多层次立体化安全教育体系的建设与实践

李小蒙， 李 洁， 宋宏涛

（北京师范大学，生命科学与技术国家级实验教学示范中心，北京 100875）

0 引 言

实验室安全是高校实验室承担教学和研究工作的基础。据不完全统计，2001 ～2021 年间，仅媒体公开报道的全国高校实验室安全事故就多达100 多起［1-2］。据分析，80%以上的实验室安全事故都是人为因素导致，归结于操作人员安全意识淡薄、安全知识缺乏［3-5］。随着科技教育的飞速发展，实验室安全也面临着越来越严峻的挑战。为了最大程度保障实验室安全，减少实验室安全事故发生及其带来的严重后果，对实验室使用人员进行有效的安全教育培训十分必要。实验室安全教育是提升实验人员安全意识和知识的重要手段，其目标是提升实验室安全氛围，增强实验人员的安全意识，提高实验人员的安全技能水平，保障实验室安全稳定运行［6］。2021 年《教育部办公厅关于开展加强高校实验室安全专项行动的通知》明确要求高校把实验室安全教育纳入学生的培养环节，针对不同学科、专业明确各级各类学生的培养要求。

在此背景下，高校实验室安全教育越来越受重视。早期实验室安全教育的形式以安全培训讲座为主，受讲座形式、开展次数及时长等限制，参与人员对培训内容往往印象不深，掌握的安全知识和技能十分有限，培训效果欠佳［7］。随着信息化技术的发展，更多高校开始借助信息化手段开展实验室安全教育培训，例如，借助MOOC在线教育方式或虚拟现实技术开展实验室安全培训，构建实验室安全教育与准入考试系统等［3，8-10］。信息技术的引入大大拓展了实验室安全教育的内容和时长，完善了考核体系，有效推进了实验室安全准入制度的开展。然而，这种单一培训模式往往欠缺专业性、针对性、实践性和全程性，最终导致实验室安全教育流于形式，缺乏实用性［3，11］。系统构建安全教育课程体系，可从目标、内容和形式上全面提升安全教育的有效性，已成为部分高校安全建设的重点。有相当一部分高校已设置实验室安全培训课程体系并付诸实施［8-9，12］，切实推进了高校的实验室安全教育。

目前已有的高校实验室安全教育体系从内容、形式、课程设计环节有效补齐了传统安全教育培训的短板，同时结合实验室安全管理，实现了安全培训的立体化，但在课程体系的设置、实施，还有安全教育教材的编写上仍存在不足之处，与国外高校存在一定差距［9，11，13-14］。问题主要体现在：未将安全教育课程纳入教学计划，没有独立学时或学分，导致学生不够重视；开展的安全教育培训集中在校级层面，内容笼统，没有针对不同专业、不同群体的个性化教育；搭建的安全教育体系以校级层面的理论指导为主，具体实施情况不明确；安全教育内容以理论为主，实践性不强。

生命科学与技术国家级实验教学示范中心作为实验教学的第一线，主要承载本科生实验教学和科研训练任务。教学实验室存在教学实验项目多、教学设备种类多、实验材料种类多、用途多样化等特点。实验人员以学生为主，数量多，流动性大，基础参差不齐。实验室环境复杂，危险因素多，风险高，安全管理难度大［15］。如何有效开展安全教育培训，是保障实验室安全高效运行和最大化利用的重要途径。中心借鉴其他高校的成功经验，以校级安全管理要求为基础，以层次化的安全教育培训课程体系建设为着力点，辅以安全培训资源建设和安全文化建设，打造并实践了多层次立体化的实验室安全教育体系（见图1）。

图1 教学实验室安全教育体系结构

1 构建多层次安全教育培训课程

中心的安全教育课程体系设置了“新生安全准入教育”“安全理论教育”和“安全实践教育”3 个模块，力图达到“安全意识养成”“安全能力形成”和“安全素养提升”3 个层次教育目标（见图1）。课程体系充分重视学生的主体性，对不同年级、不同使用目的学生设置由表及里、由浅入深、由通识到专业、由理论到实践的课程目标和内容，加强了针对性和实践性。

1.1 开设新生安全准入教育

“新生安全准入教育”是针对刚刚入学的大一新生开设的“安全意识养成”教育，以新生安全教育讲座和实验室安全准入培训SPOC课程为主要形式，以“树立安全意识”“了解安全常识”为主要目标，侧重知识的广度。新生往往对专业实验室缺少了解和认识，无法消化过于详细具体的实验室安全知识。因此，“新生安全准入教育”教学内容以基本常识为主，首先通过线下讲座介绍实验室概况和基本安全常识，然后通过线上SPOC课程“生物学实验室安全准入培训”加强知识巩固。依托校级“实验室安全教育与准入考试系统”，考核学生，了解学生掌握实验室通识安全知识的情况，为学生准入教学实验室设置第一道门槛。

1.2 重视安全理论教育

“安全理论教育”作为“安全能力形成”教育模块，通过开设具有独立学时学分的通识选修课程“生物安全知识与实验室安全管理”来开展，侧重知识的广度和深度。课程目标群体为即将进入实验室的学生。由于未确定具体实验项目，因此培训内容力求全面、详细，能够为学生储备充足的安全知识。课程内容包括生物实验室通用安全常识和专业实验室安全知识，通过课堂理论学习和实践参观相结合方式，让学生深入、全面、直观地了解生物学实验室安全知识。课程通过课堂作业和期末考试来考核学生对知识的掌握情况。希望学生进入实验室之前能够达到“详细掌握通用与专业实验室安全知识”的目标。

1.3 强化安全实践教育

“安全实践教育”通过安全理论知识的实践应用，达到“安全素养提升”的目标。“安全实践教育”针对需要在教学实验室开展实验课程学习和科研创新项目的学生，分别开设了具有独立学时的“实验课安全培训模块”和“创新平台一对一安全培训”。“实验课安全培训模块”要求学生在每门实验课开课前一周详细学习实验课程所涉及的危险因素、注意事项及设备操作规范，并完成操作练习和考核，确保学生熟练掌握实验操作规范和设备操作规范，以期提升课堂教学效率和安全保障。“创新平台一对一安全培训”针对开展本科生科研创新项目的学生开展一对一培训和考核，确保学生能够熟练掌握相应的安全实验技术，能够进行独立操作，保障安全的同时提升科研创新训练的效果。“安全实践教育”设置了“学生实验规范记录表”，详细记录学生的不规范行为，侧重安全知识的应用，针对性更强，目标更具体，解决了过早学习安全知识导致实践性不足的问题。

2 打造立体化的安全教育支撑体系

2.1 建设线上资源支撑混合式教学

安全教育课程知识种类多、信息量大，单方面依靠传统教学方式很难达到好的教学效果。而实体资源的有限性使学习者无法进行反复操作和演练，导致培训效果大打折扣。针对这种情况，依托虚拟仿真技术，建设一系列安全相关虚拟仿真实验项目，包括仪器设备、实验技术和实验室突发事故应急处理虚拟仿真实验教学系统。仪器设备虚拟仿真实验项目涵盖高频率使用常规设备和大型高危设备，通过构建模型高度还原设备，突出操作细节，确保学生实现从“虚”到“实”的顺利过渡，增强设备操作规范意识的同时，自行拓展设备功能。实验技术虚拟仿真实验项目作为实验课程有效的预习手段，能够让学生提前熟知操作细节，提升课堂效率，减少安全隐患。实验室突发事故应急处理虚拟仿真实验教学系统能够有效弥补线下应急演练的有限性，实现安全应急演练的全员性。这些线上资源能够有力支撑线下教学，形成灵活的混合式教学模式，实现安全教育的全时性、全员性和全程性。

2.2 加强安全文化建设提升整体安全氛围

实验室安全文化建设内涵包含3 个方面，即建设以人为本的安全实验环境、形成科学规范的安全监管机制、提高师生员工的安全良好素质［16］。营造实验室安全文化氛围，对实验人员产生潜移默化的影响，提升实验人员的安全意识，加深安全认识，提升安全使用效果［17］。中心从物质、精神、制度和信息等方面进行相应的安全文化建设。①物质文化建设，规范各种安全标识，完善各种安全安防设施，打造安全实验环境。②精神文化建设，通过安全知识宣传和安全课程建设，提升师生安全素质。③制度文化建设，针对不同群体制定多项规章制度，形成安全监管机制。④在信息文化建设方面，建设全方位管理平台，充分依托信息技术管理实验室，打造安全环保的实验室。

3 实施成效

通过打造多层次立体化的安全教育体系，并在中心教学实验室进行实践和推广，中心实验室安全氛围和学生安全素养得到了大大提升。

（1）学生的安全理论知识得到有效拓展。对学生进行安全知识摸底测试发现，经过新生安全准入教育，学生对实验室安全常规、防火知识、设备安全等基本安全知识掌握率在85%以上，而对试剂安全、实验室气体、生物安全、辐射安全等专业安全知识掌握率在50% ～76%，安全知识摸底测试平均分在72 分左右。经过安全理论教育课程的学习，学生对实验室通用安全和专业安全知识的掌握大幅提升，在测试题量和题目难度较摸底测试大幅度提升的情况下，期末测试均分为84 分。说明经过新生安全准入教育和安全理论教育，学生对安全知识的掌握程度呈现了阶梯式的上升。

（2）学生的安全规范操作意识得到有效提升。通过“学生实验规范记录表”的记录情况，与以往相比，学生在实验室内进行规范操作的自觉性大大提升。例如，经过安全实践教育，学生能够熟练掌握实验室废弃物的分类处理办法，并严格按照要求进行垃圾分类。在正式开启实验课程学习之前，能够熟知相关设备的使用原理、注意事项和操作办法，在任课教师不再讲解示范设备操作的情况下，能够熟练操作设备进行相关实验。学生对危化品的操作也能严格遵守操作规范。课堂秩序更加井然有序，课程效率大大提升，设备损坏率也大幅度下降，实验安全得到了有效保障。

4 结 语

高校实验室安全是教学、科研工作开展的基础。实验室使用人员是实验室安全的关键要素。加强对实验人员的安全教育具有重要意义。中心结合教学实验室的实际情况，通过建设多层次安全教育培训课程，打造立体化安全教育支撑体系，构建理论与实践、线上与线下、软件与硬件相结合的安全教育体系。安全教育体系的建立和实施，大大提升了学生的安全意识，规范了学生的安全操作行为，极大程度地降低了实验室的安全风险。