材料化學(xué)類研究生《實(shí)驗(yàn)室安全學(xué)》課程的探索與實(shí)踐

朱利安，王丹琴，余藝平，葉益聰，溫柳

（國(guó)防科技大學(xué) 空天科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙）

一 引言

高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室是人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的重要基地，在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和協(xié)作創(chuàng)新能力過程中發(fā)揮著不可或缺的支撐作用[1]。鑒于高校實(shí)驗(yàn)室類型多樣、探索性實(shí)驗(yàn)多、風(fēng)險(xiǎn)難以預(yù)見、人員流動(dòng)性大等特點(diǎn)，且隨著高校的快速發(fā)展和辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高校實(shí)驗(yàn)室安全問題變得日益嚴(yán)峻[2-5]。近年來高校實(shí)驗(yàn)室安全事故頻出，給高校的正常教學(xué)科研工作帶來了不利影響，有些事故甚至付出了生命的代價(jià)，這些都時(shí)刻提醒我們加強(qiáng)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室安全工作刻不容緩[6-9]。

相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，引發(fā)安全事故的基本要素中，人的不安全行為占了很大比例，因此，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室人員的安全教育是一項(xiàng)緊迫和重要的工作。2019年《教育部關(guān)于加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室安全工作的意見》強(qiáng)調(diào)，高校要持之以恒，狠抓安全教育宣傳培訓(xùn)，創(chuàng)新宣傳教育形式，宣講普及安全常識(shí)，強(qiáng)化師生安全意識(shí)，提高師生安全技能，做到安全教育的“入腦入心”，達(dá)到“教育一個(gè)學(xué)生、帶動(dòng)一個(gè)家庭、影響整個(gè)社會(huì)”的目的。

為此，國(guó)防科技大學(xué)材料學(xué)科在新制定的研究生培養(yǎng)方案中開設(shè)了《實(shí)驗(yàn)室安全學(xué)》這門實(shí)驗(yàn)課程，作為材料、化學(xué)等相關(guān)工科專業(yè)的通識(shí)課程。該課程作為一門實(shí)驗(yàn)安全常識(shí)和技能的知識(shí)普及類課程，具有涉及領(lǐng)域廣泛、內(nèi)容繁雜等特點(diǎn)，既包含消防安全、電氣安全等日常生活中接觸較多的通識(shí)安全教育，也包含機(jī)械安全、?；钒踩葘I(yè)安全基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)重點(diǎn)關(guān)注與我校材料化學(xué)學(xué)科專業(yè)密切相關(guān)的安全理論知識(shí)和技術(shù)。雖然課程內(nèi)容多，知識(shí)點(diǎn)瑣碎，但難度不大，如果采用傳統(tǒng)的以教師講授為主的課堂教學(xué)模式，很容易讓學(xué)生感到枯燥，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和獲得感偏低[10-13]。如何通過合理的教學(xué)設(shè)計(jì)和新穎的教學(xué)方法應(yīng)用[14-15]，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變其被動(dòng)學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，是這門課程的教學(xué)難點(diǎn)，同時(shí)也是課程教學(xué)改革的出發(fā)點(diǎn)。

本文基于我校《實(shí)驗(yàn)室安全學(xué)》課程建設(shè)和教學(xué)改革探索和實(shí)踐，介紹課程在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方式改革、考核評(píng)價(jià)手段改革及配套教學(xué)資源建設(shè)方面的實(shí)踐舉措，以期為高校實(shí)驗(yàn)室安全教育培訓(xùn)和安全文化建設(shè)等提供參考。

二 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

課程的教學(xué)內(nèi)容服務(wù)于課程的教學(xué)目標(biāo)。《實(shí)驗(yàn)室安全學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo)是通過課程理論教學(xué)和實(shí)踐訓(xùn)練讓學(xué)生牢固掌握實(shí)驗(yàn)室中涉及的主要危險(xiǎn)源及相關(guān)安全知識(shí)，學(xué)會(huì)必要的安全防護(hù)、安全事故應(yīng)急處置、救援和自救的常識(shí)及技能，樹立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)室安全觀，為將來從事科學(xué)研究及材料化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室安全管理等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了如表1所示的教學(xué)內(nèi)容。課程共18學(xué)時(shí)，分為理論學(xué)習(xí)、知識(shí)應(yīng)用和技能實(shí)訓(xùn)三個(gè)部分。理論學(xué)習(xí)部分共分5個(gè)章節(jié)，除緒論外，分別針對(duì)燃燒爆炸、電氣、?；泛蜋C(jī)械安全及防護(hù)進(jìn)行講授；知識(shí)應(yīng)用部分結(jié)合課前布置的兩項(xiàng)課程大作業(yè)在理論知識(shí)講授結(jié)束后開展，大作業(yè)一為實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)排查及應(yīng)急處置方案報(bào)告，要求學(xué)生以小組為單位深入自己所在實(shí)驗(yàn)室開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，熟悉實(shí)驗(yàn)室環(huán)境并利用所學(xué)知識(shí)排查實(shí)驗(yàn)室存在的風(fēng)險(xiǎn)源及安全隱患，在此基礎(chǔ)上開展小組討論，完成報(bào)告制作，并在課堂上集中匯報(bào)展示，通過此項(xiàng)任務(wù)提升學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的掌握程度和靈活應(yīng)用能力。大作業(yè)二為安全宣傳/知識(shí)普及微視頻制作，同樣以小組形式開展，要求學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和學(xué)習(xí)心得制作3~5分鐘的實(shí)驗(yàn)室安全宣教短視頻，通過課堂展播、教師點(diǎn)評(píng)和學(xué)生互評(píng)，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)和安全素養(yǎng)；技能實(shí)訓(xùn)部分主要針對(duì)出現(xiàn)火情及人員觸電引發(fā)心臟驟停兩種場(chǎng)景開展訓(xùn)練，分別開展滅火與逃生演練和心肺復(fù)蘇培訓(xùn)。需要指出的是，由于課堂學(xué)時(shí)和場(chǎng)地等的限制，理論學(xué)習(xí)和技能實(shí)訓(xùn)還安排了課外學(xué)時(shí)，主要依托國(guó)防科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全學(xué)習(xí)平臺(tái)讓學(xué)生開展理論知識(shí)自學(xué)和安全技能操作練習(xí)。

表1 《實(shí)驗(yàn)室安全學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容

三 教學(xué)方式改革

針對(duì)上述教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，依托已建立實(shí)驗(yàn)室安全線上學(xué)習(xí)平臺(tái)和線下教學(xué)資源，采用線上+線下混合式教學(xué)模式。針對(duì)不同類型的教學(xué)內(nèi)容，采用與之相對(duì)應(yīng)的教學(xué)手段，如表2所示。理論學(xué)習(xí)部分多為通識(shí)性知識(shí)點(diǎn)，為增加理論教學(xué)的吸引力和互動(dòng)性，采用線上+線下的混合學(xué)習(xí)方式，學(xué)生在課前通過實(shí)驗(yàn)室安全線上學(xué)習(xí)平臺(tái)的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)模塊觀看知識(shí)點(diǎn)動(dòng)畫視頻，初步了解課程核心知識(shí)點(diǎn)，課上綜合利用案例研討、課堂演示及互動(dòng)游戲等手段加深對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，課后利用學(xué)習(xí)平臺(tái)的題庫(kù)模塊進(jìn)行題庫(kù)答題自測(cè)，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成效；知識(shí)應(yīng)用部分依托課程大作業(yè)以小組合作的形式開展，通過課外實(shí)驗(yàn)室實(shí)地調(diào)研和線上資料素材搜集、整理，經(jīng)過小組討論和協(xié)作形成研究報(bào)告，線下組織翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行小組匯報(bào)、答辯和研討，在研究和解決實(shí)際問題的背景下鍛煉學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的應(yīng)用水平；技能實(shí)訓(xùn)部分同樣采用線上+線下的混合學(xué)習(xí)方式，學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)平臺(tái)的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)模塊學(xué)習(xí)實(shí)操項(xiàng)目的處置方法和基本流程，利用學(xué)習(xí)平臺(tái)的虛擬仿真項(xiàng)目“實(shí)驗(yàn)室安全及應(yīng)急處理”“實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及應(yīng)急應(yīng)變實(shí)訓(xùn)”開展線上模擬實(shí)操，通過虛擬軟件中實(shí)驗(yàn)室基本認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、實(shí)驗(yàn)室基本操作及實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急應(yīng)變等功能模塊的操作，讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)室常見應(yīng)急情況下的處置流程和常見問題，利用虛擬場(chǎng)景逼真、現(xiàn)場(chǎng)還原度高、互動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，克服線下危險(xiǎn)應(yīng)急場(chǎng)景難以有效模擬和安全實(shí)施等問題。線下實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目包括滅火與逃生演練和心肺復(fù)蘇培訓(xùn)，前者主要講解實(shí)驗(yàn)室火情發(fā)生時(shí)的應(yīng)急處置程序，包括火情報(bào)告、初期火情處置（滅火器材的使用和滅火演練）和火災(zāi)逃生等，后者主要講解觸電引發(fā)心臟驟停時(shí)的人員急救，利用自帶考核功能的人體模型教具開展培訓(xùn)講解和課后練習(xí)，并在課程結(jié)束前進(jìn)行實(shí)操考核。通過線上+線下、虛擬+現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的實(shí)訓(xùn)手段，有效克服了場(chǎng)景還原困難、安全保障難度大、教學(xué)場(chǎng)地和教輔人員不足等問題，獲得了良好的教學(xué)效果。

表2 不同類型教學(xué)內(nèi)容采用的教學(xué)方式

四 考核評(píng)價(jià)手段改革

課程采用多樣化、形成性、互動(dòng)型的考核方式，考核點(diǎn)貫穿課程全程，覆蓋課程三大部分，充分發(fā)揮考核手段的評(píng)價(jià)和激勵(lì)作用。課程的考核方式包括閉卷考試、實(shí)操考核、知識(shí)應(yīng)用考核和平時(shí)考核，分值占比分別為55%、15%、15%、15%。閉卷考試主要考查形式為客觀題，包括判斷題、選擇題和填空題等，主要考查學(xué)生對(duì)安全理論知識(shí)點(diǎn)的掌握情況；實(shí)操考核主要考查學(xué)生對(duì)心肺復(fù)蘇技能的掌握情況，采用自帶評(píng)分功能的人體模型自動(dòng)判分；知識(shí)應(yīng)用通過課程大作業(yè)實(shí)施考核，主要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)、素養(yǎng)和對(duì)實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)源的識(shí)別、應(yīng)急情況的處置及安全管理建設(shè)能力，考核結(jié)果由教師評(píng)價(jià)和學(xué)生自評(píng)共同構(gòu)成，分值各占50%；平時(shí)考核為形成性考核，成績(jī)構(gòu)成主要包括雨課堂答題情況、線上學(xué)習(xí)平臺(tái)自學(xué)情況、題庫(kù)自測(cè)完成情況和實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)競(jìng)賽情況等；通過多樣化、形成性和互動(dòng)型的考核方式，全面檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)安全知識(shí)、安全技能的掌握情況及安全素養(yǎng)發(fā)展情況。

五 教學(xué)資源建設(shè)

為支撐上述教學(xué)改革，課程團(tuán)隊(duì)建立了包含多媒體視頻庫(kù)、案例庫(kù)、試題庫(kù)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在內(nèi)的課程資源庫(kù)。其中知識(shí)點(diǎn)動(dòng)畫視頻庫(kù)、試題庫(kù)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目集成于國(guó)防科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全學(xué)習(xí)平臺(tái)，分別作為知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)模塊、試題庫(kù)模塊和仿真模塊，該平臺(tái)目前已包含知識(shí)點(diǎn)動(dòng)畫視頻7個(gè)主題共40余個(gè)、題庫(kù)9個(gè)主題1000余道試題、虛擬仿真項(xiàng)目2個(gè)，并隨課程建設(shè)不斷更新完善。

六 結(jié)語(yǔ)

我校研究生課程《實(shí)驗(yàn)室安全學(xué)》的開設(shè)、建設(shè)和探索實(shí)踐是落實(shí)教育部對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室安全教育和管理工作的具體措施，也是保障師生人身安全、維護(hù)校園秩序穩(wěn)定、保護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。課程團(tuán)隊(duì)通過對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方式和考核評(píng)價(jià)手段改革以及配套教學(xué)資源的建設(shè)，已初步實(shí)現(xiàn)了課程預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果，在研究生安全知識(shí)強(qiáng)化、安全技能提升和安全意識(shí)的養(yǎng)成等方面起到了重要作用，受訓(xùn)學(xué)生和實(shí)驗(yàn)室管理人員反饋良好。

為進(jìn)一步提升課程建設(shè)水平和教學(xué)效果，課程在現(xiàn)有建設(shè)基礎(chǔ)上擬從以下幾方面持續(xù)改進(jìn)：

（1）進(jìn)一步壓縮線下課堂講授內(nèi)容。部分線下課堂講授內(nèi)容采用MOOC或微課資源代替，作為線上資源，將更多的線下課時(shí)用于課程研討或案例分析等高階認(rèn)知能力鍛煉，促進(jìn)學(xué)生對(duì)安全理論知識(shí)的內(nèi)化和運(yùn)用。

（2）加強(qiáng)課程思政建設(shè)。進(jìn)一步凝練思政元素，總結(jié)思政案例，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課程潤(rùn)物無聲思政效果，做到價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)并重，讓實(shí)驗(yàn)室安全的學(xué)習(xí)變得更有溫度。

（3）持續(xù)推進(jìn)課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)。課程團(tuán)隊(duì)水平?jīng)Q定了課程建設(shè)水平，是課程建設(shè)的重要內(nèi)容，通過專業(yè)業(yè)務(wù)培訓(xùn)、學(xué)術(shù)交流、定期課程研討和參加教學(xué)比賽等方式逐步提升課程團(tuán)隊(duì)的建設(shè)水平，支撐高水平課程建設(shè)。