安全教育貫穿有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程的探索與實(shí)踐

徐石海

安全教育貫穿有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程的探索與實(shí)踐

徐石海

（暨南大學(xué) 化學(xué)與材料學(xué)院，廣東 廣州 510632）

基于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)自身特點(diǎn)，如實(shí)驗(yàn)室化學(xué)試劑用量大、存放多種易燃、易爆、有毒甚至劇毒的物品等，將安全意識(shí)與安全知識(shí)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，貫穿有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程各個(gè)環(huán)節(jié)，有利于提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效地培養(yǎng)了學(xué)生安全意識(shí)，促使學(xué)生注重有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)合格化學(xué)人才提供了安全思想保障。

有機(jī)化學(xué)；安全教育；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教育部部長(zhǎng)陳寶生同志指出：本科不牢，地動(dòng)山搖。人才培養(yǎng)是大學(xué)的本質(zhì)職能，本科教育是大學(xué)的根與本，在高等教育中是具有戰(zhàn)略地位的教育、是綱舉目張的教育。世界一流大學(xué)，首先要有一流的本科教育。高質(zhì)量本科人才培養(yǎng)，無論是文科、還是理科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是大學(xué)教學(xué)的重要組成部分，因此各高校必須高度重視實(shí)驗(yàn)室的安全運(yùn)行。在以化學(xué)為基礎(chǔ)的相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程中，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能夠擴(kuò)展有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)思維方式、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)[1]。

如果要上好有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，并達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的，需要學(xué)生清楚地了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、步驟，不僅要掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般知識(shí)，而且要深入了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的安全注意事項(xiàng)、儀器設(shè)備的性能與安全使用方法。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所使用的試劑與無機(jī)、分析、物化等實(shí)驗(yàn)有很大程度的區(qū)別。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用試劑大多為易揮發(fā)、易燃燒、易爆炸、有毒性，反應(yīng)物、產(chǎn)物及副產(chǎn)物均為有機(jī)化合物，均為化學(xué)危險(xiǎn)品，特別是副產(chǎn)物是未知的化學(xué)物質(zhì)，具有不確定的安全隱患[2-3]。因此，在整個(gè)教學(xué)過程中，從課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程到課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫都必須貫穿安全教育，強(qiáng)化學(xué)生的安全意識(shí)。通過將安全教育貫穿有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程，要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理，精選實(shí)驗(yàn)方案，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，完善實(shí)驗(yàn)裝置，深入實(shí)驗(yàn)思考，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[4]。

1 安全意識(shí)貫穿有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程

有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，有機(jī)實(shí)驗(yàn)對(duì)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課與有機(jī)化學(xué)理論課是學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃中兩門平行的獨(dú)立課程。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)與物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，其特點(diǎn)之一是在實(shí)驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)安全事故，如實(shí)驗(yàn)試劑具有刺激性、腐蝕性、毒性或者易燃易爆，實(shí)驗(yàn)裝置組裝比較繁瑣，實(shí)驗(yàn)操作涉及高溫加熱、加壓、減壓，實(shí)驗(yàn)過程中容易引發(fā)火災(zāi)和傷害事故等。學(xué)生在工作中只有形成了良好的安全意識(shí)及強(qiáng)烈的責(zé)任心，才能減少安全事件，防止安全事故發(fā)生。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室正是培養(yǎng)學(xué)生具有這種意識(shí)的有效場(chǎng)所[5-9]。因此，提高學(xué)生安全意識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的安全教育是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要任務(wù)。

1.1 強(qiáng)化學(xué)生安全意識(shí)

在本科人才培養(yǎng)方案中，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程覆蓋化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料、藥學(xué)、食品、醫(yī)學(xué)、生物、海洋科學(xué)等幾十個(gè)專業(yè)，而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課一般安排在大學(xué)一年級(jí)的第二學(xué)期。由于在中學(xué)時(shí)受實(shí)驗(yàn)條件的限制，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課開設(shè)很少，多數(shù)學(xué)生幾乎沒有親手做過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在大學(xué)時(shí)期進(jìn)入有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，許多學(xué)生面對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室和有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，有些不知所措，更缺乏安全意識(shí)，稍不注意就有可能發(fā)生安全事故。因此，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開始之前必須強(qiáng)化學(xué)生的安全意識(shí)，如進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必須養(yǎng)成穿實(shí)驗(yàn)服和戴護(hù)目鏡的習(xí)慣，不許將食品及飲料帶入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)過程中要戴手套，保持實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)良好，離開實(shí)驗(yàn)室要洗手及關(guān)掉水閘、電閘、氣閘等。

1.2 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全意識(shí)

大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)分為無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)等5大基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程。有機(jī)化學(xué)研究的對(duì)象為有機(jī)化合物，具有種類較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)特殊（易燃、穩(wěn)定性差、有毒、一般難溶或不溶于水等）、反應(yīng)復(fù)雜（反應(yīng)慢、非單一反應(yīng)）等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)必然導(dǎo)致有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在開展的過程中會(huì)遇到如下問題：（1）具有一定安全隱患；（2）試劑消耗量大；（3）訓(xùn)練的操作程序多，且多為連續(xù)操作；（4）需要的時(shí)間長(zhǎng)； （5）使用大量有機(jī)溶劑等。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一些安全隱患已經(jīng)涵蓋無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)及高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)所存在的安全隱患，因此在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須強(qiáng)化學(xué)生的安全意識(shí)。

1.3 安全意識(shí)融于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中始終存在不安全因素，因此有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)自始至終要提醒學(xué)生注意安全，稍不小心，就會(huì)發(fā)生燒傷、割傷或被試劑灼傷，嚴(yán)重的可能出現(xiàn)爆炸、傷人致命。

基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容分為3大模塊，有機(jī)化合物分離、有機(jī)化合物合成與有機(jī)化學(xué)性質(zhì)。有機(jī)化合物的分離基本實(shí)驗(yàn)包含蒸餾、分餾、萃取、柱色譜、薄層色譜、重結(jié)晶與水蒸汽蒸餾等。有機(jī)化合物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)包含烷烴性質(zhì)、芳烴性質(zhì)、鹵代烴性質(zhì)、醇酚醚性質(zhì)與醛酮羧酸性質(zhì)。從以上有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可以看出，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)無論是原料，還是產(chǎn)物都屬于?；?，屬于易燃、易爆類化合物，存在不安全因素。因此，在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整個(gè)過程中都要貫穿安全教育。如開始稱取化學(xué)樣品時(shí)，要告訴學(xué)生針對(duì)試劑（樣品）不同的化學(xué)性質(zhì)，采用不同取樣器皿；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，所有的試劑及實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢棄物，要針對(duì)其化學(xué)性質(zhì)，采用不同的回收器具，用不同的辦法進(jìn)行保存，確保安全。

2 安全知識(shí)融于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是一門重要的基礎(chǔ)課，起到理論與實(shí)踐結(jié)合的橋梁作用，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作與動(dòng)手的能力。由于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有一定的不可預(yù)測(cè)性，可能會(huì)出現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)狀況，需要靈活面對(duì)、臨機(jī)處置，這就要求學(xué)生掌握好有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，同時(shí)要求教師通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程幫助學(xué)生掌握好這些知識(shí)與技能。本文把有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)分為4個(gè)教學(xué)階段，即課前預(yù)習(xí)、課程講解、實(shí)驗(yàn)操作和撰寫報(bào)告[10-12]。為了培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)，把安全知識(shí)融于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每個(gè)階段。對(duì)于教師來說，該課程不僅是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的教學(xué)，而且是有機(jī)實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)的教學(xué)。對(duì)于學(xué)生來說，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅獲取有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、提高實(shí)驗(yàn)操作能力，同時(shí)也學(xué)到了有機(jī)化學(xué)安全知識(shí)，達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生的目的。

2.1 課前預(yù)習(xí)——評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn)

如果要達(dá)到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目的，確保實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，必須要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，以及指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，同時(shí)把實(shí)驗(yàn)過程中的安全事項(xiàng)融于預(yù)習(xí)之中。為了提高實(shí)驗(yàn)效率，把學(xué)生將要在課堂上進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)，全部制作成多媒體課件，供學(xué)生課前預(yù)習(xí)。如在預(yù)習(xí)“乙醇蒸餾”實(shí)驗(yàn)時(shí)，課件告訴學(xué)生如何選擇熱源，如何控制蒸餾時(shí)不能將燒瓶中液體蒸干，避免發(fā)生火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)。另外，從安全角度考慮，學(xué)生一定要學(xué)會(huì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程中的每一個(gè)步驟、每一個(gè)環(huán)節(jié)，都要做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確保每次實(shí)驗(yàn)課的安全。通過預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生要牢記如何安裝儀器、將要用到哪些儀器、實(shí)驗(yàn)過程會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象等。同時(shí)通過預(yù)習(xí)，學(xué)生要了解在每一步操作中會(huì)遇到哪些安全風(fēng)險(xiǎn)、如何避免、如何解決；一旦出現(xiàn)安全事件，如何采取應(yīng)急措施，立即解決。如在預(yù)習(xí)“熔點(diǎn)測(cè)定”實(shí)驗(yàn)時(shí)，該實(shí)驗(yàn)要防止如下安全事件，如溫度計(jì)打破、水銀散落，溫度計(jì)套管上的小洞不能指向旁邊的學(xué)生，防止酒精燈起火，防止?fàn)C傷、燒傷，b形管必須干燥，防止有水，以免甘油外濺。

為了有效防止以上安全事故的發(fā)生，必須進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，采取相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。如在預(yù)習(xí)“四氫呋喃除水”實(shí)驗(yàn)時(shí)，該實(shí)驗(yàn)最大的風(fēng)險(xiǎn)是產(chǎn)生氫氣，氫氣見光容易爆炸。針對(duì)這一安全風(fēng)險(xiǎn)，必須采取相應(yīng)的措施消除安全隱患，如必須具備良好的通風(fēng)設(shè)施，先要在敞口容器里，鈉反應(yīng)一段時(shí)間，必須使用微小的鈉粒，使反應(yīng)緩慢。此外，在預(yù)習(xí)階段，師生還要準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的安全事故的應(yīng)急預(yù)案。

2.2 課程講解——注重安全細(xì)節(jié)

課程講解階段是在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作之前，教師對(duì)本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)講解的過程。在該教學(xué)階段，教師應(yīng)告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法，明確所需儀器設(shè)備、藥品的種類和用量，講明實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)中將出現(xiàn)的情況等，特別是讓學(xué)生了解在實(shí)驗(yàn)操作中、實(shí)驗(yàn)反應(yīng)中的安全知識(shí)。在該教學(xué)階段，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始之前掌握好相關(guān)的安全知識(shí)，避免安全事故的發(fā)生，以此提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。如在講解乙酰苯胺重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)時(shí)，該實(shí)驗(yàn)掌握的安全知識(shí)包括如何避免沸水外濺燙傷、趁熱過濾時(shí)燙傷、玻璃打破的刮傷等安全知識(shí)。

2.3 實(shí)驗(yàn)操作——警惕安全事件

實(shí)驗(yàn)操作是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力以及規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作能力。此外，實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵直接關(guān)系到學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的成績(jī)，關(guān)系到學(xué)生是否對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程感興趣。在此階段，由于學(xué)生獨(dú)立操作，以及有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特性，可能因?qū)W生操作流程發(fā)生的變化、化學(xué)藥品數(shù)量的稱量不準(zhǔn)確等，都會(huì)導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)發(fā)生變化，引發(fā)安全事故。因此，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中，要特別警惕安全事件的發(fā)生。如在“正丁醚的制備”實(shí)驗(yàn)操作中，為了確保實(shí)驗(yàn)安全，警惕以下事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)裝置必須規(guī)范，三口瓶與冷凝管夾子必須固定在同一鐵架臺(tái)上形成一個(gè)整體，搖動(dòng)時(shí)避免玻璃斷裂，使正丁醚著火；濃硫酸取用必須按規(guī)程操作，否則容易灼傷；反應(yīng)前在三口瓶中加入沸石，防止反應(yīng)暴沸；檢查分水器是否漏液體，以免正丁醇燃燒等。

2.4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告——扎牢安全意識(shí)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最后教學(xué)環(huán)節(jié)——撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也就是實(shí)驗(yàn)總結(jié)?；趯?shí)驗(yàn)安全的角度，要求學(xué)生在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，一定認(rèn)真分析此次實(shí)驗(yàn)要注意哪些安全事項(xiàng)，使學(xué)生的安全知識(shí)、安全意識(shí)得到升華，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。如在撰寫“正溴丁烷的制備”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，一定要總結(jié)該實(shí)驗(yàn)的安全知識(shí)，如使用濃硫酸，要如何避免發(fā)生意外事故；反應(yīng)中生成酸性氣體溴化氫，除用吸收裝置外，應(yīng)在通風(fēng)條件下進(jìn)行操作，防止中毒事件發(fā)生；正丁醇及副產(chǎn)物正丁醚和1-丁烯都易燃燒，要防止著火事件發(fā)生；因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物正溴丁烷應(yīng)全部回收，登記入賬管理等。

3 結(jié)語

安全教育是一個(gè)系統(tǒng)工程。首先，教師需要高度重視，教師不僅教會(huì)學(xué)生如何獲取有機(jī)化學(xué)知識(shí)，觀察有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考有機(jī)化學(xué)起因，學(xué)會(huì)正確使用儀器設(shè)施等，而且要教導(dǎo)學(xué)生在獲取化學(xué)知識(shí)的過程中如何獲取安全知識(shí)，提高安全意識(shí)，學(xué)會(huì)自保、自救。其次，學(xué)生本身要有高度的安全責(zé)任感，以及安全意識(shí)，一踏入實(shí)驗(yàn)室的門檻，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到周圍環(huán)境需建立實(shí)驗(yàn)安全路線圖。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，把安全意識(shí)及安全知識(shí)與有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)融為一體，使其安全教育全程化、多樣化。同時(shí)，加強(qiáng)師生的安全教育、提高安全意識(shí)、防止安全事故的發(fā)生，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行，是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的基本保障。

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Exploration and practice of safety education in whole process of organic chemistry experimental teaching

XU Shihai

(School of Chemistry and Materials, Jinan University, Guangzhou 510632, China)

Based on the characteristics of organic chemistry experimental teaching itself such as the large amount of chemical reagents used in the laboratory, the storage of a variety of flammable, explosive, toxic and even highly toxic substances, the integration of safety awareness and safety knowledge into the experimental teaching through all aspects of the organic chemistry experimental teaching is conducive to improving the quality of such teaching. Through the experimental teaching of organic chemistry, students’ safety consciousness is imperceptibly cultivated, the students are urged to pay attention to the details of the organic chemistry experiment, the quality of experiment teaching is improved and the safety ideological guarantee for training qualified chemical talents is provided.

organic chemistry; safety education; experimental teaching

G647

A

1002-4956(2019)12-0016-03

10.16791/j.cnki.sjg.2019.12.004

2019-04-20

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41876145）資助

徐石海（1967—），男，湖南隆回，教授，博士生導(dǎo)師，實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處處長(zhǎng)，研究方向?yàn)橛袡C(jī)化學(xué)，并長(zhǎng)期從事實(shí)驗(yàn)室安全管理工作。E-mail: txush@jnu.edu.cn