Exploration and Application of Blended Learning in Chemistry Laboratory Safety Course

Abstract

A blended learning curriculum, Chemistry Laboratory Safety, has been constructed by the National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education of Lanzhou University. Through the combination of online and offline teaching modes, the course which integrates safety training, virtual simulation learning, safety assessment and access certification has been established, and a three-dimensional, systematic and linked safety access information management system has also been established. It serves as an effective carrier for universities to carry out laboratory safety education and assessment. The students' safety values, the safety awareness of environmental protection, and the efficiency of experimental safety training are improved by the developing of the blended teaching mode, which has a positive effect on diversified and standardized safety education system. Key Word: Blended learning; Chemistry laboratory safety; Curriculum construction; Virtual chemistry experiment 化学实验室是化学人才培养和科学研究的重要基地,实验中会用到多种化学品以及和压力、电 气相关的设备,并产生成分复杂的化学废弃物,因此实验室安全教育受到越来越多高校的重视[1–3]。 2015 年教育部化学类专业教学指导委员会制定的《化学类专业本科教学质量国家标准》,明确要求 学生掌握化学实验基本技能的同时还要具有安全意识、环保意识和可持续发展理念[4]。 当前高校的实验室安全与环保教学体系还不够健全、实验安全环境和条件建设不到位、学生自 大 学 化 学 Univ. Chem. 2021, 36 (2), 2002031 (2 of 7) 我防护和环境保护意识养成不足等问题较为普遍,化学实验室中发生的火灾、爆炸等事故常见于报 道,造成财产损失的同时甚至造成了人员的伤亡[5,6]。事故产生的原因主要有两个:一是实验原料及 设备本身的危险性;二是操作者的专业知识及安全责任意识不足[7]。将实验室安全与环保教育强制 纳入实验准入的前置环节,唤起学生的安全责任意识与环保意识,养成良好的安全行为习惯,是化 学实验室安全的保障,是提高学生安全素质的内在要求,是国家法律法规的要求,也是构建平安校 园的前提。 1 教学理念与目标 化学实验室安全知识体系复杂,不仅包含消防、用电、压力容器、辐射等安全知识,还有事故 的防范与处理、化学废弃物的分类回收等内容,还要及时了解不断更新的安全标准及行业规范。在 高校化学实验安全培训中,多针对理论知识的介绍,抽象且难于讲解,事故处理的实际演练也很难 进行。将互联网和信息化技术运用到实践教学的教学方式,不仅可以充分发挥学生自主学习能力, 还可以弥补真实实验在安全演练中的局限性[3,8,9]。 依托互联网平台,我们设置了大型开放式在线课程“化学实验室安全”,通过混合式教学模式, 探索出符合时代发展和实际要求的教学体系。本课程面向所有即将进入化学实验室的本科生(包括化 学、物理、生物、医学、环境等专业的同学)以及化学化工学院新入校的研究生,以弥补部分研究生 在本科期间未系统进行安全培训之缺。 2 课程体系 课程采用多手段联合式教学方法(图 1)。第一步,对即将开展化学实验的学生进行系列安全培 训,建立基本的化学安全知识体系。第二步,利用网络学习的便利性与碎片化时间,学生自主进行 线上化学安全理论知识学习与安全仿真实验练习。将基础实验中操作点全面、安全知识丰富、涉及 危化品多的两个经典实验设计为仿真实验,采用三维建模模拟了事故现场,由学生进行虚拟仿真演 习。第三步,对学生进行线上化学实验室安全考核,发放合格证书,作为学生进入实验室的准入资 质。