021-03-05）[2021-04-05].http：//cn.chinadaily.com.cn/a/202103/05/WS604234a5a3101e7ce97428ab.html.

[2]習(xí)近平主持召開中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議[EB/OL].（2021-03-15）[2021-04-05].http：//www.gov.cn/xinwen/2021-03/15/content_5593154.htm.

[3]黃可龍，王紅霞，劉素琴.稀土在汽車尾氣凈化催化劑中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].稀土，2002，23（10）：50-53.

[4]孟祥福.稀土——工業(yè)的維生素[J].化學(xué)世界，2011（7）：447-448.