案例教學(xué)在《化工安全與環(huán)?！氛n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(xué)生重視安全，具有解決化工安全和環(huán)保問題的能力，達(dá)到預(yù)防事故減少損失和污染的目的。針對課程內(nèi)容較多缺少系統(tǒng)性問題，為提高教學(xué)效果，討論以案例作為引題，通過對事故問題進(jìn)行發(fā)生預(yù)防討論，進(jìn)行點(diǎn)-線-面的知識點(diǎn)學(xué)習(xí)，此學(xué)習(xí)方法，增加學(xué)生的課程學(xué)習(xí)的積極性，加強(qiáng)對知識的掌握和理解，并能培養(yǎng)解決問題的能力，達(dá)到教學(xué)大綱要求。并提出了一種新的教學(xué)改革方案予以探討。

【關(guān)鍵詞】化工安全與環(huán)保? 教學(xué)方法? 案例教學(xué)

【基金項(xiàng)目】山東省高等教育本科教改項(xiàng)目（編號：Z2018S018）。

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

引言

化工行業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在化工大規(guī)模、高效率生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)事故頻發(fā)并易造成環(huán)境污染，這是由相應(yīng)的化工生產(chǎn)特點(diǎn)決定的[1-2]，化工生產(chǎn)中大多數(shù)使用或生產(chǎn)易燃、易爆、有毒、有腐蝕等危險(xiǎn)物料，采取用高溫、高壓等危險(xiǎn)操作過程，因此不足夠重視很容易造成化工事故。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)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(huì)造成大量的人員傷亡，而且會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，隨著社會(huì)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(xué)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(chǎn)和環(huán)境保護(hù)意識的意義重大[4]。

《化工安全與環(huán)?！肥乔鄭u科技大學(xué)化學(xué)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(shè)以來，經(jīng)過課程組的不斷努力，無論從教材建設(shè)、教學(xué)資源開發(fā)還是課堂教學(xué)改革都得到了不斷的豐富和發(fā)展。本課程主要使學(xué)生掌握化工安全與環(huán)保基本知識，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜化學(xué)工程問題的能力，能夠在今后的工作中識別危險(xiǎn)、預(yù)防事故、防止污染和發(fā)生生命財(cái)產(chǎn)損失，為將來從事與化工行業(yè)的有關(guān)工作活動(dòng)打下基礎(chǔ)，承擔(dān)起相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任。

1.課程學(xué)習(xí)中存在的問題

本課程特點(diǎn)知識點(diǎn)較多，內(nèi)容豐富，課時(shí)有限，涉及到化工生產(chǎn)中的危險(xiǎn)因素、化工安全設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)管理、化工防火防爆、工業(yè)毒物的危害及防護(hù)、壓力容器安全、系統(tǒng)安全、化工三廢、清潔生產(chǎn)等很多內(nèi)容。有的知識相互關(guān)聯(lián)性小，系統(tǒng)性不強(qiáng)。另外，學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)很容易對瑣碎繁雜的知識厭倦，學(xué)習(xí)主動(dòng)性較差，基礎(chǔ)知識掌握不好，分析問題解決問題的能力得不到鍛煉，導(dǎo)致課程學(xué)習(xí)達(dá)不到教學(xué)大綱的預(yù)期效果。本文提出利用典型教學(xué)案例這一主線，將相應(yīng)的知識點(diǎn)串聯(lián)，再由線向綜合面方向鋪展，從而將知識系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，并對相應(yīng)事故進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，達(dá)到使學(xué)生由掌握基礎(chǔ)知識到分析解決問題能力提升的目的。教學(xué)過程中，深度挖掘案例教學(xué)中蘊(yùn)含的思政教育要素與所承載的育人功能，將啟發(fā)學(xué)生探究共性安全與環(huán)保問題和愛國主義教育結(jié)合起來，讓學(xué)生理解化工設(shè)計(jì)中應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，有效地提高教學(xué)效果與質(zhì)量。

2.案例教學(xué)在課程中的應(yīng)用

案例教學(xué)由于其生動(dòng)形象、易于理解等優(yōu)勢，在很多課程的學(xué)習(xí)中被應(yīng)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(xué)方法，教學(xué)中選擇一個(gè)典型貼切的案例，對教學(xué)會(huì)有事半功倍效果，下面談一下我的案例教學(xué)的方法的應(yīng)用。

2.1案例引出知識點(diǎn)

可以說對于《化工安全與環(huán)保》課程內(nèi)容中所有的知識內(nèi)容都有相應(yīng)的事故案例，應(yīng)在歸納總結(jié)知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇能最大化的串聯(lián)起知識點(diǎn)且典型的案例。比如講化工防火防爆，為了使相關(guān)知識串聯(lián)，可以選擇“8·12天津?yàn)I海新區(qū)爆炸事故”，這是典型的危險(xiǎn)品倉庫發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，首先由這個(gè)具有震撼性事故視頻調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，由事故引出生產(chǎn)或儲(chǔ)存中的危險(xiǎn)化學(xué)品，對危險(xiǎn)化學(xué)品我們可以拓展到的知識點(diǎn)有：危險(xiǎn)化學(xué)品有哪些分類？危險(xiǎn)化學(xué)品的危險(xiǎn)性有哪些？危險(xiǎn)品的安全標(biāo)志是什么？對不同的危險(xiǎn)化學(xué)品的生產(chǎn)、儲(chǔ)存應(yīng)注意的問題等相應(yīng)知識的提出，對相應(yīng)的問題的學(xué)習(xí)，可以是多樣的，可以課堂分組討論，通過學(xué)生、老師之間相互的交流、知識碰撞中掌握基礎(chǔ)，打破傳統(tǒng)單調(diào)乏味的教授方式;也可以作為課后作業(yè)查資料進(jìn)行學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生查找資料、自我學(xué)習(xí)能力。通過這樣的一個(gè)典型事故使學(xué)生對危險(xiǎn)化學(xué)品這一知識點(diǎn)有了較深的印象和系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

2.2知識點(diǎn)的拓展

緊接著引導(dǎo)學(xué)生是向縱深學(xué)習(xí)，案例事故中由儲(chǔ)存危險(xiǎn)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(xiǎn)化學(xué)品應(yīng)怎樣評估其危險(xiǎn)性？根據(jù)危險(xiǎn)性高低來確保生產(chǎn)中的安全。由燃燒爆炸的原理，我們應(yīng)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(dāng)然在這些知識的學(xué)習(xí)中，仍可以再用簡短的視頻、Flash、圖片等加深學(xué)生的認(rèn)識理解。如果將防火防爆這一知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)比作一棵樹，案例引出的知識點(diǎn)就像樹干，拓展的知識點(diǎn)就像樹枝，使學(xué)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(guān)基本知識后，引導(dǎo)學(xué)生回到案例進(jìn)行分析，對此事故中的危險(xiǎn)化學(xué)品進(jìn)行分類？分析事故發(fā)生的原因？對于這樣的情況應(yīng)該有怎樣的預(yù)防措施以及從事故中得到怎樣的啟示？培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)基本知識應(yīng)用的能力，分析問題、解決問題的能力，同時(shí)對所學(xué)知識的掌握情況進(jìn)行了檢驗(yàn)。

3.課程改革——案例教學(xué)的新模式

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，化工仿真的應(yīng)用，提出針對不同類型事故采取“案例再現(xiàn)+虛擬仿真”的學(xué)習(xí)方法。徹底打破傳統(tǒng)單一的正常工況理論教學(xué)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(xué)。在學(xué)習(xí)過程中可以針對事故發(fā)生的原因超溫、超壓、機(jī)械事故、泄露、開車不當(dāng)、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(yīng)為案例，在這個(gè)例子中主要是體驗(yàn)開車過程中對溫度、壓力工藝參數(shù)的控制，對誘導(dǎo)反應(yīng)熱的控制中通常會(huì)有誘導(dǎo)正常、誘導(dǎo)不足、誘導(dǎo)反應(yīng)過度，當(dāng)誘導(dǎo)反應(yīng)過度時(shí)，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?xí)和＜尤氪呋瘎?，如果這些措施都不能防止超溫、超壓，最后導(dǎo)致“暴聚”甚至爆炸事故。在這案例的學(xué)習(xí)過程中可以體會(huì)事故發(fā)生的工藝參數(shù)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(huì)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和樂趣，彌補(bǔ)傳統(tǒng)專業(yè)學(xué)習(xí)中重工藝輕安全和環(huán)保的現(xiàn)象，在這案例學(xué)習(xí)和操作過程中，強(qiáng)化師生、生生互動(dòng)，提高學(xué)生應(yīng)對異常工況的自主分析和解決問題能力培養(yǎng)化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的源頭防控意識、應(yīng)急處置能力和應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。

在利用仿真進(jìn)行案例學(xué)習(xí)中，學(xué)生充分體會(huì)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(gè)系統(tǒng)的理解和學(xué)習(xí)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)院將利用我院國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心平臺(tái)，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(xiàn)在的仿真軟件的基礎(chǔ)上，建立相應(yīng)發(fā)生事故時(shí)造成的破壞的視頻影像，提高學(xué)生學(xué)習(xí)對安全生產(chǎn)的意識，安全生產(chǎn)重在預(yù)防，防患于未然。再加上事故后對環(huán)境的影響評價(jià)，化工事故大多會(huì)對環(huán)境造成影響，這是由化工生產(chǎn)的特點(diǎn)決定的，所以，針對事故發(fā)生后，引導(dǎo)學(xué)生對空氣、水、土壤造成的污染進(jìn)行評價(jià)分析討論。最后還要有對事故發(fā)生后，常見防止事故擴(kuò)大化的預(yù)防措施進(jìn)行學(xué)習(xí)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(hù)生命財(cái)產(chǎn)的損失。

通過這樣的教學(xué)改革，達(dá)成“工藝控制-事故-環(huán)境影響評價(jià)-防事故擴(kuò)大”的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，能夠達(dá)到化工安全與環(huán)保的學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)習(xí)過程中既有實(shí)踐動(dòng)手又可以聯(lián)系理論重點(diǎn)，解決了學(xué)生學(xué)習(xí)中主動(dòng)性差的問題，解決了教學(xué)過程中由時(shí)間、空間、設(shè)備等條件限制而導(dǎo)致的化工安全與環(huán)保學(xué)習(xí)印象不深刻的問題，加深了化工安全與環(huán)境保護(hù)這兩方面的聯(lián)系，使課程學(xué)習(xí)更加系統(tǒng)，更容易掌握理解。最終形成以學(xué)生為本、知識培養(yǎng)與能力培養(yǎng)并重、實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)互通的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

4.案例教學(xué)法的作用

4.1引出知識點(diǎn)，引起思考與重視

通過給出案例，案例分析教學(xué)形象生動(dòng)，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(xué)生對本課程及知識點(diǎn)的思考與重視。

4.2調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，系統(tǒng)掌握化工安全與環(huán)保知識

案例教學(xué)中學(xué)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(diǎn)問題，循循善誘，學(xué)生在與學(xué)生、老師之間交流互動(dòng)中理解掌握知識，通過這樣一個(gè)案例可以把這一條線上的相應(yīng)知識點(diǎn)系統(tǒng)串聯(lián)起來，其他知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)類似，學(xué)習(xí)條理清楚，利于對整個(gè)課程基本知識的掌握。

4.3靈活運(yùn)用所學(xué)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(xué)生并運(yùn)用基本知識解決問題的能力，并在思考啟示中提升學(xué)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(jié)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(huì)發(fā)展而出現(xiàn)，具有一定的時(shí)代性產(chǎn)物，針對課程的特點(diǎn)，以典型案例為主線，加以計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，循循善誘，引入思考，可以起到事半功倍的教學(xué)效果，案例教學(xué)能夠使學(xué)生容易理解掌握相關(guān)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(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展應(yīng)用，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為中心元化教學(xué)新模式會(huì)不斷地出現(xiàn)，案例教學(xué)的應(yīng)用也會(huì)不斷發(fā)展完善，教學(xué)質(zhì)量不斷提高，不斷為化工產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)大批優(yōu)秀工程技術(shù)人才。

案例教學(xué)過程中，應(yīng)深度挖掘案例教學(xué)中蘊(yùn)含的思政教育要素與所承載的育人功能，將啟發(fā)學(xué)生探究共性安全與環(huán)保問題和愛國主義教育結(jié)合起來，讓學(xué)生理解化工設(shè)計(jì)中應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

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