融入安全教育的研究生儀器應用課程改革實踐
——以陜西師范大學生物學專業為例

孫 燕 曹 冰 林立亮

陜西師范大學生命科學學院實驗中心，陜西 西安 710119

黨的十九大報告提出“加快一流大學和一流學科建設，實現高等教育內涵式發展”，研究生教育處于我國教育體系的頂端，與本科生相比，研究生具有深度參與科研活動的顯著特點，特別是生物學這樣的實驗學科，因此生物學一流學科建設與其研究生教育質量有著密切關系。然而，目前不少高校的生物學科研究生教育，重視科研素質、科研能力培養，卻不夠重視實驗室安全意識的培養和大型儀器安全操作規范的培訓，導致發生了不少安全事故，比如2018 年北京交通大學、2017 年復旦大學和2015 年清華大學的實驗室都發生過爆炸事故。因此,實驗室安全教育既要要求學生掌握通用的安全知識,也要要求學生加強對特殊儀器設備安全、正確使用規范的學習,使實驗室能更安全高效地為教學科研服務。

針對這一問題，陜西師范大學（簡稱“我?！保┥茖W學院積極貫徹教育部《關于改進和加強研究生課程建設的意見》要求，通過生物實驗室安全及大型儀器應用研究生優質課程建設項目的實施，從課堂教學模式、實踐教學模式、課程教材及考評模式等方面進行積極探索，以課程為載體，使生物學科相關專業研究生牢固樹立安全意識、嚴格規范安全行為，為安全、有序、高效地開展實驗室科研工作提供了有力支撐。

一、生物實驗室安全及大型儀器應用課程的教學內容優化

實驗室安全是一個包含意識、制度、環境、設施、操作規范等眾多方面的綜合概念。我校生物實驗室安全及大型儀器應用課程以主題形式授課，在有限的教學課時中覆蓋必要的實驗室安全教學內容。我們將教學內容分為兩大模塊：模塊一是相對宏觀、側重于意識形態層次的實驗室安全概念、理論、相關政策法規等；模塊二是相對具體、注重實驗過程及現場操作的大型科學儀器的原理、規范操作及安全注意事項等。

（一）生物實驗室安全模塊教學內容的優化及教學實踐

模塊一的具體教學內容共計9 學時（見表1），介紹生物實驗室的基本安全知識、安全設施及安全防護手段等。這一模塊由從事實驗室安全管理及教育、具有多年安全培訓經驗的教師團隊授課，多位一線教師結合各自工作領域的經驗，對實驗室安全進行全方位、多角度的講授。模塊一的教學首先是讓研究生從思想上意識到實驗室安全的重要性及學習實驗室安全知識的必要性，加深對實驗室安全全過程的理解，從根本上降低實驗室安全事故發生的風險。其次，模塊一不僅是理論講授，更關注學生對實驗室安全技能的熟練掌握。要求研究生學會安全風險的防范手段、學會安全事故的處置方法，面對突發情況能夠做到不慌亂并及時妥善地應用所學習的安全技能，最大限度地降低突發情況的危害性。模塊一的教學內容是生物實驗室安全的根基，通過正規、系統的教學，同時采用閉卷考試的形式，促使研究生提高重視程度，使其在今后的實驗室操作和科研工作中受益。

（二）大型儀器應用模塊教學內容的優化及教學實踐

模塊二的“大型儀器應用”部分包括理論講授、規范操作演示、上機實訓等環節。首先，教師通過理論講授幫助研究生在掌握儀器設備工作原理的基礎上，可以更好地理解儀器設備操作的安全注意事項。其次，專業技術人員進行儀器規范操作的演示，讓研究生更直觀地熟悉儀器操作的規范流程。隨后，專業技術人員指導研究生上機實訓。模塊二包含9 個專題（見表2），而研究生來自生物學及生態學相關的十幾個二級學科，因此研究生根據其專業及課題的研究領域，選擇不少于3 個專題進行學習，然后參加操作考核，能夠獨立、規范、完整地完成儀器操作的視為考核合格。研究生通過本模塊的學習，不僅提高了實驗技能，更重要的是在掌握規范操作的同時，增強了安全操作意識，降低了因操作失誤而發生安全事故的風險。

二、生物實驗室安全及大型儀器應用課程的教學改革

生物實驗室安全及大型儀器應用課程不僅僅是傳授理論知識和實驗技能的課程，更是培養實驗室安全意識的課程，因此我們從多個方面、多個層級對教學方法和教學手段進行了探索，期望通過教學模式的改革，讓研究生在學習掌握具體理論和技術的同時，增強安全意識、提高解決突發實驗安全問題能力以及持續的自主學習能力。

（一）開展課題教學模式實踐

這門課程的教學針對研究生自學能力較強的特點，督促研究生建立良好的SQ4R 學習模式，在課堂上注重重點、難點和疑點的講授，對于一般性知識通過問答、討論等方式進行教學，改變呆板的“教師講學生聽”的授課模式。另外，加強實操環節教學，把課堂搬到實驗室、搬到儀器平臺，通過實地教學提高研究生對儀器的操作能力和應用能力。

（二）開展實踐教學模式實踐

這門課程的教學根據研究生更多是在研究中學習的特點，不是強制要求研究生掌握所有大型儀器的操作使用辦法，而是要求結合研究項目的需要，有針對性地選擇儀器進行學習。在教學過程中，教師強調只有規范操作才有可能獲得理想的實驗結果的理念。同時，考慮到要拓寬其知識面，要求研究生選擇不少于3 個儀器專題進行學習。通過這樣點面結合來提升研究生的綜合素質。

（三）開展課程教材建設

教學團隊采用完全開放的教材體系，引導研究生盡可能避免學一門課程只使用一種教材的現象。課程教材開放性體系的探索，可以結合研究生具有較強自主學習能力的實際，引導、督促研究生以課堂的知識點為突破口，歸納整理相關知識并構建自己的知識體系。

（四）課程考評方式探索

考評方式是課程改革的重點。本課程的教學目標重在實驗室安全意識的培養，“生物實驗室安全”部分采用計算機在線考試+紙質卷面閉卷考試相結合的方式進行系統全面的考核，以此提高研究生對實驗室安全的重視程度。在線考試限時1 小時，隨機抽取題庫中的100道題目，90分為合格，學生有1次補考機會。卷面考試2小時，有部分選擇、判斷類型的客觀題，更主要的是簡答、論述等主觀題，75 分為合格，不合格的學生需要重修。“大型儀器應用”部分注重實踐操作，采用上機考核方式進行，研究生自帶樣品進行完整的上機操作。整個過程由專業技術人員進行觀測及評價，能夠獨立、規范、完整地完成儀器操作視為考核合格?？己撕细竦难芯可o予大型儀器平臺儀器使用自主測樣權限，不合格的研究生需要重新參加培訓，直至合格為止。

三、生物實驗室安全及大型儀器應用課程的教學資源建設

課程教學資源的豐富程度對課程的教學內容范圍、教學效果水平等都有極大影響。生物實驗室安全及大型儀器應用課程教學資源建設，綜合考慮了校內教學資源、校外教學資源以及信息化教學資源的建設。

（一）校內教學資源的挖掘

其一，重點是建設規范、系統的教學課件，教學團隊反復討論、修改，配合教學目標和教學內容，開發覆蓋相關知識點、內容豐富的系列化教學課件。其二，開發系列化的大型儀器規范化操作教程，目前已經完成了《激光掃描共聚焦顯微鏡》的教程。教學課件更側重理論知識講授，操作教程更側重實踐操作，兩者配合可以給學生提供更全面的學習資源。其三，動態更新教學資源，與大型儀器平臺建設配套，不斷開發新購置設備的相關教學資源。

（二）校外教學資源的拓展

教學團隊加強與企業的有效合作，邀請消防安全設施公司、科學儀器生產廠家的專業技術人員到校進行主題式的專場講座。專場講座更側重具體案例、問題的分析及解決，進一步拓展研究生的知識面，豐富教學內容，是校內教學資源的有效補充。比如“突發火災應急演練專題”會準備滅火毯、消防沙、各種滅火器，針對不同類型的起火，讓研究生在專業技術人員的指導下操作演練，以達到使研究生強化安全意識、提高安全技能的目的?！耙合嗌V-質譜技術專題”選擇具有代表性的、由研究生提交的實驗樣品，由廠家安排專業技術人員到我校儀器平臺進行現場操作示范，讓研究生從實驗實踐中學會分析問題、解決問題。

（三）信息化教學資源的完善

這門課程建設了內容豐富翔實、功能完善、界面人性化且能滿足相關專業學生需要的網絡教學平臺。該平臺的構架包括課程背景、教學團隊、教學資源、參考資料、互動交流等內容。信息化教學資源包括教學大綱、教學日歷、教學課件、規范操作教程、實驗室安全試題庫、課堂教學錄像、儀器操作視頻等等。教學課件、規范操作教程定期更新；試題庫允許學生自主練習、自主測評，也可以安排統一考試；儀器操作視頻包括本校技術人員的操作、儀器廠家專業技術人員的操作等?；咏涣鞑糠纸柚鶴Q 和/或微信平臺，創建安全經驗交流群、各個儀器的技術交流群。各群都有教學團隊的相關教師，以便及時給予學生學習指導，降低實驗室安全風險。

四、結語

近年來，高校實驗室安全事故時有發生，實驗室安全逐漸受到重視，各個高校已陸續開展實驗室安全培訓或開設實驗室安全課程。但是由于實驗室安全教育的效果是隱性的，大部分課程的開設只停留在形式上；很多安全培訓也只停留在傳統意義上的消防安全知識講授,缺乏結合本實驗室實際的系統安全教育。此外，國內有些安全教育沒有像其他課程一樣建立起教育團隊,缺乏既懂學科專業知識又具有豐富安全教育與管理工作經驗的專業化隊伍，造成了實驗室建設與管理部門以及國有資產部門甚至保衛部門都開設實驗室安全培訓或課程，培訓和課程質量參差不齊。我校生物實驗室安全及大型儀器應用課程能夠較好地圍繞生命科學相關實驗室存在的安全問題及常用大型儀器使用情況給出學習建議或意見，在研究生實驗室安全教學體系建設方面進行了有效探索，對研究生實驗室安全意識及科學研究素養的培養具有重要意義。