“化学化工实验室安全”课程混合式教学实践

［摘 要］ 杜绝安全事故发生的根本就是要坚持“安全第一，预防为主”的方针，因此，实验室安全教育在高校实验室安全管理过程中显得尤为重要。通过在教学中不断摸索，提出了“案例引导的线下—新媒体生动形象的线上—题库最后把关”的“三位一体”的创新教学法。对课程教学内容不断改革优化，形成了针对实验室安全的全面翔实的四大模块教学内容；同时注重发挥新媒体易懂易学的特点，系统开展了线上教学模式；最后依托网络平台创建了融学、练和考为一体的测试题库。教学结果表明，该“三位一体”混合式教学模式丰富了教学内容，显著提高了实际教学效果。

［关键词］ 化学化工专业；混合式教学；实验室安全

［基金项目］ 2020年度山东省本科教学改革培育项目“基于‘课程链+实践链+平台链’三链衔接的化学类专业‘专创融合’教育生态链创新与实践”（P2020020）；2018年度山东省本科教学改革重点项目“校级实验教学公共平台建设的研究与实践——以青岛农业大学计算机公共实验教学中心建设为例”（Z2018X078）；2020年度教育部产学合作协同育人项目“化学类专业材料性能测试综合实验设计的创新与实践——以锌离子电池的设计与性能测试实验设计为例”（202002052034）

［作者简介］ 徐 香（1978—），女，山东高密人，博士，青岛农业大学化学与药学院副教授，主要从事化学化工实验室安全、材料化学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）02-0129-04 ［收稿日期］ 2022-08-15

引言

高校实验室承担着各种实践教学和科学研究的任务，它既是培养具有实践能力和创新精神的高素质人才的依托基地，也是高校安全管理和事故防控中的重点场所［1-2］。近年来，随着高等教育的蓬勃发展和高校科技创新能力的持续提升，高校实验室的教学科研活动更加新颖、频繁，实验室安全形势也日益严峻，国内外高校实验室发生的人员伤亡严重安全事故屡见不鲜［3］。学生无疑是高校实验室的主要使用者，如何提升学生的实验室安全防范意识和防控能力成为实验室安全运作的重中之重，而加强高校学生的实验室安全教育是解决这一问题的首要环节和关键措施［4-5］。鉴于此，青岛农业大学自2014年起，专门针对所有化学化工相关专业开设了“化学化工实验室安全”必修课。良好实验习惯的养成对于培养高素质创新人才极其重要，因为这不仅可以避免很多意外的发生，还会对学生今后的工作生活产生潜移默化的影响，使其受益终身［6］。

针对实验室安全现状，我们通过多年的教学改革积累与改进，依托超星网络教学平台，创建了一套符合我校实际需求且较为完善的“三位一体”混合式教学体系。通过案例引导的线下课堂学习、新媒体生动形象的线上学习及融学、练和考为一体的移动网络题库三大体系，既能让学生灵活多样地接受知识，又能督促学生把知识掌握得更加透彻。因该体系无须安装专门的软件系统，更易于在国内广大高校普遍实现，能够为共建安全有序的化学化工实验室安全管理体系提供有益支撑。

一、案例引导的线下教学

“三位一体”混合式教学体系首要的是通过案例引导的线下课堂学习，也是整个教学的核心所在。根据近年来国内外高校实验室发展状况及多年的教学探索，我们将该课程的主要内容整合优化设置为以下四大教育教学模块：实验室主要安全因素、实验室废弃物处理、实验室应急处理和实验习惯培养，课程的主要内容如图1所示。

其中，第一部分实验室主要安全因素内容较多，涉及面较广，内容也更为重要。主要包括化学试剂、水、电、高压钢瓶气体、特殊仪器等的使用，该部分内容的讲解可结合近年来各高校实验室安全事故案例。如化学试剂部分阐述了实验室内存在潜在风险的主要八大类化学试剂：腐蚀性物质、氧化剂、自然物质、遇水反应的物质、易爆物、过氧化物及产生过氧化物的物质、致癌物、生殖系统毒物等，通过案例分析了解可能存在的风险及规避风险的正确操作。具体实验事故案例通过过程描述并结合现场图片，可以让学生对此类风险有直观的感触和理解，从而对后续规避风险正确操作的讲解奠定基础。针对目前环境保护需求，同时为了更广泛的安全保证，实验室废弃物处理也成为“化学化工实验室安全”课程的一大组成部分。这一部分总体介绍了实验室废弃物处理的一般性原则，又分门别类地介绍了废气、废液及固体废弃物各自的处理方法。针对个人在化学化工实验室的防护需求，设置了实验室应急处理及实验习惯培养这两部分内容。实验室应急处理部分主要涉及起火应急、触电应急、中毒应急、药品溢泼应急、化学品泄漏应急、割伤及擦伤应急、烫伤应急等应急处理事项，并结合具体实物形象给学生展示紧急冲淋设备如洗眼器、全身冲淋器等应急处理装备，并特别强化了各类灭火装置的使用。围绕实验习惯的培养，我们强调了习惯的重要性。叶圣陶先生曾说，什么是教育，简单一句话，就是养成习惯。对个人实验习惯来说，主要包括实验前的准备工作、实验过程中应对各种情况的核心环节及实验结束后的收尾工作。对学生强调在实验过程中要有意识地严格要求自己，从点滴做起，在潜移默化中逐步养成良好的实验习惯。

在线下的课堂教学中，主要是针对每一部分内容采用PPT的形式进行详细的讲解、分析和讨论。一方面，可结合典型的高校实验室安全事故案例，让学生感同身受、强化安全意识，使其对实验室的安全知识有更为全面、深入的理解。讲解过程中为加深学生对知识点的理解，可使用超星平台穿插进行随堂小测验的形式，通过选择题或判断题进行随机测评。另一方面，还可借助实物形式进行讲解。如在讲解灭火器的使用时，提前安排学生通过线上视频资源学习使用方法，在线下课程授课时再通过PPT重点讲解灭火器的种类、结构及操作要点。讲解完成后，现场展示学校目前主要使用的ABC干粉灭火器，让学生结合已学习的灭火器知识，相互讲解灭火器的使用方法。通过这种不断叠加又真实有趣的手段，让学生真正掌握重要的实验室安全技能。

二、新媒体生动形象的线上学习

“三位一体”混合式教学体系第二大要点是新媒体生动形象的线上学习。伴随信息时代的来临，学生获取知识的方式已不局限于常规的学习方式和学习资源［7］，形象生动的教学视频让教学变得更为直观、有趣；为强化安全知识教学的可视化，顺应信息时代的发展，我们探索发展了线上线下混合式教学。线上线下的知识点设计各有特色，互相补充［8］。

线上视频资源选取遵循短小精干、生动形象的原则［9］，每个视频时长基本在5分钟左右，主要以动画形式展示。在内容设置上分为三大模块：一是实验室总体安全指南，引进国内外2个视频短片对实验室总体安全进行介绍，共约10分钟；二是实验室安全密码，包括实验前准备、用电安全、易燃易爆、腐蚀化学品、有毒化学品、危废处理等6个小视频，共约30分钟；三是实验过程风险控制，包括实验过程风险控制、灭火器的使用方法等2个小视频，共约10分钟。视频内容涵盖了几乎所有的“化学化工实验室安全”课程知识点，总时长却不超过1小时，达到了精细化、高效率的实际教学效果。

三、融学、练和考为一体的题库建设

在完成了线下课堂和线上学习之后，为进一步巩固学习效果，“三位一体”混合式教学体系最后一步为融学、练和考为一体的移动网络题库建设。“化学化工实验室安全”不同于任何其他课程，对这门课涉及的知识点和技能，我们要求学生达到的不是初步的理解和掌握，而是要让学生全部及格。为了避免实验室安全事故的发生，必须让所有学生都做到深刻理解和熟练掌握。此外，“化学化工实验室安全”课程需要学生掌握的知识和技能内容是固定的。通过“三位一体”中线上线下互相结合学习，几乎没有抽象、不可理解的知识点。为更加提升学生的学习效果，在线上线下的学习基础上，利用超星网络平台创建了该门课程的题库，将所有知识点转化为灵活多变的选择题、判断题。在学生进行线上线下学习的同时，开放部分题库，学生可以在题库中不断练习，达到熟练掌握。题库里有难度的题目会放到线上平台讨论区，供学生自由讨论。我们发现，通过自由讨论的过程，不仅让学生弄明白了题目，还极大激发了学生的学习热情，同时让学生对该类问题留下了深刻的印象。

在该门课程结束时，我们利用全部题库对学生进行了测验考查。每个学生的测验题目由题库随机生成，要求学生在相对较短的时间内完成较大的题量。线上考试结束后，系统会自动给出成绩和每道考题的正确率，部分考题的正确率如图2所示。据此我们可以摸清哪一部分知识点学生理解得还不太到位，可将其推送至线上讨论区由学生再进行交流讨论。通过这样的过程，让学生不以仅完成考试为目的，而是考后能清楚自己的问题所在。对于错题反映出的知识结构薄弱点，我们会在下一届学生的教学中进行强化讲解和训练，最终实现教学质量的优化。由此，也就完成了“三位一体”混合式教学体系的最后一步，这三大步在教学过程中相辅相成，缺一不可。

在“化学化工实验室安全”课程“三位一体”混合式教学实践中，通过对教学内容的整合优化，使课程内容更加丰富充实、重点更加突出。线上线下的互补教学模式使知识点更加深入浅出、生动形象；线上题库的反复调用，实现了查缺补漏、强化训练的良好教学效果。学生最后的综合成绩由线上学习、线下课堂考勤和随堂测验及线上题库测验三大模块构成。每个模块的成绩均由系统根据学生的学习情况自动生成，无任何人为因素，真正做到公平公正。实际教学结果表明，“三位一体”教学体系达到了很好的效果，学生成绩优秀率较高。从学生课后反馈来看，学生普遍感觉这门课程既新颖又生动有趣，能在较短的时间内迅速掌握较多的实验室安全知识和技能，充分达到了本门课程的教学目标。

参考文献

［1］倪红军，李霞，周巧扣，等.基于微信小程序的高校实验室安全教育平台构建［J］.实验室研究与探索，2020，39（12）：280-284.

［2］周利刚.高校实验室安全教育模式探讨［J］.实验室研究与探索，2013，32（8）：238-240.

［3］姜敏，蔡蕊.国内外大学生安全教育的现状及启示［J］.山西高等学校社会科学学报，2017，29（6）：68-70.

［4］杨玲，李维红，吕明泉，等.“化学实验室安全技术”课程教学内容的改革实践［J］.实验室研究与探索，2015，34（6）：176-178.

［5］霍建中.高校化学实验室安全管理工作的探索与实践［J］.化工管理，2020（22）：137-140.

［6］彭华勇，陈斌，全慧芳，等.高校科研实验室安全管理体系的探索与实践［J］.广州化工，2020，48（5）：200-202.

［7］黄俊生.实验室安全教育微课体系的构建与探索［J］.实验室研究与探索，2017，36（11）：290-293+301.

［8］李建荣.线上线下混合式教学探索与实践［J］.教育教学论坛，2019（37）：164-165.

［9］王新国.基于高校微课教学的微视频开发初探［J］.中国信息技术教育，2014（9）：115-117.

Mixed Teaching Practice of Chemistry and Chemical Laboratory Safety in Colleges and Universities

XU Xiang， GONG Liang-yu， SUN Qin-xing

（College of Chemistry and Pharmaceutical Sciences， Qingdao Agricultural University， Qingdao， Shandong 266109， China）

Abstract： The root of preventing safety accidents is to adhere to the policy of “safety first， prevention first”， so laboratory safety education is particularly important in the process of laboratory safety management in colleges and universities. Through continuous exploration in teaching， we put forward the trinity innovative teaching method of “case-guided offline - new media vivid online-question bank final check”. The teaching content of the course has been constantly reformed and optimized， forming a comprehensive and detailed four modules teaching content for laboratory safety. At the same time， we pay attention to the characteristics of new media， which are easy to understand and learn， and systematically carry out online teaching mode. Finally， relying on the network platform， a test question bank integrating learning， practice and examination is created. The comprehensive teaching performance examination shows that the “trinity” mixed teaching mode can enrich the teaching content and significantly improve the actual teaching effect.

Key words： chemical engineering; mixed teaching; laboratory safety