楊志賓， 葛 奔

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京) a.化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院； b.機(jī)電與信息工程學(xué)院，北京 100083)

0 引 言

作為我國經(jīng)濟(jì)體系支柱產(chǎn)業(yè)，化學(xué)工業(yè)21世紀(jì)以來發(fā)展迅猛，各類化工及相關(guān)加工制造企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)。但化工生產(chǎn)普遍具有易燃易爆、高溫高壓、有毒有害、易腐蝕等特點(diǎn)，同時(shí)原材料及廢棄物容易造成環(huán)境污染問題，潛在的不安全因素眾多，這些決定了化工生產(chǎn)實(shí)施過程的高危性。另外，近年來的高校實(shí)驗(yàn)室安全事故也多數(shù)發(fā)生在化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。因此，化工安全問題越來越受到政府和公眾的重視，化工安全生產(chǎn)及安全教育成為企業(yè)及高校的生命線[1]。

化工企業(yè)的安全生產(chǎn)管理要求工作人員不僅需要具備過硬的專業(yè)素質(zhì)，還需要擁有較強(qiáng)的實(shí)際操作能力和安全環(huán)保意識(shí)[2]。國際化工專家們分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，引起化工事故發(fā)生的一個(gè)重要因素就是高等教育對(duì)化工安全專業(yè)人才培養(yǎng)的缺乏。對(duì)化學(xué)工程師進(jìn)行專業(yè)的化工安全教育或培訓(xùn)，對(duì)于保證化工安全生產(chǎn)非常重要。高校對(duì)化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生的安全教育及培訓(xùn)同樣異常重要。

美國的化工安全教育起步于20世紀(jì)80年代。1985年，美國化學(xué)工程師協(xié)會(huì)化工過程安全中心啟動(dòng)了安全與化學(xué)工程教育項(xiàng)目，且一直持續(xù)到今天，已經(jīng)逐步建立較為系統(tǒng)的化工安全教育體系[3]。近年來，化工安全也成為了我國高?；I(yè)教學(xué)的重要專業(yè)課程內(nèi)容之一。各大高校相繼創(chuàng)設(shè)《化工安全》《化工安全與環(huán)?！贰痘ぐ踩夹g(shù)》等課程。本文通過分析化工安全教育現(xiàn)狀，提出化工安全專業(yè)教育對(duì)策，通過課程改革與實(shí)踐，提高學(xué)生化工安全和環(huán)境保護(hù)意識(shí)，為我國安全生產(chǎn)和環(huán)境安全保駕護(hù)航。

1 化工安全教育現(xiàn)狀

化工專業(yè)教育工作者在確定化工安全工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)，不僅要考慮到安全科學(xué)的復(fù)雜性和多樣性，同時(shí)必須緊密結(jié)合化工行業(yè)的實(shí)際情況[4-5]。2013年9月教育部高?；ゎ悓I(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)成立了化工類專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)研制小組，其中要求學(xué)習(xí)化工安全與環(huán)境保護(hù)的共性知識(shí)和技術(shù)，化工生產(chǎn)事故的預(yù)測(cè)、預(yù)防和緊急處理預(yù)案等內(nèi)容[6]，因此需要提高學(xué)生實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生安全環(huán)保意識(shí)。

隨著新技術(shù)的逐步推廣，新的化工裝置更加趨于大型化，新的化學(xué)工藝也更加復(fù)雜。這意味著伴隨化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，新的安全風(fēng)險(xiǎn)會(huì)不斷涌現(xiàn)。因此，對(duì)化學(xué)工業(yè)活動(dòng)的安全防范也需要不斷提出新要求。如何實(shí)施化工安全課程教學(xué)實(shí)踐教育及如何培養(yǎng)大學(xué)生安全環(huán)保素質(zhì)以適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展，是化工專業(yè)教育工作者需要深入研究思考的問題。

學(xué)校教學(xué)大綱中明確規(guī)定《化工安全與環(huán)保》是高等工科院?；?、安全類專業(yè)的大類基礎(chǔ)必修課，是學(xué)生學(xué)完基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課后進(jìn)入工作現(xiàn)場(chǎng)前必須學(xué)習(xí)的一門課程。但之前化工安全課程教學(xué)多采用傳統(tǒng)的理論知識(shí)灌輸方式，學(xué)生被動(dòng)地接受，學(xué)習(xí)興趣不高，無法做到理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，學(xué)習(xí)效果不佳。根據(jù)多年的安全教育教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，化工專業(yè)教育工作者需要切實(shí)提高個(gè)人專業(yè)素養(yǎng)，不斷跟進(jìn)化工形勢(shì)發(fā)展，才能保質(zhì)保量完成安全教育工作。另外，課程教學(xué)結(jié)合化工事故案例分析有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過對(duì)學(xué)生自主分析、解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)，進(jìn)而促使其掌握化工安全的基本技術(shù)知識(shí)，達(dá)到化工安全工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。本文將結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐探討化工安全專業(yè)教育實(shí)施的具體對(duì)策。

2 化工安全專業(yè)教育對(duì)策

2.1 提高化工類高校教師自身專業(yè)素質(zhì)

化工行業(yè)是一項(xiàng)危險(xiǎn)系數(shù)較高的特殊行業(yè)，對(duì)從業(yè)人員的素質(zhì)要求較高，而化工新技術(shù)的發(fā)展又對(duì)化工安全提出新的要求。因此高校教師在從事化工安全教學(xué)時(shí)應(yīng)首先從自身做起，不斷提高自身的專業(yè)素質(zhì)和教學(xué)水平，做到與時(shí)俱進(jìn)[7-8]。教師尤其工科教師只有具備實(shí)施工程教育的素質(zhì)與工程實(shí)踐的能力，才能從工程實(shí)施的角度去開展課堂及實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提升學(xué)生的安全意識(shí)，進(jìn)而為企業(yè)培養(yǎng)出更多合格的未來的工程師[9-10]。

在工程實(shí)踐中，化工安全貫穿于化工企業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建廠、試車、投產(chǎn)的全過程。工廠的選址和布局、設(shè)備配置和結(jié)構(gòu)材料的變化都會(huì)對(duì)化工安全產(chǎn)生重大影響。這就要求化工專業(yè)教師對(duì)整個(gè)化學(xué)工程與工藝體系具有全面認(rèn)識(shí)，需要與化工企業(yè)有密切的交流與合作，熟悉化工設(shè)備，清楚安全生產(chǎn)細(xì)則，熟悉三廢治理等。同時(shí)教師應(yīng)熟悉化學(xué)工業(yè)發(fā)展史并能把握其未來發(fā)展方向，以便使學(xué)生在化工安全的學(xué)習(xí)過程中開拓思路、融會(huì)貫通。因此，教師需要多與化工企業(yè)交流，多參與現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)咨詢，以鍛煉出較高的實(shí)踐能力。教師在教學(xué)過程中積極尋找與企業(yè)科研合作的機(jī)會(huì)，目前與國家能源集團(tuán)、華能集團(tuán)、晉煤集團(tuán)等均建立了較好的合作關(guān)系，在提高自身實(shí)踐能力的同時(shí)，也為學(xué)生提供了很多實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，促進(jìn)了大學(xué)生自身能力的發(fā)展。

2.2 視頻案例分析教學(xué)模式

無論何種教學(xué)活動(dòng)，欲達(dá)到良好的教學(xué)效果，光憑教師提高自身專業(yè)能力還遠(yuǎn)不夠，還需要教師采用合適、先進(jìn)的教學(xué)方法。運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)方法必須堅(jiān)持以啟發(fā)式為指導(dǎo)思想[11]。案例分析/研討式教學(xué)模式是一種新型教學(xué)模式，有利于啟發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力[12]。在案例分析教學(xué)中，要以學(xué)生為主體，教師的角色更像是一個(gè)導(dǎo)演或主持人。案例的引入有兩種方式：① 先拋出案例，設(shè)置情景，提出問題，通過對(duì)問題的分析和討論，學(xué)生根據(jù)自己的理解情況解決問題，再從案例的解決方法對(duì)比查找不足；② 直接給出案例的全過程，然后討論并總結(jié)得到需要的規(guī)律和知識(shí)點(diǎn)及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)?；ぐ踩婕暗胶芏嘟?jīng)典的案例資源，更加適合采用案例分析/研討式教學(xué)模式。

在歷史上發(fā)生的安全事故與環(huán)境污染問題中，影響尤為深遠(yuǎn)的當(dāng)屬洛杉磯光化學(xué)煙霧及日本米糠油事件等八大公害事件。21世紀(jì)以來，我國同樣發(fā)生過多起重大安全污染事故，如2010年7月3日福建紫金礦業(yè)污染事故，2013年11月22日青島輸油管道爆炸事件，2014年8月2日昆山工廠粉塵爆炸事故，2015年8月12日天津港爆炸事故，2016年2月5日貴州省貴安區(qū)煙花爆竹事故，2016年8月11日宜昌市重大高壓蒸汽管道爆炸事故等。每次事故發(fā)生造成的人員傷亡和環(huán)境污染都非常巨大[13]，事故發(fā)生的原因需要我們深入分析，以便從中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，從而教會(huì)學(xué)生將來面對(duì)同樣的危機(jī)時(shí)如何避免事故再次發(fā)生。

在教學(xué)過程中，特別采用了視頻案例播放的形式向?qū)W生介紹分析這些安全事故。尤其針對(duì)化工安全中的重點(diǎn)內(nèi)容，比如燃燒和爆炸、工業(yè)腐蝕、壓力容器等精心挑選了一些典型案例。另一方面，教學(xué)中同時(shí)要求學(xué)生通過自主調(diào)研，制作視頻或PPT等形式進(jìn)行事故分析，交流討論。比如，讓學(xué)生分析8·2昆山工廠粉塵爆炸事故。學(xué)生通過調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，昆山爆炸是一起重大責(zé)任事故，發(fā)生的主要原因包括：① 企業(yè)廠房沒有按二類危險(xiǎn)品場(chǎng)所進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，違規(guī)雙層設(shè)計(jì)建設(shè)生產(chǎn)車間，且建筑間距不夠。② 生產(chǎn)工藝路線過緊過密，2 000 m2的車間內(nèi)布置了29條生產(chǎn)線。③ 除塵設(shè)備沒有按規(guī)定為每個(gè)崗位設(shè)計(jì)獨(dú)立的吸塵裝置，除塵能力不足。④ 車間內(nèi)所有電器設(shè)備沒有按防爆要求配置。⑤ 安全生產(chǎn)制度和措施不完善、不落實(shí)，沒有按規(guī)定每班按時(shí)清理管道積塵，造成粉塵聚集超標(biāo)；⑥ 沒有對(duì)工人進(jìn)行安全培訓(xùn)，沒有按規(guī)定配備阻燃、防靜電勞保用品；違反勞動(dòng)法規(guī)，超時(shí)組織作業(yè)。

這種案例加討論的教學(xué)模式有效吸引了學(xué)生的課堂注意力，能使學(xué)生積極主動(dòng)地投入到化工安全的課程學(xué)習(xí)中，加深了學(xué)生對(duì)安全知識(shí)點(diǎn)的掌握。通過教師視頻案例等講解分析，學(xué)生一方面深刻意識(shí)到安全的重要性，另一方面提高了對(duì)事故發(fā)生原因的認(rèn)識(shí)，再與所學(xué)課程中燃燒和爆炸等理論知識(shí)相結(jié)合，進(jìn)而提高了工程實(shí)踐能力。

2.3 應(yīng)用先進(jìn)的化工安全仿真技術(shù)

案例分析教學(xué)雖然可以讓學(xué)生較為直觀地掌握很多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，但是并不能讓學(xué)生體會(huì)事故身臨其境的感受。眾所周知，切身經(jīng)歷安全事故的人才會(huì)對(duì)安全隱患產(chǎn)生足夠的警戒心。當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)中不允許創(chuàng)造一場(chǎng)真實(shí)的安全事故來達(dá)到這樣的教學(xué)效果，但是可以采用高科技仿真技術(shù)模擬事故環(huán)境的手段?；ぐ踩抡胬锰摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)再現(xiàn)真實(shí)生產(chǎn)與事故發(fā)生的關(guān)系，學(xué)生可在近似真實(shí)的操作環(huán)境中訓(xùn)練技能，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際的緊密結(jié)合。采用事故仿真不會(huì)造成實(shí)際性的財(cái)產(chǎn)損失，操作期間能避免損壞設(shè)備，造成爆炸，導(dǎo)致人員傷亡等問題。通過模擬練習(xí)，學(xué)生能夠清楚認(rèn)識(shí)到事故發(fā)生的原因，掌握一些常見事故的處理方法，養(yǎng)成良好的安全防范習(xí)慣，減少錯(cuò)誤指揮和錯(cuò)誤操作。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，化工安全仿真技術(shù)一直在更新?lián)Q代。作為從事化工安全教育的教師需要充分利用這些先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)。將Aspen Plus模擬軟件成功引入到化工安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。Aspen Plus是一款功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)大型通用流程模擬軟件，用戶遍及世界各大化工企業(yè)及研究中心[14]。教學(xué)中通過仿真工藝流程系統(tǒng)的操作，學(xué)生安全高效地實(shí)現(xiàn)了開車、運(yùn)行、停車(含緊急停車)等演練。

此外，世界多國正在逐步建立化工安全數(shù)據(jù)庫。國外先進(jìn)的監(jiān)管及應(yīng)急系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫一般會(huì)有關(guān)于化工企業(yè)的地址、生產(chǎn)規(guī)模等詳細(xì)的基本信息，根據(jù)這些信息可以對(duì)劃分危險(xiǎn)等級(jí)[15]。當(dāng)有化工事故發(fā)生時(shí)，相關(guān)人員能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫資料，制定有針對(duì)性的救援方案，可極大地減少救援時(shí)間，提升救援效率。課堂教學(xué)中結(jié)合仿真技術(shù)的同時(shí)，充分利用這些數(shù)據(jù)庫資料，讓學(xué)生多維度辨識(shí)危險(xiǎn)，達(dá)到最優(yōu)安全教育效果。

2.4 全方位的評(píng)價(jià)與考核方式

評(píng)價(jià)與考核是教學(xué)效果的評(píng)估手段，但同時(shí)也反作用于教學(xué)效果本身[16]。對(duì)于化工安全教育，采用合適的考核與評(píng)價(jià)方式同樣重要。在課程教學(xué)過程中采用了多樣化的評(píng)價(jià)方式，以平時(shí)成績(jī)考察為主，考核方式一般是組織學(xué)生進(jìn)行案例分析，或就某一話題組織辯論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)踐中收到了較好的教學(xué)效果。此外，對(duì)于一些特別需要掌握的知識(shí)點(diǎn)及概念采用筆試的形式考核。筆試設(shè)計(jì)了多種主觀題，以考試的形式促進(jìn)學(xué)生對(duì)安全問題的深度思考，全面考察學(xué)生的主動(dòng)解決問題的能力。

3 實(shí)施成效

通過近6年實(shí)踐性教學(xué)工作的開展，學(xué)?；ぐ踩c環(huán)保課程教學(xué)取得了顯著成效。

(1) 通過采用視頻案例分析教學(xué)方式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，帶動(dòng)更多學(xué)生參與到課堂的學(xué)習(xí)中，加深了學(xué)生對(duì)安全知識(shí)點(diǎn)的掌握，期末成績(jī)通過率100%。

(2) 通過結(jié)合化工安全仿真技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生的動(dòng)手能力以及工程實(shí)踐能力得到了切實(shí)提高，尤其提高了學(xué)生安全環(huán)保意識(shí)，在北京低碳清潔能源研究院等企業(yè)畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)得到了好評(píng)。

(3) 通過采用全方位的評(píng)價(jià)與考核方式，鼓勵(lì)并引導(dǎo)更多的學(xué)生重視實(shí)踐能力培養(yǎng)，學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力得到了大幅提高，學(xué)生畢業(yè)后得到了社會(huì)的認(rèn)可。

4 結(jié) 語

當(dāng)前化工事故頻頻發(fā)生，引發(fā)了社會(huì)的高度關(guān)注。尤其高校，為了規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)不惜以犧牲教學(xué)科研效率為代價(jià)。提高高校人才培養(yǎng)與社會(huì)需求的契合度，是高等教育改革的發(fā)展方向。實(shí)踐證明，通過改進(jìn)教學(xué)方法，利用現(xiàn)代化技術(shù)手段，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力得到了大幅提高，學(xué)生安全防范意識(shí)得到加強(qiáng)，就業(yè)后得到了社會(huì)的認(rèn)可。當(dāng)然，化工安全教育還有很多問題值得思考，只有不斷深入研究與應(yīng)用，才能培養(yǎng)出社會(huì)真正需要的高素質(zhì)專業(yè)人才，為我國化工安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)保駕護(hù)航。