物理開放實驗室安全規范管理探究

劉嘉濱， 潘 葳， 王宇興， 沈學浩

（上海交通大學物理與天文學院，上海 200240）

0 引 言

我國已經把拔尖人才培養提升到國家重大戰略需求的高度。拔尖人才培養工作歷經40 余年的探索，在政策導向層面和高校實踐層面都取得重要的經驗借鑒［1］。開放實驗室作為學科發展、交叉、融合的物質基礎和平臺［2］，為物理學基礎學科拔尖學生構建異質化課程體系提供了實踐場所。在“拔尖計劃2.0”下，開放實驗室對培養學生實踐智能、創新思維及工匠精神有著重要作用。

開放實驗室安全管理是實驗室建設與管理的重要組成部分。近年來，物理實驗教學中心以中央高校改善基本辦學條件專項為載體，教學實驗室及開放實驗室的實驗教學軟硬件條件都有很大改善，為物理實驗課程教學改革提供了有力支撐和保障。隨之保證實驗室規范運行的安全管理變得更為重要。

開放實驗室安全規范管理不僅保障實驗室人財物的安全，保證實驗教學順利開展，對學校和社會的安定有著重要作用，而且在探索拔尖人才培養視角下，對更好地支撐實驗教學質量提升與拔尖人才成長的有效平臺構建，也起到了至關重要的作用［3］，將成為實驗室工作的重要研究課題。

1 開放實驗室管理現狀

國外開放實驗室已經形成較為成熟和規范的管理機制［4-5］，國內開放實驗室是經過各高校不斷探索、改革和實踐，在實驗教學培養創新性、復合型、高素質人才方面形成基本共識的核心載體［6-7］。

開放實驗室內涵和功能，其可以分為實驗時間、實驗內容及實驗對象的開放［8-9］。在“三開放”功能中，中心對實驗時間的開放采取固定與預約相結合，與實驗課程體系和創新實驗項目相適配，如李政道班物理學實驗教學，自主性及探究性實驗研究，在教學周內固定開放；各類大學生物理實驗（創新）競賽項目，師生可根據實驗研究需要，預約所需開放實驗室。在開放實驗室內，中心對實驗內容的開放主要以普通物理實驗研究為主，對涉及大精實驗儀器使用及重大危險源的實驗研究則需要借用專門實驗室進行，并且須由專門教師負責培訓、指導和監管。中心開放實驗室主要面對本科低年級學生開放，負責完成實驗課程教學中綜合性、設計性及探究性實驗項目，完成參加大學生物理競賽類及學校各類創新實驗項目的研究。

對開放實驗室安全管理通常會借鑒普通教學實驗室的安全管理機制。而實驗室的開放旨在教學資源最佳配置與利用下，多維度地培養拔尖人才。在具體應用中，普通教學實驗室安全管理模式已不能滿足及適應開放實驗室安全管理要求，因此需要探索開放實驗室安全規范管理模式。

2 開放實驗室安全管理分析

2.1 開放實驗室的特點

開放后的實驗室相對于普通教學實驗室，形成諸多不固定性特點，如圖1 所示。

圖1 開放實驗室不固定性特點

（1）學生實驗人數不固定。普通教學實驗室按照實驗教學要求，需要滿足16 人/次實驗安排，而開放實驗室根據實驗研究項目的數量及實驗組人員組成的規模變得不固定。

（2）學生實驗學時不固定。普通教學實驗室根據實驗教學學時要求，需要滿足3 學時或4 學時/次實驗安排，而在開放實驗室，學生實際所占用的實驗學時要遠遠超過規定學時。

（3）實驗儀器設備不固定。普通教學實驗室進行的是相同實驗教學內容，實驗儀器設備配置是統一的，而在開放實驗室同時進行的實驗內容是不相同，因此實驗儀器設備存在多樣化。

（4）學生進入實驗室頻次不固定。對于普通教學實驗室，學生通常要求在規定的學時內完成實驗內容，因此進入實驗室的次數基本有限。而開放實驗室學生可根據實驗進程和要求，多次進入實驗室。

（5）實驗操作空間不固定。在普通教學實驗室內，學生通常在固定實驗平臺進行實驗操作。在開放實驗室學生根據實驗內容的需要、實驗手段的變化而變換實驗場地。

（6）實驗潛在危險源不固定。在普通教學實驗室，實驗內容與實驗方法相對固定，存在潛在危險源也比較明確。開放實驗室，隨著實驗內容、儀器及手段等變化，而使得實驗過程中潛在危險源變得不固定。

2.2 開放實驗室安全管理面臨挑戰

開放實驗室，其實驗教學模式的改變使得實驗室的性質、面對的學生群體以及實驗室管理等相比普通教學實驗室發生了重大變化，給開放實驗室安全管理帶來一定困難，主要表現如下，如圖2 所示。

圖2 開放實驗室安全管理面臨挑戰

（1）實驗室安全管理制度。開放實驗室的安全管理制度不是簡單地移植普通教學實驗室的安全管理制度。相對于普通教學實驗室實驗內容相同、實驗儀器統一、實驗平臺固定等特點，開放實驗室鼓勵學生實驗探究，因而實驗儀器與實驗空間會隨實驗內容與實驗方法的變化而變化，也使開放實驗室潛在危險源種類和數量發生變化。因此需要設計適應開放實驗室運行的安全操作手冊、實驗室安全準入等安全管理制度。

（2）實驗室環境管理。開放實驗室環境需要在有限的實驗室空間內再構建。大學物理實驗主要圍繞力、熱、光、電磁等領域開展實驗研究，單個普通教學實驗室多集中于某個知識領域設計實驗內容。在開放實驗室內將會圍繞多個知識領域開展設計性或研究性實驗，且會存在不同類型的實驗內容同時進行。因此需要科學地布局開放實驗室的實驗空間，要將有相互影響或沖突的實驗項目進行劃分，確保每個實驗項目有適當的實驗空間，保障實驗的安全性。

（3）實驗室安全資源管理。開放實驗室安全資源需要重新整合與優化。實驗室安全資源可以分為硬件與軟件資源，其中硬件資源包括實驗室安全設施，如防護目鏡、安全手套、常規急救藥箱等；軟件資源包括實驗室安全教育及培訓資料等。實驗參與者既是安全實驗的主體，也是安全實驗的客體。在實驗過程中，實驗參與者是最活躍的因素，也在實驗事故中扮演主導因素。因此，開放實驗室安全資源管理在“安全實驗、預防為主”原則下，必須增強實驗參與者對實驗安全價值取向與行為準則的意識。

3 開放實驗室安全規范管理探索

3.1 安全規范管理建設原則

現代教學倡導以學生為中心，開放實驗室安全規范管理建設需要采取“以學生為主體，以教師為引導”的管理理念，圍繞學生自主學習與資源整合能力、創新等綜合素質培養，構建和完善開放實驗室的教學環境［10］。

物理教學實驗室安全規范管理需要遵循時代性、科學性、特色性及可操作性原則［11］，而開放實驗室宗旨是服務于實驗教學，因此上述原則也適應于開放實驗室安全規范管理建設（見圖3）。同時結合開放實驗室特點，安全規范管理建設還需要堅持相容性原則。在相容性原則下，開放實驗室安全規范管理建設的內容既要與已存在的管理規范保持統一性與連貫性，又要能適應自身運行規律，從而使得實驗教學中心安全規范管理更具有整體性。

圖3 開放實驗室安全規范管理建設原則

實驗室是學生的實踐場所，開放實驗室以學生為主體，以高質量高要求的實踐活動培養高素質人才為宗旨，因此安全規范管理還需要堅持和發揮勞動育人原則。勞動既有綜合的育人價值，又具有獨特的育人價值，勞動教育是培養擔當民族復興大任時代新人的必然要求和必經之路［12-13］。在安全規范管理過程中要引導學生參與勞動實踐鍛煉，提高勞動知識技能同時樹立積極勞動價值觀。

3.2 安全規范管理建設

針對開放后的實驗室所面臨挑戰，實驗室安全規范化管理具體建設須從制度規范、環境規范及安全資源規范等方面進行。

在開放實驗室“三開放”功能中，針對實驗室內人財物制定規范化管理制度，明晰進入實驗室相關人員的職責，設定儀器設備使用規程等，做到人與物的安全，進而保障開放實驗室運行穩定。

在開放實驗室有限空間內，實驗室環境規范管理既要做到每個實驗項目擁有適當的實驗空間，還要關注不同實驗項目之間存在的潛在影響或沖突，要做到物理上隔離。

實驗室安全資源管理應從軟件資源與硬件資源建設進行。軟件資源建設主要涉及實驗室安全教育與培訓，實驗室安全文化等；硬件資源建設包括實驗儀器設備安全防護設施，實驗人員安全防護用品及實驗室環境所需消防急救等物品配備。

4 開放實驗室安全規范管理實踐

如圖4 可見，從制度管理、環境管理及安全資源管理3 個方面對開放實驗室安全規范管理進行建設。

這就是五四時期在兒童文學翻譯中存在的兩種主要翻譯原則。但究其根本，這兩種翻譯原則都是以兒童為翻譯目的。所以譯者以兒童為中心，著重考慮譯本的語言和風格能否符合兒童這一特殊群體的需要。

圖4 開放實驗室安全規范管理內容

4.1 完善安全管理制度

安全管理制度是實驗室安全管理的基礎［14］，可以讓實驗室安全工作管理者和執行者在工作中有章可循，讓實驗師生在實驗教學中有規可依。

（1）建立開放實驗室工作參考手冊，提高實驗教學效率和實驗教學質量。參考手冊包括了組織體系與工作職責，安全管理，教育，檢查等內容制度，讓進入實驗室師生快速適應開放實驗室環境，熟悉實驗室安全實驗要求，并指導與約束各類實驗人員職責和行為。

（2）完善開放實驗室安全操作規程，加強引導實驗人員安全操作行為規范的實施。結合物理學科實驗特色，基本安全操作規程包括常規用電、用水、化學品安全使用等。專項安全操作規程則有小型機械加工、高/低溫實驗、中低輸出激光、高壓設備及電磁使用安全規范等。而具有高危險源的實驗操作，必須要進入專門實驗室，并依照相應操作規程執行。

（3）健全開放實驗室基本安全管理制度，通過對實驗過程中人的不安全行為和物的不安全狀態的控制，實現安全管理目標。建立日常安全檢查與清潔整理制度，做好實驗室危險源辨識，及時發現安全隱患，及時進行整改并做好相應記錄。鼓勵與引導學生參與實驗室清潔整理工作；建立安全教育與培訓制度，根據實驗教學制定和設計安全教育培訓的內容與計劃，并隨實驗變化及時更新與補充；通過實驗室技術安全管理、物理特色實驗安全管理及突發事件應急預案等實施，做好開放實驗室基本安全管理。

（4）制定和完善開放實驗室工作守則與安全守則，防止實驗室事故發生。守則是進入開放實驗室人員共同遵守的行為準則和道德規范，從實驗教學全過程確保人財物的安全，讓學生養成守紀律的實驗習慣和良好的實驗作風。

4.2 規范實驗室環境管理

實驗室環境管理與實驗室的持續發展、本質安全及實驗教學質量提升等有著密切關系［15］。在創新人才培養體系下，物理開放實驗室將不再是面向單一類型實驗項目及實驗群體，在實驗室有效空間范圍內，需要合理布局、利用與管理實驗室環境。

（1）實驗室清理是環境管理的基礎。通過清理工作，理清實驗室所有物品及物品狀態，可以將不需要的物品按照學校規定進行清除，騰出必要的實驗室空間，減少實驗室物的不安全因素。對于存在問題或不能使用的儀器設備要及時維修維護或申請報廢。對于不屬于實驗室物品、較長時間不用的儀器要及時歸還或入庫處理。實驗室清理工作要必須定期進行，從而保證實驗室環境持續良好。

（2）對實驗室空間再布局與環境改造。考慮開放實驗室會同時開展不同類型的實驗項目，因此需要進行必要的實驗空間布局和改造，①保障實驗項目基本用電用水的安全，即儀器設備用電安全、拖線板不落地、用水實驗周圍環境清潔等；②保障實驗項目有合理實驗空間和實驗間距，以減少實驗操作由于空間限制造成的安全隱患；③減少或杜絕實驗項目之間存在的相互影響，合理布局電磁實驗、激光實驗及化學品實驗等。

（3）健全與改造實驗室消防通道和急救設施。實驗室為了節約空間，常常會無意識擠占必需的消防通道區域，因此在安全管理中對實驗室進出口附近張貼警示地貼，提醒師生在該區域內禁止擺放實驗儀器設備及疊放包裝紙箱。開放實驗室內師生需進行簡單的配件加工與改造，所以在開放實驗室置放急救藥箱，配備基礎醫藥器械如創可貼、紗布、綁帶等，并定期進行檢查、更換和補充。

（4）完善實驗室安全使用信息與告警信息。在開放實驗室進口處，定期檢查與更新實驗室安全信息，標注本實驗室危險源、實驗室管理員信息等，讓進入實驗室的師生提前了解。對實驗室重點設備、小型機械設備、化學品、潛在危險源處以及安全用水用電等張貼安全標識與警示標貼，增強實驗人員在實驗全過程的安全意識。同時在實驗臺面及實驗室墻面設置溫馨的安全提示信息與標語，構建實驗室安全文化環境。

4.3 安全資源規范管理

開放實驗室安全資源作為實驗教學資源的重要組成部分，安全資源規范管理對實驗教學順利開展具有保障作用。

硬件安全資源具體包括人的防護、物的防護及環境保護資源。

實驗室內部署必需的個人安全防護用品，如小型機械加工所需的護目鏡、護目屏、頭盔、激光實驗所需的防護鏡，以及實驗中需要的防塵口罩與高/低溫防護手套等，幫助實驗者免受傷害或者減輕事故傷害。

確保實驗儀器設備運行狀態正常，并根據需要配備相應的安全防護設施，避免安全傷害事故的發生，如小型機械加工設備要防止實驗者身體或手部受到傷害，運動物件要防止飛濺或飛落傷人，以及防止激光傷害等。要求正確使用防護用品和防護設施，避免隨意或錯誤使用防護用品和設施而造成傷害。

實驗室同時部署必要的滅火毯、消防桶等消防設施，預防火災發生。

實驗室設置廢物與廢液收集區域，放置收集桶與收集盒，標志明顯，并根據學校及學院要求及時處理。杜絕實驗室廢物亂丟，廢液倒入下水道等現象出現，保障實驗室環境安全與人身安全。

軟件安全資源主要涉及開放實驗室安全教育與培訓資料設計與完善。實驗室安全教育是保障實驗室安全的首要環節和關鍵措施［16］。針對開放實驗室實驗教學與運行情況設計安全教育與培訓資料，并充分利用多媒體技術進行建設，利用“好大學在線”慕課平臺與線下實驗課程講解相結合。安全資源包括了視頻資源、基礎安全技能培訓、專項安全技能培訓及開放實驗室相關規章制度與安全操作規范等。圍繞實驗室安全教育與培訓，設計了安全知識練習題庫，提高與檢查學生安全學習與培訓成效。安全知識練習題庫根據實驗教學內容的創新與實驗方法改進，實驗儀器的更新迭代以及實驗條件的改善，及時補充與完善，并與實驗室安全準入聯動。

4.4 實驗實踐安全有序

開放實驗室規范化運行管理有力保障每年8 000多人時實驗教學有序完成，包含自主創新類實驗研究，學術與實驗創新競賽活動等，做到零安全實驗事故發生。①學生進入開放實驗室前要接受安全教育與培訓，了解實驗室基本安全管理制度、工作與安全守則等，學習和掌握實驗室基本與專項安全知識，并參加安全知識練習與考試。②學生進入開放實驗室后要了解實驗室布局與安全環境情況，通過工作參考手冊、安全操作規程等資料合理規范地開展實驗研究與操作，保證實驗過程中人、物與環境的安全。③學生離開開放實驗室需做好實驗整理與收尾工作，確保實驗室水、電、門窗等關閉，實驗設備儀器處于關閉與安全狀態。如果實驗研究未結束，要做好必要的標志與標識工作，杜絕誤操作和事故發生。

開放實驗室規范化運行管理通過多種方式有力增強本科低年級學生的實驗安全意識和實驗安全行為，為他們以后進入專業實驗室學習和研究提供了重要的基礎和保障。通過安全教育與培訓提高學生安全意識，讓學生了解開放實驗室常見安全隱患及應對策略。通過工作參考手冊、安全操作規程等讓學生熟悉實驗室環境，了解實驗室風險源與類型，在科學規范實驗中掌握安全操作技能，并且養成良好的實驗習慣，確保自身安全。通過對實驗整理與實驗室清潔工作讓學生建立實驗責任感，認識到自己的行為可能會影響到他人安全，做到實驗室安全，人人有責。同時，開放實驗室規范化運行管理也為普通教學實驗室進行拓展性實驗提供借鑒，涉及軟硬件安全資源配置、安全操作規則設計、實驗空間布局與環境改造等。

5 結 語

物理學是以實驗為基礎的學科，在物理學基礎學科拔尖人才培養過程中，開放實驗室將成為一種趨勢，實驗室安全規范管理為拔尖人才培養體系的建立，提供有力支撐和保障。開放實驗室安全規范管理，既繼承普通教學實驗室安全管理機制，又具有自身運行特點，因此可以從制度、環境、設備、行為及技術規范等方面，構建開放實驗室安全規范管理模式。隨著實驗教學內容的創新，技術的迭代，方法的改進，條件的改善，開放實驗室安全規范管理也隨之不斷完善與創新，切實保障和適應實驗教學安全需要。