淺談外國教材中的實(shí)驗(yàn)安全教育
——以美國初、高中物理教材為例

何晨芯 陳 嫻

(南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院,江蘇 南京 210097)

1 引言

實(shí)驗(yàn)室安全事故的頻繁發(fā)生、年輕生命的隕落令人痛惜不已.實(shí)驗(yàn)安全的教育和管理愈發(fā)受到關(guān)注.中學(xué)物理教學(xué)中,有不少物理實(shí)驗(yàn)的操作過程“危機(jī)四伏”,稍有不慎便可能引起安全事故.因此,加強(qiáng)中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全教育,培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣,提高實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)是減少實(shí)驗(yàn)安全事故的根本,切不可等閑視之.然而,與國外的實(shí)驗(yàn)安全教育體系相比,我國在側(cè)重點(diǎn)、教材建設(shè)方面均有待完善和提升.

2 國內(nèi)實(shí)驗(yàn)安全教育現(xiàn)狀

據(jù)相關(guān)研究的分析結(jié)果顯示:人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)是導(dǎo)致事故的直接原因,其中,人的不安全行為引起的事故占88%;[1]實(shí)驗(yàn)操作人員的不良安全知識(shí)、意識(shí)、習(xí)慣是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室安全事故的間接原因.[2]

縱觀我國的實(shí)驗(yàn)安全工作,更多的是從實(shí)驗(yàn)室安全制度的定制和實(shí)驗(yàn)室安全責(zé)任制的落實(shí)等管理員的角度出發(fā),在學(xué)生的安全意識(shí)、素質(zhì)的培養(yǎng)方面相對(duì)薄弱.[3]此外,由于實(shí)驗(yàn)室是高校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究的基地,國內(nèi)也更加關(guān)注高校這一道教育搖籃,而忽視了中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全教育.教材是開展實(shí)驗(yàn)安全教育的重要工具.遺憾的是,國內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室安全專著和各種讀物多針對(duì)高校學(xué)生,在面向初、高中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全教材的建設(shè)上較為薄弱.目前,中學(xué)生所使用的學(xué)科教材中也較少涉及實(shí)驗(yàn)安全教育.以物理學(xué)科為例,初高中教材中幾乎沒有關(guān)于實(shí)驗(yàn)安全教育的內(nèi)容,學(xué)生很難從教材中了解實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范和注意事項(xiàng)等.

總體而言,國內(nèi)現(xiàn)階段的實(shí)驗(yàn)安全教育處于“重制度,輕意識(shí);重高校,輕中學(xué);教材建設(shè)不足”的局面.但筆者認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)安全教育是安全管理的基礎(chǔ),良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、安全意識(shí)的培養(yǎng)都不應(yīng)該等到了高等教育階段才被重視.

3 美國教材中的實(shí)驗(yàn)安全教育

歐、美、日等發(fā)達(dá)國家在實(shí)驗(yàn)安全教育方面起步較早,從上世紀(jì)70年代開始重視包括實(shí)驗(yàn)室安全在內(nèi)的職業(yè)安全衛(wèi)生工作,[4]因此更為完善和成熟.為了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)安全教育工作,美國不僅重視高校的實(shí)驗(yàn)安全教育和管理工作,在中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全教育上同樣煞費(fèi)苦心.例如,美國主流的初、高中教材中均編寫了實(shí)驗(yàn)安全知識(shí),注重引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)的物理實(shí)驗(yàn)操作過程中可以切實(shí)踐行安全理念,確保學(xué)生安全、順利地完成實(shí)驗(yàn)研究.

以下主要介紹2套美國主流初、高中教材中的實(shí)驗(yàn)安全教育,分析其特點(diǎn).

3.1 初中教材中的實(shí)驗(yàn)安全教育

美國STC/MS (Science and Technology Concept for Middle School)教材是由美國國家科學(xué)資源中心(NSRC)組織所編寫的,它是配合美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)具體實(shí)施的初中科學(xué)教材.共8本教材,內(nèi)容涵蓋生命科學(xué)、地球科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、科學(xué)與技術(shù).該系列教材以探究為中心,內(nèi)容在組織上完全圍繞探究活動(dòng)展開,因此涉及到許多實(shí)驗(yàn)活動(dòng),實(shí)驗(yàn)安全教育貫穿就其中以指導(dǎo)和幫助學(xué)生安全地完成實(shí)驗(yàn)探究.

以下重點(diǎn)分析《物質(zhì)的特性》、《電能與電路設(shè)計(jì)》、《光》[5]這3本物理教材中的安全教育內(nèi)容.

3.1.1 內(nèi)容呈現(xiàn)

STC系列教材中的實(shí)驗(yàn)安全教育內(nèi)容主要以名為“安全提示(Safety Tip)”的標(biāo)簽(如圖1)的形式呈現(xiàn).每個(gè)標(biāo)簽中有一些與探究活動(dòng)有關(guān)的安全提示,語言精練易懂.教材中編排了大量的插圖,不少插圖描繪的是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的場面,實(shí)驗(yàn)安全教育也融入到這些插圖中.例如,佩戴防護(hù)鏡是教材中反復(fù)提醒的內(nèi)容,因此,大量插圖中的人物均佩戴著防護(hù)鏡;不少探究活動(dòng)需用到試管,插圖中就很注重描寫試管的使用細(xì)節(jié)(如圖2).

圖1 STC教材中的安全提示標(biāo)簽圖2 STC教材中的插圖

這兩種呈現(xiàn)方式,插圖直觀形象地告訴學(xué)生應(yīng)如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,文字則深入地說明細(xì)節(jié),二者相輔相成的教育方式能更有好的促進(jìn)初中生提高安全意識(shí),規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作.

3.1.2 內(nèi)容選擇及特點(diǎn)

3本教材的物理主題不同,因此安全教育側(cè)重點(diǎn)也不同.對(duì)3本教材進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表1所示.

表1 STC 3本教材安全教育內(nèi)容統(tǒng)計(jì)

續(xù)表

STC系列教材的安全教育具有以下幾個(gè)特點(diǎn).

(1) 全程性、針對(duì)性強(qiáng).

《物質(zhì)的特性》一書中的安全提示數(shù)量多達(dá)53條,其余兩本也有20條以上.這與國內(nèi)的學(xué)科教材形成鮮明對(duì)比.這些“安全提示”標(biāo)簽分散的安插在各個(gè)探究活動(dòng)內(nèi)容的旁邊,貫穿整本教材.可見,安全教育具有全程性.

依據(jù)教材主題,安全教育的主要內(nèi)容也不同.《物質(zhì)的特性》一書主要涉及密度、熱傳遞、溶解度等概念,探究實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常對(duì)物質(zhì)加熱.因此,安全提示主要針對(duì)加熱及用火安全,化學(xué)藥品的使用等.《光》一書旨在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)光,學(xué)習(xí)光的傳播、散射、折射及其應(yīng)用等,因此不少探究活動(dòng)需使用燈泡,分光鏡、望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)器件,安全提示主要提醒學(xué)生避免燙傷和正確使用光學(xué)器件.而《電能與電路設(shè)計(jì)》一書要求學(xué)生會(huì)連接電路,能從電路實(shí)驗(yàn)中得到結(jié)論和制作簡單的電器.因此,安全教育上更注重電路安全和設(shè)備的使用,特別是二極管、電容、電阻器的使用注意事項(xiàng).

(2) 重復(fù)性高.

STC系列教材的使用對(duì)象是初中生,他們剛接觸實(shí)驗(yàn),對(duì)器材的使用還不熟悉.反復(fù)強(qiáng)調(diào)有助于加深印象,深化學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的培養(yǎng),牢固樹立實(shí)驗(yàn)安全意識(shí).例如《物質(zhì)的特性》中,“探究過程中需佩戴防護(hù)鏡”的安全提示就有16條;《光》中“不要觸摸燈泡,它很熱可能燙傷你的手”這類安全提示共有12條;《電能與電路設(shè)計(jì)》中有5處強(qiáng)調(diào)“改變電路連接前請(qǐng)確保開關(guān)斷開”.但凡實(shí)驗(yàn)探究過程中存在安全隱患,教材中都會(huì)重復(fù)提示,完全相同的安全提示可能前后頁緊挨,這正體現(xiàn)出國外對(duì)實(shí)驗(yàn)安全教育的高度重視.

(3) 關(guān)注細(xì)節(jié).

STC系列教材中的安全提示十分關(guān)注細(xì)節(jié).例如,強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)“盤起頭發(fā),禁止穿著寬松”,探究結(jié)束后要“完成實(shí)驗(yàn)后洗手”,教給學(xué)生“為防止固定燈的書架傾倒,用書或此類重物壓住書架”的方法,提醒學(xué)生“總保持螺絲刀遠(yuǎn)離自己及他人的身體”、“勿將太陽能電池放置得太靠近光源,否則過多的熱量會(huì)損害細(xì)胞”,關(guān)注學(xué)生是否會(huì)對(duì)化學(xué)藥品過敏……這些內(nèi)容恰恰是師生都容易忽視的細(xì)節(jié),是實(shí)驗(yàn)安全事故的導(dǎo)火索,因此該教材關(guān)注細(xì)節(jié)并反復(fù)強(qiáng)調(diào),更體現(xiàn)出“以人為本”的理念.

3.2 高中教材中的實(shí)驗(yàn)安全教育

《豪爾特物理》(《Holt Physics》)[6]是現(xiàn)今美國主流的高中物理教科書之一.據(jù)美國物理學(xué)會(huì)(American Physical Society)于2014年發(fā)布的“教科書使用情況”調(diào)查顯示,[7]無論在常規(guī)課程還是榮譽(yù)課程中,它的選用率都呈上升趨勢,成為美國高中的這兩種課程中最受歡迎的物理教材.在概念課程的使用中,該教材也嶄露頭角.可見,《豪爾特物理》的影響力不容小覷,而且它也十分注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全教育.

3.2.1 內(nèi)容呈現(xiàn)及編排

與STC系列教材“標(biāo)簽式”的穿插呈現(xiàn)不同,《豪爾特物理》中的安全教育內(nèi)容以連續(xù)的版面編排在正式的物理教學(xué)內(nèi)容之前.對(duì)高中生而言,他們?cè)诔踔袝r(shí)已經(jīng)經(jīng)過了一輪實(shí)驗(yàn)安全教育,有能力系統(tǒng)地學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng).前置的編排能讓學(xué)生先熟識(shí),在有準(zhǔn)備、有基礎(chǔ)的情況下再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作.

3.2.2 內(nèi)容選擇及特點(diǎn)

《豪爾特物理》中的安全教育主要分為兩個(gè)模塊,一是“安全標(biāo)識(shí)”(Safety Symbol),二是“物理實(shí)驗(yàn)室安全”(Safety in the Physics Laboratory).教材中共介紹了9種安全標(biāo)識(shí),如表2所示,每種標(biāo)識(shí)下均附有幾條規(guī)則說明,要求學(xué)生“記住這些適用于特殊活動(dòng)的安全標(biāo)識(shí)”,并強(qiáng)調(diào)“安全標(biāo)識(shí)下的編號(hào)規(guī)則適用于所有實(shí)驗(yàn)室工作”.“物理實(shí)驗(yàn)室安全”中列出了21條安全條例,如表3所示,大多數(shù)安全條例都有補(bǔ)充說明.這些安全條例都是最基本但又必不可少的安全須知,涵蓋了穿著安全、一般注意事項(xiàng)、化學(xué)藥品的使用、急救、加熱及用火安全、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的處理方法等幾個(gè)方面,但未涉及具體的操作規(guī)范.

表2 《豪爾特物理》教材中的安全標(biāo)識(shí)

表3 《豪爾特物理》教材中的安全條例

《豪爾特物理》中的安全教育有以下幾個(gè)特點(diǎn).

(1) 重視思想教育.

在“物理實(shí)驗(yàn)室安全”模塊中,引言部分強(qiáng)調(diào)“系統(tǒng)的、細(xì)致的實(shí)驗(yàn)室工作是任何科學(xué)項(xiàng)目的重要組成部分,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室工作是科學(xué)進(jìn)步的關(guān)鍵……你所使用的儀器和設(shè)備會(huì)涉及到各種安全隱患,它們對(duì)物理學(xué)家造成同樣的危害,你必須意識(shí)到這些危害.你的老師將引導(dǎo)你正確使用設(shè)備和進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但在此過程中你也必須對(duì)自己的部分負(fù)責(zé)……”.正所謂“安全教育,思想先行”,唯有讓學(xué)生意識(shí)到實(shí)驗(yàn)安全的重要性,樹立安全意識(shí),他們才會(huì)主動(dòng)的去學(xué)習(xí)安全知識(shí)和注意安全細(xì)節(jié).

(2) 重視安全標(biāo)識(shí)教育.

安全標(biāo)識(shí)是最直觀、快捷、行之有效的提示手段之一,美國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的安全管理體系都很重視安全標(biāo)識(shí)的規(guī)范及其規(guī)范化使用.[8]因此《豪爾特物理》教材中的安全教育先介紹安全標(biāo)識(shí)并強(qiáng)調(diào)這些標(biāo)識(shí)適用于所有實(shí)驗(yàn)室工作,能有效地提醒和影響學(xué)生的行為,為學(xué)生的人生安全提供最直接有效的保障.然而,在我國實(shí)驗(yàn)室安全標(biāo)示的使用和教育卻是個(gè)被忽視的細(xì)節(jié).

(3) 補(bǔ)充說明親切、生動(dòng).

“物理實(shí)驗(yàn)室安全”模塊中,大部分的安全條例下都附有補(bǔ)充說明.這些補(bǔ)充說明簡述了條例如此規(guī)定的原由,親切、有說服力.例如第2條“在實(shí)驗(yàn)室請(qǐng)勿佩戴隱形眼鏡”,這條規(guī)定很多人不以為然.在附加說明中解釋道:“在使用化學(xué)品的任何研究中都不應(yīng)佩戴隱形眼鏡(即使你戴著護(hù)目鏡).發(fā)生意外時(shí),化學(xué)物質(zhì)會(huì)殘留在隱形眼鏡后,并會(huì)在鏡片移除之前造成嚴(yán)重傷害.如果醫(yī)生要求你戴隱形眼鏡,而不是戴眼鏡,你應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)室里戴上眼杯護(hù)目鏡(eye-cup safety goggles),向醫(yī)生或老師請(qǐng)教如何使用這個(gè)重要且特殊的眼睛保護(hù)工具”.這補(bǔ)充說明能讓學(xué)生深入了解隱形眼鏡被禁止的原因和必須佩戴時(shí)的防護(hù)措施.在第3條的著裝規(guī)定中也補(bǔ)充說明了應(yīng)避免穿哪些材質(zhì)的衣物、鞋子及其原因.比起單純的列出條例,親切詳細(xì)的補(bǔ)充說明使安全教育更加生動(dòng),有助于學(xué)生內(nèi)化于心.

4 總結(jié)與啟示

通過以上對(duì)美國STC系列教材以及《豪爾特物理》兩套教材的分析可知,美國對(duì)初高中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全教育十分重視,物理學(xué)科教材中的實(shí)驗(yàn)安全教育建設(shè)也相對(duì)完善.STC系列教材的實(shí)驗(yàn)安全教育圖文并茂、關(guān)注細(xì)節(jié),根據(jù)教材的內(nèi)容主題從進(jìn)行針對(duì)性的、全程性的教育.《豪爾特物理》則以連續(xù)的版面編排讓學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí).它重視所有學(xué)科實(shí)驗(yàn)室通用的基礎(chǔ)安全標(biāo)識(shí)教育,對(duì)物理實(shí)驗(yàn)室的安全條例有親切生動(dòng)的補(bǔ)充說明,讓學(xué)生不僅知道“怎么做”,還知道“為什么這么做”,從思想上讓學(xué)生樹立“必須這么做”的安全意識(shí).

由于國內(nèi)現(xiàn)階段“重制度,輕意識(shí);重高校,輕中學(xué);教材建設(shè)不足”的局面,中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能與安全防范意識(shí)都較薄弱.因此,在完善高校實(shí)驗(yàn)室安全管理和教育的同時(shí),呼吁重視中學(xué)的實(shí)驗(yàn)安全教育及意識(shí)培養(yǎng).物理作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)安全教育必不可少.在教材建設(shè)方面,物理教材不應(yīng)僅是科學(xué)文化的傳遞載體,也應(yīng)當(dāng)是生命安全教育的傳遞載體.由于教材的篇幅有限,物理教材中的實(shí)驗(yàn)安全教育可能不如專門的實(shí)驗(yàn)安全著作那般盡善盡美,所以STC教材中的“安全提示”標(biāo)簽的方式以及《豪爾特物理》教材中集中呈現(xiàn)的方式都值得借鑒.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)安全教育,使師生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前掌握必要的安全知識(shí)和技能,對(duì)于減少實(shí)驗(yàn)事故的發(fā)生至關(guān)重要.

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