高校实验室安全教育教学研究

丁兆建　朱为菊　许天委

[摘 要]实验室是高校教学和科研的重要组成部分，其安全对于高校和社会稳定具有重要意义。分析近年来高校实验室安全事故发生的原因，借鉴了国内外高校在实验室安全教育教学方面的成果，在琼台师范学院生物学本科生中开展实验室安全教育教学模式的探索。通过实验室安全事故案例教育，灌输“预防为主”的实验室安全理念;针对生物学科的特点，讲授实验室安全知识，培训本科生的事故急救技能;建立实验室安全准入制度。通过以上教育教学模式的探索和实践，切实提高了学生实验室安全意识和事故的急救技能，推进了平安和谐校园建设。

[關键词] 高校;实验室安全;教学探索

[作者简介] 丁兆建（1983—），男，河南鹿邑人，博士，琼台师范学院理学院讲师，主要从事植物真菌学、实验室安全教育研究。

[中图分类号] X913.2    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）12-0017-04    [收稿日期] 2020-07-23

高校实验室是进行科学实验、开展创新研究的主要平台。实验室教学是高校教学中不可或缺的组成部分。大学生开展课程实践和科研实验，既提高了实践操作能力，又可以实验室为平台进行创新性研究，为以后的深造和工作奠定坚实基础。本科生实验室安全教育是实验教学和科研工作顺利、安全开展的必要前提条件。与生活中的安全问题相比，实验室的安全问题更加复杂和突出。由于化学试剂的使用，更要注意防毒、防腐蚀、防爆、防环境污染及防违反规定操作。虽说生活中也需要防水、防电、防火，但实验室中存在的多种强反应化学试剂可使普通的火灾变得不可控制，从而造成较大的损失。因此，高校的相关部门必须高度重视实验室的安全问题。

高校实验室必须具有完善的安全管理条例和严格的培训准入制度，才能保证实验教学和科研工作的顺利进行，保障师生的人身安全和国家财产不受损失。2019年5月，教育部发布《关于加强高校实验室安全工作的意见》，要求各高校强化安全意识，做到安全教育的“入脑入心”[1]。坚持“以人为本”，贯彻“安全第一，预防为主”的宗旨，围绕实验室安全，探索行之有效的课堂安全教育模式，培养学生具有全面的安全知识、较强的安全责任意识和应对紧急事故的技能，才能创建平安校园[2]。

一、高校实验室安全事故警示案例

屡屡发生的高校实验室安全事故给我们敲响了警钟。2008年11月，中国农业大学（东区）食品学院学生因操作不规范，导致酒精灯酒精遗洒发生实验室火灾;2010年5月，昆明理工大学学生离开实验室忘记关电源而引发火灾;2011年4月，美国耶鲁大学的学生在操作机械间车床时，未遵守相关规定，导致头发被车床绞缠窒息死亡;2015年12月，清华大学实验室氢气泄漏，引发氢气爆炸;2018年，宾夕法尼亚州埃克斯顿Frontage实验室的工人因接触氰化钾而死亡;2019年2月，南京工业大学丁家桥校区一实验室因仪器没有全部关闭，导致发生火灾。

二、高校实验室安全事故发生原因剖析

第一，制度制定和安全管理方面。很多高校制定了实验室安全管理责任制度，但管理体制较为宽松，职责分工重复，容易导致安全责任工作不清。对已有的规章制度执行不严、监督不到位，存在侥幸心理。

第二，技术规划方面。部分高校实验室存在仪器设备随意摆放、占用消防通道、通风差等问题，乱拉电线线路和线路老化等现象也比较严重，易导致火灾事故。因此，单位要提前邀请实验室设计专业人员和使用方进行规划设计。

第三，安全教育方面。部分高校存在着不同程度的重教学科研轻安全的思想;大学生自身则安全意识淡薄，存在侥幸心理，认为实验没有风险，或者风险很低，不会对自己造成伤害，学生以前也开展过类似的实验，没有事故发生，以后也不会发生;缺乏相关的知识和实验技能，未牢固掌握实验的正规程序;奖惩政策缺乏，学生遵守实验室规定不会获得奖励，违反了实验室规定也不会受到惩罚。

三、国内外高校的实验室安全教育教学

现代安全管理中的事故致因理论认为，人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全条件和管理缺陷是引发事故的四个因素[3]。资料显示，88%的安全事故都是人的不安全行为引起的。加强对本科生的安全知识的讲解、安全案例的警示、安全措施的认知和掌握，将实验室安全意识根植于本科生的大脑，使其从思想上予以重视，根据不同的实验类别开展实验，做好安全防护。

国内很多高校开设了实验室安全等课程或者讲座，如清华大学出版了《实验室安全基础》教材，在某些院系开设了“实验室安全学”课程（16学时，1学分）[4]。天津医科大学在新生进入实验室上课前，都会为新生做2个学时的安全教育讲座;每个课程实验任课教师都会指出潜在的安全风险，有重大安全风险的实验，必须有任课老师在场指导和监督[5]。北京大学组织有关理科院系编撰了《大学实验室安全基础》等实验室安全教材[2]。浙江中医药大学把医学急救知识与技能作为专业必修知识[6]。已有一些高校引入或者开发了培训和考试一体化网络系统，要求本科生完成规定的学分方可进入实验室如北京大学开发了实验室安全教育与考试系统，学生根据专业的不同，可自主选择学习内容和考试时间[2];江南大学开发了集培训和考试一体的本科生安全教育系统，并在全校本科生中实施实验室安全准入制度[7]。

目前，国内部分高校实验室安全教育仍采用集中讲座等形式，安全教育效果不理想[8]，多数高校已将实验室安全教育的相关课程纳入学校教学计划，但课时较少。此外，现阶段实验室安全教育存在内容针对性不强、学习资料单一等问题。如理工类和化工类实验室的仪器设备不同，实验课程也有较大差别。因此，不同学科的实验室安全教育内容也应该有所区别和针对性，不适合大规模开展实验室安全培训。

日本东京大学、早稻田大学等均有严格的实验室准入制度，开设专门的实验室安全教育培训课程，且为必修课程[9]。美国波士顿大学采取教师讲解和在线学习结合相结合的方式，对大学生进行安全教育[7]。普林斯顿大学将课堂教学与互联网线上培训有机结合，在互联网上开设了“实验动物安全”“放射性同位素”“机床安全”等课程[ 10 ]。国内的实验室安全教材仍以传统的消防安全、电气安全等为主线，未将基因组重组技术等现代技术带来的潜在安全威胁包括在内;教材仍集中在实验室安全相关知识和技能上，缺乏正确的实验方法和技术介绍[ 11 ]。

四、瓊台师范学院生物学本科生的实验室安全教育教学实践

生物学具有跨学科的特点，多门课程涉及实验教学，多数实验要在实验室中完成，如大学物理、无机及分析化学、有机化学、生物化学、微生物学、分子生物学和生态学等，实验室安全教育显得尤为重要。

（一）强化实验室安全理念

通过实验室安全事故案例教育，大力输入“安全第一，预防为主”的实验室安全理念。本科生在高中教育中接受的大部分都是书本上的知识，未接触过实验或接触实验的机会很少，实验室安全意识缺乏。琼台师范学院生物科学系在“实验室安全基础”课程中均会安排学生观看实验室事故视频，让学生直观深刻了解近年来发生在高校的实验室安全事故，轻则造成实验室设备的损坏，重则造成人员伤亡的悲剧。通过观看视频，对事故案例进行深入剖析，让学生认识到在生命安全面前没有旁观者，从安全事故中吸取教训，切实提高实验室的安全意识。

美国著名安全工程师海因里希提出300：29：1法则，即“海因里希安全法则”，意为当一个单位有300起隐患或违章，非常可能会发生29起轻伤或故障，另外还有一起重伤、死亡或重大事故[1]。因此，实验室要贯彻“安全第一，预防为主”的宗旨，让本科生深刻地认识到实验室内存在各种安全隐患，只有把安全隐患消除在“萌芽状态”，才能保护我们的人身安全和国家财产不受损失。

（二）实验室安全培训讲座与消防训练

为了让学生进一步掌握实验室火灾等突发事件的处理流程，增强在火灾中的自救技能。琼台师范学院每个学期会邀请海南省消防相关部门的专业人员开展消防讲座，主要讲述国内特别是海南省区域内发生的火灾爆炸事故，剖析其发生的原因，普及防护急救措施等。学院每年新生入学季组织新生开展消防演习，学生参加安全培训讲座与消防训练获得的学分可计入“第二课堂”。

（三）培训学生安全技能

针对生物学科的特点，系统讲授实验室安全常识，培训大学生的安全技能。“实验室安全基础”已列为生物学专业本科生的必修课程。课程在大学一年级第一学期开设，设定为14学时，1学分。采用北京大学黄凯等人主编的《大学实验室安全基础》作为教学用书，共七章，分别为实验室消防安全、用电安全、危险化学品使用安全、生物安全、电离辐射安全、特殊仪器设备使用安全和事故人员急救。讲授方法包括多媒体教学和实践环节，课堂讲解为主要形式。针对生物学专业的特点，“实验室安全基础”课程将实验室消防、用电安全、危险化学品使用安全、生物安全、事故人员急救章节列为重点内容详细讲解。

1.消防用电安全。实验室安全工作的基本内容是预防火灾和安全用电。本章主要分析了实验室常见火灾发生的原因，常见灭火设施的使用方法，火灾应急设施，实验室安全用电常识及用电常见安全事故应急措施。

2.危险化学品使用安全。主要讲述危险化学品的概念及分类，危险化学品的安全使用、防护措施和事故应急措施，危险化学废弃物的处理。

3.生物安全。主要讲述实验室生物安全定义及病原微生物分类，生物安全管理，生物性污染的防范，生物安全事故应急措施。

4.事故人员急救。主要讲述常用现场急救措施，包括烧伤、腐蚀物品灼伤、眼睛灼伤急救，割伤、烫伤等外伤急救;其他包括包扎、心肺复苏术。

5.电离辐射安全和特殊仪器设备使用安全章节，则针对生物科学专业的特点进行选择性讲解，主要讲述发射紫外线仪器设备使用，如凝胶成像系统、切胶仪;高温、高压类的仪器设备使用如烘箱、高压灭菌锅，低温类仪器如超低温冰箱;高速运转类设备使用如离心机。

为进一步提高学生的安全意识，在“实验室安全基础”课程的实践环节，采取亲身体验的形式组织学生对学院的实验平台进行参观，由实验室人员现场讲授必要的安全知识和仪器操作注意事项。另外，由于该课程涉及的知识面较广，包括物理、化学、生物和医疗急救技能等方面，授课教师由生物专业教师或者化学专业教师担任，其并不同时精通以上四个学科的专业知识，尤其是医疗急救实操部分。为了使生物专业本科生真正掌握基本的医疗救护知识，邀请医护专业人士或已掌握医疗急救技能的医师现场传授医疗急救技术，如心肺复苏法等。

利用智慧树平台，将实验室安全相关的漫画、视频上传至该平台。采用多种形式来普及实验室安全教育，由此突破课时限制，丰富学习形式，增强本科生的实验室安全知识，提高本科生的实验室安全意识。

（四）建立实验室安全准入制度

在“实验室安全基础”课堂结束之后，进行闭卷考试，考查本科生对实验室安全知识和应急措施的掌握，只有考核合格的人员才可获准进入实验室，开展课堂实验和科研工作，以严格的实验室安全准入制度，确保安全教育的实效。

（五）安全教育教学实践存在的问题

以上实验室安全教育教学模式的实践，切实提高了琼台师范学院师生的实验室安全意识和事故应急处理能力。但现有的课堂教学和实践教学方式仍不能满足学生的需求。“实验室安全基础”课程包括七个部分，除灭火器的使用和医疗急救的部分内容可以实操之外，其他部分内容学生只能通过老师讲解或者观看视频学习，如在易燃、易爆和有毒化学药品的正确使用和人类致病微生物的实操等方面，安全教育的内容还需充实，要更贴近教学和科研。

为了弥补“实验室安全基础”课程在讲授过程中的短板，将培训和考试相结合，理论和实践相结合。琼台师范学院正积极建设虚拟仿真实验室，将多个涉及实验人员安全的生物实验制作成虚拟仿真实验，内容将涉及生物学实验室安全问题的几个主要方面，如有机溶剂和有毒、强腐蚀性试剂使用，能试剂配制过程中使用的盐酸、甲醇等，总RNA提取过程中使用的巯基乙醇等;病原微生物的感染风险，如对人类有致病作用的微生物、动物解剖过程中的禽流感病毒等;放射性同位素的使用，如Southern杂交实验使用的磷32。虚拟仿真实验既能提高本科生的学习效率，也能保证本科生和任课教师的人身安全。

五、结束语

安全工作重于泰山。保障高校实验室的安全是一个系统工程，既要建立并严格执行一系列安全规章制度，落实安全责任;又要对本科生进行全面、实用的实验室安全教育培训，提高学生的安全意识，这需要专任教师、实验员、教务处、保卫部门和后勤等部门的协同努力才能完成。高校在培养学生实践能力和科研能力的同时，要切实保障师生的人身安全和健康，才能真正地创建平安、美好校园。

参考文献

[1]姜迎静，肖海连，白强，等.高校本科教学实验室安全教育模式的探索与实践[J].教育现代化，2019，6（105）：196-197+210.

[2]黄凯.北京大学实验室安全教育体系建设的探索与实践[J].实验室安全技术与管理，2013，30（8）：1-4.

[3]付净，代亚清，刘皓宇.典型环境类实验室事故分析及对策研究[J].吉林化工学院学报，2017，34（9）：31-36.

[4]马丽云，何蘭英，殷宏斌.高校研究生实验室安全课程的探索与实践[J].实验技术与管理，2012，29（10）：179-181.

[5]谢宪斌，王润玲，程先超，等.浅谈化学实验Ⅱ安全管理及课程改革[J].实验室科学，2014，17（4）：206-208.

[6]李洪涛，骆永忠，应航，等.大学生实验室安全教育的探索与实践[J].实验科学与技术，2014，12（4）：216-219.

[7]光翠娥，王世强，赵建新，等.食品学科本科生实验室安全教育教学研究[J].实验室科学，2018，18（5）：225-227.

[8]顾昊，曹群，孙智杰，等.实验室安全教育体系的构建及实践[J].实验室研究与探索，2016，35（4）：281-283+292.

[9]张志强.日本高校实验室安全与环境保护考察及启示[J].实验室技术与管理，2010，27（7）：164-167.

[10]刘雪蕾，李恩敬，张志强，等.大学实验室环境安全健康管理信息系统设计与实践[J].实验室研究与探索，2018，37（6）：297-301.

[11]郑春龙，李五一.中外高校实验室安全教育教材建设的比较[J].实验室研究与探索，2011，30（11）：181-184.

Abstract： Laboratory is an important part of teaching and scientific research in colleges and universities， and its safety is of great significance to schools and social stability. This paper analyzes the causes of laboratory accidents in colleges and universities in recent years and draws lessons from the achievements of laboratory safety education and teaching in colleges and universities at home and abroad. The laboratory safety education teaching model is explored for undergraduates in the Department of Biology of Qiongtai Normal University; through laboratory safety accident case education， the safety concept of “prevention first” has been applied to laboratory works; in view of the characteristics of biology， the teaching of laboratory safety knowledge and the training of emergency rescue skills for undergraduates should be strengthened; the laboratory safety access system should be established; a virtual simulation laboratory will be built to make up for the deficiencies in laboratory safety education and teaching soon. The exploration and practice of the above education and teaching model has effectively improved the laboratory safety consciousness and accident first-aid skills of undergraduates in the Department of Biology of Qiongtai Normal University， and promoted the construction of a safe and harmonious campus.

Key words： colleges and universities; laboratory safety; teaching exploration