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化學實驗室可以說是化學學科教學的有機組成部分之一，從改進實驗教學、實驗室管理以及污染物質處理等環節來研究低碳化學實驗室建設，預防甚至消除實驗室化學污染給環境帶來的危害，一方面有利于改善實驗室的環境并保護師生的健康，另一方面也有利于培養學生環保意識以及資源節約意識，提高他們的社會責任感。本文簡要介紹低碳經濟理論同高校化學實驗室建設之間的關系，并在此基礎上重點探討“低碳經濟時代”背景下的高校化學實驗室建設與管理的相關措施。

［關鍵詞］

低碳經濟時代；高校；化學實驗室；建設；管理

在目前環境污染以及氣候變暖不斷加劇的背景下，以低排放、低能耗以及低污染為特征的低碳經濟逐漸成為發展潮流。低碳化學指的是通過一系列方法與措施從根源上降低甚至消除對生態環境、人類健康以及社區安全等有害的催化劑、原料、溶劑、試劑及其產物的應用與再生，確保在無毒害的前提下，生產環境友好性化學品。在此過程中，高校的化學實驗室作為實驗教學、科學研究、技術開發以及人才培養的重要基地，應當根據可持續的發展理念，構建綠色低碳實驗室。

一、低碳經濟與高校化學實驗室建設

低碳經濟最早出現在2003年英國政府頒布的《能源白皮書——構建低碳經濟》報告，該報告明確提出低碳經濟主要是通過使用更少資源消耗以及更低環境污染,來獲得更多產出。低碳經濟這一發展模式的特點就是低排放、低能耗以及低污染,是應對全球氣候變化、保障能源安全以及實現經濟社會穩定發展的重要舉措。“低碳經濟時代”到來已經成為大勢所趨。高校化學實驗室在科研以及教學活動當中往往會產生許多污染，同時需要消耗電、水、氣、紙張以及藥品等。這就導致高校化學實驗室面臨著“低碳經濟”方面的問題。除此之外，化學實驗室還承擔著培養學生強烈責任感的任務，是言傳身教的重要場所,有著無可取代的重要職能。因此，在“低碳經濟時代”背景下，高校化學實驗室應當與時俱進，建設符合“低碳經濟”相關要求的實驗室，只有這樣才能夠確保在化學實驗室開展的教學活動以及科研活動的各個實踐環節當中貫徹“低碳經濟”的發展理念，并且借助此活動來對學生發揮潛移默化的熏陶作用，教師也可以通過言傳身教發揮示范作用，培養學生良好的習慣以及綠色經濟意識。

二、“低碳經濟時代”背景下的高校化學實驗室建設與管理

（一）化學實驗室建設的低碳化對于實驗室建設，需要非常注意的一點是關于實驗室中藥品的保存和使用，一般情況下一定注重數量化、科學化和準確化，才能切實保證藥品存放安全。首先要遵守的是分類存放的原則，因為化學藥劑的特殊性，本著分類存放的原則，能夠提高實驗室安全性。化學藥品中有很大一部分是易升華、易揮發、易水解、易潮解、易風化、易氧化或者是易同二氧化碳發生反應的，對于這樣的藥品，管理者要通過一系列的措施予以避免危險事件的發生，比如使用蠟封、水封、油封、低溫、避光、防震、通風以及防碰等辦法。例如：電石以及紅磷等需要存放于干燥器皿中防止潮解；AgN03以及HNO3等需要存儲在棕色瓶中防止出現分解，液溴等需要加水密封封存從而防止揮發；各種堿性溶液（例如NaOH、NaCO3）或者是粉末等需要使用橡膠塞而避免使用玻璃塞蓋住從而避免出現黏結問題；濃酸性（例如HCl、H2SO4）的溶液、氯水以及溴水等需要玻璃塞而避免使用橡皮塞蓋住從而防止腐蝕；活潑金屬鉀鈉需要存放在煤油當中，白磷應當存放于水中從而避免著火。化學試劑的配用需要定量化以及科學化。對于一個實驗來說，準備過程尤為重要，對于試劑的配制更是重中之重，規范的操作以及準確的計量，不僅使實驗事半功倍，也更安全和科學。比如說，一般情況下，在做無機實驗的時候，往往會用到很多種的試劑，因此造成的污染物排放的量也會更大，那么，在實驗中，就應該先多調制一些要用到的溶液的濃溶液，之后隨時需要隨時稀釋，目的是盡最大可能節省原料，也盡可能避免了對環境的污染在實驗中還涉及到對于藥品的取用問題，首先應該明確的是，藥品取用量一定要嚴格遵循實驗要求，如果實驗說明中沒有具體的規定，那么，以少量獲取為原則。其次，有時存在藥品已經分裝，但是實驗過后還有剩余的情況，可能一些實驗人員出于節省的想法，將藥品又放回原來的裝瓶中，而實際上，這樣的做法，可能會造成更大的浪費。需要明確的是藥品分裝出去之后，未能用完也避免放回原瓶。通過控制溶液用量以及濃度，一方面有利于控制實驗成本，另一方面有利于提高實驗安全性，降低環境污染。

（二）實驗室污染物處理的低碳化化學實驗產生廢酸堿液存放處理之后，例如廢酸應當使用石灰乳或者是碳酸鈉進行中和，從而將其中和到規定的pH值之后再排放，可以說是有效控制污染的重要手段。通常的鹽溶液、廢液可以直接排放，而含有有害離子的鹽溶液需要通過化學法進行轉化處理之后再進行排放。重金屬離子廢液應當使用堿或者是硫化鈉沉積，然后過濾分離并將殘渣埋到地下。有毒廢液例如含氰廢液需要仔細處理，使用還原法處理之后再回收。例如含鉻的化合物能夠在酸性條件下使用亞硫酸鐵還原，之后添加堿液生成沉淀，完成靜置分離之后，調整溶液的pH值后排放，剩下的廢渣再埋入到地下。化學實驗的殘渣以及殘液可以重復利用的應當盡可能回收利用，尤其是分組實驗過程中的實驗用藥量比較大，剩余的殘渣殘液數量較多，需要做好回收利用工作。這一方面是控制成本的要求，另一方面也是低碳思想的重要體現。例如學生實驗配制量濃度得到的NaCI溶液過多，就需要進行回收處理，或者下次實驗繼續使用，或者回收風干之后制成粗鹽保存，在粗鹽提純實驗當中應用。

（三）化學實驗教學的低碳化要減少化學實驗中的污染，目前最可行的辦法就是盡量降低化學品的用量，在同等實驗要求下，選擇那些對環境污產生較小危害的化學藥品。還有一點是，作為化學實驗教育工作者，可以通過奇思妙想，通過一些設計，改良實驗的方式，或者提升實驗儀器的性能，這也是當前化學實驗教育中從源頭降低環境污染的一個較為有效的方法。第一，微型化學實驗的低碳化微型化學實驗需要使用微型化學裝置完成化學實驗，能夠用少量的化學試劑得到所需的反應結果以及化學信息。微型實驗技術的應用，一方面能夠顯著降低實驗的成本費用，另一方面能夠顯著增加化學實驗覆蓋的范圍，提高化學實驗教學的質量。這種方法的優點是能夠控制試劑的用量，通常情況下只有常規實驗用量的1/10，因此能夠減少實驗排廢量，控制環境污染并且縮短實驗時間，過程也比較安全可靠。因此，微型化學實驗這一低碳化學技術在國內外得到高度重視和廣泛應用。第二，設計綜合性的實驗。這是在化學實驗教學中有效減少實驗原料用量和提升實驗教學時間效率的一個積極做法。教師可以通過階段性的教學后，綜合設計實驗，比如說，有機合成粗產物，分離提純以及精制之后，可以對所得純產物完成物理常數的測定。那么，在實驗課上，教師可以通過測定物理常數來檢查學生實驗合成產品的質量以及純度。第三，對于實驗設計精益求精，尋找使用無毒性的替代性裝置以及藥品。在化學實驗過程中，使用生成物質應當對健康以及環境無毒或者毒性較低。比如說，煤油相對于四氯化碳在實驗中的出現的劇毒光氣來說更具安全性。同時，主動設計制作，或者選擇以具有環保意義的實驗儀器和設備替代陳舊的設備，也是有利于消除和減輕環境污染的一個不錯的措施。比如在進行氯化銨實驗時，傳統方法需要將氯化銨裝入試管之后使用酒精燈加熱，從而分解氯化銨，這樣就會導致NH3以及HCI的逸出，導致環境污染。現在一些實驗室使用的辦法是將氯化銨晶體密封到玻璃管當中，這樣當酒精燈對一端進行加熱的時候，NH3和HCI就變成白色煙霧，上端凝聚成為白色固體，這種封閉系統的設置，不僅能夠保證實驗符合預期要求，也能最大限度避免室內污染，是一種低碳無毒的方法。

（四）實驗室管理的低碳化良好的化學實驗室的環境對提高學生的實驗能力，同時使他們在內心中自然而然地生發出對于低碳環保實驗的追求信念有著首當其沖的作用。實驗臺柜干凈并且儀器整齊擺放，有利于幫助學生進入實驗室后產生環保意識。化學在改善生活質量等領域的貢獻不容忽視，不過同樣也要正視在化學實驗中會產生危害環境的物質這一事實。因此，在進行低碳化實驗室的管理建設中，對于學生的實驗精神、實驗習慣、試驗態度的培養教育也是不可不做的，要教育他們通過實際行動控制消除污染。從管理層面而言，低碳化學實驗室的構建需要從水、電、紙、氣、藥品、備品等物質以及能量消耗方面加強管理，管理制度需要更加科學合理，最大限度減少電、水、氣、紙、備品以及藥品用量。首先是要加強對實驗用水的節約使用與管理，具體而言可以從下列環節著手努力：化學實驗的冷卻水應當循環使用，其中有機合成實驗往往需要使用冷卻水，當前很多實驗室將冷卻水排放進下水管從而白白浪費，這就需要實驗室使用價格適中并且方便使用的冷卻水循環利用裝置，從而實現節水用水的目的,間接實現低碳減排；此外還應當應用節水龍頭，防止實驗用水的跑、冒、漏、滴。其次是強化實驗用電的節約使用與管理。可以選用節能干燥箱例如微波干燥箱以及真空干燥箱等，淘汰高耗能的馬弗爐以及烘箱等，并合理進行儀器斷電。不用飲水機時要斷電，及時拔下各種電器的插頭，電腦以及打印機的使用也要合理，電腦不用時應當待機，同時可以調低屏幕的亮度，打印機不使用時可以斷電。實驗室的照明應當使用感應型的半導體節能燈。同樣的亮度下，耗電量只有白熾燈的10%，而使用壽命卻為白熾燈100倍以上。高效節電燈比常規日光燈的節電效果更好,因此應當盡可能選用。再次，合理使用紙張。應當重復使用各種實驗教科書，并且辦公紙張應當雙面打印以及復印，盡可能使用電子郵件來替代紙質信函，必要的情況下可以選用再生紙。最后，應用先進的通風設備。應用先進的無管通風設備,一方面能夠節約能源，另一方面能夠消除噪音污染，同時結合使用廢氣回收裝置能夠消除廢氣帶來的大氣污染問題，從而做到低碳、減排、節能的效果。除此之外，實驗室需要推廣使用科學的方法來設計實驗方案,從而最大限度減少實驗次數。比如某些實驗可以使用人工神經網絡來設計實驗方案,要比傳統方法以及正交法簡單準確，顯著減少工作量并節省水電和試劑資源。綜上所述，“低碳經濟時代”背景下，高校的化學實驗室建設管理需要滿足低碳經濟的相關要求，以身作則來實踐低碳經濟的目標與內容，這是高校化學教育工作者的職責，同時也是培養有著社會責任感、環保意識以及低碳節約理念的高素質學生的重要途徑。

【參考文獻】

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【關鍵詞】 藥學系中心實驗室 構想

1我系基本情況介紹

我系始建于1999 年，主要承擔藥學和藥物制劑兩個專業的專業課教學，包括藥物化學、藥劑學、藥理學、藥物分析學、天然藥物化學、生物藥劑與藥物動力學、生藥學等課程，其中藥理學是院級精品課程，藥物分析學是省級精品課程。全系有學生700余人。教職工41人，其中正高職稱5人，副高職稱10人，中級職稱20 人，初級職稱6 人。博士研究生3人，碩士研究生31人，具學士學位本科生6 人，大專生1 人。現擬與中南大學聯合招收研究生，多年來我系還承擔著多項科研課題和大學生創新性課題。

2我系實驗室情況簡介

我系有實驗室16間，總面積達1500平米。自主實習單位除長沙醫學院第一附屬醫院外、校外主要尚有湖南中醫藥研究所、湘雅附一、湘雅附二、湖南省腫瘤醫院、老百姓大藥房、湖南省藥檢所等自主實習單位。實驗室又下分為藥物化學實驗室、藥劑學實驗室、 生藥學實驗室、藥物分析學實驗室及藥物制劑車間。現將部份大型儀器和精密儀器設備列表如下：

3 藥學系中心實驗室實施的構想

3 .1藥學系成立中心實驗室的必要性

隨著高等教育改革的不斷深入，教學質量、社會效益意識不斷的增強，人才的培養模式正從傳統的單一型向新型的復合型轉變，學生素質能力的培養越來越被放在首要地位。在高等教育體制改革新形勢下，在高校中心實驗室的運行模式上提出了在“共建、調整、合并、合作” 的方針，怎樣建設和管理好實驗室，使之在教學、科研中更好發揮作用，是值得我們認真研究的問題。目前，許多高等院校實驗室的設置主要是依課程或教研室而定，一門課程或教研室設置一個實驗室，負責相應課程的實驗課的教學任務。這種教學模式和管理模式是很難適應以培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高的新型人才為目的課程體系改革，因而，改革“一課一室”教學管理模式勢在必行。同時，將我院藥學系各實驗室集中建設、集中管理、集中力量建設藥學系中心實驗室也可使有限的建設經費用到實處，發揮最大的效益。改革管理體制，整合實驗室資源，實行實驗教學隊伍的調配組合，實行崗位目標責任管理與考核制度；顯著提高和改善實驗設備與環境條件；努力發揮布局優勢；形成以管理制度為樞紐的實驗教學改革與理論教學、科研（學術）成果良性互動的實驗教學體系管理、運轉新機制；本著布局科學、配置優化、資源共享、管理高效的原則，建立起儀器設備先進、資源共享、開放服務的實驗教學中心，形成較高層次水平具有開放性、示范性和輻射作用的藥學實驗教學體系和實驗室管理體系，并使其成為培養具有創新精神和實踐能力的素質型、復合型人才的“孵化器”， 藥學系中心實驗室建立后，它不僅僅是實驗教學的中心，也應是科學研究的中心、學術交流的中心和技術開發的中心。

3 .2藥學系中心實驗室的管理概況

根據我系發展規劃布局， 在我院選擇一批基礎較好的實驗室作為中心實驗室， 因此只有加強實驗室工作的科學管理， 充分利用實驗室的儀器設備和實驗條件， 才能提高實驗學術水平、 技術水平、 適應科研工作的需要。中心實驗室的管理將實行在主管院長統一領導下，各系實驗室主管領導負責本實驗室的各項工作的形式開展。我系制定了《中心實驗室管理辦法》， 在對全系教學、科研儀器設備進行分類之后， 編寫全系儀器設備目錄。同時設計了實驗室開放使用申請單、介紹信以及實驗室開放記錄本， 要求申請者認真、 詳細填寫申請單內容 ( 包括課題名稱、 起始時間、 主要研究內容、 主要技術路線、 主要涉及使用的儀器和試劑等) ， 并由各有關系主任或部門領導簽字， 在各系的協調下， 經開放性實驗室主任統籌安排并同意后， 方可進入實驗室開展工作。 為使實驗室能長期保持正常運轉，將實行有償服務， 根據申請者實驗中的實際消耗進行合理收費。 在實驗過程中實驗人員必須嚴格按照實驗室的各項規章制度完成實驗內容。 在實驗結束之后， 應向實驗室提交實驗報告， 在科研處備案。

建立中心實驗室管理模式的措施，本研究課題首先分析了目前我國高等學校實驗室的現狀，并結合我院實驗室的現有條件和發展規劃以及學院獨具的醫學院校特色，研究提出我系中心實驗室的管理模式。根據以上管理模式，在學院各實驗室進行實踐研究與探索，為新形勢下實驗室管理提供重要的實踐經驗。我系現制定了 、< 藥學系中心實驗室管理條例> 等一系列有關管理的規章制度。建立了一整套較完整的中心實驗室工作流程。經過兩年多的準備，各項規章制度和實施方案逐步健全、完善和成熟了。

3 .3建立中心實驗室保障措施

配合藥學系中心實驗室組建了系實驗室建設指導委員會，人員由院系主要領導、各教研室主任、實驗室主任組成。委員會負責監督指導實驗室建設工作，審議建設方案、論證建設內容，在實驗教學體系的構建和改革中發揮主導作用；實驗室建設的重大項目必須經過委員會的審議通過。藥學系中心實驗室中心建設過程定期考評制度，由實驗室建設指導委員會、實驗室管理技術人員、學生代表定期對中心在建項目進行評價，重視信息反饋，廣泛搜集意見和建議，在中心建設總體目標框架下及時修正建設過程中出現的偏差和不足。建立科學合理的經費分配方案，加強“硬”“軟”件建設，在經費中專門列支一部分經費用于實驗室管理與實驗教學改革項目和儀器室的建設。。

結束語：藥學系中心實驗室的組建嚴格了固定資產的管理，實行公共資源集中管理制度，優化設備資源配置，一方面可以拓展實驗室建設經費渠道，加大實驗室建設的步伐和力度，另一方面，服務社會，加強橫向聯系，承接各種科研項目，增加高校與社會的互動機會，增強高校服務社會服務地方經濟建設的活力，為藥學系的教師和學生提供了教學、科研的平臺，有利用開展學科間合作攻關和科研學術交流。

參考文獻：

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【3】 楊進大型綜合性醫院實驗室建設與管理探討． 中國醫學裝備，2 0 0 5 ．2 ( 0 3 ) ： 2 9 ― 3 0.

【4】姜紅. 朱同玉. 黃錦培. 葉茂. 符逸. 徐治國． 綜合性醫院科研實驗室管理存在的問題與對策中華醫學科研管理雜志， 2 0 0 6 ， 1 9 ( 0 3 ) ： 1 4 9 -1.

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1 化學實驗課教學改革實踐

1.1 改革課程設置 優化課程體系

長期以來我校大一學生開設普通化學理論及實驗課、分析化學理論及實驗課。這種理論課和實驗課同屬一門課程的教學模式，體現不出實驗課的重要地位，也不利于教學管理。例如在評定學生重修課學習成績時會帶來很大的不便。多年來雖然不斷進行教學改革，但范圍總是局限在把這兩門課程分割開來，改革力度不夠。從2013年開始我們打破現有的課程設置，將兩門化學實驗課合并，建立與化學理論課相適應、與專業課密切結合、以基本操作技術訓練為主、突出能力培養和適當照顧學生個性發展的化學實驗課程新體系。實行單獨考核、獨立計分。

1.2 完善教材建設 更新實驗課內容

隨著課程設置的完善，更新實驗課教學內容成為迫切需要解決的問題。對此，我們重新編寫了實驗教材，更新和重組了實驗內容，增加綜合性和設計性實驗的比重，加大了學生獨立思考的空間。性質驗證實驗由16%降低為8%，增加了化學合成實驗和設計性實驗內容。學生拿著自己合成的翠綠色化學產品[Fe（C2O4）3]?3H2O愛不釋手，拍照留念。設計實驗要求學生獨立查資料、設計實驗方案、經過教師修改和學生課堂討論，完善實驗設計方案、獨立完成實驗，撰寫報告。每次的實驗內容也分別在原有基礎上有所加深。如，通過配制所用的部分試劑，掌握配制準確濃度和近似濃度溶液的方法和區別。

實踐證明，教學內容的改革，極大地提高了上學生實驗課的熱情，主動動手實驗的意識增強。

1.3 改革教學方法，提高實驗素質

針對大一學生實驗儀器認知率低、基本操作功底差、獨立實驗能力缺乏及實驗整體意識模糊等特點，并總結多年來的教改經驗。從學生實驗的“前、中、后”3個階段，采取不同的教學方法，提高學生的實驗素質。

（1）實驗前強調“看和記”。改變過去“學生實踐動手能力培養從進入實驗室開始”的一慣做法。實驗前兩周給學生布置考題，包括實驗室意外事故的處理、有毒有害物質的使用規則、電子儀器使用規程、常見儀器的認知和使用方法等內容。開課前組織學生先看自制的《化學實驗基本操作技術》電教片，再針對布置的考題進行筆試。保證學生在進入實驗室前掌握實驗室常識和基本的實驗知識。

（2）實驗中強調“說和做”。嚴格規范學生在整個實驗過程中的一言一行，一舉一動。首先要求學生進入實驗室，一定要講化學語言，不說外行話。如，水加熱至沸騰，不要說把水燒開；不要隨便把玻璃儀器叫成××小盒或××小瓶；其次從細微處開始規范學生實驗操作。如用橡皮筋固定瓶塞、玻璃棒的使用、儀器洗滌和擺放等。通過給學生正確的實驗理念、規范的實驗操作，使學生養成嚴謹的實驗態度，掌握正確的實驗技能。

（3）實驗后強調“思和寫”。多年的教學實踐發現，學生做實驗缺乏全局觀念，對每個實驗沒有整體認識，往往“照方抓藥”式實驗。針對這種情況每次實驗結束組織學生討論。內容包括實驗結果自我評價，做的好和不好各找幾點原因；發表實驗感想；實驗內容提出改進意見等等。或教師提問，提問時盡量讓學生回答完整的問題，如，本次實驗共幾個步驟？用幾句話概括本次實驗如何操作的等等。培養和提高學生實驗的完整思維和表達能力。有時讓學生把實驗結果寫到板書上讓大家評判，以此規范學生正確記錄實驗數據和書寫實驗報告。事實證明，學生愿意參與討論，普遍反映通過討論很受益，比老師講效果好，動手能力提高很快。

1.4 優化考核方法，提高教學效果

配合教學方法的改革，建立多元化的實驗考核方法。主要包括：平時考核40%（（預習5%，出勤、紀律和衛生5%，實驗操作15%，實驗報告15%）、筆試5%（實驗常識等）、設計實驗占20%（撰寫設計方案10%，實驗實施及結果10%）、定量分析實驗考試占20%（指定某實驗，全面考查準確度及精密度）、期末過關考試15%（分口試5%和操作考試10%兩部分，每個學生單獨抽簽進行，逐個過關。口試主要考查做過的實驗原理、現象解釋、注意事項等。操作考試是把全部實驗分解出若干個的單項操作項目進行動手能力考核）。

教學實踐和學生反饋結果都表明，這樣的考核方式，能夠切實提高學生上課積極性，教學效果普遍反映良好，同時也受到專業課教師的好評。

1.5 完善實驗室建設，優化實驗教學環境

近年來在完善實驗教學環境方面做了大量工作：制作了《分析化學實驗操作技術》電教片，把學生難以掌握的實驗操作技術形象生動地表現出來，提高學生學習興趣；自編程序，用計算機評定學生實驗結果，使教學過程和教學方法現代化。學生實驗結果能夠當堂處理，實驗報告隨堂交，提高實驗結果真實性；建立了教學資料庫；購置了大量的儀器設備；在完善實驗室硬件建設的同時，注重抓實驗教學的規范管理，有健全的各項管理制度、規范的檔案管理、切實可行的管理方法和有效的運行機制。化學實驗室被評為省實驗教學示范中心。

2 進一步改革的設想

2.1 創造資源條件，開設化學實驗選修課

目前國內重點高校化學專業已進行了開設化學實驗選修課的嘗試。化學課是高等農業院校的重要基礎課程，可以嘗試在全校范圍內開設化學實驗基本操作技術選修課，以提高學生實驗素質。筆者了解到近年來全國很多高校碩士研究生入學復試，重點考察學生的動手實驗能力，開設化學實驗選修課對提高學生動手實踐能力、提高學生考研復試能力和學生的就業能力都有十分重要的意義。曾經有學生說過，大一、大二時沒有認真上實驗課，以后特別希望能有機會再認真學習實踐，但可惜再沒有這樣的機會了。

2.2 加速科研成果向實驗教學的轉化

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關鍵詞：高校實驗室；安全；管理；建設

中圖分類號：G647 文獻標識碼：A 收稿日期：2016-04-22

實驗室是承擔高校實驗課程教學的重要場所，根據學科專業和課程的不同，實驗室有化學實驗室、計算機實驗室、生物實驗室、物理實驗室、電力實驗室和機械實驗室等。各類實驗室都承擔著對應學科的課程實驗和畢業設計等課程教學實驗的任務，各類實驗室有貴重的儀器儀表設備、有毒化學試劑、強電設備等。實驗室的安全工作至關重要，需要對實驗室進行強化監控下的安全管理，保障師生的生命健康安全和財產安全。因此，需要研究有效的高校實驗室安全建設和管理模式，高校實驗室的安全是保證高校教學安全的基礎。

本文首先分析了高校實驗室安全管理的重要性和必要性，分析了高校實驗室管理方面存在的問題，對存在的問題采取可行性的安全管理建設方案和對策，以提高實驗室的安全管理水平，保障高校實驗教學秩序，促進高校的實踐教學的有效展開和保障實驗室的安全。

一、高校實驗室安全管理的特點

高校實驗室安全管理是高校安全管理的一個重要環節，高校實驗室為學生提供實驗和教學實踐的操作環境，實驗室內部存放有大量的實驗試劑、實驗儀器設備等，實驗室的安全隱患突出，常發的事故比如觸電、火災、爆炸、化學中毒、生化泄露等，對高校實驗室管理稍有疏忽，就會導致不可估量的安全事故，導致師生生命財產受到威脅。為了研究高校實驗室安全建設和管理的模式，需要首先分析高校實驗室安全管理的特點，因地制宜開展管理工作，促進實驗室安全運行。實驗室安全管理的特點主要體現在如下幾個方面。

一是高校實驗室承載的專業涉及面廣，人員進出復雜龐大，導致安全管理的不確定因素較多。一些綜合類高校承擔著不同學科的教學任務，對實驗室的種類規劃較多，比如物理實驗室、化學實驗室、計算機實驗室、機械實驗室以及一些特種實驗室，如消聲水池、風洞、水洞等實驗室，各種實驗室的管理規則和安全防護的等級和特點不一，導致在管理過程中容易出現混亂。另外， 高校實驗室承擔的教學任務較重，每天進出實驗室的人員復雜，容易出現管理漏洞，出現安全事故。

二是高校實驗室的層次雜、流動性大，在管理規章制度的落實上難以得到有效的貫徹。很多高校的實驗室承擔著本科、研究生以及教師自身的教學、實驗和科研任務。由于實驗室中使用者的操作層次不一、人員更替較大，成分較為復雜，導致安全管理的難度較大，容易產生有章不循、違規操作等現象。

三是高校實驗室管理中自由主義作風較為嚴重，重學術、輕安全的思想扎根較深，導致師生對實驗室安全操作的管理構架和意識不夠清晰規范。因此，在高校實驗室安全管理中還存在著管理難度大、統籌協調不足的問題。

高校實驗室的安全管理關系到師生的生命健康安全，安全管理出現漏洞將會產生安全事故。因此，實驗室安全建設與管理工作需要實行嚴格的分工負責制，建立主管機構，分派主管人員，結合多級管理體系，進行統籌協調管理。

二、存在的問題

結合上述分析的高校實驗室安全建設和管理的特點可知，高校實驗室安全建設與管理是一個龐大的系統工程，包括設備儀器的管理、制度的構建和人員素質的管理等各個方面，任何一個方面出現漏洞，都會導致安全事故的發生。當前，高校實驗室安全建設與管理方向存在的主要問題主要涉及規章制度方面、人員素質方面、執行標準方面和管理體制方面，具體分析如下。

（1）在規章制度方面，高校實驗室安全建設與管理方向還存在規章制度不完善、不合理、不明確和不細致的問題。高校實驗室的種類繁多，安全管理的末端細節復雜，在規章制度的制定和落實方面一定要具體完善，而管理體制的不完善將會導致高校實驗室安全建設與管理的職責分工不明確，從而導致安全建設和管理的質量打折扣，容易產生安全事故。

（2）人員思想方面，當前高校實驗室安全建設與管理中，無論是學生還是老師，都存在著安全意識淡薄的問題，規則制度落實不嚴，末端落實差強人意，安全規章流程走形式。在管理的落實方面，人員思想的不重視導致實驗室的安全管理規則和細則沒有發揮應有的作用。師生和管理人員的安全意識淡薄，對安全隱患和安全事故苗頭沒有敏銳的洞察力，導致在高校實驗室的安全工作開展力度不夠，每年各種大小事故屢有發生。

（3）執行標準方面和管理體制建設方面。高校實驗室進出人員多、層次雜，導致對安全規章制度的執行標準方面大打折扣，末端落實不嚴。部分師生安全意識淡薄，導致安全管理體制建設和標準較低，對實驗室的安全工作的前瞻性不強，無法對容易出現的事故苗頭進行動態管理和科學調整；對各項法規條例的執行標準不嚴，導致對實驗室安全管理的精細化水平不夠，容易滋生安全事故。因此，高校需要從上到下、從體到面進行安全管理的節點控制，從細節抓起，從末端落實抓起，嚴格監控，強化監督，促進高校實驗室的安全建設。

三、高校實驗室的安全建設與管理模式舉措分析

目前，高校根據學科類別和專業特征，建立了各種類型的實驗室，由于實驗室的自身特點和實驗人員的個人素質和安全意識等原因，導致安全問題比較突出，需要進行高校實驗室的安全建設與管理模式改革，突出實驗室的安全管理和建設，實驗室的安全管理對學校建設的安全和穩定具有重要意義。高校實驗室存在專業涉及面廣、進出人員多的特點，對實驗室的安全管理和建設具有自身的特征，高校實驗室安全管理滲透于教學管理、人員的思想素質管理及高校的資產和設備管理之中，安全規劃復雜性增加導致高校實驗室管理的困難，需要從管理體制、人員素質、制度落實、培訓考核和獎懲制度的健全等方面下功夫，在強化監控的前提下促進高校實驗室安全建設與管理模式的優化，相關的措施體現在如下幾個方面。

一是全面準確地貫徹高校實驗室安全建設管理的規則制度和各項法規要求。在高校實驗室安全建設管理中，根據高等學校實驗室管理的實施細則相關法規要求，進一步規范安全管理，防范實驗室安全事故的發生，維護高校教學科研活動的正常開展。堅持“強化意識、安全第一、綜合治理、預防為主”的方針，構建健全的考核體系、合理的激勵機制，建立健全各項管理規章制度和監管措施，確保高校實驗室的安全建設和管理的規則制度落到實處，強化監督和宏觀監控，加強全省高等學校實驗室的安全建設。

二是健全的培訓、考核、獎懲制度。在高校實驗室安全建設管理中，加強對管理人員的教育培訓，增強安全意識，從小做起、從自己做起，構建一個完善的管理系統和人才隊伍建設，對實驗室安全建設與管理涉及危險儀器設備和物品加強監督管理，試行考核上崗和在職培訓，提高實驗室管理人員的安全意識 和素質。配備適應工作需要的人員、設施，增強師生員工的安全責任意識，為學校的教學和研究提供堅強的后盾。

三是實行負責制，采用分級負責制，使得實驗室的安全管理落到末端和實處。提升校園安全管理的有序性，對高校的實驗室安全設施建設實行分級負責制度，根據“誰使用誰負責，誰主管誰負責”的原則，設立實驗室安全建設與管理專職機構，根據專業、學科特點，建立健全實驗室安全事故的報告制度和責任追究制度。設立安全工作小組，對能適應工作需要的實驗室管理人員進行專項負責和管理，同時，加強安全建設和管理方面的業務培訓，所需經費應列入學校每年的經費預算，從而提高工作人員的業務能力。

四是強化管理監督和制度建設。實驗室建設的規劃、設計和論證要與實驗室安全管理工作制度化、規范化、標準化要求符合，建立有效的實驗室安全建設與管理工作監督機制，建立實驗室安全員制度，強化責任意識和責任追究，做到責任層層落實。通過加強制度建設促進實驗室安全建設與管理模式有章可循，有法可依，加強指導、檢查和監督，切實加強實驗室安全管理隊伍和技術隊伍建設。

五是組織制訂本校實驗室安全建設與管理規章制度和安全事故應急預案，通過組織定期安全檢查和應急演練，提高實驗室安全防范能力。實行定期檢查和不定期抽查，制訂本單位、本實驗室的具體管理規程，凡實驗室發生火災、爆炸、人身傷害事故，要進行責任倒查和追究，切實加強實驗室安全管理隊伍和技術隊伍建設，提高科學決策水平。在條件保障方面，加大實驗室儀器設備和安全防護設施設備的建設和維護，應根據本校的實際，保證相關工作的必要開支。

另外，高校應該通過強化監控，并落實實驗室人員準入制度。進入實驗室工作和進行實驗學習的師生，必須對涉及的危險化學品、劇有一定的專業知識，先經過安全教育培訓和操作規范指導檢查，通過上崗培訓，取得合格證，方能進入實驗室進行操作和實驗；對于劇毒化學品和其他高危物品，要落實嚴格的監控制度，實行雙人記賬、雙人雙鎖，以堵塞管理漏洞和盲區，避免釀成大的事故。

四、結語

實驗室是承擔高校進行實驗課程教學的重要場所，實驗室的安全建設和管理是高校安全管理的重點，通過強化實驗室安全建設與管理工作，規范安全管理，防范實驗室安全事故的發生，實驗室安全建設與管理堅持“強化意識、安全第一、綜合治理、預防為主”的方針。通過完善規章制度，進行安全教育培訓，增強師生員工的安全責任意識，組織定期安全檢查和應急演練，確保實驗室安全建設與管理工作落到實處，保障師生在進行實驗教學和科研活動中的安全，同時高校應建立有效的實驗室安全建設與管理工作監督機制，通過強化監督和監控，保障高校實驗室的安全運行。

參考文獻：

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篇5

關鍵詞：無機及分析化學　實驗室　綠色　建設

環境問題是當今世界各國所面臨的最重要的問題之一。針對人類所面臨的化學污染（如酸雨、農藥、粉塵、尾氣、致癌物、溫室效應等）的環境問題，科學家們提出了綠色化學的概念。綠色化學是指在生產、使用化學品時，最大限度地利用原料，盡量避免使用危險、有毒的化學試劑和藥品,消除廢棄物的產生，建立環境友好的生產方法和工藝，最大限度地減少了廢氣、廢液、廢渣的排放，達到從源頭防止污染、根治環境污染問題的目的，實現化學工業的可持續發展。

近年來，隨著高校招生規模的擴大、學生人數的增多，化學實驗教學過程中產生的廢氣、廢液、廢渣亦隨之增加。綠色化學是現代化學發展的必然趨勢。在這一趨勢下，將綠色化學的理念融入實驗教學的整個過程中，實現無機及分析化學實驗室的綠色化建設，既能使學生和實驗教學人員有一個良好的學習、工作環境；又能使高校的新生一開始就在腦海中植入綠色化學的理念，并通過實驗教學過程中的潛移默化，形成綠色化學實驗的習慣。這對培養學生的環保意識和節儉美德，樹立學生科學的環境觀和資源觀具有相當重要的意義。

一、將綠色化學教育融入無機及分析化學實驗教學過程中

無機及分析化學實驗是我校生物化工、食品工程、制藥工程、紡織工程專業大學一年級新生開設的基礎實驗課，是學生檢驗無機及分析化學理論知識、獲得和累積化學經驗知識的重要手段， 是提高學生科學素質和化學實驗操作技能的重要途徑[1]。在無機及分析化學實驗的教學過程中，應充分將環保意識、環境化學知識與實驗教學聯系起來，在實驗室進行環保、安全和節能減排教育，加強化學實驗廢棄物處理技術教育，使得學生對一些常見的環境污染治理方法及防范措施有所了解，通過規范化的實驗操作，節省試劑和藥品用量，減少實驗環境污染，引導學生探索治理環境污染的途徑。加深學生對一些化學品的毒性、危險性以及給環境帶來的危害的認識，培養學生良好的化學實驗習慣及綠色環保意識。

二、結合綠色化學理念，優化實驗安排

無機及分析化學實驗室綠色化建設必須從源頭上減少有毒、有害廢棄物的產生[2]。具體實施方案如下：A. 整體統籌實驗項目，合理安排實驗順序，將相互關聯的實驗項目串連起來，實現產物、副產物的循環使用和剩余試劑的回收再利用；B. 合理設計實驗教學方案，減少重復和浪費，減少試劑的用量； C. 優化每一個實驗項目，盡可能達到：原材料廉價易得、副反應少、使用的試劑無毒無害、生成物無毒或毒害性小且易處理、節約能源、對環境無污染等。

此外，對于一些較時間長、毒性強、危險大的化學實驗，可以采用仿真實驗（計算機輔助教學模擬化學實驗）的方式進行實驗教學。仿真實驗是指利用多媒體技術對實驗過程進行仿真的特殊實驗方式，其最大的優點是實現了化學試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”。仿真實驗將那些毒性大、危險性較大的實驗變成了不會對人體和環境造成污染的綠色化學實驗。

三、控制藥品數量、保證藥品質量、使用無污染藥品

在無機及分析化學實驗教學過程中，為避免不必要的浪費，實驗教師應加強對學生實驗的指導和監督,嚴格控制實驗試劑的用量。同時，根據最少污染的原則，實驗員應結合學生實驗人數、實驗試劑用量, 精確計算出藥品使用量。在保證實驗效果的前提下, 溶液濃度就低不宜高，易揮發的試劑每次實驗后必須回收密封保存，固體試劑用量宜少不宜多，嚴格控制貴重藥品的用量并回收再利用，易氧化、易分解的固體藥品隨用隨購。

同時，根據實驗目的，遵循從源頭上阻止污染的原則，在取得同樣教學效果的前提條件下，盡量用低毒或無毒化學試劑替代有毒化學試劑[3]。如: 用硫代乙酞胺代替有毒的硫化氫做陽離子沉淀實驗；用煤油代替四氯化碳消除四氯化碳逸散到空氣中生成劇毒的光氣；五水硫酸銅的制備,用過氧化氫代替濃硝酸作氧化劑, 避免產物中有毒的氮氧化物產生等。研究表明：選擇替代品后的實驗效果非常好，現象很明顯，在達到了實驗目的的同時，而且減少了有毒物質的使用和排放。

四、妥善處理三廢, 達到綠色排放

在無機及分析化學實驗教學過程中，會產生一定量的廢氣（如Cl2、NH3、 H2S、SO2、NO、NO2、CO等氣體）、廢液（如鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等酸、堿廢液）和廢渣（如固體產物、剩余的固體原料、破碎的玻璃儀器、廢紙等固體廢棄物）。實驗室產生的廢氣、廢液、廢渣，如處理不及時、不合理，將對實驗室人員、居民的身體健康與環境直接造成影響[4]。如：若將酸、堿廢液直接倒入水槽，會腐蝕、損壞排水管道；若將重金屬廢液直接排入水體，不但是一種浪費，還會污染實驗室周邊的水體，而且重金屬一般不能被微生物所分解，甚至某些重金屬能通過微生物作用產生毒性更大的金屬有機物，經過食物鏈的傳遞，最終進入人體[5]。因此，在實驗教學過程中，三廢一旦產生，應及時處理，如實驗過程中產生的一些有毒廢氣，學生可以通過自制的除尾氣裝置進行處理。而對于一些難處理的三廢，由實驗室管理員按照三廢處理標準進行處理。在實驗教學過程中，我們應始終用綠色化學的理念來準備實驗和指導實驗，從源頭上阻止污染，使傳統化學實驗變為清潔、無害、環境友好的綠色化學實驗。

五、倡導節約、清潔實驗行為

5 R 原則（即reduce，reuse，rejection，recycling，regeneration)是綠色化學實驗的基本原則。綠色化學實驗要求我們主動地減少和消除化學實驗室對環境的污染，而不是被動地治理環境污染。因此，在無機及分析化學實驗教學過程中，實驗教師和學生應依據綠色化學、節省成本、循環利用、回收利用的整體思維方式， 結合所學的化學知識， 物盡其用、以廢治廢， 盡可能地減少實驗室三廢的直接排放。在保證實驗效果的前提下,充分利用日常生活中常見的廢棄材料和用品， 就地取材、變廢為寶， 盡量節省資金。如利用青霉素藥瓶制作試劑瓶、集氣瓶，利用廢電池制備碳電極，利用廢棄的玻璃電極改造為銀電極等。從5R 層面上積極開展綠色清潔的無機及分析化學實驗的教學準備工作[6]。

六、結論

將綠色化學的理念滲透到無機及分析化學實驗教學及實驗室建設中，對實驗教學過程進行優化設計、統籌安排；控制藥品數量、保證藥品質量、使用無污染藥品；合理地處理廢棄物等。這不僅可以節省實驗經費、減少環境污染，還可以提高實驗安全，改善實驗環境。建設綠色化無機及分析實驗室，需要教師及學生共同努力來完成。要做到實驗室的全面的綠色化，任重而道遠。在實驗室的綠色化建設進程中，教師、實驗室管理人員及學生都要提高綠色化學實驗的思想認識，增強環境保護的責任心和緊迫感，切實負起保護環境的責任，綠色化學實驗室將不再遙遠。

參考文獻

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篇6

關鍵詞：化學工程實驗技術課程；改革；創新能力；策略

在量子力學的建立發展下，現代化學理論得到了快速發展，但實驗在化學研究和化學教學中仍占據非常重要的地位，高等化學教學中的實驗教學作用也日益突出。化學教學中的實驗教學在培養學生化學學習認知、研究能力和應用化學能力等方面發揮了重要的作用。在新課改的深入發展下，高等化學教學在講授了化學基本原理和化學實驗技能基礎上，開始著重培養學生獨立化學實驗設計的能力，注重對學生展開實驗技術和化學知識綜合應用能力的訓練[1-5]。高等化學實驗課程體系改革成為高等化學教育發展的重要內容，得到了越來越多人的關注。完整化的高等化學實驗教學改革內容包括化學實驗課程體系和課程內容的優化、化學實驗基地的建設、化學實驗具體實踐操作方法、化學實驗組織管理等，其中最為重要的是化學實驗課程體系。

1高等學校化學工程實驗技術課程發展現狀

在高校的擴招發展下，化學工程實驗技術課程實驗基地建設質量參差不齊，同時在學生畢業就業競爭的日益激烈下，在化學實驗教學中很多學生過度重視理論，輕視了實驗教學。現階段高等學校化學實驗教學存在的問題具體體現在以下幾個方面:（1）在化學工程技術實驗課程內容上存在“三多三少”的現象，從總體上看，依賴課堂理論教學的驗證性實驗課程較多，設計性的實驗課程少；獨立性的單元操作課程多，綜合性的實驗課程少；經典類型的實驗課程多，能反映最新科學研究成果的內容少。（2）化學工程技術實驗課程是根據化學理論課程體系設置的，在實驗課程的安排上過于強調對化學課堂教學的補充，忽視了化學實驗課程開設的本身特點，無法發揮出化學實驗課程的本身作用。（3）化學工程技術實驗課程教學模式單一，注重按照教師事先安排好的內容開展教學，無法發揮出學生學習的主觀能動性。

2化學工程技術實驗課程內容的設置

2.1精選基礎性、理論性強的化學實驗

化學工程技術實驗課程內容改革的指導思想是要加強學生動手操作能力的訓練，注重提升學生綜合素質的培養，通過化學實驗教學進一步鞏固學生在課堂上掌握的化學理論知識。為此，教師可以在有限的教學學時中，精選化學基礎理論實驗教學內容，如可以為城市土木工程建設專業的學生開設膠體溶液性質類實驗課程，在實際教學中要注重引導學生進行實驗教學方案的設計，具體包括實驗流程設計、膠體溶液的配制、實驗儀器的安裝和實驗操作等[6]。

2.2注重精簡重組驗證性化學實驗

化學工程技術實驗課程要減少驗證性實驗在總體實驗中的比重，驗證性實驗中繁多的驗證內容不利于激發學生的學習興趣，也不利于培養學生化學學習的綜合素質，浪費了有效的課堂教學時間。在原有的化學實驗教學中，“氧化還原反應與電化學”及“電解質溶液”是常見的驗證性實驗，實驗驗證過程簡單，方便學生的觀察，但在實驗操作過于簡單的情況下不利于調動學生學習積極性。為了解決這個問題，教師可以將這兩個實驗進行精簡處理，在兩個實驗的重組中以“氧化還原反應與電化學”實驗為主體內容，將“電解質溶液”的實驗內容融入到原來電池的組成和電動勢的測定中，讓學生在原有電池的電解質溶液中加入適當的物質，如氨水、硫化鈉等，之后應用精密的微安表對電池電動的情況進行觀察，從而了解物質濃度變化對電極電勢產生的影響[7-9]。這種精簡重組之后實驗的開展能夠提升學生學習的積極主動性，實現學生自主化學習。

2.3增設應用型和綜合應用型化學實驗

在化學工程技術實驗課程改革思想的指導下，教師要根據學生專業學習的特點增設應用型和綜合應用型化學實驗。例如，可以增設水硬度測定、金屬材料腐蝕和防護測定實驗、金屬材料老化等綜合型化學實驗。在水硬度測定實驗中，教師應用離子交換法和蒸餾法演示凈化水的過程，通過實驗向學生展示應用導電率來衡量和評價水純度的重要意義。學生對實驗興趣很高，為了獲得更精確的實驗數據，一次次反復驗證自己的實驗，改進自己實驗操作方式，對促進學生的化學學習具有重要意義。

3化學工程技術實驗課程教學過程

3.1教學方式的選擇

教師可以采用交互式的教學模式向學生具體介紹化學實驗技術原理和重難點問題，通過交互式實驗教學研究設計讓學生能夠有效解決化學實驗學習中遇到的難點問題。化學教師要根據化學工程技術實驗課程教學指導思想制定科學合理的教學方案。定期安排教師互相聽課，從而促進教師之間的教學交流，提升彼此教學水平[10]。應用多媒體技術開展化學工程技術實驗課程教學，通過多媒體的引入彌補傳統化學實驗教學視野狹窄的問題，緩解實驗教學經費和學生人數之間的矛盾問題。

3.2培養學生良好的化學實驗習慣

（1）教師要引導學生形成嚴謹、科學的實驗研究作風。這種作風在化學實驗操作中的表現是，學生能夠仔細觀察化學實驗操作出現的各種現象，在發現實驗現象和預期實驗構想存在出入時，學生要能夠從各方面查找誤差的原因，和其他學生進行討論，從而及時解決實驗操作中出現的問題。

（2）原始性實驗記錄對于學生實驗思路的形成、實驗規律的把握等具有重要意義。為此，在實驗開始階段，需要學生仔細、規范的記錄化學實驗現象和實驗操作獲得的結果。

（3）學生要養成良好的衛生習慣，在化學工程技術實驗課程過程中教師要監督學生注意做好實驗器具回收工作，不能隨意丟放實驗器材以及實驗產生的各種雜物。

3.3完善教學評價體系

在化學工程技術實驗課程教和學習的過程中建立相應的激勵評價機制，對提升學生的化學實驗能力，促進化學實驗教學發展具有重要的意義。為此，高等院校可以從化學工程技術實驗課程教學內容、教學方式、教學管理和教學評價等方面建立相應的實驗教學管理和評價考核機制[11]。在學生化學學習方面，學校要建立學生成績和學分結合的學習評價方法，具體包括學生能否按時到達實驗室、能否在實驗之間做好了充足的準備以及學生是否如實記錄了實驗操作過程和做好實驗總結。

4化學工程技術實驗課程師資隊伍建設

化學工程技術實驗課程教師隊伍的素質和能力對整個化學實驗體系運行發展具有重要的作用。為此，高校需要加快打造一支結構合理、人員素質高、掌握多種化學實驗教學技巧的教師隊伍[12]。為了充分發揮高素質化學實驗教師隊伍在化學工程技術實驗課程教學中的優勢，學校可以制定一系列能夠提升化學實驗教學質量、促進實驗化學有效運行的政策，充分發揮出教師在化學工程技術實驗課程教學中的優勢力量，培養學生化學學習綜合能力。

5完善化學工程技術實驗課程保障體系建設

高校需要從制度上進一步保障化學工程技術實驗課程教學的開展，通過化學工程技術實驗課程制度的建設，加強化學實驗指導教師對化學課程教學各個環節的重視，具體包括化學實驗教學方案、化學教學實驗過程和化學實驗結果的驗收管理等，充分發揮出化學實驗教學的重要地位和作用。

6結語

化學工程技術實驗課程的開展不僅僅是為了加強學生對所學化學理論的理解、提升學生化學基技能訓練和應用能力，更重要的是培養學生在生活實際中應用化學知識的能力。結合不同專業學生所學專業特點，進一步拓展學生化學知識面，提升學生化學學習興趣，實現學生對所學化學知識的靈活運用。學生化學工程技術能力和他們綜合能力的提升密切相關，科學合理的化學實驗內容和規范化的化學實驗技能訓練，對培養學生的自我創新藝術，提升學生的科學研究能力，增強學生在社會主義經濟市場中的競爭力具有重要作用。為此，需要有關教育人員根據不同專業學生化學學習的需要進一步完善化學實驗教學體系。

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篇7

前 言

化學實驗是一門重要的課程，可以培養大學生的動手能力，鞏固理論課上學到的知識，在實驗中對化學增加感性認識[1]。實驗能力的高低是衡量大學化學專業學生綜合素養的重要標志之一。正因為此，各高校在實驗課程設置、內容目標、實驗資源、教學模式、評價方法等方面積極進行改革，以促進學生實驗能力的提高[2]。

一、大學生化學實驗課程教學改革的目的

化學實驗課程主要包括無機化學、有機化學、分析化學、儀器分析、物理化學的相關實驗，其目的是培養學生的基本化學實驗技能、基本化學計算、實驗設計、實驗操作、數據采集和分析處理能力，常規和部分貴重儀器的使用、圖譜解析，實驗總結與報告能力。進行化學實驗教學改革的目的主要有以下幾個方面[3]：

1.培養學生基本操作技能的規范性

玻璃器具使用、天平使用、真空泵使用、滴定分析、抽濾、分離、洗滌等，實驗器材的維護及正確放置、標簽的書寫、實驗廢棄物處置等，都屬于基本操作的范疇，規范地掌握這些基本操作，是形成良好實驗行為的基礎，也是學生基本科學素質的體現。這些素質的欠缺，將影響學生的未來發展，甚至人身安全，因為許多化學實驗室事故的發生都是由于操作不規范而引發的。因此，化學實驗教學必須在培養學生操作的規范性方面下足功夫，教師的指導必須嚴格到位。

2.強調基礎性實驗的作用和重要性

在當前強調培養創新人才、加強綜合性實驗的同時，不要忘記和淡化基礎性實驗。沒有基礎或基礎不牢，就談不上綜合，更談不上創新。因此，在教學資源的調配上，要始終抓好基礎性實驗的教學安排，配備足夠的師資、教學時間和教學設備等，這是需要由實驗教學管理部門統籌考慮的工作。

3.訓練學生的表達與分析能力

經過一系列測試獲得一批實驗數據，對這些數據進行科學處理與分析，進而得出科學結論，不僅是對教學實驗的總結，而且也是科研的重要環節之一。這種能力的培養十分重要，如果在這方面重視不夠，就會導致學生的歸納、總結與分析能力不強，提出問題、提出新概念的能力不強，這最終會影響學生的創造能力。

4.培養學生綜合素質

學生思維的多樣性、觀察能力、耐心、細致、沉穩、有序等素質需要依靠實驗過程的點滴訓練和積累，這是一個長期的過程，需要在實驗教學中精心培養，需要教師進行耐心細致的、科學的指導。大學生化學實驗綜合素質的培養需要從選擇題目開始，到實驗設計、實驗操作、結果分析、問題思考與解答等多個方面系統進行能力培養[4]。

5.提高化學實驗教師隊伍素質

實驗教師的授課水平和責任心是影響實驗教學質量的關鍵。實驗教學改革對于青年教師和研究生助教的培養，老教師在教學方法、教案設計、教學技巧與能力、教學態度等方面的引導，全面幫助，都有助于他們勝任實驗教學工作，科學地培養學生。

二、大學生化學實驗教學中存在的問題

化學實驗是化學教學中一門獨立課程，其目的不僅是傳授化學知識，更重要的是動手能力和優良素質的培養。通過長時間對大學實驗課程教學的切身感受和觀察分析，我們可以看出在化學實驗教學中現在主要存在以下幾個問題：

1.課程設置不重視化學實驗

許多學校對理論課程很重視，而忽略實驗操作的訓練，即存在重理論、輕實驗的現象。盡管現在強調培養創新型人才、加強綜合性化學實驗，但決不能淡化基礎實驗的訓練，基礎實驗是綜合性實驗的基礎，其基礎性和重要性是毫無疑問的。實驗指導教師要認真負責、嚴謹規范，實驗課程就會得到學生的高度重視。此外，還存在實驗課學時數占總學時的比例較低，有些實驗課學生動手的機會較少等不合理現象。

2.對學生的綜合素質培養不夠

化學實驗是化學教學中一門獨立課程，其目的不僅是傳授化學知識，更重要的是動手能力和優良素質的培養。綜合設計性實驗可以體現化學教學內容的綜合性，設計的獨立性，同時能考察出大學生的實驗技能，反映出學生的實驗綜合素質。但是現在實驗課內容較淺，一般都是驗證性的，很少有探求性和研究性的。這樣的實驗不符合培養高素質大學生的要求，也會影響學生學習的積極性。

3.實驗教學室設備陳舊，投入不足

盡管各院校都在加大對實驗教學的投資力度，購進了不少新的實驗儀器，實驗室面積較過去有所增大，但是由于過去欠賬較多，仍有不少陳舊儀器在使用，近幾年在校學生人數增加了幾倍，而實驗室的面積和實驗儀器的增加相對滯后，實驗課的教學條件沒有明顯的改善，所以對實驗課教學質量的提高必然會產生一定的影響[5]。

4.實驗課教學方法欠佳

一些教師在實驗課的講授方法上比較單一，不注意實驗課教學方法的研究，教師怎么講學生就怎么做，給予學生獨立分析問題和發揮想象的機會較少，不能充分調動學生的主觀能動性。另外，課堂討論的教學方式采用較少，現代化教學手段應用不夠，也制約著實驗教學水平的提高。

5.教師責任心不夠，對學生管理不夠嚴格

部分學生的化學實驗習慣不好。比方說，對于剛打開的天平沒有檢查是否處于水平態；使用完電子天平沒有進行清掃；用完后未關掉電源和罩上天平罩。學生在做滴定實驗時，坐站姿態不雅觀；有的學生損害儀器不匯報給帶課教師等[6]。學生實驗動作不規范也是化學實驗教師需要特別關注的問題。如果要求嚴格、動作規范，對他們的后續化學實驗課大有益處；相反，如果實驗操作動作不規范，以后很難改正。

三、大學生化學實驗教學存在原因分析

很多高校在教學中重理論輕實驗的思想仍然沒有發生根本地改變，必然會影響到實驗室的管理和建設，從而影響實驗課的教學質量[7]。

1.教師和學生對實驗課的認識不夠重視

很多大學生在學習時，仍然保持著高中的一些學習習慣，就是重理論輕實踐。到了大學以后，對實驗課的重視程度仍然輕于理論課，他們在思想上并沒有將實驗課提升到與理論課同等重要的地位。其次，諸如大學英語四六級、計算機等級的考試也占據了學生的大部分時間，這些考試都會涉及到以后學生的就業、落戶等問題，使他們沒有更多的精力投入到實驗課的學習當中去；最后，基礎實驗較多，沒有充分激發學生的興趣，結果基礎沒學好，專業實驗課也是學的一塌糊涂，操作能力自然就會很差。

2.化學實驗室建設水平落后

有的高校把實驗教學附屬于理論教學，在一定程度上削弱了實驗教學在整個教學過程中的作用。另外，在實驗教學的建設中投入非常有限，實驗儀器設備及設施老化、廢棄、數量不足，且配套不齊全，自動化程度不高，儀器設備分散，開出實驗率低，設備利用率低，實驗條件、實驗手段、實驗技術水平落后。

3.實驗課教師隊伍的素質不高

在一些高校里，實驗教師是輔助教學的二線工作人員，因此大家一直認為實驗工作無足輕重，致使不少人缺崗在編，卻很少或根本沒有從事實驗教學工作，部分人員只經過簡單培訓就上崗工作。此外，實驗室人員獨立活動能力弱，不利于充分調動實驗技術人員的積極性。

4.實驗課程管理制度的松懈。

多數高校都有實驗課考試不通過不能參加理論課考試的規定，但是幾乎所有高校學生每次實驗課都來參加，不論實驗做的如何，其實驗課程考試成績均為合格，以杜絕學生因實驗課考試未通過而不能參加理論課考試的現象發生。從而使學生滋生了輕視實驗課的想法，反正最后也能通過。

四、大學生化學實驗教學改革的具體措施

1.將理論教學與實踐教學有機結合起來

課堂教學可以使學生熟悉每種儀器分析方法和分析儀器所基于的基本理論，也可以培養學生的思維和創新能力；同時加大實踐教學的比例，使學生能有機會學習和使用這些儀器和設備，運用理論與實際相結合的教學過程，最大限度地提高學生的實踐能力。培養學生比較系統地掌握本學科、專業必需的基礎理論、基本知識，掌握本專業必要的基本技能、方法和相關知識，具有充實本專業實際工作和研究工作的初步能力。教會學生在實踐中自主地發現問題、查閱資料、處理及解決問題[8]。

2.注重更新實驗教學手段

隨著科學技術的發展，電化教學手段的廣泛應用，計算機及多媒體技術的日益普及，這些教學手段可以將實驗的全過程生動、形象、直觀地展現在學生們面前，便于學生對某些抽象、枯燥的實驗原理、理論和概念更準確、更深刻地理解和掌握，激發學生的學習的興趣，提高他們學習的積極性。在儀器分析教學和實驗中，最嚴峻的一個問題是一些大型貴重儀器的短缺。采用多媒體教學可以在某種程度上彌補機器難以普及的缺陷。

近年來開始應用的計算機輔助教學技術，可以把計算機應用和化學實驗教學緊密結合起來，利用微機模擬實驗的全過程，對拓寬學生知識面，開闊學生視野，鞏固和提高學生計算機應用能力，培養學生創造性思維有極大促進作用，這是傳統的實驗教學手段所無法比擬的。還要注意加強計算機在實驗教學中的應用，引導學生利用計算機進行繁雜的實驗數據處理和數據分析，不斷改進傳統的實驗方法和測試手段，促進實驗內容與現代科學技術的有機結合。

3.開展靈活多樣的實驗教學形式

針對目前存在的實驗教學學時數偏低的問題，在按實驗教學大綱的要求開好課內實驗的前提下，各實驗室應積極創造條件，貫徹因材施教的原則，在學有余力的學生中開展一些豐富活潑、形式多樣的課外實驗活動，如開放實驗室，在實驗室完成課程設計、畢業（論文）設計，開設實驗選修（輔修）課，開設第二課堂，成立課外科技興趣小組，參與教師的科研課題等，以此作為實驗教學的延續、補充和提高[9]。

4.強調學生在實驗教學中的主體性

在實驗過程中教師要明確學生是學習主體的觀點，在學生熟練掌握基礎實驗知識和實驗技能之后，充分利用大學生求知欲強、愿意動手、喜歡操作的特點，放手讓學生在實驗過程中唱“主角”，給學生充分的獨立思考、獨立活動和探索新知識的鍛煉機會，充分發揮學生在實驗中的主觀能動性。為進一步調動學生化學實驗的積極性和參與意識，可以讓學生自己設計實驗題目，帶著問題動手做，帶著問題去學習、去查找答案，完成實驗，提出改進實驗的思路和方法，變被動為主動。不但可以培養學生的自學能力、在知識海洋中查找資料的能力、解決問題的能力，還可以充分調整、調動學生學習化學實驗的積極性和對化學課的興趣。這種放手讓學生參與的做法激勵了學生積極思考的意識，增強了化學實驗思維能力，拓寬了學生知識面，變被動機械的學習為主動靈活的學習，學生動手能力也有了很大提高[10-12]。

5.在實驗教學中培養大學生創新能力

要培養學生的實驗創新能力，必須首先加強學生實踐動手能力的培養，科學改革實驗教學內容，減掉那些陳舊的演示性的實驗、驗證性實驗，增加一些設計性、應用性和綜合性實驗，鍛煉學生綜合運用所學知識，解決實際問題的能力。另外，也可以讓學生參與到教師的教學科研活動中，讓他們真正體驗實驗的價值與魅力所在，培養學生在紛繁復雜的科學領域發現問題，找到發明創造的方法[13]。

5.1 查閱文獻能力

通過網上查詢、圖書館文獻查詢等方式，在前人大量科研工作的基礎上，不斷總結經驗，找到研究的切入點，有所創新，將兩者完美結合，成為自己的東西，在實踐中提高創新能力[14]。

5.2 實驗設計能力

針對研究方向，在查閱資料的基礎上，討論實驗方案，根據前人的工作和化學實驗的特點，設計實驗方案和實驗的具體內容。

5.3 動手能力的培養

通過示范各種設備的使用方法，充分發揮學生的聰明才智，鼓勵他們動手動腦，遇到困難，自己想辦法克服，不要立刻告訴他們如何做，以此來磨練他們的意志。

5.4 化學實驗操作的準確性訓練

實驗操作的正確與否直接影響著實驗結果的準確性，熟練和扎實的實驗技能是學生應該具備的能力，要強調基本操作規范化的重要性和必要性。

5.5 寫作能力的培養

首先給學生一個論文的模版，按照模版撰寫論文，論文要進行反復修改，比如摘要盡量簡潔，關鍵詞要有，論文中的圖表要規范，論文文筆要流暢，內容充實，結論要總結好，還要有文獻的引用及致謝等。

6.加強學校實驗室硬件建設

提高大學生實驗創新能力的培養，必須搞好實驗室的硬件設施建設。實驗教學不僅能綜合利用學生學過的理論知識提高學生的動手實踐能力，更能夠較好的培養學生的實驗創新能力，從而提高學生的綜合素質。這些年來，大部分學校對學校的實驗室都有很大的改善，但隨著經濟的快速發展，大學生的數目越來越多，學校實驗室遠遠不能滿足實驗教學的需要。學校必須要有計劃的、有步驟地增加對實驗室的投入，對實驗室的設備要不斷更新、不斷完善，才能為實驗教學提供更好的條件[13]。

7.提高實驗教學人員的素質，促進實驗教學水平的提高

學生實驗操作水平，實驗創新能力的提高與學校實驗指導教師的能力密切相關。目前，部分學校化學實驗教師隊伍素質與社會發展不適應，長期對實驗教學的不重視，導致大量人才的流失，實驗教學人員嚴重不足，另一方面，廣大學生卻對教學要求提出了更高的要求，他們已經不能滿足實驗指導書上知識的學習，簡單的技能指導完全不能滿足他們對知識的渴望，這就要求廣大實驗指導老師不僅要專業精，還要求知識廣。為了加強實驗教學隊伍實力，還可以將一些高學歷，高能力的教師引進到教師隊伍中，把這些教師培養為實驗教師隊伍的骨干成員，學科帶頭人，從而提升實驗教學水平。

8.改進化學實驗成績的評定方法

實驗成績評定方法和量化評分標準的改進有助于促進學生的實驗興趣和科研行為的養成，根據前人實踐經驗和方法，實驗成績評定一般采用的幾種方法如下[15]：

8.1 實驗預習檢查法

檢查對整個實驗課程體系的宏觀了解和認識，既是每次實驗前的準備工作，又是做好每個實驗的保證。

8.2 實驗過程評分法

就是學生在做實驗的過程中，老師觀察每個學生做實驗的情況，按一定的方式和標準，進行現場評分。

8.3 實驗報告審閱評分法

實驗報告是學生在實驗基礎上的再加工過程，對培養學生的抽象思維能力，數據的觀察、記錄與處理能力，實驗過程的概括思維能力，科技論文寫作和表達能力，以及實事求是的科學精神與工作作風，具有不可替代的作用。

8.4 其他評判方法

如學生參與全國大賽并取得好成績，或科研創新具有特色；實驗事故率處理與新現象發現；操作規范與衛生習慣，制度與紀律遵守等，一般由老師靈活掌握，作為個性或特色適當加、減分。

9.重視化學競賽對實驗教學的推動作用

廣泛地開展化學實驗技能競賽活動，可以激發廣大學生提高化學實驗技能的熱情，培養他們的全面素質與能力，能夠有效地大面積提高教育質量，同時也有力地推動和促進高校的化學實驗教學[16]。

開展化學實驗技能競賽受到了廣大院校和師生的極大重視，各參賽院校都以實驗技能競賽為契機，加大了對化學實驗的投入，如投入經費改善設備條件，更新實驗儀器，對學生開放化學實驗室等。而參加訓練的學生也都加大了對化學實驗的精力投入從長遠上看，這些都有利于化學實驗教學的進一步深化和提高。

9.2 發現實驗教學中的不足，交流實驗教學經驗

在化學實驗技能競賽中，參賽學生所產生的諸多失誤，有相當部分反映了在實驗教學中的存在問題，對今后的實驗教學改革提供了參考資料。通過競賽與交流，各院校發現一些化學實驗教學中存在的不足之處，在后繼的實驗教學中加以改進和優化。

總之，通過調整化學理論和化學實驗教學內容和方式，改進實驗教學方法，強化教學管理，加強實驗教學條件的建設，培養學生扎實的理論基礎和規范、嫻熟的實驗操作技藝，提高學生發現問題、綜合分析問題和解決問題的能力，改善化學實驗教學的評定方法，提高化學實驗教學人員的職業素養，才能更好的促進大學生化學實驗教學的改革與發展。

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篇8

隨著新課程的實施，中學實驗課增加了很多，實驗后產生的廢水量也越來越多。如果這些廢水不加以處理而直接排放到下水道，尤其是化學實驗后產生的廢水，將會給所在城市的水處理系統造成嚴重的負擔，不僅會增加污水處理的難度，也會對水資源造成極大的污染。

目前，新聞報道的多數針對高校、科研機構、檢測機構和企業中的檢驗研究部門中的化學實驗室廢水，排放的特殊性、對環境的危害性及處理方法。這些部門排出的廢水成分復雜，除無機物外還有重金屬離子、細菌等微生物和有機物，處理藥劑品種繁多。但針對中學實驗室這方面的研究報道較少，而中學實驗室廢水的成分比較簡單，含量較低，更易于處理。本文提出了凈化處理實驗室廢水方案，并充分利用實驗室現有器材設計了廢水凈化的流程圖和操作裝置，簡單易行，既可減輕污水處理廠后續去除廢水中雜質的負擔，又為日后各中學化學實驗室建設和廢水處理提供一個參考方案。

一、實驗室廢水處理流程及裝置

需要先收集每次實驗后產生的廢水，經過以下流程圖來逐級進行凈化操作，處理后的凈化水可以直接排放，或回收再利用。具體操作過程如圖1和圖2所示。

圖1 化學實驗室廢水處理流程圖

圖2 化學實驗室廢水的凈化操作過程

對于處理過程中產生的有毒有害氣體，如氯氣等，需要回收或吸收，防止實驗室內空氣污染。如果實驗室處理后的清水水質很好還可以回用，如沖洗廁所、澆灌花卉綠地等，這樣可以節約大量水資源。如果出水水質一般，可以直接排放到下水道。特別提示，有些實驗廢水的酸性或堿性較強，需要考慮收集容器的防腐蝕問題，或需要用相應的廢酸或廢堿來中和。

二、化學實驗室廢水的處理方法

1.收集并分析化學實驗室廢水的主要成分

用實驗室現有的下口玻璃瓶作為廢水收集的容器(如圖3所示)，出水口在下方，有膠皮管和止水閥，便于取水。

圖3

分析每次實驗后收集起來的廢水水質前，需要了解本次實驗內容和所用藥品類型，確定雜質離子的種類。觀察廢水中是否有固體物質，是無機化學沉淀物還是有機物，列表并記錄。

2.調整廢水的pH值

先用pH試紙或酸度計測定廢水的pH值，以確定酸堿中和需要用廢酸廢堿(以廢治廢)的量和濃度，以防腐蝕設備，同時可以預先產生大量的沉淀物。

3.用化學沉淀法來分離廢水中的可溶性離子

選擇化學藥品時要把握“種類少、用量省、價格便宜”的原則，根據廢水的成分分批處理。Ca2+，Ag+，Ba2+，SO42-，Cl-等離子容易轉變為沉淀和氣體，而K+，Na+，NO3-等可溶鹽離子用此法難以除掉。這種處理方法的缺點是，因加入化學藥品而使水引入新的雜質，造成二次污染。

4.化學污泥的沉淀和過濾

通過上述化學沉淀法會得到大量的固體沉淀，需要進一步和水分離。先將反應后的混合液靜置一段時間后，沉淀就會沉降到容器的底部而使溶液分層。若使用離心機進行離心分離，幾分鐘內就能完成。再將分層后的上清液進行過濾，進一步除去沒有沉淀下來的固體。也可用真空抽濾器，幾分鐘內完成。

5.自制多濾層的廢水凈化器

取一個2～5L空飲料瓶或塑料桶，剪去底部，瓶口用單孔橡膠塞塞住，連接玻璃導管和橡皮導管(帶止水夾)。將飲料瓶口朝下倒置，瓶內由下至上分層放置膨松棉、洗凈的鐵絲網(起支撐作用)、雙層紗布、活性炭、雙層紗布、混合后的陰陽離子交換樹脂、雙層紗布、石英砂和小玻璃珠(本試驗中因石英砂和小玻璃珠的大小形狀和粒徑相近而混裝)、鐵絲網，最上層是多層紗布(可根據實際情況隨時更換和清洗后再用)。

把經過沉淀和過濾后的廢水的上清液倒入自制廢水凈化器，可進一步減少其中的懸浮物、離子和有色物質。

6.用活性炭吸附和脫色

廢水中的某些有色物質，如酸堿指示劑反應后的產物、苯酚等有機物，如果濃度較大，也需要進行脫色處理。我們選擇多孔、比表面積大、吸附和脫色性能好的活性炭，即可以吸附水中的細小固體雜質，還可以吸附可溶性的有色有機小分子。

7.電解法回收金屬

高中學校實驗室總會產生大量的高濃度的銅離子廢水，我們用電解法先降低銅離子的濃度。用化學教科書上的電解實驗裝置處理廢水，效率較低，有局限性。因此我們選擇用圖4所示的具支U形管，把陰極和陽極分開進行電解。用U形管電解實驗來回收金屬，如實驗室CuCl2廢水的處理，陰極和陽極附近的產物易分離，易回收。在陰極產生Cu，陽極產生Cl2。經過以上方法處理后，廢水中的離子還有許多，如果想提高水質而回用，可采用電滲析技術。

圖4 電解CuCl2實驗前中后溶液的變化

為了防止電解后產生的大量尾氣污染空氣，可在陰極支管端用小氣球密封和收集少量的氫氣，陽極支管端連接倒置的小漏斗來用濃堿吸收大量有毒的氯氣。同時可以在陰極收集到大量的金屬銅。電解后的廢水再次收集器，進行下一步處理。

8.難沉淀的鈉離子、鉀離子、硝酸根等離子的電滲析

人造滲透膜(陰、陽離子交換膜)對要交換的離子具有選擇性和透過性，水分子也可以自由通過。這種電滲析法膜處理技術，在現代工業水質凈化中應用很普遍，但對于高中生則很陌生。它適合處理濃度較小的廢水，否則會堵塞膜孔，影響出水水質甚至降低膜的使用壽命。它的優點是占地面積很小，處理的水量卻很大，適合化學實驗室使用。

電滲析裝置在接通電源后會產生電場推動力，選擇性地使陰、陽離子透過交換膜而分離溶質和水。一般，陰離子交換膜又叫陰膜，只容許陰離子通過；陽離子交換膜又叫陽膜，陽膜只讓陽離子通過。圖5為電滲析處理系統其中的一個單元，化學實驗室可根據廢水量而選擇多個單元組成。

圖5 電滲析處理廢水過程

電滲析裝置工作過程：將已經過前處理的廢水引流到廢水入口處，經過半透膜通道時，其中的雜質離子分別通過陰膜和陽膜成為濃縮水而分別匯集到排污口，回收利用。這種電滲析裝置可在常溫常壓條件下進行操作，濃縮分離同時進行，不需投加藥品，出水的水質好，可再利用。目前電滲析法還被廣泛應用到許多領域，如自來水廠和發電廠制取純水，海水或苦咸水的淡化處理，酸洗廢水回收硫酸和鐵，芒硝回收硫酸和堿等。

如果我國所有的化學實驗室都配備一套廢水處理器，既節約了水資源，使廢物資源化，又提高了下水管道的使用壽命，減少了污水處理的費用，還在廣大學生中樹立了環保節約意識。

參考文獻

[1] [英]Tom Stephenson.膜生物反應器污水處理技術[M].北京：化學工業出版社，2003

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關鍵詞：環境科學專業；實驗教學；改革；課程群

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）01-0228-02

環境科學是一門集地理、物理、生物和化學等多學科相互滲透、高度綜合的交叉學科，具有整體性、綜合性和應用性的特點。環境科學的這種特性決定了實驗教學在整個教學過程起著舉足輕重的作用。實驗教學為培養專業的環境類人才，使其具備較強的實踐能力、創新能力有著不可替代的作用[1]。現在運行的實驗教學相對薄弱，嚴重制約學生綜合能力的發展，如何提高大學生的實驗技能擺在了高校教師的面前。本文就吉首大學環境科學專業實驗教學和實驗管理方面存在的問題進行剖析，提出實驗課程群建設等舉措，以期改善目前實驗教學現狀，為培養創新性實驗人才提供參考。

一、目前環境類專業實驗教學存在的問題

（一）課程體系欠合理

根據《吉首大學環境科學專業人才培養方案》之規定，目前開設了9門實驗課程，共234學時、65個實驗項目。根據現行的培養方案，從數量上，實驗總門數偏少，遠低于學院其他專業開設實驗門數（生物科學專業的14門、生物工程專業13門實驗課），且平均每門實驗課程僅26學時、每門課每周僅2～3學時，實驗課程成為理論課堂教學的附屬課，不能夠引起學生的重視。在結構上，實驗課程主要分為三部分：公共基礎實驗課程、專業基礎實驗課程和專業實驗課程。無機及分析化學實驗和有機化學實驗為公共基礎實驗，很明顯，公共基礎實驗課程只有化學類實驗，缺乏了生物類實驗和物理類實驗，知識結構較為單一。專業基礎實驗課程旨在夯實實驗基本技能，工程制圖和儀器分析實驗的開設能讓學生掌握基本的實驗工具和實驗技能，但明顯存在基礎太弱、口徑太窄的缺陷。專業實驗課程開設門數雖多，但方向過于集中，側重于污染物的監測和遷移轉化，對污染物的治理、污染評價等專業性高、實用性強的實驗課程尚未開設，如水污染控制工程實驗，大氣污染工程實驗和環境影響評價案例分析等。故實驗課程在結構上存在基礎實驗課程單一，專業實驗課程口徑不寬，結構欠合理。科學的環境專業人才培養方案是創新人才培養的根本，故修改實驗課程設置，整合實驗教學模塊刻不容緩。

（二）實驗內容欠科學

環境科學專業實驗課學時、項目較少，實驗內容松散、覆蓋不夠全面，由于院情、師資等原因，從環境科學作為一級學科的角度思考實驗課程的力度不夠，造成專業實驗課程雖多、但方向單一，無法實現人才培養的要求。同時，實際教學中，不成模塊的實驗課程往往會造成教學內容的重復，比如《環境監測》實驗中有水化學指標的測定，與《環境化學》實驗中多處存在重復內容，內容的重復導致了學生的厭學情緒。再次，實驗課程的開設受實驗條件（如儀器設備）等因素的影響，各科實驗能夠開出的項目比計劃的更低，且能開出的項目受儀器和場地等因素的制約，形成大組循環觀摩式教學，無法很好提升學生的實驗操作技能和調動其積極性。就已開設的實驗內容來看，各項目較為經典，但偏離實際應用，學生們普遍表現出對實驗課興趣不濃。就實驗項目來說，驗證性實驗項目比例偏高，綜合和設計性實驗比例不足，嚴重制約創新性人才培養。

（三）實驗設備落后、實驗教學硬件良莠不齊

近幾年來，因平臺建設，學院添置了一些大型的精密分析儀器，如氣相色譜儀、高效液相色譜儀、氣――質聯用儀、原子發射光譜儀、差熱分析儀和TOC測定儀等，完全能夠滿足本科實驗教學。但是，由于分析儀器價格昂貴，實驗室配備臺套數少，實際教學中，學生觀摩多，而動手少，雖然環境分析技術飛速發展，但實驗中接觸到的大多數還是傳統的分析方法。同時，一些常用小型儀器老化嚴重，且分散在各研究室，資源雖豐富，但配置不合理。另外，常用儀器損壞嚴重，實驗老師只負責實驗的教，而無法負責儀器的維修，造成硬件設施雖多，但卻無法滿足實驗教學，如何合理整合資源亟待解決。

（四）實驗管理較傳統

在實驗教學管理上，實驗課程仍根據相應理論課程設定，教學方式上還是傳統的知識灌輸式教育，即教給學生實驗目的、實驗原理和實驗步驟，學生按指導書和老師的講授機械地完成實驗操作，對各知識點只知其然而不知其所以然，一般性的了解無法固化所學內容，更談不上應用。同時，在有限的實驗學時（一個實驗一般為2～3學時）內為了完成實驗教學，老師往往將實驗藥品和器材全部準備好，樣品也提前制備，其結果是，學生掌握知識片面、不系統，下次單獨操作時無從下手，遇到問題不懂分析和解決，更不能獨立設計實驗。

二、對環境專業實驗課程群建設構想

（一）整合實驗內容，精簡實驗項目

根據現行的環境科學專業人才培養方案規定，該專業設有9門實驗課程，對現行實驗項目整合歸類，可形成3類實驗課程群，即專業基礎實驗、專業主干實驗和專業提升實驗。實驗項目的設置不再依附于實驗課程，如環境化學實驗、環境監測實驗中都牽涉到的污染物在環境中的遷移轉化規律類實驗，環境化學實驗和環境微生物學實驗都開設有污染物在環境中的微生物降解類實驗則可歸入同一課程群中，單純的污染物分析測試或監測項目則可納入專業基礎課程群中。新的實驗課程體系構建應打破以實驗課程為基礎的舊實驗體系，建立以實驗項目為基礎的新實驗體系。以實驗方法和技術要素為主線，以實驗內容為準繩，科學系統地重組實驗項目，構建模塊化實驗課程體系。

（二）實驗獨立設課，構建多層次的實驗內容

實驗教學既是聯系理論教學的橋梁，又是培養學生觀察能力、動手能力和創新能力的有效途徑，在培養科研創新型人才方面有著理論教育所不可替代的作用[2]。在課程設置過程中，應避免重理論輕實驗、實驗課程是理論課程的再現等狀況，增強實驗教學在人才培養中舉足輕重的作用。為此，在人才培養方案設置中，應將實驗課程整合后獨立于理論課程開課，增加實驗項目，強化專業課間的聯系，延長教學學時，獨立考核，從根本上重視實驗教學。

現行人才培養方案開設的實驗課程少，方向單一。開展課程群建設，整合現有資源，并增加新內容、開設新項目，構建厚基礎、寬口徑、多層次立體化的實驗教學體系。實驗課程群建設不僅使學生掌握相關專業實驗技能，更要培養其知識運用能力和創新精神。

（三）改進實驗室管理，構建平臺加模塊的教學體系

實驗室建設是保證完成實驗教學項目、順利執行實驗教學體系的基礎和重要保證[3]，故實驗室的建設與管理應與實驗課程相適應。新的實驗課程群確定后，相應教學實驗室應本著資源共享、優化配置、集約化管理的原則進行重新整合，最大限度實現資源共享，資源利益最大化。

目前，環境科學專業可依托的平臺有生態研究所、環境毒理與環境恢復研究所、生態旅游應用技術省級重點實驗室、錳鋅礦業重金屬污染綜合防治技術湖南省工程實驗室，各研究所、實驗室分散擁有氣相色譜儀、高效液相色譜儀、傅立葉紅外光譜儀、紫外分光光度計、熒光分光光度計、氣―質聯用儀、原子發射光譜儀、差熱分析儀、TOC測定儀等進口和國產高檔精密儀器，硬件設施完全能夠滿足目前的實驗教學。為保障儀器的正常運轉和良性循環，應建立高效的儀器開放管理制度，實現儀器專人管理，管理人員協助實驗教學，實現教學效果最優化。同時小型儀器，如分析天平、低速離心機、分光光度計、恒溫振蕩器等應分類集中放置，以方便教學使用為原則，誰用誰負責為尺度進行松散管理。為實驗教學的順利進行提供重要的保障。

（四）課題加課堂，課內課外兩手抓

針對目前實驗項目驗證性實驗居多，綜合、設計性實驗較少的現狀，新的實驗課程群建設應利用各種資源培養學生的實踐能力。教師的科研工作在具體的領域內，具有較強的創新性，凝練或提取教師的科研課題內容，設計成可操作的、緊扣專業的一類創新性項目，開放科研實驗室。教學與科研課題相結合，能夠使學生把握專業的研究方向，并盡可能利用新手段和方法來解決實驗問題，從而實現在前沿知識的引領下、創新性項目依托下，提升學生的實驗動手能力、實驗設計能力、實驗自主執行能力，激發學生的學習興趣和科研熱情，開拓學生視野，為培養成社會需要的復合型人才打下堅實的基礎。

三、結語

隨著社會經濟的快速發展和環境問題的日益凸顯，市場對高素質應用型人才需求逐漸增大。實驗教學是培養創新性應用人才的重要環節，目前，吉首大學環境科學專業實驗課程教學在課程結構、知識內涵和設課形式等方面出現了諸多問題。優化實驗課程體系、合理設置實驗項目、整合現有儀器設備、建立良好的實驗管理制度、實現課程群立體化的實驗教學是解決上述實驗教學問題的有效途徑。

參考文獻：

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關鍵詞：教學科研平臺；高校實驗室；運行與管理

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0253-02

一、前言

高校三大任務――教學、科研及社會服務，這三方面的發展關鍵是人才建設與資源整合。以往簡單將實驗室組合在一起服務于教學以及實驗的開展已經不能支撐現在高校三大服務的需求。如今急切需求的是能夠將教學科研及社會服務整合在一起成為一個系統體系的支持平臺，靠教學出人才，以科研出成果，綜合服務于社會；形成科研成果促進教學發展，人才培育彌補科研需求的良性互動新局面。高校實驗室建設一般源于新的專業學科建立或擴充形成的配套建設需求，因此有天然的服務教學的屬性；但隨著科研任務的強化，具體科研項目需求建立的特色實驗室比重h來越高，服務科研任務的屬性逐步清晰。因此，本文著重從服務科研任務入手，探討教學科研型實驗服務平臺的一般機制與問題，給出一般解決方案。

二、科研支持平臺建設

（一）科研支持平臺建設的迫切性

隨著科技的日益發展，高校的科研活動和科研能力也已成為評價學校綜合實力的重要指標。現在高校往往通過各種手段推進科研工作的發展，教師的科研熱情很高，科研活動與能力大增。隨之而來的是科研項目的全面開展，科研設備的使用、市場調研、數據收集整理等工作也密集展開。這些基礎工作對各項研究都是必不可少，但是耗時耗力。對于有一定研究基礎的科研團隊來說，可以分工合作，大大提高研究的效率。但從人才培養來看，大部分青年教師，沒有團隊支持，也很難共享其他團隊的技術，單打獨斗顯然影響研究的開展。更關鍵的是，一些研究的設備、軟件的使用研究者并不掌握，研究場景的搭建靠個人也有難度。為了研究的開展，教師大量時間是在找合作者，或重復學習設備軟件使用，處理類似的數據，大大影響研究的進度和熱情。建立起一個科研公共服務平臺能大大節省了教師的精力、提高研究的效率，為廣大教師做研究提供技術支持。

（二）科研支持平臺的結構性

高校科研工作有層次性，教學科研支持平臺應該是整個層次的一部分。這里將科研工作的層次分為前段、中段、后段。前段工作目的是科研氛圍的營造、研究熱情的激發、學科互動交流等。可以通過論壇、各科研中心的開放討論，以及科研的獎勵政策，來促進前段工作的完成。中段工作的目的在于促使教師申報項目，并能成功申請。對教師情況的梳理，逐個動員與指導，能夠起到很好的效果。后段工作目的在于協助教師開展科學研究，取得科學成果。可以通過購置研究設備、資料，提供場地及經費等給予大力支持，但現在高校科研工作也有了新情況，那就是項目及人員大大增加，實驗室硬件資源逐漸緊張。如何在這種局面下進一步推動教師的科研工作，智力支持可能將成為一個新的亮點。其優勢有：

1.智力資源不會枯竭，能彌補硬件總是跟不上實際需求的問題。

2.智力資源可塑性強，能彌補硬件資源只能用于較少的幾類研究的問題。

3.智力資源擴展性強，硬件資源往往與人員和項目增加成反比，而智力資源成正比。

4.智力資源空間延展性好，硬件資源一般固定不能移動，而智力資源不在一個地方也可以完成同樣的支持服務。因此，將硬件資源整合，加上智力資源的支持，建立一個完整的科研支持平臺正是適應當前高校科研的新需求。

科研支持平臺是整合了實驗室硬件資源與智力資源的一個整體，更注重的是智力上的支持與服務，可以分為廣義和狹義兩個角度，廣義上說是全過程多方位的支持，狹義上的科研支持平臺則指后段的各項措施，這也是當前教師開展科研時比較迫切希望得到的支持，這里也主要指狹義上的科研支持平臺建設。

從科研結構完整性上說，除上述三個階段外，還有一個成果轉化階段，這正好是社會服務任務的一部分，可另作考慮。

三、科研支持平臺運行與管理

（一）科研支持平臺的雙重服務性

科研支持平臺不僅服務于科研活動，也對教學與實踐起到促進作用。平臺運行過程中可以吸納博士碩士進平臺進行實踐，學習設備使用，參與實驗設計與實施，進行數據統計等研究的基礎性工作，起到強化科研能力的作用。

（二）科研支持平臺的使用與管理

科研支持平臺的建設可以是一個順勢而為，水到渠成的過程。從提供程序編制、數據處理等基礎工作上升到設備使用、方案設計參與式幫助，再過渡到人才隊伍培訓、項目合作推廣這類戰略性支持上。管理制度上應該隸屬于二級學院，有條件的可以依托在實驗中心。因為以往實驗室建設途徑的局限性，大部分實驗中心主要職能是服務教學，還沒有科研服務能力，所以從強化服務科研的職能入手，擴大科研支持能力。在具有一定影響力之后，可視情況成立領導小組，聘任組長等人事安排。甚至獨立出來，成為大型支持基地，建立單獨的人事、設備與項目管理制度。另外，原則上二級學院所屬的科研院所及實驗設備可供科研支持平臺使用。為了更好地為科研服務，應注意使用規范：

1.平臺硬件資源實行預申請制度，以便審核科研內容，調配實驗設備資源。

2.個人責任制，使用硬件資源必須由課題主持人申請并直接負責，遵守平臺有關設備使用、賠償、安全等規章制度。

3.可簽訂科研內容保密協議，為課題組或個人提供智力支持的人員不能泄露科研項目的數據、研究方法、方案等內容。

4.條件許可情況下，可聘請相關專家教授進平臺進行學術指導，對平臺建設中各項重大事項進行咨詢、審核和監督等。

5.公開平臺可使用的設備及服務。

（三）科研支持平臺與科研人員的關系

科研支持平臺應該是以實驗中心為依托服務機構，不屬于具體課題組或個人。課題組或個人可以尋求科研支持平臺的支持，可分幾個層面。第一層面僅是借用科研支持平臺的場地、儀器設備等，雙方是相互獨立的；第二層面則是希望科研支持平臺提供一定的智力支持，如操作平臺儀器設備、提供實驗方案、實驗落實、數據處理等，雙方是相互依靠的關系；第三層面則可申請平臺協助項目團隊的組建、人員隊伍的培訓、研究環境的搭建等全面參與合作。

同時，科研平臺也可以根據自身發展建立相關研究項目與科研人員一同開展研究活動，主動進行資源的整合。

四、科研支持平臺發展可能會遇到的問題

（一）科研支持平臺提高軟實力的問題

科研工作關鍵在發展和提高軟實力，智力資源是一個學院軟實力的表征，而智力資源是要不斷更新知識，學習新的能力。所以要保持平臺的效率和效果，必需為支持平臺提供專業培訓的機會，及交流學習的可能。

智力支持同樣需要高素質的人才的加入，可以適時進行一些人事制度安排，讓博士、碩士學生加入進平臺學習工作，設立正、副高級職稱崗位，甚至平臺技術人員允許帶研究生等。

（二）科研支持平臺經費問題

科研支持平臺發展，初期不需要額外的經費支持，但在項目需求增加后，可由校院適當補貼。如果獨立運行則可考慮平臺的有償使用，另一方面可以獨立承擔科研任務，但要處理好平臺開放與科研任務之間的關系，使得二者相互促進。

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