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高校实验室安全教学内容及方法研究

2023-01-10

遵义师范学院学报 2022年6期
关键词:实验室教学内容教学方法

费 斐

(遵义师范学院化学化工学院,贵州 遵义 563006)

近年来,随着我国高等教育的快速发展以及对高校学生综合能力要求的不断提高,实验教学和科研活动日益频繁,实验室在培养学生动手能力、创新能力等方面发挥着重要的作用。然而由于实验室的试剂种类多、数量大,很多属于易燃易爆和有毒易挥发试剂,而且人流量大,空间拥挤,设备使用频繁,安全隐患也越来越多,是安全事故的高发场所[1]。例如2016年上海某高校实验室的3名学生因使用高锰酸钾不当发生爆炸,导致两名学生受重伤。2018年北京某高校学生在进行垃圾渗滤液污水处理实验时,引燃镁粉等易燃物而发生爆炸,事故造成3名参与实验的学生死亡;2021年北京某研究所因反应釜爆炸造成一名研究生当场死亡;同年南京某高校实验室发生镁铝粉末和丙酮的爆燃,造成了2死9伤的惨剧。高校实验室安全事故的发生究其原因主要是由于实验人员安全意识不高、安全防范能力不强、缺乏实验室安全必要的知识和技能造成的。为了保证实验室正常发挥作用,必须重视实验室安全工作。高校新生在入学之前接触实验的机会较少,不具备独立使用实验设备和实验试剂的能力,未接受过实验室安全技能的专业培训,缺乏必要的安全防范意识。因此对新生加强实验室安全教育,提高他们的安全意识是十分必要的,可以起到防患于未然的作用[2]。我院设置《实验室安全教育》必修课程,使学生在进入实验室之前就接受比较全面系统的理论安全知识教育和实践教育,增强学生的安全意识,使其在化学实验过程中掌握安全知识的重要性,从而有效地预防化学实验事故的发生。作者在总结课程教学经验的基础上,根据当今实验室的安全新形势,对实验室安全教育课程教学内容和教学方法进行了优化改革。

一、高校实验室安全教育的现状

目前一些高校采取在新生正式进入实验室之前开设实验室安全教育课程,但总体来说教学形式相对单一、教学内容不全面、缺乏针对性、实践操作少,这种形式化和流程化的教学难以保证学生在实验室遇到突发情况时能够有效应对[3]。部分高校没有将实验室安全教育纳入教学体系,依然停留在以消防安全等常识性教育为主,系统性和专业性不强,导致学生的安全意识淡薄,没有对实验室安全引起足够的重视,认为实验室的安全事故是小概率事件,不会发生在自己身上。总的来讲,高校仍需提高对实验室安全教育的重视程度,有数据显示80%以上的实验室安全事故是人为因素造成的[4]。因此提升学生实验室安全防范意识及应急处置能力是当前实验室安全教育的首要任务。

二、实验室安全教学内容

(一)教学内容的设计与理念

借鉴国内外大学实验室安全教育课程内容,并根据当前国内高校实验室安全教育的具体情况设计了本课程教学内容,如表1所示。该课程以学生为主体,结合我国高校典型的实验室安全事故案例,采用多种教学方法激发学生学习实验室安全知识的兴趣,促进学生综合素质和能力的提高。课程实行“理论与实践教学一体化”的教学模式,充分发挥学生的主观能动性,提高学生处置实验室突发事件的能力[5]。

表1 高校实验室安全教育课程内容

(二)课程的重点和难点

本课程的重点是掌握实验室安全的基本知识以及实验事故防范的方法。难点为各类突发事故的应急处理。针对课程的重点和难点,作者将教学内容适当调整,采取由浅入深、循序渐进的教学方法,教学过程中将其与实际问题相结合,加深学生的理解。同时灵活运用多种教学方法,将理论知识与操作技能进行整合,通过模拟演练,做到对应急处置方法的灵活运用。

三、实验室安全教学方法

(一)案例教学法

结合近年来国内外高校实验室安全事故典型案例,给学生观看事故现场的录像或图片,分析各类事故发生的原因,从中吸取教训,对学生可以起到很好的警示作用,具有教育价值。案例教学不但提升了学生的学习兴趣,缩短了理论知识与实践运用的距离,而且加深了学生对安全知识的认识和理解,让学生深切感受到实验室安全的重要性,提高学生的实验室安全意识。案例教学法丰富了课堂教学内容,吸引了学生注意力,使学生对实验室安全理念感同身受,从而起到更好的警示效果,将安全意识深入人心。

(二)情景模拟教学法

传统的课堂教学以教师讲授为主,学生被动地接受知识,这种形式难免枯燥。情景模拟课堂教学以学生为主体,让学生充分体验教学过程,提高学生的参与度,学生由被动学习转化为主动学习。教师可设置不同安全事故的模拟场景,例如皮肤接触酸碱等腐蚀性试剂、实验过程中发生重大火情、气体泄漏等,学生通过分组讨论提出相应的应急预案,教师对学生的应急预案进行评价,确保方案的规范性与正确性。教师应给予学生自我发挥的空间,培养学生主动思考的能力,使其能够更加合理地运用所学知识处理实验室安全事故。这比机械地灌输安全知识更有效果,而且充分调动了学生学习的积极性与主动性。

(三)多媒体教学的应用

针对课程中的重点和难点,在课外引入在线教学模式,利用学习通、慕课等平台将一些需要重点掌握的实验安全操作录制成视频,例如蒸馏和回流时装置不能密闭,否则会因压力过大引起爆炸;使用挥发性有机溶剂或强酸、强碱等腐蚀性试剂必须在通风橱内进行操作,并做好相应的防护措施;在使用烘箱、马弗炉等大功率仪器前要认真阅读安全使用注意事项。利用实验室安全教学视频普及实验室安全教育知识,做到线上教学和课堂教学相结合,学生也可以通过平台对学习中的疑问与老师进行交流。线上与线下的结合能更有针对性地开展教学,突破课时限制,丰富学习形式,大大提高学生的学习兴趣,同时提升学生自主学习和解决问题的能力,加深学生对知识点的理解和记忆。

(四)实践教学

要提高学生实验室安全事故的预防和处置能力,不仅要培养学生的安全意识,还要提高学生处置实验室安全事故的能力。本课程另一个重要的教学环节就是实战演练。首先参观基础实验室和科研实验室,熟悉实验室的整体布局、应急设施和紧急出口的位置;然后进行灭火器的使用操作培训、消防演习、逃生演练、危化品泄漏应急处置演练等;还要学习气体钢瓶的使用方法、实验室事故防范与应急处理等。在实践教学中,学生的学习积极性很高,并且热衷于尝试各种实践操作,自觉将课堂讲授的理论知识与实际操作相结合,学生的实践体验极大地激发了他们的学习热情,有效提升了教学效果。

(五)实验室安全考试

建立实验室安全知识题库,实行实验室安全考试准入制度。学生在进入实验室之前,必须掌握实验安全知识,学会常用仪器设备的操作方法,如灭火器、钢瓶的使用方法、危险化学品的特性、事故的应急处理方法等,通过考核后方可进入实验室。

四、结论

高校实验室承担着实验教学和科学研究的双重使命。在高等教育快速发展的新形势下,构建科学和长效的实验室安全教育体系显得尤为重要。高校实验室安全教育课程对于培养学生的安全意识,提高事故防范技能具有重要的意义。作者通过对实验室安全课程教学内容的充实和教学方法的改革,使教学内容更加丰富,教学方法更加多样,实用性更强。只有学生全面掌握实验室安全知识和技能,才能有效防范和处置实验室安全事故,更好地保障实验室财产和师生的人身安全。

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