信息化教學(xué)在實驗室安全教育中的應(yīng)用實踐

李靜　王璐　周仕林

信息化教學(xué)在實驗室安全教育中的應(yīng)用實踐

李靜王璐周仕林

高?；瘜W(xué)實驗室安全事故頻繁發(fā)生，實驗室的安全管理系統(tǒng)亟待完善。當(dāng)今社會是一個信息化的社會，隨著信息化步伐的不斷推進(jìn)，信息技術(shù)與我們生活的各個方面密切相關(guān)，將信息化教學(xué)應(yīng)用到實驗室安全管理當(dāng)中，可以有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升實驗室安全教育的有效性，提高學(xué)生的實驗室安全意識和實驗室安全防范技能，完善實驗室安全管理體系。

實驗室安全；信息化教學(xué)；安全教育

近幾年來，高校實驗室安全事故頻繁發(fā)生，不僅筆者所在學(xué)校出現(xiàn)過學(xué)生在實驗過程中手被試劑腐蝕的事件，華東理工大學(xué)玻璃爆炸傷眼事件，清華大學(xué)化學(xué)樓起火爆炸事件等一系列安全事故，給高?；瘜W(xué)實驗室安全管理敲響了警鐘。綜觀安全事故的起因，絕大多數(shù)還是學(xué)生在實驗過程中操作不當(dāng)留下了很多安全隱患。因此，實驗室對學(xué)生的安全教育是實驗室安全管理的重中之重。21世紀(jì)是一個信息化的時代，計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用，使得信息技術(shù)深入到社會生活的每一個方面，與我們的學(xué)習(xí)、工作和生活緊密相連。隨著教育信息化的不斷推進(jìn)，應(yīng)該將信息技術(shù)積極應(yīng)用到實驗室安全教育方面，深入開發(fā)、廣泛利用信息資源，完善實驗室安全管理體系，從源頭上避免實驗室安全事故的發(fā)生，培養(yǎng)適應(yīng)信息社會要求的創(chuàng)新人才，加速實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的系統(tǒng)工程。

一、信息化教學(xué)模式的特點及優(yōu)勢

信息化教學(xué)，是以現(xiàn)代教育思想和理論為指導(dǎo)，在教育中充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，開發(fā)教育資源，從而提高教育質(zhì)量和效率，優(yōu)化教育過程，以培養(yǎng)和提高學(xué)生信息素養(yǎng)為重要目標(biāo)的一種新的教育方式。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教為主，教師是教學(xué)活動的中心，是知識的傳播者和灌輸者，學(xué)生處于被支配地位，是外界刺激被動的接受者和灌輸對象。信息化教學(xué)以學(xué)為中心，注重對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，以“任務(wù)驅(qū)動”和“問題解決”作為學(xué)習(xí)和研究活動的主線，在相關(guān)的有具體意義的情境中確定和教授學(xué)習(xí)策略和技能。教師只有充分認(rèn)識到信息化教學(xué)模式的特點，才能更好地把握住信息化教學(xué)的特點，從而勝任信息化教學(xué)。

信息化教學(xué)相對傳統(tǒng)教學(xué)方式有幾個優(yōu)勢：第一，信息化教學(xué)強(qiáng)調(diào)“協(xié)作學(xué)習(xí)”。這種協(xié)作學(xué)習(xí)包括學(xué)生之間、師生之間的協(xié)作，也包括教師之間的協(xié)作，有利于實施跨年級、跨學(xué)科的基于資源的學(xué)習(xí)等。第二，信息化教學(xué)有利于提高學(xué)生的主動性、積極性?，F(xiàn)代教育技術(shù)手段的應(yīng)用，包括多媒體計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、微信公眾平臺等等，使得上信息的來源變得豐富多彩，教師和課本不再是唯一的信息源，多種媒體的運用不僅能夠擴(kuò)大知識信息的含量，而且還可以充分調(diào)動學(xué)生的多種感官，使得學(xué)生能夠真正成為知識信息的主動建構(gòu)者，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。第三，信息化教學(xué)有助于實現(xiàn)個別化教學(xué)，有利于因材施教。計算機(jī)的交互性，給學(xué)生提供了個別化學(xué)習(xí)的可能，學(xué)習(xí)可以通過多媒體技術(shù)完整呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容與過程，自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容的難易、進(jìn)度、并隨時與教師、同學(xué)進(jìn)行交互。在現(xiàn)代教育技術(shù)手段所構(gòu)造的教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生可逐步擺脫傳統(tǒng)的教師中心模式，學(xué)生由傳統(tǒng)的被迫學(xué)習(xí)變?yōu)楠毩⒌闹鲃訉W(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中可以更主動地獲取知識、處理信息。

二、化學(xué)實驗室安全教育的重要性

近些年來，國家出臺了許多安全生產(chǎn)法律法規(guī)、部門規(guī)定和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，高校實驗室安全防范自查和省市校各級安全檢查頻繁，充分體現(xiàn)了國家、教育部、高校等各級領(lǐng)導(dǎo)對于實驗室安全的高度重視。針對筆者所在學(xué)校實驗室管理現(xiàn)狀，普通化學(xué)實驗室不斷加強(qiáng)實驗室安全的硬件措施建設(shè)，包括實驗室通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)，倉庫防盜門、指紋門禁及危險化學(xué)品試劑柜建設(shè)等，滅火設(shè)施的定期更新與完善等措施；同時不斷加強(qiáng)實驗室安全管理的軟件系統(tǒng)建設(shè)，包括化學(xué)品數(shù)據(jù)檔案整理匯總（品名、性質(zhì)、數(shù)量、儲放地、可能危害及相應(yīng)的處置方法）、化學(xué)品入庫及領(lǐng)用信息登記和審核制度、各級人員安全責(zé)任制度、安全檢查與隱患排查治理制度等。并制定了《易制毒、易制爆危險化學(xué)品的管理制度》《化學(xué)實驗室應(yīng)急預(yù)案流程》《化學(xué)實驗室輕微事故應(yīng)急預(yù)案》《化學(xué)實驗室安全承諾書》等一系列安全管理制度。

普通化學(xué)實驗是面向非化學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程。普通化學(xué)實驗是普通化學(xué)課程的重要組成部分，是鞏固、擴(kuò)大和加深所學(xué)普通化學(xué)的基本理論和基本知識的最佳途徑。目前，筆者所在學(xué)校普通化學(xué)實驗是面向材料科學(xué)與工程學(xué)院、環(huán)境與建筑學(xué)院、機(jī)械工程學(xué)院、光電信息與計算機(jī)工程學(xué)院、能源與動力工程學(xué)院和醫(yī)療器械與食品學(xué)院六大學(xué)院，非化學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程，主要針對大一、大二學(xué)生，每年學(xué)生選課人數(shù)達(dá)千人之多。普通化學(xué)實驗的主要目標(biāo)就是要培養(yǎng)學(xué)生的實驗室安全意識、標(biāo)準(zhǔn)的實驗操作和較強(qiáng)的動手能力，為以后專業(yè)實驗和科學(xué)研究奠定堅實的基礎(chǔ)。但由于很多學(xué)生零實驗基礎(chǔ)，在化學(xué)實驗過程中，學(xué)生普遍存在安全意識薄弱，動手能力較差，且對化學(xué)實驗教學(xué)重視度不高的情況。有些學(xué)生只是在中學(xué)時見過老師演示實驗并沒有實際動手做過化學(xué)實驗，甚至一些來自教學(xué)條件較差學(xué)校的學(xué)生連演示實驗都沒見過，因而這些學(xué)生的動手操作能力參差不齊，基本的實驗操作技能不過關(guān)，做實驗過程中存在很多安全隱患。此外，化學(xué)實驗中涉及的化學(xué)試劑和玻璃儀器種類繁多，學(xué)生在實驗過程中一旦疏忽大意，就會造成實驗室安全事故，因此在做實驗前，需要提高學(xué)生的安全意識和個人防護(hù)技能，杜絕在實驗環(huán)節(jié)中出現(xiàn)各種安全事故。普通化學(xué)實驗的第一堂課就是對學(xué)生的實驗安全教育，然而此前安全教育主要是由教師進(jìn)行單一的課堂講述，未能喚起學(xué)生的重視，無法真正提高學(xué)生的安全意識；主要實驗教學(xué)模式是教師將實驗內(nèi)容進(jìn)行講解陳述，然后由學(xué)生操作，實驗教學(xué)方法和手段比較單一；實驗預(yù)習(xí)的普遍現(xiàn)狀是學(xué)生對于化學(xué)實驗的重視性不高，預(yù)習(xí)不到位，預(yù)習(xí)報告純粹是將實驗內(nèi)容抄一遍，沒有進(jìn)行思考，導(dǎo)致預(yù)習(xí)效果不好，有些學(xué)生甚至未完成預(yù)習(xí)實驗就進(jìn)入實驗室，由于對實驗儀器不熟悉、對實驗涉及的化學(xué)試劑不了解而存在著極大的安全隱患。鑒于以上幾點因素，學(xué)生進(jìn)入實驗室參與實驗之前的安全教育變得尤為重要。

三、信息化教學(xué)在實驗室安全教育中的應(yīng)用實踐及設(shè)想

為了有效提升學(xué)生實驗室安全意識地，提高實驗安全教育的有效性，最大限度地避免實驗室安全事故，實驗教學(xué)改革將信息化教學(xué)應(yīng)用在實驗室安全教育中，既豐富了實驗安全教育的教學(xué)手段，又能提高學(xué)生對實驗的重視度。

第一，實驗室安全準(zhǔn)入系統(tǒng)建設(shè)。作為學(xué)生進(jìn)入實驗室的第一步，學(xué)生在系統(tǒng)內(nèi)完成實驗室安全知識的學(xué)習(xí)及實驗室安全準(zhǔn)則，并通過實驗室安全準(zhǔn)入考試才可進(jìn)入實驗室進(jìn)行實驗。此系統(tǒng)的運行可以有效提高學(xué)生實驗安全知識及實驗室安全防范能力，完善實驗安全教育，提高學(xué)生的安全防范意識。此系統(tǒng)內(nèi)設(shè)實驗室安全知識題目題庫，知識范圍包括進(jìn)入化學(xué)實驗室之前規(guī)范著裝、化學(xué)實驗室常規(guī)儀器的使用注意事項、化學(xué)試劑的使用注意事項及濺灑至皮膚上的應(yīng)急處理方法、實驗室緊急洗眼器和沖淋裝置的使用、實驗室防火防爆、實驗室應(yīng)急預(yù)案、實驗室起火類型及滅火方式的選用等等。學(xué)生在進(jìn)入實驗室之前，首先要在電腦端完成并通過實驗室安全準(zhǔn)入考試，具備考試合格成績單后方可進(jìn)入實驗室參與實驗。這樣既可以保證學(xué)生對于實驗室潛在的危險因素具有足夠的重視度，又使其具備了初步的實驗安全防范基礎(chǔ)。實驗室安全準(zhǔn)入系統(tǒng)的投入運行，將實驗室安全與信息化教學(xué)手段相結(jié)合，可以有效地提高本科實驗教學(xué)的安全系數(shù)，并提高學(xué)生對化學(xué)實驗安全的重視度。此系統(tǒng)可以應(yīng)用至全校甚至全國高校的教學(xué)及科研實驗室，大大降低了高校實驗室事故的發(fā)生率。

第二，設(shè)立電腦端預(yù)習(xí)系統(tǒng)，針對每次實驗涉及的儀器和試劑安全使用要點，嘗試以小測驗的方式來幫助學(xué)生更好地完成預(yù)習(xí)，題型有填空、選擇、判斷，測驗內(nèi)容涵蓋實驗知識及操作要點，且便于解答，旨在提高學(xué)生實驗中的安全操作能力。每次預(yù)習(xí)測驗的成績作為學(xué)生的預(yù)習(xí)成績最終計入平時成績中。此預(yù)習(xí)系統(tǒng)不僅可以免去學(xué)生寫預(yù)習(xí)報告的時間，而且更可以有效地提高學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。

第三，隨著微信影響力的不斷擴(kuò)大，“上理工化學(xué)實驗中心”微信公眾平臺也已開通運行。針對普通化學(xué)實驗的上課內(nèi)容，拍攝每次實驗課要用到的玻璃儀器的規(guī)范操作及操作要點微視頻，分步講解實驗基本操作技能，將視頻鏈接至微信公眾平臺及普通化學(xué)實驗課程中心網(wǎng)，學(xué)生通過視頻短片學(xué)習(xí)，鞏固實驗操作，形象、直觀，可以有效避免錯誤及危險操作，杜絕實驗事故，既可以提高學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣，又可以解決學(xué)生多、教師少，教師不能對學(xué)生進(jìn)行一對一指導(dǎo)的難題。此外，微信公眾平臺可與實驗室安全準(zhǔn)入系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)學(xué)生通過微信平臺進(jìn)行安全知識的學(xué)習(xí)，幫助完善學(xué)生的實驗安全知識，更好地通過實驗室安全準(zhǔn)入考試。

通過對化學(xué)實驗安全教育教學(xué)模式及教學(xué)方法的改革，增加一些新興的教學(xué)手段，包括微課、視頻短片教學(xué)以及微信公眾平臺的大力宣傳及教育作用，使得實驗安全教育多元化、信息化。并通過實驗室安全準(zhǔn)入系統(tǒng)及實驗預(yù)習(xí)系統(tǒng)的運行，有效提升學(xué)生的預(yù)習(xí)效果及實驗室安全意識，豐富了化學(xué)實驗安全教育的教學(xué)手段，提高了實驗室安全教育的信息化，培養(yǎng)安全意識強(qiáng)烈、實驗基礎(chǔ)扎實、操作規(guī)范的應(yīng)用型理工科人才。

［1］賀文英，張秀芳，阿娟，等.普通化學(xué)教學(xué)改革與實踐［J］.湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報，2011.

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［4］趙靖巖，胡振波.大數(shù)據(jù)環(huán)境下高校信息化教學(xué)模式研究［J］.情報科學(xué)，2016（1）.

（作者單位：上海理工大學(xué)公共實驗中心）

10.16653/j.cnki.32-1034/f.2016.14.054

本文系化學(xué)實驗室安全管理信息化研究（編號：CFTD16058Y）］