物理开放实验室安全规范管理探究

刘嘉滨， 潘 葳， 王宇兴， 沈学浩

（上海交通大学物理与天文学院，上海 200240）

0 引 言

我国已经把拔尖人才培养提升到国家重大战略需求的高度。拔尖人才培养工作历经40 余年的探索，在政策导向层面和高校实践层面都取得重要的经验借鉴［1］。开放实验室作为学科发展、交叉、融合的物质基础和平台［2］，为物理学基础学科拔尖学生构建异质化课程体系提供了实践场所。在“拔尖计划2.0”下，开放实验室对培养学生实践智能、创新思维及工匠精神有着重要作用。

开放实验室安全管理是实验室建设与管理的重要组成部分。近年来，物理实验教学中心以中央高校改善基本办学条件专项为载体，教学实验室及开放实验室的实验教学软硬件条件都有很大改善，为物理实验课程教学改革提供了有力支撑和保障。随之保证实验室规范运行的安全管理变得更为重要。

开放实验室安全规范管理不仅保障实验室人财物的安全，保证实验教学顺利开展，对学校和社会的安定有着重要作用，而且在探索拔尖人才培养视角下，对更好地支撑实验教学质量提升与拔尖人才成长的有效平台构建，也起到了至关重要的作用［3］，将成为实验室工作的重要研究课题。

1 开放实验室管理现状

国外开放实验室已经形成较为成熟和规范的管理机制［4-5］，国内开放实验室是经过各高校不断探索、改革和实践，在实验教学培养创新性、复合型、高素质人才方面形成基本共识的核心载体［6-7］。

开放实验室内涵和功能，其可以分为实验时间、实验内容及实验对象的开放［8-9］。在“三开放”功能中，中心对实验时间的开放采取固定与预约相结合，与实验课程体系和创新实验项目相适配，如李政道班物理学实验教学，自主性及探究性实验研究，在教学周内固定开放；各类大学生物理实验（创新）竞赛项目，师生可根据实验研究需要，预约所需开放实验室。在开放实验室内，中心对实验内容的开放主要以普通物理实验研究为主，对涉及大精实验仪器使用及重大危险源的实验研究则需要借用专门实验室进行，并且须由专门教师负责培训、指导和监管。中心开放实验室主要面对本科低年级学生开放，负责完成实验课程教学中综合性、设计性及探究性实验项目，完成参加大学生物理竞赛类及学校各类创新实验项目的研究。

对开放实验室安全管理通常会借鉴普通教学实验室的安全管理机制。而实验室的开放旨在教学资源最佳配置与利用下，多维度地培养拔尖人才。在具体应用中，普通教学实验室安全管理模式已不能满足及适应开放实验室安全管理要求，因此需要探索开放实验室安全规范管理模式。

2 开放实验室安全管理分析

2.1 开放实验室的特点

开放后的实验室相对于普通教学实验室，形成诸多不固定性特点，如图1 所示。

图1 开放实验室不固定性特点

（1）学生实验人数不固定。普通教学实验室按照实验教学要求，需要满足16 人/次实验安排，而开放实验室根据实验研究项目的数量及实验组人员组成的规模变得不固定。

（2）学生实验学时不固定。普通教学实验室根据实验教学学时要求，需要满足3 学时或4 学时/次实验安排，而在开放实验室，学生实际所占用的实验学时要远远超过规定学时。

（3）实验仪器设备不固定。普通教学实验室进行的是相同实验教学内容，实验仪器设备配置是统一的，而在开放实验室同时进行的实验内容是不相同，因此实验仪器设备存在多样化。

（4）学生进入实验室频次不固定。对于普通教学实验室，学生通常要求在规定的学时内完成实验内容，因此进入实验室的次数基本有限。而开放实验室学生可根据实验进程和要求，多次进入实验室。

（5）实验操作空间不固定。在普通教学实验室内，学生通常在固定实验平台进行实验操作。在开放实验室学生根据实验内容的需要、实验手段的变化而变换实验场地。

（6）实验潜在危险源不固定。在普通教学实验室，实验内容与实验方法相对固定，存在潜在危险源也比较明确。开放实验室，随着实验内容、仪器及手段等变化，而使得实验过程中潜在危险源变得不固定。

2.2 开放实验室安全管理面临挑战

开放实验室，其实验教学模式的改变使得实验室的性质、面对的学生群体以及实验室管理等相比普通教学实验室发生了重大变化，给开放实验室安全管理带来一定困难，主要表现如下，如图2 所示。

图2 开放实验室安全管理面临挑战

（1）实验室安全管理制度。开放实验室的安全管理制度不是简单地移植普通教学实验室的安全管理制度。相对于普通教学实验室实验内容相同、实验仪器统一、实验平台固定等特点，开放实验室鼓励学生实验探究，因而实验仪器与实验空间会随实验内容与实验方法的变化而变化，也使开放实验室潜在危险源种类和数量发生变化。因此需要设计适应开放实验室运行的安全操作手册、实验室安全准入等安全管理制度。

（2）实验室环境管理。开放实验室环境需要在有限的实验室空间内再构建。大学物理实验主要围绕力、热、光、电磁等领域开展实验研究，单个普通教学实验室多集中于某个知识领域设计实验内容。在开放实验室内将会围绕多个知识领域开展设计性或研究性实验，且会存在不同类型的实验内容同时进行。因此需要科学地布局开放实验室的实验空间，要将有相互影响或冲突的实验项目进行划分，确保每个实验项目有适当的实验空间，保障实验的安全性。

（3）实验室安全资源管理。开放实验室安全资源需要重新整合与优化。实验室安全资源可以分为硬件与软件资源，其中硬件资源包括实验室安全设施，如防护目镜、安全手套、常规急救药箱等；软件资源包括实验室安全教育及培训资料等。实验参与者既是安全实验的主体，也是安全实验的客体。在实验过程中，实验参与者是最活跃的因素，也在实验事故中扮演主导因素。因此，开放实验室安全资源管理在“安全实验、预防为主”原则下，必须增强实验参与者对实验安全价值取向与行为准则的意识。

3 开放实验室安全规范管理探索

3.1 安全规范管理建设原则

现代教学倡导以学生为中心，开放实验室安全规范管理建设需要采取“以学生为主体，以教师为引导”的管理理念，围绕学生自主学习与资源整合能力、创新等综合素质培养，构建和完善开放实验室的教学环境［10］。

物理教学实验室安全规范管理需要遵循时代性、科学性、特色性及可操作性原则［11］，而开放实验室宗旨是服务于实验教学，因此上述原则也适应于开放实验室安全规范管理建设（见图3）。同时结合开放实验室特点，安全规范管理建设还需要坚持相容性原则。在相容性原则下，开放实验室安全规范管理建设的内容既要与已存在的管理规范保持统一性与连贯性，又要能适应自身运行规律，从而使得实验教学中心安全规范管理更具有整体性。

图3 开放实验室安全规范管理建设原则

实验室是学生的实践场所，开放实验室以学生为主体，以高质量高要求的实践活动培养高素质人才为宗旨，因此安全规范管理还需要坚持和发挥劳动育人原则。劳动既有综合的育人价值，又具有独特的育人价值，劳动教育是培养担当民族复兴大任时代新人的必然要求和必经之路［12-13］。在安全规范管理过程中要引导学生参与劳动实践锻炼，提高劳动知识技能同时树立积极劳动价值观。

3.2 安全规范管理建设

针对开放后的实验室所面临挑战，实验室安全规范化管理具体建设须从制度规范、环境规范及安全资源规范等方面进行。

在开放实验室“三开放”功能中，针对实验室内人财物制定规范化管理制度，明晰进入实验室相关人员的职责，设定仪器设备使用规程等，做到人与物的安全，进而保障开放实验室运行稳定。

在开放实验室有限空间内，实验室环境规范管理既要做到每个实验项目拥有适当的实验空间，还要关注不同实验项目之间存在的潜在影响或冲突，要做到物理上隔离。

实验室安全资源管理应从软件资源与硬件资源建设进行。软件资源建设主要涉及实验室安全教育与培训，实验室安全文化等；硬件资源建设包括实验仪器设备安全防护设施，实验人员安全防护用品及实验室环境所需消防急救等物品配备。

4 开放实验室安全规范管理实践

如图4 可见，从制度管理、环境管理及安全资源管理3 个方面对开放实验室安全规范管理进行建设。

这就是五四时期在儿童文学翻译中存在的两种主要翻译原则。但究其根本，这两种翻译原则都是以儿童为翻译目的。所以译者以儿童为中心，着重考虑译本的语言和风格能否符合儿童这一特殊群体的需要。

图4 开放实验室安全规范管理内容

4.1 完善安全管理制度

安全管理制度是实验室安全管理的基础［14］，可以让实验室安全工作管理者和执行者在工作中有章可循，让实验师生在实验教学中有规可依。

（1）建立开放实验室工作参考手册，提高实验教学效率和实验教学质量。参考手册包括了组织体系与工作职责，安全管理，教育，检查等内容制度，让进入实验室师生快速适应开放实验室环境，熟悉实验室安全实验要求，并指导与约束各类实验人员职责和行为。

（2）完善开放实验室安全操作规程，加强引导实验人员安全操作行为规范的实施。结合物理学科实验特色，基本安全操作规程包括常规用电、用水、化学品安全使用等。专项安全操作规程则有小型机械加工、高/低温实验、中低输出激光、高压设备及电磁使用安全规范等。而具有高危险源的实验操作，必须要进入专门实验室，并依照相应操作规程执行。

（3）健全开放实验室基本安全管理制度，通过对实验过程中人的不安全行为和物的不安全状态的控制，实现安全管理目标。建立日常安全检查与清洁整理制度，做好实验室危险源辨识，及时发现安全隐患，及时进行整改并做好相应记录。鼓励与引导学生参与实验室清洁整理工作；建立安全教育与培训制度，根据实验教学制定和设计安全教育培训的内容与计划，并随实验变化及时更新与补充；通过实验室技术安全管理、物理特色实验安全管理及突发事件应急预案等实施，做好开放实验室基本安全管理。

（4）制定和完善开放实验室工作守则与安全守则，防止实验室事故发生。守则是进入开放实验室人员共同遵守的行为准则和道德规范，从实验教学全过程确保人财物的安全，让学生养成守纪律的实验习惯和良好的实验作风。

4.2 规范实验室环境管理

实验室环境管理与实验室的持续发展、本质安全及实验教学质量提升等有着密切关系［15］。在创新人才培养体系下，物理开放实验室将不再是面向单一类型实验项目及实验群体，在实验室有效空间范围内，需要合理布局、利用与管理实验室环境。

（1）实验室清理是环境管理的基础。通过清理工作，理清实验室所有物品及物品状态，可以将不需要的物品按照学校规定进行清除，腾出必要的实验室空间，减少实验室物的不安全因素。对于存在问题或不能使用的仪器设备要及时维修维护或申请报废。对于不属于实验室物品、较长时间不用的仪器要及时归还或入库处理。实验室清理工作要必须定期进行，从而保证实验室环境持续良好。

（2）对实验室空间再布局与环境改造。考虑开放实验室会同时开展不同类型的实验项目，因此需要进行必要的实验空间布局和改造，①保障实验项目基本用电用水的安全，即仪器设备用电安全、拖线板不落地、用水实验周围环境清洁等；②保障实验项目有合理实验空间和实验间距，以减少实验操作由于空间限制造成的安全隐患；③减少或杜绝实验项目之间存在的相互影响，合理布局电磁实验、激光实验及化学品实验等。

（3）健全与改造实验室消防通道和急救设施。实验室为了节约空间，常常会无意识挤占必需的消防通道区域，因此在安全管理中对实验室进出口附近张贴警示地贴，提醒师生在该区域内禁止摆放实验仪器设备及叠放包装纸箱。开放实验室内师生需进行简单的配件加工与改造，所以在开放实验室置放急救药箱，配备基础医药器械如创可贴、纱布、绑带等，并定期进行检查、更换和补充。

（4）完善实验室安全使用信息与告警信息。在开放实验室进口处，定期检查与更新实验室安全信息，标注本实验室危险源、实验室管理员信息等，让进入实验室的师生提前了解。对实验室重点设备、小型机械设备、化学品、潜在危险源处以及安全用水用电等张贴安全标识与警示标贴，增强实验人员在实验全过程的安全意识。同时在实验台面及实验室墙面设置温馨的安全提示信息与标语，构建实验室安全文化环境。

4.3 安全资源规范管理

开放实验室安全资源作为实验教学资源的重要组成部分，安全资源规范管理对实验教学顺利开展具有保障作用。

硬件安全资源具体包括人的防护、物的防护及环境保护资源。

实验室内部署必需的个人安全防护用品，如小型机械加工所需的护目镜、护目屏、头盔、激光实验所需的防护镜，以及实验中需要的防尘口罩与高/低温防护手套等，帮助实验者免受伤害或者减轻事故伤害。

确保实验仪器设备运行状态正常，并根据需要配备相应的安全防护设施，避免安全伤害事故的发生，如小型机械加工设备要防止实验者身体或手部受到伤害，运动物件要防止飞溅或飞落伤人，以及防止激光伤害等。要求正确使用防护用品和防护设施，避免随意或错误使用防护用品和设施而造成伤害。

实验室同时部署必要的灭火毯、消防桶等消防设施，预防火灾发生。

实验室设置废物与废液收集区域，放置收集桶与收集盒，标志明显，并根据学校及学院要求及时处理。杜绝实验室废物乱丢，废液倒入下水道等现象出现，保障实验室环境安全与人身安全。

软件安全资源主要涉及开放实验室安全教育与培训资料设计与完善。实验室安全教育是保障实验室安全的首要环节和关键措施［16］。针对开放实验室实验教学与运行情况设计安全教育与培训资料，并充分利用多媒体技术进行建设，利用“好大学在线”慕课平台与线下实验课程讲解相结合。安全资源包括了视频资源、基础安全技能培训、专项安全技能培训及开放实验室相关规章制度与安全操作规范等。围绕实验室安全教育与培训，设计了安全知识练习题库，提高与检查学生安全学习与培训成效。安全知识练习题库根据实验教学内容的创新与实验方法改进，实验仪器的更新迭代以及实验条件的改善，及时补充与完善，并与实验室安全准入联动。

4.4 实验实践安全有序

开放实验室规范化运行管理有力保障每年8 000多人时实验教学有序完成，包含自主创新类实验研究，学术与实验创新竞赛活动等，做到零安全实验事故发生。①学生进入开放实验室前要接受安全教育与培训，了解实验室基本安全管理制度、工作与安全守则等，学习和掌握实验室基本与专项安全知识，并参加安全知识练习与考试。②学生进入开放实验室后要了解实验室布局与安全环境情况，通过工作参考手册、安全操作规程等资料合理规范地开展实验研究与操作，保证实验过程中人、物与环境的安全。③学生离开开放实验室需做好实验整理与收尾工作，确保实验室水、电、门窗等关闭，实验设备仪器处于关闭与安全状态。如果实验研究未结束，要做好必要的标志与标识工作，杜绝误操作和事故发生。

开放实验室规范化运行管理通过多种方式有力增强本科低年级学生的实验安全意识和实验安全行为，为他们以后进入专业实验室学习和研究提供了重要的基础和保障。通过安全教育与培训提高学生安全意识，让学生了解开放实验室常见安全隐患及应对策略。通过工作参考手册、安全操作规程等让学生熟悉实验室环境，了解实验室风险源与类型，在科学规范实验中掌握安全操作技能，并且养成良好的实验习惯，确保自身安全。通过对实验整理与实验室清洁工作让学生建立实验责任感，认识到自己的行为可能会影响到他人安全，做到实验室安全，人人有责。同时，开放实验室规范化运行管理也为普通教学实验室进行拓展性实验提供借鉴，涉及软硬件安全资源配置、安全操作规则设计、实验空间布局与环境改造等。

5 结 语

物理学是以实验为基础的学科，在物理学基础学科拔尖人才培养过程中，开放实验室将成为一种趋势，实验室安全规范管理为拔尖人才培养体系的建立，提供有力支撑和保障。开放实验室安全规范管理，既继承普通教学实验室安全管理机制，又具有自身运行特点，因此可以从制度、环境、设备、行为及技术规范等方面，构建开放实验室安全规范管理模式。随着实验教学内容的创新，技术的迭代，方法的改进，条件的改善，开放实验室安全规范管理也随之不断完善与创新，切实保障和适应实验教学安全需要。