高校工程材料實驗安全教育改革及實驗室開放安全管理探討

李年蓮 李蕓 孟慶瑞 王玲

摘要：高校實驗室是為教師、學生以及科研人員提供科研實驗硬件設施的重要場所，實驗室安全關系到實驗研究的順利進行和實驗人員的生命財產安全。高校實驗室安全狀況的復雜性給實驗室管理造成諸多困難。調研和總結了目前的實驗教學和實驗室管理情況，對高校實驗教學、實驗室安全管理現狀和存在的問題進行綜合分析，提出落實安全責任人、建立有效的安全管理體系的思路和方法。

關鍵詞：實驗室安全;實驗教學;安全責任人;安全管理

工程材料是一門基礎學科，被廣泛應用于機械、化工、生物、醫療等領域。實驗課程是鍛煉學生動手能力的平臺，材料學科實驗室為這個平臺提供了場所，可以良好地培養學生的實踐能力和綜合素質[1]。隨著材料學科科學研究的推進及其在各行業的廣泛應用，為了實現實驗資源的有效利用，不同院校的實驗室互相開放成為必然趨勢。這一趨勢必將給實驗室管理帶來協調困難、實驗安全無法保證等一系列問題。因此，保障實驗室工作開展的有效性和安全性尤為重要。

1 工程材料實驗教學改革及安全探討

1.1 實驗教學現存的問題

隨著高校教學、科研工作的推進，對實驗設備能完成的測量項目和精度要求越來越高，在此基礎上，對實驗設備更新保養工作也提出了更高的要求，同時對使用人員操作設備的規范性提出了新要求。

1.1.1 實驗課教師側重理論教學，忽視了具體的操作細節

當前，實驗課教學的主要目標是在規定的學時內完成授課內容及達標考核，不會特別強調對設備和試樣的維護，導致設備的使用效果、使用壽命大打折扣[2]。比如實驗課“鐵碳合金平衡組織觀察”，實驗目的是觀察鐵碳合金在平衡狀態下的顯微組織特征，掌握鐵碳合金成分、組織和性能的變化規律。實驗中，有些學生操作不嚴謹，隨意放置觀察后的試樣，用手接觸或者直接倒扣在桌面，導致試樣表面產生大量銹斑和劃痕;由于沒有預先強調顯微鏡的使用細節注意點，鏡頭因與試樣表面發生撞擊而碎裂。由此可見，實驗課教師若只關注理論知識教學，會導致設備維護工作量的增加和經費的不必要消耗。

1.1.2 實驗課授課過程中教師和學生的安全意識淡薄

在學生操作前，教師只講安全思路框架，對實驗與理論的重視程度不一，忽視了對安全細節的要求及把控，對學生安全意識的培養不足，容易埋下安全隱患[3]。比如鋼的熱處理實驗過程中要接觸高溫高壓設備，實驗目的是了解碳鋼的普通熱處理（退火、正火、淬火及回火）工藝方法，研究冷卻條件與鋼性能的關系，分析淬火及回火溫度對鋼性能的影響。學生根據實驗原理操作，理論和實踐充分融合，教師全程跟蹤指導，再分組操作，指定負責人，同組學生共同解決問題，相互提醒實驗細節和安全要領，既可以有效提高學生的能動性，又能增強學生的安全意識。

1.1.3 實驗室安全管理責任不明確

任課老師在上實驗課時，由實驗員完成相應的課前準備工作，包括設備的維護和試樣的準備。實驗員在上課前和任課老師交待了設備使用的安全問題和注意點，但是仍然頻繁出現設備問題，直接影響后續實驗課的授課進度和質量。這充分暴露了實驗教師不重視設備操作細節、不檢查設備使用情況、對出現問題的設備未及時反饋等問題。該問題在使用硬度計的實驗中尤為突出，硬度的測量需要很高的精度，不規范操作會影響設備的精度，導致測量不準確。當預載荷不能達到要求時，不檢查問題的根源而強行進行預載，會導致設備加載行程精度越來越低，甚至出現彎曲變形，在很大程度上增加了維修成本，也影響了實踐環節的成效。

1.2? 深化教學課程改革，規范實驗教學要求，重視專業實驗教師培養

高校實驗室的使用和維護是多主體共同參與的過程，良好的實驗室安全管理應該是人治與法治的結合，所以單純依靠實驗室管理的各項規定遠遠不夠，實驗參與人員的管理更加重要。

切實強化相關人員的實驗室安全管理意識、將實驗室現有的安全管理制度抓實、抓細、抓到位，是解決實驗室管理混亂問題的有效方法[4]。組織全員學習各類安全知識、開展安全事故案例教育，通過了解實驗室安全事故造成的危害和損失，引起警惕并培養安全第一的意識。完善的安全教育是保障實驗室安全的基礎，如果沒有較好的安全教育保障機制，安全教育過程難免流于形式，教育效果會大打折扣。認真做好實驗室一人一檔的安全建檔工作，在教學評估、實驗室工作評比、安全事故追責中均發揮了重要作用。

落實實驗室責任制，糾正實驗室安全是實驗員全權負責制、授課老師只負責授課的錯誤認知。實驗室作為多人員、多機構使用場所，針對實驗課授課時間安排不當的問題，應采取授課教師與實驗員同時在崗模式，通過實驗員參與，輔助學生實際操作，既可以提高學生的獨立操作能力，又可以降低錯誤操作導致設備無法正常使用的風險，保障所有的實驗教學任務有序完成。

高校實驗員從職業規劃上偏向于傳統授課老師，因此，該崗位人才容易流失[5]。要想提升實驗室人才的工作積極性，關鍵是從源頭提升實驗室管理水平，增加實驗教師的交流培訓機會，重視實驗室硬件設施的建設、維護。同時，加強對實驗教師專業度的考核，促進實驗老師對教學方式的深入思考[6]。圍繞育人為主的理念，雙管齊下，建立硬件、軟件雙一流的實驗室教學環境。

2 科研實驗室開放安全管理體系的探索與實踐

近年來，隨著高校對科研的重視程度提高和科學研究項目任務增多，進入實驗室的人員越來越多，實驗室安全管理面臨更加復雜的局面和嚴峻挑戰[7]。因此，科研實驗室成了高校教師、研究生及高年級本科生主要的活躍場地，成了培養高層次人才、知識創新與技術創新的重要場所，是先進技術發展的硬件支撐地[8]。隨著校企之間的合作越來越密切，實驗室成為開展基礎實驗研究和高科技創新研究的重要平臺，實驗室的開放趨于日常，實驗室安全管理在實驗室管理工作中的難度也越來越大。

2.1 實驗室開放使用安全意識薄弱

材料科學研究類的實驗難免用到一些危險化學品，例如工業酒精、丙酮以及強酸強堿等腐蝕性強的化學試劑。由于此類試劑受國家嚴格管控，購買手續比較復雜，一些老師為了減少麻煩、方便自己自由使用，私自存放此類化學試劑，也沒有用專用的試劑柜，致使普通儀器柜遭到嚴重腐蝕，對環境也造成了不好的影響，埋下了巨大的安全隱患[9-10]。另外，由于科研導師對學生的安全教育、實驗要求和細節處理強調不到位，學生不按照規定對使用后的廢液進行處理，不僅污染環境，還存在潛在的危險，嚴重時可能引發安全事故。

2.2 完善實驗室安全責任制度，采用終身責任制

實驗室開放使用的大型儀器設備由于價格昂貴、維護復雜，需由2～3人同時管理。申請使用此類設備的教師應接受相應培訓，合格后方可獲取申請權限，培訓工作可由設備管理人員負責。當使用人員在系統里預約設備時，需得到設備管理人員的同意，方可完成預約[11]。這樣不僅有助于設備管理人員掌握設備動態，還能進一步為設備使用人員提供服務。如果培訓教師不能完全放心，也可以現場監督直到當事人能熟練操作再離開，降低設備操作中的人為損壞率，在系統中申請也有利于找到上一個使用設備的責任人，能及時發現問題。若是人為原因，由負責培訓的教師和操作失誤的教師共同承擔責任，有利于強化相關人員的責任感、降低維護成本、縮短設備維修時間，大大提高了設備的使用率。

2.3 建立完善的實驗室安全監控管理系統以及應急預案

加強實驗室安全管理智能預警系統和實驗室安全綜合監控督察機制的建設，在實驗室入口處安裝門禁，需一卡通和人臉識別同時驗證進入，有大型科研設備的實驗室需要單獨設置門禁。使用網絡化教學系統課程，包括實驗室安全、危化品安全等模塊的學習，標準化考試系統通過測試者方可在系統里激活一卡通，自行使用基礎實驗室，大大提高了學生開展基礎實驗的靈活性。若出現操作不當，現場發現問題的，取消其進入實驗室的一卡通權限，必須重新培訓，通過考核后方可再次進入[12]，促使實驗室使用人員提高對實驗室安全的重視程度。發生問題時的應急預案應遵循“以人為本、預防為主、常備不懈”的方針，結合實驗設備安全管理特點制定。實驗室安全管理智能預警系統采用了綜合可視化預警平臺、人臉識別、危險區域行為預警、動態監控等先進技術，對操作過程實時監控，防患于未然，遇到問題也可以及時處理，將可能發生的安全事故消滅在萌芽狀態。

3 結語

實驗室安全、實驗教學質量是實驗室管理的核心，應落實“以人為本、安全第一”的管理理念。高校越來越重視實驗室管理工作，這是一項長期、細致、復雜的工作，不僅要考慮人為因素，還要升級相關硬件水平。安全和發展相輔相成，有安全才有發展，高校實驗室管理應緊跟時代步伐，改變墨守成規的現象，持續革新理念，加強實驗室專業人才培養，保障高質量的實驗教學成果。

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