馬 浩,岳超超,王超賢,滕俊江
(廣東石油化工學(xué)院 化學(xué)學(xué)院,廣東 茂名 525000)
《工程化學(xué)》課程是廣東石油化工學(xué)院“過程裝備與控制工程”、“能源與動(dòng)力工程”以及“環(huán)保設(shè)備工程”專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課程,所采用的教材為浙江大學(xué)陳林根教授主編的《工程化學(xué)基礎(chǔ)》(第二版)。該課程學(xué)習(xí)的基本目的是通過《工程化學(xué)》的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握在非化學(xué)研究和非化學(xué)品生產(chǎn)領(lǐng)域的工作過程中所涉及到的大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用[1]。
《工程化學(xué)》所涉及到的基礎(chǔ)知識(shí)是中學(xué)化學(xué)知識(shí)的延伸,并進(jìn)行比較深入的拓展。在多年的《工程化學(xué)》教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)《工程化學(xué)》基礎(chǔ)知識(shí)的掌握遠(yuǎn)沒有高中化學(xué)知識(shí)掌握的那么扎實(shí)。因此,在實(shí)際工作中,遇到化學(xué)問題勢(shì)必會(huì)過度地依賴中學(xué)化學(xué)知識(shí)[2],導(dǎo)致對(duì)一些化學(xué)生產(chǎn)過程中涉及到的危險(xiǎn)化學(xué)品的危險(xiǎn)程度認(rèn)知不夠,有可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)事故。
近年來由危險(xiǎn)化學(xué)品的處置不當(dāng)引起的事故數(shù)不勝數(shù)[3],尤其是“8·12天津?yàn)I海新區(qū)爆炸事故”給國(guó)家和人民帶來極大的損失,給化學(xué)工作者帶來慘痛的教訓(xùn)[4]。因此,在大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)普及式教育的《工程化學(xué)》課程教學(xué)過程中,完全有必要引入相關(guān)危險(xiǎn)化學(xué)品的安全知識(shí)教育,使學(xué)生在未來的工作中能夠正確認(rèn)知危險(xiǎn)化學(xué)品,從而進(jìn)行安全成產(chǎn)和更好的保護(hù)自己[5]。根據(jù)《工程化學(xué)基礎(chǔ)》教材中內(nèi)容安排,以及危險(xiǎn)化學(xué)品的分類要求,在《工程化學(xué)》理論教學(xué)過程中,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行豐富,穿插危險(xiǎn)化學(xué)品的安全知識(shí)教育,提升學(xué)生安全生產(chǎn)意識(shí)。
《工程化學(xué)》教學(xué)過程中學(xué)時(shí)安排為40,其中理論課為36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課4學(xué)時(shí)。具體教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)安排如下:第一章,緒論,2學(xué)時(shí);第二章,物質(zhì)的化學(xué)組成和聚集狀態(tài),6學(xué)時(shí);第三章,物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和材料的性質(zhì),6學(xué)時(shí);第四章,化學(xué)反應(yīng)與能源,8學(xué)時(shí);第五章,水溶液中的化學(xué)反應(yīng)和水體保護(hù),8學(xué)時(shí);第六章,化學(xué)反應(yīng)和材料的保護(hù),6學(xué)時(shí);實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作以及稱器和量器的使用,4學(xué)時(shí)。涉及到的內(nèi)容包括無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)等課程的基礎(chǔ)內(nèi)容[1]。由于學(xué)時(shí)的限制,很難在有限的時(shí)間內(nèi)將所涉及的內(nèi)容進(jìn)行深入的講解,只能對(duì)非化學(xué)化工學(xué)生進(jìn)行大學(xué)化學(xué)知識(shí)普及性教育。然而,由于教學(xué)過程的不系統(tǒng)性和教學(xué)內(nèi)容的不夠深入,勢(shì)必導(dǎo)致學(xué)生在傳統(tǒng)《工程化學(xué)》相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中,不足以掌握相關(guān)危險(xiǎn)化學(xué)品的安全知識(shí),對(duì)學(xué)生未來正確認(rèn)知安全生產(chǎn)具有潛在影響。
由于《工程化學(xué)》教學(xué)目的是普及大學(xué)化學(xué)相關(guān)知識(shí)教育,因此,在隨著社會(huì)生產(chǎn)的快速發(fā)展和需求,以及危險(xiǎn)化學(xué)品在社會(huì)生產(chǎn)過程中帶來的隱患和危險(xiǎn),必需對(duì)《工程化學(xué)》教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充,促使非化學(xué)化工專業(yè)的學(xué)生掌握相關(guān)危險(xiǎn)化學(xué)品安全知識(shí)。根據(jù)危險(xiǎn)化學(xué)品的分類和《工程化學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置[1,6],將危險(xiǎn)化學(xué)品安全知識(shí)穿插相應(yīng)章節(jié)中進(jìn)行學(xué)習(xí)。
第一章緒論的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容主要包括物質(zhì)的層次、系統(tǒng)和環(huán)境、聚集體和相、質(zhì)量守恒和能量變化、物質(zhì)的量、反應(yīng)進(jìn)度等基本概念。在學(xué)習(xí)完相應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)后,將危險(xiǎn)化學(xué)的概念引入進(jìn)去,并通過“8·12天津?yàn)I海新區(qū)爆炸”事故和江蘇響水天嘉宜化工有限公司“3.21特別重大爆炸”事故來介紹危險(xiǎn)化學(xué)品的危害和分類[7],使學(xué)生初步建立危險(xiǎn)化學(xué)品的意識(shí),并形成初步認(rèn)知。
第二章中的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容包括物質(zhì)的化學(xué)組成、固體、液體和液晶、氣體和等離子體的基礎(chǔ)知識(shí)。其中,在涉及到溶液和蒸汽壓以及液體燃料的教學(xué),與危險(xiǎn)化學(xué)品分類中的第2類(壓縮氣體、液化氣體)和第3類(易燃液體)相關(guān)。因此,在該部分內(nèi)容教學(xué)過程中,可以對(duì)壓縮氣體、液化氣體、易燃液體進(jìn)行系統(tǒng)講解,并通過網(wǎng)絡(luò)視頻演示易燃液體的危險(xiǎn)性和易燃性[1,6];同時(shí)根據(jù)“易拉罐制做爆米花”意外爆炸事故,講解易燃液體處置不當(dāng)引起的災(zāi)難,促進(jìn)學(xué)生正視易燃液體,并掌握易燃液體正確處理的相關(guān)知識(shí)。
第三章中的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容包括原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、元素周期律、金屬材料、化學(xué)鍵、分子間力、高分子材料、晶體缺陷、陶瓷和復(fù)合材料等內(nèi)容。眾所周知,原子或分子的結(jié)構(gòu)決定它們的性質(zhì),性質(zhì)決定著它們的用途,而且不同的原子和分子的性質(zhì)根據(jù)其核外電子排布或者化學(xué)鍵的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。在這部分內(nèi)容的教學(xué)過程中,可以穿插危險(xiǎn)化學(xué)品分類中的第4類(固體、自燃物品和遇濕易燃物品)和第7類(放射性物品)[1,6]。在這里必須強(qiáng)調(diào),高中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中講到的部分物質(zhì)的性質(zhì)并不是太準(zhǔn)確,例如,在講到金屬鈉的性質(zhì)時(shí),高中教材上講到鈉與水反應(yīng),發(fā)出滋滋的響聲,并融成小球,浮于水面之上。而事實(shí)上,鈉與水接觸后往往是爆炸式的反應(yīng),并沒有教材上講的那么“溫和”。在教學(xué)過程中,可以借助網(wǎng)絡(luò)上視頻,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該類危險(xiǎn)化學(xué)品的重新理解和認(rèn)識(shí),并不能完全依賴高中化學(xué)知識(shí)。另外,在涉及到放射性物品的安全教育時(shí),重點(diǎn)介紹放射性物品的特性以及危害,并明確防護(hù)措施。
第四章中傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容包括熱化學(xué)和能量轉(zhuǎn)化、化學(xué)反應(yīng)的方向和限度、化學(xué)平衡和反應(yīng)速率、氧化還原反應(yīng)和能源的開發(fā)和利用等基礎(chǔ)知識(shí)。在該章內(nèi)容學(xué)習(xí)過程中,熱化學(xué)和能量轉(zhuǎn)化以及反應(yīng)速率等與爆炸品類危險(xiǎn)化學(xué)品相關(guān)[1,6]。爆炸既是能量的釋放過程,在完成該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)后,可以系統(tǒng)講解爆炸類危險(xiǎn)化學(xué)品的爆炸原理、特點(diǎn)和危害;并通過“8·12天津?yàn)I海新區(qū)爆炸”事故和江蘇響水天嘉宜化工有限公司“3.21特別重大爆炸”事故的相關(guān)過程了解爆炸品對(duì)人類的威脅;同時(shí),通過相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)視頻和動(dòng)畫來演示不同爆炸品的爆炸原理和正確處置方式。
第五章中傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容為弱酸弱堿溶液、水溶液中的沉淀-溶解反應(yīng)和配位反應(yīng)、相平衡和非水溶液中的化學(xué)反應(yīng)等基本內(nèi)容。該部分內(nèi)容以水溶液中反應(yīng)為特點(diǎn),與危險(xiǎn)化學(xué)品分類中第6類(毒害品和感染性物品)相關(guān)[1,6],因此,可以通過該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)引入到毒害品和感染性物品對(duì)人類和環(huán)境的危害等方面的學(xué)習(xí)。通過水溶液中的配位反應(yīng)來解釋一氧化碳中毒的原理和水俁病事件;另外,還可以通過百草枯中毒事件,啟發(fā)學(xué)生對(duì)毒害品和感染性物品危險(xiǎn)性的認(rèn)識(shí),隨時(shí)保持安全意識(shí)。
第六章傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容包括金屬腐蝕的發(fā)生、金屬腐蝕的防護(hù)和利用、生命體及高分子材料的老化和高分子材料的保護(hù)等基本知識(shí)。其中,金屬的腐蝕與危險(xiǎn)化學(xué)品中腐蝕品、氧化劑和有機(jī)過氧化物相關(guān)[1,6]。因此,可以通過金屬的腐蝕系統(tǒng)地講解該部分危險(xiǎn)化學(xué)品的危害和作用原理,使學(xué)生在了解該部分內(nèi)容的同時(shí),充分認(rèn)知腐蝕品、氧化劑和有機(jī)過氧化物對(duì)人類的危害性。
將危險(xiǎn)化學(xué)品的安全知識(shí)教育內(nèi)容穿插到《工程化學(xué)》的理論教學(xué)內(nèi)容中,使非化學(xué)化工類學(xué)生在普及大學(xué)化學(xué)基本知識(shí)的同時(shí),掌握危險(xiǎn)化學(xué)品的基本常識(shí),時(shí)刻保持危險(xiǎn)化學(xué)品的危害意識(shí),在以后的工作中能正確處置所遇到的危險(xiǎn)化學(xué)品,懂得如何更好地安全生產(chǎn)和保護(hù)自己?!豆こ袒瘜W(xué)》理論教學(xué)內(nèi)容與危險(xiǎn)化學(xué)品安全知識(shí)教育的設(shè)置,體現(xiàn)目前對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的使用和管理方面的重視,增加學(xué)生對(duì)大學(xué)化學(xué)普適教育理解的同時(shí),提升自我保護(hù)意識(shí)和能力。