高校環(huán)保型開放實驗教學(xué)的探討

莊 巖，王永剛，薛鴻燕，張丙云，冷非凡，楊明俊

（1蘭州理工大學(xué)，生命科學(xué)與工程學(xué)院，蘭州，甘肅省，730050）

高校環(huán)保型開放實驗教學(xué)的探討

莊 巖1，王永剛1，薛鴻燕1，張丙云1，冷非凡1，楊明俊1

（1蘭州理工大學(xué)，生命科學(xué)與工程學(xué)院，蘭州，甘肅省，730050）

以未來培養(yǎng)環(huán)保型專業(yè)人才的發(fā)展趨勢為論點，探討了高校對培養(yǎng)大學(xué)生環(huán)保意識的重要作用，高校綠色實驗教學(xué)的成果，高校環(huán)保型開放實驗教學(xué)體系的建立，為今后高校開展大學(xué)生環(huán)保教育提供一些有意義的建議。

環(huán)保型開放實驗；綠色實驗教學(xué)；環(huán)保意識

世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展大大改善了人們的生活條件，與此同時，也造成了全球能源和資源的短缺，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和破壞。目前，環(huán)境問題已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點，如何保護(hù)我們共同的家園，是全世界人民共同的使命。在西方大學(xué)中，環(huán)保意識早已融入到學(xué)生的日常學(xué)習(xí)生活中，我國教育界也應(yīng)該將綠色低碳理念融入教學(xué)中，將環(huán)境保護(hù)、綠色發(fā)展的思想植根于學(xué)生心中［1］。

我國高校正通過理論知識講授、組織社會實踐活動、多媒體教學(xué)和綠色實驗教學(xué)等方式培養(yǎng)大學(xué)生的環(huán)保意識［2］。本文就如何在高校教育中將開放實驗課程與環(huán)境保護(hù)有機結(jié)合起來進(jìn)行探討。

一、高校應(yīng)成為培養(yǎng)專業(yè)人才環(huán)保意識的重要場所

在全面建成小康社會的關(guān)鍵階段，國家對生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護(hù)作用作出了重大戰(zhàn)略部署，需要大批的高素質(zhì)專業(yè)人才來完成這一宏偉目標(biāo)，這些人才不僅應(yīng)該具有創(chuàng)新能力，更需要具有環(huán)保意識，這對我國發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)具有非常重要的意義。高等學(xué)校作為培養(yǎng)大學(xué)生的搖籃，培養(yǎng)的人才既是全社會高素質(zhì)群體，也是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要生力軍和骨干力量，大學(xué)生的環(huán)保意識高低對我國生態(tài)文明建設(shè)有重要影響，所以高校應(yīng)該肩負(fù)起培養(yǎng)大學(xué)生環(huán)保意識的重任。并且，高校的師資力量和教育設(shè)施是其他社會教育機構(gòu)所不能比擬的，其良好的校園環(huán)境和學(xué)習(xí)氛圍，能夠促進(jìn)環(huán)保教育的良性發(fā)展。

二、利用實驗教學(xué)培養(yǎng)大學(xué)生的環(huán)保意識

高校實驗教學(xué)過程中產(chǎn)生的有毒、有害廢物對環(huán)境污染很大，特別是高校一般都處于城市中心、人口密集場所，大量廢物的排放對周邊人們的身體健康危害也非常嚴(yán)重。近年來，各高校都提出了綠色實驗教學(xué)，將環(huán)保意識滲透到專業(yè)教學(xué)中，教育學(xué)生節(jié)約試劑、優(yōu)化實驗方法及回收處理廢棄物等，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時提高了環(huán)境保護(hù)的意識。因為學(xué)生親身參與了實驗的全過程，讓學(xué)生的認(rèn)識不僅僅停留在污染環(huán)境的層面上，而對廢棄物產(chǎn)生的來源及其污染機制有更深刻的了解，并掌握實驗廢棄物的回收利用、無害處理等實驗技能，進(jìn)一步加深了對廢棄物的危害性及環(huán)境保護(hù)的必要性的認(rèn)識，其教學(xué)成果非常顯著。例如，通過建立環(huán)保型實驗教學(xué)體系，將環(huán)保意識成功滲透到高校的化學(xué)教育中［3-5］。

三、利用開放實驗作為培養(yǎng)大學(xué)生環(huán)保意識的平臺

由于各學(xué)科的實驗教學(xué)只針對本專業(yè)學(xué)生，因此對環(huán)保意識的培養(yǎng)起不到普及作用；其次，各學(xué)科專業(yè)所開設(shè)的基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗課程內(nèi)容里傳統(tǒng)實驗項目較多、實驗項目較為固定，教育方式比較死板，缺少靈活性，不適合外專業(yè)學(xué)生研修；再次，外專業(yè)學(xué)生對其他專業(yè)的實驗課程接觸較少，不能對其產(chǎn)生濃厚的興趣。若以各學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)實驗課或?qū)I(yè)實驗課為教育平臺，來培養(yǎng)全校學(xué)生的環(huán)保意識，顯然不太合適，特別是文史類專業(yè)的學(xué)生。然而，高校開放實驗的目的主要是在填補傳統(tǒng)教學(xué)不足的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，是一種面向全校師生的開放實驗教學(xué)模式，學(xué)生可根據(jù)自己的專業(yè)要求及個人興趣在網(wǎng)上預(yù)約實驗項目，教師可合理受理、安排學(xué)生開放實驗。高校可以設(shè)立一些環(huán)保型開放實驗項目，以全面培養(yǎng)學(xué)生綜合實驗技能為目的，兼顧綠色實驗教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的同時，增強學(xué)生的環(huán)保意識［6-7］。

四、環(huán)保型開放實驗教學(xué)體系的建立

1.實驗項目的選擇

以學(xué)生日常實驗中、生活中所產(chǎn)生的廢棄物為原料，倡導(dǎo)學(xué)生將身邊、生活中的廢棄物帶入實驗室中，設(shè)立有價值的回收再利用開放實驗項目，讓學(xué)生親自完成“變廢為寶”、“無害化處理”的實驗項目。教師在受理學(xué)生開放實驗的過程中，要充分考慮三個方面：①不能以再次污染環(huán)境為代價，鼓勵學(xué)生做一些對環(huán)境無污染的綜合性、設(shè)計性實驗；②使學(xué)生真正拿到具有實用價值的產(chǎn)品，提高學(xué)生參與實驗的積極性；③實驗項目的難易度適中，需要考慮到不同專業(yè)學(xué)生的實驗?zāi)芰Σ町惽闆r。例如，設(shè)立《水蒸汽蒸餾法提取橘皮精油的開放實驗》，整個實驗過程都采用蒸餾水，不僅不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，而且蒸餾后的廢渣亦可以養(yǎng)花；其次，橘皮精油具有提神醒腦的作用，對學(xué)生有一定的實用價值；再次，蒸餾裝置簡單易架，非常適合外專業(yè)學(xué)生操作，是一個一舉多得的開放實驗。

2.實驗方案的優(yōu)化

完成一個實驗項目往往有許多種方案可供選擇，教師的主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生對實驗方案進(jìn)行改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和環(huán)保意識，因此教師需要重點注意以下三個方面：①要求學(xué)生多閱讀參考文獻(xiàn)，盡可能多得掌握實驗方法；②選擇實驗污染性小、試劑易回收處理的方法，用低毒或無毒試劑替代毒性較高的試劑；③比較傳統(tǒng)技術(shù)，選擇綠色新技術(shù)、新實驗儀器。例如，原花青素提取工藝研究，水提取法雖然環(huán)保，但是耗時長、容易造成原花青素?fù)p失，溶出雜質(zhì)多，不單獨使用；傳統(tǒng)有機溶劑提取時間長、成分易被破壞、雜質(zhì)含量高、萃取溶劑消耗量大及污染環(huán)境；雖然微波輔助法和超聲波提取法提高了原花青素的提取效率，但是這兩種方法最大的缺點是使用了有機溶劑，對環(huán)境仍有污染；采用超臨界CO2萃取原青花素，萃取率高、原青花素成分穩(wěn)定、無污染；酶法提取率高，無污染［8］。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生使用超臨界方法和酶法提取原青花素，不僅使學(xué)生掌握了新的提取技術(shù)、新儀器的使用方法，還提高了實驗室大型儀器的使用率，讓學(xué)生意識到未來的科學(xué)方法都是本著綠色環(huán)保的方向發(fā)展的。

3.實驗室廢棄物綠色化處理

在實驗過程中，總會用到一些有機溶劑、酸堿、有毒藥品，所以廢棄物的產(chǎn)生是不可避免的，特別是材料、化學(xué)、生物實驗，若不妥善處理，直接排到下水道中，將會嚴(yán)重污染環(huán)境。建立環(huán)保型開放實驗教學(xué)體系還需要進(jìn)一步改革實驗教學(xué)，對實驗過程中產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行合理分類：回收利用、無害化處理，以此減少“三廢”等有毒有害物質(zhì)的排放；將回收的實驗室廢棄物進(jìn)行循環(huán)利用，變廢為寶；對無法進(jìn)行回收利用的廢棄物，要經(jīng)過專職部門進(jìn)行無害化處理。例如，利用含碘廢液制備碘化鉀，先用CuSO4沉淀廢液中的碘，得到CuI，加入Fe粉發(fā)生置換反應(yīng)后，再加入K2CO3溶液即可反應(yīng)得到KI［9］。處理失效的鉻酸廢洗液，先用還原劑將殘留的Cr6+變成Cr3+，再用廢堿液調(diào)節(jié)pH值使其生成毒性較低的氫氧化鉻沉淀［1］。

五、結(jié)束語

高校開放實驗既是培養(yǎng)大學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新精神的好課堂，也是培養(yǎng)大學(xué)生環(huán)保意識的綠色實驗。通過幾年的實踐教學(xué)證明，面向全校學(xué)生開設(shè)環(huán)保型開放實驗對加強大學(xué)生環(huán)保意識非常有意義，學(xué)生在實驗過程中不僅能夠積極主動學(xué)習(xí)，而且對實驗室廢棄物的產(chǎn)生機制、處理方法都有深刻地了解，對綠色實驗的認(rèn)知由理論上升到實踐高度。這種將綠色思想滲透到實踐教學(xué)中的教學(xué)方式，既能較好地完成實驗教學(xué)任務(wù)，從源頭上減少污染物的產(chǎn)生，又使學(xué)生在綠色思想的指導(dǎo)下獨立完成實驗項目、提高自身綜合素質(zhì)、激發(fā)創(chuàng)新熱情。目前，我國高校環(huán)保型開放實驗面向文史類專業(yè)學(xué)生較少，需要高校教師共同努力填補這一空缺，把高校打造成培養(yǎng)專業(yè)人才環(huán)保意識的重要場所，為我國可持續(xù)發(fā)展起到積極作用?！盋FI

［1］張杰，李丹.化學(xué)化工類專業(yè)環(huán)保型實驗教學(xué)體系的建立［J］.寧波教育學(xué)院學(xué)報，2013，15（4）：89-91.

［2］馬占軍.高?；瘜W(xué)教育中環(huán)保意識的滲透［J］.現(xiàn)代交際，2010，（296）：217.

［3］賀志麗，慈成剛，張麗，孟凡坤.環(huán)保意識在高?；瘜W(xué)專業(yè)教學(xué)中得滲透方法與途徑［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（18）：8072-8073，8075.

［4］周靜，柏任流.強化環(huán)保意識，實施綠色有機化學(xué)實驗教學(xué)［J］.廣州化工，2013，41（22）：182-184.

［5］白紅妍，周先麗，楊新平，齊娜，楊揚.淺談天然藥物化學(xué)實驗中環(huán)保意識的培養(yǎng)［J］.大眾科技，2015，17（190）：165-166，169.

［6］陳敏，盧其明，羅志剛.化學(xué)開放實驗教學(xué)綠色化的探索與實踐［J］.實驗室研究與探索，2013，32（4）：135-139.

［7］徐嬪，范曉燕.分析化學(xué)綠色實驗教學(xué)的探索與實踐［J］.廣州化工，2013，41（15）：249-250.

［8］李超，王衛(wèi)東.原花青素提取方法的研究進(jìn)展［J］.糧油加工，2009，（9）：145-148.

［9］孟春霞，高先池，孫婧.利用含碘廢液制備碘化鉀的實驗研究［J］.實驗室科學(xué)，2014，17（5）：6-9.

Discussion on Environment-Friendly Open Experimental Teaching in Universites

Yan Zhuang1， Yong-gang Wang1， Hong-yan Xue1， Bing-yun Zhang1， Fei-fan Leng1， Ming-jun Yang1
（1School of Life Science and Engineering ， Lanzhou University of Technology， Lan Zhou， Gansu Province， 730050）

Several problems about culturing environment-friendly talent in the future development trend were discussed，such as the university on an important role in cultivating college students’ awareness of environment protection， the achievements of green experiment teaching in universities， and how to establish environment-friendly open experimental teaching system. It provides some meaningful suggestions for college students to carry out environmental education in the future.

Environment-friendly open experiment； green experimental teaching； environmental cosciousness

甘肅省青年科技基金計劃項目（NO.131ORJYA022），國家自然科學(xué)基金項目（NO.31460032）。