新背景下“化工安全與環境”全英文課程實踐與探索

江曉鳳 許恩樂 孟獻梁 苗真勇 朱佳媚

(中國礦業大學 化工學院, 江蘇 徐州 221116)

隨著“一帶一路”、“大數據”、“碳中和”、“碳達峰”等國家重大舉措，我國化工行業逐漸向國際化、智能化、低碳化方向發展[1]。在此背景下，作為未來從事化工生產與管理的化工專業學生而言，掌握基本的化工安全技術與環境保護技術顯得尤為迫切與重要[2]。

“化工安全與環境”是化學工程與工藝專業的核心主干課(專業必修課)，通過理論與實踐相結合使學生樹立安全生產和環境保護意識，讓學生掌握化工安全與環境保護技術的基本原理和方法，培養綜合型高素質的化工專業人才。我校化學工程與工藝專業為“國家特色專業建設點”、“江蘇省重點建設專業”、“卓越工程師教育培養計劃”，兩次通過國家工程教育專業認證。在此良好平臺下，為促進教育國際化，我校“化工安全與環境”全英文課程于2019年正式面向化工專業國內本科生源以及來華留學生本科生源授課。本課程覆蓋面廣、知識點多、工程實踐性強以及多學科間交叉與融合，而全英文語言環境使得學生的專業知識理解與掌握具有較強的挑戰性。雖然目前開設“化工安全與環境”課程的高校較多，但是采用全英文教學實踐的相對較少。因此，本文重點探討“化工安全與環境”全英文課程實踐與探索，闡述本課程建設流程、規劃及具體實施過程，總結我校在本課程方面積累的經驗，為后續持續改進以及同類高校培養綜合型高素質人才儲備提供重要借鑒。

1 課程建設情況與知識體系

“化工安全與環境”課程以化工安全與化工環境為研究對象，目的是使學生樹立環境保護的意識和安全生產第一的觀念。中國礦業大學化工學院以現代煤化工為學科內涵，培養在煤化工領域具有明顯優勢的卓越人才[3]。在教育國際化和經濟全球化新背景下，我校化學工程與工藝專業卓越工程師計劃和國際班均開設了專業主干課程“化工安全與環境(英語)”，并于2019年開始全英文授課。新一輪本科培養方案中，“化工安全與環境”也是一門重要的全英文專業主干課程，將持續面向我校國內本科生和國際來華留學本科生開放授課。課程主講老師均有化工專業博士學位且均有海外留學經歷，目前該課程已完成三輪全英文授課實踐。

基于專業知識結構和學生英語基礎水平，確定了課程知識體系的范圍和深度，圖1為本課程的知識體系設計框架圖。本課程根據現代化工生產的特點，結合典型實例，系統地介紹化工過程中的安全生產技術和環境保護的基礎理論和基本方法；化工過程中的危險化學品、火災爆炸、壓力容器及工業毒物的安全控制和防護技術；化工行業的廢水、廢氣和廢渣的污染控制及資源化技術；拓展了碳中和背景下二氧化碳的減排方法及治理技術；延伸了三廢以外其它污染及控制和化工清潔生產工藝。

圖1 “化工安全與環境”課程知識體系

通過全英文課程學習，使學生在國際化語言背景下掌握物質的性質與安全、化工防火防爆、壓力容器和職業防護等安全技術；理解化工三廢治理及資源化技術以及化工清潔生產工藝；了解化工安全和環保相關的法律法規，具備化工安全生產、設計、管理和防護等基本知識。培養學生分析和解決化工安全和化工污染問題的能力，使學生在今后的化工生產、管理、設計及研究等工作中，能自覺地把化工安全和化工污染控制放在重要地位，具備安全意識和社會責任感。

2 課程建設總體規劃

“化工安全與環境”課程分為化工安全防控技術和化工環境保護技術兩大部分，目的是傳授安全生產和清潔生產的課程理念。為了促進高等教育的國際化和培養具有國際合作意識、國際交流與競爭能力人才，“化工安全與環境”全英文課程在培養學生專業知識能力同時采用全英文授課鍛煉學生的語言能力。本課程將安全與環保原理、安全設計與實踐、清潔生產設計與實踐等教學環節統一成完整課程培養體系，并融合相關的數字化教學、課程思政和案例分析，圖2即為本課程建設規劃圖。

圖2 “化工安全與環境”全英文課程建設規劃圖

為適應卓越工程師計劃培養目標的要求，本課程知識體系將實踐應用的思想引入到教學內容中。利用校內60萬噸/年煤制甲醇半實物仿真實訓平臺，進行安全防控知識理論體系的實踐；利用校內廢水污水處理系統，進行環境相關廢水治理知識理論體系的實踐。此外，通過化工企業現場工程師以及合作高校教師交流授課，豐富課堂形式和提升課堂質量。

為了培養大學生的創新意識和創新能力，“化工安全與環境”全英文課程以全國大學生化工安全設計競賽為載體，通過初步化工生產設備設計和設計安全規范，進行安全生產理論的創新性訓練；通過掌握化工三廢治理技術，結合校內污水處理站，進行廢水處理流程設計與優化，進行清潔生產理論的創新性訓練。

通過上述教學環節總體規劃，本課程已經形成兼具理論原理、方法設計、仿真操作、實踐創新的綜合教學模式，構建了具有理論、實踐和創新多元融合的“化工安全與環境”全英文課程，進一步完善了“化工安全與環境”課程的人才培養目標體系[4]。

3 全英文授課實踐與探索

3.1 全英文課件資源建立

課件資源的質量直接關系到課堂的質量。首先，基于我校化工專業本科生的英語水平、專業知識基礎、學科特色和國外教材內容的廣度和深度，確定“化工安全和環境”課程的主要內容。其次，參考國內外化工安全與環保相關教材和資料，構建“化工安全和環境”課程的主要知識點、難點和重點。再次，精心制作全英文教學課件資源，兼顧知識理論和英文翻譯的準確度匹配，采用國際化專業術語，避免有歧義。課件制作過程中兼顧理論知識和案例分析，靈活設置圖片、圖表、動畫、視頻、在線提問等數字化模式，增加全英文課件的豐富度。比如，在制作火災與爆炸知識點時，通過生動的動畫和視頻來區別二者以加深知識的理解，在化工廢氣氮氧化合物治理知識點時，通過形象的圖片來呈現選擇性催化還原法和非選擇性催化還原法。此外，課件制作過程中，應該盡量納入最新的研究報道、工程技術以及新思維，從而體現新時代背景下課程內容的實用性和與時俱進。

3.2 全英文授課實踐

全英文授課不僅是對學生語言能力的挑戰，也是對教師課堂教學能力的挑戰。本課程授課過程依據學生學習特點和英語接受水平，適時適當調整課堂速度，并充分采取靈活多變的教學方法，增加課堂趣味性，激發學生的主觀能動性。比如在講解化工安全時，可讓學生探討我國近年來化工企業重大危險事故的發生情況及原因；在講解化工廢水處理的混凝沉淀法和活性污泥法時，可以讓學生畫出澄清池結構和活性污泥法的流程。通過這些教學手段，可以綜合鍛煉學生查閱資料、獲取并整合信息、演講與展示、理解和運用知識等方面的能力。

知識內容圖片化、數字化、生動化以及案例化是“化工安全和環境”全英文課程授課的重要手段，通過化工危險品泄露與爆炸圖片、化工污染重大事件圖片、重大危險事故視頻以及事故造成的直接后果等數字化展示，讓學生深刻意識到安全事故和污染事故的嚴重危害，理解安全和環保在化工行業中的重要性，并牢固樹立和自覺踐行安全與環保的理念。同時也可在適當知識點處融入課程思政內容，比如家國情懷、社會責任感、工匠精神和人類命運共同體[5]。

3.3 全英文課程考核

“化工安全和環境”全英文課程采用“平時+期末”的考核模式，即過程性考核占40%，期末考試占60%。其中，過程性考核主要依據課程學習過程中的出勤率、課堂互動、論文報告質量等，期末考試則是學生期末考試卷面成績，二者加權獲得最終課程成績。過程性考核過程中，學生的論文報告分量較大，教師給定論文題目范圍，內容靈活自選，全英文撰寫，通過這種開放式的論文形式可以充分考察學生對本課程知識理論的理解與掌握，鍛煉學生發現問題和解決問題能力，充分調動學生自主學習的自覺性和創新性。期末考試采用全英文試卷以及全英文作答，考慮學生語言能力差異，故設置“化工安全和環境”期末考試為開卷形式，由此考察學生在全英文環境下對本課程知識理論的掌握程度。

4 創新應用型實踐探索

本課程以中國礦業大學化工專業60萬噸煤制甲醇半實物仿真實訓平臺為原型，進行煤化工仿真工廠包含化工安全綜合訓練和污染治理設施運行維護和管理訓練。化工安全軟件可在煤制甲醇仿真工廠三維虛擬場景中，模擬進行安全檢查、安全應急演練及化工安全應急救援等方面的推演，模擬對生產廠區或某個設備存在的安全隱患進行排查，模擬仿真工廠內發生安全事故后啟動應急預案進行應急救援的過程。其次，借助中國礦業大學校內污水處理站，進行真實生產生活中廢水處理工藝流程和技術原理的訓練，通過現場訓練加強學生對理論知識的理解和化工三廢處理流程設計能力，培養學生在環境保護方面的實踐創新能力。最后，指導學生參加由中國化工學會舉辦的全國大學生安全設計競賽，通過學科創新競賽，培養學生養成設計過程中充分考慮安全與環境因素的系統思維，將所學的理論知識轉化為解決實際問題的技能，提升學生工程實踐能力與創新能力。

5 結語

本文圍繞“化工安全與環境”全英文課程，從課程建設情況、理論知識體系、課程建設總體規劃、全英文授課實踐和創新應用型實踐探索四個方面闡述了新時代背景下我校在“化工安全與環境”全英文課程中的實踐與探索，搭建了過程性與結果性協同考核機制，提出了兼具理論原理-方法設計-仿真實訓-應用創新的綜合教學模式。通過多元融合理論知識與具體工程實例、新技術、新方法和思政內容，讓學生在全英文環境下理解和掌握系統的、最新的化工安全和環保知識，提高學生的國際化競爭能力、工程實踐能力和工程創新能力，助力于培養綜合型高素質的化工專業人才。