馬 浩,岳超超,王超賢,滕俊江
(廣東石油化工學院 化學學院,廣東 茂名 525000)
《工程化學》課程是廣東石油化工學院“過程裝備與控制工程”、“能源與動力工程”以及“環(huán)保設(shè)備工程”專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課程,所采用的教材為浙江大學陳林根教授主編的《工程化學基礎(chǔ)》(第二版)。該課程學習的基本目的是通過《工程化學》的學習,使學生掌握在非化學研究和非化學品生產(chǎn)領(lǐng)域的工作過程中所涉及到的大學化學基礎(chǔ)知識的運用[1]。
《工程化學》所涉及到的基礎(chǔ)知識是中學化學知識的延伸,并進行比較深入的拓展。在多年的《工程化學》教學過程中發(fā)現(xiàn),學生對《工程化學》基礎(chǔ)知識的掌握遠沒有高中化學知識掌握的那么扎實。因此,在實際工作中,遇到化學問題勢必會過度地依賴中學化學知識[2],導致對一些化學生產(chǎn)過程中涉及到的危險化學品的危險程度認知不夠,有可能會導致生產(chǎn)事故。
近年來由危險化學品的處置不當引起的事故數(shù)不勝數(shù)[3],尤其是“8·12天津濱海新區(qū)爆炸事故”給國家和人民帶來極大的損失,給化學工作者帶來慘痛的教訓[4]。因此,在大學化學基礎(chǔ)知識普及式教育的《工程化學》課程教學過程中,完全有必要引入相關(guān)危險化學品的安全知識教育,使學生在未來的工作中能夠正確認知危險化學品,從而進行安全成產(chǎn)和更好的保護自己[5]。根據(jù)《工程化學基礎(chǔ)》教材中內(nèi)容安排,以及危險化學品的分類要求,在《工程化學》理論教學過程中,對教學內(nèi)容進行豐富,穿插危險化學品的安全知識教育,提升學生安全生產(chǎn)意識。
《工程化學》教學過程中學時安排為40,其中理論課為36學時,實驗課4學時。具體教學內(nèi)容和學時安排如下:第一章,緒論,2學時;第二章,物質(zhì)的化學組成和聚集狀態(tài),6學時;第三章,物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和材料的性質(zhì),6學時;第四章,化學反應與能源,8學時;第五章,水溶液中的化學反應和水體保護,8學時;第六章,化學反應和材料的保護,6學時;實驗內(nèi)容為化學實驗的基本操作以及稱器和量器的使用,4學時。涉及到的內(nèi)容包括無機化學、分析化學、物理化學、高分子化學和結(jié)構(gòu)化學等課程的基礎(chǔ)內(nèi)容[1]。由于學時的限制,很難在有限的時間內(nèi)將所涉及的內(nèi)容進行深入的講解,只能對非化學化工學生進行大學化學知識普及性教育。然而,由于教學過程的不系統(tǒng)性和教學內(nèi)容的不夠深入,勢必導致學生在傳統(tǒng)《工程化學》相關(guān)知識的學習過程中,不足以掌握相關(guān)危險化學品的安全知識,對學生未來正確認知安全生產(chǎn)具有潛在影響。
由于《工程化學》教學目的是普及大學化學相關(guān)知識教育,因此,在隨著社會生產(chǎn)的快速發(fā)展和需求,以及危險化學品在社會生產(chǎn)過程中帶來的隱患和危險,必需對《工程化學》教學內(nèi)容進行相應的補充,促使非化學化工專業(yè)的學生掌握相關(guān)危險化學品安全知識。根據(jù)危險化學品的分類和《工程化學基礎(chǔ)》教學內(nèi)容的設(shè)置[1,6],將危險化學品安全知識穿插相應章節(jié)中進行學習。
第一章緒論的傳統(tǒng)教學內(nèi)容主要包括物質(zhì)的層次、系統(tǒng)和環(huán)境、聚集體和相、質(zhì)量守恒和能量變化、物質(zhì)的量、反應進度等基本概念。在學習完相應基礎(chǔ)知識后,將危險化學的概念引入進去,并通過“8·12天津濱海新區(qū)爆炸”事故和江蘇響水天嘉宜化工有限公司“3.21特別重大爆炸”事故來介紹危險化學品的危害和分類[7],使學生初步建立危險化學品的意識,并形成初步認知。
第二章中的傳統(tǒng)教學內(nèi)容包括物質(zhì)的化學組成、固體、液體和液晶、氣體和等離子體的基礎(chǔ)知識。其中,在涉及到溶液和蒸汽壓以及液體燃料的教學,與危險化學品分類中的第2類(壓縮氣體、液化氣體)和第3類(易燃液體)相關(guān)。因此,在該部分內(nèi)容教學過程中,可以對壓縮氣體、液化氣體、易燃液體進行系統(tǒng)講解,并通過網(wǎng)絡(luò)視頻演示易燃液體的危險性和易燃性[1,6];同時根據(jù)“易拉罐制做爆米花”意外爆炸事故,講解易燃液體處置不當引起的災難,促進學生正視易燃液體,并掌握易燃液體正確處理的相關(guān)知識。
第三章中的傳統(tǒng)教學內(nèi)容包括原子核外電子運動狀態(tài)、元素周期律、金屬材料、化學鍵、分子間力、高分子材料、晶體缺陷、陶瓷和復合材料等內(nèi)容。眾所周知,原子或分子的結(jié)構(gòu)決定它們的性質(zhì),性質(zhì)決定著它們的用途,而且不同的原子和分子的性質(zhì)根據(jù)其核外電子排布或者化學鍵的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。在這部分內(nèi)容的教學過程中,可以穿插危險化學品分類中的第4類(固體、自燃物品和遇濕易燃物品)和第7類(放射性物品)[1,6]。在這里必須強調(diào),高中化學學習過程中講到的部分物質(zhì)的性質(zhì)并不是太準確,例如,在講到金屬鈉的性質(zhì)時,高中教材上講到鈉與水反應,發(fā)出滋滋的響聲,并融成小球,浮于水面之上。而事實上,鈉與水接觸后往往是爆炸式的反應,并沒有教材上講的那么“溫和”。在教學過程中,可以借助網(wǎng)絡(luò)上視頻,加強學生對該類危險化學品的重新理解和認識,并不能完全依賴高中化學知識。另外,在涉及到放射性物品的安全教育時,重點介紹放射性物品的特性以及危害,并明確防護措施。
第四章中傳統(tǒng)的教學內(nèi)容包括熱化學和能量轉(zhuǎn)化、化學反應的方向和限度、化學平衡和反應速率、氧化還原反應和能源的開發(fā)和利用等基礎(chǔ)知識。在該章內(nèi)容學習過程中,熱化學和能量轉(zhuǎn)化以及反應速率等與爆炸品類危險化學品相關(guān)[1,6]。爆炸既是能量的釋放過程,在完成該部分內(nèi)容的學習后,可以系統(tǒng)講解爆炸類危險化學品的爆炸原理、特點和危害;并通過“8·12天津濱海新區(qū)爆炸”事故和江蘇響水天嘉宜化工有限公司“3.21特別重大爆炸”事故的相關(guān)過程了解爆炸品對人類的威脅;同時,通過相應網(wǎng)絡(luò)視頻和動畫來演示不同爆炸品的爆炸原理和正確處置方式。
第五章中傳統(tǒng)的教學內(nèi)容為弱酸弱堿溶液、水溶液中的沉淀-溶解反應和配位反應、相平衡和非水溶液中的化學反應等基本內(nèi)容。該部分內(nèi)容以水溶液中反應為特點,與危險化學品分類中第6類(毒害品和感染性物品)相關(guān)[1,6],因此,可以通過該部分內(nèi)容的學習引入到毒害品和感染性物品對人類和環(huán)境的危害等方面的學習。通過水溶液中的配位反應來解釋一氧化碳中毒的原理和水俁病事件;另外,還可以通過百草枯中毒事件,啟發(fā)學生對毒害品和感染性物品危險性的認識,隨時保持安全意識。
第六章傳統(tǒng)教學內(nèi)容包括金屬腐蝕的發(fā)生、金屬腐蝕的防護和利用、生命體及高分子材料的老化和高分子材料的保護等基本知識。其中,金屬的腐蝕與危險化學品中腐蝕品、氧化劑和有機過氧化物相關(guān)[1,6]。因此,可以通過金屬的腐蝕系統(tǒng)地講解該部分危險化學品的危害和作用原理,使學生在了解該部分內(nèi)容的同時,充分認知腐蝕品、氧化劑和有機過氧化物對人類的危害性。
將危險化學品的安全知識教育內(nèi)容穿插到《工程化學》的理論教學內(nèi)容中,使非化學化工類學生在普及大學化學基本知識的同時,掌握危險化學品的基本常識,時刻保持危險化學品的危害意識,在以后的工作中能正確處置所遇到的危險化學品,懂得如何更好地安全生產(chǎn)和保護自己?!豆こ袒瘜W》理論教學內(nèi)容與危險化學品安全知識教育的設(shè)置,體現(xiàn)目前對危險化學品的使用和管理方面的重視,增加學生對大學化學普適教育理解的同時,提升自我保護意識和能力。