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初中化学实验教学中危化品安全教育策略

2021-02-27钟芳

福建教育学院学报 2021年3期
关键词:白磷危化品实验室

钟芳

(中山市第一中学,广东 中山 528400)

2019 年北京交通大学的实验室危化品爆炸造成三位学生死亡事故,2020 年9 月22 日,江苏常州一小学教师在科学课演示实验时因操作不规范产生闪燃,蹿出的火苗使4 位学生烧伤。再回顾天津港“8·12”特大危化品火灾爆炸这场灾难事故,已经用数百条生命的代价给世人上了一堂深刻的危化品安全教育课。

痛定思痛,这些事故提醒中学化学教师要重新审视我们的实验教学工作,危化品知识的安全教育重要性再一次为我们敲响了警钟。中学化学实验室是中学里安全问题最重要的场所,因教学需要经常使用一定量的易燃、易爆、腐蚀性和有毒药品,虽然很多学校都建立了比较完备的实验室应急预案、实验室安全教育手册等,但是绝大多数的学生对危化品知识的安全教育一知半解、缺乏实验操作的动手能力和对安全事故的应变能力,学生中能够真正正确识别实验室危化品安全问题、掌握实验室危化品安全防控技术以及正确处理突发事故的学生比例很低。初中阶段是学习化学的启蒙阶段,实验中常见的危化品不少,在初中化学实验教学中渗透危化品知识的安全教育,可以改善这一现状,提高初中生的危化品安全意识和自我保护能力。

一、初中生危化品安全教育现状

初中生年龄偏小,掌握的化学知识有限,不能全面认识和理解危化品的分类、使用、储存和事故处理。一方面是由于为了让大多数学生顺利完成实验,在实验教学中不可能刻意安排导致安全问题的实验内容,学生若按照教学大纲规定进行实验操作,往往没有时间深入思考可能发生的实验结果。加上不同层次学生的智力和能力的差异,影响学生创造性思维的发展。另一方面则是安全操作演练对场地、设备、器材和现场组织要求较高、代价较大,无法对大面积学生实施。[1]有的薄弱学校甚至不开展学生分组的实验操作课,安全教育仅仅停留在对实验安全准则的死记硬背上,安全操作的培训也往往流于形式,只是为了应付教育管理部门的检查,造成学生化学实验活动缺乏危化品安全意识,容易诱发安全事故。

二、初中化学实验教学渗透危化品安全教育的策略

科学研究指出,对于初中生来说,兴趣是最好的教师,实验室危化品安全教育必须符合学生认知心理的特点,从激发兴趣、感知、理解、巩固和应用等方面层层推进,才能达到最好的培养效果。用兴趣和感知来打开学生主动学习实验室危化品安全知识的入门环节,采取学生喜闻乐见的教育形式,避免“填鸭式”“强制记”等学生厌恶的学习方式,在常规实验教学中开展危化品知识的安全教育、科学合理地安排各项实验,确保学生对危化品知识进行安全有效的实验和探索,并产生对安全问题最大的好奇心,才能取得意想不到的成效,才能真正把危化品知识安全教育渗透学生心中。

(一)创设情景和实例,做好实验室危化品安全教育的课堂导入

在如何安全使用危化品的课堂讲授中,我们发现,初中生对实验室危化品安全教育总有一种事不关己,高高挂起的侥幸心理,认为实验室安全事故离自己还很遥远[2],因此教师讲述某种危化品的安全及使用情况时不以为然,甚至觉得教师在夸大危化品的危害吓唬学生。为了改变学生的这种想法,我们在实验室举办危化品实验安全教育图片展,展示各种危化品的实物图,同时在屏幕上播放国内危化品安全事故的照片,比如天津港“8·12”特大危化品火灾爆炸,2019 年北京交通大学的实验室爆炸造成三位学生死亡事故,2016 年东华大学实验室爆炸造成学生受重伤事故,浓硫酸毁容的刑事案件等各种事故图片,当学生们亲眼目睹了这些惨烈事故图片之后,心里已经受到强烈的震撼。

为了让学生进一步对危化品的危害有更深刻的认识,以初三人教版第七单元能源的开发和利用中的气体氢气为例,它是易燃易爆的物质,学校严禁庆典活动带氢气球,但是仍然有学生偷偷带进校园造成危险隐患。这时,笔者拓展做了一个课外实验,现场模拟氢气的爆炸:取一个一次性纸杯,底部挖一个洞,用湿棉花堵住,倒扣在桌面上,用锌粒和稀硫酸制取氢气通入该纸杯中2—3 分钟,取出湿棉花,同时用一根燃着的长木条点火,这时学生看到一个小小的纸杯突然飞起很高后降落下来,同时安静的教室突然有尖锐、响亮的爆鸣声,使学生心里受到很大的冲击,不少学生发出尖叫。这时可以适当抛出问题,思考学生违规带氢气球进校园的安全性,学生纷纷表示对此行为不寒而栗。

有了这些图片作为基础,加上目睹氢气的爆炸实验,学生明白了对危化品安全教育的必要性和迫切性。此后关于危化品等实验室安全问题的课程,再也没有遇见学生注意力不集中的尴尬,这也为实验室安全教育的顺利完成打开了良好的局面。

(二)精心编排教材实验,进行危化品实验教学改革,激发危化品知识了解的求知欲望

做好实验室危化品安全教育的课堂导入后,学生的注意力和危化品安全意识仍然有可能会随着对教学内容的熟悉而逐渐降低,这时就要改进教材中的常规方法,创立一些更有说服力的实验改革。以人教版第七单元探究燃烧的条件实验为例,实验中使用了白磷和红磷易燃有毒的危化品,实验过程需要加热且实验操作复杂,因此必须先提醒学生由教师演示,不宜由学生单独实验,教师在操作时也要格外小心,规范操作、安全第一。人教版教材课本上把白磷和红磷直接放在铜片上受热,可是实验过程中白磷自燃产生大量白烟污染实验室。笔者将这个实验稍微做了改进,用绑有气球的两支试管代替铜片放进热水中加热,让学生思考为何要改进此实验,然后增加一个实验环节,把水中没有燃烧的白磷和热水倒在事先放了滤纸的垃圾桶,垃圾桶自燃着火,引起学生的探索兴趣,趁机提出问题要求学生思考:为何要绑有气球?原教材中在铜片上燃烧白磷有何缺点?如何储存白磷等易燃危化品?学生通过实验对比和垃圾桶的自燃现象,自然而然引起群体共鸣,热切讨论,大大激起了对白磷等易燃危化品知识了解的求知欲望,激发主动学习实验室危化品安全知识的兴趣。这种改进实验的教学形式,学生既能看到危化品白磷自燃及白磷产生的污染问题,也学到了如何储存白磷,时刻警惕安全的隐患,取得意想不到的成效,巧妙地把危化品的分类、使用、储存和事故处理方式植入学生心中。

(三)通过合作化的课堂互动方式,提高学生对危化品安全教育的参与热情

合作式的学习活动更能体现实验室安全规则的内涵,采用合作的学习方式以使学生之间能协同努力,充分发挥自身及其同伴的学习优势,它不仅是一种教学方式,学习方法和人际交往的过程,还是一种生活态度,工作精神。[3]例如,在灭火方法的教学实验中,可以在每个小组开设迷你小实验,以第七单元蜡烛的灭火方法为例,开设小组讨论学习课,各自列出熄灭蜡烛的多种方法,展开讨论,各抒己见,相互补充,提出解决问题方案。这种合作式的学习模式,大大超出笔者的想象,学生竟然能列出十几种熄灭蜡烛的方法,甚至可以说出各种方法的优缺点,让笔者和学生一起共同成长,进一步加深了学生们对灭火安全教育的认识,这样的合作式的学习也有利于进行批评与自我批评的良性循环和提升,也很自然地把一般危化品的灭火知识植入学生心中。

(四)引导学生理性客观看待社会重大事件,辩证看待危化品

化学在给人类带来光明和进步发展的同时,也带来了爆炸事故、毒害问题和各种污染等环境问题。危化品在世人的眼里更多的是负面形象,在天津港“8·12”事故之前就有厦门等地方民众抵制“PX”化工项目。天津港“8·12”事故之后更是谈危色变,实际上,危化品是一把双刃剑,正确合理使用能推动人类社会的进步发展,而不规范滥用才导致酿成人间惨祸。在酸的化学性质实验中,酸可以和金属活动顺序表中的活泼金属发生反应制取氢气,有学生提出为何不能写钠和酸的反应制取氢气。这个问题的提出就可以引申天津港“8·12”事故,用化学的视角让学生思考如下问题:①比如天津港瑞海公司仓库中的金属钠在工业生产上有什么用途?②这次事故暴露出危化品仓储中的什么问题?③这次事故处置中用消防普通灭火车进行喷水作业符合科学吗?为了让学生更好的理解,笔者还增加做了“钠珠戏水”实验,取一小块钠放在滴加酚酞溶液的盛水烧杯中,学生通过实验清晰看到钠在水面上迅速旋转,与水反应激烈,产生气体和不断发出火光,当告知学生该气体是氢气时,学生联想到学习氢能源时看到的纸杯爆炸实验,对天津港“8·12”事故的化学原理恍然大悟,结合透过新闻图片天津港上空升腾的火光浓烟,我们看到的不是危化品的本身危害性,而是不规范滥用造成的人间惨祸。让学生明白,我们不应对危化品谈危色变,而应憎恨那些不懂危化品知识的逐利商人和渎职的行为。

(五)对学生实验偶发事故合理处置,提高学生对危化品事故的应变能力

实验室危化品安全问题具有偶然性和突发性,有时具有相当的危险性,但又不可能每次实验过程都万无一失,偶然突发实验不可能在日常教学中都让学生体验和操作。比如初中化学教学中常有学生分组使用酒精灯,虽然学生都知道如何使用,但是仍然会有酒精灯爆燃偶发事故。有一次氧气的实验室制法的实验分组课,一个学生给试管中的药品加热时不注意调整铁架台的位置,和同桌的器材太近,同桌的衣袖扫到酒精灯,造成酒精灯倒在桌子上着火燃烧,看到此现象时,周围学生一片喧哗,都在指责他。这时笔者安慰学生不要惊慌,指导学生迅速用几块湿抹布盖灭,然后告诉他如何合理放置酒精灯才能安全。这个学生亲自动手解决这次偶发事故,既能如释重负又能把处理方法牢记心底。所以对学生实验偶发事故不要一味地批评教育,过多的批评教育只会让学生畏惧实验,将危化品看成瘟神魔鬼。教会他处理危化品突发事故,才能让他记忆犹新。

三、结语

总而言之,将化学实验教学中涉及的危化品知识的安全教育渗透到常规的实验教学中,让学生了解危化品的分类、使用、储存和事故处理是化学老师的重要职责,科学合理地安排各项化学实验,确保学生进行安全有效的实验和探索,提高对危化品的安全意识。

在常规实验教学中,要选择合适的切入点和方法,创新设计危化品实验,培养初中生对危化品知识的应用兴趣,培养学生沟通、合作的习惯,提升其实践技能。把课堂还给学生,让学生从被动吸收转化为主动学习。通过典型案例分析,找出问题的根源并寻求解决的方法,激发他们的学习兴趣,实现课内与课外相结合,现实与虚拟相结合,个人学习与集体讨论相结合等方式,丰富教学方式方法,从而达到更好的危化品安全教育效果。[3]

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