新时代背景下化学实验室安全课程建设

余 涛，任 佳，梁 勇，戚洪彬，廉海荣

（中国地质大学（北京）a.数理学院；b.实验室与设备管理处，北京 100083）

0 引言

高校实验室是培育人才、科学研究、实验实践等活动的重要基地，是创建一流大学和一流学科的必要条件，也是安全防护的重点部位［1-2］。高校通常重视教学、科研工作，而忽视实验室安全管理。进入实验室的学生安全意识淡薄，对安全事故的警惕性不高，没有真正重视实验室安全的重要性，缺乏安全技能，安全意识淡薄［3-4］。特别是化学实验室，涉及易燃易爆、易制毒等管制类危险化学品以及各类酸碱腐蚀性化学品，其安全问题尤其突出。化学实验室是研究生学习工作的主要场所，化学实验室安全教育与培训，具有长期性、系统性等特点，迫切需要建设科学化、规范化的教育教学内容，形成先进安全教育理念［5-7］。因此构建高校化学实验室安全教育体系、探索以人为本的安全教育模式、建设面向研究生的化学实验室安全课程，具有十分重要的意义［8-10］。本文较为系统地介绍了化学实验室安全课程的建设，对于构建新时代背景下的安全教育体系具有重要意义。

1 开设实验室安全课程的必要性

1.1 高校实验室安全现状

实验室是高校开展教学和科研的重要场所，每年大量的基础课程实验课、大学生创新创业、毕业论文、科研实验项目等都需要使用实验室［11-12］。普通高校实验室安全现状问卷调查结果显示存在如下问题：实验室培训浮于表面，实验室安全知识普及不足，实验室安全防护措施覆盖不全，应急处置措施未能落实，实验室废液和废弃物处理不够规范，实验室试剂尤其是危化品管理存在盲区，实验室操作不够规范［13］。近些年来，从硬件和软件层面，基础教学实验室的管理逐渐规范，但科研实验室的管理难点和痛点不断涌现。随着高校“双一流”建设，科研实验室的投入迅速增加，人员流动增大，近年来实验室安全事故频频发生，对生命和财产安全造成严重威胁［14-17］。

1.2 高校实验室安全工作的迫切需求

近年来，特别是2015 年“8.12 天津港特大爆炸事故”发生后，教育部科技司每年都组织开展高校科研实验室安全检查，集中全国长期在实验室安全一线工作的管理与技术专家，逐年修订完善《高校实验室安全检查表》，对实验室安全管理中的方方面面提出了指导意见和具体要求［18］。2021 年12 月，教育部办公厅发出《关于开展高校实验室安全专项行动的通知》（教科信厅函［2021］38 号），要求进一步做好高校实验室安全工作，维护师生生命安全，保障校园安全稳定。文件指出要强化实验室安全教育体系建设，明确要求将实验室安全教育纳入学生的培养环节，同时按不同学科、不同专业的特点，设置相关课程。因此，针对化学学科的特点，面对当前科研实验室管理的难点和高校实验室安全工作的迫切需求，及时开设实验室安全课程很有必要。

2 新时代背景下化学实验室安全课程建设实践

2.1 课程总体设计

在日常管理中学校十分注重对学生的安全教育与培训，构建较为完善的实验室安全体系，包含有新生入学安全教育、实验室准入考试、安全文化宣传月、安全实际演练等［19-20］。目前面向本科生开设的实验室安全类课程主要在材料科学与工程学院、工程学院，分别是“材料实验与实践安全”（24 学时）、“实验与实践安全教育”（24 学时，其中实践4 学时）和“危险化学品与化工安全”（32 学时）。材料科学与工程学院为材料类研究生开设的课程为“实验安全学”（16 学时）、数理学院为化学类研究生开设的课程为“化学实验室安全”（16 学时），这些课程有力地支撑了学校实验室安全体系建设。在新时代背景下，研究生的培养机制正在创新与改革，“化学实验室安全”课程的总体设计，必须面向实际需求［9］。我校面向本科生的部分实验室安全课程，主要为专业实践教学服务，如“材料实验与实践安全”主要为材料类本科生开设，“危险化学品与化工安全”为安全工程专业本科生开设，这些课程内容偏向理论，实践性和应用性稍缺乏。“化学实验室安全”课程的设计思路围绕教育部《高等学校实验室安全检查表》的核心内容展开，在有限的学时内，加强实验室安全实践环节，让即将走进实验室开展实验的学生身临其境，感同身受地参与课程学习，同时将所学所思所获带入自己的科研实验，从而筑牢化学实验室安全管理工作的防线，夯实科研实验室安全管理的基础（见图1）。

2.2 教学内容及教学安排

确定化学实验室安全课程教学内容时，参考借鉴开设化学实验室安全课程的国内外大学的教学内容设置及教学安排，如清华大学、北京化工大学、中国地质大学（武汉）、厦门大学、北京大学、美国哥伦比亚大学等，并根据化学类研究生的特点，以及国内高校实验室安全工作的需求制定了教学大纲，详细教学内容和教学安排见表1。课程教学内容的设计，既注重专业性，如讲授专业的安全理论知识和技术；又讲究趣味性，引入清华大学“实验室安全密码”等二维动画安全宣传片、自创“蓝猫讲安全”等实验室安全油画作品（见图2）。全面加强对学生安全意识、安全技能、安全文化的培养，授人以渔，从而获得终身受益的化学实验室安全防护知识及技术，切实应用于实验室工作。与此同时，结合时代发展需要，课程中融入思政要素，如“科学精神”“责任担当”“健康生活”等，培养全面发展的社会主义建设者和接班人。

图2 《蓝猫讲安全》系列实验室安全油画

2.3 教学方式与方法创新

化学实验室安全课程理论部分主要介绍实验室安全相关法律、法规、标准和指南、消防安全、用电安全、危险化学品安全等内容。在理论教学过程中，紧密穿插与课程相对应的实践内容，包括消防安全教育、危险化学品分类、废弃物的处理、实验室常用仪器的安全操作、实验室事故的应急处理方法等。由于面向的对象主要是研究生一年级新生，他们在本科阶段或多或少都接受过实验室安全的培训，如何让他们能通过本课程的学习，不打折扣地获得相关知识，教学方式与方法的创新尤为重要。课程教学方式采取创新措施如下：

（1）开展现场教学。在化学实验室现场教学，让即将走进实验室工作与学习的每一位学生，提前感受实验室氛围，逐渐形成安全意识。实验室现场还有很多安全防护装备，如防护眼镜、洗眼器、应急药品箱、消防面罩、灭火器等，这是随时可以取用的教具，特别是这些安全防护用品的存放位置和标识。让学生第一次进实验室，就在心里扎下“安全是为了我”的种子，熟悉使用安全防护装备。在理论教学的同时，能无缝地开展实践教学，情景交融、相得益彰［见图3（a）、（b）］。

图3 化学实验室安全课程教学情景

（2）改进教学方式。如开展讨论式教学：通过对实验室安全存在隐患问题的讨论，加深学生对安全隐患风险的理解，增强学生的主动学习能力和对问题的判断能力；学生分组式教学：由学生自由组合，根据事先选择的教学专题到讲台上讲解对该专题的理解并回答其他同学的提问［见图3（c）］。教学中将学校实验室安全管理方面的相关规章制度、管理信息系统纳入教学专题，让学生既是实验室安全管理工作的参与者，更是管理者。通过课程学习，知道实验室安全管理工作如何做？怎样做？同时提高责任意识，明确权限范围，彻底解决科研实验室管理上最后一堵墙的问题。

（3）创新教学方法。在课程最后的实验室安全实践环节，设计了2 个内容：①让学生参观安全管理规范的实验室；②学生逐条对照《高等学校实验室安全检查项目表》，实地检查自己即将进入工作的实验室，给出安全隐患检查结果。学生小组讨论和汇报，教师点评［见图3（d）］。这样的方式，既能让学生充分发挥主观能动性，发现实验室存在的问题，更重要的是让他们进入实验室后知道消除隐患，“防患于未然”，这才是实验室安全管理中的较高层次。

2.4 创新与探索考核方式

开设化学实验室安全课程的目的是使学生掌握实验室危险化学品安全、消防安全、用电安全、实验事故的防范与应急处理、实验室安全管理等，提高学生实验室安全意识与处理安全事故的应急能力。结合新时代背景下课程改革与发展的要求，对于学生考核方式进行了创新与探索。根据课堂表现（占50%）和结课报告（占50%）综合考核，其中课堂表现包括出勤率（10%）、日常小组讨论中的表现（20%）、实验室安全实践环节中的表现（20%）等。与此同时，学生对结课报告的表现形式进行了创新探索，没有采取传统的书面报告的形式，而是用当前流行的微视频方式。要求学生在课堂教学结束1 周内，以分组方式（每组不超过3 人）提交主题为“实验室安全”的微视频，上传到学习通平台，由学生和老师共同评议打分（见表2）。这一方式取得了很好的效果，多姿多彩地展示了学生视角中的“实验室安全”（见图4），也让实验室安全意识在他们心中生根发芽，从而真正做到“我要安全、我会安全”。优秀的视频作品在学校实验室安全月等宣传活动中展示播放。

表2 化学实验室安全课程结课报告（微视频）评议打分表

图4 学生提交的部分结课报告（微视频）截图

2.5 课程教学效果

化学实验室安全课程建设是否成功，课程教学效果至关重要。采用问卷调查、一对一调研、实践考核等方式，对化学实验室安全课程进行了三方面的评价：课程思政有效性评价、学生知识点掌握程度评价、学生实验室安全技能评价。

化学实验室安全课程教学评价结果，图5 表明：①课程思政效果很好，大部分知识点的课程思政有效率达90%以上，其中危化品安全和化学实验室废弃物处理中导入的思政要素有效率达100%，很好地引导学生肩负起安全责任与担当，树立了学生环保与健康的价值观。②学生对于危险化学品安全、消防安全、电气与设备安全、化学实验操作安全、化学实验室事故应急处理和化学实验室废弃物的处理6 大方面的知识点掌握有很大提升。在本课程学习之前，掌握电气设备和消防安全的知识略多一些，对于事故应急处理的知识较为欠缺，且实践极少。通过该课程的学习，知识点的掌握程度都很大程度地得到提高。③学生实验室安全技能得到提高，课程考核得分平均为90 分，实践环节也表明学生较为系统地掌握了化学实验室安全实用技能。

图5 化学实验室安全课程教学评价

综上，化学实验室安全课程教学效果显著，得到了师生的好评。学校正在向全校推广课程教学的相关经验，加强化学类实验室研究生的安全教育力度。

3 结语

我校一直高度关注实验室安全管理工作，从“人防、技防、物防”等方面做了大量工作，形成了较好的实验室安全氛围。新时代背景下，建设研究生化学实验室安全课程是当前高校实验室安全管理工作的切实需要，也是进一步落实“人防”这一实验室安全管理根本基础的重要措施。通过课程建设，全面加强对学生安全意识、安全技能、安全文化的培养，授人以渔，从而获得终身受益的安全知识及技能。同时，结合时代发展需要，课程中融入思政要素，如“科学精神”“责任担当”“健康生活”等，为党育人为国育才。研究生化学实验室安全课程的建设为打通实验室安全管理的最后一道墙，构筑实验室安全管理的基础防线，展现了较好的效果。未来的工作中，将加强开发身临其境的Virtual Reality（VR）＋Augmented Reality（AR）虚拟平台，加强专业训练。同时结合学校已建成的“1 中心5 模块”实验室安全管理平台，进一步拓展化学实验室安全课程的建设。

致谢：龙梅创作了《蓝猫讲安全》系列实验室安全宣传油画，朱久娟、范寒寒、冯嘉靖、张秀丽、赵增迎、梁树平等参与了课程建设，特此致谢。