将安全习惯根植于化学实验教学活动

丁云桥，杜登学，谭秀红

（齐鲁工业大学〔山东省科学院〕 a.化学与化工学院；b.教务处，山东 济南 250353）

21世纪，高校人才素质培养目标集中于创新思维和创新意识的提高。实验教学是高校教学的重要环节，是提高学生实践能力和创新能力最基本的途径。高校自然科学类实验中，化学化工类实验存在较高的风险，尽管安全教育是化学实验课堂的重点内容，但还是有一些校园实验安全事故发生。高校是实验安全意识较强且安全管理相对严格谨慎的地方，事故尚且时有发生，其他涉及化学化工生产的工矿企业更是面临着诸多安全问题。据报道，2021年2月26日16时19分，湖北仙隆化工股份有限公司复工复产期间，非法生产甲基硫化物发生爆炸，造成4人死亡、4人受伤；2月27日23时10分，吉林化纤股份有限公司长丝八车间部分排风机因停电停止运行，导致该车间三楼回酸高位罐酸液中逸出的硫化氢无法经排风管道排出，从高位罐顶部敞口处逸出的气体扩散至楼梯间，大量聚集的硫化氢达到致死浓度，造成5人死亡、8人受伤，直接经济损失约829万元。惨痛的教训，警示着每一个人。

目前，大部分从事化学教育的教师，抑或是工矿企业从事化学化工行业的职员，其实验技能、安全意识和责任感都基于学生时期受到的系统训练。然而，现实说明，安全教育的实施与实施效果并不等效。安全意识或许人人具备，但安全责任和安全习惯却未必人人邃晓与坚守。大学化学实验的安全问题涉及多方面，每一方面疏忽大意都可能导致安全隐患。根据安全问题的来源［1］，本文从实验安全防护、实验安全管理和实验安全教育三个方面进行讨论。

一、安全防护

火灾与爆炸是实验室常见的恶性事故。因此，消防设施配备是否齐备是衡量化学实验室是否达标的首要标志。化学实验楼应该有发生火灾时供消防人员灭火与救援使用的消防电梯。一个合格的化学实验室，室内应安装火灾自动报警系统、室内/外固定消火栓、紧急冲淋洗设备等设施。进行化学实验时，刺激性且有毒的气体产生不可避免，通风系统是否良好、气体报警装置是否正常与灵敏也是考量实验室建设的重要指标。化学实验室有各种仪器设备，实验室电路安置是否合理、用电是否安全、用电是否能负载实验设备的正常运行、是否安装强有力的线路保护监控装置等是实验室安全的基本保障。吉林化纤股份有限公司“2·27”中毒事故就是由于重要安全设备缺失，未设置固定式有毒气体报警装置、事故通风系统、全线DCS集散式自动控制系统和双回路电源供电设备，未配备应急器材等诸多原因造成的。

二、安全管理

化学实验室安全管理包括实验设备与材料的管理及人的管理。化学实验仪器设备很多，如基础化学实验使用的水浴锅、电子天平等常规仪器，玻璃仪器、专业或综合实验用的特殊仪器（高压仪器、低温仪器、高温仪器）等。根据说明和规范使用各种仪器不仅能得到可靠的实验数据，更能保证实验安全。仪器使用一段时间后需要检查校准，比如，对高温高压设备，要检查温控压控是否良好，发现问题及时报修；需接地线的设备（比如电动搅拌器），要检查是否连接地线；检查电器设备的清洁干燥、防潮防腐状况，电机轴承的润滑情况等。

实验室化学品繁多，性质各异，可按固液、酸碱、氧化还原、普通类与危险类等分类。不同类化学品的存放对环境（温度、湿度等）有不同的要求，要严格遵照法律法规及标准管理和使用化学药品，不得大意马虎。2013年的复旦投毒案，与剧毒化学品（N-二甲基亚硝胺）的管理不善不无关系。

目前，大部分仪器设备与化学品为人工管理。从事实验安全管理工作或实验安全工作相关人员必须具有学校或相应机构的相关专业培训经历。然而，安全责任与安全习惯却未必人人铭记于心。吉林化纤股份有限公司的“2·27”中毒事件就是相关部门和工作人员风险防范与管控意识缺失，安全意识淡薄，事故应急处置不力，未及时制定现场处置方案的恶果。实验室人员必须遵守实验室规章制度，履行工作人员岗位责任，对实验室存在的不安全因素，要及时向有关部门反映，立即整改。实验室的新进人员，要进行严格的岗前培训。安全教育和培训绝不能走过场，强调安全责任并养成安全习惯才是秉要执本。在提高实验室建设和管理水平方面，可以借鉴新加坡国立大学的相关做法［2］。随着网络和信息技术的突飞猛进，现代化实验室安全管理已经走向数字化和智能化，借助专业的实验室管理系统，大大提升实验安全管理效率是未来实验安全管理的趋势。

三、安全教育

近年来频发的各种化学安全事故，严重影响了人民的生命财产安全。高校是传播安全文化和实施安全教育的第一场所［3］。大部分高校能满足安全知识的传授要求，但安全习惯的养成需要积习渐靡，这为化学实验教学带来挑战和思考。下面以“无机化学实验”为主，讨论如何将安全习惯根植于教学活动。

（一）利用第一堂化学实验课唤醒学生的安全意识

“无机化学实验”是化学化工背景类大一新生的第一门实验课。经调查，为数不少的学生在高中阶段缺少实验室实际操作经历。为照顾零化学实验基础的学生，第一堂实验课重点讲授实验教材的第一章《化学实验基本常识》［4］，其中包括四节内容：化学实验目的与要求、化学实验的学习方法、学生实验守则、实验室安全知识。第三、四节是本次课堂的重点，强调化学实验安全规则与纪律，比如，进实验室必须着装规范，不准散发，不准穿拖鞋、凉鞋；不准佩戴繁缀的首饰；不准穿裙装与短裤；实验室内禁食禁烟禁喧哗；禁止乱动不熟悉的仪器和不明药品；禁止混用化学药品，不准使用无标签或标签不明的试剂或药品等。在向学生介绍用电安全常识时，指明实验内的用电设置、电闸开关位置等；对学生进行消防安全教育，向学生介绍实验室内及走廊安置的常见消防设施及其使用方法，识别各类消防安全标志（可以征求实验中心或学院支持，在实验课开课前给大一新生进行防火防爆、灭火撤离及应急施救的专业讲座）；告知学生实验安全责任人的姓名与常用联系方式。利用大一新生对知识的好奇和渴望及对待学习的认真心态，比较容易将实验安全意识渗入给学生，迅速提高学生安全素质，消除安全隐患，为后续的科研活动打下良好的安全基础。为了让学生更全面系统地了解安全知识和规范，可充分利用线上的优质安全教育资源，比如，将济南大学张为民老师团队制作的“化学实验室安全知识基础”在线课程作为主要参考资料，让学生利用线下时间充分地深入学习。

除了爆炸和火灾，化学实验活动中还潜藏着划、割伤，烫、灼伤，皮肤被化学试剂或药品腐蚀等人身伤害危险，让学生提前了解一些安全急救常识，对于减轻实验中可能受到的意外伤害非常必要。以下应急方案，学生必须牢记：（1）划、割伤：小伤口应及时挤出污血，用消毒镊子取出划伤物（玻璃或瓷片），用蒸馏水清洗伤口，涂上碘酒或红汞水，用纱布包扎；大伤口要及时止血，送医院治疗。（2）烫、灼伤：轻伤需涂烫伤膏，重伤迅速送医院治疗。若是被酸、碱、溴液等试剂灼伤，先用大量清水冲洗，酸灼伤用饱和碳酸氢钠洗，碱灼伤用1%醋酸洗，最后用水冲洗，涂上药用凡士林。冲洗要及时、彻底、反复多次。对发生烧伤的人员，在创面没有和皮肤黏附的情况下，应迅速脱去患者衣服，用流动清水冲洗降温，用清洁布覆盖创伤面，不要把水疱弄破，避免创面污染。头、面部烧伤时，注意眼、耳、鼻、口腔的清洗。当实验中发生冻伤时，应迅速用恒温（38～40 ℃）热水浸泡复温，使其温度提高至接近正常，对冻伤的部位进行轻柔按摩时，不要将伤处皮肤擦破，以免感染。（3）若酸碱液溅入眼中，先用大量清水冲洗，酸液再用1%碳酸氢钠冲洗，碱液再用1%硼酸冲洗，最后用清水冲洗；若是溴液溅入眼中，按酸液溅入眼中急救处理。重伤者经上述初步处理后应迅速送医院治疗。（4）倾注或使用易燃易爆品时，要避开明火，如果不慎将易燃易爆品倾倒在实验台或地面，应立即断开周围的加热源，用抹布将液体吸干。（5）如果实验者不慎发生触电事故，迅速切断电源。若无法切断电源，要用干木条或绝缘橡皮手套等材料将触电者迅速拉离电源，转移至安全场所，解开衣服，帮其全身放松舒展。联系（校）医院，抓紧处理。如果触电者处于休克状态，要立即施行人工呼吸和心脏按压复苏。

（二）充分利用每一堂实验课强调安全行为，培养安全习惯

首堂实验课给学生立下的实验规矩和行为规范，在后续的实验课应该加深巩固。每一节实验课都有不同的实验内容和新操作，用到不同的实验仪器和设备，都有需要注意的安全事项。为保证实验课效率，实验课要强调实验预习。安全知识的预习设计主要包括两部分：第一，充分了解实验原理和每一个实验步骤，了解反应潜在的危险及应对的防护措施；第二，弄清实验涉及的每种化学药品的特性、使用和保存，以及所用仪器设备的安全使用方法等。在预习过程中，让学生独立思考与本节实验有关的实验安全事项。实验课的执行有预习检查、实验讲解、实验活动及实验卫生四个基本环节。在实验预习检查中，以提问的方式在课堂抽查本节实验安全知识，将结果计入平时成绩。其中，抽查提问不合格者，要求其缓做甚至禁止实验。对回答不全面的内容，教师必须在实验讲解中进行补充强调。将微课引入实验教学，嵌入包括实验目的、实验原理、实验操作的视频，并播放实验安全隐患可能导致事故的模拟视频。例如，碱金属和碱土金属性质实验有较大的危险性，其中用到的钠和钾都是非常活泼的金属，一不小心就能引起火灾。在微课嵌入的网络视频中，有将钠扔入水中的“壮观”场景，其直观的视觉效果能对学生起到震慑作用，促使学生在实验过程中谨慎小心。

让学生养成实验前检查仪器设备的习惯，若有缺损，及时向指导教师或实验员汇报，进行补发或调整。在实验进行中，指导教师要密切注意每个学生的实验操作和实验行为，对不符合规范的应予以及时纠正。

实验结束后，个人负责整理自己的实验台，认真检查水、电安全问题，经教师允许后方可离开。班长安排值日生，负责公共卫生清理与安全检查。

（三）在实验考核中增加安全知识内容成绩的权重

理论教导与纪律强调对安全意识的形成很有效，但实验习惯的养成不是一蹴而就的。由此，利用学生普遍对学习成绩比较看重的心理，将对实验安全的考查列入实验成绩的考核中。实验考核成绩由实验预习成绩、课堂表现成绩和实验报告成绩三部分组成，权重分别为30%、30%、40%。如上所述，实验预习考查通过课堂随机抽查提问的方式进行，每一节实验课涉及的安全问题都会提问到，根据答案的正确率给出成绩。对于实验课上不符合或违反实验安全规范的行为，多次纠正不改者，扣除成绩。实验预习成绩和课堂表现成绩占总成绩的60%，这意味着不注意安全实验规范，实验成绩不会优秀，屡次纠正不改者，实验总成绩有不及格的可能。如此规定，无非是让学生强制自律，进而慢慢将安全习惯融入行为，将安全隐患降至最低。

高校实验室是创新型人才培养的重要平台。为了适应新时代高素质化学人才的培养，鼓励本科生参与科研，化学实验模式朝着复杂化、多维化发展，实验环境因开放而变得复杂。探究性实验活动的丰富无疑增加了实验风险，使得安全习惯的养成更加重要。大部分实验事故是由粗心大意误操作导致，但实验事故造成的后果轻则打击实验者的探索积极性，造成身心伤害，重则危及生命财产安全。近几年，鉴于频发的校园化学实验安全事故，各大高校都在积极推进实验安全教育的系统化、规范化和制度化建设，事实证明，该策略行之有效。作为个人，教师的实验行为和安全习惯无疑深刻影响着学生的安全行为和习惯，以身作则、言传身教、身正为范才能起到立竿见影的教育效果。