唐隆健

摘要： 對高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)體系中“風(fēng)險評估與安全意識”內(nèi)容的背景意義和特點進(jìn)行解讀，分析了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中“風(fēng)險評估與安全意識”維度的基本要素，并重點結(jié)合高中階段的化學(xué)實驗、元素化合物及化學(xué)反應(yīng)原理等具體教學(xué)模塊，探討在教學(xué)實踐中滲透落實“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)的具體方略和注意事項。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)核心素養(yǎng); 風(fēng)險評估與安全意識; 教學(xué)實例

文章編號： 1005-6629（2019）11-0030-04? ? ? ? ? ? 中圖分類號： G633.8? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

高風(fēng)險是現(xiàn)代社會的突出特征之一，以至于有社會學(xué)家建議將現(xiàn)代社會稱為“風(fēng)險社會”，因人類理性認(rèn)知的局限和大量外部事物的未知性與突發(fā)性，使風(fēng)險的存在無論在個體層面還是社會層次都是客觀、普遍和永恒的。而在分析導(dǎo)致現(xiàn)代社會風(fēng)險增長的原因時，科學(xué)技術(shù)作為重要風(fēng)險源早已引起學(xué)界關(guān)注，并認(rèn)為風(fēng)險是科學(xué)技術(shù)的內(nèi)在屬性之一[1]。單從化學(xué)學(xué)科視角看，現(xiàn)代社會的風(fēng)險也無處不在。從嬰兒奶粉到老人保健品，我們不少人或許一輩子都在被動、無意識地（無論你學(xué)不學(xué)化學(xué)）接觸某些有害物質(zhì)（如甲醛超標(biāo)產(chǎn)品），關(guān)鍵是社會發(fā)展和日常生活的確早已離不開各種化學(xué)品（利大于弊），除非人們愿意讓自己生活水平倒退幾百年。當(dāng)然，其他學(xué)科帶來的風(fēng)險問題也很多（如核污染、克隆人等）。

因此，現(xiàn)代社會從個人層面到國家集體都急需“風(fēng)險評估與安全意識”這一重要素養(yǎng)來保駕護(hù)航。然而，我國當(dāng)前教育對這一素養(yǎng)的具體要求與課程落實仍有待加強(qiáng)，很多學(xué)校的安全風(fēng)險教育（如消防、地震演練）往往流于形式且內(nèi)容單一，未能真正在日常課程和教學(xué)中潛移默化、一以貫之，而具體學(xué)科教學(xué)中涉及科技風(fēng)險和安全話題時往往浮光掠影，這種現(xiàn)象不能不引起廣大教育工作者關(guān)注。

1? 最新化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)的要求與解讀

正因為在現(xiàn)代社會“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)對個人和社會健康發(fā)展極為重要，故《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》在附錄1“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的水平劃分”中對該素養(yǎng)提出了明確要求與解讀，其中“素養(yǎng)5? 科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”一欄中的水平1指出“具有安全意識，逐步養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度……”，并在水平2中強(qiáng)調(diào)“能運用所學(xué)知識分析和探討某些化學(xué)過程對人類健康、社會可持續(xù)發(fā)展可能帶來的雙重影響，并對這些影響從多個方面進(jìn)行評估”，另外水平4也指出“能依據(jù)‘綠色化學(xué)思想和科學(xué)倫理對某一個化學(xué)過程進(jìn)行分析，權(quán)衡利弊，作出合理的決策……”[2]。

可以看出，新一輪化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)一方面將“風(fēng)險評估與安全意識”明確納入了學(xué)科核心素養(yǎng)體系，但另一方面又是將其置于“素養(yǎng)5? 科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”下的具體素養(yǎng)水平中，并強(qiáng)調(diào)在具有安全意識和綠色化學(xué)觀念的同時要能欣賞化學(xué)對人類文明的偉大貢獻(xiàn)[3]，這應(yīng)當(dāng)是化學(xué)課標(biāo)制定組慎重考慮后的巧妙安排，也是一段意味深長的解說，因為這里牽涉到化學(xué)學(xué)科強(qiáng)調(diào)“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)的特殊性。

2? 化學(xué)學(xué)科關(guān)注“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)教育的特殊性

2.1? 安全風(fēng)險問題歷來在從事化學(xué)實驗與化工生產(chǎn)的人群身上比較突出

我國每年都有多起較大化工事故，如近年從2015年的“8·12天津濱海新區(qū)特大爆炸事故”到2019年剛發(fā)生的“3·21江蘇鹽城特大化工爆炸事故”等教訓(xùn)慘重，可見當(dāng)前我國化工行業(yè)從管理層到普通職工其風(fēng)險評估與安全責(zé)任素養(yǎng)之匱乏。當(dāng)前，化學(xué)實驗室安全問題同樣備受關(guān)注，近年來許多著名高校實驗室事故頻發(fā)（如2008年美國加州大學(xué)洛杉磯分校一研究助理在取用丁基鋰過程中因藥品自燃致燒成重傷并死亡、2015年清華大學(xué)化學(xué)系一實驗室因爆炸導(dǎo)致一名博士后當(dāng)場死亡），更是將實驗室安全問題推向了全球輿論的風(fēng)口浪尖。因此，強(qiáng)調(diào)在化學(xué)教學(xué)中關(guān)注和落實“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)已迫在眉睫。

2.2? 化學(xué)學(xué)科發(fā)展學(xué)生“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)應(yīng)特別注意方式和度

在化學(xué)教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對科學(xué)風(fēng)險的認(rèn)知常表現(xiàn)出與社會群體相似的兩種不良傾向： 一種是科學(xué)風(fēng)險意識的缺乏，另一種是對科學(xué)風(fēng)險的過度反應(yīng)[4]。因此存在一種顧慮，即由于在化學(xué)教學(xué)中過于強(qiáng)調(diào)和渲染“風(fēng)險評估與安全意識”，甚至有意無意夸大了某些化學(xué)品和化學(xué)反應(yīng)的危險和負(fù)面影響，可能會無形中增加學(xué)生對化學(xué)的恐懼心理和厭惡情緒。所以，在化學(xué)教學(xué)中一定要把握好方式和度： 一方面，要在化學(xué)教學(xué)中充分重視和培養(yǎng)學(xué)生的風(fēng)險評估與安全意識素養(yǎng)（這是為學(xué)生和社會安全負(fù)責(zé)的必然要求），使學(xué)生知道安全風(fēng)險問題可以科學(xué)評估和正確規(guī)避，并掌握防范和應(yīng)對常見安全事故的技能;另一方面，還要特別引導(dǎo)學(xué)生注意一個事實，即一些化學(xué)試劑、實驗和化工生產(chǎn)固然存在安全風(fēng)險，但人生在世本來就處處充滿風(fēng)險和危機(jī)，每年因溺水、火災(zāi)、礦難、傳染病、交通事故和地質(zhì)災(zāi)害等傷亡的人數(shù)遠(yuǎn)比在化學(xué)實驗或化工生產(chǎn)中傷亡的多，從而使學(xué)生對化學(xué)中的安全風(fēng)險問題能持理性平和的態(tài)度。

2.3? 化學(xué)學(xué)科蘊含豐富的“風(fēng)險評估與安全意識”素材

化學(xué)在培養(yǎng)“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)上確有獨到學(xué)科優(yōu)勢，因為其中涉及安全風(fēng)險的話題和素材案例俯拾皆是，從食品添加劑、人造脂肪、合成抗生素、興奮劑到化妝品、裝修材料、化肥農(nóng)藥等不勝枚舉，從而確?！帮L(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)能統(tǒng)領(lǐng)和貫穿化學(xué)教學(xué)始終，這或許是其他學(xué)科難以替代比擬的。

因此，筆者認(rèn)為關(guān)注落實化學(xué)核心素養(yǎng)中有關(guān)“風(fēng)險評估與安全意識”維度的要求，既是著眼于化學(xué)工作者的切身安全問題（且該素養(yǎng)遷移性極強(qiáng)），又有助于廣大師生及公眾對化學(xué)風(fēng)險問題的正確理解（如懂得如何科學(xué)評估和規(guī)避），從而使大家能以一種正常、無畏、無偏見的心態(tài)對待化學(xué)，并讓那些真正熱愛化學(xué)且有學(xué)科天分的學(xué)生愿意終生研究化學(xué)、以之為職業(yè)。如果我們基礎(chǔ)化學(xué)教育能努力做到這一點，則對學(xué)生、學(xué)科和國家都將是一件幸事。

3? 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的“風(fēng)險評估與安全意識”要素分析

分析構(gòu)成化學(xué)核心素養(yǎng)中“風(fēng)險評估與安全意識”維度的要素也許是個見仁見智的問題，筆者認(rèn)為至少應(yīng)包括以下方面。

3.1? 思想觀念層面

能在整體上辯證審慎地看待化學(xué)等科學(xué)對人類的貢獻(xiàn)與影響，在化學(xué)品使用、化學(xué)實驗或化工生產(chǎn)過程中能有強(qiáng)烈的風(fēng)險評估與安全防范意識，并能將化學(xué)學(xué)科中習(xí)得的安全風(fēng)險評估和防范素養(yǎng)遷移至其他領(lǐng)域（包括對風(fēng)險不明的事物應(yīng)當(dāng)按有安全風(fēng)險審慎對待），使該素養(yǎng)真正服務(wù)于個人和社會的健康發(fā)展。但同時要警惕和防止因夸大渲染化學(xué)中的安全風(fēng)險問題而有損學(xué)科形象和學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的態(tài)度。

3.2? 具體知識層面

了解化學(xué)化工中常見的安全風(fēng)險來源，包括熟悉生活中常見化學(xué)品的性能，尤其是一些常見危險化學(xué)品的性質(zhì)、保存、使用及有關(guān)法律法規(guī)，并理解與化學(xué)反應(yīng)安全有關(guān)聯(lián)的各種知識（如放熱、速率、氣壓變化等）。

3.3? 方法技能層面

掌握規(guī)避常見化學(xué)安全風(fēng)險問題的具體策略和方法技巧，如化學(xué)實驗中的各種安全規(guī)范操作與安全急救措施等。

4? 在具體化學(xué)教學(xué)中落實“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)舉隅

學(xué)科素養(yǎng)的形成，需要在長期而具體的教學(xué)中有意識、有計劃地滲透強(qiáng)化。下面僅分別以高中階段的化學(xué)實驗、元素化合物和反應(yīng)原理等內(nèi)容為例，探討如何在教學(xué)實際中落實該素養(yǎng)。

4.1? 在化學(xué)實驗教學(xué)中滲透“風(fēng)險評估與安全意識”

實驗室是科學(xué)研究和人才培養(yǎng)的重要場所，也是落實“風(fēng)險評估與安全意識”教育的最佳平臺。尤其是化學(xué)實驗室，通常環(huán)境較復(fù)雜，存放和使用的化學(xué)品較多，且熱、電、水、氣等用量大，人均空間狹小，不可否認(rèn)這些客觀因素在一定程度上導(dǎo)致化學(xué)實驗室安全隱患較大。但調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，近年高校多數(shù)實驗安全事故的主要原因在于實驗者安全意識淡薄、思想麻痹大意，甚至違規(guī)操作[5]，這也反映出當(dāng)前化學(xué)實驗中“風(fēng)險評估與安全意識”教育的明顯不足。

在化學(xué)實驗教學(xué)中，首先要讓學(xué)生掌握一些大的安全原則。如，所有首次實驗（以前未做過的，無論這實驗表面看起來多么尋常）都應(yīng)先進(jìn)行風(fēng)險評估（如首先充分查閱有關(guān)資料），了解該實驗可能存在的風(fēng)險及其原因和規(guī)避辦法?；瘜W(xué)實驗操作最基本的一個原則就是先將一切化學(xué)品視為有潛在危險的，因而對毒性不明的物質(zhì)或安全性難以確定的實驗都應(yīng)按有風(fēng)險對待（如要在通風(fēng)櫥中操作）[6]，這一原則不僅對實驗安全十分重要，而且在現(xiàn)實生活中亦頗具啟發(fā)，即凡對風(fēng)險不明的事物都應(yīng)按有風(fēng)險考慮，進(jìn)而審慎對待并有預(yù)案備案，這是“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)的重要內(nèi)涵之一。其次，應(yīng)多在實驗細(xì)節(jié)中潛移默化地強(qiáng)化安全風(fēng)險意識。如，化學(xué)實驗中對于在沒有指明試劑用量情況下應(yīng)取“最少量”這一要求，不僅是從節(jié)約藥品角度考慮，也是出于安全考慮;又如，實驗中常用氯水、溴水（或溴的四氯化碳溶液）替代氯氣或純溴，也主要是為了使操作安全和方便;盛氣體的鋼瓶用不同顏色（如氧氣瓶天藍(lán)色、氫氣瓶青綠色等），實為安全標(biāo)志（當(dāng)瓶上字樣標(biāo)志模糊后仍能識別）;再如，對于劇毒品，需了解其管理的“五雙”原則，即雙人領(lǐng)取、雙人保管、雙人使用、雙鎖、雙賬[7]，并清楚毒物侵入的主要途徑，如大都知道通過呼吸道和消化道入侵，但也常有人因?qū)ζつw吸收這一主要途徑認(rèn)識不足而釀成悲劇。這些實驗中易被忽視的安全細(xì)節(jié)正是培養(yǎng)學(xué)生“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)的好素材。

4.2? 在元素化合物教學(xué)中滲透“風(fēng)險評估與安全意識”

元素化合物（包括有機(jī)物）涉及大量具體物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)、制備和應(yīng)用，且與日常生活息息相關(guān)，因而也是培養(yǎng)學(xué)生“風(fēng)險評估與安全意識”的重要陣地。如碳、氮、硫化合物教學(xué)中對環(huán)境問題的高度關(guān)注，堿金屬教學(xué)中對其保存、實驗及著火處理等安全細(xì)節(jié)的強(qiáng)調(diào)，有機(jī)物教學(xué)中對毒品和興奮劑等敏感安全話題的討論與正面引導(dǎo)等。在元素化合物部分進(jìn)行安全風(fēng)險教育時，首先要讓學(xué)生領(lǐng)會： 化學(xué)物質(zhì)中好的并不總是好、有害的并不總是那么壞，就像人一樣，怎么能要求它十全十美？關(guān)鍵看人類如何使用和控制，從而使學(xué)生深刻體會化學(xué)物質(zhì)對人類的雙重影響和“物盡其用”的智慧。這種引導(dǎo)有利于人們以一種更客觀理智的態(tài)度看待化學(xué)品和化學(xué)學(xué)科（既能預(yù)見其可能的風(fēng)險隱患，又不會產(chǎn)生莫名的恐懼和排斥）。

比如，不僅要讓學(xué)生知道明礬和氯氣能用于自來水凈化和消毒，還要認(rèn)識其存在的安全隱患（鋁的長期攝入對腦細(xì)胞有一定損傷，而氯氣與水中某些有機(jī)物作用可產(chǎn)生致癌物），更要知道化學(xué)家在面對這些安全問題時的科學(xué)對策與積極作為（如用更高效安全的高分子聚合鐵鹽和二氧化氯分別替代明礬和氯氣）。又如，當(dāng)教學(xué)中談及水、氧氣等生命必需物質(zhì)時，不妨加一句“過量或濃度過高也會發(fā)生水中毒氧中毒”;分析氮氣時，一句“實驗室鋼瓶中大量氮氣泄露有無危險”的發(fā)問讓學(xué)生進(jìn)一步體會談毒性離不開劑量和濃度（會稀釋氧），并通過讓學(xué)生意識到穩(wěn)定無毒如氮氣仍可能有安全隱患，從而進(jìn)一步強(qiáng)化其風(fēng)險評估與安全意識。再反過來看“有害的并不總是那么壞”： NO通常被描述為有毒氣體，然而它在生命體內(nèi)的諸多作用（如作為氣體信使分子、改善血管功能等）如今已為人熟知;SO2一面是大氣污染物，但另一面又在葡萄酒中發(fā)揮難以替代的作用。再如，在有機(jī)物教學(xué)中，苯與氫加成制環(huán)己烷的反應(yīng)學(xué)完了，多加一句“環(huán)己烷比苯毒性小得多，故常用其替代苯做有機(jī)溶劑”既是學(xué)以致用又是潤物無聲的安全教育，甚至還可引導(dǎo)學(xué)生嘗試從有機(jī)物結(jié)構(gòu)預(yù)測毒性（盡管目前還沒有相關(guān)的系統(tǒng)理論），如一般認(rèn)為不飽和度越高毒性越大、芳環(huán)和鹵原子增多往往加重毒性[8]，這一方面可增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)預(yù)測物質(zhì)風(fēng)險的信心，另一方面又讓學(xué)生覺得化學(xué)處處蘊含學(xué)問智慧。

總之，在元素化合物教學(xué)中，希望通過教師的長期正確引導(dǎo)，既要提升學(xué)生“風(fēng)險評估與安全意識”素養(yǎng)，又要在潛移默化中使學(xué)生更客觀、全面、公正地看待化學(xué)品乃至欣賞化學(xué)。

4.3? 在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中滲透“風(fēng)險評估與安全意識”

化學(xué)反應(yīng)原理模塊同樣涉及大量“風(fēng)險評估與安全意識”教育的素材，只要有意發(fā)掘。事實上，化學(xué)反應(yīng)中的風(fēng)險研究正是進(jìn)行工程放大、工藝設(shè)計和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

比如在“反應(yīng)熱”教學(xué)中，對放熱反應(yīng)我們往往覺得很好，因為通常易自發(fā)還省能量，但許多化工事故皆因反應(yīng)放熱失控引起（比如涉及自發(fā)氧化、硝化、磺化等強(qiáng)放熱的化工反應(yīng)時）。因放熱使溫度升高，溫度升高又使反應(yīng)加快，進(jìn)而放熱更快并導(dǎo)致惡性循環(huán)，若無風(fēng)險評估和預(yù)案規(guī)避，極易引發(fā)事故[9]。所以在進(jìn)行化工反應(yīng)風(fēng)險評估時，通常需要知道混合物料的比熱容、工藝放熱速率、最大放熱量等技術(shù)參數(shù)，并對反應(yīng)中涉及的原料、中間物和產(chǎn)品進(jìn)行熱穩(wěn)定性測試，以及通過反應(yīng)的溫升測試來評估放熱反應(yīng)失控后可能的嚴(yán)重程度。當(dāng)然，在教學(xué)中不一定要給學(xué)生介紹這么細(xì)，但起碼應(yīng)當(dāng)給學(xué)生增加這么一個安全風(fēng)險的認(rèn)知維度，比如在面對氫氣、甲烷等燃料的熱化學(xué)方程式時，應(yīng)同時提醒學(xué)生關(guān)注爆炸極限。

再如，“化學(xué)反應(yīng)速率”教學(xué)也可密切聯(lián)系化工安全。其中，動力學(xué)方程、反應(yīng)級數(shù)、活化能等都是化工反應(yīng)安全評估的重要參考內(nèi)容，可通過分析溫度、濃度（壓強(qiáng)）、催化劑等對反應(yīng)速率影響的定量關(guān)系（如濃度對速率的影響可通過反應(yīng)級數(shù)量化、溫度對速率的影響可通過范特霍夫經(jīng)驗規(guī)律或阿倫尼烏斯公式預(yù)測），從而較為科學(xué)地預(yù)測反應(yīng)的總體速率趨勢、可能最大速率（包括工藝放熱速率、氣體及壓強(qiáng)的增加速率等重要安全參數(shù)），最后再綜合其他因素（如生產(chǎn)成本等）設(shè)計恰當(dāng)反應(yīng)器并控制最佳反應(yīng)條件[10]。在反應(yīng)原理教學(xué)中滲透“風(fēng)險評估與安全意識”教育，不僅能提升學(xué)生預(yù)測化學(xué)風(fēng)險的信心與技能，還有利于使抽象教學(xué)內(nèi)容變得更生動實際。

在化學(xué)的其他章節(jié)模塊，如電解（涉及用電安全、電解質(zhì)熔融時的高溫等）、物質(zhì)結(jié)構(gòu)（如從組成結(jié)構(gòu)預(yù)測熱穩(wěn)定性、可燃性甚至毒性）、化學(xué)分析檢測等方面，也都有很好的風(fēng)險評估與安全意識教育素材，不再贅述。

5? 結(jié)語

在新一輪全國課程與高考改革背景下，在科技風(fēng)險越來越突出的現(xiàn)代風(fēng)險社會背景下，在當(dāng)前化學(xué)學(xué)科公眾形象和發(fā)展前景不容樂觀的形勢下，深入挖掘、多角度探討并實踐化學(xué)核心素養(yǎng)體系中“風(fēng)險評估與安全意識”的維度內(nèi)容具有現(xiàn)實、深遠(yuǎn)和特殊的意義。以化學(xué)等學(xué)科教學(xué)為載體，培養(yǎng)學(xué)生“風(fēng)險評估與安全意識”這一遷移性極強(qiáng)的公民核心素養(yǎng)（當(dāng)然需要特別講究教學(xué)的策略方式和度的把握），增強(qiáng)其預(yù)見和規(guī)避科學(xué)風(fēng)險及一般安全問題的能力，既是使人們更加客觀、理性、公正地看待化學(xué)（或科學(xué)）的必經(jīng)之路，更是當(dāng)代教育在現(xiàn)代風(fēng)險社會背景下促進(jìn)學(xué)生幸福生活與終生發(fā)展的必然選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙萬里. 科學(xué)技術(shù)與社會風(fēng)險[J]. 科學(xué)技術(shù)與辯證法， 1998， （3）： 50～55.

[2][3]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018： 89～92.

[4]梁雪峰， 倪娟. 淺論中學(xué)化學(xué)科學(xué)風(fēng)險認(rèn)知教學(xué)——以“天然氣的利用——甲烷”為例[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2015， （12）： 38～43.

[5][6][7][8]北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院實驗室安全技術(shù)教學(xué)組. 化學(xué)實驗室安全知識教程[M]. 北京： 北京大學(xué)出版社， 2012： 1～3， 129， 62， 59.

[9][10]黃仲九， 房鼎業(yè). 化學(xué)工藝學(xué)（第二版）[M]. 北京： 高等教育出版社， 2008： 63， 115.