多層次立體化安全教育體系的建設與實踐

李小蒙， 李 潔， 宋宏濤

（北京師范大學，生命科學與技術國家級實驗教學示范中心，北京 100875）

0 引 言

實驗室安全是高校實驗室承擔教學和研究工作的基礎。據不完全統計，2001 ～2021 年間，僅媒體公開報道的全國高校實驗室安全事故就多達100 多起［1-2］。據分析，80%以上的實驗室安全事故都是人為因素導致，歸結于操作人員安全意識淡薄、安全知識缺乏［3-5］。隨著科技教育的飛速發展，實驗室安全也面臨著越來越嚴峻的挑戰。為了最大程度保障實驗室安全，減少實驗室安全事故發生及其帶來的嚴重后果，對實驗室使用人員進行有效的安全教育培訓十分必要。實驗室安全教育是提升實驗人員安全意識和知識的重要手段，其目標是提升實驗室安全氛圍，增強實驗人員的安全意識，提高實驗人員的安全技能水平，保障實驗室安全穩定運行［6］。2021 年《教育部辦公廳關于開展加強高校實驗室安全專項行動的通知》明確要求高校把實驗室安全教育納入學生的培養環節，針對不同學科、專業明確各級各類學生的培養要求。

在此背景下，高校實驗室安全教育越來越受重視。早期實驗室安全教育的形式以安全培訓講座為主，受講座形式、開展次數及時長等限制，參與人員對培訓內容往往印象不深，掌握的安全知識和技能十分有限，培訓效果欠佳［7］。隨著信息化技術的發展，更多高校開始借助信息化手段開展實驗室安全教育培訓，例如，借助MOOC在線教育方式或虛擬現實技術開展實驗室安全培訓，構建實驗室安全教育與準入考試系統等［3，8-10］。信息技術的引入大大拓展了實驗室安全教育的內容和時長，完善了考核體系，有效推進了實驗室安全準入制度的開展。然而，這種單一培訓模式往往欠缺專業性、針對性、實踐性和全程性，最終導致實驗室安全教育流于形式，缺乏實用性［3，11］。系統構建安全教育課程體系，可從目標、內容和形式上全面提升安全教育的有效性，已成為部分高校安全建設的重點。有相當一部分高校已設置實驗室安全培訓課程體系并付諸實施［8-9，12］，切實推進了高校的實驗室安全教育。

目前已有的高校實驗室安全教育體系從內容、形式、課程設計環節有效補齊了傳統安全教育培訓的短板，同時結合實驗室安全管理，實現了安全培訓的立體化，但在課程體系的設置、實施，還有安全教育教材的編寫上仍存在不足之處，與國外高校存在一定差距［9，11，13-14］。問題主要體現在：未將安全教育課程納入教學計劃，沒有獨立學時或學分，導致學生不夠重視；開展的安全教育培訓集中在校級層面，內容籠統，沒有針對不同專業、不同群體的個性化教育；搭建的安全教育體系以校級層面的理論指導為主，具體實施情況不明確；安全教育內容以理論為主，實踐性不強。

生命科學與技術國家級實驗教學示范中心作為實驗教學的第一線，主要承載本科生實驗教學和科研訓練任務。教學實驗室存在教學實驗項目多、教學設備種類多、實驗材料種類多、用途多樣化等特點。實驗人員以學生為主，數量多，流動性大，基礎參差不齊。實驗室環境復雜，危險因素多，風險高，安全管理難度大［15］。如何有效開展安全教育培訓，是保障實驗室安全高效運行和最大化利用的重要途徑。中心借鑒其他高校的成功經驗，以校級安全管理要求為基礎，以層次化的安全教育培訓課程體系建設為著力點，輔以安全培訓資源建設和安全文化建設，打造并實踐了多層次立體化的實驗室安全教育體系（見圖1）。

圖1 教學實驗室安全教育體系結構

1 構建多層次安全教育培訓課程

中心的安全教育課程體系設置了“新生安全準入教育”“安全理論教育”和“安全實踐教育”3 個模塊，力圖達到“安全意識養成”“安全能力形成”和“安全素養提升”3 個層次教育目標（見圖1）。課程體系充分重視學生的主體性，對不同年級、不同使用目的學生設置由表及里、由淺入深、由通識到專業、由理論到實踐的課程目標和內容，加強了針對性和實踐性。

1.1 開設新生安全準入教育

“新生安全準入教育”是針對剛剛入學的大一新生開設的“安全意識養成”教育，以新生安全教育講座和實驗室安全準入培訓SPOC課程為主要形式，以“樹立安全意識”“了解安全常識”為主要目標，側重知識的廣度。新生往往對專業實驗室缺少了解和認識，無法消化過于詳細具體的實驗室安全知識。因此，“新生安全準入教育”教學內容以基本常識為主，首先通過線下講座介紹實驗室概況和基本安全常識，然后通過線上SPOC課程“生物學實驗室安全準入培訓”加強知識鞏固。依托校級“實驗室安全教育與準入考試系統”，考核學生，了解學生掌握實驗室通識安全知識的情況，為學生準入教學實驗室設置第一道門檻。

1.2 重視安全理論教育

“安全理論教育”作為“安全能力形成”教育模塊，通過開設具有獨立學時學分的通識選修課程“生物安全知識與實驗室安全管理”來開展，側重知識的廣度和深度。課程目標群體為即將進入實驗室的學生。由于未確定具體實驗項目，因此培訓內容力求全面、詳細，能夠為學生儲備充足的安全知識。課程內容包括生物實驗室通用安全常識和專業實驗室安全知識，通過課堂理論學習和實踐參觀相結合方式，讓學生深入、全面、直觀地了解生物學實驗室安全知識。課程通過課堂作業和期末考試來考核學生對知識的掌握情況。希望學生進入實驗室之前能夠達到“詳細掌握通用與專業實驗室安全知識”的目標。

1.3 強化安全實踐教育

“安全實踐教育”通過安全理論知識的實踐應用，達到“安全素養提升”的目標?！鞍踩珜嵺`教育”針對需要在教學實驗室開展實驗課程學習和科研創新項目的學生，分別開設了具有獨立學時的“實驗課安全培訓模塊”和“創新平臺一對一安全培訓”?！皩嶒炚n安全培訓模塊”要求學生在每門實驗課開課前一周詳細學習實驗課程所涉及的危險因素、注意事項及設備操作規范，并完成操作練習和考核，確保學生熟練掌握實驗操作規范和設備操作規范，以期提升課堂教學效率和安全保障?！皠撔缕脚_一對一安全培訓”針對開展本科生科研創新項目的學生開展一對一培訓和考核，確保學生能夠熟練掌握相應的安全實驗技術，能夠進行獨立操作，保障安全的同時提升科研創新訓練的效果?！鞍踩珜嵺`教育”設置了“學生實驗規范記錄表”，詳細記錄學生的不規范行為，側重安全知識的應用，針對性更強，目標更具體，解決了過早學習安全知識導致實踐性不足的問題。

2 打造立體化的安全教育支撐體系

2.1 建設線上資源支撐混合式教學

安全教育課程知識種類多、信息量大，單方面依靠傳統教學方式很難達到好的教學效果。而實體資源的有限性使學習者無法進行反復操作和演練，導致培訓效果大打折扣。針對這種情況，依托虛擬仿真技術，建設一系列安全相關虛擬仿真實驗項目，包括儀器設備、實驗技術和實驗室突發事故應急處理虛擬仿真實驗教學系統。儀器設備虛擬仿真實驗項目涵蓋高頻率使用常規設備和大型高危設備，通過構建模型高度還原設備，突出操作細節，確保學生實現從“虛”到“實”的順利過渡，增強設備操作規范意識的同時，自行拓展設備功能。實驗技術虛擬仿真實驗項目作為實驗課程有效的預習手段，能夠讓學生提前熟知操作細節，提升課堂效率，減少安全隱患。實驗室突發事故應急處理虛擬仿真實驗教學系統能夠有效彌補線下應急演練的有限性，實現安全應急演練的全員性。這些線上資源能夠有力支撐線下教學，形成靈活的混合式教學模式，實現安全教育的全時性、全員性和全程性。

2.2 加強安全文化建設提升整體安全氛圍

實驗室安全文化建設內涵包含3 個方面，即建設以人為本的安全實驗環境、形成科學規范的安全監管機制、提高師生員工的安全良好素質［16］。營造實驗室安全文化氛圍，對實驗人員產生潛移默化的影響，提升實驗人員的安全意識，加深安全認識，提升安全使用效果［17］。中心從物質、精神、制度和信息等方面進行相應的安全文化建設。①物質文化建設，規范各種安全標識，完善各種安全安防設施，打造安全實驗環境。②精神文化建設，通過安全知識宣傳和安全課程建設，提升師生安全素質。③制度文化建設，針對不同群體制定多項規章制度，形成安全監管機制。④在信息文化建設方面，建設全方位管理平臺，充分依托信息技術管理實驗室，打造安全環保的實驗室。

3 實施成效

通過打造多層次立體化的安全教育體系，并在中心教學實驗室進行實踐和推廣，中心實驗室安全氛圍和學生安全素養得到了大大提升。

（1）學生的安全理論知識得到有效拓展。對學生進行安全知識摸底測試發現，經過新生安全準入教育，學生對實驗室安全常規、防火知識、設備安全等基本安全知識掌握率在85%以上，而對試劑安全、實驗室氣體、生物安全、輻射安全等專業安全知識掌握率在50% ～76%，安全知識摸底測試平均分在72 分左右。經過安全理論教育課程的學習，學生對實驗室通用安全和專業安全知識的掌握大幅提升，在測試題量和題目難度較摸底測試大幅度提升的情況下，期末測試均分為84 分。說明經過新生安全準入教育和安全理論教育，學生對安全知識的掌握程度呈現了階梯式的上升。

（2）學生的安全規范操作意識得到有效提升。通過“學生實驗規范記錄表”的記錄情況，與以往相比，學生在實驗室內進行規范操作的自覺性大大提升。例如，經過安全實踐教育，學生能夠熟練掌握實驗室廢棄物的分類處理辦法，并嚴格按照要求進行垃圾分類。在正式開啟實驗課程學習之前，能夠熟知相關設備的使用原理、注意事項和操作辦法，在任課教師不再講解示范設備操作的情況下，能夠熟練操作設備進行相關實驗。學生對?；返牟僮饕材車栏褡袷夭僮饕幏?。課堂秩序更加井然有序，課程效率大大提升，設備損壞率也大幅度下降，實驗安全得到了有效保障。

4 結 語

高校實驗室安全是教學、科研工作開展的基礎。實驗室使用人員是實驗室安全的關鍵要素。加強對實驗人員的安全教育具有重要意義。中心結合教學實驗室的實際情況，通過建設多層次安全教育培訓課程，打造立體化安全教育支撐體系，構建理論與實踐、線上與線下、軟件與硬件相結合的安全教育體系。安全教育體系的建立和實施，大大提升了學生的安全意識，規范了學生的安全操作行為，極大程度地降低了實驗室的安全風險。