探究高?！盎瘜W實驗室安全知識”線上課程建設

溫偉紅，孫艷梅

（1.仲愷農業工程學院 化學化工學院，廣東 廣州 510225；2.廣東輕工職業技術學院 輕化工技術學院，廣東 廣州 510300）

引言

高等院校化學實驗室是科研與教育的重要陣地，因此化學安全事故時有發生。據統計，高校化學實驗室發生安全事故的概率為企業實驗室安全事故的10倍［1］。高?；瘜W實驗室出現重大化學安全事故的主要原因，包括人為因素、系統和環境因素以及其他原因，其中，人為原因居多?？茖W探索和研究過程中總是伴有風險，但我們要以最安全有效的方法來開展這些工作。近年來，化學實驗室的安全事故多發，中國高等院校化學類實驗室的安全管理工作面臨極大的壓力與挑戰。在此大環境下，我校在學期初安排新的本科生和研究生接受相關的安全教育課程和安全操作培訓，課程結束后安排考試［2］，合格后給予實驗室準入資格。在過去的實踐中，我們的安全教育主要以安全講座為主、實操為輔，但因授課的時間有限，學生除課堂外沒有進一步鞏固知識的平臺，安全教育的效果還有待提高。本文按教育部辦公廳印發的《關于加強高校教學實驗室安全工作》的要求，比較國內外高校化學實驗室安全教育線上課程，提出符合我們自身情況以學生為本的線上教育和線下教育混合式教學及學習模式。

一、國內外高?！盎瘜W實驗室安全知識”課程現狀

目前，國內高校的“互聯網+”時代線上國家精品課程網上教研平臺、中國智慧樹在線教育等一些各有特色的實驗室安全在線教育資源，主要的學習模式為講解模式，具體內容包括實驗室風險管控系統（RAMP）的四個層面：識別風險、評估風險、減控危險和應急準備［3］。為了確保實驗安全必須準確辨識風險，正確評估風險，才能夠合理管控風險，全面提升實驗安全管理工作的可預見性、規范化和科學化。中國科學技術大學的國家精品課程“化學實驗安全知識”，主要講述化學實驗安全知識中涉及的一些實驗操作，還有很多理論上的知識點。大連理工大學開設的“化學實驗室安全基礎”課程的亮點為全部教學內容均配套安全教育闖關游戲。湖南大學開設的“化學實驗室安全科學”課程面向高校教學實驗室的同時兼顧科研實驗室。武漢理工大學開設的“實驗室安全學”課程主要講述專業科研實驗室的一些隱患較高的實驗室安全事故發生的基本原理、規律和防范措施［4-6］。智慧樹在線教育的化學實驗室安全教育課程，主要是由南昌大學開發的“實驗室安全與防護”，該課程也是目前智慧樹中化學實驗室安全防護教育中系統內使用人數最多的課程，該課程將重點訓練學員的化學實驗室安全意識以及判斷、處置化學緊急情況的能力。安徽中醫藥大學所推出的“實驗室安全與防護”主要根據實驗室操作的基本要求、化學品應用安全、水電安全，以及各門科目中所涉及的實驗操作要求、實驗設備運行標準、安全保護等方面，展開了介紹與評價。青島濱海學院開設的“實驗室安全與防護”課程內容包括基礎安全、專業安全、應急急救三大部分［7-8］。

國外從20世紀90年代初開始重視高校化學實驗室安全教育，成立相關環境、健康和安全的管理辦法（簡稱EHS）的相關部門和創建教育學習網站。全國有機化學排名前三十的大學都將EHS建立在規范性目錄中，并建立了化學實驗室的培訓制度，建立EHS 網站線上共享學習。一般目錄信息包含事務性內容和專業性信息，事務性信息包含：規章制度、聯系方式、培訓信息和應急管理；學科領域一般涉及化工安全性、自然環境安全性、放射安全性以及作業現場的人身安全。國外線上課程平臺主要有網易公開課、可汗學院、Coursera等，主要的學習模式為講解式。國外提出了將線上教學和翻轉課堂相結合的教育理論，翻轉課堂教學即重新調度了課堂內部的時間，把教學的主體由教師變為學生。翻轉課堂是一種教學策略，也是一種混合學習策略。翻轉教學策略也經常與技術輔助相關聯，并且越來越多地被一些高等教育機構采用，作為替代傳統講座的主動學習策略［9］。

二、高校“化學實驗室安全知識”課程的優勢和挑戰

線上教育受益于現今發達的網絡和大數據環境，可以提供互動活動、視頻、動畫、虛擬和遠程實驗室以及在線游戲的一些示例，具有成本低、易便攜、并發性和安全性強的優勢。教育視頻可以拓寬學生知識獲取能力的種類和渠道，呈現多元融合的、立體開放的精品學習資源，培養學生思維速度、反應能力、思想和動作的關聯以及提高學生注意力?！盎ヂ摼W+”時代線上平臺中存在大量在線教育資源，在學生各自的專業中發展更廣泛的知識領域，給學習者群體帶來更豐富多彩的、可延伸的、更細致化的教育體驗。利用信息化教學的優勢，將傳統啟發誘導式教學方法和開放式教學手段有機結合，迎來課程建設的新改革、新面貌、新氣象。

（一）學生缺乏關注

“互聯網+”時代，部分線上平臺主要是在傳統的教學環境中設計的，缺乏對學生學習目的和興趣的關注，學生對實驗室安全課程不重視，課時安排較少，教學內容陳舊，只有少數教師從主動學習教學法的角度去嘗試打破固有的平臺模式。線上和線下培訓課程都是基于教師講解的一些基本常識，具體的實驗操作行為規范和安全意識的養成，更多依賴于在日常實驗過程中不斷去訓練和強化。因此，它僅適用于自覺性較強的學生。

（二）學生缺乏師生與同伴互動

現今大學教學大都采用一對多教學模式，效率較低，教學方法單一，致使學生缺乏語言、行為及情感的互動，課堂呈現單向傳輸的刻板教學模式，與大學生具備的主動思維能力不匹配。事實上，除了存在學生的滿意度比較低的問題之外，還存在學生理解難和參與率低的問題。學生在并沒有受到密切監控的情況下在課堂開始前參與進來，目前大多數是教師對學生進行評價，缺乏學生對教師及課程的評價體系，即課堂雙向傳輸能力。

（三）線上線下混合式融合教學挑戰

現今，培養學生自主學習能力已成為學校面臨的挑戰，盡管互聯網有望克服障礙，但將其應用于教育領域本身就是一個挑戰。因為在該技術發展的前期，在教育中利用互聯網技術還缺乏經驗和合適的融合模式。今天的教師面臨將線上線下融合學習方法逐漸推廣到常規教學中的幾個挑戰：由于知識、技能、時間、基礎設施等不足，對于實驗室安全教學，需要跟上時代的腳步。

三、高?；瘜W實驗室網絡安全課程的解決方案

為了應對這些挑戰，提出以學生為中心的線上與線下課程相結合的混合教學模式，這是一個規范的成熟模型，它有一套全面指導方針，活動格式由創建者和參與者共同行動組成。它超越了傳統的基于講座的視頻或測驗，指導教師創建和實施新型的教學模式，同時將以學生為中心的教學方法作為其核心。新型教學模式通過對話和社交網絡進行學習，學生通過交流思想和分享觀點來學習，實現遠程教學功能。

（一）初始學習

在課程開始前，通過提出一個問題、提供一個短片或小組進行活動等模式，讓學生提前對課程有所了解。加強課前準備、論文交流與討論、網絡學習等互動教學，在線上進行虛擬仿真預習，網絡查找資料。互聯網給學生提供了大量的可靠的素材可以讓學生進行線上學習，教師可以督促學生重視線上學習的提前準備。初始學習的目的是使學生能夠自主學習不同資源，在課程開始時強制學生參與課程，拋開過去的被動學習模式，鍛煉學生的綜合學習能力。

（二）邊做邊學

這是一種形成性評估活動，通常采用在課程中穿插選擇題、簡答題或真假類型題來進行測試，為學生提供定制反饋。結合任務型評分機制，讓學生自我總結歸納，充分進行自主學習，考核權重不單一化。不僅如此，教師需要為多樣化學習路徑提供更多學習資源，例如其他課程鏈接、課程問答、課程仿真，以實現新知識有效傳播的及時性、靈活性和延展性。“互聯網+”時代，線上教學極易實現學科交叉及不同學科知識節點的鏈接，因此，如果鏈接數量較多，則更有可能進行深入指導性的創新教學。

（三）體驗互動

通過課程中間教師提出問題、學生集中討論的方式讓學生在課堂上發表主觀認識，并結合問答檢驗環節，培養學生學習的主觀能動性。建立課后論壇，即使沒有教師在場，學生在家學習也可以相互聯系、交換意見、回答問題并推進學習。當學生發布問題、故事、圖像、視頻和計算機程序供其他學習者回答或復習時，可以提高學生對大規模教學和學習的參與度，同時利用現有的VR教學模式能夠更好地幫助學生身臨其境地感悟實驗室安全課程的重要性，讓學生對學習產生興趣，更加愿意主動學習。將VR技術應用于化學實驗室安全教育，可以彌補課堂教育實體培訓的不足，降低培訓材料的消耗和培訓成本，提高大學生實驗室安全教育教學訓練水平，改善教學環境，優化教學過程，培養學生具有較強化學實驗室安全意識。學生可通過資源的仿真軟件或仿真課程進入對應的頁面進行學習。以資源方式學習時，學生可查看培訓記錄和進行資源評論。在課程中教師可通過課時設置和組織仿真考試對軟件的學習情況進行考核。通過系統的軟件授權設置，可以使仿真軟件的操作脫離局域網，在互聯網中隨時隨地學習。

（四）模塊化教學

教師可以將整個課程模塊劃分為不同的子主題來創建每個主題的活動，讓學生講解課程中的一小部分知識點，讓學生意識到自己可以在課程中起到主導作用。教師設計適當的課外活動、及時互動和為表現不佳的學生提供咨詢、課后反思和整個學期的參與數據，定期追蹤分析、反饋調整教學方案，讓學生充分參與到教學環境中，在培養學生的表達能力的同時學習實驗室安全理論知識，促進學生重視線上學習。

（五）配備相應的虛擬教學資源

加大實驗教學資源庫“云平臺”建設，不斷增加、調整和改進自主實驗教學資源庫，進行網絡共享，根據教學的需要，建設基于網絡的實驗教學在線學習支持平臺，建立云共享，發揮仿真實驗教學資源的輻射作用，共享教學資源。整合多家在線教育平臺，將平臺或工具與虛擬仿真實驗教學和實驗教學有機結合，借助學習通、雨課堂、微信等平臺和工具，充分利用虛擬仿真實驗教學平臺及資源，將平臺資源進行整合，多手段推進線上實驗教學活動開展。

結語

本研究表明，將線上課程資源與線下教學實踐整合到高校化學實驗室安全教育中可以解決與學生多元化學習和課堂參與度相關的問題。安全培訓的方法不僅增強了培訓力量、設置準入機制、加大推廣力度，最關鍵的是要把安全培訓有機結合到實際教育中。在培訓課程中，教師和學生都需要時刻去應對全新教學模式帶來的機會與風險，更多的教師關注滿足他們多樣化需要的自主學習意識的培訓，這也是教師改善課堂教學的巨大力量。把線上與線下課堂相結合，改革固有的高校課堂方式，以學生自主學習能力為核心來打造全新的高校課堂方式，讓他們在實驗教學中完成辨識危險、判斷危害、減控危險和緊急處理等方面的一系列實戰訓練，從而提升學生的知識效能，把被動方式轉化為自主方式，以便學生通過有效參與獲得更深入的概念知識。這些鍛煉不僅增強了學生的安全意識與防范技能，也更有力地保障了高?；瘜W實驗室的安全性。