生物化学实验绿色化的建设与实践

侯　芳

生物化学实验绿色化的建设与实践

侯芳

（济源职业技术学院河南济源459000）

随着我国农业不断发展壮大，生物化学技术正在向这一领域渗透，生物化学实验教学中产生的废气污染物也需要进行绿色化处理。文章阐述了如何将绿色化的教学理念贯彻落实在生物化学的实验教学中，并取得较为理想的环保效果。

生物化学实验；绿色化；教学实践

实验教学是将学生在理论课堂上从学习到的知识具体运用的过程。现在人们生活水平的提高，对生活的各方面也有了更高的要求。农业生物化学技术的发展能够合理提高农作物的产量和质量，保证人们的食品安全。作为农业院校开设的基础课程，生物化学在教学过程中起着举重若轻的作用生物化学实验占据学时比例较大，且该专业的学生数量较多。在进行生物化学实验教学时，实验材料和试剂的消耗量急剧上升。同时，实验造成的污染如果得不到及时处理，对师生和自然环境都会造成一定的伤害。随着人们环保意识的提高，将绿色化理念合理引入到生物化学实验教学中是师生都重点关注的问题。

要想实现生物化学实验，绿色化就需要借助绿色化理念去指导整个教学过程。对传统的实验教学内容进行改革，逐步取缔部分有毒有害的实验操作，从而降低环境污染，树立学生的环保意识。将绿色化理念合理引入到实验中，不仅能让学生的生物化学基础理论知识得到更深层次的理解，同时，借助综合性的实验模式还能锻炼学生的动手操作能力和创新能力，从而为社会培养出高素质的综合型人才。

1 传统生物化学实验室存在问题

生物化学作为农业专业的必修课，在授课时要突出专业特色，使得本专业的学生更具备社会竞争力。本专业的学生可以到农业育种公司工作、从事农产品的销售或者继续选择深造。在理论授课过程中，既要保证基础知识能够牢固掌握，做到有详有略。同时需要同时开设实验和理论课程，在保证课程课时的前提下，实验课时占据比例相对较少。受到实验设备和实验材料的限制，实验也不能够全部顺利开展，只能进行部分实验项目。主要是针对蛋白质、核酸、酶等性质的验证。在实验教学环节，教师往往先大致讲述实验的整体流程，学生照着PPT按步骤进行。教师在课程结尾也没有特别强调学生对污染废弃物进行绿色环保处理。此外，由于部分设备的限制导致实验项目无法开设。许多实验设备可能需要学科交叉相互使用，需要教师合理安排教学课时。

2 教学环节绿色化的具体实施

2.1 提高学生环保意识

要想在教学环节充分体现绿色化教学，需要在课前让学生树立绿色环保意识。目前，网站上有许多关于绿色生物化学的小视频，老师可以选取其中一些典型的视频在理论课堂的结束之后播放或者通知学生线下自主学习。通过观看视频让学生传播了绿色环保的意识，在生物化学的实验课堂上能够有意识地讲一些消耗的材料和试剂合理丢弃的知识。

2.2 教学过程绿色化

2.2.1 选择试剂遵循绿色化

为了达到最终的实验目的，许多生化实验在进行中需要使用有一定毒性的试剂，例如：氯仿、苯酚等物质。这些化学物品对人体危害程度较大，除了需要强调在使用过程中注意自身的安全，同时也尽可能选取拥有相同效果，但毒性较小的试剂进行替代。在进行生物化学实验时，很可能会用到DMSO—二甲基亚砜，虽然它的用途极为广泛，但是对皮肤有较强的渗透性，有时也可以作为农药的添加剂，在实验中经常会用到，但是由于其较强的毒性，在开展时尽可能寻找具有相同效果但毒性较小的试剂。如果没有相同效果的试剂，教师在指导学生进行二甲基亚砜试剂的使用时，应叮嘱学生格外小心，对于使用过后的废弃物也应该妥善处理，保证师生健康。

2.2.2 取消部分有毒有害实验

有时在进行实验时不可避免会进行一些有害有毒的化学实验。有时学生不具备较强的操作能力和强烈的自我安全意识，在操作过程中存在着较大的安全隐患。鉴于此，教师可利用多媒体技术将这些暂时找不到可替代的毒性试剂，通过仿真系统实现模拟演练。时代不断发展，多媒体技术水平也日渐提升。在高校的课堂教学中，多媒体技术已被广泛使用，辅助教师的日常教学工作，达到理想的教学效果。将实验过程通过仿真动画出现在学生面前，或者学生操作系统进行模拟实验，能够让学生对于实验操作有更精准的了解，同时也调动学生学习该科目的积极性。整个学习过程无需化学试剂的参与，真正做到了对环境的零污染。

2.2.3 采取微量或半微量实验

通过控制生物化学实验中试剂的使用量，可以使得最终的化学残渣和有害气体的生成量减少，在确保实验最终效果的前提下进行微量或范围量的实验，能够有效地降低对环境的污染。在测定维生素C的含量时，实验书中标明所选取的橘子质量为8 g，同时需要草酸60 mL，经过实验证明可以用柚子2 g，草酸25 mL同样取得相同的实验效果。在这一过程中减少了实验试剂的使用含量，同时也能达到实验目的减少了对环境的污染，一举两得。

2.2.4 教学环境绿色化

在教学环节的过程中，要贯彻落实绿色化理念，在进行实验室时也需要良好的教学环境。生物化学实验室必须要时常通风换气，针对实验室所在位置的采光，可以在朝阳的地方摆放一些吸光、能有效降低污染的植物。在背光的实验室可以摆放一些不喜光的植物，对室内的甲醛、二氧化硫等污染性物质或气体进行吸收，减少室内的环境污染，保护师生在课堂上的身体健康情况。一些花卉植物能够愉悦学生的心情，在课堂上也会更能集中注意力。

2.2.5 废弃物处理绿色化

生化实验主要废弃物有废气、废渣、废水三类。如果这三类污染物不经处理就随意排放，将会对环境造成严重的污染。因此，在实验技术之后，教师应组织学生对实验产生的废弃物进行有效处理：针对废液可以采取酸碱中和的方式，将pH值调到中性之后，再排入下水道。对于实验过程中需要使用的一些生化试剂或有机溶剂，根据各自的储存特点将未使用的剩余溶液归放到原处使用过的试剂，按照学校标明的废液桶进行定点投放；生化实验也会产生一定的废气，这些废气可以通过实验室的通风橱排出，室内所摆放的一些植物花卉也能够对其有效地吸收，从而有效地降低对环境的污染；实验废渣主要有培养基、凝胶，动物组织等。对培养基可以采用高温灭菌的方式，将其中的维生素杀死，再进行焚烧；凝胶毒性较小，可以直接焚烧；实验过程中一些鼠、鱼等动物组织使用完之后统一回收尸体焚烧处理。

3 教学准备实现绿色化的方式

3.1 购买实验仪器设备

上文提到之所以生化实验的开设项目有限，是由于缺乏进行某项实验的专业设备。要想实现生物化学教学绿色化，可以补充购买一批新型的实验设备：无菌工作台、电泳仪、离心机、PCR仪等都是进行基础生物实验所必备的实验仪器设备，只有引进这些设备才能够保证实验的顺利开展，得到更准确的实验结果。

3.2 增加综合和设计性实验

综合性和设计性实验的增加是为了让学生能够在实验中增强对知识的运用能力和应用能力。除了要树立绿色化的理念之外，实验内容的设置要着重培养学生对于理论知识的综合理解能力。因此，需要在传统的验证型教模式上进行改革创新，加大综合性和设计性实验的开设力度。比如在进行糖含量测定等系列实验时，除了确保学生能够对理论课堂上所学习的知识进行验证，教师也应该设计一些新型的实验项目让学生能够跳出学习舒适圈。糖含量测定时可以对实验进行适当扩展，包括如何提取糖，如何进行定量分析等实验步骤。在保证绿色化的生物化学实验的同时，尽可能地培养学生的创新实践能力。设计性实验的开设着重培养学生的知识运用能力。由于在涉及实验过程中需要耗费大量的精力去查阅相关文献资料，并且在实验过程中所需要的一些设备不能保证校内是否具备。因此，要想有序地开展设计性的实验，需要将妥善解决以上问题。

3.3 改革实验评价体系

往日的生物化学实验在教学过程中，只注重学生的操作能力和对实验中一些理论知识的理解程度。为了让绿色化理念深入学生的内心，可以将学生每次课堂的操作表现和课后对废弃物的处理方式纳入期末测评的考核标准中。这样学生在生物化学的实验课堂上就会更加留心，对实验过程产生了一些“三废”物品能够掌握其处理方法。此外，教师在生物化学实验课堂的课堂讲述中也需要注重贯彻落实绿色化理念，同样可以将此纳入教师的绩效考核。只有师生共同努力才能够使得环保意识逐渐养成。学生在撰写实验报告时，也可以在最终的实验结果添加上对实验废弃物的处理方式，方便教师检验实验成果。

3.4 实验工作人员专业培训

由于学生只能对实验废弃物进行初步处理，后续的焚烧以及动物组织的实体收集工作需要专业的实验工作人员完成。在实验课程前找到班级内的负责人，让他对本节课所使用的试剂种类和计量进行核实。课程结束之后工作人员应及时核对试剂的使用量，并记录在册。工作人员与班级内的班长进行协商，让班长统一收集一些重要试剂，之后送到办公室再进行进一步的清点核对，方便查找人数和后续追踪。对培养基进行高压灭菌以及体育物品的焚烧处理时，应选取合适的地点，尽量能在通风宽阔的空地上，以便于让燃烧的气体充分流通。

4 小结

生物化学作为高校农学专业的基础课程，是许多后续专业课的学习基础。在开设生物化学实验时，不仅需要探索创新，同时要注重绿色环保的理念。现如今，环境问题已经成为全球各国人民重点关注的对象。在教育领域中，也需要将环保理念得以贯彻落实。各大高校的生物化学实验室中尽量减少一些有毒物品的使用，尽可能地采用一些毒性较小的试剂代替。同时建立绿色化的实验室，对实验结束后所产生的废物能够绿色化处理。真正落实这一系列的措施才能够减少实验过程对人类和环境的污染，真正地实现绿色化实验。

[1]王英超,李天俊,任健等.农业院校生物化学实验绿色化的建设与实践[J].生物化工,2017,3(5):81-82,87.

[2]任浚萁,任兴全.高校化学实验绿色化与多媒体技术的运用[J].中国科技纵横,2018(22):219-220.

[3]苗芳芳.绿色微型化实验教学改革在无机化学实验中的应用与思考[J].当代教育实践与教学研究,2019(7):150-151.

Q5-4

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2095-1205(2020)05-91-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.05.44