杨志宾， 葛 奔

(中国矿业大学(北京) a.化学与环境工程学院； b.机电与信息工程学院，北京 100083)

0 引 言

作为我国经济体系支柱产业，化学工业21世纪以来发展迅猛，各类化工及相关加工制造企业如雨后春笋般涌现。但化工生产普遍具有易燃易爆、高温高压、有毒有害、易腐蚀等特点，同时原材料及废弃物容易造成环境污染问题，潜在的不安全因素众多，这些决定了化工生产实施过程的高危性。另外，近年来的高校实验室安全事故也多数发生在化工专业实验室。因此，化工安全问题越来越受到政府和公众的重视，化工安全生产及安全教育成为企业及高校的生命线[1]。

化工企业的安全生产管理要求工作人员不仅需要具备过硬的专业素质，还需要拥有较强的实际操作能力和安全环保意识[2]。国际化工专家们分析数据发现，引起化工事故发生的一个重要因素就是高等教育对化工安全专业人才培养的缺乏。对化学工程师进行专业的化工安全教育或培训，对于保证化工安全生产非常重要。高校对化学化工专业学生的安全教育及培训同样异常重要。

美国的化工安全教育起步于20世纪80年代。1985年，美国化学工程师协会化工过程安全中心启动了安全与化学工程教育项目，且一直持续到今天，已经逐步建立较为系统的化工安全教育体系[3]。近年来，化工安全也成为了我国高校化工专业教学的重要专业课程内容之一。各大高校相继创设《化工安全》《化工安全与环保》《化工安全技术》等课程。本文通过分析化工安全教育现状，提出化工安全专业教育对策，通过课程改革与实践，提高学生化工安全和环境保护意识，为我国安全生产和环境安全保驾护航。

1 化工安全教育现状

化工专业教育工作者在确定化工安全工程专业培养目标时，不仅要考虑到安全科学的复杂性和多样性，同时必须紧密结合化工行业的实际情况[4-5]。2013年9月教育部高校化工类专业教学指导委员会成立了化工类专业本科教学质量国家标准研制小组，其中要求学习化工安全与环境保护的共性知识和技术，化工生产事故的预测、预防和紧急处理预案等内容[6]，因此需要提高学生实践能力，培养学生安全环保意识。

随着新技术的逐步推广，新的化工装置更加趋于大型化，新的化学工艺也更加复杂。这意味着伴随化学工业的发展，新的安全风险会不断涌现。因此，对化学工业活动的安全防范也需要不断提出新要求。如何实施化工安全课程教学实践教育及如何培养大学生安全环保素质以适应新技术的发展，是化工专业教育工作者需要深入研究思考的问题。

学校教学大纲中明确规定《化工安全与环保》是高等工科院校化工、安全类专业的大类基础必修课，是学生学完基础课和专业基础课后进入工作现场前必须学习的一门课程。但之前化工安全课程教学多采用传统的理论知识灌输方式，学生被动地接受，学习兴趣不高，无法做到理论与实践的有机结合，学习效果不佳。根据多年的安全教育教学实践发现，化工专业教育工作者需要切实提高个人专业素养，不断跟进化工形势发展，才能保质保量完成安全教育工作。另外，课程教学结合化工事故案例分析有助于提高学生的学习兴趣，通过对学生自主分析、解决实际问题能力的培养，进而促使其掌握化工安全的基本技术知识，达到化工安全工程专业培养目标。本文将结合自身教学实践探讨化工安全专业教育实施的具体对策。

2 化工安全专业教育对策

2.1 提高化工类高校教师自身专业素质

化工行业是一项危险系数较高的特殊行业，对从业人员的素质要求较高，而化工新技术的发展又对化工安全提出新的要求。因此高校教师在从事化工安全教学时应首先从自身做起，不断提高自身的专业素质和教学水平，做到与时俱进[7-8]。教师尤其工科教师只有具备实施工程教育的素质与工程实践的能力，才能从工程实施的角度去开展课堂及实验教学，才能培养学生的工程意识，增强学生的工程实践能力，提升学生的安全意识，进而为企业培养出更多合格的未来的工程师[9-10]。

在工程实践中，化工安全贯穿于化工企业规划、设计、建厂、试车、投产的全过程。工厂的选址和布局、设备配置和结构材料的变化都会对化工安全产生重大影响。这就要求化工专业教师对整个化学工程与工艺体系具有全面认识，需要与化工企业有密切的交流与合作，熟悉化工设备，清楚安全生产细则，熟悉三废治理等。同时教师应熟悉化学工业发展史并能把握其未来发展方向，以便使学生在化工安全的学习过程中开拓思路、融会贯通。因此，教师需要多与化工企业交流，多参与现场技术咨询，以锻炼出较高的实践能力。教师在教学过程中积极寻找与企业科研合作的机会，目前与国家能源集团、华能集团、晋煤集团等均建立了较好的合作关系，在提高自身实践能力的同时，也为学生提供了很多实习机会，促进了大学生自身能力的发展。

2.2 视频案例分析教学模式

无论何种教学活动，欲达到良好的教学效果，光凭教师提高自身专业能力还远不够，还需要教师采用合适、先进的教学方法。运用现代教学方法必须坚持以启发式为指导思想[11]。案例分析/研讨式教学模式是一种新型教学模式，有利于启发并培养学生的实际应用能力[12]。在案例分析教学中，要以学生为主体，教师的角色更像是一个导演或主持人。案例的引入有两种方式：① 先抛出案例，设置情景，提出问题，通过对问题的分析和讨论，学生根据自己的理解情况解决问题，再从案例的解决方法对比查找不足；② 直接给出案例的全过程，然后讨论并总结得到需要的规律和知识点及经验教训。化工安全涉及到很多经典的案例资源，更加适合采用案例分析/研讨式教学模式。

在历史上发生的安全事故与环境污染问题中，影响尤为深远的当属洛杉矶光化学烟雾及日本米糠油事件等八大公害事件。21世纪以来，我国同样发生过多起重大安全污染事故，如2010年7月3日福建紫金矿业污染事故，2013年11月22日青岛输油管道爆炸事件，2014年8月2日昆山工厂粉尘爆炸事故，2015年8月12日天津港爆炸事故，2016年2月5日贵州省贵安区烟花爆竹事故，2016年8月11日宜昌市重大高压蒸汽管道爆炸事故等。每次事故发生造成的人员伤亡和环境污染都非常巨大[13]，事故发生的原因需要我们深入分析，以便从中吸取经验教训，从而教会学生将来面对同样的危机时如何避免事故再次发生。

在教学过程中，特别采用了视频案例播放的形式向学生介绍分析这些安全事故。尤其针对化工安全中的重点内容，比如燃烧和爆炸、工业腐蚀、压力容器等精心挑选了一些典型案例。另一方面，教学中同时要求学生通过自主调研，制作视频或PPT等形式进行事故分析，交流讨论。比如，让学生分析8·2昆山工厂粉尘爆炸事故。学生通过调查后发现，昆山爆炸是一起重大责任事故，发生的主要原因包括：① 企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设，违规双层设计建设生产车间，且建筑间距不够。② 生产工艺路线过紧过密，2 000 m2的车间内布置了29条生产线。③ 除尘设备没有按规定为每个岗位设计独立的吸尘装置，除尘能力不足。④ 车间内所有电器设备没有按防爆要求配置。⑤ 安全生产制度和措施不完善、不落实，没有按规定每班按时清理管道积尘，造成粉尘聚集超标；⑥ 没有对工人进行安全培训，没有按规定配备阻燃、防静电劳保用品；违反劳动法规，超时组织作业。

这种案例加讨论的教学模式有效吸引了学生的课堂注意力，能使学生积极主动地投入到化工安全的课程学习中，加深了学生对安全知识点的掌握。通过教师视频案例等讲解分析，学生一方面深刻意识到安全的重要性，另一方面提高了对事故发生原因的认识，再与所学课程中燃烧和爆炸等理论知识相结合，进而提高了工程实践能力。

2.3 应用先进的化工安全仿真技术

案例分析教学虽然可以让学生较为直观地掌握很多经验教训，但是并不能让学生体会事故身临其境的感受。众所周知，切身经历安全事故的人才会对安全隐患产生足够的警戒心。当然，现实中不允许创造一场真实的安全事故来达到这样的教学效果，但是可以采用高科技仿真技术模拟事故环境的手段。化工安全仿真利用虚拟现实技术，通过计算机再现真实生产与事故发生的关系，学生可在近似真实的操作环境中训练技能，实现理论知识与生产实际的紧密结合。采用事故仿真不会造成实际性的财产损失，操作期间能避免损坏设备，造成爆炸，导致人员伤亡等问题。通过模拟练习，学生能够清楚认识到事故发生的原因，掌握一些常见事故的处理方法，养成良好的安全防范习惯，减少错误指挥和错误操作。

随着计算机技术的发展，化工安全仿真技术一直在更新换代。作为从事化工安全教育的教师需要充分利用这些先进的计算机技术。将Aspen Plus模拟软件成功引入到化工安全实验教学中。Aspen Plus是一款功能强大的标准大型通用流程模拟软件，用户遍及世界各大化工企业及研究中心[14]。教学中通过仿真工艺流程系统的操作，学生安全高效地实现了开车、运行、停车(含紧急停车)等演练。

此外，世界多国正在逐步建立化工安全数据库。国外先进的监管及应急系统数据库一般会有关于化工企业的地址、生产规模等详细的基本信息，根据这些信息可以对划分危险等级[15]。当有化工事故发生时，相关人员能够根据数据库资料，制定有针对性的救援方案，可极大地减少救援时间，提升救援效率。课堂教学中结合仿真技术的同时，充分利用这些数据库资料，让学生多维度辨识危险，达到最优安全教育效果。

2.4 全方位的评价与考核方式

评价与考核是教学效果的评估手段，但同时也反作用于教学效果本身[16]。对于化工安全教育，采用合适的考核与评价方式同样重要。在课程教学过程中采用了多样化的评价方式，以平时成绩考察为主，考核方式一般是组织学生进行案例分析，或就某一话题组织辩论，充分调动学生自主学习的积极性，实践中收到了较好的教学效果。此外，对于一些特别需要掌握的知识点及概念采用笔试的形式考核。笔试设计了多种主观题，以考试的形式促进学生对安全问题的深度思考，全面考察学生的主动解决问题的能力。

3 实施成效

通过近6年实践性教学工作的开展，学校化工安全与环保课程教学取得了显著成效。

(1) 通过采用视频案例分析教学方式，充分调动了学生的学习兴趣和主观能动性，带动更多学生参与到课堂的学习中，加深了学生对安全知识点的掌握，期末成绩通过率100%。

(2) 通过结合化工安全仿真技术的应用，学生的动手能力以及工程实践能力得到了切实提高，尤其提高了学生安全环保意识，在北京低碳清洁能源研究院等企业毕业实习时得到了好评。

(3) 通过采用全方位的评价与考核方式，鼓励并引导更多的学生重视实践能力培养，学生分析、解决实际问题的能力得到了大幅提高，学生毕业后得到了社会的认可。

4 结 语

当前化工事故频频发生，引发了社会的高度关注。尤其高校，为了规避风险不惜以牺牲教学科研效率为代价。提高高校人才培养与社会需求的契合度，是高等教育改革的发展方向。实践证明，通过改进教学方法，利用现代化技术手段，引导学生自主学习，学生分析、解决实际问题的能力得到了大幅提高，学生安全防范意识得到加强，就业后得到了社会的认可。当然，化工安全教育还有很多问题值得思考，只有不断深入研究与应用，才能培养出社会真正需要的高素质专业人才，为我国化工安全生产与环境保护保驾护航。