近年来,高校实验室安全事故、国内化工厂安全事故时有发生,威胁着广大师生和人民群众的生命和财产安全[1]。如近几年发生的北京交通大学市政与环境工程实验室爆炸事件、南京工业大学实验室火灾事故、大连石化分公司重油催化裂化装置火灾事故、台州某化工区危险废物仓库火灾事件、江苏响水化工区爆炸事件等。这些事件都造成较为严重的人员伤亡和重大财产损失,在社会上造成了较大的负面影响。有报道对近百起实验室事故进行分析,火灾和爆炸的比例分别占到42%和44%[2],暴露出相关部门安全监管和人员培训存在薄弱环节。
虽然安全事故发生的概率很小,但是已有的案例告诉我们事故一旦发生将具有极大的危险性和破坏性。抓好安全工作,特别是通过安全培训让相关人员学习如何有效应对突发事故,并掌握合适的应急处置方法尤为重要。在以往的教学和培训中,安全培训常以理论知识的讲述为主,实际的应急演练经常因场地、人员、成本等各方面的限制,难以覆盖所有人员。主要存在在两点问题:第一,在实际教学、培训过程中难以将事故进行现场呈现,特别是火灾、爆炸的现场更是不可控制,学生无法到事故现场进行培训;第二,安全事故的现场模拟培训实验成本高、消耗大,不具有可重复等因素,使得长久以来突发事故应急处置的实践教学困难重重,严重影响着工科学生的培养质量。
随着信息技术的发展,教育部于2017年7月11日、2018年5月30日先后发布了《关于2017–2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》[3]和《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》[4],提出以提高学生实践能力和创新精神为核心,建设示范性虚拟仿真实验教学项目。将虚拟仿真技术引入实验实践教学,已成为教学改革的新方向[5-10]。
基于以上原因,项目组借助台州学院虚拟仿真教学平台,使用Unity3D仿真渲染等虚拟仿真技术,以危险废物仓库为例,设计了危险废物知识培训和突发事故应急处置模块。该模块将实际教学中遇不到或难以遇到的安全事故应急处置培训进行常态化、可视化、现实化的处理,让实验具有趣味性和科学性[11-12]。这样既能满足教学需要,又能满足学生对安全知识的渴求,使其获得沉浸式教学体验,激发学生的学习兴趣,提高工科人才培养质量[13-14]。
1 虚拟仿真实验建设方案
2 虚拟仿真实验案例研发
3 结语
本文以危险废物仓库为例,开展了突发事故应急处置的虚拟仿真项目建设,可以补充安全培训相关虚拟仿真实验教学资源,为高危、高压型实验在实践教学中的开展提供了新的思路与方法,符合教育部的“金课”建设要求。主要结论如下:
一是立足省级一流专业优势,创建虚拟仿真实验教学体系。扎根制药工程、高分子材料与工程等省一流专业,开展以安全环保和应急处置为主要教学内容,开发高成本、高消耗的实验项目,从而弥补了真实实验的不足,丰富了各专业的教学内容,形成了交互对接、虚实结合的安全工程类虚拟仿真实验。
二是突出“以学生为中心、以产出为导向”的工程教育专业认证的理念。通过项目体验,使得学生能正确阐述危险废物的基本知识,学习EHS管理体系和内容,提升学生正确处理和应对简单事故的能力,培养学生的团队合作意识,实现使学生对生命认知更加深刻的情感目标。
三是立足地方七大千亿培育产业,有效对接地方行业需求。项目后期将融合当地行业特色,加入更多面向企业特色的内容,扩大项目受益人群。
参考文献
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[3] 教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7945/s7946/201707/t20170721_309819.html.
[4] 教育部关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7945/s7946/201806/t20180607_338713.html.
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