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所謂滲透,就是在進行相關課程教學時,對教學中涉及有關食品安全知識的內容進行及時的、適當的知識加深、更新以及思維拓展.通過畫龍點睛的教學方式進行教學改革,既可以使學生在潛移默化中受到食品安全教育,又不對緊張的教學時間安排造成新的沖擊.在有機化學教學中滲透食品安全知識,強化學生的食品安全意識,我們開展了以下工作.
1.1有機物對食品的污染
食品的化學污染有可能成為21世紀最嚴重的食品污染問題,如農藥、添加劑、包裝材料等都是食品安全的重大隱患.教學過程可以根據相關內容,有針對性地滲透有機物對食品造成的污染,并告訴學生化學污染對食品安全的危害.比如,在講烯烴的化學性質———聚合反應時,可以插入包裝材料聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等內容及其對食品安全的影響.作為包裝材料,聚乙烯、聚丙烯比較安全,而聚氯乙烯單體———氯乙烯不僅具有麻醉作用,還具有致癌、致畸作用,以此說明如果食品包裝材料選用不當,會造成食品污染,對人體健康產生危害.再比如,有些不法商人為了提高食品的色澤,吸引消費者,在食品中添加蘇丹紅.可以此例引出偶氮化合物的學習,并介紹一些天然食用色素如辣椒紅素等.在有機化學中,類似的例子很多,通過這些貼近生活的教學內容,使學生明白有機化學與食品安全息息相關,起到活躍課堂氣氛、提高學習興趣、增強學生食品安全意識的效果
.1.2食品污染的危害性
食品安全事件每天都在發生,它所形成的困惑已經將人類包圍.然而,人們卻忽視它的存在,并且將這種威脅置之度外,這與人們的錯誤觀念和出于經濟利益的考慮以及對食品污染危害的認識有關.因此,一定要讓學生認識到食品污染對人類造成的危害,只有這樣才能增強學生對食品安全的防范,從而增加他們的憂患意識,消除食品污染帶來的隱患.曾經震驚世界的日本公害事件“水俁病”,原因就是汞在水體中通過食物鏈逐漸富集,最后危及到人們的健康.把這個事件與乙炔水合反應結合起來,一方面加深學生對乙炔水合反應的學習,另一方面使學生充分認識到食品污染對人類造成的嚴重危害.例如,2006年9月,上海300多人因食用豬肉、豬內臟,出現肌肉震顫、頭暈、嘔吐、心悸等中毒癥狀,后被上海市食品藥品監管部門確認為瘦肉精中毒.如果在胺類化合物的學習中插入瘦肉精事件這一生活實例,講述食品污染給人類生存帶來的危害,更容易增強學生的食品憂患意識和食品安全防范意識.
1.3食品營養衛生知識
在我國,食品安全事件頻頻爆發,同國民對食品營養衛生知識的重視程度以及國家對國民的食品衛生教育程度不夠有很大關系.因此,在有機化學教學過程中,應結合相關內容對學生進行食品營養衛生知識的滲透.比如,苯并芘是一種由5個苯環構成的多環芳烴,是含碳染料及有機物熱解的產物,具有強致癌性,在燒烤、燻制食品如烤鴨烤羊肉串中含量較多.對于苯并芘的危害可結合芳香烴的學習,提醒學生在日常生活中應注意飲食衛生習慣,以減少致癌物對身體的侵害.在蛋白質一章的學習中,以阜陽空殼奶粉事件為例,讓學生明確認識到食品營養與食品安全密不可分,如果食品的營養成分被破壞或營養成分缺乏,即使不受到任何污染,它同樣會危及人們的健康,甚至生命安全.通過這些知識的滲透,可以使學生杜絕陋習,改變不良的食用方式,建立合理的飲食結構,以防止學生在食用時或食用前的處理不當造成食品污染.
2進行專題知識講座
有機化學教學過程中滲透的食品安全知識,是有機化學與食品安全融合、對學生進行食品安全知識教育的有效途徑,但這只是一些零星的、分散的知識,學生對食品安全知識的認識缺乏一種整體感.為了使學生在學習有機化學的過程中對食品安全的認識由零星、分散走向整體、統一,在課程接近尾聲的時候,應對同類食品污染物進行歸納總結,以專題講座的方式和學生一起討論有機化學中的食品安全問題,使學生對該方面的知識有一個全面的了解,以此來進一步增強學生的食品安全意識,提升食品安全防范能力.
食品的有機污染物很多,通過調研我們得知,有毒重金屬是影響食品安全的重要因素之一,且對食品的污染日益嚴重.由于重金屬常以慢性中毒的隱蔽方式危害人類,因此常被消費者忽視.而在有機教學中,重金屬往往以各種形式出現在有機反應中,為了引起學生對重金屬這一重要食品污染因子的重視,我們以曾昭瓊主編的《有機化學》為教材,將涉及到的有毒重金屬的有機反應進行總結.以此為平臺,對學生進行食品安全專題講座.相關講座的主要內容包括:重金屬汞的危害及相關有機反應;重金屬鉛的危害及相關有機反應;重金屬鎘的危害及相關有機反應;錳元素的危害及其相關有機反應;鉻元素的危害及其相關有機反應;砷元素的危害及其相關有機反應等.通過專題講座,學生關于重金屬對食品安全的危害有了一整體的認識.由于我們在講座中結合了大量的案例,學生反應強烈,在進行激烈討論時認為有機化學就是一把雙刃劍,在給人類造福的同時,也給我們的生活———如環境、食品安全等帶來了一定的負面影響.作為化學專業的學生有責任、有義務發展綠色化學,消除有機反應中的有害因子,改善我們的環境以及食品安全現狀.
3課外討論及小論文撰寫
通過在有機化學教學中進行食品安全知識的滲透以及專題講座的途徑,雖然能在一定程度上提高學生的食品安全意識,但由于教學內容和教學課時的限制,學生對食品安全的重要性以及危害性的認識還遠遠不夠.同時,學生在上述途徑中對食品安全知識的認知處于“被動”的地位,如何讓學生主動來認知食品安全知識,從更深層次認識到食品安全產生的危害性和食品安全的重要性,我們認為,課外討論及小論文撰寫作為課堂教學的補充,能夠彌補前兩種途徑的不足,有助于進一步完善食品安全教育與有機化學教學的融合.
課外討論和小論文的具體實施過程是:根據不同的教學階段,教師有選擇地布置課外討論作業,可以是具體的題目,也可以是一個范圍,讓學生根據相關的內容進行課外討論或撰寫小論文.如2011年臺灣版的三聚氰胺事件———塑化劑風波,我們將其融入酯類化合物的學習過程,因為塑化劑的化學本質是鄰苯二甲酸酯類化合物,其中最常用的是鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯,為了使學生對塑化劑用途、危害有更多了解,我們讓學生撰寫與塑化劑相關內容的小論文,學生完成得很好.他們不僅通過文獻資料對塑化劑的化學本質、種類、在工業上的用途、被用作起云劑的原因、對人類的潛在危害等相關內容進行了詳細的總結,而且還提出了自己的想法和問題.有的學生在論文中提出:既然塑化劑是鄰苯二甲酸酯,那我們在實驗課上所制備的鄰苯二甲酸二丁酯是不是也有起云劑的效果?鄰苯二甲酸二甲酯是否也可以?有的學生還設計出相關實驗來揭秘商家加入塑化劑的目的.更有的學生從塑化劑偶然被發現,感覺到化學專業的學生擔負著保障食品安全的重任,因為有機化學中涉及的波譜分析是現在質檢中最常用的方法.在學習鹵代烴融合塑料的相關內容時,要求學生收集資料,討論塑料對食品安全影響.結果,同學們制作了精美的多媒體課件,進行了非常激烈的討論,認為塑料對食品安全造成嚴重危害的原因之一在于塑料對環境的污染.在焚燒塑料時,易產生世紀之毒“二惡英”,只要吸入一點點,就可以造成各式各樣的文明病,如心臟病、糖尿病、過敏、不孕、癌癥等.在此基礎上,進一步分析塑料在800℃高溫情況下銷毀不會產生二惡英,提出了垃圾分類的重要性.由此可以看出,學生通過課外討論和小論文撰寫,對食品安全有了更深刻的認識,激起了學生將來從事食品質量安全檢測工作的熱情.因此,通過課題討論,也間接培養了“專業的食品質量與安全”人才.類似小論文撰寫和課外討論的內容還有蘇丹紅、三聚氰胺等對食品安全的影響和危害,都達到了滿意的效果.
4開展食品安全知識宣傳
眾所周知,我國食品安全狀況非常嚴峻.嚴峻的食品安全狀況和國民對食品安全知識的認知水平低下有著很大的關系.因此,改善目前的食品安全狀況重要途徑之一,就是提高公眾對食品安全的認知水平.但是,在我國由于長期缺失食品安全知識的教育與普及,造成了國民對食品安全知識的認知缺乏,食品安全意識比較薄弱,從而導致了我國目前的食品安全現狀.提高民眾對食品安全知識的認知水平的重要途徑之一,是對民眾宣教食品安全知識.該課題實施的最終目的,是在有機化學教學中通過多種途徑對學生滲透食品安全知識,提高學生的食品安全意識,并在此基礎上讓學生通過一定的平臺,將了解和掌握的食品安全知識進行宣傳,讓更多的民眾來關注食品安全,從而改善我國的食品安全狀況.基于此,我們組織學生在節假日開展了食品安全知識宣講社會實踐活動,收到了良好的社會成效.活動的開展,一方面使同學們積極將課堂上了解到的以及自己通過文獻資料收集而來的食品安全知識進行整理總結,在宣講過程中實現學以致用,使有機化學教學與食品安全知識有機融合;另一方面,使更多的民眾了解食品安全的重要性,提高了民眾對食品安全知識的認知水平,為改善我國的食品安全狀況做出貢獻.
5總結
1.1四元復合實踐
教學體系的組成結構常熟理工學院作為一所地方院校,安全工程專業從2011年開始招生,在專業創辦之初就確定以學校已有的化學、材料類專業為依托,發揮自身優勢打造具有化工行業背景的安全工程特色專業,但與老牌工科高校依托傳統采礦、冶金等專業發展起來的安全工程專業相比有一定的差距,尤其在實踐教學環節還比較薄弱。實踐教學有多個環節,包括實驗、實習、實訓、設計、大學生課外創新活動等內容。本文在借鑒其他高校經驗的基礎上,提出具有化工行業特色的四元復合實踐教學體系。四元復合實踐教學體系由基礎性實踐、專業性實踐、綜合性實踐和創新性實踐四個層次的教學內容構成。
1.2基礎性實踐
基礎性實踐包括工學基礎實驗、實訓和專業基礎實驗,工學基礎實踐內容是指培養學生工程素養的工學通識類實踐課程,例如大學物理實驗、熱工學實驗、電工實訓、金工實訓等。專業基礎實踐內容是指立足化工行業的基本要求的化工專業基礎實驗課程和立足安全工程學科基本要求的基礎實驗課程,包括基礎化學實驗、化工原理實驗、燃燒與爆炸基礎實驗、安全人機實驗等。基礎性實踐課程的作用是加深對基礎理論知識的理解和掌握,為進一步學習專業知識和專業技能奠定基礎。
1.3專業性實踐
專業性實踐是培養基本專業技能、拓寬專業視野、帶領學生初步進入專業角色的實踐性課程,包括專業基本技能實驗、實訓、實習。例如消防安全實驗、安全監測與監測技術實驗、應急救援實訓、化工過程見習、專業認識實習、安全管理實習、生產實習等。
1.4綜合性實踐
綜合性實踐是培養學生綜合利用所學知識解決實際問題的能力的實踐課程,包括課程設計、綜合實訓和畢業論文或畢業設計。例如防火防爆課程設計課程是通過具體工程案例的分析和設計,使學生更好地熟悉和理解防火防爆安全技術的基本理論;化工安全課程設計是綜合應用所學知識,完成以化工安全設計為主的一次工程設計實踐,使學生掌握化工安全設計的基本程序和方法,并在分析和解決安全問題、查閱技術資料、選用評價方案、用簡潔文字和圖表表達設計結果等能力方面得到一次全面訓練;安全工程仿真模擬是應用挪威船級社開發的SAFETI風險評價軟件或其他安全評價軟件對石油、化工等涉及危險化學品生產、儲存的區域進行火災、爆炸、泄漏等多種災難事故的疊加風險分析與定量計算,是以虛擬仿真案例綜合培養學生風險分析及風險管理能力,提高學生的崗位適應能力。畢業設計是本科教學的最后環節,也是最為重要的實踐環節,由于安全工程專業是實踐性很強的專業,所以畢業設計提倡真題真做,要求學生能在導師的指導下獨立解決較為復雜的工程實際問題,所以選題應以實際安全設計或安全評價項目為主,需要學生對所掌握知識進行一定程度的擴展、加深并具有一定的創新。
1.5創新性實踐
創新性實踐主要是學生利用課余時間參與教師的科研項目,做教師的科研助手,或者學生自己組建科技興趣小組,積極參與各級各類大學生課外學術科技作品競賽和創業大賽,通過這些創新實踐活動培養學生的科技創新能力,拓寬視野,了解專業的發展前沿問題,增強學習興趣。
2四元復合實踐教學體系的實施保障措施
2.1師資隊伍建設
師資隊伍建設要引進和培養兩手準備,由于近幾年安全工程專業的快速發展,許多高校新建了安全工程專業,都迫切需要引進新教師補充師資隊伍,而國內安全工程博士學位點較少,所以本專業科班畢業的博士生非常稀缺,新教師引進難度都比較大,因此一方面要積極爭取引進具有安全工程專業背景的科班教師,另一方面也要鼓勵相近專業的教師轉型到本專業任教。對轉型教師可以多舉措提高其工程素養,一方面鼓勵青年教師參與學校“雙百工程”和江蘇省“教授博士柔性進企業”活動,積極到相關企業甚至安監局等職能部門掛職鍛煉,另一方面教師要積極參加安全生產審核、安全風險評價等相關培訓,獲取“注冊安全工程師”“注冊安全評價師”等資質并努力為企業服務來豐富工程經驗。
2.2實驗室建設
根據實踐教學課程的需要,對專業實驗室進行了科學規劃,在學校的重點扶持下先后建設了安全人機實驗室、防火防爆實驗室、消防安全實驗室、安全監測與檢測實驗室、工業安全實驗室、應急救援實訓準備室和安全仿真模擬實驗室等七個實驗室,在滿足教學的同時也具備了較好的社會服務條件。
2.3實習基地建設
首先在校內依托已有的應用化學工程訓練中心、材料工程訓練中心進一步建設完善了安全工程相關實訓項目;同時在校外建立了常熟市安全生產監督管理局、蘇州市相城區安全生產監督管理局、常熟市永安安全技術咨詢公司、常熟三愛富中昊新材料化工有限公司、江蘇理文化工有限公司等十多家穩定的實習基地;滿足了學生各類各層次的見習實習需要。
2.4實踐課程建設
由于安全工程專業在國內還處于發展階段,各個院校開設的安全工程專業由于行業屬性不同,課程設置差異較大,所以缺少成熟的實驗實訓講義,所以要鼓勵專業任課教師要一邊教學一邊探索,及時修編整理實踐課程講義,形成一套能較好滿足本校人才培養定位的特色講義教材;另外在依托教師科研項目和社會服務項目的基礎上,設計一系列能夠提升學生研究、發現、解決問題能力的實驗、實踐項目,并制定出新的實驗指導書與實踐講義。
3結語
安全意識是人們頭腦中建立起來的安全觀念,即人們在實踐活動中維持的對各種各樣有可能對自己或他人造成傷害的外在環境條件的一種戒備和警覺的心理狀態。但從實際情況來看,大多數學生使用化學試劑和實驗儀器的安全意識比較淡薄,僅有少部分學生能清楚了解所使用化學試劑的性質,并正確地采取防護措施。許多學生在進入實驗室時,抱著強烈的求知欲望,卻忽視安全警告,或擅自觸動實驗室未知儀器,或不按照規范進行操作;還有的學生做實驗時不穿實驗服、不戴防護鏡、實驗過程中長時間離開反應裝置,這些看似尋常的陋習,都是引發安全事故的導火索。[2-4]因此,安全教育的過程中必須使學生清楚地認識到自己的點滴疏忽大意都可能會對自己和他人的人身安全造成什么樣的危害,以此來提高學生的思想認識,增強學生的警覺性。[5]在實際的教學過程中,我們采取以下辦法增強學生的安全意識:1.制訂實驗室安全管理方法,并組織學生認真學習實驗安全知識,約束學生在實驗室里的行為。如學生進入實驗室前必須穿好實驗服,不得在實驗室里吃東西、聽音樂或從事其他與實驗無關的事情,實驗結束后必須認真整理好實驗用品,按照操作規范關閉相應的實驗儀器等。強制性的管理,能夠使學生清楚地認識到實驗室里的安全規定,并切實遵守。2.指導學生評估實驗的潛在風險和所處環境的安全狀態,并正確地采取防護措施。進入實驗室首先應該知道實驗室的環境狀況、安全出口、消防設施和實驗室負責人的聯系方式,其次應該了解所在實驗室中,特殊儀器的性能、工作狀態和應急處理辦法,以及其他需要注意的安全事項。學生在實驗開始之前必須查閱所用化學藥品的性質和所用實驗儀器的操作方法,來提高應對突發事件的能力。學生對實驗安全的認識有限,評估環境的安全性時會考慮不周全,所以教師應當適時地給予輔導和點評。3.課堂上向學生介紹全國典型安全事故的情況和處理結果,展示一些重大安全事故的記實圖片,結合實驗室常見的人身傷害事件,講解實驗室安全的重要性,使學生充分認識到不安全因素時時在、處處有,全方位地增強學生的安全防范意識。只有學生強化了安全意識,才能消除安全隱患,防止各類安全事故的發生。
二、實驗室安全教育的內容
安全知識的講解是本課程的重點和難點。一方面安全教育所涉獵的領域大而廣,沒有專業的基礎知識和長期的工作積累,難以把相關知識組合成一門系統的課程。另一方面考慮到授課對象的學習能力,講解內容還要使學生易于理解和接受。我們在課程中講授的安全知識包括通識類、危險化學品、基本實驗操作規范、消防知識等。通識類安全知識主要介紹實驗室日常使用的水、電、煤氣等的使用要求與注意事項,化學廢棄物的種類和相關的處理規定,以及養成良好實驗習慣的重要性。講課中會援引一些案例,如我校某實驗室冬季沒有關閉窗戶,致使暖氣水管被凍壞,一些較貴重的設備被供暖水浸泡,造成了較大的經濟損失;某課題組人員在進行有機合成實驗時,未對冷凝水管加固處理,中午外出吃飯時未留人照看實驗室,從而導致水壓升高,水管連接處松動,冷凝水流入電氣設備中,造成較大損失;還有如果煤氣燈關閉不嚴,一旦發生煤氣泄漏,后果會更加嚴重。這些看似細小的問題,都會帶來很大的危險性,學生在進入實驗室之前必須引起注意。實驗操作規范是一門學問,不僅體現了實驗者的綜合素質,同時也是實驗室安全的重要保證。大學實驗室中使用的儀器和藥品較多,操作步驟也比較復雜,而實驗指導教師常常會忽略對基本實驗操作規范的要求。例如高中化學實驗中會強調溫度計的使用方法,不能用溫度計攪拌溶液,溫度計的液泡不能碰到杯底和杯壁,溫度計使用完畢后應該立即放回溫度計套筒中;然而到了大學階段,有的學生使用溫度計時卻很不熟練,水銀溫度計經常會被打碎,實驗室的水槽底部因此經常有水銀沉積。再如在玻璃管加工實驗中,經常發生學生被割傷或燙傷的意外事故。這些事故歸根結底就是由于實驗人員操作不規范、儀器整理不及時導致的。介紹一些基礎化學實驗操作規范,目的是讓學生明白使用實驗儀器的基本原理與操作方法,并將學到的相關安全防護知識應用于其他復雜儀器的使用之中。[6,7]危險化學品部分是我們講解的重點,這方面的知識很系統也容易理解。學生應該知曉危險化學品的種類和標志符號,并讀懂試劑瓶上的標簽來判斷試劑的性質,或者使用危險化學品安全技術說明書(MSDS)查詢材料的危險性。高校中使用的化學藥品種類多、性質各異,部分試劑具有易燃、易爆、腐蝕性強等特點。隨著高校科研項目的增加,有些課題組購買大量的有機溶劑,并貯存在實驗室中,這就存在著較大的安全隱患。[8]危險化學品的購買、存放、使用都有專門的規定,師生都必須嚴格遵守。學生還應該知道危險化學品的危險特征,懂得安全事故的預防方法,并采取正確的防范措施。消防知識包括“四懂”和“四會”。“四懂”即懂得火災的危險性,懂得火災的預防措施,懂得火災的撲救方法,懂得火災的逃生方法;“四會”分別是會報警,會使用滅火器材,會滅初級火,會逃生。這其中側重于滅火器的使用。火災是極端的危險情況。盡管這種情況極少發生,可一旦發生了就會造成十分嚴重的后果。實驗室人員應當學習相應的防護知識,遇到火災時保持鎮定,根據火災的性質,采用正確的方式進行滅火。這樣不僅會減少火災發生時的財產損失,也會降低實驗室人員所受到的人身傷害。如實驗儀器局部著火,應該用濕布、滅火毯等材料將其蓋滅,如果直接使用干粉滅火器,雖然可以迅速滅火,但也有可能使得儀器報廢,造成不必要的損失。當火勢較大無法自行撲救時,師生應當及時關閉電源,迅速離開并報警求助。
三、實驗室安全教育的實施效果
開設化學實驗安全課程增強了本科生的安全意識,提高了學生對安全事故的防范能力。以往本科生們進入科研實驗室前,所受到的安全教育僅僅是師兄師姐的口傳心授,沒有系統性和規范性。許多本科生來到實驗室的第一項工作常常是清理玻璃儀器,這樣就會接觸到一些有毒的化學試劑。以前,學生對這項工作的安全性普遍不太重視,而現在則會主動地采取防護措施,戴上橡膠手套再進行相應的操作。經過安全課程的學習,本科生對實驗室安全有了正確的認識,能自覺遵守實驗室的安全規范,并常常指出所在實驗室存在的安全隱患和提出改進方法,推動所在實驗室的安全化進程,從而也提升了學院整體的安全水平。目前,我國實驗室的安全工作仍然存在很多問題,理論課的學習只是安全教育的一個重要環節,并不能解決實驗室里所有的安全問題。實驗室的安全教育應該是一項常態化的工作,需要學校全程化、全方位、多層次來進行,時時刻刻提醒學生注意人身安全。所以,我們還通過開設安全教育宣傳欄、建立安全教育網頁、聘請專家舉辦安全教育講座等形式,使學生不斷地學習安全知識,增強安全意識。
四、結束語