“全程育人”理念下递进式开...育——以吸收与解吸实验为例_罗群

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2023年第4期广东化工第50卷总第486期www.gdchem.com·217·“全程育人”理念下递进式开展化工实验安全教育——以吸收与解吸实验为例12罗群，程志毓(1．东莞理工学院基础化学实验教学中心，广东东莞523808；2．东莞理工学院生态环境与建筑工程学院，广东东莞523808)[摘要]化工实验室存在的风险是多方面的，从普通电气到专业化工设备，从原料使用到危废处理，每个因素、环节都可能是潜在的风险来源，因此，安全教育需要贯穿整个化工实验教学过程。全程育人，要求我们遵从学生成人成才的规律，精心设计教学方案与路径，使学生容易接受优质的教育理念，增长才干。在全程育人理念下，以“吸收与解吸实验”教学为例，递进式开展探讨化工实验室的安全教育，有助于强化师生安全意识，提升师生安全知识与技能。[关键词]化工实验；全程育人；安全教育[中图分类号]TQ[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2023)04-0217-03ExplorationofSafetyEducationofChemicalEngineeringLaboratoryundertheConceptofWholeProcessEducation—takeAbsorptionandDesorptionExperimentalasanExampleLuoQun,ChengZhiyu(1.BasicChemistryExperimentalTeachingCenter,DongguanUniversityofTechnology,Dongguan523808；2.SchoolOfEnvironmentandCivilEngineering,DongguanUniversityofTechnology,Dongguan523808,China)Abstract:Therisksofchemicallaboratoriesaremanifold,rangingfromgeneralelectrictospecializedchemicalequipment,Fromrawmaterialstohazardouswaste,everyfactorandlinkisapotentialsourceofrisk,Therefore,thesafetyeducationneedstorunthroughthewholechemicalengineeringexperimentteachingprocess.Thewholeprocessofeducationrequiresustofollowthelawofstudent'sgrowingup,carefullydesignedteachingprogramsandpaths,sothatstudentsreceiveeducation,growthability.Takingtheteachingofabsorptionanddesorptionexperimentasanexample,thesafetyeducationofchemicalengineeringlaboratoryiscarriedoutstepbystepundertheconceptofwhole-courseeducation,whichhelpstostrengthenthesafetyconsciousnessofteachersandstudentsandimprovetheirsafetyknowledgeandskills.Keywords:chemicalengineeringexperiment；wholeprocesseducation；safetyeducation高校实验室是完成教学和科研的重要场地，实验室的安全现象，在其他高校并不少见。为通过安全检查，近年来大部分是开展一切工作的基础。随着高校的扩大招生，学科的交叉融学校陆续安装了喷淋设施，但部分学校的设施未接水，部分学合，高校资源的高度开放，高校实验室事故也呈现出递增态势，校的喷淋洗眼器即使有接入自来水，但水压不足，洗眼器水柱据统计，近十年来高校化学化工实验室发生的事故高达20多高度不足；部分学校的喷淋洗眼器，从安装的第一天起无人检起，其中造成人员伤亡的有6起。高校实验室安全事故，对师验，从未打开过，以至于打开时涌出黄色锈水，评价其形同虚生的生命健康、财产安全造成了重大的损失，给校园安全稳定设毫不为过。带来了严峻的挑战，同时也给社会带来了一定的恐慌，为此，不仅高校，企业的安全管理也存在很多不足。2020年某市高校实验室安全管理，尤其是化工实验室的安全管理需要给予一名员工将加热后的异构烷烃混合物倒入塑料桶时，因静电引高度的重视。发可燃蒸气起火。在长达3分钟里，该员工先后开启了一系列化工实验室安全系数的提升离不开优质的实验室安全建让人窒息的操作：试图用嘴把火吹灭、拿盖板将火扇灭、用脚设与管理，其中安全教育工作是安全建设和管理工作的基石，踩灭、到门外取一碗水灭火……而几步之外挂在柱子上的灭火对强化师生安全意识，提升师生安全知识与技能起着举足轻重器成了“摆设”，最终酿成了19人死亡，3人受伤的悲剧，近的作用。几年来，化工行业事故高发，仅2018年，全国共发生化工事故[2-3]1高校化工实验室存在问题176起，死亡223人，培养化工安全人才，刻不容缓。有一种说法“企业安全生产事故是学校安全教育所欠下的账”，这近年来，高校化学化工实验室事故频发，事故原因各不相种说法言过其实，但不得不承认，各种行业尤其是化工行业事同，主要集中在以下几个方面：(1)自上而下的对实验室安全故的遏制，有赖于学校开展良好的安全教育，尤其是与企业直重视不足，安全意识淡薄；(2)管理制度的缺失，或制度落实接接轨的高校安全教育。不到位；(3)安全投入不足，安全设施设备缺失、老旧或形同摆设；(4)对风险识别不到位，对隐患排查治理不彻底；(5)安2全程育人与化工实验安全教育[1]全应急预案停留在文本，缺乏及时更新和定期的演练。一系全程育人，要求我们遵从教育规律、教学规律和人才成长列的问题造成了以下现象：(1)对实验室安全缺乏主动思考，规律，针对学生的需求和课程特点，因材施教，优化教学内容、[4]处处被动应付；(2)安全管理的水平依“职业良心”而定，安改进教学方法。全工作有罚无奖，无人愿意做安全工作；(3)发生事故时，安化工实验室除危化品外，还有高温高压化工设备，以及实全设施起不到应有的作用；(4)对危险监控不到位，意外频发；验后产生的危废，大量的流动人员等，每个因素、环节都是潜(5)发生事故时手忙脚乱，甚至错误应对。在的风险来源，因此，安全教育需要贯穿整个化工实验教学过[5-6]2021年某高校实验室一名实验人员头发着火，匆忙跑到程。门口拉下喷淋开关，却发现喷淋水龙头无水流出，慌乱中寻找本文以“吸收与解吸实验”教学为例，设计教学方案与路其他灭火方式，所幸赶来的其他人员灭火及时，该人员经医院径，探讨全程育人理念下，递进式开展实验安全教育，旨在强检查诊断为轻微烧伤。安全设施设备在关键时刻不能起作用的化师生安全意识，提升师生安全知识与技能，保障师生安全，[收稿日期]2022-08-20[基金项目]东莞理工学院2020年质量工程项目-《实验室安全与环境保护》通识教育课程建设(202002093)[作者简介]罗群(1983-)，女，广东清远人，高级实验师，主要研究方向为实验室安全建设与管理。

1广东化工2023年第4期·218·www.gdchem.com第50卷总第486期[7]维护校园稳定。完成线下安全培训后，学生需逐条阅读《实验室安全承诺3落实安全准入制度书》，并确认签字，承诺遵守实验过程中的安全规定，至此，学生完成实验前的所有实验前的安全教育，并与实验室签订相为保障师生生命安全，保护学校财产，加强师生安全与责应的责任书，明确了师生在实验室内安全责任。任意识，杜绝事故的发生，学校及实验室所属二级部门制定并落实安全准入制度，制度规定，师生在进入实验室开展实验前，4本质安全理论在安全教育中的应用需完成以下事项，方可获得实验室准入资格。本质安全理论的含义是把系统里的危险因素从根本上消3.1基础安全学习与课前预习除或减少。本质安全理论有四个基本原理，分别是最小化原理、在实验课程开课前，要求学生自学一定学时的实验室安全替代原理、稀释原理和简化原理。在化工实验教学中，为确保知识，为方便学生进行线上学习，学校建立了“实验室安全考师生安全，主要从最小化原理、替代原理上下功夫，从而消除试系统”，系统里有各个模块的学习内容，如实验室“水电安或减少危险因素，保障师生安全。实验课程中，指导老师可结全”，“气瓶安全”，“危化品安全”，“特种设备安全”，合反应物、工艺、危险废弃物处理等的调整、优化，分析各个[8]“典型事故案例”等。学生通过线上完成规定学时的基础安环节与化工实验安全的联系，帮助学生掌握专业知识的同时，全知识，方可进行安全准入考试。基础安全教育的形式多样，理解安全原理在其中的应用。可采用线下讲座、线上课程或两者相结合的方式，多措并举，4.1最小化原理[9]开展安全教育。此外，学生需按要求完成课程预习并完成预根据安全理论，判断事物的危险性，由危险度的高低来评习报告，了解实验所需的试剂、设备及其危险特性，对实验每价。危险度是事故发生的概率和事故发生后的严重程度的乘个步骤所涉及的危险性有个提前的预估和判断，对实验危险性积。因此，控制事故发生的概率或控制事故发生后造成后果的给予足够的重视。严重程度，是控制危险度的两个方面。而危险因素的多少，决3.2安全准入考试定了事故的发生概率，危险物质存在的数量，决定了事故发生完成基础安全学习后，学生需进入安全准入考试完成考的严重程度，如此一来，最小化原理指引我们在化工实验室想核。本环节的题库并非千篇一律的通用卷，而是由各个二级学要控制事故发生的概率及其严重程度，主要从危险因素及危险院的安全员根据各个学科、各个实验室的特点，为即将开展实物质的量上做控制。验的学生“量身定做”的针对性题库，题目类型均为选择题和以“吸收和解吸实验”为例，常用的实验体系为NH3-空判断题的组合。如化工实验室所采用的题库，80%以上题目气-水体系，NH3是一种易燃气体，高压气瓶遇热有爆炸危险，内容与化学品危险性、化工设备危险性以及相应的应急处置方尤其是多个气瓶存在的情况下，发生爆炸的气体钢瓶可能击穿式所构成。为保证学生掌握安全知识，提前了解实验室危险性，其他气瓶，从而引发二次事故。根据最小化原理，在特定的准入考试成绩并非60分合格，而是参考并严于驾照考试科目NH3危险源前提下，管理者从降低发生事故的危险程度出发，一的设置，95分以上(含)方能通过安全考试。因此，部分学生尽管实验室内有多台吸收与解吸装置，但并非每台设备配置一可能无法一次通过考试，系统可设置多次考试，直至学生通过个氨气钢瓶，而是多台设备通过多通管道连接到一个氨气钢瓶考试为止。同时，为避免个别学生按顺序套答案，每次考试均上，通过减少危险物质的数量，降低危险程度。同时，化工实从试题库中随机取题形成试题，避免学生蒙混过关，确保安全验通常在理论课后集中开课，因此开课时段相对集中，为进一考试的意义。步保障校园安全，化工实验室采取“以租代买”的形式使用氨3.3线下安全培训与课程讲解气钢瓶，避免气瓶长期存放在实验室内，同时气体供应公司在通过安全准入考试后，学生首次进入实验室，第一节课安充装时必须对气瓶定期检验，这些环节均由专业的公司完成，排线下安全培训，主要介绍化工实验用房的水电分布、逃生通避免实验室疏忽漏检，造成事故。当然，凡是具有利弊，如多道、消防器材及其使用方法，需要特别强调的是，化工原理实台设备连接一个气瓶，必须配备容量足够大的氨气瓶，气瓶容验室多为工厂型实验室，有反应釜、离心泵等反应设备，涉及积由40L换成80L，这就引发了另一个安全问题，即危险物高温、高压等反应条件。化工实验室在个人防护方面有它的特品最小单位体积变大，且因多台设备共用一个氨气瓶气压的稳点：(1)长发女生要求盘发，并使用发套，避免在观察实验现定性不如气瓶设备一对一的稳定性，实验数据的稳定性也会收象时发生缠绕或卷入事故；(2)部分反应釜容积和压力符合特到影响。种设备的特征，应按特种设备管理，取得操作证方可进行操作；4.2替代原理(3)开机和关机需严格按规程操作，避免升温、泄压等过程中在一个系统中，采用危险性更低，安全性更强的物质代替出现严重事故。最后化工实验室可能发生的事故，进行简单的原来危险物质，称为替代原理。如采用无毒代替有毒，低毒性应急处置演示。代替高毒性，或用危险性更低的工艺代替危险性更高的工艺如在学生动手实验之前，教师需要对本次实验内容进行系统采用常压反应代替高压反应等，均是替代原理的体现。讲解，告知学生本实验目的、原理、步骤、注意事项、可能出在实验教学中，替代原理应用较广。如在物理化学“燃烧现状况以及应对办法等。“吸收与解吸实验”所用设备除电机热测定”实验中，采用蔗糖代替传统待测物萘，不管从安全还系统、涡流气泵等功能模块外，还有供应实验体系压缩气体，是环保的角度，都是更优的选择。在化工实验室“吸收与解吸因此，高压气瓶的安全使用是本实验的安全关键。实验体系常实验”中，传统的实验体系为NH3-空气-水，如前所述，NH3用NH3-空气-水或CO2-空气-水，教师需在实验开始前详细讲解具有易燃和在高压气瓶内具有爆炸的危险，应用最小化原理虽气瓶和减压阀的使用方法和注意事项，具体为气瓶的运输、储然能降低发生事故的严重程度，但始终无法消除危险源。故在存、检验、余气要求、加压阀开启及关闭等，并在学生使用气新一代的设备中，实验体系设计为CO2-空气-水，仪器在此基[8]瓶时在旁监督和指导。础上也做了进一步升级，升级后设备对比如下：3.4安全承诺书签订表1新旧设备对照表Tab.1Comparisonofoldandnewequipment参数原设备现设备实验体系NH3-空气-水CO2-空气-水电控系统具备超温提示和联锁保护停机具备超温提示和联锁保护停机电机冷却无循环水配置过温保护漩涡气泵可防止吸入式机械伤害具备过滤器，防止吸入式机械伤害电控箱体上方具备防水、防尘盖上方具备防水、防尘盖电控箱内无线槽线路具备线槽盖，防止线路裸露搭接1.装置上有二维码，扫描可观看实验演示动画，预习实验内容；智能系统无2.网页版智能在线学习系统，线上+线下教学模式；3.智能3D虚拟仿真板块，具备3D虚拟实验室场景和实验装置，实现模拟操作、测试。

22023年第4期广东化工第50卷总第486期www.gdchem.com·219·“吸收与解吸实验”所产生的NH3(或CO2)可通过淋洗降低废气中污染物浓度，从而达标排放。而废液和固废，则应根据性质进行分类收集、回收或处置。化工实验室的废液通常是有机废液(含丙酮，环己烷等)，固废则通常是废空瓶。需要特别注意的是，废空瓶的处置一直存在争议。部分老师把经过清洗后的空瓶混入普通垃圾中进行处置，未按危废进行处理，甚至个别工作人员把塑料材质的空桶倒卖给无危废经营许可的废品收购站。据报道，有学校保安和公司职员通过售卖废空桶获利千元，却被环保部门依据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定，处以高达120多万的罚款。根据《国家危险废物名录(2021版)》，承装危险品的容器属于危废的一种，应严格按照有关规定处置。在化工实验安全教育的最后一公里，管理人员应以身作则，把危废处置的相关法律法规等落图1吸收与解吸实验装置实到位，根据危废的相关特性，分类收集废液和固废，交给有[10]Fig.1Absorptionanddesorptionexperimentalapparatus资质的公司回收，确保实验室的安全与环保工作善始善终。安全是一个系统工程，安全意识的强化，安全技能的习得，不是一两次讲座或培训即可达到的。在全程育人的理念下开展设备最主要的改善是实验体系由原来危险性更大的NH3-安全教育，从课前基础安全教育到安全准入考试，从线下安全空气-水转变成CO2-空气-水体系。非易燃的CO2替代了易燃培训到安全承诺书的签订，从实验课程教学到课后危废的收集且具有爆炸危险NH3。CO2是一种不可燃气体且无毒。但空气处置，遵从学生成才规律，依据课程特点和学习进度设计教学浓度中浓度超过一定量会引起相应的不适甚至危险。查CO2方案和路径，递进式把化工实验安全教育环环相扣于实验教学[11]的MSDS可知，空气中CO2浓度超过3%会令人呼吸困难、中，可满足学生不同阶段的需求，尊重学生的成长规律，头晕目眩、呕吐等；10%以上出现视力障碍、呼吸加快、血使学生从中收获安全知识，强化安全意识，增长才干，系统性压升高，意识丧失，25%以上出现神经抑制，窒息致死。不降低实验风险，保障师生安全。同于NH3具有强烈的刺激性气味，CO2是一种无色无味气体，如发生泄漏，不易被察觉，易造成急性中毒。4.3简化原理参考文献是指确保系统中的设备、工艺、管理制度等最科学、合理、[1]徐旭冉，李勤华，李羽让．基于PDCA循环的高校化工类实验室安全文简洁。保证指引的明确、高效，减少操作失误。化体系建设[J]．科技创新导报，2013，19：140-143．《高等学校实验室安全检查项目表(2022)》中，要求大型[2]吴艳阳，魏永明，彭阳峰，等．化工类专业安全课程体系建设与实践[J]．高仪器设备需制作相应的操作规程或注意事项，并张贴于醒目教学刊，2021，33：81-85．处。操作规程一般包含开机前检查、开机步骤、停机步骤、注[3]刘义，田悦，赵东风，等．新工科背景下化工安全复合型人才培养研究意事项等。但目前大部分操作规程均没有整理和提炼，仅把设[J]．高等理科教育，2021，2：39-44．备说明书内容简单搬到操作规程中，与本质安全理论中的简化[4]程文雪，叶领云，罗群，等．“三全育人”体系建设中的分析化学实验原理相违背，操作者在使用设备时，相关规程无法起到提醒和教学改革研究与实践[J]．广东化工，2021，48(18)：303-304．指引的作用。在“吸收与解吸实验”教学中，为加强学生的学[5]刘义，古家磊，王世浩，等．过程安全管理在化工实验室中的应用[J]．实习效果，以及对实验设备的安全操作有更好的认识，学生在提验技术与管理，2017，34(12)：268-271．交的实验报告中，另需独立完成一份《吸收与解吸实验设备操[6]孔祥北，陈思凝，孙培琴．化学化工类科研实验室安全管理体系建设方作规程》。学生在操作规程编写过程中，进一步理解了操作步法研究[J]．中国安全生产科学技术，2021，17：182-188．骤之间的逻辑关系，加深了对专业知识的巩固，对实验安全的[7]徐石海，安全教育贯穿有机化学实验教学全过程的探索与实践[J]．实验理解。技术与管理，2019，36(12)：16-18．5危废处理与实验室安全[8]郭泉辉，汤雁婷，李娟等．新常态下高校化工实验室安全管理探索[J]．实在实验室安全中，危废处理是容易被忽略的一环。一来因验技术与管理，2017，34(10)：249-251．为师生更关注实验过程中的安全，认为实验后的废弃物危险性[9]王启明，何璐，宣芸，等．线上线下相结合突出全程育人理念多措并举变低，二来认为只有实验过程中的安全与自己有关，废弃物则[J]．解剖学研究，2021，43(4)：392-394．应由实验室管理老师处理。2021年某大学一名博士生在清理[10]吴潘，余徽，田文，等．高校合格化工实验室建设内容初探[J]．实验此前毕业生遗留在烧瓶，用水冲洗瓶内未知白色固体时发生炸科学与技术，2017，15(3)：139-141．裂，玻璃碎片刺穿该生手臂动脉血管，幸好救治及时，无生命[11]毕献为，李晓雷，受中秋，等．“全程育人”理念下分层递进式教学危险。事实上，由于危险废弃物处置不当引起的事故占实验室在高校公共体育教学中的应用研究[J]．教育教研，2019，5：39-40．事故的30%左右，不得不引起重视。金属钠、催化剂、自发热硝化物、镁铝金属粉末等废弃物等随意丢弃在垃圾桶，下水道，是引起大多数事故的主要原因。因此在化工实验的最后一(本文文献格式：罗群，程志毓．“全程育人”理念下递进式个环节，应对学生进行危废规范处理的安全教育。开展化工实验安全教育——以吸收与解吸实验为例[J]．广东危废包含废气、废液和固废，废气由实验室配置的通风设施化工，2023，50(4)：217-219)进行收集和处理，对有机废气进行吸附，无机废气进行喷淋，如