中學(xué)生物實驗安全現(xiàn)狀分析

崔文靜，秦瑞坪，2

（1.伊犁師范大學(xué) 生物與地理科學(xué)學(xué)院，新疆 伊寧 835000；2.伊犁師范大學(xué) 資源與生態(tài)研究所，新疆 伊寧 835000）

實驗是生物科學(xué)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(dāng)就會產(chǎn)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(fā)生已引起眾多學(xué)生及家長的重視。根據(jù)相關(guān)報道，對2015—2021年實驗室安全事故、近9年中小學(xué)及高校實驗室安全事故作出統(tǒng)計，結(jié)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(fā)生，其中，2015—2017年出現(xiàn)下降趨勢，但2019年后事故發(fā)生次數(shù)再次增加；高校的事故發(fā)生次數(shù)遠(yuǎn)多于中小學(xué)。實驗室安全事故的主要類型為火災(zāi)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(xùn)，嚴(yán)格要求相關(guān)人員，從剛接觸實驗的中學(xué)生開始，嚴(yán)格規(guī)范實驗操作步驟，培養(yǎng)實驗素養(yǎng)，為學(xué)生步入高校深造打好基礎(chǔ)。消除安全隱患的關(guān)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(qiáng)中學(xué)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(jié)“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”為例，對中學(xué)生物實驗現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出相關(guān)改進(jìn)措施[1-2]。

圖1 2015—2021年實驗室安全事故次數(shù)統(tǒng)計

圖2 近9年中小學(xué)及高校實驗室安全事故次數(shù)

1 實驗過程中存在的問題

以本節(jié)實驗為例，要求學(xué)生掌握某些化學(xué)試劑的性質(zhì)并且綜合運(yùn)用，通過運(yùn)用化學(xué)試劑與生物組織中相關(guān)化合物的特定顏色反應(yīng)驗證化合物的存在。在驗證過程中，不僅會用到相關(guān)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(xué)生實驗準(zhǔn)備不到位

豐富、全面的知識儲備是進(jìn)行實驗的基礎(chǔ)，也是快速、準(zhǔn)確完成實驗的關(guān)鍵。然而，中學(xué)生普遍存在預(yù)習(xí)重點不準(zhǔn)確甚至不預(yù)習(xí)的現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)行實驗時，因為科學(xué)知識不過關(guān)、不熟悉實驗步驟，無法做到規(guī)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(jìn)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(xué)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(jié)束時，要用燈帽蓋滅酒精燈，不可用嘴吹滅酒精燈。很多學(xué)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(jìn)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(guī)范，就會引發(fā)爆炸、燃燒等安全事故，造成不必要的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 學(xué)生缺乏實驗安全意識

要想減少實驗安全事故，學(xué)生要有強(qiáng)烈的實驗安全意識[4-5]。相對于大學(xué)生而言，中學(xué)生正處于對事物的探索期，有更強(qiáng)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(xué)生對一切事物都充滿好奇心和求知欲，在沒有指導(dǎo)老師的情況下，會隨意碰觸化學(xué)藥品和實驗器材，稍有不慎就會出現(xiàn)被藥品侵蝕、被器材誤傷等情況，對學(xué)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(xué)生出于好奇，錯以為可以隨便食用進(jìn)而出現(xiàn)誤食的現(xiàn)象，導(dǎo)致被細(xì)菌感染，出現(xiàn)身體不適等情況[2]。

1.3 學(xué)生缺乏良好的應(yīng)急能力

實驗課程要求學(xué)生不僅要具備過硬的動手操作能力，還要具備良好的應(yīng)急能力。在實驗過程中，面對突發(fā)情況，要能及時做出反應(yīng)并妥善處理，以免釀成大禍。例如中學(xué)生物實驗“物質(zhì)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(dāng)試劑瓶被意外打翻，試劑進(jìn)入眼睛等重要部位時，學(xué)生很少能夠做到良好的應(yīng)急處理，無法沉著冷靜地應(yīng)對突發(fā)情況，心理素質(zhì)較差，錯過降低傷害的黃金時間。另外，當(dāng)用酒精燈進(jìn)行水浴加熱意外引燃易燃物品時，學(xué)生因平時未加以培訓(xùn)、缺少實訓(xùn)經(jīng)驗，不能及時用滅火器等進(jìn)行滅火，釀成火災(zāi)等安全事故。

1.4 教師的安全教育不到位

中學(xué)學(xué)生基數(shù)大，實驗課堂上學(xué)生較多、不易管理，很難將實驗室安全教育傳達(dá)到位。中學(xué)教師因?qū)嶒炇矣邢抟约罢n程安排緊湊，易忽視實驗教學(xué)的重要性，很少開展實驗安全教育課。因此，學(xué)生的實驗安全意識不強(qiáng)。實驗教師數(shù)量少，不能確保學(xué)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?qū)W生開展實驗安全態(tài)度、安全知識、實驗室器材規(guī)范使用相關(guān)課程。另外，大多數(shù)教師更重視理論教學(xué)，忽視了實驗教學(xué)。因此，在教學(xué)過程中，出現(xiàn)準(zhǔn)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(guī)章制度告知學(xué)生，導(dǎo)致學(xué)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(fā)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(qū)的中學(xué)存在學(xué)生數(shù)量多但實驗室數(shù)量較少且設(shè)備投資不足的問題。很多中學(xué)會將實驗室分配給多個學(xué)科教學(xué)共用，容易出現(xiàn)藥品混雜的問題。個別藥品的密封性不夠，導(dǎo)致有害氣體揮發(fā)到空氣中，這就要求實驗室有良好的換氣系統(tǒng)[6]。此外，教師沒有對實驗室安全相關(guān)問題進(jìn)行整理歸納，相關(guān)規(guī)定沒有張貼提醒，實驗室缺乏行之有效的規(guī)章制度，學(xué)生在實驗室沒有紀(jì)律、沒有規(guī)矩，不能規(guī)范自己的行為，不利于教師的管理[5]。實驗室是進(jìn)行實驗操作的地方，是極易發(fā)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(guān)實驗器材沒有及時更換調(diào)整，未能從根本上杜絕安全隱患；實驗室內(nèi)不具備完善的廢氣、廢液處理系統(tǒng)，實驗結(jié)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(huán)境的污染。

1.6 教師的實驗操作不規(guī)范

2019年9月，常州一科學(xué)老師在向?qū)W生演示實驗時，因操作不規(guī)范產(chǎn)生閃燃，引發(fā)安全事故。這表明，部分實驗教師的實驗操作不規(guī)范，未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，在實驗操作過程中未加注意，也會引發(fā)事故。中學(xué)生物實驗相對于其他科學(xué)實驗更加煩瑣，這就要求教師具備更高的實驗素養(yǎng)和實驗操作能力。但是很多中學(xué)仍然存在實驗教師不經(jīng)培訓(xùn)、操作技能不到位就直接上崗的現(xiàn)象，需要立即整改，既是對教師自身的安全負(fù)責(zé)，也是對學(xué)生的生命安全負(fù)責(zé)。

2 實驗安全相關(guān)改進(jìn)措施

2.1 夯實學(xué)生的實驗相關(guān)知識基礎(chǔ)

教師在課堂上進(jìn)行理論教學(xué)時，可將相關(guān)實驗內(nèi)容結(jié)合理論向?qū)W生普及，增強(qiáng)學(xué)生的記憶。學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中，可以對實驗內(nèi)容進(jìn)行模擬操作，提高對實驗的熟悉度。學(xué)生在實驗課程之前要預(yù)習(xí)，熟悉實驗操作過程，掌握基本的實驗操作技能。預(yù)習(xí)后，學(xué)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(xué)生要熟悉本節(jié)實驗所需實驗器材的使用方法以及注意事項，規(guī)范使用實驗儀器。以“物質(zhì)的鑒定”實驗為例，學(xué)生在實驗操作之前，要能正確區(qū)分不同的試劑，熟練掌握鑒定的物質(zhì)與所需試劑的對應(yīng)關(guān)系，杜絕藥劑亂用、錯用的現(xiàn)象；實驗中還涉及斐林試劑以及雙縮脲試劑的制備，學(xué)生要熟知相關(guān)藥品的化學(xué)性質(zhì)，如氫氧化鈉的強(qiáng)腐蝕性。另外，要了解實驗過程中可能出現(xiàn)的問題，防患于未然。課余時間，學(xué)生可以了解實驗室出現(xiàn)的事故案例，增強(qiáng)安全意識、警醒自己，從根本上杜絕類似事故的發(fā)生。

2.2 增強(qiáng)學(xué)生的實驗安全意識

教師可通過搜集近期發(fā)生的實驗室爆炸事故案例對學(xué)生進(jìn)行科普，讓學(xué)生意識到危險就在身邊，必須高度警惕，增強(qiáng)安全防范意識和自我安全保護(hù)意識。更要注意的是，要讓學(xué)生真正了解實驗室藥品的危害性。在中學(xué)生物實驗中，“觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布”“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化”等實驗都涉及濃鹽酸等強(qiáng)酸的使用，若使用不當(dāng)，則會對學(xué)生的安全造成威脅。對此，可通過相關(guān)視頻向?qū)W生展示被強(qiáng)酸強(qiáng)堿性藥品侵蝕的后果，達(dá)到增強(qiáng)學(xué)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?qū)W生普及使用規(guī)范。對學(xué)生進(jìn)行安全教育，增設(shè)相關(guān)的規(guī)章制度，不允許學(xué)生將與實驗無關(guān)的物品帶進(jìn)實驗室，尤其不能隨便食用帶進(jìn)實驗室的食品，嚴(yán)禁食用實驗材料。在實驗過程中，學(xué)生要按要求滴加藥品，必要時要在老師的指導(dǎo)下滴加。實驗結(jié)束后，要確保實驗室斷水?dāng)嚯奫1]。

2.3 定期組織學(xué)生開展應(yīng)急培訓(xùn)

快速應(yīng)變能力可以將事故造成的損失降到最低。學(xué)生要想具備良好的應(yīng)急能力，首先要具備良好的心理素質(zhì)，面對危險能夠做到臨危不亂。學(xué)校可采取相應(yīng)的措施定期對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，如開展實驗室消防演練，模擬操作實驗室事故發(fā)生時學(xué)生可采取的自救和互救措施，通過演練增加學(xué)生的經(jīng)驗，使其在真正面對危險時能夠下意識地做出正確的反應(yīng)。此外，要培訓(xùn)學(xué)生的急救能力，使其具備基本的自救能力。當(dāng)學(xué)生在實驗過程中不慎被強(qiáng)酸強(qiáng)堿等腐蝕性藥品侵蝕皮膚時，首先要用清水進(jìn)行沖洗，稀釋藥品濃度，并及時就醫(yī)。在實驗過程中，學(xué)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(fā)生能夠第一時間應(yīng)變。

2.4 提高對教師的工作要求

教師是學(xué)生實驗過程中的重要負(fù)責(zé)人和監(jiān)督者，所以實驗課程對教師有極高的職業(yè)要求。學(xué)校要按照規(guī)定對教師進(jìn)行培訓(xùn)，增強(qiáng)教師的安全意識并要求教師定期對學(xué)生進(jìn)行安全教育。教師可充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，通過制作微視頻等形式向?qū)W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(guān)注意事項操作，就會增加意外發(fā)生的概率。對此，教師可制作本節(jié)實驗的微視頻，完成模擬實驗，加深學(xué)生對該實驗的了解，進(jìn)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(jìn)行模擬展示，讓學(xué)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(shè)施以及水電進(jìn)行排查和檢修，排除所有安全隱患。在實驗過程中，教師要嚴(yán)格履行監(jiān)督人的職責(zé)，確保學(xué)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(dāng)意外發(fā)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(shè)備的管理員必須要通過相應(yīng)的培訓(xùn)，持證上崗。要強(qiáng)化教師的應(yīng)急能力和制定應(yīng)急預(yù)案的能力，實驗前，教師要告知學(xué)生相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

2.5 完善實驗室的設(shè)施設(shè)備

面對中學(xué)學(xué)生基數(shù)大的問題，學(xué)?？梢詳U(kuò)大實驗室規(guī)模或?qū)嵭行“嘟虒W(xué)，增加實驗課課時，避免大量學(xué)生同時做實驗造成的擁擠現(xiàn)象。學(xué)校要根據(jù)實際情況健全實驗室相關(guān)規(guī)章制度，規(guī)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(shè)備，以免發(fā)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(biāo)簽完整未被損壞，對于標(biāo)簽損壞的藥品要第一時間進(jìn)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(xué)生亂碰亂用。為了給學(xué)生提供良好的實驗環(huán)境，實驗室要劃分操作區(qū)和污染區(qū)，實驗結(jié)束后的廢液在污染區(qū)進(jìn)行處理。

3 結(jié)語

要想保證實驗室安全，實驗者、實驗指導(dǎo)老師以及良好的實驗環(huán)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(jìn)行整改，既要要求學(xué)生和教師有規(guī)范操作能力，又要保障實驗環(huán)境足夠安全，不可有客觀的安全問題存在。通過上述規(guī)范，在一定程度上降低實驗室安全事故的發(fā)生概率，同時為后期實驗教學(xué)奠定良好的基礎(chǔ)。加強(qiáng)中學(xué)生的實驗操作訓(xùn)練，要求中學(xué)生掌握基礎(chǔ)實驗知識，培養(yǎng)中學(xué)生的探索實驗精神，為后期科研人員的培養(yǎng)鋪墊基石，這一目標(biāo)也符合國家和政府加強(qiáng)培養(yǎng)優(yōu)秀人才的政策要求。