化學實驗教學中融入生態安全教育的探討

劉志紅， 孫 瑩， 惠 春， 靳丹虹

(長春醫學高等專科學校 藥學系，吉林 長春 130031)

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·實驗室環境與安全·

化學實驗教學中融入生態安全教育的探討

劉志紅， 孫 瑩， 惠 春， 靳丹虹

(長春醫學高等專科學校 藥學系，吉林 長春 130031)

高校化學實驗室危險化學品種類繁雜、數量較多，安全隱患大。化學教學中生態安全教育缺失，風險意識僅限于師生人身危害和實驗室環境污染，沒有上升到生態安全的高度，也沒有促進學生生態安全意識形成的有效措施。傳統的實驗教學模式是“教師做學生看，教師講學生練”。為了加強生態安全意識、改革化學實驗教學模式、加強生態安全師資培訓、修訂化學實驗教材等措施，形成“教師引學生查，教師導學生探”的實驗教學新模式。在化學實驗教學中融入生態安全教育，有助于培養學生的社會責任感、創新精神和實踐能力，具有理論和現實意義。

化學實驗教學； 生態安全教育； 危險化學品； 高校實驗室

0 引 言

生態安全是隨著生態惡化和環境問題日益嚴重而提出的一種安全理念。自20 世紀80年代以來，國際上有關生態安全研究的文獻大量涌現，涉及的學科和內涵非常廣泛。胡秀芳等人認為：保證人類生存發展、基本需要和人對環境變化的適應和響應將是21世紀生態安全研究的方向[1]。生態安全有廣義和狹義之分，廣義的生態安全包括資源安全、環境安全和生物系統安全，狹義的生態安全僅指生態系統安全和環境安全[2]。化學與資源安全、環境安全和生物系統安全密切相關，涉及到生態安全的各方面。將生態安全理念引入化學實驗教學中，是加強安全教育和提高學生綜合素質的新舉措。

1 化學實驗教學中融入生態安全教育的意義

實驗教學是培養學生實踐能力、創造能力及解決問題能力的主要手段，對人才培養具有重要作用。化學實驗教學是化學課程不可分割的一部分，在化學化工、醫藥護理、農林牧漁等專業中的學時比占40%以上。化學實驗教學中融入生態安全教育具有重要的理論和現實意義。

1.1 理論意義

全球化給中國的繁榮與發展帶來機遇，同時也給中國生態安全帶來巨大風險，使中國生態環境處在一種令人堪憂的狀態，必須盡快通過公眾生態安全意識的提高和自覺的生態安全建設行動來解決當前面臨的生態安全問題[3]。生態安全是人類賴以生存的基礎，生態安全教育是開展安全教育的重要途徑之一。在化學實驗教學中融入生態安全教育，可使學生獲得必要的生態學知識，提高對高效利用有限資源的認識，增強生態保護意識和能力。今天的化學專業或化學相關專業的大學生，是未來化學品的生產者、管理者或使用者。化學實驗中加強生態安全教育有利于培養學生的全局觀念和大局意識，更有助于提升學生的社會責任感、職業道德和人文素養。

1.2 現實意義

科學技術在為人類創造豐富的物質文明和精神享受的同時，也為生態污染、生態災難的發生創造了條件，諸如農藥、化肥、農膜、電池、塑料等的使用[4]。但是，沒有化肥和農藥，全世界一半人口要餓死[5]。2015年8月12日天津濱海新區的爆炸事件震驚了世界，也驚醒了國人。其實，高校實驗室并不安全，發生事故的概率是化工廠的100倍[6]。化學實驗和化工生產常常需要高溫高壓，一些試劑或原料易燃易爆、有毒有害，存在輻射、腐蝕、燒傷、燙傷、中毒乃至致命的危險。已知的化學品種類繁多、數量龐大，且大多數化學品屬于危險化學品。為此，人們幾近談化學化工色變，學生做化學實驗時畏手畏腳，一些老師也有意回避有危險性的實驗。工廠或實驗室產生的“三廢”若處理不當，會造成環境污染；有些化工產品及其降解物在生物體或環境中積蓄，會產生生態風險。因管理失職、操作失誤、教育失策等造成的環境污染及食品藥品中毒事件，是生態風險意識不強、生態安全知識不全、生態保護措施不力的后果。由此可見，強化生態風險意識，加強生態安全教育，是培養學生全面發展的必要內容，具有重要的現實意義。

2 化學實驗教學中存在的問題

實驗教學涉及人才培養、課程體系、教學模式、教學管理、實驗室建設等諸多方面。重實驗技術教學，輕實驗安全教育；安全管理制度多，安全措施付諸行動少；有環境保護意識，缺生態安全理念等問題是高校實驗教學的通病。

2.1 生態安全教育缺失

由于教育投入長期不足、管理理念滯后及安全教育缺位等，加劇了高校實驗室的安全管理需要與實驗室落后的軟硬件建設之間的矛盾，導致近年來實驗室安全事件頻繁發生[7]。高校實驗室危險化學品種類復雜且數量較多，其安全隱患不容忽視。

“安全教育”、“實驗安全”、“實驗室安全”是近幾年的高頻詞，但其研究大多局限于安全知識、安全規則、安全管理這幾個方面[8-9]，風險意識僅限于師生人身危害、實驗室環境污染等；沒有上升到生態安全的高度，也沒有促進學生生態安全意識形成的有效措施。進入21世紀，我國出版了多種安全手冊、專著和教材，但大部分是用于工業生產，不適用于教學[10]。實驗安全教育雖然有專章和專節，但存在偏狹、抽象、簡單，難以引起重視。化學實驗教科書編寫缺乏對資源節約、環境保護、生物系統安全的長遠考慮，具體實驗項目中的安全說明、警示及遠期影響很少涉及。設備、儀器、藥品的安全使用只是實驗教學的“零食”，可有可無。學生用書中不僅安全教育成分偏少，涉及生態安全知識和理論的內容更是寥寥無幾。職業安全、社會安全、環境安全和文化安全的學習導向缺失。教材的編排形式也比較單調，安全規則一般列于前部或以單章、單節的形式出現，且內容與現實生活、實際生產脫節，缺少事故案例和生產情境的引述，無吸引學生進一步探究的教學設計。例如，一支體溫計破碎，汞全部蒸發可使15 m2×3 m的房間內濃度達到 22.2 mg/m3，遠遠超過國家標準(小于0.01 mg/m3)[11]。汞中毒主要造成神經、口腔、胃腸道及腎臟損害[12]。汞不僅危害接觸者健康，還會造成環境污染甚至引發生態風險。水銀溫度計是化學實驗中最常用的玻璃儀器，但化學實驗教科書中很少提及其危害，也沒有防患措施介紹。

截止目前，國內關于生態安全教育的論文不多。由此看來，生態問題雖然引起了全社會的廣泛關注，但生態安全教育并沒有引起國內教育界的普遍重視。

2.2 實驗教學模式陳舊

當前，高校實驗室存在安全管理體制粗放、實驗室建設規范缺乏、安全意識淡薄、系統化安全培訓缺失等問題[13]。一些高職院校的實驗室安全管理不嚴格、安全保護設施不齊全、危害處理技術不先進、教學設計方案不完善、生態安全教育不到位等問題尤為突出。另外，高校實驗室還存在安全教育和安全管理兩張皮現象，即安全教育只針對學生，教師不需要安全知識學習；而安全管理只是教師的事情，與學生似乎無關。

傳統的實驗教學模式是“教師做學生看，教師講學生練”。學生不用動腦，看看書、動動手就可以完成學習任務。實驗準備工作是實驗員和指導教師的事情，學生不用了解實驗項目的全過程，也不明就里，因此學習積極性不高。一些教師抱著實驗課不出事故就行，回避化學危險品的使用和安全教育。對于化學實驗中可能發生的危險，只是教師嚇一嚇，學生怕一怕；教師管一管，學生檢一檢。還有一些教師對實驗教學中存在的安全問題和生態風險無知無畏或熟視無睹，完全是“技術教學模式”；一旦出了事故，才亡羊補牢。這種以管代教、以補代防的局面一定要扭轉。

3 化學實驗教學中融入生態安全教育的策略

教學實踐表明，將生態安全知識和理論引入化學實驗教學，可通過創新實驗教學管理、改進實驗教學模式、重組實驗教學內容、修訂實驗教材等途徑實現。

3.1 強化生態安全意識教育

現代工業文明滋生的以人為核心的觀念，在處理人與自然的關系上，完全無視自然的存在和價值，使得社會文明的發展一步步走向了自己的對立面，人類追求進步的同時也為自身的持續發展設置了障礙和陷阱[14]。生態問題和生態安全教育已成為當前亟待解決的問題。有學者建議，將生態安全教育設置為高校非生態專業和非環境專業的選修課[15]。

化學實驗教學是學生今后從事化學制造、化學檢驗、化學研究的必要基礎。教學中應借鑒生態學的思維方式，以層次觀、整體觀、系統觀、綜合觀和進化觀來認識化學實驗與化工生產過程，教學設計應圍繞資源節約、環境保護、生物系統安全而展開。強化生態安全意識，以安全教育促安全管理。探索構建職業、社會、環境和文化安全的教學新思路。將安全管理列入實驗室建設規劃中，將生態安全固化為實驗教學內容，形成生態安全教育體系，鞏固生態安全教育地位。

3.2 改革化學實驗教學模式

伴隨著教學方式的進步，傳統的3R(讀、寫、算)時代業已過去，嶄新的3C(關懷、關切、關聯)時代已經來臨。單純的“技術教學模式”已不再適合當今社會發展和人類生存，在自然科學課堂上滲透人文思想和生態觀念是科學技術發展的必然要求。化學教學應該以生態安全理論為指導，以實現綠色化學為目標，探索消除或降低化學品危害的科學方法和實用技術。以培養社會責任為主線，將產教研的設計、方法和流程融為一體，探索實現教學內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接的優化路徑。改變“教師做學生看，教師講學生練”的傳統實驗教學模式，形成“教師引學生查，教師導學生探”的新模式，培養學生主動探究意愿，規范學生生態保護行為。

3.3 加強生態安全師資培養

生態安全知識是生態學和環境學專業的學習內容，生態安全觀念應該是人人之觀念，生態安全教育也應該是人人之教育。開展生態安全教育，教師是先行者。在教師繼續教育中要補上生態安全這一課，讓教師掌握生態安全理論在教學中的應用要領。安排教師定期深入企業實踐和調查，找準實驗教學與真實生產、資源管理及科研工作的對接點和對接面，依據行業企業對員工在安全生產、安全管理和安全服務的具體要求，逐一排查實驗教學中的危害、危險及潛在風險。重組教學內容，調整教學程序，使工學結合實質化。

3.4 完善生態安全教育資源建設

以實驗室建設、課程標準建設、教材建設為切入點，建設包括生態安全教育內容的生態資源共享平臺。根據不同層次教學要求，編制針對性強、實用性好的化學實驗室安全手冊。編寫蘊含生態安全思想、體現師生雙主地位、具備多功能培育人才的教科書。豐富實驗教學內容，擴大信息量，提高實驗教學的安全性、實用性、探究性和趣味性。安全手冊和實驗教科書不必“高、大、全”，要充分考慮學生的學習基礎和學習能力，保證適用、夠用即可。以保障生態系統安全為前提，以滿足未來崗位需求，開發無毒害、低風險的工學結合實踐項目。將實驗設計整體思路、儀器設備安全使用、簡單故障排除及維護、自然資源合理利用及相關的安全常識、文件、法規和標準一并編入教科書中。

4 融入生態安全教育的建設成效

自2013年8月開始，我校藥學類專業和生物技術類專業開設的無機化學和有機化學實驗課率先融入了生態安全教育。目前，生態安全教育已推廣到分析化學、藥物化學和藥物分析等課程中。此項教學改革得到了學校和系部領導的特別重視和大力支持，任課教師熱情響應，學生積極參與，改革成效顯著。

4.1 生態安全教育已成為教師的自覺行動

學校重視師資培養，除安排出國出省進修外，在每學期放假前開辦為期1周的教師假日學校，有針對性地提高教師的業務素質。定期舉辦教授大講堂，推動學術交流。通過危險化學品安全知識講座、實驗員技能大賽和教師知識競賽等多種形式培訓師資。加強危險化學品的相關法律法規及國家標準、生態安全基本知識學習。危險化學品采購、保管和使用依法循規，生態安全觀念日益深化。生態安全教育已成為化學教師教學工作的自覺行動，實現了實驗教學零事故，確保了師生人身安全，樹立了生態和諧發展的教育新理念。學校正在組織編寫融入生態安全理念和危險化學品安全知識的系列實驗教材。

4.2 構建化學實驗教學新模式，提高學生綜合素質

為實現培育高技能型人才的職業教育目標，提高學生綜合素質，用生態安全思想指導化學實驗教學改革，并取得了多項改革成果。生態安全教育的融入方式多種多樣，除在教材中滲透、課堂上講解，還進行新生入學教育講座、危化品安全使用問卷調查和知識競賽等活動。生態安全教育使學生明白通風設備雖然降低了實驗室內的污染，卻將污染物排放到大氣中，有可能造成威脅人類健康的大氣污染。在教師的指導下，學生在課外利用便捷廣泛的網絡資源，收集實驗所需的儀器、藥品等相關資料，尋求問題的解決方案。從分析原材料的合理利用，到探討實驗原理的科學性和操作流程的合理性，學生全程參與實驗準備、實驗操作和實驗改進。教師與學生共同探討綠色化學教學方案，盡量減少污染物排放。

探究性學習極大地提高了學生的主動探究欲望，啟迪了學生的學習智慧，建立了化學實驗教學新模式。教學改革使高職學生丟棄了以往的自卑和膽怯，主動參與教師備課和作業批改，學習風氣欣然向上。

5 結 語

化學科學自其誕生以來為人類的生產和生活做出了巨大貢獻。伴隨著化學品的種類和數量與日俱增，危險化學品的威脅不斷升級。危險化學品的生產、儲存、使用、經營、運輸等環節關系到人類的生存質量和生態安全。教育部要求，高校實驗室危險化學品管理必須做到“四無一保”，即無被盜、無事故、無丟失、無違章、保安全；對于危險化學品中的毒害品，要參照對劇毒化學品的管理要求，落實“五雙”即“雙人保管、雙人領取、雙人使用、雙把鎖、雙本帳”的管理制度。由此可見，保護生態安全人人有責，生態安全教育應該全面實施。

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[14] 國務院.關于加快發展現代職業教育的決定(國發〔2014〕19號).[BE/OL].(2014-06-03)[2015-09-20]http://www.hnbemc.com/bgs/show_article.asp?269.

[15] 教育部.關于進一步加強高等學校實驗室危險化學品安全管理工作的通知(教技廳[2013]1號).[BE/OL].(2013-05-10)[2015-09-20]http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7062/201305/152275.html.

Discussion on Eco-security Education of Chemistry Experiment Teaching

LIUZhi-hong，SUNYing，HUIChun，JINDan-hong

(Pharmacy Department, Changchun Medical College, Changchun 130031, China)

The eco-security and sustainable development is the foundation of human survival. Chemical research and chemical production are closely related to resources security, environmental security and biological system security, which all concern with eco-security. There are many kinds of dangerous chemicals in the chemical laboratory in universities, and major source of hidden danger lies in the diversity and quantity of chemicals. Due to the deficiency in eco-security education during chemistry teaching, risk awareness is only confined to physical hazards and environmental pollution of the laboratory, instead of focusing on the ecological security and taking effective measures to promote the students’ ecological security awareness. The traditional mode in experimental teaching is that teachers lecture and perform, and students watch and practice. This article suggests taking measures to strengthen the eco-security awareness, reform the chemical experiment teaching mode, strengthen faculty training on ecological security and revise the teaching materials for chemistry experiments in order to develop new experimental teaching mode that teachers guide and instruct, and students search and explore. Integrating ecological safety education into chemistry experiment teaching is helpful to cultivate students’ sense of social responsibility, innovative spirit and practical ability, and it has theoretical and practical significance.

chemical experiment teaching; eco-security education; dangerous chemicals; university laboratories

2015-11-15

吉林省職業教育與成人教育教學改革項目(2015ZCY097)

劉志紅(1963-)，女，湖北漢川人，學士，教授，主要從事化學教育教學研究。Tel.:13804338466;E-mail:741404953@qq.com

O 6-3；Q 149

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1006-7167(2016)09-0307-04