摘 要：基于OBE+SPOC教育理念，通過調(diào)查評估學(xué)生實驗室安全基礎(chǔ)能力水平，建立多層次教學(xué)目標(biāo)，針對性構(gòu)建“理論+實踐”教學(xué)內(nèi)容，采取“線上+線下+實戰(zhàn)演練”混合教學(xué)模式，實施多元化考核方式，對“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”課程教學(xué)模式進行探索性改革。在OBE理念下，以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，結(jié)合SPOC教學(xué)模式，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，強化學(xué)生學(xué)習(xí)能動性和自主性；細化考核方式，增大過程性考核權(quán)重，培養(yǎng)學(xué)生“安全第一，生命至上”的安全意識和社會安全責(zé)任感，提高學(xué)生識別、評估和排除實驗室安全風(fēng)險隱患的技能和素養(yǎng)，為新時代農(nóng)林高校培養(yǎng)新型科研型人才提供參考。

關(guān)鍵詞：實驗室安全；OBE理念；成果導(dǎo)向；SPOC；探索與實踐

中圖分類號：G642文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1673-260X（2024）06-0093-04

高校實驗室是創(chuàng)新實用新型人才培養(yǎng)和重大科研成果誕生的重要場所[1]。我國有近60%的國家重點實驗室依托高校建設(shè)，80%以上的國家重大科研任務(wù)和高質(zhì)量科研論文均出自高校實驗室[2]。全國高校實驗室的數(shù)量從2007年的2.5萬個增加到2020年的6.7萬個，總面積從0.2萬m2增長到2.2億m2[3]。各類列入《危險化學(xué)品名錄》和《劇毒化學(xué)品目錄》的危險化學(xué)試劑的使用量也大幅度增加[4]；中高風(fēng)險儀器設(shè)備的數(shù)量和使用頻次隨之增加；實驗過程中產(chǎn)生的“三廢”（廢水、廢氣和固體廢棄物）也會導(dǎo)致環(huán)境污染和安全事故[5]。因此，高校實驗室的安全運行不僅影響科研活動的順利開展，還關(guān)乎師生人身和財產(chǎn)安全以及社會穩(wěn)定[6]。“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”知識涉及面廣，包括實驗室水、電、氣的安全，危險化學(xué)試劑管理、存放和使用，“三廢”的收納和處置，儀器設(shè)備安全管理和使用，個人安全防護，公共和環(huán)保安全，事故預(yù)防和應(yīng)急處置等各領(lǐng)域，知識點分散。因此，如何落實“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”教育教學(xué)，是保障高校實驗室安全的重要抓手。

1 理論概述

1.1 OBE教學(xué)

成果導(dǎo)向的OBE（Outcomes-Based Education）教育模式最早由Spady于20世紀(jì)80年代初提出，并用于歐美基礎(chǔ)教育，成為教育改革的主流理念[7]。OBE理念以學(xué)生為本，以教育成果為導(dǎo)向，以能力培養(yǎng)為核心，通過逆向思維構(gòu)建教學(xué)體系，以結(jié)果反饋驅(qū)動，持續(xù)改進，以學(xué)習(xí)成果為最終目標(biāo)，使學(xué)習(xí)成效最大化[8]。OBE理念注重教育的實用性，旨在通過關(guān)注學(xué)生的興趣和實際需求，評估學(xué)生在各教學(xué)環(huán)節(jié)中的態(tài)度、掌握的知識與技能及達到的成果，綜合評價教學(xué)質(zhì)量，及時修正教學(xué)方式。

1.2 SPOC教學(xué)

SPOC（Small Private Online Course）最早由Armando Fox于2013年提出并應(yīng)用[9]。SPOC憑借其“small”和“private”的優(yōu)勢，能夠彌補MOOC（Massive Open Online Course）在教學(xué)模式、師生互動和完成率等方面存在的不足。在SPOC教學(xué)過程中，可采用多種評價方式，如答疑討論、課程問卷和在線測試等，評估學(xué)習(xí)效果，并確定學(xué)生的基礎(chǔ)水平和能力等級。SPOC教學(xué)可以將在線學(xué)習(xí)資源應(yīng)用于小規(guī)模、特定學(xué)生的教學(xué)，重構(gòu)并創(chuàng)新“線上+線下混合式”教學(xué)模式，非常適用于知識內(nèi)容和學(xué)生能力水平分散的課程教學(xué)與改革需求[10]。

1.3 OBE教學(xué)與SPOC教學(xué)結(jié)合

SPOC教學(xué)方法在實施OBE教學(xué)時，教師通過設(shè)計教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方式以及評價方法，使學(xué)生在SPOC教學(xué)中提前體驗學(xué)習(xí)過程。將OBE教學(xué)中的綜合評價與SPOC教學(xué)相結(jié)合，可以考查學(xué)生知識掌握和能力提升的程度，提高評價的綜合性、客觀性和準(zhǔn)確性。OBE理念結(jié)合SPOC教學(xué)，使“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”課程更加適合不同能力等級學(xué)生的實際需求。教師可以及時掌握學(xué)生的問題和學(xué)習(xí)成果，調(diào)整教學(xué)策略和方法，從而達到知識和能力同步提高的目標(biāo)。甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)基于在線教育綜合平臺建立了SPOC教學(xué)模塊，為“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”課程的線上教學(xué)提供了多元化優(yōu)質(zhì)資源。線下，“植物生產(chǎn)類國家級實驗教學(xué)示范中心（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)）”建設(shè)有多媒體實驗教學(xué)基地，“干旱生境作物學(xué)國家重點實驗室”建設(shè)有實驗安全演練實訓(xùn)基地，能夠充分滿足“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”課程理論與實踐一體化教學(xué)的需求。線上資源與線下環(huán)境相結(jié)合，為“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”混合式教學(xué)提供了有力保障。

2 課程開設(shè)背景和目標(biāo)

2.1 課程開設(shè)背景

農(nóng)林高校應(yīng)用型的特點決定了其教育教學(xué)效果需要通過大量的實驗和實踐教學(xué)來支撐。因此，農(nóng)林高校通常設(shè)立多種類型的實驗室，在教學(xué)和科研過程中會涉及種類繁多、性質(zhì)各異的危險化學(xué)試劑；涉及的儀器設(shè)備可能會產(chǎn)生高溫﹑高壓、高轉(zhuǎn)速、強磁、微波、輻射等特殊危險環(huán)境；實驗過程中也會產(chǎn)生有毒有害的“三廢”物質(zhì)，稍有疏忽或操作不當(dāng)，容易引起燒傷、中毒、火災(zāi)或爆炸等安全事故[11，12]。高校實驗室人員密集且流動性大，管理人員難以做到全過程陪同和監(jiān)督，如果學(xué)生實驗安全意識不強、操作不規(guī)范，很容易引發(fā)人身安全隱患，產(chǎn)生的危險廢棄物也會引起嚴(yán)重的環(huán)境安全隱患。

為保障實驗室的安全，學(xué)校采取了多種措施，例如制訂實驗室安全管理制度，印發(fā)《實驗室安全手冊》，開展實驗室安全培訓(xùn)考試、門禁管理等措施以提升實驗室管理水平；通過實驗室安全教育宣傳、實驗室開放日、競賽等活動來提高學(xué)生的實驗室安全知識水平；定期和不定期（尤其在節(jié)假日）開展各種形式的實驗室安全大檢查，以消除實驗室安全隱患。然而，學(xué)校和老師難以隨時監(jiān)督、控制學(xué)生在實驗過程中的行為，且學(xué)校尚未將實驗室安全納入實驗和實踐教學(xué)計劃，導(dǎo)致學(xué)生缺乏實驗室安全防護和自我保護能力。因此，有必要對學(xué)生進行系統(tǒng)的實驗室安全課程教育，使學(xué)生在掌握實驗室安全理論知識的基礎(chǔ)上，增強實驗室安全意識和保護能力，保障學(xué)校和學(xué)生的人身財產(chǎn)安全。

2.2 學(xué)生教育背景

對1810名大學(xué)生的問卷調(diào)查結(jié)果見表1，顯示僅有36%的學(xué)生接受過實驗室安全基礎(chǔ)教育；6%的學(xué)生不了解實驗過程中使用的化學(xué)試劑的性質(zhì)及其潛在的危險性；5%的學(xué)生在實驗過程中無法準(zhǔn)確控制反應(yīng)物的用量以減少有害氣體的排放；3%的學(xué)生不知道如何處理或回收實驗過程中產(chǎn)生的“三廢”物質(zhì)；2%的學(xué)生在實驗中不了解如何妥善處理易燃易爆品；11%的學(xué)生不了解實驗室常見事故的急救方法和處理措施；5%的學(xué)生在實驗過程中遇到意外的化學(xué)現(xiàn)象時，不會研究其產(chǎn)生的原因。綜上所述，學(xué)生實驗室安全基礎(chǔ)薄弱、能力有限，因此，開設(shè)實驗室安全風(fēng)險控制和管理相關(guān)課程是非常有必要的，旨在全面提升學(xué)生的實驗室安全意識和能力，降低高校實驗室安全隱患，保障師生人身財產(chǎn)安全。

2.3 課程教學(xué)目標(biāo)

近年來，高校實驗室安全事故頻發(fā)，總結(jié)事故發(fā)生的原因，最主要的因素是人員安全意識和專業(yè)素養(yǎng)的缺乏[13]?；贠BE理念的“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”課程教學(xué)，強調(diào)以學(xué)生為中心，傳授基本的實驗室安全知識，培養(yǎng)和塑造學(xué)生的實驗室安全意識和價值觀，使學(xué)生對實驗活動產(chǎn)生濃厚興趣的同時懷揣敬畏之心，從而提高實驗室安全素養(yǎng)。因此，“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”課程的教學(xué)目標(biāo)可從以下三個層次立體化設(shè)計。目標(biāo)一：基礎(chǔ)知識，主要包括法律法規(guī)、規(guī)章制度、化學(xué)品性質(zhì)、水電氣安全、生物安全、廢棄物處置、消防安全等；目標(biāo)二：應(yīng)用能力，主要包括儀器設(shè)備規(guī)范操作、個人安全防護、安全管理、應(yīng)急避險、應(yīng)急處置、溝通合作、問題解決等；目標(biāo)三：價值素養(yǎng)，主要包括道德意識、社會責(zé)任、安全意識、安全態(tài)度、安全意愿、安全遵從、安全參與等。總之，“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”的教學(xué)目的在于增強學(xué)生的安全知識、安全技能以及安全意識，是一項綜合素質(zhì)教育。

3 OBE+SPOC混合教學(xué)模式構(gòu)建

3.1 理論教學(xué)模式革新

傳統(tǒng)授課方式在有限的時間內(nèi)難以全面掌握學(xué)生的知識背景和薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生對專業(yè)知識“學(xué)不飽”，對與自己專業(yè)相差較大的知識“學(xué)不好”，從而難以達到預(yù)期效果。針對以往教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的類似問題，采取OBE+SPOC教學(xué)設(shè)計，線上線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式，合理分配教學(xué)內(nèi)容，采用多種教學(xué)模式，見圖1。OBE教學(xué)強調(diào)以學(xué)生為主體，以教學(xué)成果為目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生主觀能動性。依據(jù)OBE理念，結(jié)合農(nóng)林高校學(xué)生的專業(yè)知識和能力素養(yǎng)，細化SPOC混合教學(xué)內(nèi)容和方法，通過線上線下相結(jié)合的方式開展教學(xué)。教學(xué)方式靈活多樣，能夠滿足不同基礎(chǔ)學(xué)生的需求，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識和興趣，又能增強師生互動，提高教學(xué)質(zhì)量。教師將一些長期變化較小的固化知識（如基礎(chǔ)的、概念性的理論知識以及普適性問題等），典型事故及案例分析、實驗室安全規(guī)章制度、相關(guān)實驗操作規(guī)程、實驗室內(nèi)部結(jié)構(gòu)與各功能分區(qū)等內(nèi)容制作成SPOC線上教學(xué)視頻，呈現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)平臺供學(xué)生線上學(xué)習(xí)，給學(xué)生留足學(xué)習(xí)時間和思考空間。

基于OBE理念的線下教學(xué)從學(xué)生能力培養(yǎng)出發(fā)，采用圖文并茂的多媒體授課、實驗室實物演示等方式進行重要知識點的講授和答疑，增強教學(xué)效果。創(chuàng)新性地打破以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式，探索以學(xué)生為主體，教師通過引導(dǎo)學(xué)生開展課堂翻轉(zhuǎn)、小組討論、互動交流等方式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和主觀能動性?；贠BE+SPOC教學(xué)模式，采用“教、學(xué)、用、踐、推”全過程，實現(xiàn)學(xué)生對實驗室安全控制與科研能力培養(yǎng)地緊密銜接。通過創(chuàng)新教學(xué)模式，增強學(xué)生合作意識和團結(jié)協(xié)作能力。

3.2 實踐教學(xué)模式構(gòu)建

“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”是一門實用性很強的課程，針對當(dāng)前高校實驗室安全教育存在的不足和短板，從安全理念、實驗室通用安全和技術(shù)安全三部分向?qū)W生介紹相關(guān)知識，重點闡述現(xiàn)代實驗室常用的水、電、氣、火、試劑等方面的安全防范措施?；贠BE教育理念，“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”課程的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)以學(xué)生的專業(yè)需求為導(dǎo)向。其次，需要清晰了解學(xué)生的基礎(chǔ)能力和薄弱環(huán)節(jié)，做到“對癥下藥”“有的放矢”，使所學(xué)知識靈活應(yīng)用到實踐中，讓學(xué)生行動起來，以身作則，真正實現(xiàn)理論與實際的完美結(jié)合。此外，應(yīng)充分利用“示范中心”和“國家重點實驗室”現(xiàn)有資源，開展各類實驗室安全實戰(zhàn)演練，如實驗室安全事故逃生、自救、消防等演練項目，讓學(xué)生在演練過程中掌握實驗室安全知識。

3.3 多元化考核方式

基于OBE+SPOC混合教學(xué)模式的創(chuàng)新，采用多元化考核方式，注重學(xué)習(xí)成果導(dǎo)向，并以課程目標(biāo)完成率作為評判標(biāo)準(zhǔn)。此舉突破了傳統(tǒng)以“報告”或“試卷”定高低的單一考核模式，而是依據(jù)課程目標(biāo)來設(shè)計考核內(nèi)容和方式，并根據(jù)課程性質(zhì)和內(nèi)容對課程目標(biāo)的貢獻率分配權(quán)重，見表2。基于OBE+SPOC教學(xué)模式的“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”課程采用“線上+線下+實戰(zhàn)演練”混合教學(xué)模式，通過強化過程性考核權(quán)重來實現(xiàn)課程目標(biāo)，更加注重學(xué)生的主觀能動性培養(yǎng)。過程性評價方式包括SPOC教學(xué)、SPOC論壇、課后作業(yè)、小組討論、實戰(zhàn)演練等。在考核過程中，盡管SPOC教學(xué)系統(tǒng)自帶計分功能，但難免存在替考或網(wǎng)上搜索答案等作弊現(xiàn)象，因此考核需統(tǒng)一集中在機房或通過手機等平臺登錄學(xué)校的“實驗室安全教育與考試系統(tǒng)”進行。實戰(zhàn)演練部分的考核可根據(jù)學(xué)生的演練表現(xiàn)評分，由教師評分（占50%）、學(xué)生自評分（占10%）以及學(xué)生互評分（占40%）三部分組成，以提升學(xué)生的參與度?；贠BE理念的教學(xué)考核應(yīng)以學(xué)習(xí)效果為主要目標(biāo)，因此加大了應(yīng)用能力目標(biāo)的權(quán)重（50%），綜合考查了學(xué)生對實驗室安全知識的掌握程度，同時激發(fā)了學(xué)生在獲取知識和提高能力過程中的重視程度。

4 結(jié)語

高校實驗室安全教育對于培養(yǎng)學(xué)生的安全意識、安全素養(yǎng)以及安全技能具有重要意義。基于OBE教育理念，在“實驗室安全風(fēng)險控制與管理”課程中，結(jié)合SPOC教學(xué)模式，對課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式進行探索性改革。以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)成果為最終目標(biāo)，通過逆向思維構(gòu)建教學(xué)體系并持續(xù)改進，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和主觀能動性，提高學(xué)生應(yīng)用實踐能力，使學(xué)習(xí)成效與社會需求有機融合。實驗室安全教育涉及知識內(nèi)容分散，學(xué)生基礎(chǔ)能力差異大，因此，在構(gòu)建教學(xué)體系中，需要強調(diào)多層次的教育目標(biāo)，針對性構(gòu)建理論與實踐教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)手段上，采取“線上+線下+實戰(zhàn)演練”的混合教學(xué)模式，并通過多元化考核方式跟進教學(xué)效果，全方位管理教學(xué)過程，以促進學(xué)生實驗室安全能力水平整體提升。在此基礎(chǔ)上，本課程基于OBE+SPOC教學(xué)模式，采用“教、學(xué)、用、踐、推”的全過程，實現(xiàn)學(xué)生實驗室安全素養(yǎng)與科研能力緊密銜接，激發(fā)學(xué)生“安全第一，生命至上”的安全意識和社會安全責(zé)任感。

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