侯　芳

生物化學實驗綠色化的建設與實踐

侯芳

（濟源職業(yè)技術(shù)學院河南濟源459000）

隨著我國農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展壯大，生物化學技術(shù)正在向這一領域滲透，生物化學實驗教學中產(chǎn)生的廢氣污染物也需要進行綠色化處理。文章闡述了如何將綠色化的教學理念貫徹落實在生物化學的實驗教學中，并取得較為理想的環(huán)保效果。

生物化學實驗；綠色化；教學實踐

實驗教學是將學生在理論課堂上從學習到的知識具體運用的過程?，F(xiàn)在人們生活水平的提高，對生活的各方面也有了更高的要求。農(nóng)業(yè)生物化學技術(shù)的發(fā)展能夠合理提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，保證人們的食品安全。作為農(nóng)業(yè)院校開設的基礎課程，生物化學在教學過程中起著舉重若輕的作用生物化學實驗占據(jù)學時比例較大，且該專業(yè)的學生數(shù)量較多。在進行生物化學實驗教學時，實驗材料和試劑的消耗量急劇上升。同時，實驗造成的污染如果得不到及時處理，對師生和自然環(huán)境都會造成一定的傷害。隨著人們環(huán)保意識的提高，將綠色化理念合理引入到生物化學實驗教學中是師生都重點關注的問題。

要想實現(xiàn)生物化學實驗，綠色化就需要借助綠色化理念去指導整個教學過程。對傳統(tǒng)的實驗教學內(nèi)容進行改革，逐步取締部分有毒有害的實驗操作，從而降低環(huán)境污染，樹立學生的環(huán)保意識。將綠色化理念合理引入到實驗中，不僅能讓學生的生物化學基礎理論知識得到更深層次的理解，同時，借助綜合性的實驗模式還能鍛煉學生的動手操作能力和創(chuàng)新能力，從而為社會培養(yǎng)出高素質(zhì)的綜合型人才。

1 傳統(tǒng)生物化學實驗室存在問題

生物化學作為農(nóng)業(yè)專業(yè)的必修課，在授課時要突出專業(yè)特色，使得本專業(yè)的學生更具備社會競爭力。本專業(yè)的學生可以到農(nóng)業(yè)育種公司工作、從事農(nóng)產(chǎn)品的銷售或者繼續(xù)選擇深造。在理論授課過程中，既要保證基礎知識能夠牢固掌握，做到有詳有略。同時需要同時開設實驗和理論課程，在保證課程課時的前提下，實驗課時占據(jù)比例相對較少。受到實驗設備和實驗材料的限制，實驗也不能夠全部順利開展，只能進行部分實驗項目。主要是針對蛋白質(zhì)、核酸、酶等性質(zhì)的驗證。在實驗教學環(huán)節(jié)，教師往往先大致講述實驗的整體流程，學生照著PPT按步驟進行。教師在課程結(jié)尾也沒有特別強調(diào)學生對污染廢棄物進行綠色環(huán)保處理。此外，由于部分設備的限制導致實驗項目無法開設。許多實驗設備可能需要學科交叉相互使用，需要教師合理安排教學課時。

2 教學環(huán)節(jié)綠色化的具體實施

2.1 提高學生環(huán)保意識

要想在教學環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)綠色化教學，需要在課前讓學生樹立綠色環(huán)保意識。目前，網(wǎng)站上有許多關于綠色生物化學的小視頻，老師可以選取其中一些典型的視頻在理論課堂的結(jié)束之后播放或者通知學生線下自主學習。通過觀看視頻讓學生傳播了綠色環(huán)保的意識，在生物化學的實驗課堂上能夠有意識地講一些消耗的材料和試劑合理丟棄的知識。

2.2 教學過程綠色化

2.2.1 選擇試劑遵循綠色化

為了達到最終的實驗目的，許多生化實驗在進行中需要使用有一定毒性的試劑，例如：氯仿、苯酚等物質(zhì)。這些化學物品對人體危害程度較大，除了需要強調(diào)在使用過程中注意自身的安全，同時也盡可能選取擁有相同效果，但毒性較小的試劑進行替代。在進行生物化學實驗時，很可能會用到DMSO—二甲基亞砜，雖然它的用途極為廣泛，但是對皮膚有較強的滲透性，有時也可以作為農(nóng)藥的添加劑，在實驗中經(jīng)常會用到，但是由于其較強的毒性，在開展時盡可能尋找具有相同效果但毒性較小的試劑。如果沒有相同效果的試劑，教師在指導學生進行二甲基亞砜試劑的使用時，應叮囑學生格外小心，對于使用過后的廢棄物也應該妥善處理，保證師生健康。

2.2.2 取消部分有毒有害實驗

有時在進行實驗時不可避免會進行一些有害有毒的化學實驗。有時學生不具備較強的操作能力和強烈的自我安全意識，在操作過程中存在著較大的安全隱患。鑒于此，教師可利用多媒體技術(shù)將這些暫時找不到可替代的毒性試劑，通過仿真系統(tǒng)實現(xiàn)模擬演練。時代不斷發(fā)展，多媒體技術(shù)水平也日漸提升。在高校的課堂教學中，多媒體技術(shù)已被廣泛使用，輔助教師的日常教學工作，達到理想的教學效果。將實驗過程通過仿真動畫出現(xiàn)在學生面前，或者學生操作系統(tǒng)進行模擬實驗，能夠讓學生對于實驗操作有更精準的了解，同時也調(diào)動學生學習該科目的積極性。整個學習過程無需化學試劑的參與，真正做到了對環(huán)境的零污染。

2.2.3 采取微量或半微量實驗

通過控制生物化學實驗中試劑的使用量，可以使得最終的化學殘渣和有害氣體的生成量減少，在確保實驗最終效果的前提下進行微量或范圍量的實驗，能夠有效地降低對環(huán)境的污染。在測定維生素C的含量時，實驗書中標明所選取的橘子質(zhì)量為8 g，同時需要草酸60 mL，經(jīng)過實驗證明可以用柚子2 g，草酸25 mL同樣取得相同的實驗效果。在這一過程中減少了實驗試劑的使用含量，同時也能達到實驗目的減少了對環(huán)境的污染，一舉兩得。

2.2.4 教學環(huán)境綠色化

在教學環(huán)節(jié)的過程中，要貫徹落實綠色化理念，在進行實驗室時也需要良好的教學環(huán)境。生物化學實驗室必須要時常通風換氣，針對實驗室所在位置的采光，可以在朝陽的地方擺放一些吸光、能有效降低污染的植物。在背光的實驗室可以擺放一些不喜光的植物，對室內(nèi)的甲醛、二氧化硫等污染性物質(zhì)或氣體進行吸收，減少室內(nèi)的環(huán)境污染，保護師生在課堂上的身體健康情況。一些花卉植物能夠愉悅學生的心情，在課堂上也會更能集中注意力。

2.2.5 廢棄物處理綠色化

生化實驗主要廢棄物有廢氣、廢渣、廢水三類。如果這三類污染物不經(jīng)處理就隨意排放，將會對環(huán)境造成嚴重的污染。因此，在實驗技術(shù)之后，教師應組織學生對實驗產(chǎn)生的廢棄物進行有效處理：針對廢液可以采取酸堿中和的方式，將pH值調(diào)到中性之后，再排入下水道。對于實驗過程中需要使用的一些生化試劑或有機溶劑，根據(jù)各自的儲存特點將未使用的剩余溶液歸放到原處使用過的試劑，按照學校標明的廢液桶進行定點投放；生化實驗也會產(chǎn)生一定的廢氣，這些廢氣可以通過實驗室的通風櫥排出，室內(nèi)所擺放的一些植物花卉也能夠?qū)ζ溆行У匚?，從而有效地降低對環(huán)境的污染；實驗廢渣主要有培養(yǎng)基、凝膠，動物組織等。對培養(yǎng)基可以采用高溫滅菌的方式，將其中的維生素殺死，再進行焚燒；凝膠毒性較小，可以直接焚燒；實驗過程中一些鼠、魚等動物組織使用完之后統(tǒng)一回收尸體焚燒處理。

3 教學準備實現(xiàn)綠色化的方式

3.1 購買實驗儀器設備

上文提到之所以生化實驗的開設項目有限，是由于缺乏進行某項實驗的專業(yè)設備。要想實現(xiàn)生物化學教學綠色化，可以補充購買一批新型的實驗設備：無菌工作臺、電泳儀、離心機、PCR儀等都是進行基礎生物實驗所必備的實驗儀器設備，只有引進這些設備才能夠保證實驗的順利開展，得到更準確的實驗結(jié)果。

3.2 增加綜合和設計性實驗

綜合性和設計性實驗的增加是為了讓學生能夠在實驗中增強對知識的運用能力和應用能力。除了要樹立綠色化的理念之外，實驗內(nèi)容的設置要著重培養(yǎng)學生對于理論知識的綜合理解能力。因此，需要在傳統(tǒng)的驗證型教模式上進行改革創(chuàng)新，加大綜合性和設計性實驗的開設力度。比如在進行糖含量測定等系列實驗時，除了確保學生能夠?qū)碚撜n堂上所學習的知識進行驗證，教師也應該設計一些新型的實驗項目讓學生能夠跳出學習舒適圈。糖含量測定時可以對實驗進行適當擴展，包括如何提取糖，如何進行定量分析等實驗步驟。在保證綠色化的生物化學實驗的同時，盡可能地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力。設計性實驗的開設著重培養(yǎng)學生的知識運用能力。由于在涉及實驗過程中需要耗費大量的精力去查閱相關文獻資料，并且在實驗過程中所需要的一些設備不能保證校內(nèi)是否具備。因此，要想有序地開展設計性的實驗，需要將妥善解決以上問題。

3.3 改革實驗評價體系

往日的生物化學實驗在教學過程中，只注重學生的操作能力和對實驗中一些理論知識的理解程度。為了讓綠色化理念深入學生的內(nèi)心，可以將學生每次課堂的操作表現(xiàn)和課后對廢棄物的處理方式納入期末測評的考核標準中。這樣學生在生物化學的實驗課堂上就會更加留心，對實驗過程產(chǎn)生了一些“三廢”物品能夠掌握其處理方法。此外，教師在生物化學實驗課堂的課堂講述中也需要注重貫徹落實綠色化理念，同樣可以將此納入教師的績效考核。只有師生共同努力才能夠使得環(huán)保意識逐漸養(yǎng)成。學生在撰寫實驗報告時，也可以在最終的實驗結(jié)果添加上對實驗廢棄物的處理方式，方便教師檢驗實驗成果。

3.4 實驗工作人員專業(yè)培訓

由于學生只能對實驗廢棄物進行初步處理，后續(xù)的焚燒以及動物組織的實體收集工作需要專業(yè)的實驗工作人員完成。在實驗課程前找到班級內(nèi)的負責人，讓他對本節(jié)課所使用的試劑種類和計量進行核實。課程結(jié)束之后工作人員應及時核對試劑的使用量，并記錄在冊。工作人員與班級內(nèi)的班長進行協(xié)商，讓班長統(tǒng)一收集一些重要試劑，之后送到辦公室再進行進一步的清點核對，方便查找人數(shù)和后續(xù)追蹤。對培養(yǎng)基進行高壓滅菌以及體育物品的焚燒處理時，應選取合適的地點，盡量能在通風寬闊的空地上，以便于讓燃燒的氣體充分流通。

4 小結(jié)

生物化學作為高校農(nóng)學專業(yè)的基礎課程，是許多后續(xù)專業(yè)課的學習基礎。在開設生物化學實驗時，不僅需要探索創(chuàng)新，同時要注重綠色環(huán)保的理念。現(xiàn)如今，環(huán)境問題已經(jīng)成為全球各國人民重點關注的對象。在教育領域中，也需要將環(huán)保理念得以貫徹落實。各大高校的生物化學實驗室中盡量減少一些有毒物品的使用，盡可能地采用一些毒性較小的試劑代替。同時建立綠色化的實驗室，對實驗結(jié)束后所產(chǎn)生的廢物能夠綠色化處理。真正落實這一系列的措施才能夠減少實驗過程對人類和環(huán)境的污染，真正地實現(xiàn)綠色化實驗。

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2095-1205(2020)05-91-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.05.44