化學(xué)化工教學(xué)中引入影視作品的實(shí)踐與思考*
——以《烈火英雄》為例

劉 輝,袁春霖,楊光瑞

(華北水利水電大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系，河南 鄭州 450046)

作為綜合藝術(shù)，影視作品圖文并茂、聲色俱全，具有很強(qiáng)的感染力和影響力。優(yōu)秀的影視作品往往主題生動(dòng)、知識(shí)豐富、意蘊(yùn)深遠(yuǎn)，不僅具有強(qiáng)大的宣傳功能，也有很好的教育功能[1]，適合在教育教學(xué)中引用。電影《烈火英雄》改編自報(bào)告文學(xué)《最深的水是淚水》，故事原型是“大連7·16大火”真實(shí)事件，講述沿海油罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)，消防官兵團(tuán)結(jié)一致，英勇無畏，眾志成城，誓死抵抗，以生命維護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)及人民安全的故事。作為一部消防題材的主旋律影片[2]，涉及到的化學(xué)化工知識(shí)較多，將其引入到化學(xué)化工教學(xué)中，可以很好地提升學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)化工的興趣，同時(shí)借助電影中蘊(yùn)含的豐富思政元素，培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、世界觀、價(jià)值觀，培育愛國(guó)意識(shí)、奉獻(xiàn)精神和敬業(yè)精神。

1 電影中的化學(xué)元素

《烈火英雄》中涉及到很多化學(xué)知識(shí)，比如,爆炸極限、滅火劑、脫硫劑、防火材料、危險(xiǎn)化學(xué)品等，均適合在化學(xué)化工教學(xué)中引用。

1.1 可燃物質(zhì)的爆炸極限

電影片頭，火鍋店大火，消防隊(duì)長(zhǎng)江立偉機(jī)智地救出了小女孩，但是店長(zhǎng)隱瞞了店里存放的大量易燃易爆物品——液化氣罐。液化石油氣由碳?xì)浠衔锝M成，主要成分是丙烷、丙烯、丁烷，還可能含有少量乙烯、甲烷、氫氣等小分子化合物，揮發(fā)性強(qiáng)，容易燃燒，所含的化合物火災(zāi)危險(xiǎn)性分類均為甲類。

當(dāng)液化石油氣在空氣中的含量達(dá)到一定的濃度時(shí)，遇到明火就會(huì)爆炸。可燃物質(zhì)，包括可燃?xì)怏w、蒸氣和粉塵，與空氣或氧氣在一定濃度范圍內(nèi)混合，形成預(yù)混氣，遇到火源發(fā)生爆炸，這個(gè)濃度范圍稱為爆炸極限。平時(shí)吃火鍋使用的液化石油氣，在安靜的燃燒，因?yàn)闆]有混合，不會(huì)爆炸。但是一旦液化石油氣泄漏，與空氣混合，就非常危險(xiǎn)。常見氣體的爆炸極限及參數(shù)如表1所示[3]。從表1中看出，氫氣的爆炸極限相對(duì)較寬，達(dá)到4%～75%;天然氣的主要成分甲烷的爆炸極限為5%～15%，重要的化學(xué)工業(yè)原料乙烯的爆炸極限為2.7%～36%；液化氣的主要成分丙烷、丙烯和丁烷爆炸下限均在2%左右，爆炸上限在10%附近。

當(dāng)可燃物質(zhì)濃度太低時(shí)，不會(huì)爆炸，也不會(huì)燃燒，因?yàn)檫^量的空氣起到冷卻作用，阻止火焰的蔓延；當(dāng)可燃物質(zhì)濃度太高時(shí)，也不會(huì)爆炸，因?yàn)榭諝獠蛔悖瑢?dǎo)致火焰不能蔓延。雖然不能爆炸，但是相對(duì)密閉空間有足夠高的溫度和足量的可燃?xì)怏w，處于非常危險(xiǎn)的不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)突然打開門時(shí)，大量氧氣涌入，導(dǎo)致可燃?xì)怏w濃度降至爆炸極限范圍，從而引發(fā)爆炸?；瘜W(xué)爆炸導(dǎo)致液化氣罐過熱，壓力增大發(fā)生物理爆炸。液化氣再次與空氣混合導(dǎo)致威力更大的化學(xué)爆炸，直接導(dǎo)致電影中一名新兵遇難。其實(shí)，這次爆炸也叫回燃。儲(chǔ)藏液化氣罐的房間已經(jīng)消耗了屋內(nèi)的氧氣，可燃?xì)怏w濃度超過爆炸上限，但是房間內(nèi)溫度仍能達(dá)到可燃?xì)怏w的燃點(diǎn)。因?yàn)槿鄙傺鯕?，室?nèi)壓強(qiáng)降低，產(chǎn)生煙氣倒吸；當(dāng)空氣進(jìn)入房間，可燃?xì)怏w濃度重新回到爆炸極限，將會(huì)重新燃燒起來，以爆燃的形式點(diǎn)燃。電影中火鍋店第一次爆炸現(xiàn)場(chǎng)，杜江大喊：“孫巖，不要?jiǎng)?！”這時(shí)不開門就不會(huì)立即發(fā)生爆炸，正確的處理方法是對(duì)房間降溫。電影中油罐區(qū)地下著火，也產(chǎn)生了回燃現(xiàn)象，然后發(fā)生劇烈爆炸，原理和上面的類似。

表1 常見可燃?xì)怏w的爆炸極限

1.2 滅火與滅火劑

電影中使用的滅火劑主要是水，還有泡沫滅火劑和干粉滅火劑。在電影原型事件中，消防官兵最終用了6萬多噸水、500多噸泡沫滅火劑、20多噸干粉滅火劑，耗時(shí) 15 h，最終將大火全部撲滅。

水是最常見的滅火劑，水的比熱容大，吸熱多，起到冷卻作用。水受熱汽化，產(chǎn)生大量的水蒸氣籠罩于燃燒物周圍，阻止空氣進(jìn)入燃燒區(qū)，使燃燒因缺氧而窒息熄滅。但是，水不是萬能的滅火劑，不適用于所有火災(zāi)。原油的密度比水小，不能用水撲滅原油引發(fā)的火災(zāi)，特別是原油產(chǎn)生的流淌火，應(yīng)當(dāng)用泡沫滅火劑或者干粉滅火劑。電影中一開始噴水是為了給油罐降溫，防止火災(zāi)擴(kuò)大，而且泡沫滅火劑不像水那樣來源廣泛，儲(chǔ)量有限，現(xiàn)場(chǎng)使用要靠遠(yuǎn)程運(yùn)輸。

從電影中泡沫滅火劑桶上，我們可以看出使用的是抗溶水成膜泡沫滅火劑，由碳?xì)浔砻婊钚詣?、氟碳表面活性劑、極性成膜劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑等配制而成?？谷芩赡づ菽瓬缁饎﹪娚涞饺紵挠皖?，泡沫能迅速在油類表面上流動(dòng)散開并向臨近區(qū)域擴(kuò)散，并在油類表面上形成一層封閉性很好的水膜，隔絕油類與空氣的接觸。由于泡沫的比重小，所以能覆蓋在易燃液體的表面上，一方面降低了液面的溫度使液體蒸發(fā)速度降低；另一方面形成一個(gè)隔絕層，隔斷氧氣與液面接觸。泡沫滅火劑靠泡沫和保護(hù)膜的雙重作用撲滅火災(zāi)，滅火的效率很高。

電影中，消防英雄使用的滅火劑除了水和泡沫滅火劑外，還使用了干粉滅火劑。干粉滅火劑是由具有滅火效能的無機(jī)鹽(磷酸銨鹽、碳酸鹽)和添加劑組成，經(jīng)干燥、粉碎、混合而成，用于撲滅可燃液體的火災(zāi)，天然氣和液化石油氣等可燃?xì)怏w的火災(zāi)，以及一般帶電設(shè)備的火災(zāi)。磷酸鹽干粉滅火劑還可以撲滅固體火災(zāi)。干粉中碳酸氫鈉受高溫作用分解，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)放出大量的二氧化碳和水，水受熱變成水蒸氣并吸收大量的熱量，起到冷卻、稀釋可燃?xì)怏w的作用。干粉進(jìn)入火焰后，由于干粉的吸收和散射作用，減少火焰對(duì)燃料的熱輻射，降低液體的蒸發(fā)速率。電影中干粉滅火劑由飛機(jī)投放，由于干粉滅火劑顆粒很細(xì)，會(huì)造成吸入危害，所以在投放干粉現(xiàn)場(chǎng)，消防員需要撤到安全位置。

1.3 防火材料

電影中的消防員身穿的消防服具有阻燃、耐高溫、防水、耐磨性能。早期的消防服是由石棉布制作，能經(jīng)受 1000 ℃ 的高溫。但是石棉是一種具有纖維結(jié)構(gòu)的礦物，細(xì)小的石棉纖維會(huì)誘發(fā)肺癌、惡性間皮瘤等疾病，2017年被世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)列入一級(jí)致癌物?，F(xiàn)代消防衣不再使用石棉布，通常由四層面料組成：最外層是由阻燃纖維制成的阻燃層面料；第二、三、四層依次為透氣層、隔熱阻燃層和舒適層，這3層是縫合在一起的，具有防水、透氣、隔熱、提高舒適感等多種功能。常見的消防衣面料是芳綸，芳綸全稱聚苯二甲酰苯二胺,是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為間位芳綸和對(duì)位芳綸。在火場(chǎng)中消防員穿的銀白色防火服是復(fù)合鋁箔防火消防服，具有耐高溫輻射、阻燃和隔熱作用。除了以上防火服，由中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心和北京勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所等單位聯(lián)合研制出了新型消防員防護(hù)服，采用我國(guó)艙外航天服的部分先進(jìn)技術(shù)。新型防護(hù)服綜合防護(hù)性能強(qiáng)勁，材料具有阻燃、防水、耐酸堿、耐磨、耐折、耐高溫、耐熱輻射、抗爆燃高強(qiáng)度等特性，能更好地保護(hù)消防員生命安全。

1.4 脫硫劑

影片中輸油管道爆炸原因是外籍郵輪在沒有通知港口作業(yè)人員的情況下，擅自更換輸油管道，導(dǎo)致原管道中原油脫硫劑注入量增大，在輸油管道內(nèi)局部富集，造成輸油管道發(fā)生爆炸，引發(fā)火災(zāi)。電影中的脫硫劑MDEA(N-methyldiethanolamine)，中文名N-甲基二乙醇胺，用于清除天然氣、原油和燃料油品中的硫化氫和硫醇等。MDEA是一種有機(jī)胺，呈弱堿性，可與硫化氫等弱酸性物質(zhì)發(fā)生可逆反應(yīng)，在較低溫度下吸收硫化氫，生成水溶性的鹽類，吸收反應(yīng)如下所示：

原油脫硫可以讓原油流得更快，減少硫化氫、亞硫酸等酸性含硫化合物，減輕對(duì)設(shè)備的腐蝕。脫硫劑使用比例有嚴(yán)格的控制，一旦使用不當(dāng)，就會(huì)發(fā)生爆炸，正如影片中的的火災(zāi)，造成人員和財(cái)產(chǎn)的損失?！按筮B7·16大火”的調(diào)查結(jié)果是原油管道中注入含有強(qiáng)氧化劑的原油脫硫劑，加注完成后，現(xiàn)場(chǎng)人員用消防泵房?jī)?nèi)的消防水沖洗脫硫劑管道。消防水因長(zhǎng)期不使用包含鐵銹，其中的亞鐵離子催化脫硫劑中雙氧水的分解，產(chǎn)生的水蒸氣和氧氣使輸油管道發(fā)生物理爆炸，空氣和油氣混合，再次發(fā)生爆炸。

1.5 危險(xiǎn)化學(xué)品

雖然10萬m3的A01油罐火勢(shì)迅猛,但其實(shí)最可怕的是與A01罐相鄰的化學(xué)品儲(chǔ)罐區(qū)?；瘜W(xué)罐區(qū)儲(chǔ)備了大量的苯、二甲苯和氰化物?；瘜W(xué)罐區(qū)一旦爆炸，易燃物爆炸疊加有毒化學(xué)物品，會(huì)威脅到全市幾百萬人的生命，將造成嚴(yán)重的人員傷亡和生態(tài)環(huán)境危機(jī)。

苯是高度易燃的有機(jī)液體，屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)化合物，同時(shí)是有毒化合物，能夠麻痹人的中樞神經(jīng)，也是一種致癌物質(zhì)。大多數(shù)無機(jī)氰化物都是劇毒，口服氫氰酸致死量為0.7～3.5 mg/kg；口服氰化鈉、氰化鉀的致死量為1～2 mg/kg。氰化物進(jìn)入機(jī)體后分解出具有毒性的氰離子，能迅速與氧化型細(xì)胞色素氧化酶中的三價(jià)鐵結(jié)合，阻止其還原成二價(jià)鐵，使傳遞電子的氧化過程中斷，組織細(xì)胞不能利用血液中的氧而造成內(nèi)窒息，導(dǎo)致呼吸衰竭而死亡。

2 電影中的思政元素

將優(yōu)秀的影視資源與化學(xué)化工教學(xué)相結(jié)合[4]，不僅使化學(xué)化工課堂更有趣、更生動(dòng)，而且電影中蘊(yùn)含的思政元素有助于幫助學(xué)生樹立正確的三觀，增強(qiáng)他們的社會(huì)責(zé)任感[5]，無形中將社會(huì)主義核心價(jià)值觀：富強(qiáng)、民主、文明、和諧，自由、平等、公正、法治，愛國(guó)、敬業(yè)、誠(chéng)信、友善融入化學(xué)化工教學(xué)的課程育人目標(biāo)[6]。

2.1 社會(huì)主義核心價(jià)值觀

《烈火英雄》作為主旋律電影，宣揚(yáng)愛國(guó)主義，弘揚(yáng)正能量，體現(xiàn)了家國(guó)情懷。影片展現(xiàn)了消防官兵、警察、醫(yī)生等人員的神圣職責(zé)、敬業(yè)精神和高尚品德。片中一對(duì)老年夫婦，救助失散兒童江淼；江淼的母親無私地幫助即將分娩的孕婦；在消防現(xiàn)場(chǎng)，戰(zhàn)友之間的互助等，都很好的體現(xiàn)了文明、和諧、友善的價(jià)值觀。而火鍋店老板隱瞞店里的易燃易爆物，間接導(dǎo)致一名消防員遇難，也教育我們要誠(chéng)實(shí)守信。電影中火鍋店的緊急出口堆滿了雜物，為消防工作增加困難；海邊的各種垃圾不僅影響了遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)，還造成徐小斌的犧牲。血的教訓(xùn)提醒我們要保護(hù)環(huán)境，遵紀(jì)守法，倡導(dǎo)健康、文明、和諧的生活方式。

2.2 科學(xué)精神

片中的一個(gè)鏡頭是大火中點(diǎn)不著一根煙，生活中我們需要火，但火也給我們帶來了災(zāi)難。影片中的化學(xué)物質(zhì)雖然危險(xiǎn)，但是對(duì)于社會(huì)發(fā)展影響巨大，深刻地改變了我們的生活。我們應(yīng)堅(jiān)持科學(xué)的思維，辯證看待化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)工業(yè)。任何事物都是一把雙刃劍，我們要了解每種物質(zhì)的性質(zhì)，合理應(yīng)用，發(fā)揮其最大價(jià)值。

針對(duì)電影中的情節(jié)，要善于觀察，注重細(xì)節(jié)，富有批判精神。電影不是科教片，不是所有的行為都是科學(xué)的，不是所有鏡頭都值得模仿。救火中的吸煙行為，就是一個(gè)典型的例子。

3 總結(jié)

生活離不開化學(xué)化工，化學(xué)化工也離不開生活?；瘜W(xué)化工的教學(xué)可充分利用生活中鮮活的例子，如熱門影視作品等，就地取材，因材施教，積極挖掘其中蘊(yùn)含的知識(shí)點(diǎn)和思政元素，不斷融入課程教學(xué)。將影視作品引入教學(xué)，不僅能理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生思考，也有助于開展課程思政建設(shè)。消防與化學(xué)密不可分，從爆炸原理、滅火原理到滅火劑、阻燃材料等，都離不開化學(xué)化工知識(shí)。而在我們的化學(xué)化工教學(xué)中，消防方面的知識(shí)往往是空缺的，在以后的教學(xué)中可適當(dāng)增加相應(yīng)的課程或章節(jié)，開展消防宣傳教育，讓學(xué)生們系統(tǒng)學(xué)習(xí)消防中的化學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)消防觀念，提高消防素養(yǎng)，提升科學(xué)素質(zhì)