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虚拟仿真操练模块

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虚拟仿真软件包含三种类型,一是面向所有专业的突发公共事件应急处置科普软件和火灾情景式体验VR软件,二是面向理化学生的实验室安全培训软件。

 

1、突发公共事件应急处置科普软件

 

突发公共事件包含自然灾害、事故灾难、公共卫生事件以及社会安全事件四大类。安全培训系统以毒气泄漏应急事件的处置为例详细的模拟毒气泄漏这一突发公共卫生事故发生后的报告、应急响应、物资准备、个体防护、现场控制、现场急救、现场调查检验、问题总结以及效果评估等各个环节的处理流程。通过本软件让学生体验到突发公共卫生事件应急处置的程序和要求,使学生初步建立突发事件应急处置的思维,以及学习和巩固相关知识。

 

突发公共事件应急处置科普软件

事故报告界面

突发公共事件应急处置科普软件

事故调查界面

2、实验室安全培训软件

 

根据安全课程教学大纲的内容和要求,以实验项目为单元,将具有危险性、破坏性、成本高、难以开设且对学生安全意识、创新实践能力培养有重要作用的实验实践内容,建成虚拟仿真实验项目,形成线上线下教学相结合的个性化、智能化、泛在化实验教学新模式,为学生工程能力培养提供支撑。

 

实验室安全培训软件

安全培训虚拟仿真软件主要包括个人防护、实验室整体认知、实验室隐患排查、实验室基本操作以及实验室应急应变五大方向。

 

根据针对专业不同,每个方向可有多个版本,和实际教学情况进行匹配。

 


个人防护方向软件主要包括个防护用品的认知、个人防护用品的配适性选择、个人防护用品的穿戴方法及穿戴顺序,通过有仪式感的操作带来安全意识的提升。

 


实验室整体认知方向软件主要包括标识系统的认知以及实验室不同功能区的认识。以沙盘形式进入,对不同功能区进行了解,点击特定的分区进入具体场景。理化试验室主要包括实验室走廊内设施设备认知,更衣室设施设备认知,主实验区域设施设备认知,药品室设施设备认知,休息室讲解认知以及表征室设施设备认知等;生物实验室会涉及洁净区,洗消区以及四个不同级别生物医学实验室的认知。

 


实验室隐患排查方向软件主要培训和考察学生对化学教学实验室,药品室,休息室,钢瓶室安全风险识别的能力,起到以此为鉴的效果。

 


实验室基本操作方向软件考察学生对化学品的分类存放、化学实验室废弃物处理处置、重要仪器设备的使用,在安全的角度进行规范化、标准化操作培训。此模块除了针对试剂、设备的规范化操作,还包括触电处理、心肺复苏、体外除颤等意外伤害处理方法的讲解。

 


实验室应急应变方向软件主要培训学生对常见的事故应急处理的基本技能。主要包括实验室火灾事故应急处置以及化学品洒出应急处理,根据事故发生的条件以及后果的严重性各分为4款不同软件。以增强学生对启动和响应学校实验室专项应急预案的能力,向学生传递实验室应急应变中风险识别,快速获取实验室危险源信息以及处置事故中保持信息沟通的重要性。

 

 

2.1、个人防护安全3D仿真软件

 

化学工作者经常接触易燃易爆、有毒有害危险化学品,很容易因为违规操作引发实验事故,因此要特别留意实验环境以及个人防护用品的穿戴。本模块内容主要为进入实验区域后的个人防护措施和行为准则,包括实验前、实验中、实验后,可以增强实验者的安全防护意识,减少意外的出现。

 

个人防护安全3D仿真软件

软件截图

 

2.2、化学品洒出事故3D仿真软件

 

强酸、强碱及其它一些危化品,具有强烈的刺激性和毒害作用,发生这些化学品洒出时,及时正确处理可减轻人员伤害及财产损失。本模块模拟实验室内甲醛泄漏的场景,提供正确的处理办法,万一事故发生,操作者可以从容处理,避免慌乱带来的次生灾害。

 

化学品洒出事故3D仿真软件

软件截图

 

2.3、化工原理实验室安全软件

 

化工原理实验室安全软件模拟的场景为一个大型的化工实验室,内有八台化工原理相关实验设备以及相关辅助设施。实验室安全模块涉及的内容可以总结为对自身所处环境的确认、实验室安全隐患的排查、实验中突发火灾的应对三个模块。

 

化工原理实验室安全软件

化工原理实验室安全软件

化工原理实验室安全软件

 

有着易燃、易爆、易事故,高温、高压、高危险的本性要求从业者必须具备一定的应急事件处理能力,这一模块主要针对实验过程中已发生安全事故的应急处理以及逃生方法练习。此模拟条件下,有警铃火焰浓烟等特效出现,分散操作者注意力,干扰其判断能力,要求操作者要在保障自身生命安全的前提下,迅速做出应对反应。例如:面对电器火灾时迅速切断电源,灭火毯和灭火器的正确使用以及正确的逃生和自我保护等。

 

2.4化学实验室风险评估与应急应变软件

 

软件包括实验室基本认知,实验室风险识别,实验室基本操作,应急应变四大方向13个不同实验场景,基本涵盖了实验室安全的所有方面,是学生进入实验前进行安全第一课学习的最佳辅助材料。


  软件13个有交互操作的场景分别有评分,评分可自定义权重,最终折合成百分制得分。

 

化学实验室风险评估与应急应变软件

化学实验室风险评估与应急应变软件

分数展示页面

 

基本认知模块

 

对不同功能区进行了解,点击特定的分区进入具体场景。理化试验室主要包括实验室走廊内设施设备认知,更衣室设施设备认知,主实验区域设施设备认知,药品室设施设备认知,休息室讲解认知以及表征室设施设备认知等。

 

化学实验室风险评估与应急应变软件

化学实验室风险评估与应急应变软件

化学实验室风险评估与应急应变软件


 

二、风险识别模块:

 

为了保证安全,实验人员在实验前必须熟悉实验内容、操作步骤、实验试剂性质和可能存在的危害性,以及各类仪器的性能,明确操作规程。还需特别注意实验室守则及仪器设备的按规使用,经常对实验室进行排查,发现不合适现象及时纠正。本模块采用找茬模式去发现实验室存在的安全隐患,并讲解解决办法。分为药品室隐患排查/气瓶室隐患排查/主场景隐患排查以及休息室隐患排查。

 

化学实验室风险评估与应急应变软件

化学实验室风险评估与应急应变软件
化学实验室风险评估与应急应变软件

软件截图

 

三、化学品识别与分类处理模块

 

这一块主要包含常用化学品的分类与存储,实验室三废的处理。

 

化学品识别与分类处理模块

化学品识别与分类处理模块

 

四、应急应变模块

 

主要培训学生对常见的事故应急处理的基本技能。主要包括实验室火灾事故应急处置以及化学品洒出应急处理。以增强学生对启动和响应学校实验室专项应急预案的能力,向学生传递实验室应急应变中风险识别,快速获取实验室危险源信息以及处置事故中保持信息沟通的重要性。

 

化学实验室风险评估与应急应变软件

化学实验室风险评估与应急应变软件

化学实验室风险评估与应急应变软件

 

2.5、无机与分析化学实验室安全虚拟仿真软件

 

软件以经典实验“铁矿石中Fe含量的测定”中涉及到的安全知识构建,首先学生需进行防护安全与环境确认,引入小游戏选择个人穿戴,进行安全设施确认。待防护安全与环境确认处理合格后,方可进入实验室进行实验操作。在实验操作中涉及到的内容有腐蚀品储存、防护与撒出处理、电器事故的发生及处理、玻璃割伤处理、烫伤及处理、紧急喷淋装置及洗眼器的使用、剧毒品的使用管理条例、化学废弃物的分类与集中回收等等。

  实验操作第一步首先需要学生进行防护安全与环境确定,由学生选择人物形象,进行眼镜、头发、衣服、配饰、鞋子等的个人穿戴小游戏,引导学生掌握规范的实验室着装要求。接下来更换实验服,佩戴防护眼镜,佩戴防护口罩,佩戴防护手套进入实验室。在实验室中首先进行安全设施确认:包括急救箱、灭火器、沙桶、洗眼器、喷淋设备、灭火毯、安全通道等,确认完毕点击提交,提交后由系统进行是否合格的评判。合格则可进行下一步实验,不合格则需要重新进行个人防护培训。

  合格后进到化学实验室,先由学生点击界面相关区域,会弹出铁矿石中Fe含量测定的实验流程、基本原理等的相关介绍,学生对实验有整体的了解和认知后,接下来进行实验操作。实验操作中出现的安全隐患可以由学生不正确的操作引起,若学生操作正确,则由系统中的NPC(Non-Player Character,非玩家控制角色)引发事故,并由学生选择正确的处理方法。

  实验操作首先要进行样品的称量与分解,分解过程中触发事故出弹框“实验过程中,不小心碰倒了浓盐酸试剂瓶,浓盐酸撒出,请立即处理”的过程,由学生选择合适的处理方法,涉及到的腐蚀品储存、防护与撒出处理等知识在选择正确后通过文字、三维动画、视频结合的方式展现。

 

在铁矿石的样品加热分解过程,由 NPC会触发的电器起火事故,出现弹框“实验室同学在加热有机溶剂时不慎打翻,引发电炉起火,请速采取有效措施”。此时出现电炉起火,一团火焰在燃烧的场景。学生需要先找到配电箱,关闭实验室总电源,选择合适的灭火设备(水基灭火器,二氧化碳灭火器,灭火毯等选项)。选择正确后点击相应的灭火设备,出现灭火的画面。以采用文字、三维动画方式展现灭火器的具体使用方法。

 

无机与分析化学实验室安全虚拟仿真软件


  实验过程中还根据内容设计了玻璃割伤处理并出文字等方式介绍:实验室意外一定秉承先救人后救物的方针,人员救护完再处理事故现场等内容,烫伤及处理选项、硫磷混酸粘在皮肤上的处理办法以及紧急喷淋及洗眼器的使用、剧毒品的使用管理条例(包括购买、保管、取用、回收以及相应的管理条例、选择化学废弃物的分类与集中回收办法。

 

2.6、有机化学实验室安全知识虚拟仿真软件

 

软件以经典有机化学实验“4-苯基-2-丁酮的合成” 中涉及到的安全知识构建。首先学生进行防护安全与环境确定,引入个人穿戴小游戏,并进行安全设施确认。实验操作中涉及到的内容有试剂的存储规则,并演练以钠为代表的活泼金属发生火灾时的紧急处理方法,有机腐蚀品的防护、事故处理与紧急喷淋系统的使用、有机试剂着火处理、以乙醚为代表的易制毒试剂的使用管理条例和乙醚的洒出处理、萃取等带压实验的安全防护及事故处理、减压蒸馏操作的安全防护以及水银温度计破损的处理方法等等。


  首先学生进行防护安全与环境确定,引入个人穿戴小游戏(男生版),并进行安全设施确认。


  有机化学实验涉及到的易燃易爆易挥发溶剂多,因此对于试剂的储存和取用除了让学生选择具体的储存地点和方法外,还增加视频详细讲解试剂存储规则,包括化学试剂需定位放置、用后复位、节约使用等规范用法。尤其是储存爆炸品,易制毒药品的库房应严格执行“五双”制度,即做到双人验收、双人保管、双人领用、双本帐、双把锁),易燃易爆药品不要放在冰箱内(防爆冰箱除外)等横向的知识拓展,有针对性的教学设置让每个层次的学生都能够在某一环节将所需了解的知识进行充分的学习与掌握。


  本实验中用到活泼金属钠,因此设计了由NPC将小块金属Na直接扔在垃圾桶中,引发火灾的事故,学生需演练以钠为代表的活泼金属发生火灾时的紧急处理方法(包括灭火方式的选择与使用),事故处理后,关于钠的保管和处理设计到的安全内容再次出题对学生进行考核。


  实验中氯化苄属于有机腐蚀品,取用时设计当实验前未按要求配带护目镜手套等个人防护用品,取液时氯化苄溅出,眼部、皮肤与氯化苄接触,触发事故。学生选择处理方法。


  有机溶剂撒到油浴锅中的引发了电器和油浴起火且火势较大的事故,学生需选择处理方式(包括关闭通风橱电源,关闭总电源,迅速按响火灾警铃、灭火器的选择与使用、正压式呼吸机的使用等一系列操作),同时引入视频介绍同时设计呼吸器佩戴方法,灭火器的种类和使用范围等等。火势过大,选择如何逃生的演练过程。


  本实验中用到的乙醚属于低沸点易制毒试剂,学生选择泄露的处理方式,并学习易制毒化学品的管理条例(包括购买、保管、取用、回收以及相应的管理条例)。最后产品经过萃取等进行提纯,出现萃取振摇后,未及时放气,导致试剂喷溅至身上的仿真事故处理。最后产品需要进行减压蒸馏,学生搭建实验装置,并出现水银温度计破损的处理方法演练。

 

3、VR情景式火灾体验系统

 

VR消防演练系统是VR技术在消防培训中的具体运用。它综合利用计算机图形和各种场景信息,生成可交互的三维虚拟现实场景,最大限度模拟不同消防环境,有针对性地提高消防技能以及安全知识储备。

 

VR情景式火灾体验系统

VR情景式火灾体验系统

 
 

此模块需要头盔和手柄进行交互,沉浸式的火情处理体验。启动软件,体验者在系统提示下可进入不同的火情现场、根据不同火灾的特点选择相应的消防器材及灭火方法在火灾发生前期进行扑救,当火灾场景危害自身安全时按正确的安全逃生方法及路线逃离事故发生地.让体验者通过VR虚拟现实技术的运用,深刻地了解和掌握消防安全知识。

 

VR情景式火灾体验系统

灭火器的使用

VR情景式火灾体验系统

火灾类型的选择

VR情景式火灾体验系统

步骤指示

 

VR消防安全培训,让学生身临其境,深刻认知掌握安全知识,提高安全意识的重要意义,融知识性、趣味性于一体,真正做到了寓教于乐、牢记于心。

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