高校化學(xué)化工類安全教育平臺(tái)建設(shè)研究
時(shí)間:2022-01-07 09:45:39
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摘要:安全教育為化學(xué)化工類專業(yè)學(xué)生提供了重要的知識(shí)保障。本文介紹了海南大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)安全教育平臺(tái)的建設(shè)情況,并探討了其建設(shè)過(guò)程對(duì)于學(xué)生能力塑造的影響。
關(guān)鍵詞:安全教育;在線教育;工程教育專業(yè)認(rèn)證
安全是高校化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)行的基石。然而,近些年來(lái)海內(nèi)外高校仍不時(shí)發(fā)生實(shí)驗(yàn)室安全事故。2019年,以色列理工學(xué)院的Gutmanas教授在其實(shí)驗(yàn)室因爆炸身故;2018年,印度科學(xué)理工學(xué)院年僅28歲的青年學(xué)者M(jìn)anojKumar因高壓容器爆炸身亡[1]。當(dāng)前國(guó)際頂級(jí)高校如哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室均以“環(huán)境健康與安全”(EHS)為基準(zhǔn),部分高校如加州大學(xué)圣巴巴拉分校和特拉華大學(xué)通過(guò)對(duì)本校發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室安全事故進(jìn)行公示,進(jìn)一步強(qiáng)化師生的實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)[2-3]。2019年5月,我國(guó)教育部發(fā)布的《關(guān)于高校實(shí)驗(yàn)室安全工作的意見》對(duì)加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室安全管理進(jìn)行了明確要求[4],足見化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室的安全保障任重而道遠(yuǎn)。一方面,國(guó)內(nèi)有《實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理》和《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》等專業(yè)期刊為高校實(shí)驗(yàn)室安全提供理論支撐,另一方面,根據(jù)中國(guó)高等教育學(xué)術(shù)研究的演變與發(fā)展趨勢(shì)(1980-2019)[5]和基于14家教育類期刊發(fā)文統(tǒng)計(jì)的2019年全國(guó)高校高等教育科研論文統(tǒng)計(jì)分析[6],研究熱點(diǎn)或高頻詞卻了無(wú)實(shí)驗(yàn)室安全主題存在?;貧w到操作層面,高?;瘜W(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室因責(zé)任重大、專業(yè)性強(qiáng)、安全知識(shí)龐雜和實(shí)踐不可或缺等特點(diǎn),其有效落實(shí)難度不言而喻。通過(guò)現(xiàn)代的教學(xué)手段向受眾提供專業(yè)的安全知識(shí)則是解決這一矛盾的重中之重。海南大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)初創(chuàng)于1958年,是海南省一流本科專業(yè),被譽(yù)為“天然膠乳行業(yè)的黃埔高?!?。在本碩博一體化培養(yǎng)過(guò)程中,學(xué)生將不可避免地接觸多種?;罚ㄈ绺邷馗邏合到y(tǒng),易燃、易爆、有毒或有腐蝕性藥品,相關(guān)實(shí)驗(yàn)也會(huì)產(chǎn)生大量三廢。)。學(xué)生的安全與健康是教學(xué)工作的前提,實(shí)驗(yàn)室安全教育以學(xué)生為中心全方位開展。一方面通過(guò)在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺(tái)向同學(xué)們提供內(nèi)容詳實(shí)、可靠實(shí)用、結(jié)構(gòu)明晰的化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí);另一方面讓學(xué)生充分參與到實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺(tái)的構(gòu)建過(guò)程,在此過(guò)程中學(xué)生的綜合能力和競(jìng)爭(zhēng)力得到了提升,更因?yàn)樯钊雽?shí)踐強(qiáng)化了安全意識(shí)與具體知識(shí)的掌握。本文將介紹在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺(tái)建設(shè)情況和學(xué)生參與平臺(tái)建設(shè)對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證所涉能力培養(yǎng)的影響。
1.在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺(tái)建設(shè)
對(duì)于學(xué)生安全意識(shí)的塑造與安全知識(shí)的傳授,通過(guò)“課堂教學(xué)-線上教學(xué)-實(shí)操演練-考試”立體式方案開展。必修課《新生導(dǎo)學(xué)》將化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室安全的意識(shí)塑造作為課程教學(xué)的重要組成部分;每學(xué)期的消防演練著重鍛煉學(xué)生沉著冷靜的心理素質(zhì)和熟練的操作能力;通過(guò)考試是實(shí)驗(yàn)室的準(zhǔn)入門檻,這也是當(dāng)前此類實(shí)驗(yàn)室同行法則[7-8],而在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺(tái)所呈現(xiàn)的線上教學(xué)則不僅為考試提供了知識(shí)準(zhǔn)備,而且為學(xué)生未來(lái)知識(shí)回顧與查閱提供了信息來(lái)源??梢?,該方案充分體現(xiàn)了安全系統(tǒng)工程理論提出的“三E對(duì)策”,即Enforcement(強(qiáng)制)、Education(教育)、Engineering(工程技術(shù))[9]。盡管高?;瘜W(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室安全教育的重要性毋庸置疑,但國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校采取的是將相關(guān)實(shí)驗(yàn)室安全教育融入各個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,缺乏系統(tǒng)性。顯然,學(xué)生在開展實(shí)驗(yàn)前便掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全的基本知識(shí)并了然于胸、遇到問(wèn)題不慌亂更有利于實(shí)驗(yàn)室的安全的切實(shí)建設(shè)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室安全教育多以板報(bào)、印刷品、課堂口述、講座等形式進(jìn)行,但它們普遍存在受眾小、不夠直觀、重復(fù)性工作多等不足。在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺(tái)為師生提供了便捷的化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)獲取途徑,受眾可通過(guò)電腦、手機(jī)、iPad等設(shè)備隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”;其次,對(duì)于重要的或者難以理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容,學(xué)習(xí)者可經(jīng)多次重復(fù)瀏覽做到充分掌握,從而滿足自主學(xué)習(xí)要求;此外,平臺(tái)所呈現(xiàn)的內(nèi)容會(huì)根據(jù)該領(lǐng)域的進(jìn)展及時(shí)更新拓展,從而滿足工程實(shí)踐的發(fā)展性需求;在當(dāng)前社會(huì)廣泛應(yīng)用線上平臺(tái)開展教育教學(xué)等活動(dòng)的情況下,因此,線上安全教育的必要性與重要性顯得尤為突出[10-11]。近些年來(lái),國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室安全教育在線資源主要有慕課、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室和安全教育考試系統(tǒng)[12]。基于以學(xué)生為中心準(zhǔn)則,我們必須關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。根據(jù)我國(guó)大學(xué)生在線學(xué)習(xí)體驗(yàn)的聚類分析研究,學(xué)生對(duì)在線教育最為關(guān)注的是平臺(tái)建設(shè)情況(含硬件條件)[13]。平臺(tái)的合理規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施是產(chǎn)生良好學(xué)習(xí)效果的前提,在本實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺(tái)中,提供了“通知公告、安全教育、視頻專區(qū)、政策法規(guī)、儀器設(shè)備”五個(gè)教育版塊,并提供了在線考試入口,如圖1所示:安全教育版塊提供安全標(biāo)識(shí)、安全健康防護(hù)、廢棄藥品的處置、化學(xué)藥品安全、生物激光輻射安全、化學(xué)事故發(fā)生后的應(yīng)急處理、消防安全等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。我們希望學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)以上知識(shí)后,應(yīng)當(dāng)熟悉實(shí)驗(yàn)室和生活中各種化學(xué)安全標(biāo)識(shí);正確穿戴實(shí)驗(yàn)安全器具,如實(shí)驗(yàn)服,防護(hù)面罩,防護(hù)手套等;對(duì)于廢棄藥品,能夠正確處理并合理分類放置或排放;涉及到特殊方面的實(shí)驗(yàn),如生物安全、輻射安全、激光安全等時(shí),能夠嚴(yán)格按照老師指導(dǎo)及標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行規(guī)范操作;對(duì)于用水、用電、用火、高溫等方面要有足夠的防范意識(shí);如果發(fā)生事故,懂得應(yīng)急處置的方法。在掌握這些技能之后,進(jìn)行大學(xué)課堂的常規(guī)實(shí)驗(yàn)便有了指導(dǎo),因此發(fā)生實(shí)驗(yàn)事故的可能性會(huì)大大降低,即使發(fā)生了實(shí)驗(yàn)室安全事故,在采取正確應(yīng)急處置方式的情況下,也會(huì)使事故的危害大大降低。僅通過(guò)文字描述向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)安全相關(guān)知識(shí)比較枯燥,會(huì)使大家學(xué)習(xí)興趣下降。對(duì)于消防設(shè)備的正確使用、化學(xué)品的科學(xué)存儲(chǔ)、化學(xué)品的安全處理等事項(xiàng),僅通過(guò)文字描述難以做到讓學(xué)生準(zhǔn)確的領(lǐng)會(huì)。為改善學(xué)習(xí)體驗(yàn),我們?cè)谄脚_(tái)設(shè)立了視頻專區(qū),根據(jù)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系分層次設(shè)立了視頻教學(xué)資源。音像演示不僅生動(dòng)性強(qiáng),而且對(duì)于操作細(xì)節(jié)的展示也更為明晰。政策法規(guī)由(1)危險(xiǎn)化學(xué)品相關(guān)法規(guī)(2)反射性及生物安全(3)環(huán)境保護(hù)相關(guān)法規(guī)(4)消防、氣體、特種設(shè)備安全和(5)其他安全法規(guī)五部分組成,較為系統(tǒng)地為學(xué)習(xí)者提供了遵守依據(jù)。此外,平臺(tái)在規(guī)章制度板塊列出了學(xué)校、學(xué)院及高分子材料與工程系對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全作出的內(nèi)部規(guī)章制度要求。如圖2所示,列出的規(guī)章制度使得學(xué)生能直接獲得校內(nèi)對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全的最新要求。與當(dāng)前大多數(shù)高校實(shí)驗(yàn)室安全平臺(tái)不同的是,該平臺(tái)提供了儀器設(shè)備的操作教程。這主要基于兩方面考慮:(1)化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺(tái)不應(yīng)該僅僅是危化品處理、消防知識(shí)、水電氣安全等知識(shí)的展示平臺(tái),具體儀器設(shè)備的操作與學(xué)生的安全息息相關(guān),如高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備存在將女生頭發(fā)卷入的危險(xiǎn)。再如使用中的平板硫化機(jī)存在將學(xué)生燙傷的可能性。根據(jù)已有儀器設(shè)備,提供詳細(xì)的規(guī)范操作步驟,并特別指出可能存在的安全隱患,對(duì)于保護(hù)師生的安全具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。(2)盡管人的安全是化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本前提,但儀器設(shè)備的安全維護(hù)也是實(shí)驗(yàn)室和本科教學(xué)管理需要落實(shí)的事項(xiàng),否則不但會(huì)影響正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程,而且會(huì)給國(guó)有資產(chǎn)帶來(lái)不必要的損失。在此過(guò)程中也培養(yǎng)了學(xué)生愛護(hù)公共財(cái)產(chǎn)的意識(shí)。如圖3所示,每行前面的字母和數(shù)字組合代表該儀器所在實(shí)驗(yàn)室房間號(hào),后面的文字表示具體儀器設(shè)備。安全考試系統(tǒng)則是對(duì)同學(xué)們經(jīng)過(guò)較系統(tǒng)學(xué)習(xí)后能力達(dá)成度的具體檢驗(yàn)。該百分制考試系統(tǒng)以單選題、多選題、判斷題等客觀題為題型,采用php語(yǔ)言和mysql數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建,允許學(xué)生多次考試,以考生所獲得的最高分計(jì)分,當(dāng)分?jǐn)?shù)超過(guò)90分時(shí)計(jì)為通過(guò)考試。
2.平臺(tái)建設(shè)對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證所涉能力培養(yǎng)的影響
2016年6月2日,我國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》的正式會(huì)員,這意味著根據(jù)畢業(yè)生素質(zhì)的實(shí)質(zhì)等效要求,獲得認(rèn)證的專業(yè)其畢業(yè)生具有協(xié)議國(guó)范圍內(nèi)學(xué)歷互認(rèn)的權(quán)利。工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循以學(xué)生為中心的教育理念、成果導(dǎo)向的教育取向和持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量文化。對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)能力的達(dá)成有明確的十二條通用標(biāo)準(zhǔn)要求。成果為導(dǎo)向的教育(OutcomeBasedEducation,OBE),也就是能力導(dǎo)向教育和目標(biāo)導(dǎo)向教育,是滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證并提高學(xué)生能力與素質(zhì)的內(nèi)在需求[14]。由于學(xué)生自始至終參與了平臺(tái)的建設(shè),實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的高度結(jié)合,契合杜威提出的“從做中學(xué)”教學(xué)理念[15]。本平臺(tái)的建設(shè)目的之一在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)并提升相應(yīng)知識(shí)技能;通過(guò)學(xué)生的全程參與鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力;采用線上教學(xué)尤其是視頻專區(qū)建設(shè)手段為學(xué)生提供優(yōu)良學(xué)習(xí)體驗(yàn),這些均體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教育理念。平臺(tái)的建成以及學(xué)生相關(guān)技能的提升體現(xiàn)了以成果為導(dǎo)向的教育取向。平臺(tái)歷時(shí)三年,在三屆本科生的充分參與中不斷得以完善,同時(shí)學(xué)生的安全意識(shí)和在線考試平均成績(jī)逐年提升,體現(xiàn)了持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量文化。最為重要的是,其建設(shè)過(guò)程是工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的多項(xiàng)能力在具體項(xiàng)目的落實(shí)。具體表現(xiàn)如下:平臺(tái)涉及大量自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí),并且往往需要數(shù)學(xué)的方式進(jìn)行表達(dá)。如材料或制品與外界空氣形成混合氣與火焰接觸時(shí)發(fā)生閃火并立刻燃燒的最低溫度即閃點(diǎn),綜合了上述諸因素,體現(xiàn)了對(duì)工程知識(shí)的要求;平臺(tái)所建設(shè)內(nèi)容主題聚焦于“工程與社會(huì)”和“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”,即對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響,并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任;工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響;再如平臺(tái)的建設(shè)使用了較多的互聯(lián)網(wǎng)手段,如HTML5語(yǔ)言,php語(yǔ)言和mysql數(shù)據(jù)庫(kù)編程,此過(guò)程“針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題,開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具”[16],體現(xiàn)了對(duì)使用現(xiàn)代工具的能力要求。根據(jù)在線考試結(jié)果,對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行分析,所得結(jié)果如圖4所示。對(duì)于畢業(yè)要求“能夠綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素,評(píng)估不同備選方案,并確定優(yōu)選方案”,分析所得實(shí)際值為0.83,高于期望值0.82;由于學(xué)生充分參與了平臺(tái)建設(shè),并且恰當(dāng)?shù)厥褂昧讼冗M(jìn)編程技術(shù)(如對(duì)于此類平臺(tái),并不必涉及深度學(xué)習(xí)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù),但也不應(yīng)本著拿來(lái)主義直接使用諸如wordpress之類的內(nèi)容管理系統(tǒng)從而對(duì)參與建設(shè)的學(xué)生能力提升有限,使用php及mysql這樣的開源工具具有充分的合理性),根據(jù)對(duì)畢業(yè)要求“能夠采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析及圖形處理技術(shù)等輔助分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題”進(jìn)行分析,能力達(dá)成的實(shí)際值0.76也高于期望值0.75。除此以外,其他畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)實(shí)際值也只是等于或略低于期望值,總體上達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。
作者:高一 于人同 蔣慶庚 譚文樂(lè) 李長(zhǎng)久 廖建和 單位:海南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院