高校工程材料实验安全教育改革及实验室开放安全管理探讨

李年莲 李芸 孟庆瑞 王玲

摘要：高校实验室是为教师、学生以及科研人员提供科研实验硬件设施的重要场所，实验室安全关系到实验研究的顺利进行和实验人员的生命财产安全。高校实验室安全状况的复杂性给实验室管理造成诸多困难。调研和总结了目前的实验教学和实验室管理情况，对高校实验教学、实验室安全管理现状和存在的问题进行综合分析，提出落实安全责任人、建立有效的安全管理体系的思路和方法。

关键词：实验室安全;实验教学;安全责任人;安全管理

工程材料是一门基础学科，被广泛应用于机械、化工、生物、医疗等领域。实验课程是锻炼学生动手能力的平台，材料学科实验室为这个平台提供了场所，可以良好地培养学生的实践能力和综合素质[1]。随着材料学科科学研究的推进及其在各行业的广泛应用，为了实现实验资源的有效利用，不同院校的實验室互相开放成为必然趋势。这一趋势必将给实验室管理带来协调困难、实验安全无法保证等一系列问题。因此，保障实验室工作开展的有效性和安全性尤为重要。

1 工程材料实验教学改革及安全探讨

1.1 实验教学现存的问题

随着高校教学、科研工作的推进，对实验设备能完成的测量项目和精度要求越来越高，在此基础上，对实验设备更新保养工作也提出了更高的要求，同时对使用人员操作设备的规范性提出了新要求。

1.1.1 实验课教师侧重理论教学，忽视了具体的操作细节

当前，实验课教学的主要目标是在规定的学时内完成授课内容及达标考核，不会特别强调对设备和试样的维护，导致设备的使用效果、使用寿命大打折扣[2]。比如实验课“铁碳合金平衡组织观察”，实验目的是观察铁碳合金在平衡状态下的显微组织特征，掌握铁碳合金成分、组织和性能的变化规律。实验中，有些学生操作不严谨，随意放置观察后的试样，用手接触或者直接倒扣在桌面，导致试样表面产生大量锈斑和划痕;由于没有预先强调显微镜的使用细节注意点，镜头因与试样表面发生撞击而碎裂。由此可见，实验课教师若只关注理论知识教学，会导致设备维护工作量的增加和经费的不必要消耗。

1.1.2 实验课授课过程中教师和学生的安全意识淡薄

在学生操作前，教师只讲安全思路框架，对实验与理论的重视程度不一，忽视了对安全细节的要求及把控，对学生安全意识的培养不足，容易埋下安全隐患[3]。比如钢的热处理实验过程中要接触高温高压设备，实验目的是了解碳钢的普通热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法，研究冷却条件与钢性能的关系，分析淬火及回火温度对钢性能的影响。学生根据实验原理操作，理论和实践充分融合，教师全程跟踪指导，再分组操作，指定负责人，同组学生共同解决问题，相互提醒实验细节和安全要领，既可以有效提高学生的能动性，又能增强学生的安全意识。

1.1.3 实验室安全管理责任不明确

任课老师在上实验课时，由实验员完成相应的课前准备工作，包括设备的维护和试样的准备。实验员在上课前和任课老师交待了设备使用的安全问题和注意点，但是仍然频繁出现设备问题，直接影响后续实验课的授课进度和质量。这充分暴露了实验教师不重视设备操作细节、不检查设备使用情况、对出现问题的设备未及时反馈等问题。该问题在使用硬度计的实验中尤为突出，硬度的测量需要很高的精度，不规范操作会影响设备的精度，导致测量不准确。当预载荷不能达到要求时，不检查问题的根源而强行进行预载，会导致设备加载行程精度越来越低，甚至出现弯曲变形，在很大程度上增加了维修成本，也影响了实践环节的成效。

1.2  深化教学课程改革，规范实验教学要求，重视专业实验教师培养

高校实验室的使用和维护是多主体共同参与的过程，良好的实验室安全管理应该是人治与法治的结合，所以单纯依靠实验室管理的各项规定远远不够，实验参与人员的管理更加重要。

切实强化相关人员的实验室安全管理意识、将实验室现有的安全管理制度抓实、抓细、抓到位，是解决实验室管理混乱问题的有效方法[4]。组织全员学习各类安全知识、开展安全事故案例教育，通过了解实验室安全事故造成的危害和损失，引起警惕并培养安全第一的意识。完善的安全教育是保障实验室安全的基础，如果没有较好的安全教育保障机制，安全教育过程难免流于形式，教育效果会大打折扣。认真做好实验室一人一档的安全建档工作，在教学评估、实验室工作评比、安全事故追责中均发挥了重要作用。

落实实验室责任制，纠正实验室安全是实验员全权负责制、授课老师只负责授课的错误认知。实验室作为多人员、多机构使用场所，针对实验课授课时间安排不当的问题，应采取授课教师与实验员同时在岗模式，通过实验员参与，辅助学生实际操作，既可以提高学生的独立操作能力，又可以降低错误操作导致设备无法正常使用的风险，保障所有的实验教学任务有序完成。

高校实验员从职业规划上偏向于传统授课老师，因此，该岗位人才容易流失[5]。要想提升实验室人才的工作积极性，关键是从源头提升实验室管理水平，增加实验教师的交流培训机会，重视实验室硬件设施的建设、维护。同时，加强对实验教师专业度的考核，促进实验老师对教学方式的深入思考[6]。围绕育人为主的理念，双管齐下，建立硬件、软件双一流的实验室教学环境。

2 科研实验室开放安全管理体系的探索与实践

近年来，随着高校对科研的重视程度提高和科学研究项目任务增多，进入实验室的人员越来越多，实验室安全管理面临更加复杂的局面和严峻挑战[7]。因此，科研实验室成了高校教师、研究生及高年级本科生主要的活跃场地，成了培养高层次人才、知识创新与技术创新的重要场所，是先进技术发展的硬件支撑地[8]。随着校企之间的合作越来越密切，实验室成为开展基础实验研究和高科技创新研究的重要平台，实验室的开放趋于日常，实验室安全管理在实验室管理工作中的难度也越来越大。

2.1 实验室开放使用安全意识薄弱

材料科学研究类的实验难免用到一些危险化学品，例如工业酒精、丙酮以及强酸强碱等腐蚀性强的化学试剂。由于此类试剂受国家严格管控，购买手续比较复杂，一些老师为了减少麻烦、方便自己自由使用，私自存放此类化学试剂，也没有用专用的试剂柜，致使普通仪器柜遭到严重腐蚀，对环境也造成了不好的影响，埋下了巨大的安全隐患[9-10]。另外，由于科研导师对学生的安全教育、实验要求和细节处理强调不到位，学生不按照规定对使用后的废液进行处理，不仅污染环境，还存在潜在的危险，严重时可能引发安全事故。

2.2 完善实验室安全责任制度，采用终身责任制

实验室开放使用的大型仪器设备由于价格昂贵、维护复杂，需由2～3人同时管理。申请使用此类设备的教师应接受相应培训，合格后方可获取申请权限，培训工作可由设备管理人员负责。当使用人员在系统里预约设备时，需得到设备管理人员的同意，方可完成预约[11]。这样不仅有助于设备管理人员掌握设备动态，还能进一步为设备使用人员提供服务。如果培训教师不能完全放心，也可以现场监督直到当事人能熟练操作再离开，降低设备操作中的人为损坏率，在系统中申请也有利于找到上一个使用设备的责任人，能及时发现问题。若是人为原因，由负责培训的教师和操作失误的教师共同承担责任，有利于强化相关人员的责任感、降低维护成本、缩短设备维修时间，大大提高了设备的使用率。

2.3 建立完善的实验室安全监控管理系统以及应急预案

加强实验室安全管理智能预警系统和实验室安全综合监控督察机制的建设，在实验室入口处安装门禁，需一卡通和人臉识别同时验证进入，有大型科研设备的实验室需要单独设置门禁。使用网络化教学系统课程，包括实验室安全、危化品安全等模块的学习，标准化考试系统通过测试者方可在系统里激活一卡通，自行使用基础实验室，大大提高了学生开展基础实验的灵活性。若出现操作不当，现场发现问题的，取消其进入实验室的一卡通权限，必须重新培训，通过考核后方可再次进入[12]，促使实验室使用人员提高对实验室安全的重视程度。发生问题时的应急预案应遵循“以人为本、预防为主、常备不懈”的方针，结合实验设备安全管理特点制定。实验室安全管理智能预警系统采用了综合可视化预警平台、人脸识别、危险区域行为预警、动态监控等先进技术，对操作过程实时监控，防患于未然，遇到问题也可以及时处理，将可能发生的安全事故消灭在萌芽状态。

3 结语

实验室安全、实验教学质量是实验室管理的核心，应落实“以人为本、安全第一”的管理理念。高校越来越重视实验室管理工作，这是一项长期、细致、复杂的工作，不仅要考虑人为因素，还要升级相关硬件水平。安全和发展相辅相成，有安全才有发展，高校实验室管理应紧跟时代步伐，改变墨守成规的现象，持续革新理念，加强实验室专业人才培养，保障高质量的实验教学成果。

[参考文献]

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

[2]李丁，曹沛，王萍，等.高校实验室安全管理体系构建的探索与实践[J].实验室研究与探索，2014（3）：274-277.

[3]彭雪，薛友林.高校实验室安全管理现状分析与对策[J].当代教育实践与教学研究，2020（3）：112-113.

[4]蔡惠华.高校实验室安全管理体系建设与研究[J].中国现代教育装备，2020（17）：30-32.

[5]王杰.高校实验室安全管理体系探索[J].实验室研究与探索，2016（8）：148-151.

[6]史天贵，郭宏伟，姚朋君，等.高校实验室安全责任体系建设与实践[J].实验室技术与管理，2020（1）：13-16.

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[10]查国清，徐亚妮，秦夷飞.高校实验室安全管理体系存在的问题及对策建议[J].实验室技术与管理，2020（10）：270-277.

[11]于川茗，田晶，李海霞.基于独特性的大型仪器实验室安全管理体系研究[J].实验室技术与管理，2019（12）：260-263.

[12]孔滨，颜世田，车冠春.高校实验室安全管理体系的探索与实践[J].中国现代教育装备，2019（21）：41-46.