學(xué)校里引人注目的科學(xué)實驗既有趣又安全

對于年輕人來說，科學(xué)可以是神奇的。也許您還記得自己年輕時的一次視覺沖擊或看似莫名其妙的科學(xué)演示?

一種液體會自發(fā)地、出乎意料地改變顏色。一張鈔票沒有被燒掉就被點燃了。一列五顏六色的泡泡射向空中。

科學(xué)家和科學(xué)教師經(jīng)常利用戲劇性的演示來吸引年輕、易受影響的頭腦的注意力，以啟發(fā)和教學(xué)。但有時這些實驗會出錯。

9 月，在西班牙赫羅納 (Girona) 舉行的一次大型金屬桶液氮公開展示失敗，導(dǎo)致主持人和觀眾受傷。

10 月，美國弗吉尼亞州的一名教師和一名學(xué)生在甲醇火災(zāi)示威引發(fā)爆炸后被空運到醫(yī)院。

上周，一場名為“碳蛇”的示威活動在悉尼造成數(shù)名學(xué)童受傷，導(dǎo)致有人建議禁止此類實驗。

示范是一種寶貴的教學(xué)工具

我們瞬息萬變、技術(shù)復(fù)雜的世界極大地受益于知識淵博且積極參與的人群。

實現(xiàn)“精通科學(xué)”社區(qū)的一個關(guān)鍵方面是激發(fā)我們的孩子重視科學(xué)并與科學(xué)建立聯(lián)系。示范可以是鼓舞人心的和令人難忘的。

它們是將年輕人與科學(xué)聯(lián)系起來的寶貴工具，但必須謹慎行事，以平衡奇觀與學(xué)校是安全場所的期望。

幾個世紀以來，示范一直用于科學(xué)教育，當學(xué)生積極參與實驗時，示范可以加強教育。

科學(xué)論證是科學(xué)作為觀察實踐的生動體現(xiàn)：眼見為實。

參與實驗提供了對科學(xué)原理在行動中的直接、生動的體驗，同時也提供了神秘和陰謀的元素。這種陰謀可以開啟一種好奇心驅(qū)動的、質(zhì)疑的心態(tài)，這對于建立假設(shè)、理解和應(yīng)用科學(xué)方法至關(guān)重要。

不僅僅是“科學(xué)戲劇”

為了有效學(xué)習(xí)，演示不僅僅是科學(xué)戲劇，這一點至關(guān)重要。

以蜂蜜為基礎(chǔ)重現(xiàn)一種古老的煉金術(shù)煙火，產(chǎn)生了絢麗而猛烈的火焰。就其本身而言，這只是噪音、閃光和煙霧。當在醫(yī)學(xué)起源、火藥的發(fā)展、最佳反應(yīng)所需的化學(xué)物質(zhì)比例以及煉金術(shù)對現(xiàn)代科學(xué)的貢獻的背景下進行討論時，它會變得更多。

然而，這也是一個具有潛在危險的實驗，只能由適當謹慎的化學(xué)家進行嘗試，并進行適當?shù)臏蕚浜惋L(fēng)險評估。

評估風(fēng)險是一種想象力。在應(yīng)用控制措施以使活動盡可能安全之前，必須首先考慮可能出現(xiàn)的最壞結(jié)果。

風(fēng)險評估通常通過應(yīng)用控制層次結(jié)構(gòu)來管理，以減少或消除活動的危險。

您可能會驚訝地發(fā)現(xiàn)，個人防護裝備(想想實驗室外套、手套和安全眼鏡)只在這個過程的最后一步發(fā)揮作用。當我們想到“安全”時，首先想到的就是這些。但只有在其他控制要素在它們之前實施之后，它們才是最有效的。

引入一些控制措施可能具有挑戰(zhàn)性，例如為一種特別適合特定化學(xué)反應(yīng)的危險材料尋找合適的替代品。

但是工程控制，例如增加觀看者和演示之間的距離，是簡單且通常非常有效的。

一旦我們確定了風(fēng)險并考慮了它們的可能性和潛在后果，我們就可以決定該活動是否值得進行。

培訓(xùn)，而不是禁止

大學(xué)和專業(yè)科學(xué)機構(gòu)在為教師提供培訓(xùn)、專業(yè)發(fā)展和指導(dǎo)方面可以發(fā)揮作用。

這對于可能在其直接培訓(xùn)領(lǐng)域之外教學(xué)并且可能沒有實驗風(fēng)險評估或化學(xué)品處理的實踐經(jīng)驗的教師尤其重要。

除了特定于工作場所的風(fēng)險評估流程外，美國化學(xué)學(xué)會還為學(xué)校教師提供了許多資源，包括非常有用的化學(xué)演示安全指南。

這些指南顯示了在他人面前進行演示之前所需的深度思考和準備。

時間會證明是什么因素導(dǎo)致了上述事件。與此同時，應(yīng)該授權(quán)教師通過在課堂上的演示來分享科學(xué)的奇跡和視覺沖擊。

雖然失敗的實驗是學(xué)習(xí)如何做科學(xué)的重要組成部分，但它們可以而且必須是安全的。