探究高校“化学实验室安全知识”线上课程建设

温伟红，孙艳梅

（1.仲恺农业工程学院 化学化工学院，广东 广州 510225；2.广东轻工职业技术学院 轻化工技术学院，广东 广州 510300）

引言

高等院校化学实验室是科研与教育的重要阵地，因此化学安全事故时有发生。据统计，高校化学实验室发生安全事故的概率为企业实验室安全事故的10倍［1］。高校化学实验室出现重大化学安全事故的主要原因，包括人为因素、系统和环境因素以及其他原因，其中，人为原因居多。科学探索和研究过程中总是伴有风险，但我们要以最安全有效的方法来开展这些工作。近年来，化学实验室的安全事故多发，中国高等院校化学类实验室的安全管理工作面临极大的压力与挑战。在此大环境下，我校在学期初安排新的本科生和研究生接受相关的安全教育课程和安全操作培训，课程结束后安排考试［2］，合格后给予实验室准入资格。在过去的实践中，我们的安全教育主要以安全讲座为主、实操为辅，但因授课的时间有限，学生除课堂外没有进一步巩固知识的平台，安全教育的效果还有待提高。本文按教育部办公厅印发的《关于加强高校教学实验室安全工作》的要求，比较国内外高校化学实验室安全教育线上课程，提出符合我们自身情况以学生为本的线上教育和线下教育混合式教学及学习模式。

一、国内外高校“化学实验室安全知识”课程现状

目前，国内高校的“互联网+”时代线上国家精品课程网上教研平台、中国智慧树在线教育等一些各有特色的实验室安全在线教育资源，主要的学习模式为讲解模式，具体内容包括实验室风险管控系统（RAMP）的四个层面：识别风险、评估风险、减控危险和应急准备［3］。为了确保实验安全必须准确辨识风险，正确评估风险，才能够合理管控风险，全面提升实验安全管理工作的可预见性、规范化和科学化。中国科学技术大学的国家精品课程“化学实验安全知识”，主要讲述化学实验安全知识中涉及的一些实验操作，还有很多理论上的知识点。大连理工大学开设的“化学实验室安全基础”课程的亮点为全部教学内容均配套安全教育闯关游戏。湖南大学开设的“化学实验室安全科学”课程面向高校教学实验室的同时兼顾科研实验室。武汉理工大学开设的“实验室安全学”课程主要讲述专业科研实验室的一些隐患较高的实验室安全事故发生的基本原理、规律和防范措施［4-6］。智慧树在线教育的化学实验室安全教育课程，主要是由南昌大学开发的“实验室安全与防护”，该课程也是目前智慧树中化学实验室安全防护教育中系统内使用人数最多的课程，该课程将重点训练学员的化学实验室安全意识以及判断、处置化学紧急情况的能力。安徽中医药大学所推出的“实验室安全与防护”主要根据实验室操作的基本要求、化学品应用安全、水电安全，以及各门科目中所涉及的实验操作要求、实验设备运行标准、安全保护等方面，展开了介绍与评价。青岛滨海学院开设的“实验室安全与防护”课程内容包括基础安全、专业安全、应急急救三大部分［7-8］。

国外从20世纪90年代初开始重视高校化学实验室安全教育，成立相关环境、健康和安全的管理办法（简称EHS）的相关部门和创建教育学习网站。全国有机化学排名前三十的大学都将EHS建立在规范性目录中，并建立了化学实验室的培训制度，建立EHS 网站线上共享学习。一般目录信息包含事务性内容和专业性信息，事务性信息包含：规章制度、联系方式、培训信息和应急管理；学科领域一般涉及化工安全性、自然环境安全性、放射安全性以及作业现场的人身安全。国外线上课程平台主要有网易公开课、可汗学院、Coursera等，主要的学习模式为讲解式。国外提出了将线上教学和翻转课堂相结合的教育理论，翻转课堂教学即重新调度了课堂内部的时间，把教学的主体由教师变为学生。翻转课堂是一种教学策略，也是一种混合学习策略。翻转教学策略也经常与技术辅助相关联，并且越来越多地被一些高等教育机构采用，作为替代传统讲座的主动学习策略［9］。

二、高校“化学实验室安全知识”课程的优势和挑战

线上教育受益于现今发达的网络和大数据环境，可以提供互动活动、视频、动画、虚拟和远程实验室以及在线游戏的一些示例，具有成本低、易便携、并发性和安全性强的优势。教育视频可以拓宽学生知识获取能力的种类和渠道，呈现多元融合的、立体开放的精品学习资源，培养学生思维速度、反应能力、思想和动作的关联以及提高学生注意力。“互联网+”时代线上平台中存在大量在线教育资源，在学生各自的专业中发展更广泛的知识领域，给学习者群体带来更丰富多彩的、可延伸的、更细致化的教育体验。利用信息化教学的优势，将传统启发诱导式教学方法和开放式教学手段有机结合，迎来课程建设的新改革、新面貌、新气象。

（一）学生缺乏关注

“互联网+”时代，部分线上平台主要是在传统的教学环境中设计的，缺乏对学生学习目的和兴趣的关注，学生对实验室安全课程不重视，课时安排较少，教学内容陈旧，只有少数教师从主动学习教学法的角度去尝试打破固有的平台模式。线上和线下培训课程都是基于教师讲解的一些基本常识，具体的实验操作行为规范和安全意识的养成，更多依赖于在日常实验过程中不断去训练和强化。因此，它仅适用于自觉性较强的学生。

（二）学生缺乏师生与同伴互动

现今大学教学大都采用一对多教学模式，效率较低，教学方法单一，致使学生缺乏语言、行为及情感的互动，课堂呈现单向传输的刻板教学模式，与大学生具备的主动思维能力不匹配。事实上，除了存在学生的满意度比较低的问题之外，还存在学生理解难和参与率低的问题。学生在并没有受到密切监控的情况下在课堂开始前参与进来，目前大多数是教师对学生进行评价，缺乏学生对教师及课程的评价体系，即课堂双向传输能力。

（三）线上线下混合式融合教学挑战

现今，培养学生自主学习能力已成为学校面临的挑战，尽管互联网有望克服障碍，但将其应用于教育领域本身就是一个挑战。因为在该技术发展的前期，在教育中利用互联网技术还缺乏经验和合适的融合模式。今天的教师面临将线上线下融合学习方法逐渐推广到常规教学中的几个挑战：由于知识、技能、时间、基础设施等不足，对于实验室安全教学，需要跟上时代的脚步。

三、高校化学实验室网络安全课程的解决方案

为了应对这些挑战，提出以学生为中心的线上与线下课程相结合的混合教学模式，这是一个规范的成熟模型，它有一套全面指导方针，活动格式由创建者和参与者共同行动组成。它超越了传统的基于讲座的视频或测验，指导教师创建和实施新型的教学模式，同时将以学生为中心的教学方法作为其核心。新型教学模式通过对话和社交网络进行学习，学生通过交流思想和分享观点来学习，实现远程教学功能。

（一）初始学习

在课程开始前，通过提出一个问题、提供一个短片或小组进行活动等模式，让学生提前对课程有所了解。加强课前准备、论文交流与讨论、网络学习等互动教学，在线上进行虚拟仿真预习，网络查找资料。互联网给学生提供了大量的可靠的素材可以让学生进行线上学习，教师可以督促学生重视线上学习的提前准备。初始学习的目的是使学生能够自主学习不同资源，在课程开始时强制学生参与课程，抛开过去的被动学习模式，锻炼学生的综合学习能力。

（二）边做边学

这是一种形成性评估活动，通常采用在课程中穿插选择题、简答题或真假类型题来进行测试，为学生提供定制反馈。结合任务型评分机制，让学生自我总结归纳，充分进行自主学习，考核权重不单一化。不仅如此，教师需要为多样化学习路径提供更多学习资源，例如其他课程链接、课程问答、课程仿真，以实现新知识有效传播的及时性、灵活性和延展性。“互联网+”时代，线上教学极易实现学科交叉及不同学科知识节点的链接，因此，如果链接数量较多，则更有可能进行深入指导性的创新教学。

（三）体验互动

通过课程中间教师提出问题、学生集中讨论的方式让学生在课堂上发表主观认识，并结合问答检验环节，培养学生学习的主观能动性。建立课后论坛，即使没有教师在场，学生在家学习也可以相互联系、交换意见、回答问题并推进学习。当学生发布问题、故事、图像、视频和计算机程序供其他学习者回答或复习时，可以提高学生对大规模教学和学习的参与度，同时利用现有的VR教学模式能够更好地帮助学生身临其境地感悟实验室安全课程的重要性，让学生对学习产生兴趣，更加愿意主动学习。将VR技术应用于化学实验室安全教育，可以弥补课堂教育实体培训的不足，降低培训材料的消耗和培训成本，提高大学生实验室安全教育教学训练水平，改善教学环境，优化教学过程，培养学生具有较强化学实验室安全意识。学生可通过资源的仿真软件或仿真课程进入对应的页面进行学习。以资源方式学习时，学生可查看培训记录和进行资源评论。在课程中教师可通过课时设置和组织仿真考试对软件的学习情况进行考核。通过系统的软件授权设置，可以使仿真软件的操作脱离局域网，在互联网中随时随地学习。

（四）模块化教学

教师可以将整个课程模块划分为不同的子主题来创建每个主题的活动，让学生讲解课程中的一小部分知识点，让学生意识到自己可以在课程中起到主导作用。教师设计适当的课外活动、及时互动和为表现不佳的学生提供咨询、课后反思和整个学期的参与数据，定期追踪分析、反馈调整教学方案，让学生充分参与到教学环境中，在培养学生的表达能力的同时学习实验室安全理论知识，促进学生重视线上学习。

（五）配备相应的虚拟教学资源

加大实验教学资源库“云平台”建设，不断增加、调整和改进自主实验教学资源库，进行网络共享，根据教学的需要，建设基于网络的实验教学在线学习支持平台，建立云共享，发挥仿真实验教学资源的辐射作用，共享教学资源。整合多家在线教育平台，将平台或工具与虚拟仿真实验教学和实验教学有机结合，借助学习通、雨课堂、微信等平台和工具，充分利用虚拟仿真实验教学平台及资源，将平台资源进行整合，多手段推进线上实验教学活动开展。

结语

本研究表明，将线上课程资源与线下教学实践整合到高校化学实验室安全教育中可以解决与学生多元化学习和课堂参与度相关的问题。安全培训的方法不仅增强了培训力量、设置准入机制、加大推广力度，最关键的是要把安全培训有机结合到实际教育中。在培训课程中，教师和学生都需要时刻去应对全新教学模式带来的机会与风险，更多的教师关注满足他们多样化需要的自主学习意识的培训，这也是教师改善课堂教学的巨大力量。把线上与线下课堂相结合，改革固有的高校课堂方式，以学生自主学习能力为核心来打造全新的高校课堂方式，让他们在实验教学中完成辨识危险、判断危害、减控危险和紧急处理等方面的一系列实战训练，从而提升学生的知识效能，把被动方式转化为自主方式，以便学生通过有效参与获得更深入的概念知识。这些锻炼不仅增强了学生的安全意识与防范技能，也更有力地保障了高校化学实验室的安全性。