基于大学生绿色制造素质培养的开放实验研究与实践

申龙章 冯栋彦 吴晓艳 符纯明

摘  要：绿色制造是21世纪制造业的重要发展趋势，是新工科背景下大学生必备素质之一。本文以培养学生绿色制造素质为目的，通过报废物品回收相关开放实验体系贯彻实现，既可节省人员耗费，同时可使创新能力和动手能力得以加强。从而发掘出一条适应“高级应用型人才”培养的、可持续发展的实验教学创新之路，可为其他院校相关实验提供一些参考。

关键词：绿色制造  开放实验  独立学院  PLC技术及应用

中图分类号：G424                              文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2020）12（c）-0181-03

Abstract： Green manufacturing is an important development trend of manufacturing industry in the 21st century. It is one of the necessary qualities for college students under the background of new engineering. The purpose of this paper is to cultivate students' green manufacturing quality. Through the implementation of the open experiment system related to the recycling of discarded goods， it can not only save personnel costs， but also strengthen the innovation ability and operational ability. In this way， a sustainable way of experimental teaching innovation suitable for the training of "senior applied talents" can be found， which can provide some reference for other colleges' experiments.

Key Words： Green manufacturing; Open experiment; Independent college; PLC technology and application

南华大学船山学院自办学以来，紧密依托南华大学本部的学科优势和资源，在母体学校的支持下致力于高级应用型人才，为区域经济社会发展服务。然而随着国家教育部对独立学院的独立性做出实质性要求，独立学院不仅要和母体学校分离，相应的资源都要保持独立[1-2]。面对高等教育领域日趋激烈的竞争，还有国家政策向高职的倾斜，独立学院如何不被时代淘汰，反而能够乘势而上，关键在于如何挖掘出一系列适合学生培养需求、经济实用且效果良好的实验教学课程。因此想方设法提高实验教学的质量和效益，成了独立学院当前发展中的一项重要任务。

1  融入绿色制造素质的培养模式

大学的课程要紧跟时代要求，当今特别是工科专业大学生要将绿色环保理论贯穿整个学习过程。其中对于机械类大学生而言，绿色制造素质则是重要的一环[3]。

在这里可以通过举一个简单的实际例子来说明问题：现代制造企业经过一代又一代的产业升级，拥有了效率和加工质量提高了多倍的数控机床，而原来的普通车床怎么办？如何处理好这些替换下来的设备，成了企业面临的一大难题，如果能通过改造使它们重新发挥作用，做到资源最大化利用，将使我们的企业具备更强竞争力。若是我们的学生在学校里得到系统的理论教育和充分的实践锻炼，这些问题将会得到更好的解决。

在新工科背景的要求下，高校顺应社会发展和产业需求，对已有专业融入新的理论导向，进而对我国工业改革方向进行正确引导，这既是高校影响力的体现，也是高校的社会责任要求。

2  构建以报废物品为基础的开放实验

本文研究的开放实验是依据废弃回收实验室已有物品，开设一系列实验项目，鼓励学生自主创新，并通过参与挑战杯、节能减排等大学生竞赛来提升专业学识水平和综合设计能力[4-6]。

（1）建立报废物品回收实验室及相关回收体系。

要围绕开展实验的要求来建立报废物品回收实验室，首先要将有毒有害和可回收利用分别开来。现在谈及实验室废弃物的问题，往往仅停留在有毒有害危化品，或是具有潜在传染性的医用废品，抑或是简单的原材料回收。这包括了，报废的仪器设备，计算机、打印机、投影仪等办公设备，甚至是办公桌、门窗等可供材料拆卸并具备潜在使用价值的物品。如果能通过有效的手段，将它们能够二次利用起来，将使得这些材料可以继续得到应用，发挥其价值[7]。图1是根据南华大学实际情况结合实验室特点设置的基于报废物品回收再利用的开放实验体系。

（2）增设相应实验项目。

在宣扬绿色制造和可持续发展主题下，通过废弃物再利用来开设实验课程，如何制定一系列符合规范要求的实验项目是最大的难点。因此，本课题的一个主要任务就是要搜集大量相关主题实验素材，整理，并进行升华，使之與培养方案匹配，并支撑毕业要求条件。

（3）建立共享网站。

报废物品被回收存储起来后，如果不能及时转化利用，那么越来越多的待利用的报废物品将会成为管理的沉重负担。如果能建立共享网站，学生便可随时随地浏览资源信息，或者根据已有物品进行作品设计。

而实验项目的设立是在严格筛选下完成的，且其运行过程中依托报废物品回收实验室和网站的开放实验体系，拉近学生与实验、设计、产品开发的距离，反过来，并不断完善实验室和网站内容[8-9]。

3  存在的相应问题及解决方案

开放实验具有一系列优点，但其缺点也很明显，就是对实验设计人员和实验指导老师要求较高。教师需要提前把握好学生的实验每个环节，并预先指明相应实验方向，尤其是要避免学生在整个实验环节无法正常开展实验和得到相应锻炼。本文作者通过建立报废物品回收实验室及相关回收体系并以此开设了南华大学夏季学期开放实验课程，并取得了学生的一些良好反馈。而如何将绿色制造等先进理念和专业能力、学识水平等有效结合进而完成新工科背景下大学生综合能力与素质的培养，还存在很长的距离[10]。而现在存在的主要问题如下。

（1）要虚实结合地针对大学生绿色制造素质完成系统的培养。针对本课题所致力的大学生绿色素质培养研究，其实现是通过将这一理论贯穿与以“变废为宝”等为主题的一系列开放实验课程中，在理论建设和培养实践过程中，要将二者有机结合，还要加强实验实践过程中绿色制造的概念、内涵和技术意义的学习。

（2）尚未编写出成熟的相关主题实验课程教学大纲和指导书。一门新的实验课程的建设尚且需要多年的经验积累和持续改进，更何况要在以报废物品再利用为主题还要强调绿色制造素质培养的前提下。因此，要开设出既能符合专业培养需求又同时贯彻绿色制造等理念的开放实验课程，需广泛动员全院乃至全校师生参与，形成科学合理的开放实验项目。

（3）师生对报废物品的再利用可能存在抗拒心里。一般报废物品中大部分零部件可靠性不如新的，一些师生在刚接触使用的时候可能会存在一定的抗拒心里，需从可持续发展等角度加强宣讲和研讨。

基于绿色制造理念所研究并构建的报废物品回收实验体系，对于办学经费有限的独立院校而言，可以说是一举多得的办学措施。一般来说，具备以下3个方面的实际意义。

（1）实验所需运行经费少，且可从多个方面强化独立学院学生创新能力和动手能力的培养。除实验场地稍大、物品管理较困难等缺点外，从经济上来讲节省了仪器设备耗材等耗费较大项目，这对办学经费进展的独立学院而言意义是明显的。

（2）这类开放实验的开设是实验教学机制的创新，彰显了以学生为主体的实验教学特色。在报废物品回收并开展实验过程中，需要学生自己利用已有材料设计和开发相应实验并独立完成。不同于已往传统实验，自始至终是以学生为主体的。

（3）可向学生倡导和灌输可持续发展和绿色制造理念。报废物品再利用的开放实验体系是围绕可持续发展和绿色制造理念而设计的，这和我们专业认证中对学生的毕业要求是紧密切合的。

4  结语

以培养学生绿色制造素质为目的，通过报废物品回收相关开放实验体系贯彻实现，既可节省人员耗费，同时可使创新能力和动手能力得以加强。从而发掘出一条适应“高级应用型人才”培养的、可持续发展的实验教学创新之路，可为其他院校相关实验提供一些参考。

参考文献

[1] 刘高君，郑舸.机械类开放实验室信息管理系统应用研究[J].实验技术与管理，2020，37（7）：254-256.

[2] 董志颖，李兵.创新型教学提升环境影响评价课程效果[J].科技创新导报，2020，17（4）：215-216.

[3] 王国平.思想政治教育视域下大学生绿色素质教育研究[J].安徽科技学院学报，2020，34（2）：116-120.

[4] 李莉，陈红祥，周瑜，等.信息化背景下工科化学开放实验教学模式探讨[J].广东化工，2019，46（22）：141-142.

[5] 车雨辰.浅谈开放式实验教学在高校实验课中的应用[J].科技创新导报，2017，14（26）：242-243.

[6] 张增敏，谢嘉，王世明.实验室智能化开放过程管理系统的设计[J].教育教学论坛，2019（44）：9-10.

[7] 申龙章，邱长军，李必文.高校实验室废弃物的再利用及大学生创新能力培养研究[J].实验技术与管理，2018，35（12）：255-258，273.

[8] 王艳，范晓远，李亚林，等.普通本科院校开放实验室管理的实践和探讨[J].科技创新导报，2019，16（18）：225-227.

[9] 邰旻.试论卓越教师绿色素质教育[J].教育与教学研究，2016，30（10）：70-74，83.

[10] 杨蕊，杨蒙，任继红，等.虚实结合的开放式电类实验教学模式研究[J].科技创新导报，2019，16（22）：192-193.

[11] 颜鹏程，赵刚，柳雄，等.基于制造过程的机床设备绿色评价体系[J].組合机床与自动化加工技术，2020（12）：165-168.