化学、化工类专业大学生毕业后大多从事与安全紧密相关的行业,如化工、医药、环保、材料、能源、石化、精细化学品等,涉及这些行业的企业中往往会存在工艺流程复杂、高温高压的设备,易燃易爆的大量原材料,腐蚀性、毒性皆备的化学品等,在产品的生产、储存以及运输等各个环节中都存在大量的安全问题。这些行业的从业者的安全素养的高低,对行业的安全稳定和持续发展起到决定性的作用。化学是一门以实验为主的学科,实验教学是培养化学、化工类学生至关重要的一个教学环节,承担了培养学生的实验能力、科研能力、创新思维和安全意识的重任。改革实验教学模式,以实验课学习为契机,在实验教学中培养学生“安全第一、生命第一”的安全意识和责任意识,规范安全行为、安全习惯,掌握安全知识、安全(防护)技能,提升学生的安全素养,是新工科背景下高校培养综合型、应用型、创新型化工类人才的重要任务。
1 实验课中培养学生安全素养现状
在实验课学习中,学生的动手能力、实践能力、团队合作精神、创新能力等能得到锻炼。如果在实验活动中进行合适的引导和培养,学生安全素养方面的能力也会得到很大的提升。目前实验过程中主要存在以下问题。
1.1 实验室安全隐患多,安全文化氛围欠缺
实验室是教师和学生进行实验课活动的场所。化学专业的特性决定了化学实验室与其他专业实验室不同,存在更多的安全隐患。化学实验室里化学试剂种类繁多,往往都具有一定的危险性,这些试剂在储存和使用中存在各种安全风险。同时,实验室里的实验设备,如酒精灯、电热套、水浴锅、烘箱、马弗炉等也存在火灾隐患;实验过程中用到的各种玻璃仪器易碎易断,容易对学生造成伤害。学生在进行实验活动时,这些隐患往往同时存在,需要学生慎之又慎地进行实验操作。
经过多年的发展,高校虽十分重视实验室建设与管理,但在具体细节方面,仍存在需要改进的地方,如普遍缺失安全文化氛围:包括缺乏学生进入实验室的基本规定,导致部分学生披头散发、穿短裤拖鞋、实验服不系扣子等现象的发生;缺失基本的防护用具手套、护目镜等;缺少安全知识和安全技能等基本宣传;缺乏系统性的安全指导等。实践证明,加强实验室安全文化建设是减少实验室安全事故发生的首要着力点,也是实现高校实验室本质安全的有效途径
[1-2]。
1.2 实验教师和学生安全意识淡薄
在对笔者所在学院教学、科研实验室安全隐患自查自纠阶段性检查中,发现师生存在的主要问题见
表1,其中未穿实验服进行实验、未戴手套和护目镜进行危险实验、带食品进实验室、试剂存放不规范4项占比较高。分析原因,主要与师生安全意识淡薄、对安全问题重视不足以及存在侥幸心理有关。在前期对本校496名化工类大学生安全素养现状的问卷调查中,调查结果表明实验教师和学生在一定程度上安全意识淡薄。思想是行动的指南,只有思想上高度重视安全,行动上才能做出符合安全要求的行为。
1.3 实验课授课存在重知识轻安全现象
在化学实验课的授课过程中,教师会比较全面地讲解实验目的、原理、操作步骤以及如何记录实验结果,这样能保证实验课知识的传授,让实验活动顺利进行,也是目前行之有效的实验授课方式。但在化学实验课堂中,存在诸多的安全隐患和安全风险,而这些隐患是以学生的知识和能力所意识不到、认识不到的,需要实验课教师切实本着对学生安全负责的态度,把实验过程中的危险及危险应对方法告诉学生。高校实验室发生的诸多安全事故,学生在实验室表现出的各种不安全行为和习惯,都在提醒我们必须重视实验课授课中对学生安全意识的培养、安全知识的传达、安全习惯和安全技能的训练。
2 提升学生安全素养的实验教学路径
关于“安全素养”的定义,虽形成了不同的观点
[3-5],分析这些不同的观点,基本上都包含了安全意识、安全知识、安全行为、安全技能、安全责任等方面。安全素养的高低,直接影响到人在面对风险时的反应和判断,以及应对危机时的自救、施救和灾后修复情况,提高安全素养有助于减少安全事故的发生和损失。化工类专业作为一种与安全紧密相关的学科,提高其学生的安全素养显得比其他学科更为重要。
2.1 实验室安全考核准入制度
淮阴师范学院的教师和学生在进入实验室前都要进行实验室安全知识考核,考核试卷由题库中试题随机生成,试题内容涵盖了化学知识、化学品安全、设备安全、规章制度、安全技能和安全急救等内容。师生先在题库进行学习,然后进行考试,考试成绩90分(百分制)以上发放合格证书。考试不合格者,必须重新学习,再次参加考试,直到合格为止。这项准入制度作为学生进入实验室学习的基本条件,保证了每个进入化学实验室学习的学生,都进行了安全方面的起始教育。
2.2 完善实验教材
实验教材是学生进行实验课学习的重要参考资料。国内多版本的教材主要集中在实验目的、实验原理、仪器与试剂、实验操作、注释和思考题6个部分对实验项目进行编写,而关于培养安全素养方面的内容在极个别实验项目中有所涉及,大部分实验项目中都没有提及。如在孙尔康等主编的《有机化学实验》中,三苯甲醇的制备实验里,注释部分对于实验的安全提醒有“本方法所用的实验仪器和试剂必须干燥。整个实验都用乙醚,所以严禁明火”“滴加速度太快或一次加入,反应过于剧烈不易控制”等。这些内容的编入,给实验教材的完善提供了参考。在高华翻译的美国作者Nicholas Kidahl编写的化学实验教材《化学中的探索——发现式实验手册》中,每个实验项目多了“安全”这项内容,对实验过程中需要佩戴的防护设备、试剂使用注意事项,以及实验过程中产生的安全问题都进行了详细的要求。这本书为我们编写、完善实验教材指出了要补充的内容,也是学生实验操作时最容易出现安全事故的地方。如果在实验教材中能补充进来这些关于安全素养培养的内容,那么学生在预习实验和实验过程中就会注意这些安全问题,慢慢提升自己的安全素养。
2.3 将安全素养教育渗透到每项实验活动中
长期观察在无机实验室和有机实验室上课的学生,发现存在的不安全行为主要集中在实验服不系扣子、长头发不扎起来、预习报告中对实验的安全隐患预估不足、打碎玻璃仪器不如实报告、实验结束不认真清洗仪器、实验废弃物乱丢乱倒、实验过程中出现意外情况惊慌失措、实验报告中对实验的总结流于形式等。这些行为的出现,是学生安全意识淡薄、安全知识不足、安全习惯不好,安全技能有限多种安全素养情况的真实反馈。由于学生在中学时期学到的安全知识有限,到大学学习中才开始正式接触安全素养各方面的内容,因此需要实验授课教师在实验活动中加入安全教育的内容,把安全素养教育渗透到每个实验项目中。
以“硫酸锰铵的制备及检验”为例,实验过程中用到酒精灯加热,教师就要带领学生复习并巩固酒精灯使用的操作步骤和注意事项,包括酒精灯使用范围、点燃注意事项、添加酒精注意事项、灭火注意事项以及酒精灯打翻如何处理等安全知识和技能。在使用的试剂中,除了讲解用到的硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠的基本知识之外,更要讲解氯化钡的毒性问题,进而引申到可溶性钡盐的毒性问题。在讲解这些知识后,学生自然而然地知道氯化钡的毒性较高,使用时会格外小心,避免接触皮肤和眼睛,戴手套和口罩操作,并在通风条件下进行实验,结束后必然会认真洗手后再离开实验室。讲解时,学生的安全知识、安全技能和安全防护能力都得到了提升。
再如在实验“一种钴(III)配合物的制备及组成分析”中,会使用危险性试剂过氧化氢和氯化亚锡。如果教师把过氧化氢的潜在危险性“遇明火极易燃烧爆炸,具有强氧化性及腐蚀性,遇易燃物、有机物会引起爆炸,眼睛直接接触可致不可逆损伤甚至失明”这些知识传授给学生,那么学生在学习过程或今后工作中使用过氧化氢时必然会自发地按照正确的流程操作。
在氯化亚锡的使用过程中安全教育同样如此,把其强还原性、强腐蚀性的特点,中毒后产生恶心、呕吐、腹泻症状以及中毒后的急救措施告诉给学生,那么学生在使用时就会避免接触到皮肤和眼睛,取用时就会佩戴个人防护装备等,即使面对意外情况,学生也会做到心中有数,及时急救,避免更大的伤害。
再例如有机化学实验第一堂课“有机化学实验的基本知识”,是对学生系统进行安全素养培养的重要一课,实验课教师可以结合事故案例、事故视频、现场演示等多种教学方式把实验室规则、实验室安全知识、化学试剂的分类与存放、常用仪器和设备、实验装置、实验预习报告和实验记录与报告等基本的安全知识与安全防护技能传授给学生,让学生从心理上养成敬畏规则、遵守规则的安全意识。
在有机化学实验课中,特别要在课前预习阶段,做好安全风险评估
[6],评估实验过程中涉及的所有的安全隐患以及应对措施,这就需要实验教师在学生预习阶段把实验过程中的安全风险或安全风险发现方式告诉给学生,供其在预习过程中使用。
在实验课中挖掘安全教育内容,处处渗透安全素养教育,不仅有利于培养学生“安全重于一切”的安全意识、责任意识,而且有利于在实验过程中形成良好的安全习惯和安全技能,这对学生在校的学习乃至今后的工作都将产生深远的影响。
2.4 与时俱进的实验室安全文化建设
实验室是师生进行实验学习和科研活动的重要场所。良好的实验室安全文化氛围和与时俱进的实验室管理制度,有利于潜移默化地影响学生的安全素养。
2024年3月26日,教育部发布的规范性文件《高等学校实验室安全分级分类管理办法(试行)》(教科信〔2024〕4号)是为加强高校实验室安全精细化管理,提高高校实验室安全风险防范的针对性文件。文件根据实验室中存在的危险源及其存量进行风险评价,把实验室安全等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级(或红、橙、黄、蓝级),分别对应重大风险、高风险、中风险、低风险等级。高校应根据分级分类结果,按照“突出重点、全面覆盖”的原则加强实验室安全监管,及时保障实验室安全建设与投入。同时,实验室负责人、实验室安全管理员和实验教师等应根据所在实验室类别和安全等级,接受相应等级的安全培训并开展相应的应急演练,与时俱进地提升实验室管理水平,不断营造实验室安全文化氛围。
3 结语
化学实验课作为培养学生实践能力的专业课程,要在保障师生安全的情况下进行,在实验课程中培养学生的安全素养,是高校和实验教师义不容辞的责任。把对学生的安全教育和实验教学融为一体,在实验活动中培养学生的安全意识、安全知识、安全行为等安全素养,养成良好的安全习惯,掌握安全防护技能,为其在校学习和今后工作顺利开展奠定安全基础。
2023年江苏省高校哲学社会科学项目“高校化工类大学生安全职业素养培养体系研究”(2023SJYB1878)
2022年淮阴师范学院高教研究课题“化学类大学生安全职业素养提升策略研究”(2022GJYB07)