新時代背景下化學實驗室安全課程建設

余 濤，任 佳，梁 勇，戚洪彬，廉海榮

（中國地質(zhì)大學（北京）a.數(shù)理學院；b.實驗室與設備管理處，北京 100083）

0 引言

高校實驗室是培育人才、科學研究、實驗實踐等活動的重要基地，是創(chuàng)建一流大學和一流學科的必要條件，也是安全防護的重點部位［1-2］。高校通常重視教學、科研工作，而忽視實驗室安全管理。進入實驗室的學生安全意識淡薄，對安全事故的警惕性不高，沒有真正重視實驗室安全的重要性，缺乏安全技能，安全意識淡薄［3-4］。特別是化學實驗室，涉及易燃易爆、易制毒等管制類危險化學品以及各類酸堿腐蝕性化學品，其安全問題尤其突出?；瘜W實驗室是研究生學習工作的主要場所，化學實驗室安全教育與培訓，具有長期性、系統(tǒng)性等特點，迫切需要建設科學化、規(guī)范化的教育教學內(nèi)容，形成先進安全教育理念［5-7］。因此構(gòu)建高校化學實驗室安全教育體系、探索以人為本的安全教育模式、建設面向研究生的化學實驗室安全課程，具有十分重要的意義［8-10］。本文較為系統(tǒng)地介紹了化學實驗室安全課程的建設，對于構(gòu)建新時代背景下的安全教育體系具有重要意義。

1 開設實驗室安全課程的必要性

1.1 高校實驗室安全現(xiàn)狀

實驗室是高校開展教學和科研的重要場所，每年大量的基礎課程實驗課、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、畢業(yè)論文、科研實驗項目等都需要使用實驗室［11-12］。普通高校實驗室安全現(xiàn)狀問卷調(diào)查結(jié)果顯示存在如下問題：實驗室培訓浮于表面，實驗室安全知識普及不足，實驗室安全防護措施覆蓋不全，應急處置措施未能落實，實驗室廢液和廢棄物處理不夠規(guī)范，實驗室試劑尤其是?；饭芾泶嬖诿^(qū)，實驗室操作不夠規(guī)范［13］。近些年來，從硬件和軟件層面，基礎教學實驗室的管理逐漸規(guī)范，但科研實驗室的管理難點和痛點不斷涌現(xiàn)。隨著高校“雙一流”建設，科研實驗室的投入迅速增加，人員流動增大，近年來實驗室安全事故頻頻發(fā)生，對生命和財產(chǎn)安全造成嚴重威脅［14-17］。

1.2 高校實驗室安全工作的迫切需求

近年來，特別是2015 年“8.12 天津港特大爆炸事故”發(fā)生后，教育部科技司每年都組織開展高?？蒲袑嶒炇野踩珯z查，集中全國長期在實驗室安全一線工作的管理與技術(shù)專家，逐年修訂完善《高校實驗室安全檢查表》，對實驗室安全管理中的方方面面提出了指導意見和具體要求［18］。2021 年12 月，教育部辦公廳發(fā)出《關(guān)于開展高校實驗室安全專項行動的通知》（教科信廳函［2021］38 號），要求進一步做好高校實驗室安全工作，維護師生生命安全，保障校園安全穩(wěn)定。文件指出要強化實驗室安全教育體系建設，明確要求將實驗室安全教育納入學生的培養(yǎng)環(huán)節(jié)，同時按不同學科、不同專業(yè)的特點，設置相關(guān)課程。因此，針對化學學科的特點，面對當前科研實驗室管理的難點和高校實驗室安全工作的迫切需求，及時開設實驗室安全課程很有必要。

2 新時代背景下化學實驗室安全課程建設實踐

2.1 課程總體設計

在日常管理中學校十分注重對學生的安全教育與培訓，構(gòu)建較為完善的實驗室安全體系，包含有新生入學安全教育、實驗室準入考試、安全文化宣傳月、安全實際演練等［19-20］。目前面向本科生開設的實驗室安全類課程主要在材料科學與工程學院、工程學院，分別是“材料實驗與實踐安全”（24 學時）、“實驗與實踐安全教育”（24 學時，其中實踐4 學時）和“危險化學品與化工安全”（32 學時）。材料科學與工程學院為材料類研究生開設的課程為“實驗安全學”（16 學時）、數(shù)理學院為化學類研究生開設的課程為“化學實驗室安全”（16 學時），這些課程有力地支撐了學校實驗室安全體系建設。在新時代背景下，研究生的培養(yǎng)機制正在創(chuàng)新與改革，“化學實驗室安全”課程的總體設計，必須面向?qū)嶋H需求［9］。我校面向本科生的部分實驗室安全課程，主要為專業(yè)實踐教學服務，如“材料實驗與實踐安全”主要為材料類本科生開設，“危險化學品與化工安全”為安全工程專業(yè)本科生開設，這些課程內(nèi)容偏向理論，實踐性和應用性稍缺乏?！盎瘜W實驗室安全”課程的設計思路圍繞教育部《高等學校實驗室安全檢查表》的核心內(nèi)容展開，在有限的學時內(nèi)，加強實驗室安全實踐環(huán)節(jié)，讓即將走進實驗室開展實驗的學生身臨其境，感同身受地參與課程學習，同時將所學所思所獲帶入自己的科研實驗，從而筑牢化學實驗室安全管理工作的防線，夯實科研實驗室安全管理的基礎（見圖1）。

2.2 教學內(nèi)容及教學安排

確定化學實驗室安全課程教學內(nèi)容時，參考借鑒開設化學實驗室安全課程的國內(nèi)外大學的教學內(nèi)容設置及教學安排，如清華大學、北京化工大學、中國地質(zhì)大學（武漢）、廈門大學、北京大學、美國哥倫比亞大學等，并根據(jù)化學類研究生的特點，以及國內(nèi)高校實驗室安全工作的需求制定了教學大綱，詳細教學內(nèi)容和教學安排見表1。課程教學內(nèi)容的設計，既注重專業(yè)性，如講授專業(yè)的安全理論知識和技術(shù)；又講究趣味性，引入清華大學“實驗室安全密碼”等二維動畫安全宣傳片、自創(chuàng)“藍貓講安全”等實驗室安全油畫作品（見圖2）。全面加強對學生安全意識、安全技能、安全文化的培養(yǎng)，授人以漁，從而獲得終身受益的化學實驗室安全防護知識及技術(shù)，切實應用于實驗室工作。與此同時，結(jié)合時代發(fā)展需要，課程中融入思政要素，如“科學精神”“責任擔當”“健康生活”等，培養(yǎng)全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人。

圖2 《藍貓講安全》系列實驗室安全油畫

2.3 教學方式與方法創(chuàng)新

化學實驗室安全課程理論部分主要介紹實驗室安全相關(guān)法律、法規(guī)、標準和指南、消防安全、用電安全、危險化學品安全等內(nèi)容。在理論教學過程中，緊密穿插與課程相對應的實踐內(nèi)容，包括消防安全教育、危險化學品分類、廢棄物的處理、實驗室常用儀器的安全操作、實驗室事故的應急處理方法等。由于面向的對象主要是研究生一年級新生，他們在本科階段或多或少都接受過實驗室安全的培訓，如何讓他們能通過本課程的學習，不打折扣地獲得相關(guān)知識，教學方式與方法的創(chuàng)新尤為重要。課程教學方式采取創(chuàng)新措施如下：

（1）開展現(xiàn)場教學。在化學實驗室現(xiàn)場教學，讓即將走進實驗室工作與學習的每一位學生，提前感受實驗室氛圍，逐漸形成安全意識。實驗室現(xiàn)場還有很多安全防護裝備，如防護眼鏡、洗眼器、應急藥品箱、消防面罩、滅火器等，這是隨時可以取用的教具，特別是這些安全防護用品的存放位置和標識。讓學生第一次進實驗室，就在心里扎下“安全是為了我”的種子，熟悉使用安全防護裝備。在理論教學的同時，能無縫地開展實踐教學，情景交融、相得益彰［見圖3（a）、（b）］。

圖3 化學實驗室安全課程教學情景

（2）改進教學方式。如開展討論式教學：通過對實驗室安全存在隱患問題的討論，加深學生對安全隱患風險的理解，增強學生的主動學習能力和對問題的判斷能力；學生分組式教學：由學生自由組合，根據(jù)事先選擇的教學專題到講臺上講解對該專題的理解并回答其他同學的提問［見圖3（c）］。教學中將學校實驗室安全管理方面的相關(guān)規(guī)章制度、管理信息系統(tǒng)納入教學專題，讓學生既是實驗室安全管理工作的參與者，更是管理者。通過課程學習，知道實驗室安全管理工作如何做？怎樣做？同時提高責任意識，明確權(quán)限范圍，徹底解決科研實驗室管理上最后一堵墻的問題。

（3）創(chuàng)新教學方法。在課程最后的實驗室安全實踐環(huán)節(jié)，設計了2 個內(nèi)容：①讓學生參觀安全管理規(guī)范的實驗室；②學生逐條對照《高等學校實驗室安全檢查項目表》，實地檢查自己即將進入工作的實驗室，給出安全隱患檢查結(jié)果。學生小組討論和匯報，教師點評［見圖3（d）］。這樣的方式，既能讓學生充分發(fā)揮主觀能動性，發(fā)現(xiàn)實驗室存在的問題，更重要的是讓他們進入實驗室后知道消除隱患，“防患于未然”，這才是實驗室安全管理中的較高層次。

2.4 創(chuàng)新與探索考核方式

開設化學實驗室安全課程的目的是使學生掌握實驗室危險化學品安全、消防安全、用電安全、實驗事故的防范與應急處理、實驗室安全管理等，提高學生實驗室安全意識與處理安全事故的應急能力。結(jié)合新時代背景下課程改革與發(fā)展的要求，對于學生考核方式進行了創(chuàng)新與探索。根據(jù)課堂表現(xiàn)（占50%）和結(jié)課報告（占50%）綜合考核，其中課堂表現(xiàn)包括出勤率（10%）、日常小組討論中的表現(xiàn)（20%）、實驗室安全實踐環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)（20%）等。與此同時，學生對結(jié)課報告的表現(xiàn)形式進行了創(chuàng)新探索，沒有采取傳統(tǒng)的書面報告的形式，而是用當前流行的微視頻方式。要求學生在課堂教學結(jié)束1 周內(nèi)，以分組方式（每組不超過3 人）提交主題為“實驗室安全”的微視頻，上傳到學習通平臺，由學生和老師共同評議打分（見表2）。這一方式取得了很好的效果，多姿多彩地展示了學生視角中的“實驗室安全”（見圖4），也讓實驗室安全意識在他們心中生根發(fā)芽，從而真正做到“我要安全、我會安全”。優(yōu)秀的視頻作品在學校實驗室安全月等宣傳活動中展示播放。

表2 化學實驗室安全課程結(jié)課報告（微視頻）評議打分表

圖4 學生提交的部分結(jié)課報告（微視頻）截圖

2.5 課程教學效果

化學實驗室安全課程建設是否成功，課程教學效果至關(guān)重要。采用問卷調(diào)查、一對一調(diào)研、實踐考核等方式，對化學實驗室安全課程進行了三方面的評價：課程思政有效性評價、學生知識點掌握程度評價、學生實驗室安全技能評價。

化學實驗室安全課程教學評價結(jié)果，圖5 表明：①課程思政效果很好，大部分知識點的課程思政有效率達90%以上，其中?；钒踩突瘜W實驗室廢棄物處理中導入的思政要素有效率達100%，很好地引導學生肩負起安全責任與擔當，樹立了學生環(huán)保與健康的價值觀。②學生對于危險化學品安全、消防安全、電氣與設備安全、化學實驗操作安全、化學實驗室事故應急處理和化學實驗室廢棄物的處理6 大方面的知識點掌握有很大提升。在本課程學習之前，掌握電氣設備和消防安全的知識略多一些，對于事故應急處理的知識較為欠缺，且實踐極少。通過該課程的學習，知識點的掌握程度都很大程度地得到提高。③學生實驗室安全技能得到提高，課程考核得分平均為90 分，實踐環(huán)節(jié)也表明學生較為系統(tǒng)地掌握了化學實驗室安全實用技能。

圖5 化學實驗室安全課程教學評價

綜上，化學實驗室安全課程教學效果顯著，得到了師生的好評。學校正在向全校推廣課程教學的相關(guān)經(jīng)驗，加強化學類實驗室研究生的安全教育力度。

3 結(jié)語

我校一直高度關(guān)注實驗室安全管理工作，從“人防、技防、物防”等方面做了大量工作，形成了較好的實驗室安全氛圍。新時代背景下，建設研究生化學實驗室安全課程是當前高校實驗室安全管理工作的切實需要，也是進一步落實“人防”這一實驗室安全管理根本基礎的重要措施。通過課程建設，全面加強對學生安全意識、安全技能、安全文化的培養(yǎng)，授人以漁，從而獲得終身受益的安全知識及技能。同時，結(jié)合時代發(fā)展需要，課程中融入思政要素，如“科學精神”“責任擔當”“健康生活”等，為黨育人為國育才。研究生化學實驗室安全課程的建設為打通實驗室安全管理的最后一道墻，構(gòu)筑實驗室安全管理的基礎防線，展現(xiàn)了較好的效果。未來的工作中，將加強開發(fā)身臨其境的Virtual Reality（VR）＋Augmented Reality（AR）虛擬平臺，加強專業(yè)訓練。同時結(jié)合學校已建成的“1 中心5 模塊”實驗室安全管理平臺，進一步拓展化學實驗室安全課程的建設。

致謝：龍梅創(chuàng)作了《藍貓講安全》系列實驗室安全宣傳油畫，朱久娟、范寒寒、馮嘉靖、張秀麗、趙增迎、梁樹平等參與了課程建設，特此致謝。