高校本科教學實驗室的綠色化建設

許仁鑫　王丹　石先陽　李元娜　范佳民

[摘 要]加強綠色化教育，推行綠色化改革，提倡綠色化實驗已成為高校實驗教學中不可缺少的一部分。安徽大學國家級生態與環境實驗教學示范中心以“綠色化建設”為主題，建立有效的規章制度，整體規劃實驗室布局，長期不懈地努力，通過不斷提高硬件設施水平以及最大限度的減少實驗所帶來的污染等措施，培養師生“綠色”思想，將“綠色化”深入實驗室建設的各個環節，從而創建“綠色實驗室”。

[關鍵詞]綠色化；實驗室；環境；建設

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）05-0022-03

能源短缺，生態環境受到破壞，如何有效的治理環境污染，保護生態環境，成為亟待解決的主要問題。[1][2]2015年5月，中共中央、國務院發布《關于加快推進生態文明建設的意見》，首次明確將“綠色化”納入我國現代化推進的戰略之中，并將其作為現代化建設的重要目標。環保部在《關于加快推動生活方式綠色化的實施意見》中，要求大力宣傳人與自然和諧發展，切實增強全民節約意識、環境意識、生態意識，牢固樹立生態文明理念。

“綠色化”實驗室建設，旨在運用“綠色化”思想，從管理和實驗技術方法改進等方面減少或消除實驗室污染。實驗室是學生學習經典理論、掌握實驗技巧的基本場所，同時也是提高其自身素質，培養其創新意識的科研平臺[3]，但經研究發現，在傳統的實驗室管理體系下，絕大部分高校長期處于“實驗—污染—再實驗—再污染”的惡性循環之中。[4]實驗室污染常呈現出污染物種類多，組分復雜；污染總量小，但濃度較大等特點，給實驗室污染的處理帶來很大難度，且我國缺乏行之有效的污染防治措施及健全的污染防治法規制度，致使實驗室成為環境污染的重要因素。[5]并且，學生長期在這種實驗室管理體系之下學習，勢必會養成不良的科研習慣，形成“實驗便會污染”的錯誤觀點。本科階段是大學生世界觀、人生觀形成的重要時期，作為未來國家的中流砥柱，大學生的思想和觀念將直接影響著國家的前途和命運。因此，為了滿足實驗室“科學化、綠色化”的基本需要，在未來的實驗教學及管理中，加強綠色化教育，推行綠色化改革，提倡綠色化實驗迫在眉睫。

安徽大學國家級生態與環境實驗教學示范中心（以下簡稱“中心”）是以培養“安徽生態強省建設和環境保護亟須的高素質復合型創新人才”為目標，以先進教學及管理理念為指導，結合實際情況，實行綠色化管理的實驗中心。在“中心”領導、實驗教師、實驗技術人員以及在校大學生的共同努力之下，目前“中心”綠色化建設已取得顯著成效。本文對現階段工作進行總結，以期為進一步完善實驗教學綠色化建設提供依據。

一、配備綠色裝置，規劃整體布局

“中心”現承擔著環境科學與工程、生態學、地理信息科學、地質學、測繪工程五個一級學科的實驗項目，各學科雖實驗側重點不同，但學科之間也有交叉部分。為了最大限度的避免重復引進、重復建設，減少各類儀器設備的損耗和浪費等問題，“中心”人員集思廣益，對實驗室的整體布局進行了合理規劃，并對實驗室實行了綜合管理。按照各類實驗室的功能和特點劃分為實驗準備室、顯微鏡室、環境類測試實驗室、生態類實驗室、工程實驗室等實驗教學平臺，供各學科人員共同使用。

二、建立綠色標準，健全管理機制

（一）教學實驗室綠色化規章制度的建立

任何團體，都需要有一個嚴格、高效的管理制度。“中心”對實驗室管理、實驗教學、實驗人員職責、助管工作等各方面均設立完善的規章制度，該制度與綠色化標準嚴格對應，確保實驗室的綠色化建設有章可循。

（二）教學實驗藥品的綠色化管理

教學實驗藥品一體化管理是預防污染、構建綠色實驗室的主要任務之一。[6]“中心”藥品實行一體化管理，各專業實驗技術人員將實驗所需藥品報至實驗中心，由“中心”進行統計、購買、調度，避免重復購買，造成資源浪費。實驗中心配有專人管理藥品庫房。管理人員將各類藥品的名稱、出產廠家、數量、規格、放置位置等詳細信息登記入冊，并按照藥品屬性進行分類、有序放置。領取藥品時均需注明申請理由并由“中心”主任審批，審批登記后，由庫房管理員對藥品進行分發，使用完畢必須及時送還，并由管理員將藥品復位。此項舉措使藥品真正的移出教室、辦公室，最大程度地保證了師生的健康和安全。

（三）一般小型教學儀器的綠色化管理

常規儀器統一管理、定點存放，實行儀器管理專人負責制，定期維護，并配有工作日志，使儀器設備管理規范化、科學化。此外，“中心”大力提高管理人員的維修技能，使一些簡單的儀器故障得到迅速解決；對于難度較大的損壞維修，“中心”要求及時報備，以最低程度減少儀器損壞，提高儀器使用效率。

（四）大型儀器設備的綠色化管理

隨著國家對實驗教學的日趨重視及大力輔助，各高校的實驗教學條件有了顯著提高。[1]傳統的實驗室分析操作具有試劑用量大、污染嚴重、耗時耗力等弊端，不利于“中心”綠色化發展的持續推進。各類大型儀器設備在科研領域中應用較多，備受青睞，具有其獨特的優勢，但本科生直接接觸和操作先進儀器的機會很少。“中心”引進離子色譜儀、原子吸收分光光度計、石墨爐、總有機碳測定儀等大型儀器設備應用于本科生的日常教學工作之中。如“中心”過去對廢水中鉻的測定采用的是可見分光光度法，操作繁瑣，污染較大。當引入原子吸收分光光度計進行測量時，僅需要簡短的預處理即可上機測試，不僅節省了時間，減少了試劑的消耗，更是從源頭上遏制了實驗室的污染。“中心”引進的大型儀器設備不僅開拓了本科生的視野，提高了學生綜合素質，更是培養了學生規范的科研理念，是“中心”綠色化建設的可靠“武器”。

“中心”對大型儀器實行平臺共享、預約實驗制度。此項舉措大大增加了大型儀器的使用效率，削減了重復購置儀器的費用，且極大的節省了儀器維護所需的人力與物力，促進了綠色化管理的進一步完善。

三、改革實驗內容，減少環境污染

（一）精心選擇實驗內容，切實保證師生健康

“中心”對實驗教學的內容進行遴選時，盡量刪除毒性大、污染嚴重的實驗，選擇零污染或污染較小的實驗。如提取葉綠素a的有機溶劑有甲醇、乙醇、丙酮、N-N二甲基酰胺和混合溶劑等，但甲醇、N-N二甲基酰胺以及丙酮與乙醇相比，毒性較大，對周圍環境危害嚴重；相比而言，熱乙醇法提取效率高，對學生的基本技能也能有相應的訓練，故用熱乙醇法代替其他幾種萃取劑來對水體浮游植物葉綠素a含量進行測定。實驗教師授課時要明確指出各種試劑的毒性以及不同方法測定的差異性，讓學生不僅在整體上掌握實驗，并且對“綠色化”有了更深層次的理解。

（二）設計系列實驗，減少污染物的產生

綠色實驗的理念不是被動地治理污染，而是主動地減少甚至消除實驗室的污染。[7]“中心”管理人員從整體上將實驗項目所用材料進行匯總、整合，力求做到“廢物利用”。例如廢水中“化學需氧量的測定”這一實驗項目中重鉻酸鉀試劑的使用，導致實驗廢水中有大量的Cr離子存在，對生物體有極大的毒害作用。“中心”將此廢液統一存放，簡單處理后使其成為“水中Cr的形態分析”、“污染物質對藻類的毒性效應”以及“重金屬在土壤-植物體系中的遷移轉化” 等實驗項目的原料，減少了Cr的使用量，極大程度地減輕了環境污染。又如“土壤對堿性染料的吸附”實驗項目中，實驗技術人員將實驗中剩余的染料以及用少量自來水清洗殘留染料瓶的廢液集中存放，并運用于“廢水色度的測定”中，既節省了實驗原料，又減少了染料對環境中的污染。將前一實驗項目所產生廢物直接或間接轉變成后續實驗的原料，從源頭上減少了實驗廢物的產生，是“中心”實行“綠色化”的有效嘗試。

（三）引入仿真系統，保障“綠色化”實施

網絡實景仿真實驗系統（簡稱仿真系統）作為實驗教學的一種手段已慢慢進入人們的視野，它將文字、圖像、聲音、視頻以及動畫等信息集于一體，既真實生動的展現了實驗的過程[8]，又實現了試劑和儀器裝置的零投入、零排放，是真正意義上的綠色實驗。“中心”引入仿真實驗，一方面代替那些毒性大，危險性高的實驗項目；另一方面，仿真實驗作為學生實驗預習的參考資料，強化了學生對于基礎知識的掌握，減少了錯誤操作所引發的危險以及重復實驗所造成的試劑損耗。“虛實結合”的教學方法是“中心”實現綠色實驗室的必要手段。

四、弘揚綠色理念，維護實驗環境

（一）切實提高實驗教師及實驗技術人員自身素質

實驗教師與實驗技術人員是實驗的策劃者，也是學生實驗的指導者，教師自身的綠色意識顯得尤為重要。“中心”依托于資源與環境工程學院，學院教師對于環境保護均有較高層次的認識。“中心”實驗人員大多來自環境、生態、化學等專業，其自身均有一定的專業知識與素養，有效地促進了綠色化實驗室的建立和完善。

（二）著重培養學生綠色環保理念

長期以來，在高校實驗教學過程中，由于要保證教學任務的順利完成，教師在準備實驗時往往配制過多的試劑藥品；實驗中，教師多重視培養學生的觀察能力、動手能力、創新能力等，實驗內容及方法主要側重于知識的傳授及實驗技能的培養，對于藥品的使用情況極少關注，因此學生往往不會注意到試劑、藥品的大量浪費以及由其產生的環境污染。大學時期學生具有很強的可塑性，教師的言行會對學生造成深刻的影響，因此教師應該站在“可持續發展”這一戰略高度，以強烈的歷史責任感，規范自己的一言一行，積極主動地參加國家綠色實驗室的創建工作，并把此項工作當作自己的人生和事業追求。[9]教師在實驗課上講授原理的同時，還要講清藥品的性能、危害和使用時的注意事項，以及隨便排放后可能對環境造成的危害，培養學生良好的實驗習慣及綠色環保意識，這是保證實現綠色實驗室的重要環節。

教師除了指導學生進行實驗操作之外，還需監督學生妥善安置實驗剩余的藥品試劑，清理實驗場地，保證后續實驗的順利進行，培養學生“有始有終，綠色實驗”的科研態度。

五、結語

“中心”以“綠色化”理念為指導，通過加強實驗室功能分區，落實和強化“綠色”管理措施，合理調整實驗內容以及引領學生發揮專業優勢等一系列措施，不僅在環境上推進“綠色化”建設的進程，更是將綠色理念深入人心。目前，“中心”的“綠色化”建設取得了長足進步。盡管目前我們取得了一些成績，但我們深知綠色化建設道路依舊漫長，我們仍需不斷探索、不斷前行，以取得更大的成就，從而為全院乃至全校師生服務，為建設生態文明，和諧校園做出更多貢獻。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 石慧芳.創建綠色實驗室 還師生健康的學習環境[J].中國現代教育裝備，2010（12）：67-68.

[2] 李銘慧，高興軍，毛燕，等.淺談高校綠色實驗室構建[J]. 實驗室科學，2013（2）：197-199.

[3] 趙天琦，陳曉東，孟繁雨.精細化工專業實驗的綠色化建設和教學改革探索[J].實驗室研究與探索，2014（5）：144-147.

[4] 劉雪萍，張進軍.地方高校實驗室建設的改革與實踐[J]. 山西師大學報（社會科學版），2015（5）：143-145.

[5] 宋智.高校基礎實驗室的排污現狀及其防治對策[J].實驗術與管理，2009（6）：1-2.

[6] 丁永蘭，彭圣明.高校化學實驗室綠色化管理[J].高校實驗室工作研究，2011（3）：55-56.

[7] 王杰，蔣心惠.在普通化學與分析化學實驗教學中滲透綠色教育理念的思考[J].時代教育，2008（2）：95-96.

[8] 張莉，劉興榮，連素琴，等.網絡實景仿真實驗在改善本科實驗教學效果中的作用[J].高校實驗室工作研究，2013（2）：55-57.

[9] 楊秀平，高愛琴，韓麗.創建綠色林化實驗室[J].中國現代教育裝備，2007（10）：140-141.

[責任編輯：鐘 嵐]