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安全是化学实验室工作的重中之重，参考美国ACS最新版本《Guidelines and Evaluation Procedures for Bachelor’s Degree Programs》（2015年版），指南明确了化学专业学生必须掌握6个基本技能，其中之一就是安全技能。教育部每年都会发布与教学或科研实验室安全工作相关的规定和通知，强调高校实验安全工作的重要性，明确要求实现高校全员安全教育。其他相关部门也制定和更新必要的标准和法规，规范安全工作。比如《职业健康标准》《实验室建筑标准》《危险化学存放标准》《危险化学品管理办法》等，这些标准和法规需要及时向教学内容整理，确保安全教育内容的时效性。近年来，随着实验安全方面的课程资源越来越丰富和多样，中国科学技术大学化学实验教学中心（以下简称中心）在MOOC和虚拟仿真融合方面开展了一系列的实践与探索。

一、国家级化学实验安全知识课程建设

中心在国内率先开展了化学实验安全教育模式的创新实践工作，开设的“化学实验安全知识”课程，已在中国大学MOOC、好大学在线、e会学、超星、学堂在线等平台上线。课程自2017年3月上线以来，提供了一种利用碎片化时间学习化学安全知识的教育模式，形成积跬步至千里的安全教育方法，同时建立起国内化学实验安全教育的课程授课群，解决了化学实验安全知识大范围教学的问题，年均受益学生超过1万人。

二、虚拟仿真实验项目建设

由于MOOC的教学过程缺乏参与性、操作性，使得化学实验安全知识教育受到限制。2019年，中心尝试将MOOC和虚拟仿真实验项目相结合，通过两种教育技术的融合，进而完善课程内容体系，形成新的安全教育教学模式。

在化学实验安全教育中，危险化学品的安全使用训练至关重要。但危险化学品总量有2000多种，在实际的教学中，因涉及到实验室安全，很少有实验室能同时存放多种类型的危险化学品。在此教学目标的前提下，对MOOC教学内容进行了虚拟化和实验化设计，建设的危险化学品使用综合实验课程涵盖了1个“危险化学品安全使用综合实验”和5个“危险化学品使用系列实验” 。

危险化学品综合实验侧重于对安全知识点的考核，涵盖了化学实验安全知识的大部分内容。通过对“化学实验安全知识”MOOC中大量知识点的梳理，最终形成了系统、关联的实验模块（如图1所示）。实验模块包括“防护用品和设备图片库”（40种个人、消防防护用品）必过环节，50种常见的实验、防护、消防设备（喷淋装置、洗眼器、灭火器，防护面罩等）模型组合模块，200项实验室安全隐患场景安全找茬模块，以及100种化学品的鉴别、分类、存放、使用的危险化学品鉴别模块。实验设计为游戏闯关模式，经过实验模块的游戏分数累积，从而获得主线危险化学品使用的实验资格，加强了危险化学品使用的资格审核，强化了人是实验和防护的主体，培养了学生在实验前养成防护到位，应急预案到位的良好习惯。

图1 危险化学品安全使用综合实验

危险化学品使用系列实验参考了危险化学品分类标准（GHS），选择具有代表性的危险化学品过氧乙酸、硫酸、氰化钾、叔丁基锂和氢气，涉及化学实验室中最常使用有机过氧化物、腐蚀品、有毒品、压缩气体、易燃液体等5种危险品类别，全面、系统地进行危险化学品安全使用培训。

 图2 危险化学品安全使用系列实验

三、MOOC和虚拟仿真实验融合实践

2019年秋季开始，在中国大学慕课平台和好大学在线平台的教学内容中，融入了“实验空间”上的“危险化学品使用综合实验”和“危险化学品使用系列实验”，进行了大范围的教学尝试，将虚拟实验作为MOOC课程的一部分内容，占成绩的10%，课程评分标准如图3。采用“多校一课”的授课模式，授课群体涵盖吉林大学、东北师范大学、安徽师范大学、黑龙江大学、湖南师范大学、新疆师范大学等十几所高校。2021年秋季再次进行了融合教学，参与人数为3399人，其中新疆师范大学311人，东北师范大学176人，吉林大学263人，安徽师范大学568人，湖南师范大学958人，中国科学技术大学本科生和研究生分别234人和889人。

图3 课程评分标准

虚拟仿真实验设计以危险化学品操作为载体，实验目的是让学生掌握危险化学品的使用，实现互动考核，实验过程中强化实验室准入制度、实验安全自查能力、危险实验资格审查意识。

通过MOOC与虚拟仿真实验的融合实践，获得了虚拟仿真项目的互动性、参与性、浸入感，实现了学生的参与性与实践能力的培养，使得整个MOOC教学内容更焕发勃勃生机！虽然我们已经形成了一个全国性的“化学实验安全知识”授课群，仍需借助“MOOC 或 SPOC ”开展更多与虚拟仿真教学的融合探索，实现国内高校优质资源的融合实践工作，进而实现技术赋能教育。

本文转自微信公众号：虚拟仿真实验教学创新联盟