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(chǎn)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(diào)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(xiàn)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(yī)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(yǎng)學生的實踐能力和綜合素質(zhì)[1]。隨著材料學科科學研究的推進及其在各行業(yè)的廣泛應用，為了實現(xiàn)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(xié)調(diào)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(xiàn)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(yǎng)工作也提出了更高的要求，同時對使用人員操作設備的規(guī)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(jié)

當前，實驗課教學的主要目標是在規(guī)定的學時內(nèi)完成授課內(nèi)容及達標考核，不會特別強調(diào)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(tài)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(guī)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(chǎn)生大量銹斑和劃痕;由于沒有預先強調(diào)顯微鏡的使用細節(jié)注意點，鏡頭因與試樣表面發(fā)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(jīng)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(jié)的要求及把控，對學生安全意識的培養(yǎng)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(jù)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(jié)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(xiàn)設備問題，直接影響后續(xù)實驗課的授課進度和質(zhì)量。這充分暴露了實驗教師不重視設備操作細節(jié)、不檢查設備使用情況、對出現(xiàn)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(guī)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(xiàn)彎曲變形，在很大程度上增加了維修成本，也影響了實踐環(huán)節(jié)的成效。

1.2? 深化教學課程改革，規(guī)范實驗教學要求，重視專業(yè)實驗教師培養(yǎng)

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(guī)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(xiàn)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(yǎng)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(fā)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?shù)膯栴}，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(yè)規(guī)劃上偏向于傳統(tǒng)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(yè)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(huán)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(zhàn)[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(yǎng)高層次人才、知識創(chuàng)新與技術創(chuàng)新的重要場所，是先進技術發(fā)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(chuàng)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(yè)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(xù)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(huán)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(jié)處理強調(diào)不到位，學生不按照規(guī)定對使用后的廢液進行處理，不僅污染環(huán)境，還存在潛在的危險，嚴重時可能引發(fā)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(tǒng)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(tài)，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(xiàn)場監(jiān)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(tǒng)中申請也有利于找到上一個使用設備的責任人，能及時發(fā)現(xiàn)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(jiān)控管理系統(tǒng)以及應急預案

加強實驗室安全管理智能預警系統(tǒng)和實驗室安全綜合監(jiān)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(wǎng)絡化教學系統(tǒng)課程，包括實驗室安全、?；钒踩饶K的學習，標準化考試系統(tǒng)通過測試者方可在系統(tǒng)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(xiàn)操作不當，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)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(fā)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(tǒng)采用了綜合可視化預警平臺、人臉識別、危險區(qū)域行為預警、動態(tài)監(jiān)控等先進技術，對操作過程實時監(jiān)控，防患于未然，遇到問題也可以及時處理，將可能發(fā)生的安全事故消滅在萌芽狀態(tài)。

3 結語

實驗室安全、實驗教學質(zhì)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(fā)展相輔相成，有安全才有發(fā)展，高校實驗室管理應緊跟時代步伐，改變墨守成規(guī)的現(xiàn)象，持續(xù)革新理念，加強實驗室專業(yè)人才培養(yǎng)，保障高質(zhì)量的實驗教學成果。

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