案例教學在《化工安全與環(huán)保》課程中的探討

趙軍 田文德 田紅景

【摘要】化工安全與環(huán)保課程是化工專業(yè)的一門必修課程，主要培養(yǎng)學生重視安全，具有解決化工安全和環(huán)保問題的能力，達到預防事故減少損失和污染的目的。針對課程內容較多缺少系統(tǒng)性問題，為提高教學效果，討論以案例作為引題，通過對事故問題進行發(fā)生預防討論，進行點-線-面的知識點學習，此學習方法，增加學生的課程學習的積極性，加強對知識的掌握和理解，并能培養(yǎng)解決問題的能力，達到教學大綱要求。并提出了一種新的教學改革方案予以探討。

【關鍵詞】化工安全與環(huán)保? 教學方法? 案例教學

【基金項目】山東省高等教育本科教改項目（編號：Z2018S018）。

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）31-0084-02

引言

化工行業(yè)是國家經濟的重要支柱之一，隨著社會經濟的快速發(fā)展，在化工大規(guī)模、高效率生產過程中，生產事故頻發(fā)并易造成環(huán)境污染，這是由相應的化工生產特點決定的[1-2]，化工生產中大多數使用或生產易燃、易爆、有毒、有腐蝕等危險物料，采取用高溫、高壓等危險操作過程，因此不足夠重視很容易造成化工事故。據資料統(tǒng)計在2016-2018年兩年間我國共發(fā)生620起化工事故，共造成728人死亡，僅2018年，全國共發(fā)生化工事故176起、死亡223人[3]。化工事故不僅會造成大量的人員傷亡，而且會造成嚴重的經濟損失，隨著社會水平的提高人們對化工事故和污染的“忍受”程度越來越低，化工安全與環(huán)保在化工行業(yè)越來越重要。對于化工專業(yè)大學生來說，畢業(yè)后很大一部分將從事化工工作，因此提高他們的安全生產和環(huán)境保護意識的意義重大[4]。

《化工安全與環(huán)保》是青島科技大學化學工程與工藝專業(yè)的主干必修課程，每年面授的本科生約480人。該課程自2006年開設以來，經過課程組的不斷努力，無論從教材建設、教學資源開發(fā)還是課堂教學改革都得到了不斷的豐富和發(fā)展。本課程主要使學生掌握化工安全與環(huán)保基本知識，培養(yǎng)學生解決復雜化學工程問題的能力，能夠在今后的工作中識別危險、預防事故、防止污染和發(fā)生生命財產損失，為將來從事與化工行業(yè)的有關工作活動打下基礎，承擔起相應的社會責任。

1.課程學習中存在的問題

本課程特點知識點較多，內容豐富，課時有限，涉及到化工生產中的危險因素、化工安全設計、安全生產管理、化工防火防爆、工業(yè)毒物的危害及防護、壓力容器安全、系統(tǒng)安全、化工三廢、清潔生產等很多內容。有的知識相互關聯性小，系統(tǒng)性不強。另外，學生在學習本課程時很容易對瑣碎繁雜的知識厭倦，學習主動性較差，基礎知識掌握不好，分析問題解決問題的能力得不到鍛煉，導致課程學習達不到教學大綱的預期效果。本文提出利用典型教學案例這一主線，將相應的知識點串聯，再由線向綜合面方向鋪展，從而將知識系統(tǒng)關聯，并對相應事故進行討論學習，達到使學生由掌握基礎知識到分析解決問題能力提升的目的。教學過程中，深度挖掘案例教學中蘊含的思政教育要素與所承載的育人功能，將啟發(fā)學生探究共性安全與環(huán)保問題和愛國主義教育結合起來，讓學生理解化工設計中應承擔的社會責任，有效地提高教學效果與質量。

2.案例教學在課程中的應用

案例教學由于其生動形象、易于理解等優(yōu)勢，在很多課程的學習中被應用到，本課程中化工安全與環(huán)保案例很多，更適合選擇這種教學方法，教學中選擇一個典型貼切的案例，對教學會有事半功倍效果，下面談一下我的案例教學的方法的應用。

2.1案例引出知識點

可以說對于《化工安全與環(huán)保》課程內容中所有的知識內容都有相應的事故案例，應在歸納總結知識點的基礎上，選擇能最大化的串聯起知識點且典型的案例。比如講化工防火防爆，為了使相關知識串聯，可以選擇“8·12天津濱海新區(qū)爆炸事故”，這是典型的危險品倉庫發(fā)生火災爆炸事故，首先由這個具有震撼性事故視頻調動學生的積極性，由事故引出生產或儲存中的危險化學品，對危險化學品我們可以拓展到的知識點有：危險化學品有哪些分類？危險化學品的危險性有哪些？危險品的安全標志是什么？對不同的危險化學品的生產、儲存應注意的問題等相應知識的提出，對相應的問題的學習，可以是多樣的，可以課堂分組討論，通過學生、老師之間相互的交流、知識碰撞中掌握基礎，打破傳統(tǒng)單調乏味的教授方式;也可以作為課后作業(yè)查資料進行學習，培養(yǎng)學生查找資料、自我學習能力。通過這樣的一個典型事故使學生對危險化學品這一知識點有了較深的印象和系統(tǒng)學習。

2.2知識點的拓展

緊接著引導學生是向縱深學習，案例事故中由儲存危險品引發(fā)燃燒爆炸，繼續(xù)引出燃燒爆炸的原理是什么？爆炸的分類有哪些？危險化學品應怎樣評估其危險性？根據危險性高低來確保生產中的安全。由燃燒爆炸的原理，我們應得到防火防爆的措施有哪些？那就是切斷阻礙燃燒的條件之一。當然在這些知識的學習中，仍可以再用簡短的視頻、Flash、圖片等加深學生的認識理解。如果將防火防爆這一知識點的學習比作一棵樹，案例引出的知識點就像樹干，拓展的知識點就像樹枝，使學生掌握的知識逐漸飽滿起來。

2.3案例的討論升華

通過案例引出相關基本知識后，引導學生回到案例進行分析，對此事故中的危險化學品進行分類？分析事故發(fā)生的原因？對于這樣的情況應該有怎樣的預防措施以及從事故中得到怎樣的啟示？培養(yǎng)學生對所學基本知識應用的能力，分析問題、解決問題的能力，同時對所學知識的掌握情況進行了檢驗。

3.課程改革——案例教學的新模式

隨著計算機軟硬件的發(fā)展，化工仿真的應用，提出針對不同類型事故采取“案例再現+虛擬仿真”的學習方法。徹底打破傳統(tǒng)單一的正常工況理論教學方式，探索靈活多樣的化工異常工況及環(huán)境影響分析教學。在學習過程中可以針對事故發(fā)生的原因超溫、超壓、機械事故、泄露、開車不當、燃燒爆炸等選擇針對性的案例。例如超溫、超壓引起的爆炸事故，可以選擇以PP聚合反應為案例，在這個例子中主要是體驗開車過程中對溫度、壓力工藝參數的控制，對誘導反應熱的控制中通常會有誘導正常、誘導不足、誘導反應過度，當誘導反應過度時，需開啟冷卻水降溫、外循環(huán)引出降溫，都不能控制溫度急升的情況下，需要停止攪拌甚至暫停加入催化劑，如果這些措施都不能防止超溫、超壓，最后導致“暴聚”甚至爆炸事故。在這案例的學習過程中可以體會事故發(fā)生的工藝參數的變化直至事故發(fā)生的過程，加深了對事故的理解，且親自操作體會，提高了學生學習的主動性和樂趣，彌補傳統(tǒng)專業(yè)學習中重工藝輕安全和環(huán)保的現象，在這案例學習和操作過程中，強化師生、生生互動，提高學生應對異常工況的自主分析和解決問題能力培養(yǎng)化學工程與工藝專業(yè)學生的源頭防控意識、應急處置能力和應承擔的社會責任。

在利用仿真進行案例學習中，學生充分體會了事故發(fā)生的過程，但對事故的危害還缺少更深的印象，對事故后期的環(huán)境影響，缺少一個系統(tǒng)的理解和學習。在此基礎上，學院將利用我院國家級實驗教學示范中心和國家級虛擬仿真實驗教學中心平臺，建立針對事故原因建立典型的事故案例庫，開發(fā)針對各種事故的化工安全和環(huán)保的模擬軟件。在現在的仿真軟件的基礎上，建立相應發(fā)生事故時造成的破壞的視頻影像，提高學生學習對安全生產的意識，安全生產重在預防，防患于未然。再加上事故后對環(huán)境的影響評價，化工事故大多會對環(huán)境造成影響，這是由化工生產的特點決定的，所以，針對事故發(fā)生后，引導學生對空氣、水、土壤造成的污染進行評價分析討論。最后還要有對事故發(fā)生后，常見防止事故擴大化的預防措施進行學習討論。這也是培養(yǎng)化工專業(yè)人才所具備的能力，能夠保護生命財產的損失。

通過這樣的教學改革，達成“工藝控制-事故-環(huán)境影響評價-防事故擴大”的系統(tǒng)學習，能夠達到化工安全與環(huán)保的學習目標。學習過程中既有實踐動手又可以聯系理論重點，解決了學生學習中主動性差的問題，解決了教學過程中由時間、空間、設備等條件限制而導致的化工安全與環(huán)保學習印象不深刻的問題，加深了化工安全與環(huán)境保護這兩方面的聯系，使課程學習更加系統(tǒng)，更容易掌握理解。最終形成以學生為本、知識培養(yǎng)與能力培養(yǎng)并重、實驗與理論教學互通的新型實驗教學模式。

4.案例教學法的作用

4.1引出知識點，引起思考與重視

通過給出案例，案例分析教學形象生動，用事故案例的破壞性、損壞性，從而提出問題引入正題，引起學生對本課程及知識點的思考與重視。

4.2調動學生學習積極性，系統(tǒng)掌握化工安全與環(huán)保知識

案例教學中學生是主體，老師以案例為載體起到拋磚引玉的作用，利用案例提出知識點問題，循循善誘，學生在與學生、老師之間交流互動中理解掌握知識，通過這樣一個案例可以把這一條線上的相應知識點系統(tǒng)串聯起來，其他知識點的學習類似，學習條理清楚，利于對整個課程基本知識的掌握。

4.3靈活運用所學的知識，培養(yǎng)分析解決問題的能力

對案例的起因、過程分析，培養(yǎng)學生并運用基本知識解決問題的能力，并在思考啟示中提升學生的綜合能力，使他們很快成長為化工專業(yè)的優(yōu)秀人才。

結束語

《化工安全與環(huán)保》是一門專業(yè)重要課程，是隨著社會發(fā)展而出現，具有一定的時代性產物，針對課程的特點，以典型案例為主線，加以計算機輔助教學，循循善誘，引入思考，可以起到事半功倍的教學效果，案例教學能夠使學生容易理解掌握相關知識，有利于培養(yǎng)多角度、全面分析問題和解決問題的能力。隨著“互聯網+”的發(fā)展應用，以教師為主導、學生為中心元化教學新模式會不斷地出現，案例教學的應用也會不斷發(fā)展完善，教學質量不斷提高，不斷為化工產業(yè)培養(yǎng)大批優(yōu)秀工程技術人才。

案例教學過程中，應深度挖掘案例教學中蘊含的思政教育要素與所承載的育人功能，將啟發(fā)學生探究共性安全與環(huán)保問題和愛國主義教育結合起來，讓學生理解化工設計中應承擔的社會責任。

參考文獻：

[1]邱罡.《化工安全與環(huán)保》課程教學探討[J]. 廣州化工， 2015（21）：226-227.

[2]王麗， 韓冰.《化工安全與環(huán)保》課程實用教學法探討[J].開封大學學報， 2013（2）：74-75.

[3]孫洪.國內外化工工藝安全管理體系對比， 現代職業(yè)安全[J]. 2019（6）：26-28.

[4]胡俊， 鄭純智， 翁居軾. 化工安全與環(huán)保教學方法的探討[J]. 廣州化工， 2017（12）：181-183.

作者簡介：

趙軍（1980.08-），男，漢族，山東省青島市人，青島科技大學講師，博士研究生。