高校實驗室安全教育教學研究

丁兆建　朱為菊　許天委

[摘 要]實驗室是高校教學和科研的重要組成部分，其安全對于高校和社會穩(wěn)定具有重要意義。分析近年來高校實驗室安全事故發(fā)生的原因，借鑒了國內外高校在實驗室安全教育教學方面的成果，在瓊臺師范學院生物學本科生中開展實驗室安全教育教學模式的探索。通過實驗室安全事故案例教育，灌輸“預防為主”的實驗室安全理念;針對生物學科的特點，講授實驗室安全知識，培訓本科生的事故急救技能;建立實驗室安全準入制度。通過以上教育教學模式的探索和實踐，切實提高了學生實驗室安全意識和事故的急救技能，推進了平安和諧校園建設。

[關鍵詞] 高校;實驗室安全;教學探索

[作者簡介] 丁兆建（1983—），男，河南鹿邑人，博士，瓊臺師范學院理學院講師，主要從事植物真菌學、實驗室安全教育研究。

[中圖分類號] X913.2? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）12-0017-04? ? [收稿日期] 2020-07-23

高校實驗室是進行科學實驗、開展創(chuàng)新研究的主要平臺。實驗室教學是高校教學中不可或缺的組成部分。大學生開展課程實踐和科研實驗，既提高了實踐操作能力，又可以實驗室為平臺進行創(chuàng)新性研究，為以后的深造和工作奠定堅實基礎。本科生實驗室安全教育是實驗教學和科研工作順利、安全開展的必要前提條件。與生活中的安全問題相比，實驗室的安全問題更加復雜和突出。由于化學試劑的使用，更要注意防毒、防腐蝕、防爆、防環(huán)境污染及防違反規(guī)定操作。雖說生活中也需要防水、防電、防火，但實驗室中存在的多種強反應化學試劑可使普通的火災變得不可控制，從而造成較大的損失。因此，高校的相關部門必須高度重視實驗室的安全問題。

高校實驗室必須具有完善的安全管理條例和嚴格的培訓準入制度，才能保證實驗教學和科研工作的順利進行，保障師生的人身安全和國家財產(chǎn)不受損失。2019年5月，教育部發(fā)布《關于加強高校實驗室安全工作的意見》，要求各高校強化安全意識，做到安全教育的“入腦入心”[1]。堅持“以人為本”，貫徹“安全第一，預防為主”的宗旨，圍繞實驗室安全，探索行之有效的課堂安全教育模式，培養(yǎng)學生具有全面的安全知識、較強的安全責任意識和應對緊急事故的技能，才能創(chuàng)建平安校園[2]。

一、高校實驗室安全事故警示案例

屢屢發(fā)生的高校實驗室安全事故給我們敲響了警鐘。2008年11月，中國農(nóng)業(yè)大學（東區(qū)）食品學院學生因操作不規(guī)范，導致酒精燈酒精遺灑發(fā)生實驗室火災;2010年5月，昆明理工大學學生離開實驗室忘記關電源而引發(fā)火災;2011年4月，美國耶魯大學的學生在操作機械間車床時，未遵守相關規(guī)定，導致頭發(fā)被車床絞纏窒息死亡;2015年12月，清華大學實驗室氫氣泄漏，引發(fā)氫氣爆炸;2018年，賓夕法尼亞州埃克斯頓Frontage實驗室的工人因接觸氰化鉀而死亡;2019年2月，南京工業(yè)大學丁家橋校區(qū)一實驗室因儀器沒有全部關閉，導致發(fā)生火災。

二、高校實驗室安全事故發(fā)生原因剖析

第一，制度制定和安全管理方面。很多高校制定了實驗室安全管理責任制度，但管理體制較為寬松，職責分工重復，容易導致安全責任工作不清。對已有的規(guī)章制度執(zhí)行不嚴、監(jiān)督不到位，存在僥幸心理。

第二，技術規(guī)劃方面。部分高校實驗室存在儀器設備隨意擺放、占用消防通道、通風差等問題，亂拉電線線路和線路老化等現(xiàn)象也比較嚴重，易導致火災事故。因此，單位要提前邀請實驗室設計專業(yè)人員和使用方進行規(guī)劃設計。

第三，安全教育方面。部分高校存在著不同程度的重教學科研輕安全的思想;大學生自身則安全意識淡薄，存在僥幸心理，認為實驗沒有風險，或者風險很低，不會對自己造成傷害，學生以前也開展過類似的實驗，沒有事故發(fā)生，以后也不會發(fā)生;缺乏相關的知識和實驗技能，未牢固掌握實驗的正規(guī)程序;獎懲政策缺乏，學生遵守實驗室規(guī)定不會獲得獎勵，違反了實驗室規(guī)定也不會受到懲罰。

三、國內外高校的實驗室安全教育教學

現(xiàn)代安全管理中的事故致因理論認為，人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全條件和管理缺陷是引發(fā)事故的四個因素[3]。資料顯示，88%的安全事故都是人的不安全行為引起的。加強對本科生的安全知識的講解、安全案例的警示、安全措施的認知和掌握，將實驗室安全意識根植于本科生的大腦，使其從思想上予以重視，根據(jù)不同的實驗類別開展實驗，做好安全防護。

國內很多高校開設了實驗室安全等課程或者講座，如清華大學出版了《實驗室安全基礎》教材，在某些院系開設了“實驗室安全學”課程（16學時，1學分）[4]。天津醫(yī)科大學在新生進入實驗室上課前，都會為新生做2個學時的安全教育講座;每個課程實驗任課教師都會指出潛在的安全風險，有重大安全風險的實驗，必須有任課老師在場指導和監(jiān)督[5]。北京大學組織有關理科院系編撰了《大學實驗室安全基礎》等實驗室安全教材[2]。浙江中醫(yī)藥大學把醫(yī)學急救知識與技能作為專業(yè)必修知識[6]。已有一些高校引入或者開發(fā)了培訓和考試一體化網(wǎng)絡系統(tǒng)，要求本科生完成規(guī)定的學分方可進入實驗室如北京大學開發(fā)了實驗室安全教育與考試系統(tǒng)，學生根據(jù)專業(yè)的不同，可自主選擇學習內容和考試時間[2];江南大學開發(fā)了集培訓和考試一體的本科生安全教育系統(tǒng)，并在全校本科生中實施實驗室安全準入制度[7]。

目前，國內部分高校實驗室安全教育仍采用集中講座等形式，安全教育效果不理想[8]，多數(shù)高校已將實驗室安全教育的相關課程納入學校教學計劃，但課時較少。此外，現(xiàn)階段實驗室安全教育存在內容針對性不強、學習資料單一等問題。如理工類和化工類實驗室的儀器設備不同，實驗課程也有較大差別。因此，不同學科的實驗室安全教育內容也應該有所區(qū)別和針對性，不適合大規(guī)模開展實驗室安全培訓。

日本東京大學、早稻田大學等均有嚴格的實驗室準入制度，開設專門的實驗室安全教育培訓課程，且為必修課程[9]。美國波士頓大學采取教師講解和在線學習結合相結合的方式，對大學生進行安全教育[7]。普林斯頓大學將課堂教學與互聯(lián)網(wǎng)線上培訓有機結合，在互聯(lián)網(wǎng)上開設了“實驗動物安全”“放射性同位素”“機床安全”等課程[ 10 ]。國內的實驗室安全教材仍以傳統(tǒng)的消防安全、電氣安全等為主線，未將基因組重組技術等現(xiàn)代技術帶來的潛在安全威脅包括在內;教材仍集中在實驗室安全相關知識和技能上，缺乏正確的實驗方法和技術介紹[ 11 ]。

四、瓊臺師范學院生物學本科生的實驗室安全教育教學實踐

生物學具有跨學科的特點，多門課程涉及實驗教學，多數(shù)實驗要在實驗室中完成，如大學物理、無機及分析化學、有機化學、生物化學、微生物學、分子生物學和生態(tài)學等，實驗室安全教育顯得尤為重要。

（一）強化實驗室安全理念

通過實驗室安全事故案例教育，大力輸入“安全第一，預防為主”的實驗室安全理念。本科生在高中教育中接受的大部分都是書本上的知識，未接觸過實驗或接觸實驗的機會很少，實驗室安全意識缺乏。瓊臺師范學院生物科學系在“實驗室安全基礎”課程中均會安排學生觀看實驗室事故視頻，讓學生直觀深刻了解近年來發(fā)生在高校的實驗室安全事故，輕則造成實驗室設備的損壞，重則造成人員傷亡的悲劇。通過觀看視頻，對事故案例進行深入剖析，讓學生認識到在生命安全面前沒有旁觀者，從安全事故中吸取教訓，切實提高實驗室的安全意識。

美國著名安全工程師海因里希提出300：29：1法則，即“海因里希安全法則”，意為當一個單位有300起隱患或違章，非常可能會發(fā)生29起輕傷或故障，另外還有一起重傷、死亡或重大事故[1]。因此，實驗室要貫徹“安全第一，預防為主”的宗旨，讓本科生深刻地認識到實驗室內存在各種安全隱患，只有把安全隱患消除在“萌芽狀態(tài)”，才能保護我們的人身安全和國家財產(chǎn)不受損失。

（二）實驗室安全培訓講座與消防訓練

為了讓學生進一步掌握實驗室火災等突發(fā)事件的處理流程，增強在火災中的自救技能。瓊臺師范學院每個學期會邀請海南省消防相關部門的專業(yè)人員開展消防講座，主要講述國內特別是海南省區(qū)域內發(fā)生的火災爆炸事故，剖析其發(fā)生的原因，普及防護急救措施等。學院每年新生入學季組織新生開展消防演習，學生參加安全培訓講座與消防訓練獲得的學分可計入“第二課堂”。

（三）培訓學生安全技能

針對生物學科的特點，系統(tǒng)講授實驗室安全常識，培訓大學生的安全技能。“實驗室安全基礎”已列為生物學專業(yè)本科生的必修課程。課程在大學一年級第一學期開設，設定為14學時，1學分。采用北京大學黃凱等人主編的《大學實驗室安全基礎》作為教學用書，共七章，分別為實驗室消防安全、用電安全、危險化學品使用安全、生物安全、電離輻射安全、特殊儀器設備使用安全和事故人員急救。講授方法包括多媒體教學和實踐環(huán)節(jié)，課堂講解為主要形式。針對生物學專業(yè)的特點，“實驗室安全基礎”課程將實驗室消防、用電安全、危險化學品使用安全、生物安全、事故人員急救章節(jié)列為重點內容詳細講解。

1.消防用電安全。實驗室安全工作的基本內容是預防火災和安全用電。本章主要分析了實驗室常見火災發(fā)生的原因，常見滅火設施的使用方法，火災應急設施，實驗室安全用電常識及用電常見安全事故應急措施。

2.危險化學品使用安全。主要講述危險化學品的概念及分類，危險化學品的安全使用、防護措施和事故應急措施，危險化學廢棄物的處理。

3.生物安全。主要講述實驗室生物安全定義及病原微生物分類，生物安全管理，生物性污染的防范，生物安全事故應急措施。

4.事故人員急救。主要講述常用現(xiàn)場急救措施，包括燒傷、腐蝕物品灼傷、眼睛灼傷急救，割傷、燙傷等外傷急救;其他包括包扎、心肺復蘇術。

5.電離輻射安全和特殊儀器設備使用安全章節(jié)，則針對生物科學專業(yè)的特點進行選擇性講解，主要講述發(fā)射紫外線儀器設備使用，如凝膠成像系統(tǒng)、切膠儀;高溫、高壓類的儀器設備使用如烘箱、高壓滅菌鍋，低溫類儀器如超低溫冰箱;高速運轉類設備使用如離心機。

為進一步提高學生的安全意識，在“實驗室安全基礎”課程的實踐環(huán)節(jié)，采取親身體驗的形式組織學生對學院的實驗平臺進行參觀，由實驗室人員現(xiàn)場講授必要的安全知識和儀器操作注意事項。另外，由于該課程涉及的知識面較廣，包括物理、化學、生物和醫(yī)療急救技能等方面，授課教師由生物專業(yè)教師或者化學專業(yè)教師擔任，其并不同時精通以上四個學科的專業(yè)知識，尤其是醫(yī)療急救實操部分。為了使生物專業(yè)本科生真正掌握基本的醫(yī)療救護知識，邀請醫(yī)護專業(yè)人士或已掌握醫(yī)療急救技能的醫(yī)師現(xiàn)場傳授醫(yī)療急救技術，如心肺復蘇法等。

利用智慧樹平臺，將實驗室安全相關的漫畫、視頻上傳至該平臺。采用多種形式來普及實驗室安全教育，由此突破課時限制，豐富學習形式，增強本科生的實驗室安全知識，提高本科生的實驗室安全意識。

（四）建立實驗室安全準入制度

在“實驗室安全基礎”課堂結束之后，進行閉卷考試，考查本科生對實驗室安全知識和應急措施的掌握，只有考核合格的人員才可獲準進入實驗室，開展課堂實驗和科研工作，以嚴格的實驗室安全準入制度，確保安全教育的實效。

（五）安全教育教學實踐存在的問題

以上實驗室安全教育教學模式的實踐，切實提高了瓊臺師范學院師生的實驗室安全意識和事故應急處理能力。但現(xiàn)有的課堂教學和實踐教學方式仍不能滿足學生的需求。“實驗室安全基礎”課程包括七個部分，除滅火器的使用和醫(yī)療急救的部分內容可以實操之外，其他部分內容學生只能通過老師講解或者觀看視頻學習，如在易燃、易爆和有毒化學藥品的正確使用和人類致病微生物的實操等方面，安全教育的內容還需充實，要更貼近教學和科研。

為了彌補“實驗室安全基礎”課程在講授過程中的短板，將培訓和考試相結合，理論和實踐相結合。瓊臺師范學院正積極建設虛擬仿真實驗室，將多個涉及實驗人員安全的生物實驗制作成虛擬仿真實驗，內容將涉及生物學實驗室安全問題的幾個主要方面，如有機溶劑和有毒、強腐蝕性試劑使用，能試劑配制過程中使用的鹽酸、甲醇等，總RNA提取過程中使用的巰基乙醇等;病原微生物的感染風險，如對人類有致病作用的微生物、動物解剖過程中的禽流感病毒等;放射性同位素的使用，如Southern雜交實驗使用的磷32。虛擬仿真實驗既能提高本科生的學習效率，也能保證本科生和任課教師的人身安全。

五、結束語

安全工作重于泰山。保障高校實驗室的安全是一個系統(tǒng)工程，既要建立并嚴格執(zhí)行一系列安全規(guī)章制度，落實安全責任;又要對本科生進行全面、實用的實驗室安全教育培訓，提高學生的安全意識，這需要專任教師、實驗員、教務處、保衛(wèi)部門和后勤等部門的協(xié)同努力才能完成。高校在培養(yǎng)學生實踐能力和科研能力的同時，要切實保障師生的人身安全和健康，才能真正地創(chuàng)建平安、美好校園。

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Abstract： Laboratory is an important part of teaching and scientific research in colleges and universities， and its safety is of great significance to schools and social stability. This paper analyzes the causes of laboratory accidents in colleges and universities in recent years and draws lessons from the achievements of laboratory safety education and teaching in colleges and universities at home and abroad. The laboratory safety education teaching model is explored for undergraduates in the Department of Biology of Qiongtai Normal University; through laboratory safety accident case education， the safety concept of “prevention first” has been applied to laboratory works; in view of the characteristics of biology， the teaching of laboratory safety knowledge and the training of emergency rescue skills for undergraduates should be strengthened; the laboratory safety access system should be established; a virtual simulation laboratory will be built to make up for the deficiencies in laboratory safety education and teaching soon. The exploration and practice of the above education and teaching model has effectively improved the laboratory safety consciousness and accident first-aid skills of undergraduates in the Department of Biology of Qiongtai Normal University， and promoted the construction of a safe and harmonious campus.

Key words： colleges and universities; laboratory safety; teaching exploration