近年來,高校實驗室安全事故、國內(nei) 化工廠安全事故時有發生,威脅著廣大師生和人民群眾(zhong) 的生命和財產(chan) 安全[1]。如近幾年發生的北京交通大學市政與(yu) 環境工程實驗室爆炸事件、南京工業(ye) 大學實驗室火災事故、大連石化分公司重油催化裂化裝置火災事故、台州某化工區危險廢物倉(cang) 庫火災事件、江蘇響水化工區爆炸事件等。這些事件都造成較為(wei) 嚴(yan) 重的人員傷(shang) 亡和重大財產(chan) 損失,在社會(hui) 上造成了較大的負麵影響。有報道對近百起實驗室事故進行分析,火災和爆炸的比例分別占到42%和44%[2],暴露出相關(guan) 部門安全監管和人員培訓存在薄弱環節。
雖然安全事故發生的概率很小,但是已有的案例告訴我們(men) 事故一旦發生將具有極大的危險性和破壞性。抓好安全工作,特別是通過安全培訓讓相關(guan) 人員學習(xi) 如何有效應對突發事故,並掌握合適的應急處置方法尤為(wei) 重要。在以往的教學和培訓中,安全培訓常以理論知識的講述為(wei) 主,實際的應急演練經常因場地、人員、成本等各方麵的限製,難以覆蓋所有人員。主要存在在兩(liang) 點問題:第一,在實際教學、培訓過程中難以將事故進行現場呈現,特別是火災、爆炸的現場更是不可控製,學生無法到事故現場進行培訓;第二,安全事故的現場模擬培訓實驗成本高、消耗大,不具有可重複等因素,使得長久以來突發事故應急處置的實踐教學困難重重,嚴(yan) 重影響著工科學生的培養(yang) 質量。
隨著信息技術的發展,教育部於(yu) 2017年7月11日、2018年5月30日先後發布了《關(guan) 於(yu) 2017–2020年開展示範性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知》[3]和《關(guan) 於(yu) 開展國家虛擬仿真實驗教學項目建設工作的通知》[4],提出以提高學生實踐能力和創新精神為(wei) 核心,建設示範性虛擬仿真實驗教學項目。將虛擬仿真技術引入實驗實踐教學,已成為(wei) 教學改革的新方向[5-10]。
基於(yu) 以上原因,項目組借助台州學院虛擬仿真教學平台,使用Unity3D仿真渲染等虛擬仿真技術,以危險廢物倉(cang) 庫為(wei) 例,設計了危險廢物知識培訓和突發事故應急處置模塊。該模塊將實際教學中遇不到或難以遇到的安全事故應急處置培訓進行常態化、可視化、現實化的處理,讓實驗具有趣味性和科學性[11-12]。這樣既能滿足教學需要,又能滿足學生對安全知識的渴求,使其獲得沉浸式教學體(ti) 驗,激發學生的學習(xi) 興(xing) 趣,提高工科人才培養(yang) 質量[13-14]。
1 虛擬仿真實驗建設方案
2 虛擬仿真實驗案例研發
3 結語
本文以危險廢物倉(cang) 庫為(wei) 例,開展了突發事故應急處置的虛擬仿真項目建設,可以補充安全培訓相關(guan) 虛擬仿真實驗教學資源,為(wei) 高危、高壓型實驗在實踐教學中的開展提供了新的思路與(yu) 方法,符合教育部的“金課”建設要求。主要結論如下:
一是立足省級一流專(zhuan) 業(ye) 優(you) 勢,創建虛擬仿真實驗教學體(ti) 係。紮根製藥工程、高分子材料與(yu) 工程等省一流專(zhuan) 業(ye) ,開展以安全環保和應急處置為(wei) 主要教學內(nei) 容,開發高成本、高消耗的實驗項目,從(cong) 而彌補了真實實驗的不足,豐(feng) 富了各專(zhuan) 業(ye) 的教學內(nei) 容,形成了交互對接、虛實結合的安全工程類虛擬仿真實驗。
二是突出“以學生為(wei) 中心、以產(chan) 出為(wei) 導向”的工程教育專(zhuan) 業(ye) 認證的理念。通過項目體(ti) 驗,使得學生能正確闡述危險廢物的基本知識,學習(xi) EHS管理體(ti) 係和內(nei) 容,提升學生正確處理和應對簡單事故的能力,培養(yang) 學生的團隊合作意識,實現使學生對生命認知更加深刻的情感目標。
三是立足地方七大千億(yi) 培育產(chan) 業(ye) ,有效對接地方行業(ye) 需求。項目後期將融合當地行業(ye) 特色,加入更多麵向企業(ye) 特色的內(nei) 容,擴大項目受益人群。
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[4] 教育部關(guan) 於(yu) 開展國家虛擬仿真實驗教學項目建設工作的通知[EB/OL].https://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7945/s7946/201806/t20180607_338713.html.
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