節能減排理念融入實驗教學探究范文

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摘要：創建節約型校園是我國節能減排的主要行動之一。為提高大學生節能減排意識，根據學生知識面程度，結合最新科研成果，從貼合學生生活的角度出發，開設了一門綜合實驗課程，將餐廚垃圾用于生產生物農藥。該實驗將實驗內容與解決實際問題相結合，不僅提高了學生節能減排意識，還使學生所學專業知識更加系統化，豐富了學生的實踐經驗，提高了學生的動手能力，同時也加強了大學生節能行為的宣傳與教育滲透。

關鍵詞：節能減排；綜合實驗；創新性

伴隨著經濟的發展和環境問題的日益嚴重，國家對高能耗企業加強了調控，對環境的污染加強了治理力度，目前隨著改革政策的步步深入，各方面都取得了一定的成效［1－3］。而節能減排是經濟發展的必然趨勢，是生態環境可持續發展的重要理念，只有節能減排才能為國家帶來長久發展的動力。“節能減排”就是指節約能源、節約資源、減少排放、減少污染，在我國“十一五”規劃綱要中首次提出。高校是資源占有和能源消耗的大戶，為落實科學發展觀，實現人與自然環境的協調發展，創建節能減排型校園勢在必行，同時也能大大提高學校的辦學效益，為自身的可持續發展提供必要條件［4］。隨著我國對科研及教育投資的增加和高校的擴招，實驗內容也在不斷地豐富和增多［5］。經過近幾年的實踐經驗，探索出新的實驗教學內容，其中融入了節能減排的最新科研成果，使實驗教學內容具有前沿性和挑戰性，在增強學生節能減排意識的同時，還能更好地鍛煉學生的實驗動手能力、解決實際問題的能力和創新思維能力［6－9］。

1實驗內容和安排

實驗內容著重強調節能減排觀點，并結合近年來的研究熱點來設計，使實驗在灌輸節能減排知識的基礎上更具有挑戰性，激發學生的學習積極性［10－11］。實驗選擇“以餐廚垃圾為原料固態發酵生產Bt生物農藥”作為本科生大四的綜合實驗內容［12］。蘇云金芽孢桿菌（bacillusthuringiensis）簡稱Bt，具有無公害、無殘留、不污染環境、選擇性強等優點，是目前世界上用途最廣、產量最大的微生物農藥。但是生物農藥受成本限制，難以得到廣泛應用，因此，根據節能減排觀點，從貼合學生生活的角度出發，將學校食堂的餐廚垃圾作為生產生物農藥的廉價原料，既節約了生產生物農藥的成本，又減少了餐廚垃圾。

1．1實驗流程

在整個實驗過程中，學生要經歷以下幾步：一是根據實驗目標獲取所需信息；二是查閱文獻及相關資料設計實驗方案；三是學校食堂餐廚垃圾的調研及取樣；四是餐廚垃圾的成分分析；五是正交實驗設計及固態發酵最佳物料配比研究、固態發酵過程中pH及芽孢數的測定；六是餐廚垃圾生產生物農藥成本核算、應用及節能減排程度評價；七是綜合整理所獲得資料、數據，撰寫實驗報告，并將所取得的成果進行相互討論交流。全方位地讓學生獨立經歷一遍科研基本素質訓練、成本核算，讓學生充分認識餐廚垃圾是一種高價值的生物物質資源和寶貴的可再生資源，但由于尚未引起高度重視，處置方法不當，它已成為影響食品安全和生態安全的潛在危險源。餐廚垃圾一方面具有較高的利用價值，另一方面必須對其進行適當處理，才能得到社會效益、經濟效益和環境效益的統一。這類垃圾若不進行適當處理，會對環境造成極大的危害。實驗主要針對化學、生物及環境專業大四學生，屬于綜合實驗。每4個學生一組，相互商討，共同協作完成實驗內容。

1．2實驗設計的實施

每組學生根據自己專業知識的掌握情況以及對實驗目的、內容的了解，搜集閱讀相關的文獻資料，在綜合文獻基礎上，通過小組討論擬訂實驗方案，最后在實驗教師的指導下形成“實驗方案設計報告”。學生按照實驗方案進行實驗，實驗過程中遇到問題及時與實驗教師溝通，以確保實驗的順利進行。實驗過程中，學生要對餐廚垃圾的成分進行分析測定，其中包括總固體、總氮、總磷、還原糖、總碳、鉀、鈣、鈉、鎂、鋁、鐵等含量的測定，這就要求學生要學習并掌握各個成分的測定方法。采用正交實驗找到生物農藥發酵過程中的最佳物料配比，要求學生能夠使用SPSS軟件設計出正交方案；發酵過程中pH、芽孢數的監測，要求學生學會平板計數法等。這就使得整個實驗的綜合性比較強，學生在鞏固大學所學到的基礎理論知識的基礎上，還學習到很多全新的，甚至跨學科的知識。除此之外，此實驗還需要一系列大型儀器的使用才能完成，如餐廚垃圾中離子含量的測定用到了離子色譜、芽孢形態的確定用到了掃描電鏡。我校的基礎實驗平臺能夠面向學生開放使用，并有專門的儀器負責教師進行指導，確保了實驗的順利實施。

2節能減排融入實驗教學的特點

2．1改善高校食堂浪費情況

“民以食為天”的說法已是廣為人知，糧食是人類生存極其重要的一種資源。從高校食堂這一小視角，就會發現各種各樣的浪費現象屢見不鮮，而且浪費驚人。此次實驗中，學生對餐廚垃圾進行調查，發現還沒到就餐的高峰期，一個收餐盤區就積起了一整盆的剩飯剩菜，隨著就餐高峰的來臨，收餐盤區積累剩飯剩菜的速度也更快了，平均每層食堂每頓飯就有3～4桶剩飯菜被倒掉，浪費非常嚴重。站在垃圾桶邊目睹這些浪費，學生意識到問題很嚴重，不僅從自身做起，還自發地向其他學生推進“光盤行動”，爭取做到不浪費。雖然學生做的是一件小事，但對于改善食堂浪費情況、建設節約型校園具有非常重要的現實意義。

2．2提高節能減排意識

當前大學生群體較少主動去了解各種節能減排的知識信息，缺乏節能減排的敏感度，在平時學習和生活中也缺乏對于節能減排的研究創新，較少參與節能減排活動。在校園中開展節能減排相關活動時，學生參與度比較低。把節能減排理念引入實驗教學中，設計出一套貼近學生生活的節能減排實驗，從實驗中認識餐廚垃圾也是一種可再生的寶貴資源，通過學生自己動手，將餐廚垃圾變廢為寶，制成生物農藥，不僅可以用于學校植被蟲害的防治，還可以就地解決餐廚垃圾，從而達到節能減排的目的。學生在此過程中大大提高了節能減排意識。

2．3強化理論基礎及操作技術

在整個實驗過程中，以及后面數據處理和論文撰寫方面都用到了很多學過的理論知識，如微生物培養、成分分析測定方法、LC分析原理等，通過本實驗，學生對所學的內容進行了很好的總結，在獲得全面訓練的學習過程中，鞏固理論基礎知識、掌握基本操作技術，將所學理論知識和已掌握的實驗基本技能運用到實踐中。

2．4促進創新型人才培養

該節能減排實驗的設計是在實驗室的科研成果上進行轉化的，把科研工作的新進展、國際上研究領域的最新內容及時補充到實驗教學中，使教學內容得到補充和更新，具有前沿性、挑戰性和新穎性。表1及圖1—3是學生實驗中做出的一些成果。學生看到實驗題目就產生好奇，從而積極主動地去查閱相關資料，思考如何去做、去完成實驗，并且各種先進大型設備令學生耳目一新。實驗整體設計讓學生感覺置身于科研工作者的地位去研究課題，使學生從中得到創新思維的訓練，為創新型人才的培養奠定堅實的基礎。

3結語

將節能減排理念融入實驗教學內容中，至今已經有3屆本科生進行了實驗，受到了學生廣泛的好評和認可。通過實驗，學生的節能減排意識大大增強。節能減排意識不僅僅是一個認知問題，更是對環境所持的態度和行為方式。讓學生通過實驗把節能當成非常酷的方式，把環保和節能減排當作是發自內心的感受，使它滲透到生活的每個方面。學生要牢固掌握所學知識，將其學有所用，創新提高，為節能減排貢獻自己的一份力量。

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作者：張瑋瑋；柴成文；郭麗芳 單位：北京科技大學