中學生物實驗安全現狀分析

崔文靜，秦瑞坪，2

（1.伊犁師范大學 生物與地理科學學院，新疆 伊寧 835000；2.伊犁師范大學 資源與生態研究所，新疆 伊寧 835000）

實驗是生物科學研究的必要手段，實驗安全是實驗過程中必須重視的問題[1]。實驗所用儀器、藥品稍有不當就會產生安全隱患[1-3]。實驗室安全事故造成的損失重大，類似事件的發生已引起眾多學生及家長的重視。根據相關報道，對2015—2021年實驗室安全事故、近9年中小學及高校實驗室安全事故作出統計，結果分別如圖1、圖2所示。由圖1、圖2可知：2015—2019年均有實驗室安全事故發生，其中，2015—2017年出現下降趨勢，但2019年后事故發生次數再次增加；高校的事故發生次數遠多于中小學。實驗室安全事故的主要類型為火災和爆炸，其中，爆炸事故所占比例最大。面對如此慘重的損失，必須要吸取教訓，嚴格要求相關人員，從剛接觸實驗的中學生開始，嚴格規范實驗操作步驟，培養實驗素養，為學生步入高校深造打好基礎。消除安全隱患的關鍵在于師生具備高度的安全隱患防范意識，能夠意識到隱患所在，并從根本上解決。因此，加強中學生物實驗安全防范勢在必行。本研究以人教版教材高中生物必修一第一章第一節“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”為例，對中學生物實驗現狀進行分析，并提出相關改進措施[1-2]。

圖1 2015—2021年實驗室安全事故次數統計

圖2 近9年中小學及高校實驗室安全事故次數

1 實驗過程中存在的問題

以本節實驗為例，要求學生掌握某些化學試劑的性質并且綜合運用，通過運用化學試劑與生物組織中相關化合物的特定顏色反應驗證化合物的存在。在驗證過程中，不僅會用到相關試劑，還有加熱、制作裝片等實驗處理，借此分析實驗過程中存在的問題。

1.1 學生實驗準備不到位

豐富、全面的知識儲備是進行實驗的基礎，也是快速、準確完成實驗的關鍵。然而，中學生普遍存在預習重點不準確甚至不預習的現象，導致學生在進行實驗時，因為科學知識不過關、不熟悉實驗步驟，無法做到規范操作，不加以防范，所以釀成安全事故。

以還原糖的鑒定為例，在實驗過程中，配制好斐林試劑后要立即使用，要使用酒精燈對試管中滴加了斐林試劑的樣品進行水浴加熱。在使用酒精燈的過程中存在一定的安全隱患，酒精燈里加入的酒精不能超過酒精燈容量的2/3；在點燃酒精燈時，切忌用酒精燈引燃；在水浴加熱過程中，學生要注意試管的加熱情況以及試管的位置，要用試管夾夾住試管，且不能讓試管底部與容器底部接觸，試管口不能朝向自己[1-2]；實驗結束時，要用燈帽蓋滅酒精燈，不可用嘴吹滅酒精燈。很多學生對以上注意事項防范不到位，不清楚酒精燈的正確使用方法以及進行水浴加熱時可能存在的安全隱患。以上情況如若操作不規范，就會引發爆炸、燃燒等安全事故，造成不必要的人員傷亡和經濟損失。

1.2 學生缺乏實驗安全意識

要想減少實驗安全事故，學生要有強烈的實驗安全意識[4-5]。相對于大學生而言，中學生正處于對事物的探索期，有更強的好奇心，與此同時，他們的實驗安全意識也相對淡薄。初次接觸實驗的中學生對一切事物都充滿好奇心和求知欲，在沒有指導老師的情況下，會隨意碰觸化學藥品和實驗器材，稍有不慎就會出現被藥品侵蝕、被器材誤傷等情況，對學生的安全造成極大危害。例如在做脂肪鑒定實驗的過程中，教師選取花生為實驗材料，有些學生出于好奇，錯以為可以隨便食用進而出現誤食的現象，導致被細菌感染，出現身體不適等情況[2]。

1.3 學生缺乏良好的應急能力

實驗課程要求學生不僅要具備過硬的動手操作能力，還要具備良好的應急能力。在實驗過程中，面對突發情況，要能及時做出反應并妥善處理，以免釀成大禍。例如中學生物實驗“物質鑒定”會用到斐林試劑、雙縮脲試劑、蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液。在這些試劑的使用過程中，當試劑瓶被意外打翻，試劑進入眼睛等重要部位時，學生很少能夠做到良好的應急處理，無法沉著冷靜地應對突發情況，心理素質較差，錯過降低傷害的黃金時間。另外，當用酒精燈進行水浴加熱意外引燃易燃物品時，學生因平時未加以培訓、缺少實訓經驗，不能及時用滅火器等進行滅火，釀成火災等安全事故。

1.4 教師的安全教育不到位

中學學生基數大，實驗課堂上學生較多、不易管理，很難將實驗室安全教育傳達到位。中學教師因實驗室有限以及課程安排緊湊，易忽視實驗教學的重要性，很少開展實驗安全教育課。因此，學生的實驗安全意識不強。實驗教師數量少，不能確保學生都能熟悉實驗室藥品及器材的正確使用方法和注意事項；沒有定期向學生開展實驗安全態度、安全知識、實驗室器材規范使用相關課程。另外，大多數教師更重視理論教學，忽視了實驗教學。因此，在教學過程中，出現準備不充分、課前沒能及時排查實驗室水電安全隱患等問題，未能及時將實驗室的規章制度告知學生，導致學生做實驗時散漫、不夠警惕[2]。安全教育工作不到位，實驗室安全隱患問題得不到解決，就可能發生安全事故，造成慘劇。

1.5 實驗室安全防范不到位

目前，很多地區的中學存在學生數量多但實驗室數量較少且設備投資不足的問題。很多中學會將實驗室分配給多個學科教學共用，容易出現藥品混雜的問題。個別藥品的密封性不夠，導致有害氣體揮發到空氣中，這就要求實驗室有良好的換氣系統[6]。此外，教師沒有對實驗室安全相關問題進行整理歸納，相關規定沒有張貼提醒，實驗室缺乏行之有效的規章制度，學生在實驗室沒有紀律、沒有規矩，不能規范自己的行為，不利于教師的管理[5]。實驗室是進行實驗操作的地方，是極易發生危險的地方，但大部分實驗室的水電通路未能按時檢修，相關實驗器材沒有及時更換調整，未能從根本上杜絕安全隱患；實驗室內不具備完善的廢氣、廢液處理系統，實驗結束后的廢氣、廢液未能妥善處理，在很大程度上增加了對實驗室環境的污染。

1.6 教師的實驗操作不規范

2019年9月，常州一科學老師在向學生演示實驗時，因操作不規范產生閃燃，引發安全事故。這表明，部分實驗教師的實驗操作不規范，未經專業培訓，在實驗操作過程中未加注意，也會引發事故。中學生物實驗相對于其他科學實驗更加煩瑣，這就要求教師具備更高的實驗素養和實驗操作能力。但是很多中學仍然存在實驗教師不經培訓、操作技能不到位就直接上崗的現象，需要立即整改，既是對教師自身的安全負責，也是對學生的生命安全負責。

2 實驗安全相關改進措施

2.1 夯實學生的實驗相關知識基礎

教師在課堂上進行理論教學時，可將相關實驗內容結合理論向學生普及，增強學生的記憶。學生在理論學習過程中，可以對實驗內容進行模擬操作，提高對實驗的熟悉度。學生在實驗課程之前要預習，熟悉實驗操作過程，掌握基本的實驗操作技能。預習后，學生要對自己不理解、不清楚的問題查閱資料或向老師請教，為實驗操作做好鋪墊。在實驗操作之前，學生要熟悉本節實驗所需實驗器材的使用方法以及注意事項，規范使用實驗儀器。以“物質的鑒定”實驗為例，學生在實驗操作之前，要能正確區分不同的試劑，熟練掌握鑒定的物質與所需試劑的對應關系，杜絕藥劑亂用、錯用的現象；實驗中還涉及斐林試劑以及雙縮脲試劑的制備，學生要熟知相關藥品的化學性質，如氫氧化鈉的強腐蝕性。另外，要了解實驗過程中可能出現的問題，防患于未然。課余時間，學生可以了解實驗室出現的事故案例，增強安全意識、警醒自己，從根本上杜絕類似事故的發生。

2.2 增強學生的實驗安全意識

教師可通過搜集近期發生的實驗室爆炸事故案例對學生進行科普，讓學生意識到危險就在身邊，必須高度警惕，增強安全防范意識和自我安全保護意識。更要注意的是，要讓學生真正了解實驗室藥品的危害性。在中學生物實驗中，“觀察DNA、RNA在細胞中的分布”“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”“低溫誘導植物染色體數目變化”等實驗都涉及濃鹽酸等強酸的使用，若使用不當，則會對學生的安全造成威脅。對此，可通過相關視頻向學生展示被強酸強堿性藥品侵蝕的后果，達到增強學生實驗安全意識的目的。對于易燃易爆炸的藥品，如酒精等，也要向學生普及使用規范。對學生進行安全教育，增設相關的規章制度，不允許學生將與實驗無關的物品帶進實驗室，尤其不能隨便食用帶進實驗室的食品，嚴禁食用實驗材料。在實驗過程中，學生要按要求滴加藥品，必要時要在老師的指導下滴加。實驗結束后，要確保實驗室斷水斷電[1]。

2.3 定期組織學生開展應急培訓

快速應變能力可以將事故造成的損失降到最低。學生要想具備良好的應急能力，首先要具備良好的心理素質，面對危險能夠做到臨危不亂。學校可采取相應的措施定期對學生進行培訓，如開展實驗室消防演練，模擬操作實驗室事故發生時學生可采取的自救和互救措施，通過演練增加學生的經驗，使其在真正面對危險時能夠下意識地做出正確的反應。此外，要培訓學生的急救能力，使其具備基本的自救能力。當學生在實驗過程中不慎被強酸強堿等腐蝕性藥品侵蝕皮膚時，首先要用清水進行沖洗，稀釋藥品濃度，并及時就醫。在實驗過程中，學生必須時刻保持意識清醒，不可以有絲毫懈怠，面對事故的發生能夠第一時間應變。

2.4 提高對教師的工作要求

教師是學生實驗過程中的重要負責人和監督者，所以實驗課程對教師有極高的職業要求。學校要按照規定對教師進行培訓，增強教師的安全意識并要求教師定期對學生進行安全教育。教師可充分利用現代教育技術，通過制作微視頻等形式向學生提前展示實驗操作過程。以“植物的呼吸作用”實驗為例，此實驗需要用點燃的蠟燭驗證植物的呼吸作用是否消耗氧氣，而燃燒的蠟燭在使用過程中存在一定的安全隱患，若未按實驗步驟及相關注意事項操作，就會增加意外發生的概率。對此，教師可制作本節實驗的微視頻，完成模擬實驗，加深學生對該實驗的了解，進而減少實驗過程中的失誤。也可通過此方式對實驗室事故造成的后果進行模擬展示，讓學生真正意識到事故的危險性。教師在實驗室可以實行值班制，每天對實驗室的設施以及水電進行排查和檢修，排除所有安全隱患。在實驗過程中，教師要嚴格履行監督人的職責，確保學生的人身安全，保證實驗安全順利開展。教師更要熟悉實驗室消防器材、緊急噴淋裝置以及洗眼器等物品的存放位置，當意外發生安全事故時，能夠第一時間加以處理，避免釀成慘劇。特殊崗位、特殊設備的管理員必須要通過相應的培訓，持證上崗。要強化教師的應急能力和制定應急預案的能力，實驗前，教師要告知學生相應的應急預案。

2.5 完善實驗室的設施設備

面對中學學生基數大的問題，學校可以擴大實驗室規模或實行小班教學，增加實驗課課時，避免大量學生同時做實驗造成的擁擠現象。學校要根據實際情況健全實驗室相關規章制度，規范師生的實驗操作行為。同時，要及時更換實驗室中陳舊老化的設備，以免發生電路老化、漏電、短路等情況。實驗室的藥品要分類放置并保證標簽完整未被損壞，對于標簽損壞的藥品要第一時間進行整理[5]。對于有腐蝕性的藥品要有必要的安全提示，防止學生亂碰亂用。為了給學生提供良好的實驗環境，實驗室要劃分操作區和污染區，實驗結束后的廢液在污染區進行處理。

3 結語

要想保證實驗室安全，實驗者、實驗指導老師以及良好的實驗環境缺一不可。要想減少甚至杜絕實驗安全事故，必須要從以上3個方面進行整改，既要要求學生和教師有規范操作能力，又要保障實驗環境足夠安全，不可有客觀的安全問題存在。通過上述規范，在一定程度上降低實驗室安全事故的發生概率，同時為后期實驗教學奠定良好的基礎。加強中學生的實驗操作訓練，要求中學生掌握基礎實驗知識，培養中學生的探索實驗精神，為后期科研人員的培養鋪墊基石，這一目標也符合國家和政府加強培養優秀人才的政策要求。