高校實驗室安全教育課程體系建設
——以中國礦業大學（北京）為例

卓啟明，劉文禮，王衛東，解維偉，黃根，李吉輝

（中國礦業大學（北京）化學與環境工程學院，北京 100083）

高校實驗室是大學生科研實踐及科技創新的主要平臺，也是人才培養和能力提升的主要場所，具有人員集中且流動性大、設備種類繁多、實驗條件復雜及管理難度大的特點。近年來，受安全投入少及安全意識淡薄等多方面因素的綜合影響，實驗室安全事故時有發生。據不完全統計[1]，2001—2020 年間高校實驗室安全事故共造成了99 人次的傷亡，給社會帶來了不良影響，引發了社會的廣泛關注[2]。2019 年，教育部印發了《關于加強高校實驗室安全工作的意見》，明確指出高校應持續開展實驗室安全教育，將安全教育有關課程納入人才培養方案，規定進入實驗室的師生必須先進行安全技能和操作規范培訓，掌握實驗室安全設備設施、防護用品的維護使用方法，未通過考核的人員不得進入實驗室進行實驗操作。

中國礦業大學（北京）是以一所以理工為主、礦業與安全為特我的高等學府，安全教育始終是學校工作的重中之重。學校目前開設有實驗室安全教育課程，充分考慮到由于各專業研究方向不同、實驗室工作側重點同樣存在的差異，因此在開展實驗室安全教育時具有針對性。學校依據專業間的差異設置實驗室安全教育課程，各任課教師授課過程中除講解實驗室安全共性問題，還依據專業研究方向重點講解本專業需特別關注的實驗室安全問題，并取得良好的教育效果。

本文以中國礦業大學（北京）為例，介紹了實驗室安全教育課程的主體內容，剖析了教學過程中遇到的問題，提出了適用于該課程的教學模式和教學方法，進一步描述了學校為推進實驗室安全教育課程體系開展的系列工作。

一、實驗室安全教育課程主體內容

實驗室安全教育課程涉及多個學科的相關內容，知識體系較為復雜、信息量龐大，課程的開設對于保障學生健康安全、培養學生基本科研素養及提升學生處理實際問題的能力具有重要作用[3-5]。

（一）培養對象及目標

實驗室安全教育課程課程面向各專業具有實驗室工作需求的學生，屬于必修課，共16 學時。課程于大一階段開設，確保學生進入實驗室前系統學習了與實驗室安全相關的理論知識及規范操作。課程旨在培養學生樹立正確的安全觀，養成“以人為本、安全第一”的意識，并通過安全知識的學習及技能的訓練，使學生全面掌握實驗室安全知識，能正確防范、處理實驗室安全事故，對保障師生健康安全、構建平安校園起到積極作用。

（二）教學內容

實驗室安全教育課程從安全基礎知識入手，系統介紹可能危及學生健康安全的各類危險源及實驗過程中正確的操作方法，旨在培養學生的安全意識和處理安全事故的能力，奠定實驗室科研學習的基礎。

實驗室安全教育課程教學內容共分為8 個模塊：（1）緒論；（2）安全科學的基本概念；（3）火災、預防與處理；（4）危險化學品安全防護基礎知識；（5）實驗室安全用電基礎知識；（6）實驗室設備操作及安全防護基礎知識；（7）實驗室廢棄物的安全處理與管控；（8）個人安全防護及實驗室規范。

通過在教學內容中設置上述8 個模塊，可確保實驗室安全教育相關知識體系較為完善，并涉及到實驗室安全工作中需要注意的各重點環節。通過本課程中知識與技能的學習，確保學生進入實驗室時具有良好的安全觀念，具備在實驗室科研工作的自我保護能力和問題解決能力。

（三）教學方法

實驗室安全教育課程不僅需要學生提高安全意識，掌握相關理論知識，還應使學生習得實驗室操作規范并具有應對突發安全事故的處理能力[6-7]。此外，由于實驗室安全工作涉及面廣，需要學生掌握的知識點繁多，教學難度偏大。因此，教學的關鍵在于發揮學生的主觀能動性及自主學習的能力，教學過程中應注重營造開放的學習環境，通過多種教學方法并用的形式激發學生的主觀能動性，促使學生在一次次沉浸式體驗學習過程中掌握安全知識[8-9]。

1.案例沙盤推演教學法

實驗室安全教育課程教學過程中涉及大量真實案例，某些案例極具代表性且得到了廣泛的報道，因此可以準確獲取事故發生全過程各環節的詳細信息，為沙盤推演提供了必要條件。案例沙盤推演教學法屬于體驗式學習，能有效提升學生的學習積極性，是筆者常使用的一種教學方式。

教學過程如圖1 所示，在教學工作開始階段首先向學生分發事故案例的詳細資料，帶領學生梳理事故發生前后各環節的關鍵信息；隨后將學生分成不同小組并扮演不同角我，讓各組成員為自己的角我設計行為并分析各種行為可能引發的后果；最后組織評估各環節人員的處理方式，并帶領學生整理事故發生時各環節的邏輯關系，將核心知識點融入沙盤推演過程，引導學生掌握安全知識、操作規范及應急處理技能。

圖1 案例沙盤推演法教學過程

舉例說明，在實驗室安全教育課程第四章“危險化學品安全防護基礎知識”的學習過程中，以1984 年的印度博帕爾毒氣泄露事故為案例進行了沙盤推演。課程開始時首先向學生發放教師課前收集的事故案例資料，并介紹異氰酸甲酯劇毒、易揮發的性質及遇水發生劇烈放熱反應的機理。隨后將學生按本次事故的參與者進行分組，分別為美國聯合碳化物公司高層、博帕爾農藥廠廠長、值班組長、儲存罐檢修人員、儀表檢修人員、控制室操作人員和警報系統操作員等；安排各組成員討論與其工作內容相關的各項職責、操作規范，并依據資料推演自己的各種行為可能引發的后果；最后綜合各組討論結果，帶領學生還原事故發生經過，評估各環節處理措施對最終結果的影響，并講解危險化學品防護的相關知識。

案例沙盤推演教學法從真實的案例出發，能有效激發學生學習的積極性，且分組推演的方式具有一定的新穎性及趣味性，可讓學生將自己充分代入場景進而還原事故真相，能引導學生設身處地地思考并提高自己的決策能力，且案例教學過程中可將課程知識自然融入推演過程，大大提升了學生對知識點的接受程度。

2.虛擬仿真演練

實驗室安全教育課程教學過程中除講授相關知識點外，還需鍛煉學生的實踐能力及應對事故的處置能力，因此讓學生真切感受事故并參與其中是最深刻的教學方法。然而，由于真實發生的事故場景對人體健康及安全具有極大的危害性，且存在大量的不確定性因素，故斷然不能冒險將學生置于其中。近年來，虛擬仿真技術的不斷發展為這一問題提供了良好的解決思路[10-12]，且市面上出現了大量較為成熟的模擬軟件，可相對真實地還原實驗室三維場景，為學生進行虛擬仿真演練提供了良好的教學平臺。

通過在虛擬空間模擬實驗室危險事故的方式，學生可進行沉浸式體驗，充分發揮其主觀能動性，自主探索正確的處置方法，如圖2 所示。通過在虛擬環境中的一次次試錯，學生可逐漸掌握正確的操作規范及處置方法，強化面對實驗室危險時的動手能力，并將各章節內容融會貫通。舉例說明，在實驗室安全教育課程第三章“火災、預防與處理”的學習過程中，教師可在虛擬空間設置不同類型的火災（固體物質火災、液體物質火災、氣體火災、金屬火災及帶電火災）并讓學生進行演練，通過在演練過程中設置滅火器種類、滅火器操作流程、風向和噴射距離及噴射位置等關鍵信息的不同選項，可促使學生掌握滅火器的選取、操作規范和使用過程中的注意事項等核心知識點，達到訓練學生應對不同類型火災的應急處理能力及滅火器操作技能的效果。

圖2 虛擬仿真演練過程

虛擬仿真演練可將實驗室安全事故直觀呈現在學生面前且避免事故風險，讓學生在相對接近真實的情景中掌握應對事故的處置方法。虛擬仿真演練可在學生PC 端實現，能較好應對臨時需要進行線上教學的狀況。此外，虛擬仿真演練教學法能有效提升課堂的趣味性，增強學生實踐過程中的安全性和積極性，促使學生更為牢固地掌握教學核心內容。

3.課程思政自然融入教學內容

課程思政是為了實現立德樹人的一種教育方式，通過將思政內容與專業內容互相融合，教師可在教學過程中將正確的價值觀傳遞給學生。課程思政的關鍵在于在潛移默化中促使學生接受正確的思想教育，而影響學生接受程度的關鍵在于思政內容是否可以自然融入章節知識點，若強制加入思政元素，反而有可能引起學生的逆反心理，效果往往適得其反。因此，教師在課程設計階段需結合章節內容，謹慎篩選案例并提取案例中的正能量內核，確保思政元素可自然融入教學，從共情的角度出發增強學生對思政內容的認同[13-15]。

舉例說明，實驗室安全教育課程第三章“火災、預防與處理”的學習過程中，在通過“8·12 天津濱海新區爆炸事故”這一案例向學生介紹爆炸的特點、易燃易爆化學品危險特性時，可在教學過程中自然引入在該事故中出警隊員全部英勇犧牲的消防隊——天津港公安局消防支隊第五大隊。第五大隊全體隊員的英雄事跡值得歌頌，教學過程中通過向學生講述犧牲隊員的生平，使學生知道英雄和其年紀相仿，只是在危險到來時沖在了最前方，增強學生的報國情懷。關于實驗室安全教育課程第四章“危險化學品安全防護基礎知識”，在講解易制毒化學品時，自然引入毒品對人體的危害及我國近代的屈辱史與毒品間的關系，并通過向學生推薦公安部禁毒記錄片《中華之劍》，展示緝毒干警不計生死與中外販毒勢力斗爭的精神，為保障人民生命安全做出的犧牲，進而增強學生的家國情懷及法制意識。

課程思政是幫助學生形成正確的世界觀、價值觀及人生觀的有效途徑，需要注意的是，思政元素的融入貴精不貴多，案例的選取應緊密結合教學內容，教師需精心設計課程結構，使得思政元素巧妙融入課程并弘揚社會主義核心價值觀，潛移默化中幫助學生形成正確的認知。

二、課下活動推進實驗室安全教育體系建設

（一）事故案例交流會

為促使學生更深刻地理解事故發生的全過程并掌握應急處理方法，實驗室安全教育課程主體內容結束后會組織學生開展事故案例交流會，以鞏固課上所學的知識。事故案例交流會的優勢在于能發揮學生的主觀能動性及自主學習的能力，會前將學生按教學章節進行分組，并安排各小組搜尋與本章節相關的實驗室事故案例，理清事故發生的全過程，結合章節內容分析與事故相關的課程知識點。案例交流會開始時由各組上臺展示搜集的案例，講述本案例涉及到的課程知識，同學在臺下針對本案例進行提問，共同分析事故發生的全過程、預防措施及應急處理方案。案例交流結束后，由老師針對各組案例進行總結，并帶領學生梳理各章節知識。

案例交流會給予了學生自我展示的機會，可激發學生自主學習的熱情，在案例搜尋過程中有效增強了學生對實驗室安全教育重要性的理解和認知，并對課程知識體系有了更為深刻的感悟，進而鞏固了教學成果。此外，通過典型案例的引入，老師可借此機會帶領學生梳理出各章節的邏輯思路，對學生知識體系的形成具有較好的促進作用。

（二）“實驗室安全文化月”活動

實驗室安全教育過程中宜通過多手段并用的方式。中國礦業大學（北京）十分重視實驗室安全文化的建立，通過每年定期舉行“實驗室安全文化月”活動引導學生樹立正確的安全觀，活動期間會舉辦專題講座、技能培訓、應急演練和安全文化嘉年華等一系列活動。

在舉辦“實驗室安全文化月”活動時教師組織學生積極參與，將課堂上的知識應用于活動項目。如在安全文化嘉年華活動中設置知識競答及安全闖關環節，通過頒發證書及獎品等激勵措施吸引學生參與活動并將習得知識應用于活動。此外，應急演練活動能真實模擬實驗室安全事故，讓學生身臨其境感受事故發生的過程并學會處置方法；并模擬突發濃硫酸傾倒事故，組織學生觀摩現場處置方法，學習個人防護措施，將實驗室安全教育課程第四章“危險化學品安全防護基礎知識”和第八章“個人安全防護及實驗室規范”的知識融入應急演練過程。“實驗室安全文化月”活動使得學生在輕松的環境中學習實驗室安全知識，提升應急操作技能。

三、結束語

高校實驗室是風險及隱患較高的實驗場所，近年來偶有發生的安全事故一次次敲響了警鐘。實驗室安全教育事關師生的安全健康，在我國社會飛速發展的今天更應給予足夠的重視。實驗室安全教育過程中應充分考慮學生的興趣點，多種教學方法并用以提升教學質量。案例沙盤推演教學法及虛擬仿真演練有助于提升學生的學習積極性，課程思政元素應緊密結合教學內容并自然融入課程，事故案例交流會促使學生對課程知識有更深刻的認識并鞏固學習成果。此外，“實驗室安全文化月”使得學生將習得知識用于活動，進而保障高質量的實驗室安全教學成果。