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(shí)驗(yàn)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(shì)為論點(diǎn)，探討了高校對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生環(huán)保意識(shí)的重要作用，高校綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果，高校環(huán)保型開放實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)；綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)；環(huán)保意識(shí)

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(shí)，也造成了全球能源和資源的短缺，對(duì)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(diǎn)，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(shí)早已融入到學(xué)生的日常學(xué)習(xí)生活中，我國(guó)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(guó)高校正通過理論知識(shí)講授、組織社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)、多媒體教學(xué)和綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方式培養(yǎng)大學(xué)生的環(huán)保意識(shí)［2］。本文就如何在高校教育中將開放實(shí)驗(yàn)課程與環(huán)境保護(hù)有機(jī)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(shí)的重要場(chǎng)所

在全面建成小康社會(huì)的關(guān)鍵階段，國(guó)家對(duì)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(shí)，這對(duì)我國(guó)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(huì)高素質(zhì)群體，也是我國(guó)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(shí)高低對(duì)我國(guó)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(shí)的重任。并且，高校的師資力量和教育設(shè)施是其他社會(huì)教育機(jī)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(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)大學(xué)生的環(huán)保意識(shí)

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中產(chǎn)生的有毒、有害廢物對(duì)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(chǎng)所，大量廢物的排放對(duì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)，將環(huán)保意識(shí)滲透到專業(yè)教學(xué)中，教育學(xué)生節(jié)約試劑、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法及回收處理廢棄物等，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)提高了環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。因?yàn)閷W(xué)生親身參與了實(shí)驗(yàn)的全過程，讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)不僅僅停留在污染環(huán)境的層面上，而對(duì)廢棄物產(chǎn)生的來源及其污染機(jī)制有更深刻的了解，并掌握實(shí)驗(yàn)廢棄物的回收利用、無害處理等實(shí)驗(yàn)技能，進(jìn)一步加深了對(duì)廢棄物的危害性及環(huán)境保護(hù)的必要性的認(rèn)識(shí)，其教學(xué)成果非常顯著。例如，通過建立環(huán)保型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，將環(huán)保意識(shí)成功滲透到高校的化學(xué)教育中［3-5］。

三、利用開放實(shí)驗(yàn)作為培養(yǎng)大學(xué)生環(huán)保意識(shí)的平臺(tái)

由于各學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)只針對(duì)本專業(yè)學(xué)生，因此對(duì)環(huán)保意識(shí)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(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容里傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(duì)其他專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程接觸較少，不能對(duì)其產(chǎn)生濃厚的興趣。若以各學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課或?qū)I(yè)實(shí)驗(yàn)課為教育平臺(tái)，來培養(yǎng)全校學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，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(shí)驗(yàn)的目的主要是在填補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)不足的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，是一種面向全校師生的開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，學(xué)生可根據(jù)自己的專業(yè)要求及個(gè)人興趣在網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師可合理受理、安排學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)。高?？梢栽O(shè)立一些環(huán)保型開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以全面培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能為目的，兼顧綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的同時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)［6-7］。

四、環(huán)保型開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立

1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇

以學(xué)生日常實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室中，設(shè)立有價(jià)值的回收再利用開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生親自完成“變廢為寶”、“無害化處理”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教師在受理學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)的過程中，要充分考慮三個(gè)方面：①不能以再次污染環(huán)境為代價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生做一些對(duì)環(huán)境無污染的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；②使學(xué)生真正拿到具有實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品，提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性；③實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難易度適中，需要考慮到不同專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)》，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程都采用蒸餾水，不僅不會(huì)對(duì)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(duì)學(xué)生有一定的實(shí)用價(jià)值；再次，蒸餾裝置簡(jiǎn)單易架，非常適合外專業(yè)學(xué)生操作，是一個(gè)一舉多得的開放實(shí)驗(yàn)。

2.實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化

完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和環(huán)保意識(shí)，因此教師需要重點(diǎn)注意以下三個(gè)方面：①要求學(xué)生多閱讀參考文獻(xiàn)，盡可能多得掌握實(shí)驗(yàn)方法；②選擇實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)長(zhǎng)、容易造成原花青素?fù)p失，溶出雜質(zhì)多，不單獨(dú)使用；傳統(tǒng)有機(jī)溶劑提取時(shí)間長(zhǎng)、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(diǎn)是使用了有機(jī)溶劑，對(duì)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(shí)驗(yàn)室大型儀器的使用率，讓學(xué)生意識(shí)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(shí)驗(yàn)室廢棄物綠色化處理

在實(shí)驗(yàn)過程中，總會(huì)用到一些有機(jī)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(shí)驗(yàn)，若不妥善處理，直接排到下水道中，將會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。建立環(huán)保型開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系還需要進(jìn)一步改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室廢棄物進(jìn)行循環(huán)利用，變廢為寶；對(duì)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(shí)驗(yàn)既是培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)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(shí)的綠色實(shí)驗(yàn)。通過幾年的實(shí)踐教學(xué)證明，面向全校學(xué)生開設(shè)環(huán)保型開放實(shí)驗(yàn)對(duì)加強(qiáng)大學(xué)生環(huán)保意識(shí)非常有意義，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不僅能夠積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢棄物的產(chǎn)生機(jī)制、處理方法都有深刻地了解，對(duì)綠色實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知由理論上升到實(shí)踐高度。這種將綠色思想滲透到實(shí)踐教學(xué)中的教學(xué)方式，既能較好地完成實(shí)驗(yàn)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(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、提高自身綜合素質(zhì)、激發(fā)創(chuàng)新熱情。目前，我國(guó)高校環(huán)保型開放實(shí)驗(yàn)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(bǔ)這一空缺，把高校打造成培養(yǎng)專業(yè)人才環(huán)保意識(shí)的重要場(chǎng)所，為我國(guó)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(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立［J］.寧波教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，15（4）：89-91.

［2］馬占軍.高校化學(xué)教育中環(huán)保意識(shí)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(shí)在高校化學(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(qiáng)化環(huán)保意識(shí)，實(shí)施綠色有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yáng).淺談天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中環(huán)保意識(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化的探索與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)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(shí)驗(yàn)研究［J］.實(shí)驗(yàn)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(jì)劃項(xiàng)目（NO.131ORJYA022），國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（NO.31460032）。