理科實驗室安全教育體系的構建與創新

屈 泳，霍海葉，阮小軍，王三華

（南昌大學理學院，南昌 330031）

0 引言

實驗室作為高校“雙一流”建設的重要保障，承擔著大量的實踐實驗教學及科學研究任務，是高校進行教學與科研的重要組成部分，也是創新創業教育的主要實踐基地［1］。理科實驗室涉及大量的高風險實驗設備和實驗項目，一直是學校實驗室安全管理的重點監控對象。理科實驗室安全隱患較多，實驗室安全事故時有發生，實驗室安全管理任務艱巨。理科實驗室安全管理包括安全規章制度、督導團隊、安全監督、安全教育等多個方面，其中安全教育是實驗室安全管理的基礎，即是提升進出實驗室師生安全意識和知識的重要手段，也是實驗室安全穩定運行的重要保障［2］。

理科實驗室安全管理的宗旨是提高人的安全意識和安全知識，實驗室安全教育作為培養師生實驗室安全意識與知識的主要手段，是提升實驗室安全管理的重要環節。通過分析多起理科實驗室事故發生的原因，人為因素占比不少，針對人為因素，最好解決方法是進行系統的實驗室安全教育培訓，提升實驗師生的安全意識和安全技能，約束實驗人員的不安全行為，保障實驗室安全運行。為此，通過研究管理決策模型GROW（goal、reality、options、way forward）的理論知識，將此模型與理科實驗室安全教育培訓相結合，進行理科實驗室安全教育體系的創新，提升理科實驗室安全教育成效，保障實驗室安全穩定運行［3］。

1 GROW模型

1.1 GROW模型基礎

GROW模型是廣泛用于人力資源管理等的一個管理學模型，提出了管理決策的4 個步驟，現在已經拓展到企業管理、心理咨詢、人力資源決策、職業前景規劃等多個領域。國內的學者在企業人力資源管理、高校輔導員與學生交流、高校學生創新能力培養、護士分層培訓體系等方面進行較為詳細的研究［4-7］，為GROW模型在理科實驗室安全教育工作上的應用研究提供了一定理論基礎及參考。

1.2 GROW模型的步驟

GROW模型作為一款管理決策系統模型，主要包括以下4 個步驟。

（1）樹立目標步驟（goal）。此步驟主要體現在行動要達到的目的或標準，是系統運行首要考慮的要素。這里的目標是指是行動的方向，是可以實現的預期設想。

（2）評判現狀步驟（reality）。在確定了系統的目標步驟后，需要對現在所處的環境和實踐情況做一個準確的判斷，特別是對現存環境和實際情況是否存在缺陷、所面臨的挑戰及不利因素等進行評價和判斷。

（3）選擇方案步驟（options）。在樹立目標和評判現狀兩個步驟完成后，根據樹立的目標及對現存環境的評判，對行動的方法和路徑進行選擇。此階段可以根據目標和現狀進行多個實施方案的設計，從中選擇最優的設計方案。

（4）實施行動階段（way forward）。通過選擇步驟，確定了實施方案后，最后的步驟就是行動實施，通過方案實施實現第一步設立的目標。

2 理科實驗室安全教育體系的創新研究

2.1 理科實驗室安全教育中存在的問題

實驗室安全教育是守好實驗室安全的第一道大門，也是實驗室安全穩定運行的重要保障。作為系統工程的實驗室安全教育，具有規劃、組織、實施及考核等多項內容。只有通過系統的實驗室安全教育、培訓和評估，才能從根本上解決廣大師生實驗室安全意識薄弱問題，增強實驗室安全風險防范能力，保證實驗室安全穩定的運行［8］。目前我國的實驗室安全教育工作雖然起步較晚，但是研究熱情很高，各個高校都有各自的實驗室安全教育體系，但是還存著不少問題有待研究與解決。①實驗室安全教育內容單一、缺乏專業化、精細化的專業實驗室安全教育內容。特別是缺乏針對理科學科各專業實驗室的安全教育內容。②缺少對實驗室安全教育對象的研究與分析，沒有對受教育對象的情況進行統計分析，實驗室安全教育計劃大而全，缺乏個性化教學計劃。③實驗室安全教育模式單一、教育方法落后，培訓方案和手段缺乏，選擇余地小。④在實驗室安全教育過程中缺乏有效的資料保存、檔案管理工作不到位，管理形式混亂［9］。以上問題表明了理科實驗室安全教育體系建設的不足，對專業實驗室安全教育研究不夠，缺乏理科實驗室安全教育整體規劃。

2.2 理科實驗室安全教育體系的構建

針對理科實驗室安全教育存在的問題，結合理科實驗室安全教育的特點，引入管理學的GROW 模型，從樹立目標、評判現狀、選擇方法、實施行動4 個階段構建創新型的理科實驗室安全教育體系（見圖1）。

圖1 GROW模型的理科實驗室安全教育體系

2.2.1 樹立目標

實驗室安全教育的宗旨是提升實驗室安全氛圍，增強師生的實驗室安全意識，保障實驗室安全穩定運行。因此理科實驗室安全教育的總目標是提升師生的安全意識，增強師生的安全技能，提高師生應對安全問題的防范能力。目標的設計要具體化、詳細化，同時結合理科實驗室各自的特點，有針對性進行安全教育目標的設計。目標設定要樹立實驗室安全教育不僅是傳授基本的安全知識，更重要的是培養和塑造安全意識和安全價值觀的教育理念，提升師生的安全素養。因此，在理科實驗室安全教育目標設計，采用全方位、立體化的構建理念，理科實驗室安全教育目標要涵蓋實驗室安全知識、實驗室安全操作與防護技能、實驗室安全意識與價值觀三方面內容。在目標設定時，還要充分考慮到理科實驗室的專業特點及師生的知識水平，減少大而全的理想化目標設計，避免目標與實際脫節，無法達到實驗室安全教育培訓效果［10］。

2.2.2 評判現狀

理科實驗室作為面向理工科學生的實驗教學基地，也是師生進行科學研究的主要場所，既有教學為主的基礎實驗中心及各類專業教學實驗室，也有以科學研究為主的高分子物理、核聚變物理等專業科研實驗室。在實驗室安全管理上都涉及危險化學藥品、高壓氣瓶、化學廢棄物、大型儀器設備等相同之處，但也有一些差異，如有的科研實驗室要求無菌操作、有的實驗室則需要專用的電力設施［11］。在對理科實驗室現狀的評判上，即要考慮理科實驗室的整體特性及危險源的分布情況，也要考慮各科研實驗室的專業特點和安全需求。

實驗室除了環境現狀外，另一個主要因素是人員的現狀，參加理科實驗室安全教育人員主要有：

（1）剛進入學校的大學一年級本科生。此階段的學生基本上沒有實驗學習經歷，對實驗室的感覺還是停留在中學時的實驗課上，實驗室安全意識非常薄弱。這部分學生首先接觸到基礎物理實驗中心、計算機實驗室、電子電工實驗室等教學實驗室，基本上是以實驗教學為主，操作簡單、難度較低，安全系數較高。但在實驗過程中還存在觸電、燒傷等風險。此類學生的實驗室安全教育應以安全的實驗操作技能和基礎的實驗安全知識為主，從實驗室安全制度、安全意識和安全操作上進行設計。

（2）即將進入畢業設計的本科生。這一階段的學生即將進入本科畢業設計階段，很多學生都進入到各類科研工作，要進行大量的實驗操作。此類學生經過近3 年的大學學習，具有一定的實驗室安全意識和安全知識，但是很多學生缺乏應對高危性的實驗設備及材料的安全技能，對理科科研實驗室的安全風險了解甚少。在針對這些學生的實驗室安全教育上，要突出理科各類科研實驗室的專業特點，重點在高風險設備及危險化學藥品的安全操作規范及科研實驗室安全知識的培訓等。

（3）碩士、博士研究生。研究生階段是探索性科學研究的開始，研究生經過大學4 年的學習，已經掌握了一定的實驗室安全知識，具備了一些實驗室安全技能。理工專業研究生的很多研究工作都需要在實驗室內進行，涉及實驗設備和實驗用品種類和數量也不少，面臨的實驗室安全風險及挑戰也更復雜和多樣。針對理工專業研究生的實驗室安全教育應在安全知識理論教學的基礎上，增加具有專業特點的安全技能操作、危險源的識別及管控、事故應急處理演練等內容，特別是針對一些具有特種設備的高危風險專業實驗室的研究生，還應加強實驗室安全文化建設，設立實驗室準入門檻，營造全員談安全的實驗室安全氛圍。

（4）實驗技術人員及教師。實驗技術人員作為實驗室的日常管理人員，是實驗室安全穩定運行的關鍵人員，因此對實驗技術人員要加強實驗室安全規章制度的學習，強化安全意識和安全責任［11］。實驗教師作為實驗教學和科學研究的主體，要做到，①教師自身安全意識和安全技能的學習與提高；②輔導學生實驗室安全技能的學習與提升。因此，針對教師的實驗室安全教育側重于安全知識和安全意識的提升，以及安全技能的提高。

2.2.3 選擇方案

針對實驗室安全教育，很多學校都制定了一系列的教育教學方案。對于理科實驗室安全教育方案有：

（1）線上線下混合教學方案。理科實驗室安全教育面向師生眾多，人員的結構層次不同，如果采用傳統的課堂教學模式，很難進行大量的教學設計和實施，而且理科實驗室安全教育教學內容需要較好的教學方式。在理科安全教育教學環節中，可以結合互聯網技術、多媒體技術及VR虛擬現實技術等手段，利用在線教學、虛擬現實技術、網絡平臺與線下教學相互補，形成開放的混合式教學方案［12］。將理科實驗室安全知識和原理進行梳理，形成系統的知識結構，通過網絡教學平臺進行傳播，線上課堂可觀看安全教育視頻、教學培訓課件、線上答疑、線上測試等，線下采用安全教育培訓、分組討論、安全防護演練等多種形式。線上教育促進基礎知識的學習，線下學習促使能力和技能的提升，融合線上教育與線下學習的混合教學方案，提升理科實驗室安全教育成效（見圖2）。

圖2 理科實驗室安全教育混合教學方案

（2）教育教學培訓內容方案。理科實驗室安全教育培訓內容分為基礎型和特殊型，其中基礎型內容與其他實驗室安全教學培訓內容一致，都是以安全基礎知識和基本的安全操作技能為主，主要包括用電安全、火災防范、基本的實驗設備操作規范、實驗室人員準入等內容。特殊型的實驗室安全教育內容則根據各個專業實驗室制定，諸如涉及實驗藥品的物理化學實驗室，需進行實驗室藥品存儲、保管及使用的安全培訓，還應進行實驗廢棄物的專項回收培訓。而對于使用大型儀器設備的高分子聚變實驗室，應注意加強儀器設備的安全操作、氣瓶的規范儲存及使用、消防演練及應急處理等方面的安全教學與培訓，特別是針對大型的科研實驗室要做好應急處理培訓工作。

（3）教育教學團隊的培養方案。好的教學團隊是進行理科實驗室安全教育的前提，為此，在理科實驗室安全教育教學團隊結構，要形成專業化、技能化的復合型教育教學團隊，人員構成上要體現理科實驗室安全教育的特點和專業性。即可以聘請各專業實驗室的實驗技術人員和管理人員，還可以從校外的消防、應急管理、安全監督等部門聘請相關專家組成。既要突出團隊的專業化，還要體現出教育和宣傳的職能。

（4）教育教學考核評價方案。理科實驗室安全教育的首要目標是提升師生的安全意識和安全知識，考核作為最好檢驗教育教學效果的工具，通過實驗室安全教育知識的考核，檢驗師生安全知識及安全技能的掌握程度，決定師生能否進入實驗室［13］。理科實驗室安全教育考核，既要進行基本的安全知識和實驗室安全制度的考核外，還要根據各類專業實驗室制定大型儀器操作技能考核、化學藥品安全使用考核、高危器具安全使用考核、廢棄物安全排放考核等各項考核內容，針對專業實驗室采用差異化考核。考核方式則可采用安全知識統一考試、實驗設備儀器安全操作考核，應急處理能力考核等多種形式。

2.2.4 實施行動

理科實驗室安全教育工作在選定教育方案后，必須進行行動實施。

（1）實驗室安全教育前期相關工作，主要體現在教學場地、教學設備、教學材料及課件、教學人員、實踐操作平臺等的準備及實施。

（2）參加實驗室安全教育人員的組織及管理工作，人員信息的收集、各類專業實驗室參加教育人員的分配管理等。

（3）考核評價體系管理，根據考核方案實施實驗室安全教育知識考核工作，并依據考核成績制定實驗室準人人員，登記發放考核成績［14］。實施三方評價體系，即評價參與考核人員的安全意識及安全知識，也評價安全教育指導團隊的業務知識和專業能力，同時還對實驗室安全管理部門進行管理能力評價。

（4）檔案資料管理。理科實驗室安全教育團隊要分析安全教育的教學情況，統計實驗室安全教育教學數據，將實驗室安全教育記錄、安全知識試卷、成績及評價表和工作總結等材料進行存檔。

3 實施效果與展望

理學院在實驗室安全教育工作中，根據理科實驗室安全管理工作的特點，結合GROW 模型，進行實驗室安全教育體系的構建與創新。

（1）組建了學院實驗室安全管理及教育領導小組，由學院分管實驗室安全工作領導負責，形成了實驗指導老師、實驗技術人員及部分校外安全管理專家組成的實驗室安全教育小組，負責制定學院的實驗室安全教育及監督管理工作。

（2）針對理科實驗室安全管理現狀，選擇與理科實驗室安全相關的安全知識及技能，每年定期進行實驗室安全教育培訓，組織全院新生參加的理科實驗室安全教育知識考試，提升學生的實驗室安全知識及防護技能。除了全院的實驗室安全教育知識考試之外，還根據各類科研實驗室的特點，制定了相應的專業實驗室安全管理及教育規定，特別是針對核聚變及信息控制重點實驗室等特殊類型實驗室，進行特種儀器設備的使用及安全管理培訓，采取嚴格的實驗室準入制度，防止實驗室安全事故的發生。

（3）完善實驗室安全教育檔案管理，制定理科實驗室安全教育培訓記錄制度，印制理學院實驗室安全教育培訓記錄本，要求各個專業實驗室對實驗室安全教育培訓工作進行相應記錄，學院實驗室安全教育小組根據各個實驗室安全教育培訓情況，收集學院實驗室安全教育現狀，統計實驗室安全教育教學數據，并將實驗室安全教育培訓記錄、學院實驗室安全知識試卷、成績及評價表和工作總結等材料進行存檔。

在理科實驗室安全教育體系的構建與創新的實施過程中，學院實驗室安全教育工作取得了一定的成績，學院實驗室安全管理工作水平得到了一定的提升，先后獲得學校的綜合治理及消防先進單位。但是在實驗室安全課程教學上，缺少與理科學科相適應的實驗室安全教學課程，主要選用的是化學類與生物類實驗室安全教學課程進行教學工作，缺乏針對性的安全知識及技能教育，理科實驗室安全教育課程建設是今后理科實驗室安全教育工作的重點方向。另外實驗室安全教育知識培訓及考試內容的及時更新，先進的信息技術在實驗室安全教育工作中的應用，實驗室安全教育教師隊伍建設等也是今后理科實驗室安全教育工作中所需解決的主要問題。

4 結語

理科實驗室作為安全風險及隱患較高的實驗場所，必須提升實驗室師生的安全意識結合安全技能，實驗室安全教育的專業性和強制性要求較高。通過在理科實驗室安全教育工作中引入管理決策系統模型GROW模型，從樹立目標、評判現狀、選擇方案、實施行動四個步驟進行理科實驗室安全教育體系的研究，進行理科實驗室安全教育體系的創新與實踐，提升理科實驗室安全教育成效，保障理科實驗室安全穩定運行。

·名人名言·

我之所以能在科學上成功，最重要的一點就是對科學的熱愛，堅持長期探索。

——達爾文