张小丽
(吉林工业职业技术学院化学工程学院,吉林 吉林 132013)
我校是一所有着70多年历史的省属高职院校,化工特色明显,应用化工技术和工业分析技术专业均为国家示范专业。基础化学课程是我校化工类、制药类专业必修的专业基础课程。近年来,随着教育投入的不断增加,化学实验室的硬件建设水平不断提升,建成了化学基本操作实验室、化学检测实验室、电子天平室、化学制备实验室、物性检测实训室等。结合我校理实一体化教学改革的不断推进,基础化学课程形成了较为完善的以实验为引领的课程体系。紧密围绕高职院校应用化工类、制药类专业人才培养目标,重构了基础化学的教学内容,将原有基础化学和化学实验技术两门课程有机融合为基础化学课程,形成了以实验为引领、学生为主导的教学模式,课程的授课地点全部在实验室,因此实验室的安全运行与管理变得尤其重要。
1)承担基础化学课程教学任务
基础化学实验室主要承担我校应用化工技术专业、石油化工技术专业、工业分析、药物制剂与检验专业的基础化学课程的教学任务。不同专业开设学时稍有差别,总体年均受课自然班在20个左右。按30人/班计,年均授课学生数在600余人。授课教师10人左右,实验室年均授课总学时达学时3000学时。目前,课程采用的为理实一体化授课模式,即充分利用化学是以实验为基础的学科特点,将化学知识有机的融入到了化学实验里,学生先看现象再总结提炼理论知识。因此,通过以实验为引领的教学模式,实现了以下教学功能:一是学生能够掌握化学实验的规范操作方法;二是培养学生养成规范、安全操作意识;三是通过观察现象能够更好的理解典型的化学反应原理,更好的掌握化学的理论知识;四是养成绿色化学意识,通过化学实验三废处理学习,在学习理论知识的同时,逐渐养成安全、环保习惯,具备绿色化学意识;五是具备化学安全突发事件的应变处理能力。
2)承担教师的科研任务
我校基础化学课程团队有专认教师8人,分属不同科研领域,主要为无机材料和石油化工技术两个方向。现在的基础化学实验室,除了承担教学任务外,还承担教师的科研任务。
3)承担世界技能大赛化学实验技术赛项吉林省选拔赛承办任务
以赛促学、以赛促教一直是高职教学改革的方向,我校基础化学实验室连续两届承担了世界技能大赛化学实验技术赛项吉林省选手选拔和培养任务。我校学生代表吉林省参加了2021年在广州举办的中华人民共和国第一届职业技能大赛“化学实验技术”赛项,获得了较好的成绩,已有三名学生被评为吉林省青年技术能手。对标世界技能大赛的高标准、高要求,化学实验室的建设正在不断走上新台阶。
4)承担企业职工的培训任务
我校的建校初衷即为吉林省化工类企业培养技术技能人才,多年来和化工类企业建立了深厚的校企合作关系,连续多年承担了相关企业的新入职员工、转岗员工的培训任务,基础化学实验室每期培训时间大约为1周,主要是标准操作和工业分析部分内容。
1)使用人员繁杂,存在安全使用隐患
从上述化学实验室的四大职能看出,我校化学实验室使用人员主要涉及教师、学生、竞赛选手和职工四类人员。不同人群所涉及的化学实验仪器、设备、药品,所开展的实验项目也不尽相同,人员的知识储备、安全意识、规范意识不同,为化学实验室的使用增加了人员隐患。
2)化学药品的存储和使用隐患
基础化学实验室的实验项目涵盖了有机化学、无机化学、分析化学、物理化学四大类别实验,化学药品种类繁杂,涉及到强酸、强碱、易燃、易爆、有毒、有害等各类药品,药品的购买、存储、领用等各环节都需要强化监管,避免安全隐患的发生。
3)三废处理隐患
三废处理一直是化学实验室的难点和重点。近几年来,课程组按着绿色化学的理念不断探索更新实验内容[1],尽量减少有毒有害实验,并采用微型实验代替传统实验项目,有效减少了三废的产生。但化学实验三废却难以避免,只有规范、科学做好三废处理,才能有效排除安全隐患。
4)突发事件处理能力不足的隐患
在义务教育阶段,对于一些突发事件已经形成了一套较为成熟的处理预案,学生也经常会进行一些逃生演习。比如,防火演习、地震演习等。但是,针对化学实验安全的知识储备和安全事故处理能力则比较薄弱,加上对药品的物理、化学性质了解的不够深入,实验操作不够规范等,为安全开展化学实验带来了诸多隐含。因此,如何提高化学实验过程中突发事件的处理能力,也成为了排除实验室安全隐患的重要研究内容之一。
5)实验室硬件条件存在的隐患
受实验室硬件条件限制,高职院校化学实验室与其他学科实验室可能共处一个实验楼内,前期设计过程中也并未针对化学实验室的特殊性开展相关调研分析。因此,实验室的硬件建设本身还存在一定问题。比如,实验室存在没有独立的上下水、排风、消防、实验台设计、实验设备摆放不够科学等问题,都为安全开展实验留下了隐患。
1)学校层面
学校层面高度重视实验室安全,将化学实验室安全准入制度化,形成了学校级、分院级、教研室级三级安全培训机制。学校按着《高等学校化学实验室安全检查项目表》中的条目逐渐检查各项制度、措施、落实等各方面的问题,制定详细的诊改方案,确保实验室使用安全。进一步明晰各层级责任,强化落实,要求进入化学实验室的教师、学生、培训人员、技能竞赛集训人员必须经过安全培训考核方能进入实验室。同时,学校制定了安全巡查制度,由教务处、保卫处、资产处、科研处、培训处等部门,组成联合检查组,对实验室环境、制度、仪器设备、药品、应急方案等开展巡查,有效避免了安全事件的发生。
2)分院层面
分院层面负责实验室硬件建设、实验药品采购使用的审批审核、药品库的使用与管理等方面的制度化监管检查[2],并结合具体实验室的特点制定个性化的实验室安全使用规范等。分院院长为安全第一责任人,统筹做好实验室安全管理的全方位工作。负责实践教学的副院长具体实施落实,统筹抓好四类人员的安全教育培训与准入。教研室层面,坚决落实安全是第一要务的准则,做到以人为本,确保安全。
3)教研室层面
具体体现在基础化学教研室主任负责各实验室的安全教育,各实验室具体负责人具体落实,负责制定化学实验室安全使用规程、仪器设备使用规范、安全应急预案、三废处理规范、实验操作规范等,并结合实验项目和设备的更新,丰富安全考核题库,确保抓实抓细。所有在实验室授课的教师,每一个教学项目都必须把安全注意事项作为首要任务,详细介绍存在的潜在危险,注意事项,防护措施,操作规范,应急处理方案等内容,以保证每一位师生安全。
1)强化安全意思
统筹强化专业教师的安全意识,基础化学教研室组织集体学习相关的安全法规和各层级安全管理制度[3],通过学习知底线、守法规、尊纪律。让教师清晰到认识到自身的责任,增强使命意识,使得安全责任意识内化于心,外化于行,将安全教育作为头等大事来抓。
2)提升实践能力
一是在理实一体化教学方法改革的不断推动下,为了更好的做到理论与实践相结合,我校基本取消了实验室专职教师。这就要求任课教师既要有深厚的理论功底,又要有良好的实验操作技能,以保证理实一体化教学规范、安全开展。因此,要不断提高教师实验操作的规范性,避免以习惯代替规范,通过规范操作和按章办事,有效避免安全事故的发生。二是提高教师对突发安全事件的处理能力,强化实战练习,切实提高在遇到火灾、药品腐蚀、中毒等急性事件时的应对能力,将危害降到最低。
3)做好梯队建设
一是强化基础教研室师资梯队建设,做好新教师引进和兼职教师的聘任与管理。二是全面落实以老带新,为所有新教师配备专业导师,从源头抓起,确保新教师入职后方向明确,保证安全教育得以传承。三是强化外聘教师的培训与管理,基础化学教研室的外聘教师多具有企业经验,具有较强的执行力,要强化交流和学习,既吸收企业优秀制度文化,又能够落实学院政策制度。
3.3.1 不断完善安全教育内容
随着实验条件改善、教学内容更新、教学方法改革等,不断完善教学中的安全教育内容。几年来,化学实验安全教育涵盖了十方面内容[4]:一是实验室安全的相关政策与法规,这包括实验室危险的认知,国家各部门制定的关于化学实验安全的相关法律、法规,实验室安全管理体系等内容。二是化学危险品的分类与鉴别,化学药品的购买、存储、使用、管理及废物处理相关知识,让学生熟悉药品使用周期内规范的管理流程,了解常见的危险化学品的分类、危险发生方式、触发危险的原因、危险防护措施及紧急事故的处理等。三是化学实验的操作安全,规范演示各类化学实验的规范操作方式,解读误操作过程可能引发的安全事件,掌握安全事件发生时的处理方式。四是仪器设备的使用安全,结合不同实验室的特点,介绍常用玻璃仪器的使用安全,高温、低温、光学、机械设备的实验安全及注意事项。五是特种设备的使用安全。比如,高压气体钢瓶、高精密仪器设备的使用安全等。六是三废处理,让学生树立绿色化学的理念,掌握标准化、规范化、程序化处理三废的方法,同时,引导学生探索绿色实验,尽量减少三废的产生。七是实验室其他安全注意事项,包括消防安全、防爆安全、安全用电等。八是正确做好个人安全防护,主要包括个人防护设备的分类、配备、使用、领用及回收处理等。九是掌握安全设施的设置及使用方法。比如,通风设备、应急设备、气体监控设备的使用等。十是安全事故的应急处理方法,主要包括应急事故的处理流程,常见的火灾、爆炸、触电、中毒、机械伤害等事故放生时的应急处理方法等。
3.3.2 不断重组课程内容结构
近年来,我校并不开设化学实验安全技术课程,只是面向全校范围内开设小学时的安全技术课程。对于化学实验安全的教育内容被安排在基础化学课程的授课过程中,课程组随着课程改革的推进和课程内容的更新不断的重组课程内容结构。将上述十个方面的安全教育内容,融入到具体的教学项目中。具体做法为,第一次全部用来讲授实验安全,但主要讲授的是通识类知识,比如危化品的分类、常见事故的处理方法、消防安全、用电安全等内容。其它安全教育内容则结合实验项目的特点具体融入到相关项目中,并随着实验项目的调整更新重构安全内容。做到每次课程第一件事情就是讲授安全注意事项及应急处理方法,并结合具体实验强调重点安全教育内容。从效果上看,分散式的安全教育方法,比集中开设课程更有针对性,避免了知识的重复,保证了教育的实效性和针对性,学生养成了良好的实验习惯,掌握了规范的实验操作技能,具备了实验安全意识,教学效果良好。
3.3.3 制作丰富的线上资源
我校基础化学课程先后被评为吉林省优秀课程、吉林省精品课程,2020年被评为吉林省优质在线开放课程。结合优质在线开放课程建设,课程组开发了系列化线上资源,在化学实验安全教育方面设计并开发了“化学实验安全手册”“化学危险品识别”“化学与生活”“化学安全典型案例库”等,并结合具体教学项目,录制了典型实验项目操作视频,仪器设备的使用视频,三废的规范化处理视频等内容。
3.3.4 不断强化案例分析
为了提高安全教育的直观性,课题组不断丰富更新安全事件案例库,这些事件有来自企业的也有来自高校或科研院所的。在教学过程中强化案例分析,采用有案例、有真相、有视频、有分析总结的方式,图文并茂的将安全事件分析清楚,增加学生对安全事故的直观认识,提高认知度和安全意识。
3.3.5 构建线上、线下混合式教学模式
在建有丰富的优质资源的基础上开展线上、线下混合教学模式[5],在课前、课中、课后不同学习阶段为学习者提供个性化学习支持。课前,学生通过自主学习和案例分析对即将进行的实验存在的安全隐患有基本的认识,需要完成在线安全知识答题;课中,教师重点教授引起安全隐患的原因,并详细演示突发事件的处理及三废处理;课后,通过撰写实验报告等方式进一步巩固实验安全操作的相关知识。同时,课程组每年都会举办“化学实验技术”竞赛,参赛学生首先需要经过网上的安全考核才能参加理论知识竞赛和实操竞赛。通过不同时段,采用线上线下混合的方式深入开展安全教育,使得安全意识入心、入脑,有效的避免了安全事故的发生。
随着高职教育教学改革的不断深入,以实验为引领推进高职化学课堂革命正在不断走向成熟,但化学类实验因其具有有毒、有害、易燃、易爆等特殊性,安全隐患众多。因此,在不断增加硬件设备投入的同时,不断完善实验室软环境建设,不断加强制度建设和文化建设依然成为了实验室建设的重点内容之一。