摘要：通過對(duì)安全工程化學(xué)基礎(chǔ)課程現(xiàn)狀的分析和反思，文章在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、提高學(xué)生興趣和提升教學(xué)效果等方面進(jìn)行了有益的探索。首先，在民航行業(yè)背景下，通過精選課程內(nèi)容，突出安全工程專業(yè)特色；其次，將枯燥的理論知識(shí)與工作生活中的實(shí)際安全案例聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；再次，采用雨課堂式的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，進(jìn)一步提升教學(xué)效果；加強(qiáng)與學(xué)生的課下交流和溝通，解決學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)差異較大的問題；最后，加強(qiáng)與安全工程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生創(chuàng)新技能。

關(guān)鍵詞：安全工程化學(xué)基礎(chǔ)；課程建設(shè)；雨課堂；教學(xué)方法

我國(guó)安全類專業(yè)人才匱乏。近年來，全國(guó)高等院校的安全工程專業(yè)獲得了迅速發(fā)展。截至目前，全國(guó)共有130余所高等院校開設(shè)了安全工程專業(yè)。雖然開設(shè)安全工程專業(yè)的高校都有自己的行業(yè)背景和特色，但是設(shè)立的培養(yǎng)目標(biāo)基本都包括：培養(yǎng)能從事安全科學(xué)與研究、安全健康環(huán)境檢測(cè)與監(jiān)測(cè)、安全技術(shù)及工程、安全設(shè)計(jì)與生產(chǎn)、安全監(jiān)察與管理、安全教育與培訓(xùn)等方面復(fù)合型的高級(jí)工程技術(shù)人才。而從事這些工作需要掌握危險(xiǎn)品的辨識(shí)與管理、化工設(shè)備安全、防火防爆等專業(yè)知識(shí)，但這些都需要學(xué)生具備一定的化學(xué)基礎(chǔ)，因此化學(xué)類課程是各院校安全工程專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]。本人承擔(dān)我校安全工程專業(yè)的安全工程化學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)工作，結(jié)合化學(xué)教學(xué)工作中實(shí)際存在的問題，本文探索了適合于我校安全工程專業(yè)的化學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容。

一、教學(xué)中存在的問題

（一）課程內(nèi)容與專業(yè)特色匹配度不高

目前各院校安全工程專業(yè)的化學(xué)類課程普遍選用四大化學(xué)（無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)）體系的相關(guān)課程，通常開設(shè)的課程以“物理化學(xué)”和“分析化學(xué)”為主[2]，但是從知識(shí)結(jié)構(gòu)來看，無機(jī)化學(xué)體系的化學(xué)品名稱、分子結(jié)構(gòu)特性、重要反應(yīng)特性及與安全相關(guān)的基本理化性質(zhì)（如：毒性、腐蝕性、燃燒爆炸特性等）等相關(guān)基本知識(shí)在這兩門課程中均沒有涉及；另外，有機(jī)化學(xué)體系中的有機(jī)化合物的命名規(guī)則、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及典型有機(jī)化學(xué)反應(yīng)及其安全防護(hù)技術(shù)等重要知識(shí)也沒有講述�；瘜W(xué)課程內(nèi)容與安全工程專業(yè)特色的不匹配，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)教師講授的部分知識(shí)是學(xué)生不需要的，而學(xué)生需要的化學(xué)知識(shí)內(nèi)容課程又沒有被講授的現(xiàn)象，也導(dǎo)致化學(xué)課程內(nèi)容不能滿足安全工程專業(yè)自身發(fā)展的需要。需要指出的是，由于安全工程專業(yè)的特點(diǎn)和行業(yè)背景的特殊性，其本身也是一個(gè)交叉學(xué)科，需要學(xué)生學(xué)習(xí)的課程較多且知識(shí)點(diǎn)范圍跨度較大，導(dǎo)致學(xué)生的課程負(fù)擔(dān)較重[3]。因此，如果增加大量化學(xué)課程的課時(shí)，會(huì)進(jìn)一步加重學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，這顯然與現(xiàn)實(shí)情況不符。為此，迫切需要對(duì)安全工程專業(yè)的化學(xué)基礎(chǔ)課程進(jìn)行相應(yīng)的改革，以適應(yīng)安全工程專業(yè)的發(fā)展和對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的需求。

（二）學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊

由于全國(guó)各地高考政策的差異，安全工程專業(yè)的學(xué)生在高中階段對(duì)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)情況差別很大。以我校2018級(jí)安全工程專業(yè)的學(xué)生為例，高考時(shí)選擇化學(xué)的約為86%，其中部分學(xué)生還學(xué)習(xí)了高等化學(xué)部分內(nèi)容，甚至有個(gè)別學(xué)生還取得過全國(guó)高中化學(xué)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)，具有較好的化學(xué)基礎(chǔ)；但是部分地區(qū)的考生高中時(shí)的化學(xué)課以選修課為主，高考時(shí)也沒選擇化學(xué)作為考試科目，因此該部分學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)較差。學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)差異較大，這就導(dǎo)致化學(xué)課程內(nèi)容和講授深度難以把控。課程內(nèi)容過于簡(jiǎn)單就有可能變成高中化學(xué)的承接和延續(xù)，對(duì)學(xué)生專業(yè)技能和能力的提高十分有限；但是如果課程內(nèi)容過于高深，則部分學(xué)生可能很難跟上課程學(xué)習(xí)要求，從而產(chǎn)生畏難情緒，日積月累最終喪失學(xué)習(xí)興趣。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)的積極性不高

安全工程化學(xué)基礎(chǔ)課程是我校安全工程專業(yè)學(xué)生最先開始學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課。雖然化學(xué)知識(shí)是安全工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，但是學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué)對(duì)安全工程專業(yè)的具體培養(yǎng)目標(biāo)還不完全了解，并且從現(xiàn)有教材中和在客觀感受上不清楚化學(xué)基礎(chǔ)課與安全工程專業(yè)的聯(lián)系，這就導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)課的興趣不高和動(dòng)力不足，甚至有的學(xué)生提出了“安全工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)有什么用？”的疑問。

二、提高安全工程專業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)效果的措施

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出安全工程專業(yè)特色

在教學(xué)內(nèi)容上，結(jié)合安全工程專業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容做出相應(yīng)的調(diào)整。在教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化過程中，應(yīng)遵守以下幾個(gè)方面的原則：1.結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，精選教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)安全工程專業(yè)特點(diǎn)，我們?cè)诨瘜W(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的選擇上，以無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)的部分內(nèi)容為主，刪掉了分析化學(xué)的大部分內(nèi)容，但保留了儀器分析部分內(nèi)容；同時(shí)，針對(duì)安全工程專業(yè)領(lǐng)域中的主要化學(xué)問題，對(duì)無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精選。無機(jī)化學(xué)部分除了介紹元素的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等基礎(chǔ)知識(shí)外，主要突出介紹無機(jī)化合物的危險(xiǎn)特性（腐蝕性、毒性、易燃易爆性等），使學(xué)生對(duì)該類危險(xiǎn)化學(xué)品的特點(diǎn)和防護(hù)方法有深入的認(rèn)識(shí)；有機(jī)化學(xué)部分主要介紹有機(jī)化合物的命名規(guī)則、理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和典型有機(jī)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理，使學(xué)生在從事危險(xiǎn)品相關(guān)行業(yè)工作時(shí)，能夠?qū)Ω黝愑袡C(jī)化學(xué)品進(jìn)行識(shí)別和相關(guān)處理；物理化學(xué)部分主要介紹化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)基本原理，使學(xué)生能夠把握燃燒、爆炸及危險(xiǎn)品事故產(chǎn)生的根本原因，有能力解決一些安全事故的預(yù)防和應(yīng)對(duì)問題；儀器分析部分主要介紹化學(xué)分析方法、色譜分析方法和光譜分析方法，使學(xué)生掌握安全領(lǐng)域常用的先進(jìn)分析檢測(cè)方法。課程內(nèi)容基本上涵蓋了危險(xiǎn)品、火災(zāi)、爆炸等安全領(lǐng)域的主要化學(xué)知識(shí)，為學(xué)生后續(xù)相關(guān)課程（如：火災(zāi)學(xué)基礎(chǔ)、安全檢測(cè)技術(shù)、飛機(jī)防火技術(shù)、空運(yùn)危險(xiǎn)品風(fēng)險(xiǎn)防控技術(shù)、防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)等）的學(xué)習(xí)提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)知識(shí)。2.立足民航背景，突出工科特色。我校是中國(guó)民用航空局直屬的一所以培養(yǎng)民航高級(jí)工程技術(shù)和管理人才為主的高等院校，因此，安全工程專業(yè)應(yīng)立足民航背景，突出工科特色，以與民航相關(guān)的工程技術(shù)問題來組織教學(xué)內(nèi)容，力求做到既向?qū)W生傳授科學(xué)知識(shí)，又給學(xué)生展現(xiàn)工程技術(shù)的實(shí)踐方法，以體現(xiàn)科學(xué)研究的方法和科學(xué)探索的過程，使學(xué)生具備利用一定的化學(xué)知識(shí)去分析和解決民航相關(guān)工程實(shí)際問題的能力。例如：在介紹化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)時(shí)，以飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的火災(zāi)爆炸問題為引導(dǎo)，通過模型簡(jiǎn)化方法，把該問題演變?yōu)槊荛]空間內(nèi)的燃燒爆炸問題，進(jìn)而提出熱力學(xué)上的密閉體系概念和動(dòng)力學(xué)上鏈反應(yīng)的爆炸極限知識(shí)點(diǎn)，再反過來通過熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的知識(shí)分析機(jī)艙內(nèi)火災(zāi)爆炸問題。3.緊跟前沿研究，啟迪學(xué)生思維。結(jié)合安全工程專業(yè)方向和本學(xué)科的最新發(fā)展和科學(xué)成果，適當(dāng)介紹一些前沿領(lǐng)域或教師本人的科研課題，以開闊學(xué)生眼界，啟迪學(xué)生思維。例如：在介紹鹵代烴章節(jié)時(shí)，引入當(dāng)前民航領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)—“哈龍”機(jī)載滅火劑的替代問題，再從“哈龍”滅火劑的替代原因和研究趨勢(shì)，引出由鹵代烴分子結(jié)構(gòu)引發(fā)的環(huán)境問題，使學(xué)生不僅能更深入了解鹵代烴的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和反應(yīng)特性，還能將所學(xué)知識(shí)與國(guó)際前沿研究相結(jié)合。

（二）理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

由于安全工程化學(xué)基礎(chǔ)課程本身理論性較強(qiáng)，而單純講授書本知識(shí)會(huì)讓學(xué)生感覺枯燥無味，因此應(yīng)將課程部分內(nèi)容與實(shí)際工作中的安全問題相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生探究其中所涉及的基礎(chǔ)化學(xué)原理，使學(xué)生切身感受到化學(xué)知識(shí)與安全工程專業(yè)問題的聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性。例如：在介紹堿金屬和堿土金屬章節(jié)部分時(shí)，可先介紹鋰離子電池在我國(guó)新能源發(fā)展戰(zhàn)略中的重要性，進(jìn)而提出鋰離子電池在航空運(yùn)輸中的安全問題（介紹近幾年航空運(yùn)輸中的鋰離子電池安全事故案例），然后帶著問題講解堿金屬和堿土金屬的重要性質(zhì)，最后再引導(dǎo)學(xué)生理解鋰離子電池產(chǎn)生熱失控的根本原因，使學(xué)生將堿金屬和堿土金屬的化學(xué)性質(zhì)與航空安全運(yùn)輸中的鋰離子電池安全問題相結(jié)合，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將“死學(xué)”變?yōu)?ldquo;活學(xué)”。另外，除了將化學(xué)知識(shí)與安全工作中的問題相聯(lián)系，還可以適當(dāng)將其與生活中的安全問題相聯(lián)系，使學(xué)生感受到學(xué)好化學(xué)知識(shí)的重要性。例如，在介紹鹵素章節(jié)時(shí)，可介紹家庭日常生活中84消毒液和潔廁靈混合使用的安全問題，讓學(xué)生思考兩種化學(xué)物質(zhì)混合時(shí)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。84消毒液的主要成分是次氯酸鈉（NaClO），潔廁靈主要成分是鹽酸（HCl），學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，很容易推導(dǎo)出該反應(yīng)將產(chǎn)生危險(xiǎn)性劇毒氣體氯氣（CL2）。這個(gè)現(xiàn)象會(huì)讓大部分學(xué)生感到驚訝，生活中普通的日常用品竟能用于制備危險(xiǎn)化學(xué)品，這會(huì)進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的熱情。

（三）運(yùn)用多種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

對(duì)于教學(xué)活動(dòng)的開展，必須采用一定的方法和手段。在高等學(xué)校的教學(xué)過程中，教學(xué)方法的好壞往往決定著教學(xué)目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)、教學(xué)運(yùn)行狀態(tài)是否良好、教學(xué)結(jié)果是否理想等[4]。目前，有許多不同的教學(xué)方式（如：講授式教學(xué)、研究式教學(xué)、實(shí)踐性教學(xué)、案例教學(xué)、專題式教學(xué)等）已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué)中[5]。而近幾年，翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐應(yīng)用已經(jīng)成為一種重要的課堂教學(xué)改革趨勢(shì)[6-8]。雨課堂作為一種重要的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，由學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)，將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入PowerPoint和微信，在課外預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)間建立起溝通橋梁。虛擬課堂和實(shí)體課堂相結(jié)合使得教師和學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)及課后復(fù)習(xí)中能進(jìn)行有效互動(dòng)，教師可在整個(gè)教學(xué)過程中及時(shí)掌握課堂教學(xué)情況，修正教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)難易度[9]。開展雨課堂教學(xué)改革，首先要對(duì)安全工程化學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容進(jìn)行梳理，厘清各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，以及知識(shí)層次和前后銜接關(guān)系，再根據(jù)課程內(nèi)容的特點(diǎn)，整理出哪些知識(shí)點(diǎn)適合采用雨課堂教學(xué)方式，哪些知識(shí)點(diǎn)適合采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，做好兩種課堂教學(xué)方式比例的控制。有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)需要學(xué)生在課上課下通過大量的習(xí)題練習(xí)來鞏固，但是部分學(xué)生自覺性較差，往往很難按時(shí)且高質(zhì)量地完成習(xí)題，而雨課堂教學(xué)方式可以讓教師完全掌控學(xué)生全過程的學(xué)習(xí)情況，因此有機(jī)化學(xué)比較適合采用雨課堂教學(xué)方式。

（四）因材施教，加強(qiáng)與學(xué)生的課下交流和溝通

課上教學(xué)面對(duì)的是全體學(xué)生，因此教學(xué)內(nèi)容沒有差異化，但是對(duì)于化學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生可能存在學(xué)習(xí)效果跟不上的情況，所以要加強(qiáng)與學(xué)生的課下交流和溝通強(qiáng)度。課下交流可采用現(xiàn)場(chǎng)答疑、小范圍研討、微信在線答疑等方式。另外，還要通過布置不同難度的習(xí)題，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了解，主動(dòng)就學(xué)習(xí)成績(jī)較差的學(xué)生所存在的問題進(jìn)行溝通。

（五）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生創(chuàng)新技能

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是安全工程化學(xué)基礎(chǔ)課程的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的安排上，除了讓學(xué)生掌握一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作基本技能和基本方法外，還應(yīng)減少驗(yàn)證性的和演示性的實(shí)驗(yàn)，多增加一些設(shè)計(jì)性的和研究性的實(shí)驗(yàn)[10]。同時(shí)，結(jié)合我校安全工程專業(yè)的特點(diǎn)，應(yīng)選擇部分與安全工程技術(shù)和民航密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如機(jī)載滅火劑的滅火性能評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)等，并在實(shí)驗(yàn)課的最后安排一個(gè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生運(yùn)用化學(xué)基本原理，自行設(shè)計(jì)、自擬實(shí)驗(yàn)方案，完成全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并以此作為實(shí)驗(yàn)課的考核題目。

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