＊高一 于人同 蔣慶庚 譚文樂 李長久 廖建和

（海南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 海南 570000）

安全是高?；瘜W(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)行的基石。然而，近些年來海內(nèi)外高校仍不時發(fā)生實(shí)驗(yàn)室安全事故。2019年，以色列理工學(xué)院的Gutmanas教授在其實(shí)驗(yàn)室因爆炸身故；2018年，印度科學(xué)理工學(xué)院年僅28歲的青年學(xué)者M(jìn)anoj Kumar因高壓容器爆炸身亡[1]。當(dāng)前國際頂級高校如哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)對實(shí)驗(yàn)室均以“環(huán)境健康與安全”（EHS）為基準(zhǔn)，部分高校如加州大學(xué)圣巴巴拉分校和特拉華大學(xué)通過對本校發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室安全事故進(jìn)行公示，進(jìn)一步強(qiáng)化師生的實(shí)驗(yàn)室安全意識[2-3]。2019年5月，我國教育部發(fā)布的《關(guān)于高校實(shí)驗(yàn)室安全工作的意見》對加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室安全管理進(jìn)行了明確要求[4]，足見化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室的安全保障任重而道遠(yuǎn)。一方面，國內(nèi)有《實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理》和《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》等專業(yè)期刊為高校實(shí)驗(yàn)室安全提供理論支撐，另一方面，根據(jù)中國高等教育學(xué)術(shù)研究的演變與發(fā)展趨勢（1980-2019）[5]和基于14家教育類期刊發(fā)文統(tǒng)計的2019年全國高校高等教育科研論文統(tǒng)計分析[6]，研究熱點(diǎn)或高頻詞卻了無實(shí)驗(yàn)室安全主題存在。回歸到操作層面，高校化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室因責(zé)任重大、專業(yè)性強(qiáng)、安全知識龐雜和實(shí)踐不可或缺等特點(diǎn)，其有效落實(shí)難度不言而喻。通過現(xiàn)代的教學(xué)手段向受眾提供專業(yè)的安全知識則是解決這一矛盾的重中之重。

海南大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)初創(chuàng)于1958年，是海南省一流本科專業(yè)，被譽(yù)為“天然膠乳行業(yè)的黃埔高校”。在本碩博一體化培養(yǎng)過程中，學(xué)生將不可避免地接觸多種?；罚ㄈ绺邷馗邏合到y(tǒng)，易燃、易爆、有毒或有腐蝕性藥品，相關(guān)實(shí)驗(yàn)也會產(chǎn)生大量三廢。）。學(xué)生的安全與健康是教學(xué)工作的前提，實(shí)驗(yàn)室安全教育以學(xué)生為中心全方位開展。一方面通過在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺向同學(xué)們提供內(nèi)容詳實(shí)、可靠實(shí)用、結(jié)構(gòu)明晰的化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室安全知識；另一方面讓學(xué)生充分參與到實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺的構(gòu)建過程，在此過程中學(xué)生的綜合能力和競爭力得到了提升，更因?yàn)樯钊雽?shí)踐強(qiáng)化了安全意識與具體知識的掌握。本文將介紹在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺建設(shè)情況和學(xué)生參與平臺建設(shè)對工程教育專業(yè)認(rèn)證所涉能力培養(yǎng)的影響。

1.在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺建設(shè)

對于學(xué)生安全意識的塑造與安全知識的傳授，通過“課堂教學(xué)-線上教學(xué)-實(shí)操演練-考試”立體式方案開展。必修課《新生導(dǎo)學(xué)》將化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室安全的意識塑造作為課程教學(xué)的重要組成部分；每學(xué)期的消防演練著重鍛煉學(xué)生沉著冷靜的心理素質(zhì)和熟練的操作能力；通過考試是實(shí)驗(yàn)室的準(zhǔn)入門檻，這也是當(dāng)前此類實(shí)驗(yàn)室同行法則[7-8]，而在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺所呈現(xiàn)的線上教學(xué)則不僅為考試提供了知識準(zhǔn)備，而且為學(xué)生未來知識回顧與查閱提供了信息來源?？梢姡摲桨赋浞煮w現(xiàn)了安全系統(tǒng)工程理論提出的“三E對策”，即Enforcement（強(qiáng)制）、Education（教育）、Engineering（工程技術(shù)）[9]。

盡管高校化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室安全教育的重要性毋庸置疑，但國內(nèi)大多數(shù)高校采取的是將相關(guān)實(shí)驗(yàn)室安全教育融入各個實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，缺乏系統(tǒng)性。顯然，學(xué)生在開展實(shí)驗(yàn)前便掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全的基本知識并了然于胸、遇到問題不慌亂更有利于實(shí)驗(yàn)室的安全的切實(shí)建設(shè)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室安全教育多以板報、印刷品、課堂口述、講座等形式進(jìn)行，但它們普遍存在受眾小、不夠直觀、重復(fù)性工作多等不足。在線實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺為師生提供了便捷的化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室安全知識獲取途徑，受眾可通過電腦、手機(jī)、iPad等設(shè)備隨時隨地實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”；其次，對于重要的或者難以理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)者可經(jīng)多次重復(fù)瀏覽做到充分掌握，從而滿足自主學(xué)習(xí)要求；此外，平臺所呈現(xiàn)的內(nèi)容會根據(jù)該領(lǐng)域的進(jìn)展及時更新拓展，從而滿足工程實(shí)踐的發(fā)展性需求；在當(dāng)前社會廣泛應(yīng)用線上平臺開展教育教學(xué)等活動的情況下，因此，線上安全教育的必要性與重要性顯得尤為突出[10-11]。

近些年來，國內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室安全教育在線資源主要有慕課、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室和安全教育考試系統(tǒng)[12]?；谝詫W(xué)生為中心準(zhǔn)則，我們必須關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。根據(jù)我國大學(xué)生在線學(xué)習(xí)體驗(yàn)的聚類分析研究，學(xué)生對在線教育最為關(guān)注的是平臺建設(shè)情況（含硬件條件）[13]。平臺的合理規(guī)劃、設(shè)計和實(shí)施是產(chǎn)生良好學(xué)習(xí)效果的前提，在本實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺中，提供了“通知公告、安全教育、視頻專區(qū)、政策法規(guī)、儀器設(shè)備”五個教育版塊，并提供了在線考試入口，如圖1所示：

圖1 實(shí)驗(yàn)室安全教育系統(tǒng)運(yùn)行主界面

安全教育版塊提供安全標(biāo)識、安全健康防護(hù)、廢棄藥品的處置、化學(xué)藥品安全、生物激光輻射安全、化學(xué)事故發(fā)生后的應(yīng)急處理、消防安全等方面的基礎(chǔ)知識。我們希望學(xué)生在學(xué)習(xí)過以上知識后，應(yīng)當(dāng)熟悉實(shí)驗(yàn)室和生活中各種化學(xué)安全標(biāo)識；正確穿戴實(shí)驗(yàn)安全器具，如實(shí)驗(yàn)服，防護(hù)面罩，防護(hù)手套等；對于廢棄藥品，能夠正確處理并合理分類放置或排放；涉及到特殊方面的實(shí)驗(yàn)，如生物安全、輻射安全、激光安全等時，能夠嚴(yán)格按照老師指導(dǎo)及標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行規(guī)范操作；對于用水、用電、用火、高溫等方面要有足夠的防范意識；如果發(fā)生事故，懂得應(yīng)急處置的方法。在掌握這些技能之后，進(jìn)行大學(xué)課堂的常規(guī)實(shí)驗(yàn)便有了指導(dǎo)，因此發(fā)生實(shí)驗(yàn)事故的可能性會大大降低，即使發(fā)生了實(shí)驗(yàn)室安全事故，在采取正確應(yīng)急處置方式的情況下，也會使事故的危害大大降低。

僅通過文字描述向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)安全相關(guān)知識比較枯燥，會使大家學(xué)習(xí)興趣下降。對于消防設(shè)備的正確使用、化學(xué)品的科學(xué)存儲、化學(xué)品的安全處理等事項，僅通過文字描述難以做到讓學(xué)生準(zhǔn)確的領(lǐng)會。為改善學(xué)習(xí)體驗(yàn)，我們在平臺設(shè)立了視頻專區(qū)，根據(jù)知識點(diǎn)之間的關(guān)系分層次設(shè)立了視頻教學(xué)資源。音像演示不僅生動性強(qiáng)，而且對于操作細(xì)節(jié)的展示也更為明晰。

政策法規(guī)由（1）危險化學(xué)品相關(guān)法規(guī)（2）反射性及生物安全（3）環(huán)境保護(hù)相關(guān)法規(guī)（4）消防、氣體、特種設(shè)備安全和（5）其他安全法規(guī)五部分組成，較為系統(tǒng)地為學(xué)習(xí)者提供了遵守依據(jù)。此外，平臺在規(guī)章制度板塊列出了學(xué)校、學(xué)院及高分子材料與工程系對實(shí)驗(yàn)室安全作出的內(nèi)部規(guī)章制度要求。如圖2所示，列出的規(guī)章制度使得學(xué)生能直接獲得校內(nèi)對實(shí)驗(yàn)室安全的最新要求。

圖2 規(guī)章制度版塊界面

與當(dāng)前大多數(shù)高校實(shí)驗(yàn)室安全平臺不同的是，該平臺提供了儀器設(shè)備的操作教程。這主要基于兩方面考慮：（1）化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室安全教育平臺不應(yīng)該僅僅是?；诽幚?、消防知識、水電氣安全等知識的展示平臺，具體儀器設(shè)備的操作與學(xué)生的安全息息相關(guān)，如高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備存在將女生頭發(fā)卷入的危險。再如使用中的平板硫化機(jī)存在將學(xué)生燙傷的可能性。根據(jù)已有儀器設(shè)備，提供詳細(xì)的規(guī)范操作步驟，并特別指出可能存在的安全隱患，對于保護(hù)師生的安全具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。（2）盡管人的安全是化學(xué)化工類實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本前提，但儀器設(shè)備的安全維護(hù)也是實(shí)驗(yàn)室和本科教學(xué)管理需要落實(shí)的事項，否則不但會影響正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程，而且會給國有資產(chǎn)帶來不必要的損失。在此過程中也培養(yǎng)了學(xué)生愛護(hù)公共財產(chǎn)的意識。如圖3所示，每行前面的字母和數(shù)字組合代表該儀器所在實(shí)驗(yàn)室房間號，后面的文字表示具體儀器設(shè)備。

圖3 儀器設(shè)備版塊界面

安全考試系統(tǒng)則是對同學(xué)們經(jīng)過較系統(tǒng)學(xué)習(xí)后能力達(dá)成度的具體檢驗(yàn)。該百分制考試系統(tǒng)以單選題、多選題、判斷題等客觀題為題型，采用php語言和mysql數(shù)據(jù)庫構(gòu)建，允許學(xué)生多次考試，以考生所獲得的最高分計分，當(dāng)分?jǐn)?shù)超過90分時計為通過考試。

2.平臺建設(shè)對工程教育專業(yè)認(rèn)證所涉能力培養(yǎng)的影響

2016年6月2日，我國成為《華盛頓協(xié)議》的正式會員，這意味著根據(jù)畢業(yè)生素質(zhì)的實(shí)質(zhì)等效要求，獲得認(rèn)證的專業(yè)其畢業(yè)生具有協(xié)議國范圍內(nèi)學(xué)歷互認(rèn)的權(quán)利。工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循以學(xué)生為中心的教育理念、成果導(dǎo)向的教育取向和持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量文化。對學(xué)生畢業(yè)時能力的達(dá)成有明確的十二條通用標(biāo)準(zhǔn)要求。成果為導(dǎo)向的教育（Outcome Based Education，OBE），也就是能力導(dǎo)向教育和目標(biāo)導(dǎo)向教育，是滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證并提高學(xué)生能力與素質(zhì)的內(nèi)在需求[14]。由于學(xué)生自始至終參與了平臺的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的高度結(jié)合，契合杜威提出的“從做中學(xué)”教學(xué)理念[15]。

本平臺的建設(shè)目的之一在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室安全意識并提升相應(yīng)知識技能；通過學(xué)生的全程參與鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的能力；采用線上教學(xué)尤其是視頻專區(qū)建設(shè)手段為學(xué)生提供優(yōu)良學(xué)習(xí)體驗(yàn)，這些均體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教育理念。平臺的建成以及學(xué)生相關(guān)技能的提升體現(xiàn)了以成果為導(dǎo)向的教育取向。平臺歷時三年，在三屆本科生的充分參與中不斷得以完善，同時學(xué)生的安全意識和在線考試平均成績逐年提升，體現(xiàn)了持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量文化。最為重要的是，其建設(shè)過程是工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的多項能力在具體項目的落實(shí)。具體表現(xiàn)如下：

平臺涉及大量自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，并且往往需要數(shù)學(xué)的方式進(jìn)行表達(dá)。如材料或制品與外界空氣形成混合氣與火焰接觸時發(fā)生閃火并立刻燃燒的最低溫度即閃點(diǎn)，綜合了上述諸因素，體現(xiàn)了對工程知識的要求；平臺所建設(shè)內(nèi)容主題聚焦于“工程與社會”和“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”，即對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任；工程實(shí)踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響；再如平臺的建設(shè)使用了較多的互聯(lián)網(wǎng)手段，如HTML5語言，php語言和mysql數(shù)據(jù)庫編程，此過程“針對復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具”[16]，體現(xiàn)了對使用現(xiàn)代工具的能力要求。

根據(jù)在線考試結(jié)果，對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行分析，所得結(jié)果如圖4所示。對于畢業(yè)要求“能夠綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，評估不同備選方案，并確定優(yōu)選方案”，分析所得實(shí)際值為0.83，高于期望值0.82；由于學(xué)生充分參與了平臺建設(shè)，并且恰當(dāng)?shù)厥褂昧讼冗M(jìn)編程技術(shù)（如對于此類平臺，并不必涉及深度學(xué)習(xí)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)，但也不應(yīng)本著拿來主義直接使用諸如wordpress之類的內(nèi)容管理系統(tǒng)從而對參與建設(shè)的學(xué)生能力提升有限，使用php及mysql這樣的開源工具具有充分的合理性），根據(jù)對畢業(yè)要求“能夠采用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析及圖形處理技術(shù)等輔助分析和解決復(fù)雜工程問題”進(jìn)行分析，能力達(dá)成的實(shí)際值0.76也高于期望值0.75。除此以外，其他畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)實(shí)際值也只是等于或略低于期望值，總體上達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。

圖4 畢業(yè)要求指標(biāo)達(dá)成情況柱狀圖