新工科视域下高校实验室安全教育体系的改革与实践

刘海芬，王力新，梁玉娇，邢佳雨，杨少勇

（河北大学a.质量技术监督学院；b.物理科学与技术学院，河北保定 071002）

0 引言

“安全第一，预防为主”是我国安全生产月的口号，也是安全生产的总方针，安全话题贯穿整个社会，生命诚挚珍贵的主旋律不变，而高校实验室是师生开展教学和科学研究的重要场所，是推动新工科教育实践的必不可少的组成部分，实验室安全更与师生、高校和社会的良性循环发展息息相关［1-2］。近年来，高校实验室的火灾、爆炸等事故时有发生，给当事人家庭和社会造成了严重的精神和财产损失，高校实验室的安全教育与管理依然面临着前所未有的严峻挑战。相关统计表明，在所有高校安全事故中，安全意识薄弱和安全知识不足导致操作不规范是造成事故的主要原因［3-4］。因此，强化实验室安全教育，提高师生的安全防范意识和应急处置能力，规范实验人员的实验操作行为，进而防范遏制实验事故的发生，是高校实验室安全管理工作必须加强的任务。

安全是教育事业不断发展、学生成长成才的基本保障。教育部高度重视校园实验室的安全，多次发文强调和推进高校实验室的安全防范与建设工作。2019年，《教育部关于加强高校实验室安全工作的意见》明确要求，要完善实验室安全管理制度，狠抓安全教育宣传培训［5］。2015 年以来，教育部每年都组织开展高校实验室安全专项检查，在相关通知中强调，把宣传教育作为专项行动抓落实、促成效的重要推力，开展警示教育和典型案例宣传，进一步提高师生安全意识［6］。在教育部部署下，各高校不断加强实验室安全工作，取得了一定成效，但问题和隐患依然很多，如师生安全责任意识淡薄、安全管理制度不够健全、安全教育保守落后教学效果差、对安全教育的重视和支持程度不足［7］。

随着工程科技进步和创新，世界高等工程教育必将随之发生革命性变化，从注重科学研究的“科学范式”向注重实践的“工程范式”转变［8］。2017 年，教育部发布《关于开展新工科研究与实践的通知》，通过组织高校深入研讨，形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”［9］。“新工科”的提出为高等工程教育的改革探索提供了一个全新视角，“新工科”建设离不开智力创新，创新是工程教育发展的不竭动力，而高校实验室是师生进行创新性探索和实践的策源地，为支撑“新工科”的建设发展，对高校实验室的安全建设提出了新的内涵和要求［10］。

1 “新工科”背景下高校实验室安全的内涵和意义

教育部“新工科研究与实践专家组”专家、清华大学教授林健认为，“新工科”中，“新”包含三方面含义：新兴、新型和新生。“新兴”指从其他非工科的学科门类孕育出来的面向未来新技术和新产业发展的学科；“新型”指的是对现有的（旧）学科进行转型、改造和升级；“新生”是传统工科与其他学科的交叉融合［11］。由此可见，“新工科”发展强调学科之间的碰撞、交叉和融合，在此背景下，高校实验室的理工融合甚至文理渗透会变得愈加明显，出入实验室学生的专业背景、知识结构和认知方式差异性更加突出，在实验室开放和共享程度提高的需求下，实验室流动人员大，安全风险进一步提高，实验室安全管理面临新的前所未有的压力［9］。

高校实验室称得上是危险品的“集散地”，由其带来的风险隐患不仅是火灾、爆炸，还包括放射物侵袭、有毒物质外流、污染物扩散。尤其是高校实验室存在着特殊的风险环境，比如在接触化学品的实验室里，往往是在创造一种新的物质，在此过程中充满着未知和风险。正是因为这个原因，高校实验室安全不应该被低估。为适应“新工科”教育模式的发展，实验室安全教育和管理体系需要进一步完善：加强培训教师的专业化能力，丰富安全教育培训的课程种类和途径，健全实验室安全管理制度，提高防范和应急处置能力，加大实验室安全硬件投入和保障力度，建立有效的评价与反馈机制，多方位综合治理，才能形成健康良性的实验室安全文化和长效工作机制。只有实验室安全了，师生才能专注地进行学习和研究上的创新实践，校园内的生命财产安全才能得到保障，“新工科”教育事业才能稳步向前推进。

2 高校实验室安全方面存在的问题

通过多年的实验室出入体验以及和身边师生们的交流互动，目前校园实验室安全教育体系仍然存在诸多问题［12］：

（1）硬件设施不足，安全环境复杂。许多楼宇建筑时间过长，消防措施布局欠佳，空间格局狭小，水、电、气、高温、高压、辐射、磁场等安全隐患众多。学生人数越来越多，活动区域宽广、次数频繁，大型设备较多，危险化学品存量过多。具体表现在：设备过多就随意摆放，显得更加杂乱无章，存在占用消防通道现象，导致通风不畅；线路老化，乱拉电线，插座容量超负荷运转，插线板未固定等现象。

（2）基层安全工作人员专业能力欠缺。高校实验室安全教育管理工作的开展离不开基层安全工作人员的推进与落实，因此，基层安全工作人员的专业素质和能力很大程度上决定着高校实验室安全管理工作能否保质保量完成。如今，新工科发展迅猛，大数据与智能装备应用频繁，新设备的复杂性对基层安全工作人员提出了更高的要求，导致部分人员未能紧跟高校新工科发展的脚步，对实验室新引进的高端设备认识不足，了解程度不够，给管理工作埋下部分隐患［13］。

（3）安全教育与管理缺乏制度保障。①安全管理制度不健全，未能将责任压实，存在工作职责模糊不清，互相推诿现象；出现问题，混乱现象明显，各部门未能协同管理，安全检查和监管流于形势，力度不够、内容和细节不到位，检查后的安全评价机制不匹配。②校、院两级领导对加强实验室安全教育与管理的重要性认识不足，给予实验室安全教育与管理工作以必要的人力、物力和财力的大力支持不够，导致实验室安全教育与管理工作流于表面形式，如安全教育平台少，数据标准化、流程化程度不高，未能将精准化、智能化管理落到实处。

（4）师生安全意识及观念滞后。学生单纯地认为自己仅仅是跟随老师进行实验，教师则认为自己仅仅是学业的传道者，从思想意识上都认为只有实验室的管理者才是安全教育的主力人员，大部分师生主人翁意识淡薄［14］，急救知识和应急反应措施弱化，缺乏相关经验，对实验室安全教育重视程度不够，如若发现紧急情况，第一时间应对策略跟不上，可能导致状况恶化，造成更为严重的后果；管理者认为只要不出事就是安全的，存在较为严重的侥幸心理，安全教育仅基本停留在口头宣传，没有真正认知到实验室安全管理的重要意义，并且大部分还是传统的安全教育，无论从内容还是形式上，都是相对落后，所以安全教育非常被动，安全隐患随处可见，最终可能会发生量变到质变的安全事故。

（5）安全教育模式单一化。不论是管理人员还是授课老师，更多依托理论教育，缺少实践性或实训性教育活动，形式和内容显得枯燥无味，受训人员兴趣弱，学习效果不佳；另外培训工作多数停留在完成表面任务的形式，即便存在签到环节，存在代签或者中途离开的情况，培训效果较为不理想；受制于专业差异性，学生成员多，包括本科生、硕士生和博士生，并且教育次数、时间及级别都很难得到保证，无深刻的体验式教学，受训部门单一，未能得到多部门协同承办，模式刻板僵化。随着实验室开放程度加大，对实验室教育模式冲击力度加大，管理难度也增加。

（6）缺乏安全教育教学的反馈机制。部分高校认识到安全教育重要性，开设相关的讲座、选修课程以应对当下严峻的实验室安全问题，但往往未能及时跟踪到学生在学习后的心得体会，也未能及时在安全方面做出改进方案，所以最终无法利用反馈信息形成长效管理新模式［15］。

综上所述，众多因素致使实验室安全教育改革的形式迫在眉睫，需要从思想认知、内容形式、方案机制、评价反馈等方面进行综合革新，开发激励效应，增强师生的积极性和创造性，挖掘最大的安全教育改革育人潜力。

3 实验室安全教育体系的改革与实践

顺应“新工科”教育的发展要求，在面对校内实验室安全现状和问题的基础上，学校领导高度重视实验室安全建设，进行了系列卓有成效的改革和实践活动（见图1）。

图1 实验安全事故的原因及改革实践策略

3.1 提高师生的主体参与和防范意识

制定实验室安全教育运行和保障制度，明确师生职权和责任，通过线上和线下通知、专题培训、宣传栏、海报等多种渠道积极宣传引导，实现师生参与实验室安全教育的正常化。班级设立学生安全委员，帮助协调学生和学院及学校部门间的有关安全问题沟通，以便对于学生们的意见和建议能及时反馈和解决；同时设置监督和投诉电话，帮助强化安全人员及任课老师的安全管理与责任意识。制作实验室安全教育警示宣传片，通过新媒体平台进行推送，配合开展实验室安全教育有奖知识竞赛活动，提高师生主体参与热情。差异化构建学生的主体化参与身份，根据学生年级和专业特点，制定个性化安全教育内容和考核评价体系。

明确师生的安全主体责任，细化安全职责和任务，引导师生确立角色使命感和岗位动力，激发师生参与的主动性和创造力。对新生和新入职教师进行实验室安全教育培训，只有通过培训后方能进入相关实验室开展学习及实验，并责成其签署责任书，将安全责任制分解到实验室和实验室成员。通过安全教育传授安全知识的同时，注重受训人员安全意识和安全价值观的培养和塑造，让大家对安全怀有敬畏之心，杜绝麻痹思想和侥幸心理。将课程思政融入实验室安全教育，通过案例和启发式教学等方法强化学生的安全责任感。

3.2 开设实验室安全教育通识课程

新时代的学生是祖国未来发展的后备力量，本着响应国家号召、对学生负责的态度，同时根据EHS 管理系统（环境、健康与安全），教育部办公厅在2017 年发布了《关于加强高校教学实验室安全工作的通知》［16］，鼓励存在重点危险源的学院开设有学分的安全教育课程，纳入人才培养方案，采用案例式、引导式等教学手段，培养学生“探索式”思考问题的能力，考核合格后方可开展实验课程。

二级学院根据专业的差异性，分类别开展安全教学课堂，开设化学、生物、物电类等实验室安全教育专业必修课程。兼顾理论讲解与实操训练，师生可以在课堂上探索实验室安全的重要性，带领学生到实验室感受实验室安全的现状并进行事故应急演练，让学生切身体会到发生安全事故时该如何有效和快捷地自救、他救。使学生具备认识危险化学品标识牌的能力，同时具备处理火灾、爆炸甚至解毒等各种突发事故的能力。采用MOOC、虚拟仿真、智慧树、雨课堂、学习通等，通过新媒体软件将内容以视频、动画、PPT 和文本文档等多种形式呈现。课堂教学重点讲授消防安全知识及设施实用技术、压力容器、危险化学品安全使用及存储技术、生化实验室安全防范、实验室个人防护及安全操作、应急处理及急救基础知识和废弃物处理等相关知识点，结合经典事故案例，激发学生课堂兴趣，增强教学互动，实现自主学习的目的（见图2）。课堂上设置提问环节，讨论模式，抑或是抢答模式，比赛得分模式，提升学生参与度；课后增加随堂检测环节，加强知识点的渗透；期中以团队作业形式呈现，期末以开卷论述题为主。通过不断跟进，持续改进的教育评价，周而密始的布局整个实验室安全教育改革过程，最终有助于学生掌握基本常识，提升其道德意识及责任意识，进而达到三育人的教学目标。

图2 实验室安全教育课程的内容设置及课时比例

3.3 明确职责，强化安全管理制度建设

通过制度的确立，目的是灌输“预防为主”的实验室安全教育思想，从源头减少安全事故发生的可能性。设立四位一体的安全保障制度强力支撑管理制度的有效实施，打造实验室安全氛围，促进实验室安全可持续发展，构建和谐、稳定和健康的校园环境（见图3）。

图3 实验室管理制度体系结构

（1）建立安全准入制度。先从理论考试开始，在广大师生进入实验室前，要求新入职教职工及新生参加实验室安全教育考试，成绩达到90 分以上合格，建立实验室安全教育第一道防线，系统设置多次练习模块，学生可充分利用课余时间反复多次训练，学生操作时间相对自由，成效相对显著，并签署安全责任承诺书，增强师生学习实验室安全的意愿，强化师生主人翁意识，从源头抓安全，从细节正安全，从本质挺安全。

（2）制定实验室安全准则。每位学生初次使用仪器，必须由主讲教师培训，操作合格后方能使用该设备，设备的SOP 需挂在对应位置墙面上，方便及时查阅，同时该实验室危险源和校内重要场所联络人及联系方式需贴在门口显眼位置，每间实验室张贴安全准则及宣传标语；突出强调实验第一责任人主体地位，开展实验前，解析本实验的危险源，将风险评估部分写入实验预习报告中；实验过程中，管理好个人衣着、行为习惯，离开实验室前，一定检查水、电、气是否关闭，进而提升安全意识。牢记每一条，生命安全你我他，尊重它，敬畏它，不可逾越规则，为生命保驾护航。

（3）完善监督制度。同时设立校级、院级及实验室安全管理人员，依据《高校实验室安全检查项目表》，不定期进行实验室安全隐患排查，对不安全的人、物及环境给予风险评估，上传至实验室安全管理系统，督促大家及时纠正不安全的行为，增强实验室安全教育改革力度，使得安全教育模式从点滴做起。同时，从学校管理层面，逐步推进由学校综合实验中心牵头，人事处、国资处、保卫处及研究生院联合管控的安全管理模式，设置安全事故应急处理预案，备注实验室紧急情况联络人，将管理死角清理到位，确保安全到边到角。从基层教学科研团队出发，大力推进实验室安全自查自纠工作，定期自我检查反省，强化安全意识，牢固树立安全红线不可破的原则。

（4）设立奖励制度。实验室设置安全员角色，鼓励更多学生参与到实验室安全管理工作中来，全方位传递国家、省级及校级的政策法规，由简单的被管理者转变为教育者和宣传者，对在实验室安全教育工作中表现突出的同学，给予一定的奖金或奖分，如：入党申请优先考虑，学分加分制，安全教学竞赛奖金制；评选优秀安全管理实验室模范组，对在实验室安全管理工作中做出榜样的团体，在评优评奖方面给予一定倾向。

3.4 加强人员培训，构建多元化教育模式

师生通过信息平台、微信公众号等网络平台加强实验室安全学习，目的是通过网络学习加强学生安全意识。①线下途径可利用学校的宣传栏开设实验室安全学习园地板块，通过校园广播增加安全教育栏目，组织实验管理人员参加安全培训，基于多种渠道大力宣传安全教育；线上途径可通过制作网络学习课程，添加虚拟仿真技术，增加视觉冲击效果，促进学转安的教育氛围。②举办安全文化月主题活动，如开展安全培训与专题讲座、安全知识竞赛、实验室海报设计大赛、海报巡展等活动，对实验室安全管理突出的实验室进行表彰。③将实验室安全融入师生的日常学习、生活中，列入主题班会，辅导员在班会上让学生讨论对实验室安全的认识、意见或建议等。④研究型导师可以开设一些与实验室安全相关的项目课题、志愿服务等，鼓励学生积极参与。⑤鼓励有教学经验的教师总结课堂课程经验，编纂分类别的实验室安全教育书册，并建立试题库。⑥针对危险源较多的实验室，要求其制定MSDS技术册。⑦建立学校综合实验安全QQ群，鼓励实验室安全员教师为学生24 h答疑解难，充分发挥其领路人和带头人的作用。通过多元化的教育模式，将学生、教师和管理者紧紧地联系在一起，牢固树立“不忘初心、牢记使命”的安全责任意识，推动安全教育责任长效机制的进展，最终达到教育一学生、带动一家庭，影响全社会的终极教育目标。

3.5 加大经费投入，开展应急处置演练

加大实验室建设经费投入，增加实验室消防器材种类和数量，合理布局水、电、气等线路，充分利用社会资源改善教育模式，如邀请专业人士进行消防演练、急救基础知识讲解和学习，添加实验室安全教育新动态，发放安全教育学习手册；培训学生能熟练使用灭火器、灭火毯和其他消防设施，对实验室内的逃生路线有深刻的印象；在重点防护区域设置智能操作系统，直接连接管理人员手机设备，出现危险立刻启动校园报警装置，定位事故现场，方便管理人员启动应急预案。在实验室及走廊安装视频监控系统、火情传感器监测系统及楼宇语言播报系统，提高实验室信息化安全工作管理水平。针对不同实验室设立不同的应急预案，通过文字、视频及真实模拟情况，提升教育教学视觉效果，向师生传递安全教育理念，提高学生的应急处理能力及自我保护能力，得到改革的正反馈。加强安全队伍建设，配备专职安全人员，并通过培训交流等形式不断提高其素质和能力。

3.6 建立有效的安全评价与反馈机制

在实验室或者学院楼内设置民意调查箱，对学校和学院设置的实验室安全规定提出改善型的意见，同时组织学生采取线上和线下同步问卷调查，对一些合理化的意见及时反馈到管理部门，促进反馈—改进机制良性循环，最终建立一个安全的实验环境，逐步降低发生危险的风险，确保广大师生实验时平安顺利。建立实验室出入人员安全培训的电子档案，确保一人一证。定期开展实验室安全风险排查与评估，进行“安全管理先进实验室”和“先进个人”评选活动，对安全管理和建设表现良好的实验室和个人给予通报表彰和一定物质奖励；同时，对存在重大安全隐患的实验室进行整改通报，对限期未完成整改的予以通报批评和实验采购等权限限制，对发生安全事故的实验室进行资金惩罚并取消师生年度评奖评优资格。建立校级危化品、气体线上采购平台，严格审核入驻供应商的条件资质，对危化品实行信息化跟踪管理，一旦入库或消耗后通过系统进行登记，全方位掌控危化品的储量和状态信息。学校牵头负责易制毒药品试剂的统一采购，监督实验室设置易制毒专用药品柜，每个柜子定制两把锁由师生分开保管以协同监管和做好使用记录。

4 安全教育体系改革与实践的应用效果

近4 年来，按照“安全第一，预防为主”的指导方针学校积极推进实验室安全教育改革与实践的各项措施，并取得了显著成效。物理、化学、生命科学、质量技术与监督等学院分别建立了院级易制爆类危化品专用仓库，学校实验管理中心建立了危化品线上采购平台和线下扫码使用登记系统。学院和实验室里分别安排安全专员，学校实验中心成立了安全巡查督导小组，不定期进行全校实验室安全检查。师生对危化品管理和实验室安全的重视程度普遍得到提高，90%以上的学生能够按要求登记和使用危化品，经提醒后能做到100%。学校每半年对消防器材进行更新，在特殊实验室安排了不同种类的灭火器、灭火毯和消防沙袋等消防工具，对气瓶进行安全固定和分类管理，实验楼宇里安装了火警报警和视频监控装置。硬件的提升为营造安全环境提供了有利条件，近年来实验室未曾发生伤亡性危险事故。

学校每学期开设6～8 个“实验室安全教育”通识选修课，另外涉及危化品、辐射源、高压容器等实验的学院分别开设了“实验室安全教育”通识课，学校在实验室、电梯等场所张贴了安全守则、标语，学生进实验室前必须先接受安全培训学习并保证合格。通过调查，学生对安全知识的了解和掌握、对应急情况的处置经验及其自身安全意识得到了有效提高。建立安全培训电子档案15 689 张，组织安全知识测试210 场，通过“实验室安全教育”通识课的学生，安全知识测试初次通过率在90%以上。设立院级安全专员18 人，组织安全专员培训8 次，通报操作不当和轻微安全事故10起，表彰16 起，设立民意箱36 个，建立“平安福”安全联络微信群18 个，实验室安全监督、管理和反馈体系得到了有效完善。

5 结语

在“创新基地”里实施安全教育改革新模式，通过开设安全教育课程、明确管理责任制度、构建多元学习模式、加强硬件设施和反馈机制，依托新工科教育模式，将实验室安全教育落到实处。开展实验实践教学过程中，广大师生谨遵“安全重于泰山”的使命，防微杜渐，将实验室安全隐患扼杀在萌芽状态，最终从“要我安全”到“我要安全”教育理念的提升，使安全意识融入血液，深入骨髓，防患于未然，逐步实现浓郁的实验室安全文化氛围，建立必要的实验室安全教育体系。通过改革举措，为新工科的建设和发展提供有力支撑，促进师生明确实验室安全教育深远意义，为平安和谐校园建设贡献重要力量，实现教学科研实验室生态可持续健康发展。