基于互聯網技術的醫學本科新生化學實驗室安全教育探索

李柄諭　牛奔　李發勝

摘 要：本研究以醫學院校新入學的本科生為主體，利用互聯網科技手段和應用，在方法、內容等方面進行了安全教育的探索。實踐表明，該教育模式提升了學生的安全意識和素養，增加了學生的安全知識儲備，提高了學生對化學實驗室常見安全問題的解決能力。

關鍵詞：化學實驗室安全；安全教育；虛擬仿真教學；教學改革

高校實驗室是實施教學與科研的重要場所。化學實驗室因涉及到的有毒有害化學試劑及特種設備數量和種類較多，常會發生一些難以預測、危害較大的事故。因此，加強安全教育，保證化學實驗安全進行是一項十分重要的任務。對于醫學院校大一新生而言，化學實驗是他們第一次真正接觸實驗室，第一次將課本知識應用于實踐。這期間，學生只有養成科學嚴謹的實驗習慣，才能有效減少甚至避免安全事故的發生。2021年12月，教育部辦公廳印發《關于開展加強高校實驗室安全專項行動的通知》，明確指出要強化實驗室安全教育體系建設，把實驗室安全教育納入學生的培養環節中。大連醫科大學檢驗醫學院在培養大一醫學新生時，將化學實驗室安全教育放在首位，采用以學生為中心的教育模式，通過虛擬仿真技術自主訓練、“雨課堂”或線下課堂教師講解，以及實驗室安全準入考核等方式，探索出適合醫學本科新生的安全教育課程體系，并在近年的教學實踐中收到了良好效果。

一、化學實驗安全教育的必要性

許多開設化學專業的高校，在開展化學實驗課教學時會專門講授實驗室安全教育，以保證學生在進入實驗室前系統地學習實驗室安全知識、實驗室管理制度、儀器試劑使用規范以及安全事故處理方法等內容。然而在醫學院校，由于化學學科課時較少，學校很少為本科生開設專門的實驗室安全教育課程，多是在教學過程中加入簡短的安全教育，講解一些實驗安全注意事項。這種教學模式往往導致學生無法系統學習實驗室安全常識，更沒有學到應對危險的處理措施。尤其是對于新入學的本科生而言，他們很少主動了解實驗室安全事故類的資訊，對實驗室安全問題可能引發的嚴重后果沒有足夠的警惕，進入化學實驗室后經常會進行一些違規操作，埋藏著巨大的安全風險。因此，對進入化學實驗室的本科新生進行系統的安全教育，培養他們的安全意識，進而形成規范的安全操作習慣，對其以后的學習、科研和工作都有重要意義。

二、化學實驗安全教育過程

化學實驗安全教育的內容相對固定，遵循科學常識和規范，但形式可以在原有基礎上不斷創新，以提升教育實效，特別是與互聯網技術相結合的教育形式，深受學生歡迎。以課題組所在的大連醫科大學為例，為加強對大一新生的安全教育，學校將實驗室安全教育納入教學體系，在面向全校醫學生開設的化學實驗課程中，將第一次實驗課內容安排為“實驗室安全教育”。此外，為了提升教學效果，學校采用線上線下混合模式實施教學，即教師通過網絡平臺（雨課堂）為學生提供預習資料，學生利用虛擬仿真平臺MLabs移動虛擬實驗室進行虛擬仿真實驗，并通過結合線下實驗操作、答疑和討論的實驗教學流程，使學生掌握安全知識，了解實驗安全教育的重要性，樹立實驗安全意識，最終養成安全實驗、規范實驗的良好習慣。

“雨課堂”主要用于教師課前發布預習任務、課堂點名、PPT授課，以及與學生實時互動等。MLabs虛擬仿真教學平臺分為兩部分，一部分是MLabs軟件，另一部分是與MLabs相關聯的Moolsnet公眾號。MLabs軟件中包含大量虛擬仿真實驗資源，是學生進行虛擬實驗練習的主要工具；Moolsnet公眾號可以讓教師隨時查看學生虛擬仿真實驗的完成情況，同時也包含了一些可用于檢驗學生學習成果的測試游戲。不論是“雨課堂”授課平臺，還是MLabs仿真教學軟件，都是較為成熟的技術，可以保證實驗教學順利開展。

（一）利用“雨課堂”進行預習

教師在課前使用MLabs軟件進行練習，了解仿真安全實驗的具體內容，并根據軟件提供的虛擬實驗，結合線下實驗教材進行備課，準備教學所需的PPT。同時，教師會提前通過“雨課堂”將相關預習資料發放給學生用于課前預習，借助“雨課堂”的數據統計功能了解學生的預習情況。

（二）使用仿真教學軟件進行練習

MLabs軟件為學生提供了實驗室基本安全知識、化學品取用、突發及應急事件處理、氣瓶的使用，以及危險廢棄物處置五大模塊的內容。每個模塊包含多種實驗室場景，通過動畫形式演示并講解實驗室常見物品及其使用、實驗室常見危險等內容。授課教師對軟件涉及的相關內容進行初步講解。學生通過自主操作，對教師講解的內容進一步地掌握與學習。軟件提供練習和考試兩種學習模式，供學生自主選擇。學生在練習模式下學習時，軟件可以提供相關指導與語音提示，學生掌握所有內容后，可以進入考試模式。考試模式內容與練習模式內容相同，但沒有任何提示，學生需根據自身掌握的知識完成實驗內容考試。通過體驗考試模式，學生可以發現自己的不足，同時教師也可以通過學生的考試分數了解他們對于安全知識的掌握情況。學生自主學習過程中，如果遇到難以理解的問題，可隨時與授課教師溝通，教師及時對其進行講解與指導。當學生完成全部學習及測試后，即可在個人中心獲得虛擬實驗安全準入的合格證書。

（三）通過“闖關”獲得實驗室準入資格

Moolsnet公眾號與上一環節使用的MLabs軟件是配套使用的仿真教學資源。學生通過MLabs軟件學習實驗室安全知識后，可以進入Moolsnet公眾號提供的實驗室安全教育小游戲進行測試，在“闖關”成功后即可獲得實驗室準入資格。

在實驗室安全教育小游戲中，化學科目包含了個人安全防護、火災預防與自救、危化品儲存與轉移、危化品的使用安全等12個模塊。學生通過游戲互動的模式回答安全知識問題，獲得游戲積分。由于該課程面向大一新生，其中部分學生未滿18周歲，在使用小游戲進行訓練時遇到了未成年人游戲時間限制問題，無法使用此功能。面對這一技術難題，課題組與軟件開發部門積極溝通，上線了未成年版小游戲，保證所有學生都可以順利完成學習。當學生完成全部關卡測試并獲得符合要求的積分后，即可在個人中心獲取實驗室安全小游戲安全準入的證書。通過這一環節的測試，學生再次加深了對實驗室安全相關知識的理解，授課效果明顯。為了保證安全教育的實效，課題組規定學生必須獲得虛擬實驗安全準入和實驗室安全小游戲安全準入的證書后，才能進入化學實驗室開始線下化學實驗或科研工作。

（四）課堂講解

學生獲得實驗室安全準入證書進入實驗室后，指導教師會根據虛擬仿真訓練的情況，對學生得分普遍較低的內容進行現場講解，并結合一些具體的實驗提出思考題，供學生互相探討。課題組重點從兩個方面出發，對授課效果進行了討論。一方面，教師在授課結束后根據學生所學內容設置一套測試題，通過測試可以發現，大部分學生已經掌握實驗室安全知識。對個別成績不理想的學生，教師可以作進一步培訓，及時解決他們的問題和困惑。另一方面，在后續的化學實驗授課過程中，教師定期就實驗室安全相關知識對學生進行指導，幫助他們復習和總結。

三、結語

保證實驗室安全是醫學類高校順利開展教學和科研工作的基礎。提前開展實驗室安全教育，最大程度地預防實驗室事故的發生，具有重要意義。課題組采用以學生為中心的教學模式，開展實驗室安全教育，教學手段更加新穎，教學內容更加豐富。經過幾個學期的實踐探索，學生在安全意識和素養、規范操作等方面都有了顯著的提高，明顯優于未經系統安全教育培訓的往屆學生。在實驗過程中，學生對于可能引起安全問題的操作格外謹慎，實驗室發生意外事故的風險大大降低。

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