新型活頁式教材在《實驗室安全教育》課程 改革中的開發及應用

張彩霞，董相軍

（青島職業技術學院，山東青島 266555）

實驗室是高校化工類專業學生重要的學習場所，實驗室安全教育是學生安全開展實驗類課程的重要保障。根據國家對高校教學實驗室安全準入制度的要求，生物與化工學院將《實驗室安全教育》課程設置為化工專業學生進入化學實驗室的入門課程。經過三年的教學改革，《實驗室安全教育》由融入其他課程改革為獨立設置的課程，并作為學生開始實驗類實訓課程的前導課程列入專業必修課，考核合格才能進入實驗室。教材是保障教學質量的重要條件，為提高實驗室安全教育的教學效果，學院組織實驗室管理及實訓教師團隊，配套開發了新型活頁教材。課程的改革，為后續化學實驗教學的安全開展建立了第一道防線，有效提高了學生的安全防護能力、安全責任意識。

1 《實驗室安全教育》課程改革的必要性

我國高校獨立開設《實驗室安全教育》較晚，可借鑒的教材、線上數字資料等教學資料較少。進行《實驗室安全教育》課程改革，開發利用《實驗室安全教育》活頁教材，適應國家教育改革發展的要求。

1.1 國家對高校加強實驗室安全教育提出明確要求

高校實驗室具有化學試劑多樣性、儀器設備復雜性等特點。根據多年的實訓教學經驗，大部分學生進入實驗室安全保護意識薄弱、缺乏應急事故處理能力。實驗室作為高校教學及科研的重要場所，中毒腐蝕、觸電、火災、爆炸、設備損壞等安全時有發生。針對高校實驗室多發的安全事故，教育部連續發出多個加強實驗室安全工作的通知。2017年，教育部辦公廳《關于加強高校教學實驗室安全工作的通知》，要求高校建立教學實驗室安全準入制度，進入實驗室的師生必須先進行安全技能和操作規范培訓，未經安全教育考核合格不得進入實驗室，鼓勵高校開設有學分的安全教育課程。

1.2 高職《實驗室安全教育》教材現狀

由于《實驗室安全教育》課程在各高校開設較晚，相關教材較少。本科院校多數教材內容以傳統實驗室常見的危險化學品、水電安全、儀器安全等問題為主。目前，高職院校編制的實驗室安全教育教材較少，教學中以使用普通高校編制的教材為主。教材在建設過程中對信息技術利用不夠，數字化資源、虛擬仿真實驗軟件等配套建設需要加強。

1.3 國內外活頁式教材的應用現狀

新型活頁式教材區別于傳統教材最直觀的特征是活頁式裝訂，方便根據教學需要對教學內容進行增減、取用和替換。活頁式教材通過典型代表性學習任務，引導學生自主學習，進而學會學習。適應以學生為主的教學模式，使教材真正作為學生學習的指導資料。2019年1月，國務院《國家職業教育改革實施方案》提出“倡導使用新型活頁式、工作手冊式教材，并配套開發信息化資源。”2019年12月，教育部《職業院校教材管理辦法》倡導開發活頁式、工作手冊式新形態教材。由于我國的新型活頁教材發展較晚，可以指導借鑒的研究成果較少。我國的活頁教材突出綜合職業能力培養，內容對接企業典型工作任務，根據以“工作頁”呈現的工作流程組織學習活動，通過問題引導學生自主學習。

活頁式教材在德國、美國等職教發達國家應用廣泛，但多數非正式出版，教學過程中以活頁形式發給學生。美國的活頁式教材注重學習者能力的培養，圖文并茂，內容及時更新。德國的活頁式教材具有按需改編的特點，按照工作過程靈活組合知識。

2 我院《化學實驗室安全教育》課程的改革

我院《實驗室安全教育》課程的發展經歷了依托實訓課試行，仿真實訓室、云課堂建設，活頁教材開發等階段。

2.1 依托實訓課程，試行實驗室安全教育

學院在化工專業群17-19級新生試行了化學實驗室安全教育，課程教學依托“化學基本技能實訓”課程進行。化學基本技能實訓教師在首次課（4課時）對學生進行化學實驗室安全教育入門培訓，并在后續實訓中融入安全教育。2019年，學院品牌課題“高職化工類實訓（驗）室安全教育和管理的研究與探索”結題，成果之一“化工實驗（實訓）安全教育培訓手冊”正式在學生中推行使用。

經過試行化學實驗室安全教育，發現進行化學實驗室安全教育重要性的同時，也發現實驗室安全教育如果以傳統方式授課無法模擬實驗室爆炸、實驗室起火逃生等場景，達不到警示和教育效果。化工實驗（實訓）安全教育培訓手冊雖然從使用者的角度出發，內容通俗易懂、圖文并茂，在有效解決實驗室安全教育系統知識的同時，也無法有效滿足和“以學生為中心”項目教學改革的需求，需要進一步對實驗室安全教育進行課程改革。

2.2 云課堂、仿真實訓室，助力實驗室安全教育

2020年，為了強化教學效果，學院利用智慧職教云課堂教學平臺建設了實驗室安全教育課程，配套開發了的課件、視頻、動畫等數字化資源。在化學基本技能實訓老師線下講授4課時化學實驗室安全教育的同時，對化工專業群20級新生進行云課堂線上教學，并進行線上測試，成績合格后才能進行后續實驗，滿足教育部要求的實驗室安全準入要求。

2021年，建設仿真實訓室。學院實驗室安全設備硬件條件無法滿足全部新生安全教育技能培養的要求，利用仿真軟件培訓是比較可行的辦法。實驗室安全虛擬仿真軟件通過應用3D虛擬現實技術，依據實驗室實際布局搭建模型，營造整個實驗中心包括化學實驗室、儀器室和藥品庫等16個逼真的實驗室環境。按實際實驗過程完成交互，可模擬實驗室傷害事故、實驗室起火和實驗室爆炸等真實的實驗室安全事故場景和應急處置。整個軟件以實驗室安全知識學習和安全事故應急處置為主，學生通過操作3D仿真軟件，可以學習學校實驗室安全管理規定、安全操作規程，學習安全設備設施的使用，了解個人防護知識，處置實驗室常見的安全事故等。同時軟件具有考試功能，內置題庫，具備匯總學生成績功能，并具備教師站管理功能。

通過運用3D虛擬仿真軟件、課程數字化平臺等信息化手段，化學實驗室安全教育課程實現了線上線下混合式教學，線上16課時，線下16課時。學生在課前利用線上課程教學平臺，根據老師發布的微課、視頻和動畫等，學習實驗室安全教育理論知識、國家標準和國家實驗室安全管理的法律法規，強調知識的學習；課中完成老師布置的任務和練習仿真軟件，注重知識的應用；課后利用課程平臺采用其他案例、創新活動等進行討論、總結和提高，進一步鍛煉學生分析問題、解決問題的能力。

2.3 新型活頁教材和數字化平臺、虛擬仿真實訓的完美融合

沒有新型活頁教材的引導，數字化平臺資源和虛擬仿真實訓是相互獨立的，學生不能自主地去平臺尋找資源來解決實訓中遇到的問題。適應以學生為中心的教學模式，教師團隊依托虛擬仿真實訓建設了新型活頁教材，實現了數字資源、仿真實訓、活頁教材三位一體。活頁教材項目通過獲取信息、工作計劃、進行決策、工作實施和評價反饋等環節，設置問題引導學生主動學習，利用云課堂配套碎片化數字資源分析問題、解決問題。

3 新型活頁教材的設計

新型活教材以典型工作任務為載體，適量配套數字化資源，有機融入思政元素，體現了學生自主學習的“學習資料”特征，有效輔助了實驗室安全教育教學。

3.1 活頁項目設計

活頁式教材以“適度、有用”為原則確定教學內容，結合虛擬仿真實訓模塊，選取設計為9個（實驗室安全管理、實驗室環境熟悉、個人防護、消防安全、水電安全、化學試劑管理與安全使用、廢棄物處理、儀器設備安全使用、事故處理）工作活頁項目，并將虛擬仿真實訓十六個模塊（第一現場、個人著裝、個人防護、實驗室環境熟悉、滅火逃生、傷害事故處理、試劑灑出、試劑沾染衣物、廢棄物處理、水銀溫度計打碎、試劑濺入眼睛、氣瓶使用安全、中毒預防和觸電預 防、水電安全、儀器設備安全、化學藥品存放和取用）進行歸類整合，融入各活頁項目中。每個活頁項目由學習情境描述、學習目標、任務書（仿真實訓模塊）、任務分組、獲取信息、工作計劃、進行決策、工作實施、評價反饋幾個環節組成，并適時添加“小提示”重點學習資料。

3.2 新型活頁教材的設計特色

3.2.1 基于企業真實場景、吸納新發展

新型活頁教材依托虛擬仿真實訓項目，將高校、企業化學實驗室真實場景進行教學項目化設計，并融入企業新知識、技術和動態。學生在真實情景中運用知識與技能分析問題、解決問題，實現了與崗位的零對接。

3.2.2 融入課程思政

深入挖掘實驗室安全教育課程中的思政教育元素，有機融合到活頁項目中。第一現場模塊以實驗室真實發生的誤操作事故、封管事故、實驗室爆炸事故事故為背景，生動再現三個實驗室安全事故情景，分析事故原因及教訓，讓學生初步認識到實驗安全的重要性，建立安全意識。個人防護模塊學習個人防護的身體、面部、手部防護相關知識，培養學生的個人防護意識。廢棄物處理模塊通過對實驗室中的廢棄物進行源頭控制、分類收集、定點貯存、合理處置等培養學生的環境保護意識。儀器設備安全模塊通過對各種儀器的規范使用培養學生的規范意識。水電安全模塊通過及時關水斷電等培養學生的責任意識。

3.2.3 配套開發數字資源，實現“立體化”

新型活頁教材內容的有限性使數字化資源成為重要的補充。數字化資源是新型活頁教材的外延與擴展，是新型活頁教材的重要組成部分，通過二維碼實現互聯一體。數字化資源主要包括視頻、動畫、PPT、圖片和試題等，彌補了活頁教材的不足，作為重要的線上教學資料補充，可以為線上及線下教學提供有力的支持。教師可以及時調用資料輔助講解，學生可以自主調用資源來分析問題，進而解決問題。數字化資源讓活頁教材真正實現活學活用的功能。

3.2.4 適應以學生為主的教學模式

活頁教材按照行動導向教學“咨詢-計劃-決策-實施-檢查-評估”六個步驟來進行設計，除了一些知識點提示外，把傳統教材的“知識體系”“教學資源”功能轉移給數字化資源，強化活頁教材的“學習資料”特征。教師在課堂上發布任務、學生個人獲取信息（學生根據課前線上學習有關內容）、個人制定工作計劃、分組進行決策、個人工作實施（練習實驗室安全虛擬仿真軟件中相應模塊）、分組評價反饋；課堂教學中個人學習和團隊學習交替進行，既充分發揮個人的主觀能動性又能鍛煉學生團隊協作能力；每個學習任務既有理論學習又有仿真練習，理論實踐一體化，學生學到的理論知識馬上就能應用在實踐中，提高學生學習的積極性。教師的角色不再是知識的傳授者，而是變為學生學習的引路人、教學過程的設計者和組織者，學習效果的檢查者和反饋者。

4 化學實驗室安全教育課程評價

借助數字化平臺，實驗室安全教育實現了課程評價的“自動化”“過程化”和“全程化”。

4.1 課程評價實現“自動化”和“過程化”

課程評價由線上及線下兩部分組成，所有線下的活動評價通過云課堂今日課堂環節匯入云課堂考核系統，最終成績由云課堂按照配分權重自動分析生成。建立云課堂線上實驗室安全知識測試考核題庫，教師可以根據上課需要通過課程平臺隨時組卷進行考核，包括平時課中測驗、期末考核，系統根據系統答案自動評分。線下實驗室安全技能實訓考核通過實驗室安全虛擬仿真軟件實現自動評分，成績錄入云課堂作業項目。課程考核實現“過程化”，線上云課堂考核內容包括課件學習15%、課堂活動5%、作業20%、考試60%。

4.2 課程評價實現“全程化”

實驗室安全考核不是終身制，凡是違反實驗室安全規定的學生，將重新進行安全知識和技能學習、測試。在節假日一些容易放松警惕發生危險的時間段，對留實驗室科研或備賽的學生，進行實驗室安全學習測試，考核合格才能進入實驗室。

5 結束語

經過多年的改革，生物與化工學院按照“所有實訓老師參與安全教育、所有學生全面學習安全教育”的要求，豐富安全教育數字化資源，創新安全教育活頁教材，將思政元素融入安全教育，扎實有效地提高了學生的安全技能，強化了學生的安全意識，為后續實訓課程的開展及學生的長遠發展打好基礎。