多位一體的高校實驗室HSE教育新模式研究

董華青，孫嫣霞，豐 楓

（1.浙江工業大學 實驗室與資產管理處，浙江 杭州 310014；2.浙江工業大學 采購中心，浙江 杭州 310014）

2023 年2 月8 日，教育部辦公廳印發的關于《高等學校實驗室安全規范》的通知（教科信廳函〔2023〕5 號）指出高校實驗室安全工作應堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，實現規范化、常態化管理體制，重點落實安全責任體系、管理制度、教育培訓、安全準入、條件保障，以及危險化學品等危險源的安全管理內容。黨的二十大報告也提出：“建立大安全大應急框架，完善公共安全體系，推動公共安全治理模式向事前預防轉型”。 實驗室安全不僅直接關系到學校的正常運轉、師生的心理生理健康，還與學校的科研水平、辦學質量等密切相關，是衡量一流大學和一流學科的重要指標。而要做好高校實驗室安全管理向預防轉型，就要將安全管理工作重心前置，強化教育環節，培養全體師生實驗室安全意識和安全應急能力。安全教育是實驗室安全問題的重中之重，然而目前我國的實驗室安全教育基礎相對較為薄弱，還存在例如缺少有效的教學手段、成體系的課程設置，存在安全教育教學效果不顯著、教育評價和管理不到位等問題。對于高校實驗室的安全來說，主要問題還是在于對實驗的人員的安全知識教育的欠缺，導致實驗室安全預防范圍不夠全面、防護力度不足、有效時間較短。因此，提高高校實驗室安全教育水平，增加實驗人員的安全知識，提高其安全防護技能、安全責任意識和安全素養是非常有必要的。因此為了更好開展實驗室安全教育，實現實驗室安全的長治久安，需要探索實驗室安全教育新模式。

一、HSE管理體系及其理念的引入

第一，HSE 管理體系的基本概述。HSE 管理體系是集健康（Health）、安全（Safety）和環境（Environment）三位一體的管理體系，是一種先進的系統化、規范化、科學化、制度化的管理方法［1］，其核心理念在于風險防控，即通過事前識別與評價，確定活動的存在的潛在危害性及后果的嚴重性，進而實施相應的防范手段和控制措施以降低或預防風險和事故的發生，以減少人員傷亡、財產損失和環境污染［2］。HSE管理體系包含七個關鍵要素［3］：其一是領導承諾方針目標；其二是組織機構、職責；其三是資源和文件管理；其四是風險評價和隱患治理；五是規劃（策劃）；六是實施和檢測；七是審核和評審（圖1）。

圖1 HSE管理體系七個關鍵要素

第二，HSE 理念體系的安全教育意義。HSE管理體系的核心內容為：風險防控、規范性管理、系統性、全員參與、持續改進。將其核心理念與高校實驗室安全教育結合，可以對其核心理念重新解讀。其一是風險防控，要強調安全教育的目的與意義，培養安全意識，做到提前預知風險，主動實施防控；其二是規范性、系統性，促進實驗室安全教育體系的規范化建設，從教學資源、教學內容及教學方法三方面進行系統性改進，推動安全教育課程的高質量發展；其三是全員參與，通過“線上仿真”與“線下演練”的教育模式結合，提升學生主動學習的興趣，加深對于實驗室安全知識的理解，掌握相應的安全技能，做到對安全知識內化于心外化于行，推動建立全員育人、全程育人、全方位育人的“三全育人”安全教育體系；其四是持續改進，對學習情況進行跟蹤，通過教學效果的實時反饋，持續改進教學內容、方法等，最終實現對安全教育的閉環管理。由此可見構建基于HSE理念的高校實驗室安全教育體系，有助于高校實驗室安全教育向更有效、更全面、更深入人心的方向發展。

二、目前高校實驗室安全教育需求

安全是教育事業發展、學生成長成才的底線要求。在黨的二十大報告中，“安全”一詞成為了高頻詞匯，與黨的十九大報告相比，“安全”一詞出現頻率從55次增加到91次，可見黨中央愈發重視安全問題。然而，對于高校實驗室來說，其研究工作本身具有探索性和不確定性，且存在實驗類型多樣、過程分散、人員流動快特點，因此容易發生安全事故［4］。據統計每年我國高校發生的實驗室安全事故就有上百例［5］。因此，高校實驗室安全管理亟待改進。

第一，安全教育目標不明確，理論指導學習不夠。我國高校實驗室安全教育目前缺乏清晰的培訓目標，且很少從人才培養的角度定位目標。這導致大多數實驗室安全教育缺乏規范的教育方案，存在教育內容不全面、不系統、不專業、不實用等一系列問題。理論指導不足而導致學生對實驗室存在的潛在風險缺乏正確的認識，尚未意識到實驗室安全教育的重大意義，對安全教育課程的學習浮于表面，應付了事，對安全教育的理解也大多局限于消防等基本的安全知識［6］。因此，大部分學生雖然經過安全教育課程學習，通過了實驗室安全培訓，但依舊不具備有處理實際的安全問題的能力。

第二，教學內容結構化不足，頂層設計缺乏。我國高校的安全教育課程大多比較零散，很少將安全教育納入常規教學體系，缺乏對于實驗室安全教育的頂層設計。目前高校的安全教育課程內容建設不夠全面，課程結構也不明確，教學知識框架、結構和內容不夠清晰，同時缺乏具有針對性的實驗室技術安全教育內容及對于安全知識與專業知識的融合，缺少典型案例分析，也少有對新知識和新技能的講授［7］。這些問題都導致實驗室安全教育內容的針對性和實用性的不夠強。另外，在教材的內容選擇、組織、編排與呈現等方面與國外一流院校相比仍存在明顯的差距［8］，使得學生對實驗安全教育課程的興趣不足且重視程度較低［9］。

第三，教學手段單一，教學實驗效果較差。目前教師在安全課程教學過程中教學手段比較單一，通常以觀念灌輸為主，缺乏對現代信息技術的利用。實驗室安全教育課程形式也主要以講座、專題培訓等形式為主［10］。另外，高校的實驗室由于專業不同，具有類別多樣的特點，因此對于不同類的實驗室安全教育應具有針對性的教學內容和重點。例如，化工實驗室、生物實驗室、物理實驗室等，針對各種實驗室的環境、儀器設備等，應設計特色的教學內容和方法，而現階段實驗室安全教育存在學習資料單一、內容籠統、教學方法缺乏創新等問題。因此學生普遍對安全課程缺乏學習興趣，對實驗室安全問題沒有實際體驗，面對真實的安全事故時通常也手足無措，使得安全教育處于“紙上談兵”的狀態。

第四，缺乏對教育效果評價，缺乏優化機制。近年來隨著實驗室安全事故的不斷增加，目前高校對于學生進入實驗室一般都會實行嚴格的準入制度，對學生關于安全知識的掌握進行考察。但學生進入實驗室后，學校在安全教育方面就不再對學生進行跟蹤和評價，因此通常學生只在進入實驗室前重視對安全知識的學習，無法實現教育的連續性。并且是高校的實驗室安全教育基本是開環狀態，無法判斷學生是否具備實驗室安全應急預案思想及處理能力，沒有形成檢驗實驗室安全教育效果的有效方法，缺少針對安全教育跟蹤管理的信息化管理平臺，難以對安全教育進行全過程的跟進并反饋優化［11］。

三、多位一體的高校實驗室HSE教育模式構建

安全教育與HSE 理念都強調“以人為本”，因此HSE教育不僅要傳授基本的HSE知識、技能，更要強調進行安全教育的目的與意義，培養學生的風險防控意識。堅持目標導向，學生才能重視實驗室安全教育，自覺提高安全素養。因此高校實驗室HSE教育目標須圍繞以下三方面進行多維度的立體化設計：HSE基本知識、操作和防護技能、HSE意識和價值觀，并以培養基礎知識扎實、安全技能熟練、安全素養高和安全人格完整的人才為重點。

（一）規范化的教學體系

為提高學生對HSE 安全教育課程的重視程度，需要設計規范化的HSE 教育課程，從教學資源、教學內容、教學方法三方面不斷完善課程體系建設，推動HSE 教育課程成為一流課程，逐步納入人才培養體系。

第一，教學資源。目前大部分高校的實驗室HSE 教學資源還比較薄弱，學校應當組建培養一支專業化的師資隊伍，充分發揮教育人才的作用。整合學校相關學科師資隊伍，開發HSE 教材，制作模塊化的視頻、虛擬仿真軟件等HSE 教學資料。同時，要充分利用其它成熟的數字化教學資源，如網易云教室、中國大學MOOC 網站等，構建多元化、多方位的HSE教學資源庫（圖2）。

圖2 規范化的教學體系建設

第二，教學內容。推動教學內容的規范化首要的就是制定科學規范的教學大綱，大綱內容至少包含：課程的性質和教學目標、課程教學方法設計、課程教學內容及學時分配（理論及實踐教學安排）、考核方式及成績評定方式、教材及參考書目。另外，可以將課程知識模塊按HSE 要素進行分類，結合學生的主修專業知識因材施教。

第三，教學方法。要豐富教學方法，如案例討論法、問題探究法、互動教學法等，避免傳統的填鴨教學。首先是案例討論法，設計一系列模型案例及場景，通過圖文并茂、互動操作的方式說明，加深學生對于實驗室HSE 管理體系原理的理解，并學習相應的知識點，同時培養學生主動思考并探究問題的能力，建立起系統的分析及解決問題的思維方式；其次是問題探究法，設置教學過程需要回答的問題，如危險化學品管理有什么程序？實驗品擺放原則？化學實驗過程中，為了環?？刹捎檬裁刺娲系?，讓學生帶著疑問學習，提高教學互動性及學習專注度；最后是互動教學法，通過同學交流、師生交互、分析統計、總結匯報等全過程的教學，激發學生自主研究實驗室HSE 體系安全課程的動力，培養學生交流合作的能力。

（二）數智化的教學手法

針對實驗室HSE 知識具有多樣性和信息量大的特點，教學手段應靈活多變。如利用數字化、智能化的實驗室HSE 教育平臺，把握新時期大學生興趣需求的特點，運用虛擬仿真技術和游戲模式開展HSE 教育。學?？梢越嶒炇襀SE 虛擬仿真系統，即在計算機系統中采用3D虛擬仿真現實技術，可以將一些較為危險但又需要深度感知的教學環境設計為虛擬現實，使學生在虛擬環境中學習了解實驗室HSE 管理體系的基本理念、關鍵要素、基本架構，比如讓實驗參與人真實地置身于處理一場實驗室安全事故的情境，完成各種預定的子系統操作項目，取得與在真實環境中一致甚至更好的學習效果，促動實驗室HSE 虛擬仿真系統構成（圖3）。

圖3 實驗室HSE虛擬仿真培訓系統構成

學生通過對實驗室HSE 虛擬仿真實驗系統的深入體驗和探索，可以增強HSE 意識，提高對安全知識的掌控能力，解決了大量實驗參與者進入實驗室之前不知道正規操作的問題，提高了實驗參與者專業興趣和理論聯系實際的能力，并且可以有助于培養HSE 方面的專業人才。實驗室HSE虛擬仿真系統等數智化教學手段在提升教學效果的同時又可以保證教學過程的安全，使得安全教育“入腦入心”，提升學生現實情況下的安全預防意識及應急處理能力。

（三）實戰化的演練教學

目前高校的安全教育大多都只注重課堂教育，而忽略實戰演練。將應急演練活動納入HSE課程體系，通過線下的實際演練切身體驗，不僅可以大幅度提升學生對于實驗室HSE 的重視程度與自我安全保護意識，還可以加深學生對HSE 知識的記憶。當HSE 問題真實發生時，可以使學生沉著冷靜面對。

實戰演練教學中，可以通過設置多樣化的事故場景，如模擬化學品泄漏、火災險情、漏電觸電、CO 中毒等，對學生開展分模塊的實景應急演練，加深學生體驗感，以此強化對安全理論知識的靈活運用，加強學生的協同能力及應急反應能力。另外，在實戰演練過程中，還需要設置對常用安全設施使用的培訓，如通風系統、滅火器、噴淋器、洗眼器、高溫高壓設施的使用，加強個人防護和實操能力。浙江工業大學定期舉辦的安全文化月活動，內容包括組織開展了專家講座、安全知識宣傳、應急演練、實驗室評比、實驗室安全知識競賽、視頻大賽等。例如2022年度的實驗室安全文化月活動，線下約有3 000人參與活動，線上超過20 000人次參與互動。其中，消防綜合演練分為火災報警、應急疏散、滅火體驗3 個情景環節。在消防疏散環節，設施“消防逃生體驗屋”，使學生切實體驗了火災發生后，如何在狹小黑暗的空間里進行疏散逃生和自救的全過程。在滅火體驗演練環節，指導員教導大家如何正確使用滅火器并進行現場演示，每位學生都可以進行實踐操作，親自體驗現場滅火的過程。

（四）可視化的反饋優化

由于HSE 教育的受教育者范圍廣，層次差異大，因此需要對教學內容、方法等進行不斷的改進優化。學校應該充分利用信息技術對學生的學習進行跟蹤，開發HSE 課程在線學習與考試系統，既能掌握學生的學習進度，又能直接評價學習效果。通過線上安全教育平臺對學生學習過程和學習效果的跟蹤管理，實現教學效果的反饋可視化和HSE 教育的閉環管理，為教學評價的改進和優化提供依據。浙江工業大學實驗室綜合管理平臺設立了“安全檢查、安全教育”模塊，實現了對實驗室安全教育的全鏈條管理。其中，安全教育模塊設有仿真中心、課程學習、課程中心、問卷調查、資源列表、答題管理等功能。學習內容包含化學實驗室基本操作安全、人身防護及應急處理、消防安全、試劑安全、用電安全、壓力容器安全、輻射安全、法律法規規章制度八大板塊，以卡通人物進行講解，畫面與聲音結合多維度的剖析，將枯燥繁瑣的知識點轉化為活靈活現的小視頻，充分調動學習積極性，提高學習興趣，視頻后緊跟相關測試題，強化記憶，提升知識轉化的內驅力。此外，安全檢查模塊可以用于實驗室安全管理，記錄實驗室檢查結果，統計隱患點的整改時間，借助信息技術以及大數據的分析匯總，既能夠對安全教育的學習效果進行反饋，又能夠提升實驗現場的管理水平，促進實驗室安全高效有序發展。

從多位一體的安全教育模式創新入手，引入HSE管理體系的理念，以系統安全的思想為基礎，從整體出發將健康、安全與環境納入一體化管理，強調事前預防和風險分析，體現安全教育“以人為本”的原則，同時結合新時代大學生的興趣需求特點，推動智能化實驗HSE教育平臺的建設，將安全教育轉被動為主動。此外，積極采用虛實融合的新技術手段，切實增強學生在安全教育中對安全隱患的實際體驗感，以建立多位一體的高校實驗室HSE 教育新模式的評價機制，形成建立、應用、評價、反饋、改進的閉環體系，持續優化，真正實現虛實結合、融合發展的新型安全教育模式。