中学生物实验安全现状分析

崔文静，秦瑞坪，2

（1.伊犁师范大学 生物与地理科学学院，新疆 伊宁 835000；2.伊犁师范大学 资源与生态研究所，新疆 伊宁 835000）

实验是生物科学研究的必要手段，实验安全是实验过程中必须重视的问题[1]。实验所用仪器、药品稍有不当就会产生安全隐患[1-3]。实验室安全事故造成的损失重大，类似事件的发生已引起众多学生及家长的重视。根据相关报道，对2015—2021年实验室安全事故、近9年中小学及高校实验室安全事故作出统计，结果分别如图1、图2所示。由图1、图2可知：2015—2019年均有实验室安全事故发生，其中，2015—2017年出现下降趋势，但2019年后事故发生次数再次增加；高校的事故发生次数远多于中小学。实验室安全事故的主要类型为火灾和爆炸，其中，爆炸事故所占比例最大。面对如此惨重的损失，必须要吸取教训，严格要求相关人员，从刚接触实验的中学生开始，严格规范实验操作步骤，培养实验素养，为学生步入高校深造打好基础。消除安全隐患的关键在于师生具备高度的安全隐患防范意识，能够意识到隐患所在，并从根本上解决。因此，加强中学生物实验安全防范势在必行。本研究以人教版教材高中生物必修一第一章第一节“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”为例，对中学生物实验现状进行分析，并提出相关改进措施[1-2]。

图1 2015—2021年实验室安全事故次数统计

图2 近9年中小学及高校实验室安全事故次数

1 实验过程中存在的问题

以本节实验为例，要求学生掌握某些化学试剂的性质并且综合运用，通过运用化学试剂与生物组织中相关化合物的特定颜色反应验证化合物的存在。在验证过程中，不仅会用到相关试剂，还有加热、制作装片等实验处理，借此分析实验过程中存在的问题。

1.1 学生实验准备不到位

丰富、全面的知识储备是进行实验的基础，也是快速、准确完成实验的关键。然而，中学生普遍存在预习重点不准确甚至不预习的现象，导致学生在进行实验时，因为科学知识不过关、不熟悉实验步骤，无法做到规范操作，不加以防范，所以酿成安全事故。

以还原糖的鉴定为例，在实验过程中，配制好斐林试剂后要立即使用，要使用酒精灯对试管中滴加了斐林试剂的样品进行水浴加热。在使用酒精灯的过程中存在一定的安全隐患，酒精灯里加入的酒精不能超过酒精灯容量的2/3；在点燃酒精灯时，切忌用酒精灯引燃；在水浴加热过程中，学生要注意试管的加热情况以及试管的位置，要用试管夹夹住试管，且不能让试管底部与容器底部接触，试管口不能朝向自己[1-2]；实验结束时，要用灯帽盖灭酒精灯，不可用嘴吹灭酒精灯。很多学生对以上注意事项防范不到位，不清楚酒精灯的正确使用方法以及进行水浴加热时可能存在的安全隐患。以上情况如若操作不规范，就会引发爆炸、燃烧等安全事故，造成不必要的人员伤亡和经济损失。

1.2 学生缺乏实验安全意识

要想减少实验安全事故，学生要有强烈的实验安全意识[4-5]。相对于大学生而言，中学生正处于对事物的探索期，有更强的好奇心，与此同时，他们的实验安全意识也相对淡薄。初次接触实验的中学生对一切事物都充满好奇心和求知欲，在没有指导老师的情况下，会随意碰触化学药品和实验器材，稍有不慎就会出现被药品侵蚀、被器材误伤等情况，对学生的安全造成极大危害。例如在做脂肪鉴定实验的过程中，教师选取花生为实验材料，有些学生出于好奇，错以为可以随便食用进而出现误食的现象，导致被细菌感染，出现身体不适等情况[2]。

1.3 学生缺乏良好的应急能力

实验课程要求学生不仅要具备过硬的动手操作能力，还要具备良好的应急能力。在实验过程中，面对突发情况，要能及时做出反应并妥善处理，以免酿成大祸。例如中学生物实验“物质鉴定”会用到斐林试剂、双缩脲试剂、苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液。在这些试剂的使用过程中，当试剂瓶被意外打翻，试剂进入眼睛等重要部位时，学生很少能够做到良好的应急处理，无法沉着冷静地应对突发情况，心理素质较差，错过降低伤害的黄金时间。另外，当用酒精灯进行水浴加热意外引燃易燃物品时，学生因平时未加以培训、缺少实训经验，不能及时用灭火器等进行灭火，酿成火灾等安全事故。

1.4 教师的安全教育不到位

中学学生基数大，实验课堂上学生较多、不易管理，很难将实验室安全教育传达到位。中学教师因实验室有限以及课程安排紧凑，易忽视实验教学的重要性，很少开展实验安全教育课。因此，学生的实验安全意识不强。实验教师数量少，不能确保学生都能熟悉实验室药品及器材的正确使用方法和注意事项；没有定期向学生开展实验安全态度、安全知识、实验室器材规范使用相关课程。另外，大多数教师更重视理论教学，忽视了实验教学。因此，在教学过程中，出现准备不充分、课前没能及时排查实验室水电安全隐患等问题，未能及时将实验室的规章制度告知学生，导致学生做实验时散漫、不够警惕[2]。安全教育工作不到位，实验室安全隐患问题得不到解决，就可能发生安全事故，造成惨剧。

1.5 实验室安全防范不到位

目前，很多地区的中学存在学生数量多但实验室数量较少且设备投资不足的问题。很多中学会将实验室分配给多个学科教学共用，容易出现药品混杂的问题。个别药品的密封性不够，导致有害气体挥发到空气中，这就要求实验室有良好的换气系统[6]。此外，教师没有对实验室安全相关问题进行整理归纳，相关规定没有张贴提醒，实验室缺乏行之有效的规章制度，学生在实验室没有纪律、没有规矩，不能规范自己的行为，不利于教师的管理[5]。实验室是进行实验操作的地方，是极易发生危险的地方，但大部分实验室的水电通路未能按时检修，相关实验器材没有及时更换调整，未能从根本上杜绝安全隐患；实验室内不具备完善的废气、废液处理系统，实验结束后的废气、废液未能妥善处理，在很大程度上增加了对实验室环境的污染。

1.6 教师的实验操作不规范

2019年9月，常州一科学老师在向学生演示实验时，因操作不规范产生闪燃，引发安全事故。这表明，部分实验教师的实验操作不规范，未经专业培训，在实验操作过程中未加注意，也会引发事故。中学生物实验相对于其他科学实验更加烦琐，这就要求教师具备更高的实验素养和实验操作能力。但是很多中学仍然存在实验教师不经培训、操作技能不到位就直接上岗的现象，需要立即整改，既是对教师自身的安全负责，也是对学生的生命安全负责。

2 实验安全相关改进措施

2.1 夯实学生的实验相关知识基础

教师在课堂上进行理论教学时，可将相关实验内容结合理论向学生普及，增强学生的记忆。学生在理论学习过程中，可以对实验内容进行模拟操作，提高对实验的熟悉度。学生在实验课程之前要预习，熟悉实验操作过程，掌握基本的实验操作技能。预习后，学生要对自己不理解、不清楚的问题查阅资料或向老师请教，为实验操作做好铺垫。在实验操作之前，学生要熟悉本节实验所需实验器材的使用方法以及注意事项，规范使用实验仪器。以“物质的鉴定”实验为例，学生在实验操作之前，要能正确区分不同的试剂，熟练掌握鉴定的物质与所需试剂的对应关系，杜绝药剂乱用、错用的现象；实验中还涉及斐林试剂以及双缩脲试剂的制备，学生要熟知相关药品的化学性质，如氢氧化钠的强腐蚀性。另外，要了解实验过程中可能出现的问题，防患于未然。课余时间，学生可以了解实验室出现的事故案例，增强安全意识、警醒自己，从根本上杜绝类似事故的发生。

2.2 增强学生的实验安全意识

教师可通过搜集近期发生的实验室爆炸事故案例对学生进行科普，让学生意识到危险就在身边，必须高度警惕，增强安全防范意识和自我安全保护意识。更要注意的是，要让学生真正了解实验室药品的危害性。在中学生物实验中，“观察DNA、RNA在细胞中的分布”“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”“低温诱导植物染色体数目变化”等实验都涉及浓盐酸等强酸的使用，若使用不当，则会对学生的安全造成威胁。对此，可通过相关视频向学生展示被强酸强碱性药品侵蚀的后果，达到增强学生实验安全意识的目的。对于易燃易爆炸的药品，如酒精等，也要向学生普及使用规范。对学生进行安全教育，增设相关的规章制度，不允许学生将与实验无关的物品带进实验室，尤其不能随便食用带进实验室的食品，严禁食用实验材料。在实验过程中，学生要按要求滴加药品，必要时要在老师的指导下滴加。实验结束后，要确保实验室断水断电[1]。

2.3 定期组织学生开展应急培训

快速应变能力可以将事故造成的损失降到最低。学生要想具备良好的应急能力，首先要具备良好的心理素质，面对危险能够做到临危不乱。学校可采取相应的措施定期对学生进行培训，如开展实验室消防演练，模拟操作实验室事故发生时学生可采取的自救和互救措施，通过演练增加学生的经验，使其在真正面对危险时能够下意识地做出正确的反应。此外，要培训学生的急救能力，使其具备基本的自救能力。当学生在实验过程中不慎被强酸强碱等腐蚀性药品侵蚀皮肤时，首先要用清水进行冲洗，稀释药品浓度，并及时就医。在实验过程中，学生必须时刻保持意识清醒，不可以有丝毫懈怠，面对事故的发生能够第一时间应变。

2.4 提高对教师的工作要求

教师是学生实验过程中的重要负责人和监督者，所以实验课程对教师有极高的职业要求。学校要按照规定对教师进行培训，增强教师的安全意识并要求教师定期对学生进行安全教育。教师可充分利用现代教育技术，通过制作微视频等形式向学生提前展示实验操作过程。以“植物的呼吸作用”实验为例，此实验需要用点燃的蜡烛验证植物的呼吸作用是否消耗氧气，而燃烧的蜡烛在使用过程中存在一定的安全隐患，若未按实验步骤及相关注意事项操作，就会增加意外发生的概率。对此，教师可制作本节实验的微视频，完成模拟实验，加深学生对该实验的了解，进而减少实验过程中的失误。也可通过此方式对实验室事故造成的后果进行模拟展示，让学生真正意识到事故的危险性。教师在实验室可以实行值班制，每天对实验室的设施以及水电进行排查和检修，排除所有安全隐患。在实验过程中，教师要严格履行监督人的职责，确保学生的人身安全，保证实验安全顺利开展。教师更要熟悉实验室消防器材、紧急喷淋装置以及洗眼器等物品的存放位置，当意外发生安全事故时，能够第一时间加以处理，避免酿成惨剧。特殊岗位、特殊设备的管理员必须要通过相应的培训，持证上岗。要强化教师的应急能力和制定应急预案的能力，实验前，教师要告知学生相应的应急预案。

2.5 完善实验室的设施设备

面对中学学生基数大的问题，学校可以扩大实验室规模或实行小班教学，增加实验课课时，避免大量学生同时做实验造成的拥挤现象。学校要根据实际情况健全实验室相关规章制度，规范师生的实验操作行为。同时，要及时更换实验室中陈旧老化的设备，以免发生电路老化、漏电、短路等情况。实验室的药品要分类放置并保证标签完整未被损坏，对于标签损坏的药品要第一时间进行整理[5]。对于有腐蚀性的药品要有必要的安全提示，防止学生乱碰乱用。为了给学生提供良好的实验环境，实验室要划分操作区和污染区，实验结束后的废液在污染区进行处理。

3 结语

要想保证实验室安全，实验者、实验指导老师以及良好的实验环境缺一不可。要想减少甚至杜绝实验安全事故，必须要从以上3个方面进行整改，既要要求学生和教师有规范操作能力，又要保障实验环境足够安全，不可有客观的安全问题存在。通过上述规范，在一定程度上降低实验室安全事故的发生概率，同时为后期实验教学奠定良好的基础。加强中学生的实验操作训练，要求中学生掌握基础实验知识，培养中学生的探索实验精神，为后期科研人员的培养铺垫基石，这一目标也符合国家和政府加强培养优秀人才的政策要求。