以环境友好为核心的药学实验安全教学设计

吴 迪,秦 琳,吴发明,谢 健,谭道鹏

(遵义医科大学药学院国家级实验教学示范中心, 遵义 563000; △通讯作者)

实验教学是我国高等教育中理论联系实际的重要实践教学环节,对于培养学生独立工作能力、团队协作能力、创新精神以及综合素质具有重要作用[1,2]。随着社会科技的发展,实验教学本身也需要不断发展,吸收融合新理念、新方法、新手段,才能培养学生与时俱进的创新能力。生态文明思想蕴含了以人为本、和谐共生、责任担当等价值理念,为高等教育实验教学改革提供了重要的价值遵循。因此,将生态文明融入我校的药学实践课程中,培养学生在实验过程中的绿色发展理念及环境友好实践信念对药学实验室安全及其重要[3,4]。绿色发展是生态文明发展中最有前途的领域,代表了当今科技和产业变革的方向。因此,将绿色引入实验教学中来,融合地方药学本科生的培养目标,构建环境友好的绿色药学实验安全教学课程,是建设人与自然和谐发展的当代高校实验教学的一种重要手段,也是近年来实验教学改革的一个重要研究内容[5-7]。

我校药学专业本科生在学习药学专业课程之前,需要完成药学相关的基础课程,包括无机药学、有机药学、物理药学以及分析药学。在此阶段的学习过程中,实验教学的教学内容按照各门学科理论教学的各个知识点进行验证型实践。因此实验内容多样,导致药学实验过程中涉及的药学试剂品类繁多且理化性质各异,这一现状导致了药学实验室更高的试剂危险性。同时,药学实验装置和设备种类多,参与实验培训的学生人数众多,人员流动性大,导致药学实验室的管理和使用更加复杂。此外,药学实验过程中产生的“三废”多,包括易燃的有机试剂、具有强腐蚀性的无机强酸、具有毒性的健康危害物质以及有毒有害的气体等。这不仅对从事实验教学的教师和学生身体造成伤害,同时也对环境造成大量污染。相比其他实验室,药学实验室存在更大的安全隐患。因此,在满足药学相关基础课程教学目的的前提下,我校实验教学示范中心在实验教学过程中引入绿色药学实验理念,在开发节约药学药品资源、减少“三废”生成的实验项目的基础上,设计以环境友好为核心的药学实验室安全课程教学,以期培养学生的绿色实验意识,增强学生的实验环境安全意识,在实验过程中减少或防止实验污染,实现药学实验教学的环境友好化。

1 “互联网+”模式的药学实验安全课程设计

近年来,高校实验室频发实验安全事故,造成严重的经济损失、环境污染及人员伤害。因此,高校需要提高实验室的安全建设,增强药学本科生的安全实验意识及能力。基于此,我们采用“互联网+”模式的教学方式,将碎片化的实验室安全知识整理为4大模块,设计了以环境友好为核心的药学实验室安全课程体系。学生可以通过网络教学平台及手机APP,随时随地自主获取实验室安全知识点。在具体形式上,我们在原有的药学实验安全实验教学的基础上,通过网络平台与学生共享知识,虚拟安全事故场景指导学生小组学习紧急应急措施及实验室常见人身伤害的处理措施等内容,并在虚拟平台上完成爆炸物、危险气溶胶、急性毒性物质及易制毒品的一般使用操作及存储等内容,使教学体系更加丰富、立体,同时避免真实易燃易爆品、易制毒品的使用,实现药学实验安全课程的环境友好且保障了师生的安全。此外,“互联网+”的教学模式可以让学生自主使用互联网完成问题讨论及课后练习。同时,教师也能够实时了解学生对知识点的掌握情况[8,9]。

2 以环境友好为核心的药学实验室安全实验内容

围绕培养学生在药学实验过程中的环保理念这一核心问题,我们设计了药学实验室基本安全规范、药学实验室安全操作及紧急事故应急处理方法、危险药学品的危险特征及储存以及实验室危险废弃物的处理四个实验环节。具体实验内容涉及药学实验室消防设计、安全装备及安全标识;常见药学实验的操作、常见药学设备的操作、常见药学实验伤害事故类型和紧急处理方法;危险药学品的分类、性质及储存原则;实验废弃物的分类、危害及处置原则。通过模块化的学习,药学生系统培养实验安全观念及绿色实验意识。四个模块实验的目的、教学内容和教学方法如下。

2.1 药学实验室基本安全规范

实验目的:学生应掌握药学实验室消防安全、药学实验室安全装备和实验室安全标识;熟悉实验室学生守则;了解药学实验室安全设计原则。教学内容:包括学习药学实验室消防安全,如燃烧与爆炸的特点、实验室火灾的特点与分类、火灾预防措施和火险扑救、消防设施与消防器材的使用与维护、实验室防火与安全疏散措施;示范正确的实验室安全装备穿戴,包括眼部防护,手部防护以及防护服;识别药学实验室安全标识,如常用禁止标识、警告标识、指令标识等。教学方法:通过虚拟安全事故场景,学生学习实验室火灾的紧急应急措施,结合实验室现场消防设施以及实验室安全装备,充分认识实验室安全的重要性。教师结合互联网安全标识图片和实验室墙上的安全标识进行分类讲解安全标识,并让学生课后绘制实验室安全标识,使其学会安全标识的设置要求及正确识别。

2.2 药学实验室安全操作及紧急事故应急处理方法

实验目的:学生应掌握常见药学实验操作及仪器操作;熟悉实验室常见伤害事故类型及紧急应急方法;了解心肺复苏术。教学内容:包括常见药学实验操作,如常规固体(氯化钠,氢氧化钠)、液体(乙醇,蒸馏水)的取用,特殊危险固体(金属钠)及液体(浓硫酸)的取用;常见简单仪器的操作,如常规玻璃仪器(漏斗、温度计)、可加热仪器(蒸发皿、试管、坩埚)、计量仪器(量筒、容量瓶、滴定管)、常见药学设备(旋转蒸发仪、低温冷凝液循环泵、压片机、崩解仪、紫外可见分光光度仪等)以及高压高速设备(气瓶、高压灭菌锅、离心机、马弗炉等);实验室常见伤害事故类型及紧急应急措施,如吸入有毒气体及其应急处理、皮肤沾染毒物及其应急处理、眼睛接触毒物及其应急处理等。教学方法:教师通过虚拟平台学习危险固体及液体的取用、高压高速设备错误使用导致的实验室危险、常见伤口包扎方法及心肺复苏术,结合实验室现场教学常用药学仪器及设备的操作。学生现场配制生理盐水及0.01 M的氢氧化钠溶液,相互模拟外伤的简单包扎及确定实验室喷淋装置的位置及使用,以掌握实验室的安全操作及紧急事故处理方法。

2.3 危险药学品的危险特征及储存

实验目的:学生应掌握危险药学品的分类及储存原则;熟悉实验室常见氧化性物质和过氧化物;了解易制毒药学品的安全存储及领用。教学内容:包括危险药学品的危险特征及储存,如爆炸物、危险气体、易燃物质、健康危害物质、环境污染物、易制毒药学品,高锰酸钾、硝酸、双氧水等实验室常见氧化物质的储存特征,《易制毒药学品管理条例》及易制毒药学品的购买、储存及领用要求。教学方法:学生通过互联网学习危险药学品的运输、储存特征。教师使用手机APP指导学生对危险药学品进行连线分类及储存,并结合现场教学高锰酸钾、硝酸、双氧水的储存地点及储存特征,让学生充分掌握实验室危险药学品的分类、危险特性及储存方法。

2.4 实验室危险废弃物的处理

实验目的:学生应掌握实验室废弃物的分类及处置原则;熟悉危险废弃物的危害;了解本校实验室危险废弃物的处理流程。教学内容:包括实验室废弃物的分类、毒性及处置原则,如废气、废液及固体废弃物对人体健康及环境的危害以及对废弃物实施区别对待、分类处置、集中处置及无害化处置的原则;《国家危险废弃物名录》及《中华人民共和国固体废弃物污染防治法》,实验室“三废”的危害;遵义医科大学废弃物标签的填写。教学方法:学生通过互联网平台学习实验室废弃物造成的人体健康及环境危害,教师使用手机APP指导学生对废气收集装置的搭建,现场教学指导学生学习本校实验室废弃物的分类、收集、统一处理的流程,并现场填写遵义医科大学废弃物标签,收集“实验二”中产生的废液并进行减毒处理,培养学生实验过程中的环保意识及回收理念。

3 药学实验室安全实验体系的实施

我校药学实验室安全课程已经实施开展3年,培养药学本科生700余人次。相较于以往的实验室安全课程,新的药学实验室安全课程对教学内容进行模块化区分,利用互联网及手机APP实施“互联网+”的教学模式。学生在虚拟平台可以完成危险药学品的分类、存储、操作、紧急处理等相关知识的学习,并利用APP模拟操作危险药学品的使用操作流程。同时,授课教师在实验室现场教学实验室常见危险化学品的使用及储存,实验室废弃物的收集及处理,让学生在线上线下都能充分地学习到实验室安全及绿色实验室相关知识,并学会在实验过程中保护自我、保护他人、保护环境的方式方法。根据药学实验室安全课程实施以来的学情调查,95%的学生能够在手机APP的考试及实验室操作考核中合格,80%的学生认为自己获得了很好的学习体验,增强了绿色药学实验意识及环境保护信念,72%的学生认为药学实验室安全实验的学习方式对今后的专业课程学习有帮助。2021-2023学年,参加药学实验室安全课程的部分学生获批省级大学生创新创业训练项目3项,获批遵义医科大学校级创新创业训练项目6项。

在目前深化高等教育改革中,培养本科生的核心素养已经成为一个根本性的人才培养目标。绿色是发展的基础色。我校结合生态文明建设,开设基础型药学实验安全实验教学,为学生提供一个“互联网+”的学习平台,调动学生的积极主动性和自主创造性,激发学生在实验过程中的环保意识,为药学实验安全的教学教育打下绿色的基调,培养学生在实验的设计、操作、回收、应用过程中的绿色核心思想。绿色教育对于药学本科生从自然科学角度深刻理解环境友好型实验存在的物质基础及其意义的各方面和全过程具有重要意义。