基于PDCA循環理論的開放實驗室安全管理體系研究與實踐

［摘 要］項目組結合近24年的實驗室管理經驗，立足廣東海洋大學化學與環境學院應用化學專業開放實驗室現狀，針對實驗室安全管理工作各個環節存在的問題，探討并構建了基于PDCA循環理論的開放實驗室安全管理良性閉環體系，以期不斷革新改進，提升實驗室安全管理水平。文章主要闡述了廣東海洋大學化學與環境學院開放實驗室近三年來實施實驗開放的安全管理具體過程以及取得的成效。

［關鍵詞］化學專業；開放實驗室；PDCA循環管理；實驗室安全

［中圖分類號］G642.0 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）03-0020-04

黨的二十大提出了“實施科教興國戰略，強化現代化建設人才支撐”的全新要求，為新時代教育指明了前進方向，新時代的大學已經成為知識創新的基地和動力源[1-2]。近年來，為主動應對新一輪科技革命和產業變革，教育部積極推進新工科建設，鼓勵高校不斷拓寬物理、化學、材料和生物醫學等實驗學科的研究領域。隨著高校辦學能力的提升，高校實驗室成為培養創新人才的重要基地，其科研與教學迅速發展，是新工科建設發展的重要支撐，因此實驗室安全管理成為高校重要的關注點[3-4]。

廣東海洋大學作為海洋與水產學科特色鮮明的廣東省高水平重點學科專業建設高校，肩負著華南地區海洋人才培養的使命，任重道遠。化學與環境學院承擔著全校公共基礎化學實驗教學任務，同時承擔全校危險化學品購買、儲存、出入庫、日常管理、應急安全培訓以及安全檢查等任務，為學校海洋特色創新型人才的培養和高水平重點學科專業建設提供了有力支撐。在上述背景下，項目組為更好地滿足學生開展大學生創新創業訓練項目、畢業論文設計、學科競賽以及科研活動等實驗的需要，以培養學生的科學思維、探索精神、實踐能力和創新能力為目標，結合學院發展需要，在開放實驗室建設管理上引入PDCA（Plan—Do—Check—Act，即計劃—執行—檢查—處理）循環理論嘗試改革，以期為開放實驗室安全管理提供借鑒。

一、開放實驗室PDCA循環安全管理體系

PDCA循環理論是由休哈特（Walter A. Shewhart）于1930年提出，1950年被美國著名管理學家戴明（W. Edwards Deming）在持續改善產品質量的過程中總結得出的循環思維模式，又被稱為“戴明環”。PDCA循環作為質量管理的一種基本方法，具有標準化、程序化和科學化的特點，將其引入高校實驗室管理，對完善管理機制、構建規范化運行體系有著重要意義[5]。2021年3月，筆者因學校工作需要，到化學與環境學院實驗教學中心承擔基礎化學實驗課程實驗教學和開放實驗室建設管理工作，發現了一些問題，諸如本科生實驗室安全意識薄弱、缺乏科研實驗操作經驗、儀器設備使用不規范、試劑藥品存放不合規、安全培訓形式化、危險化學品使用不規范及廢棄液處置不當等。項目組針對以上問題，結合筆者在探索實驗項目開放式實驗教學過程中的體會與經驗[6]，通過分析現狀、找出安全問題、擬定措施計劃（P），合理設計準入與準出安全管理體系及危險化學品安全管理體系、開發虛擬仿真實驗資源、落實安全教育（D），進行日常實驗室安全監督檢查（C）以及危險源和安全風險點隱患整改（A），形成開放實驗室PDCA管理體系，不斷提高開放實驗室安全管理質量和效率。

二、開放實驗室安全管理具體措施

（一）建立準入與準出安全管理體系

近年來，眾多學者通過實驗室安全事故致因理論研究，指出引起安全事故的主要原因包括人的不安全行為、物的不安全狀態和環境的不安全條件，因此只有控制人的不安全行為、物的不安全狀態和環境的不安全條件，才能最終有效防范和減少實驗室安全事故發生[3]。在高等學校推廣大類招生改革的背景下，由于高考選考化學科目的變化，有些學生被錄取到化學專業卻并未選修化學[7]，缺乏基本的化學實驗操作基礎，甚至有學生連簡單的回流步驟都不會制訂。開放實驗室人員流動性大，很多學生互相不認識，指導老師也不相同，他們在實驗過程中和使用儀器設備時缺乏有效溝通，無形中加劇了人的不安全行為、環境的不安全條件以及實驗室物的不安全狀態。為消除上述安全隱患，應引進PDCA循環理論。（1）根據國家有關實驗室安全法規以及學校文件要求，結合學院化學專業實際情況，制定化學與環境學院開放實驗室申請及管理辦法，要求學生填寫開放實驗室申請表、簽訂安全責任承諾書等。（2）實驗室安全考試合格的學生方可按照規定逐級申請審批，先由實驗室負責人和指導老師審批，再由學院相關責任人簽字蓋章，最后申請人須參加實驗室負責人主持的線下培訓，合格后才能開展實驗活動。（3）開放實驗室安全管理團隊將開放實驗室負責人（第一安全責任人）、指導老師（第二安全責任人）、安全員（第三安全責任人）、學生以“傳幫帶”的形式優化組合，所有成員均是開放實驗室安全責任承擔者。（4）完成階段實驗的學生須嚴格按照開放實驗室準出條例如實登記，且經實驗室負責人和指導老師檢查核實后開具準出證明，才能離開。實驗室負責人均以實驗室第一安全責任人的身份對以上每個環節安排實施，不同指導老師團隊各選出一名責任心強的學生作為實驗室安全檢查固定安全員，開放實驗室負責人、指導老師和固定安全員定期實施檢查監督跟蹤，及時指導學生糾正不當行為，消除安全隱患。實驗室安全責任人安全員制度的制定促進了PDCA循環管理良性閉環的形成。

（二）建立危化品安全管理體系

危險化學品（簡稱危化品）是化學類科研實驗室中的主要且重大危險源，實驗室安全事故涉及危化品的達80 % 以上，提升危化品安全管理的質量和效率成為當務之急[8]。鑒于此，結合本校化學專業學科實際，通過安全風險點識別與制定危險化學試劑及廢棄物分級分類管理存放細則（P）、落實危險化學試劑及廢棄物安全教育（D）、進行日常安全監督檢查（C）以及安全隱患整改（A），借鑒PDCA循環理論提高危險化學試劑及廢棄物安全管理質量和效率，建立科學有效的開放實驗室危化品安全管理體系。各環節的具體措施如下：（1）根據開放實驗室實際情況，將危化品按照等級高低分為管制類（易制毒和易制爆）、有機溶劑、壓縮氣體類、其他類，對常用丙酮、鹽酸、硫酸等易制毒管制類危化品采用從中心危化品倉庫即領即用原則、壓縮氣體不存放且實行限購原則，查詢MSDS（化學品安全說明書）掌握有機溶劑正確使用方法，將危化品在通風櫥限量分類存放，將廢棄物按等級分類暫存并定期報送學校處理。（2）通過準入實驗室安全培訓課學習《危險化學品安全管理條例》、MSDS等，在每周例會以及每月實驗室安全學習中融入安全教育，讓學生了解危化品性能、注意事項、廢棄方式等。實驗室負責人將每周例會定在周五，針對平時發現的實驗室各種安全隱患問題對學生進行現場培訓，例如指導學生掌握在處理樣品時液氮罐的操作方法，并提醒他們注意學習一些安全知識，指導不會使用的學生進行實操練習，消除此類隱患。（3）制定不定期安全檢查制度。開放實驗室安全管理團隊在2023年4月發現危險化學廢棄液傾倒泄漏導致有機試劑污染，于是關停實驗室一天并通知團隊相關教師和學生進行整改，此類事件累計發生1次；發現有學生將危險化學試劑從試劑柜中取出未及時上鎖3次，監督提醒相關學生，消除此類安全隱患。

（三）注重虛擬仿真實驗安全教育

化學類科研實驗基本操作包含許多高危、不可逆操作，如高溫油浴回流蒸餾、高速離心和高壓煅燒等。化學類科研實驗還普遍使用涉及易燃、易爆、強腐蝕和易制毒等的試劑，易因操作或使用不當引發安全事故。這些實驗較難在實驗室進行實操指導或演練培訓，虛擬仿真實驗就可以很好地彌補這一不足[9]。虛擬仿真實驗畫面清晰逼真，可通過色彩、聲音和動手操作等加深學生對實驗安全的認知理解，實踐證明能夠有效減少及避免事故發生。具體措施有：（1）在實驗空間網站搜索共享開放的虛擬仿真學習軟件，并將其定期推送到開放實驗室管理群供學生學習；（2）廣泛動員并指導大一大二學生制作基礎化學實驗室安全微視頻，從易燃易爆、高腐蝕性、易制毒、高溫高壓操作等易發高發實驗事故入手，指導學生收集或制作簡易動畫視頻，積累虛擬仿真實驗素材，帶領學生通過參加各類實驗室安全知識競賽、全國大學生市政環境類AI+創新實踐能力大賽、全國大學生化工實驗大賽等實實在在地鍛煉并提升實驗操作技能；（3）結合仿真實驗課程，針對開放實驗室實際安全問題設計制作虛擬仿真教育資源，為開放實驗室持續順利運行提供有力保障。以上具體措施充分發揮了虛擬仿真實驗與實體演練互補的功能，明顯激發了學生動手操作的熱情，提升了安全教育教學質量，助力學生更好地進行科學研究。

（四）積極打造實驗室安全資源信息共享平臺

為了更好地搭建實驗室負責人、指導老師與學生在科研活動實驗過程中及時聯系溝通的橋梁，開放實驗室安全管理團隊致力于打造安全資源共享信息平臺，主要措施如下：（1）建立開放實驗室微信群和QQ群。要求使用開放實驗室的教師和學生必須進群，實驗室負責人在群里及時發布學校、學院實驗室定期安全檢查情況的通報，開放實驗室管理團隊日常安全監督檢查情況的通報以及整改情況通報。（2）以學院實驗教學中心微信公眾號為依托，設立開放實驗室安全板塊。具體內容包括實驗tips（小貼士）板塊（政策制度、危化品知識卡），定期完善開放實驗室申請制度及注意事項，定期更新補充危化品知識卡及應急處理預案；實驗安全小tips板塊（日常實驗安全、危險化學試劑），實驗室負責人和安全員定期公布開放實驗室日常檢查發現的安全隱患問題，有關危險化學試劑配置、使用、存放等安全問題；常用儀器設備使用介紹操作板塊，主要包括每臺儀器安全使用的范圍、性能、原理、維護保養以及詳細使用操作視頻等內容。儀器設備的正確使用是學生們順利進行科研實驗的有力保障，團隊安排經驗豐富的研究生定期帶領本科生操作大型精密儀器檢測樣品，并將整個實驗過程錄制視頻，及時推送到公眾號上，供學生學習觀看。以上3個板塊內容分別由開放實驗室管理團隊負責人、教師、安全員具體負責，定期更新，以便隨時展示開放實驗室實驗安全管理與運行情況。（3）設立科研與教學板塊。分別由團隊教師帶領使用開放實驗室的學生對院內資源、院外資源、大創項目、科研項目等進行管理，并實時更新實驗應知應會等內容，及時推送學生取得的各項成果（專利、論文、競賽獲獎）以及專業科研最新進展等，培養學生主動參與開放實驗室安全管理的能力，使他們獲得成就感。

三、開放實驗室開放成效

開放實驗室自2021年3月運轉至2024年9月，取得了較好的成效：承擔并完成廣東海洋大學大學生創新創業訓練計劃項目6項，其中省級4項、校級2項；承擔校級省部級科研項目8項，其中校級博士科研啟動項目5項、湛江市科技攻關計劃項目1項、廣東省自然科學基金面上項目1項、廣東省教育廳特色創新項目1項，經費合計130余萬元；協助2021—2024屆應用化學、制藥工程、環境科學專業本科生完成畢業論文實驗，共計140余次，王頔老師獲2021年度本科生優秀畢業論文和本科優秀畢業論文指導獎；學生參與項目獲得中華人民共和國國家知識產權局國家發明專利授權2項，登記計算機軟件著作權2項；學生參與各類競賽獲獎30余次，獲得全國大學生化工設計競賽全國三等獎3項，全國大學生化工實驗大賽全國二等獎1項，中南賽區一等獎2項、三等獎1項，其中王頔老師指導的2019級應用化學專業簡綺穎、黃坤偉、林潔瀅同學獲得2021年中南地區高校化工原理大賽暨第四屆全國大學生化工實驗大賽中南賽區選拔賽省級一等獎、全國二等獎各1項，2021級環境科學專業劉琪琦同學獲得2022年第四屆全國大學生市政環境類創新實踐能力大賽華南賽區虛擬仿真賽三等獎，指導老師諶素華被評為優秀指導教師，2022級應用化學專業陳宇慶等8名學生參加第二屆廣東省高校實驗室安全知識校際邀請賽——科勞斯杯微視頻大賽獲得校賽一等獎；學生以第一作者身份發表 SCI 論文3篇（其中二區2篇），參與發表論文10余篇。

四、結語

隨著高校辦學能力的提升，高校實驗室科研得以迅速發展，但實驗室安全事故時有發生，已成為實驗室健康發展的制約性因素之一。經過幾十年來的各種實踐，PDCA質量管理取得的效果是巨大的[10]。在機遇與挑戰并存的形勢下，開放實驗室安全管理團隊采用PDCA循環管理理論，制定了開放實驗室安全責任人→安全員→學生的安全員制度，通過建立準入與準出安全管理體系、建立危化品安全管理體系、注重虛擬仿真實驗安全教育、積極打造開放實驗室安全資源信息共享平臺等一系列措施，建立了能夠持續改進的完善的開放實驗室安全管理良性閉環體系，為學生提供了良好的科研實驗平臺，極大地改善了學院開放實驗室的管理狀況，提高了實驗室的安全管理質量和使用效率，促進了學生創新創造能力的發揮，鞏固了學生的化學專業基本知識和實驗技能，為學生今后從事科學研究奠定了堅實的基礎，適應了新時代高校人才培養的需要[11]。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 高毅哲，焦以璇，儲召生.充分發揮基礎性戰略性支撐作用：代表熱議教育、科技、人才助力全面建設社會主義現代化國家[N].中國教育報，2022-10-18（1）.

[2］ 吳朝暉.21世紀創新型大學的構建[J].科教發展研究，2022，2（2）：1-17.

[3］ 王維，馬麟.高校實驗室安全事故人為因素及其影響路徑分析[J].實驗室研究與探索，2024，43（7）：264-268.

[4］ 劉景超，袁澤華.“新工科”背景下高校實驗室安全管理體系建設探討[J].實驗室研究與探索，2022，41（8）：327-332.

[5］ 杜驍.基于PDCA循環的高校實驗室規范化運行初探[J].實驗室研究與探索，2022，41（4）：254-257.

[6］ 諶素華，王維民，黃和，等.實驗項目開放式實驗教學探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2009，28（2）：142-144.

[7］ 李海玲，孫萬虹，曹忻，等.基礎化學實驗教學中的實踐創新能力提升[J].化工管理，2023（22）：32-35.

[8］ 柏玲，黃鎮東.PDCA循環理論在危化品安全管理中的應用[J].實驗室科學，2024，27（3）：184-188.

[9］ 趙偉，張倩，羅建川，等.以國家虛擬仿真實驗教學金課為特色的生物醫學實驗室安全教育體系建設與應用[J].診斷學理論與實踐，2024，23（3）：341-346.

[10］ 徐蕾，鄒斌，楊大磊.PDCA在實驗室安全管理中應用[J].實驗室研究與探索，2019，38（11）：297-300.

[11］ 劉懿.新時代高校人才培養的戰略內涵與實踐路徑[J].中國高等教育，2022（21）：38-39.

［責任編輯：鐘 嵐］