生物實驗室安全教育微課設計與制作

詹世雄, 黃俊生

(1. 韓山師范學院 化學與環境工程學院, 廣東 潮州 521041；2. 韓山師范學院 烹飪與酒店管理學院, 廣東 潮州 521041)

生物實驗室安全教育微課設計與制作

詹世雄1, 黃俊生2

(1. 韓山師范學院 化學與環境工程學院, 廣東 潮州 521041；2. 韓山師范學院 烹飪與酒店管理學院, 廣東 潮州 521041)

針對當前學生對生物實驗室安全知識的缺乏及對安全事件防范意識不強的現狀,提出以互聯網+微課形式對學生進行生物實驗室安全教育,并對生物實驗室安全教育微課體系建設進行詳細的論述。以生物活體實驗材料安全問題為例，制作微課,展示生物實驗室安全教育微課形式。

生物實驗室； 安全教育； 微課設計； 安全防范

隨著生命科學的飛速發展,高校生物學實驗室的數量和質量得到了快速提高,成為高校最重要的實驗室之一[1]。生物實驗室不僅是培養學生實踐動手能力、創新思維能力,同時也是教師或研究生進行科學研究的重要場所[2-3]。因此實驗室安全是確保師生員工人身安全的保障,是教學、科研工作得以順利進行的保證。生物實驗室不僅有用電、用水、用氣等一般性的安全問題、儀器設備的正確操作問題,還有在實驗過程中涉及大量的生物樣品以及病原微生物、化學危險品、易制毒藥品、放射性物質、有毒有害藥品等[4-6],因此對生物實驗室的安全教育顯得尤為重要,需要建立體系化的實驗室安全教育體系。

1 生物實驗室的特殊性及其安全教育的必要性

生物實驗室不僅具有一般實驗室存在的用水、用電、用氣、防盜等安全問題,還有其獨特的條件,例如擁有大批貴重精密儀器設備、使用各類生化試劑藥品、多種易燃易爆危險品、易制毒化學品、劇毒物品、壓縮氣體鋼瓶等。目前,實驗室正在逐步向學生開放,如果學生未能接受良好的安全教育，他們在實驗室進行獨立實驗時,有可能存在一定的安全問題,因此必須重視及加強生物實驗室的安全教育工作。

1.1 生物活體實驗材料及其代謝物

常用的生物活體實驗材料包括動植物活體及其組織、細胞和微生物(包括細菌、真菌和病毒)等。生物類實驗常以小白鼠、兔子、牛蛙、雞、魚、蝦等活體動物以及植物的根、莖、葉、花、果實、種子等為實驗材料,還有細胞和微生物等的培養需要一定的條件,一般需要在抗生素存在的條件下才能正常生長。在實驗完成后,動物尸體或被解剖的動植物器官須及時進行妥善處理,否則有可能對其他動物或實驗產生干擾和影響,造成病菌或疾病的傳播,甚至對環境都有可能造成一定的污染。

1.2 有毒有害化學品及其實驗廢棄物

生命科學實驗經常使用到一些劇毒、強腐蝕性、致畸致癌的生物化學試劑,如溴化乙錠(EB)、秋水仙素、疊氮化鈉、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、二硫蘇糖醇(DTT)、焦碳酸二乙酯(DEPC)、四甲基乙二胺(TEMED)等,這類毒品不僅對人體毒性高、危害性強,而且對環境也有極大的影響和破壞。

除此之外,一些強酸、強堿藥品和溶液、有機溶劑及其廢棄物也是不可忽視的安全因素。因此在實驗操作過程中,實驗者首先要了解這些有毒有害化學品的危害,同時需要學習如何做好防護措施、細心操作,如何回收實驗廢棄物,如何使其對人或周圍環境的影響降至最低等。對于易制毒藥品的管制,需要了解國家法律明令禁止的條文,除領用使用登記之外,還需專門配備獨立帶鎖的藥品安全柜,以防有毒有害化學品從實驗室流出。所以,在生物實驗過程中,針對有毒有害化學藥品、易制毒藥品的安全教育顯得尤為重要。

1.3 大型儀器設備使用操作及其配套

儀器設備的不安全因素包括實驗設備年久失修或老化,但還在使用中。另外,由于經驗不足的操作者對實驗儀器設備進行不恰當的操作,造成儀器設備的損壞,進而引發安全事故。生物學實驗室中常常使用的二氧化碳、氧氣、液氮、惰性氣體和氮氣等壓力容器,由于放置位置不當,會存在一定的安全隱患；高壓蒸汽滅菌鍋的不正當操作或線路陳舊老化,容易發生火災、爆炸等事故。另外使用高速離心機時,只估算重量,沒有經過精確配平,或者使用結束時沒等轉子停止轉動后就開蓋,極可能導致離心機受損,甚至轉子飛出傷人、損物的情況。

學校對安全教育問題非常重視,但限于學時及實驗室安全教育體系不夠完善的原因,學校主要采取講座和實驗課前教師強調的方式,不夠系統,不能起到時刻提醒學生的作用。因此,在學時有限的情況下,如何系統地將安全知識傳授給學生,并引入實驗室準入制度,以考試的形式,加強實驗室安全教育的效果,值得生物實驗室教師、實驗技術及管理人員深思。

2 互聯網+微課對接生物實驗室安全教育

2.1 生物實驗室安全教育資源調查

截止2017年3月,以實驗室安全教育、生物實驗室、安全教育等關鍵詞進行檢索,調查了解目前生物實驗室安全教育的教育資源；調查結果顯示,安全教育大多是通過文本方式、傳統教育模式或ppt進行,由于課時有限,大部分安全教育的內容是要求學生自學或通過試題進行學習與記憶[7-9],以動畫或視頻形式存在的教學資源非常少。

據2009年厲洪等對江蘇省醫學院校師生的實驗室生物安全知識認知情況現狀調查統計,結果顯示有96.3%的師生認為非常有必要開設“實驗室生物安全”課程[10]。同時也有調查統計了某醫學院二、三年級的本科生,有92.82%的學生認為應該開設實驗室生物安全相關課程[11]。

微課、慕課的興起引起了線上教育的熱潮,但暫時還沒有被充分利用到實驗室安全教育上。此外，針對生物學專業學生的實驗室安全教育更是匱乏。由于生物實驗室安全教育微課資源少、需求性強,因此具有很大的開發前景。

2.2 視頻或動畫為載體的實驗室安全教育資源較少的原因

分析視頻或動畫為載體的實驗室安全教育資源較少的原因,可分為以下幾點:一是視頻與動畫制作成本高,二是視頻與動畫的制作需要專業型、技術型人才,三是視頻與動畫的制作過程繁瑣,需要大量的人力物力。

2.3 互聯網+微課對接生物實驗室安全教育

微課可以滿足生物實驗室安全教育的要求。生物實驗室中進行的教學大多是情景教學,可直接通過微課展示,給予學生一個預警,讓其了解在同種情境下自己該如何操作。

生物實驗室安全教育的內容需要體系化,由于知識點相互交叉又相對獨立,因此小模塊講解更有利于加強安全教育的效果。生物實驗室安全涵蓋實驗室規章制度、大型貴重精密儀器的使用安全、儀器設備的使用操作、生物活體實驗材料的安全、有毒有害化學藥品安全管理、消防安全管理、用電用氣安全等。又可將上述問題分為更詳細的小問題,以生物活體實驗材料安全問題為例,這包括活體實驗材料的購買、喂養、在實驗過程中的安全防護以及實驗結束后材料的處理等小模塊,因此將每個小模塊作為一個課程,符合課程時間短的要求。同時由于微課在形式上“微”、時間上“短”、內容上“精”、整體效果追求“妙”的特點,且其優勢就在于它的“微”和“精”,能以最短的時間用最有效的方式說明問題,突出重點難點,產生良好的教學效果。微課主要以視頻形式,有趣生動,以視覺上的沖擊給人深刻印象,從而使學習者更加容易掌握、鞏固所學知識[12-13]。

綜上所述,微課形式恰好符合生物實驗室安全教育課程安排的需求,其時間短、內容精煉、教學主題小、資源容量大、突出重點,互聯網+微課能夠很好地完成生物實驗室安全教育。兩者的結合也帶有明顯的優點:學生通過認真學習可以掌握每個模塊知識。學生理解與掌握安全知識并不難,但如何讓學生能夠有興趣地去學習才是關鍵之所在。由于微課的時間短,且畫面感強,能夠引起學生興趣,并使學生在注意力集中的時候學習每一個知識點,提高學習的效率,較好地增強學生安全教育的實際意義。另外,具體的事物更容易讓人理解,把理論的知識形象化,微課是最好的選擇之一。在手機、平板電腦等電子時代,微課可以達到隨時觀看的效果,并成為學生個性化自主學習的資源,讓學生利用碎片時間學習,能夠達到知識的學習與鞏固的目的。3 體系化生物實驗室安全教育微課設計制作

3.1 生物實驗室安全教育微課體系

生物實驗室安全教育是實驗室安全以及教育學的交叉結合部分,其可分為實驗室規章制度類、大型貴重精密儀器安全問題、儀器使用操作問題、生物活體實驗材料安全問題、有毒有害化學藥品安全管理問題、消防管理安全問題等多個專題；每個專題向下又可分為多個模塊(見圖1),圖中加粗文字為生物實驗室安全教育的主要專題,淺藍色文本框為實驗室共同的安全教育內容,黃色文本框為生物實驗室安全教育的重點內容。在生物活體實驗材料安全問題上,所涉及的實驗活體材料的購買、喂養及管理,實驗活體材料廢棄物的處理,環境保護相關法律法規等都與實驗材料中的植物、動物和微生物相關,但每個處理方式和注意事項又各有不同及其特點。同時生物實驗室安全教育與多個學科有交叉性,例如有毒有害化學藥品安全管理問題涉及到生物、化學,其中還會涉及到法律法規等,所以此類生物實驗室安全教育微課應用性廣泛、需求較大。

圖1 生物實驗室安全教育微課體系思維導圖

3.2 生物實驗室安全微課示例

圖2為生物實驗室安全教育微課制作思路與內容的示例,圖中加粗字體是制作微課前必須提前考慮的方面,紅色字體及引線部分是某個特定微課的制作思路。

4 結語

隨著生命科學的不斷發展,儀器設備水平及實驗技術手段的不斷提高,對生物實驗室人員，特別是本科生和研究生的安全教育顯得更為重要。如何用最高效的方式使生物實驗室安全教育深入人心,做到防患未然,是實驗室工作者的目標。本文闡述了構建體系化的生物實驗室安全教育微課體系,學生可以通過手機、平板電腦等移動終端進行學習相關的實驗室安全知識；另一方面學校可設置實驗室安全準入考核機制,其目的是幫助學生形成良好的實驗室安全意識。以上僅是拋磚引玉,希望引起更多學者及管理人員的關注與研究。

圖2 生物實驗室安全教育微課制作思維導圖

References)

[1] 紀朋艷,劉玉蓮,李慶華. 在生物化學與分子生物學實驗教學中加強學生的實驗安全教育[J]. 中國醫藥指南,2013,11(34):599-600.

[2] 仇念文,安緒常,賈繼文,等. 新時期高校實驗室安全管理面臨的挑戰及對策[J]. 實驗技術與管理,2012,29(1):181-185.

[3] 谷淑波,賀明榮,樊廣華. 高校科研實驗室安全管理的幾個重要環節[J]. 實驗室科學,2013,16(3):193-195.

[4] 王小利,楊怡姝,沈思嗣,等. 加強高校生物實驗室的生物安全建設[J]. 實驗室研究與探索,2013,32(3):243-245.

[5] 徐靜,閻斌倫,李曉英. 高校生物實驗室安全問題初探[J]. 實驗室科學,2009,12(6):168-169.

[6] 徐根娣,劉丹,吳旭峰. 淺談高校生物學實驗室的安全管理[J]. 實驗室科學,2015,18(1):202-205.

[7] 陳容容,魏東盛,靳永新,等. 加強實驗室安全教育 保障實驗室安全[J].實驗技術與管理,2016,33(3):232-234.

[8] 李五一. 高等學校實驗室安全概論[M]. 杭州:浙江攝影出版社,2006.

[9] 解麗芳,林宏輝. 在本科生物實驗教學中開始“實驗室安全教育”網絡課程[J]. 實驗技術與管理,2014,31(12):170-172.

[10] 厲洪,張汝陽,趙人琤,等. 江蘇省醫學院校師生實驗室生物安全知識認知情況現狀調查[J]. 中華疾病控制雜志,2010,14(5):447-450.

[11] 李運書,徐健,姜霞,等. 醫學生對實驗室生物安全認知情況調查[J]. 中國感染控制雜志,2017,16(1):73-77.

[12] 胡鐵生,黃明燕. 安全教育型微課的設計與制作:以美國槍擊事件生存指南微課為例[J]. 中小學信息技術教育,2014(11):34-36.

[13] 孟祥增,劉瑞梅,王廣新. 微課設計與制作的理論與實踐[J]. 遠程教育雜志,2014,32(6):24-32.

Design and development of micro-class for safety education of biological laboratory

Zhan Shixiong1, Huang Junsheng2

(1. College of Chemistry and Environmental Engineering, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China; 2. College of Cuisine and Hotel Management, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China)

In view of the current situation that the students lack the safety knowledge about the biological laboratory and their safety prevention awareness is rather weak, the Internet+ micro-class for the students’ safety education of the biological laboratory is proposed,and the construction of the micro-class system for the safety education of the biological laboratory is discussed in detail. By taking the safety issue of the living biological experimental materials as an example, the micro-class is developed and the form of the micro-class for such laboratory is demonstrated.

biological laboratory; safety education; micro-class design; safety prevention

10.16791/j.cnki.sjg.2017.08.064

2017-03-27

廣東省科技計劃項目(2015A070710028)

詹世雄(1982—),男,廣東饒平,碩士,實驗師,研究方向為生物化學與分子生物學E-mail：zhanshx@hstc.edu.cn

黃俊生(1982—),男,廣東陸豐,碩士,高級實驗師,研究方向為食品化學.E-mail：huangsheng0853@163.com

G474

A

1002-4956(2017)08-0251-04