基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中安全管理實(shí)踐及思考

牛麗紅, 郭英姿

(1. 清華大學(xué) 化學(xué)系, 北京 100084; 2. 清華大學(xué) 實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備處, 北京 100084)

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是清華大學(xué)化學(xué)系開(kāi)設(shè)的面向全校非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,每年選課學(xué)生千余人。作為大學(xué)階段第一門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程(對(duì)于部分學(xué)生來(lái)講,也是他們本科階段必修的唯一一門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程),通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),不僅使學(xué)生進(jìn)一步了解化學(xué)在發(fā)展過(guò)程中與其他學(xué)科相互滲透、交叉和融合的特點(diǎn)；也要結(jié)合科研、生產(chǎn)實(shí)際,使得學(xué)生了解并重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的安全問(wèn)題?；瘜W(xué)安全,不僅涉及到化學(xué)知識(shí)在安全問(wèn)題中的應(yīng)用,更關(guān)乎生命、財(cái)產(chǎn)的安全保障。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,加強(qiáng)安全教育,強(qiáng)化安全意識(shí),是實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行的可靠保障。

從事基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師,一定要結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,加強(qiáng)安全知識(shí)的學(xué)習(xí),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,不斷強(qiáng)調(diào)安全在實(shí)驗(yàn)中的重要作用。只有學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中了解安全知識(shí),重視安全管理,走向工作崗位以后才能自覺(jué)遵守各項(xiàng)安全規(guī)章制度,保障安全生產(chǎn)。

1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全管理特點(diǎn)

高校實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開(kāi)展科學(xué)研究、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與綜合素質(zhì)的主要場(chǎng)所[1],我校的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理具有如下特點(diǎn):

1.1 化學(xué)試劑數(shù)量和種類繁多

作為基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)課程,元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重要組成部分,所用化學(xué)試劑品種繁多、性質(zhì)復(fù)雜,大部分還有一定的毒性[2-3],同時(shí)產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢棄物種類多,處理量大。

1.2 學(xué)生首次接觸大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn),對(duì)安全問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足

剛剛升入大學(xué)的學(xué)生,對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)往往還停留于高中階段,化學(xué)實(shí)驗(yàn)給他們的印象更多是“有趣”,而容易忽視隱藏在化學(xué)現(xiàn)象背后的安全問(wèn)題。由于對(duì)一些元素性質(zhì)還沒(méi)有全面了解,學(xué)生又喜歡動(dòng)手嘗試,往往帶來(lái)一定的安全隱患。

1.3 危險(xiǎn)源復(fù)雜

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中用到的各種合成(包含高壓設(shè)備如高壓反應(yīng)釜)、加熱、振蕩、檢測(cè)(大功率、含輻射問(wèn)題)等儀器設(shè)備種類非常多,由于反應(yīng)的復(fù)雜性,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室也經(jīng)常使用各種高壓氣罐、冷凝回路水等,因此,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理不僅僅涉及到各類化學(xué)品(尤其是腐蝕性化學(xué)品、有毒化學(xué)品)的購(gòu)置、存放、使用、后處理等問(wèn)題,也有水、電、氣等存在各種安全問(wèn)題。

1.4 實(shí)驗(yàn)室使用頻繁,人員眾多

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)課在化學(xué)系的課程中占有舉足輕重的地位。面對(duì)每年11萬(wàn)人時(shí)數(shù)、2 500人的實(shí)驗(yàn)任務(wù)量,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用非常頻繁,每個(gè)工作日在每間實(shí)驗(yàn)室都有25～30名學(xué)生同時(shí)做實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)涉及到產(chǎn)品合成、表征、性質(zhì)測(cè)試等手段,每一位學(xué)生需要同期使用4～5個(gè)實(shí)驗(yàn)室,僅僅靠一名教師和助教需要照顧到所有學(xué)生,難度可想而知。近幾年,隨著我校的快速發(fā)展,通識(shí)教育課程選課人數(shù)逐年增加,化學(xué)系的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室面積卻一直沒(méi)有增加,面積小、人員多、實(shí)驗(yàn)復(fù)雜,給實(shí)驗(yàn)室安全管理增加了很多難度。

面對(duì)實(shí)際困難,實(shí)驗(yàn)中心在化學(xué)系的支持下,立足現(xiàn)有條件,讓實(shí)驗(yàn)室利用更加科學(xué)合理,并大力提升安全管理的軟硬件環(huán)境。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全管理措施

2.1 提升硬件環(huán)境

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室在學(xué)校改善辦學(xué)條件經(jīng)費(fèi)的支持下,全面改善了實(shí)驗(yàn)室整體環(huán)境,例如通風(fēng)系統(tǒng)、藥品儲(chǔ)藏環(huán)境、公共區(qū)域安全設(shè)施、廢液處理等。定期檢查洗眼器使用情況；安放明顯而全面的安全警示標(biāo)識(shí)；試劑存放量按照國(guó)家安全規(guī)定執(zhí)行,固體與液體、強(qiáng)酸與強(qiáng)堿、氧化劑與還原劑等分開(kāi)存放；試劑柜接通風(fēng)裝置,同一試劑柜中液體放置在下層,存放點(diǎn)通風(fēng)、隔熱、安全[4]；試劑柜內(nèi)加裝六氟丙烷自動(dòng)滅火裝置；使用可燃易爆氣體(包含易燃易爆氣體的標(biāo)準(zhǔn)氣)的實(shí)驗(yàn)室將氣瓶放置于室外,并全部安裝防回火裝置。實(shí)驗(yàn)室安全管理水平得到外國(guó)專家的好評(píng),并于2016年順利通過(guò)ABET認(rèn)證。

2.2 完善安全管理制度

完善具有學(xué)科特色的實(shí)驗(yàn)室安全管理制度、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程、儀器操作規(guī)程、應(yīng)急預(yù)案,將有操作指導(dǎo)性的制度、規(guī)程張貼出來(lái)。建立安全檢查和值日制度,檢查出的問(wèn)題及時(shí)反饋、整改[5]。實(shí)驗(yàn)室門上張貼危險(xiǎn)源辨識(shí)和防護(hù)要求,掛有安全責(zé)任牌,標(biāo)明安全責(zé)任人、電話等信息,張貼逃生線路指示圖。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)根據(jù)面積配置充足的各類專業(yè)消防器材并定期檢查。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室配置了監(jiān)控設(shè)備,24 h全角度監(jiān)控實(shí)驗(yàn)安全。整潔明亮的實(shí)驗(yàn)室布局合理,物品擺放有序。所有房間有備用鑰匙,由專人管理。實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生一定熟悉安全操作方法及防護(hù)知識(shí)。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須戴防護(hù)手套、護(hù)目鏡、穿實(shí)驗(yàn)服等防護(hù)用品,否則不允許進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)結(jié)束,由老師、助教共同檢查水電氣等安全,確認(rèn)無(wú)誤簽字,最后由實(shí)驗(yàn)室管理人員再次確認(rèn)。每一個(gè)實(shí)驗(yàn),教師都要將所有用到的化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)熟記于心,特別是對(duì)可能發(fā)生的安全問(wèn)題,做好安全預(yù)防,制作中英文安全應(yīng)急卡,懸掛于醒目的位置。

2.3 加強(qiáng)安全教育

董繼業(yè)等對(duì)46起實(shí)驗(yàn)室安全事故中實(shí)驗(yàn)操作人員的不安全動(dòng)作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后[6],借鑒美國(guó)杜邦公司及美國(guó)職業(yè)安全與健康管理局對(duì)不安全行為的分類方式，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作人員的不安全動(dòng)作進(jìn)行歸納,得到8大類、25種不安全動(dòng)作。其中,使用質(zhì)量不合格的儀器設(shè)備、材料,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間脫崗,實(shí)驗(yàn)后未清理現(xiàn)場(chǎng)、斷電、關(guān)設(shè)備這3類不安全動(dòng)作發(fā)生最為頻繁,占到了總數(shù)的52%,是預(yù)防的重點(diǎn)。而這些與實(shí)驗(yàn)人員的行為習(xí)慣密切相關(guān)。在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,狠抓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,對(duì)于不按照操作規(guī)程實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)后不完全清理現(xiàn)場(chǎng)等行為,教師除發(fā)出警告、現(xiàn)場(chǎng)整改外,將其與學(xué)生成績(jī)掛鉤。將穿實(shí)驗(yàn)服、護(hù)目鏡、試劑及儀器使用規(guī)范、實(shí)驗(yàn)器材損壞以及實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生習(xí)慣等作為實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的一部分,以10%的比例納入實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)u(píng)定。以提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全的重視程度,幫助和督促學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)安全習(xí)慣。

初次進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生,要參加學(xué)校設(shè)備處網(wǎng)站上的實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)測(cè)試。同時(shí),實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)相關(guān)安全知識(shí),簽署安全責(zé)任書,以督促和提醒其在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,遵守安全章程,保證自覺(jué)主動(dòng)的安全實(shí)驗(yàn)。

組織學(xué)生參加消防演練,實(shí)地感受實(shí)驗(yàn)安全重要性。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全文化教育,營(yíng)造重視安全的良好氛圍。例如將實(shí)驗(yàn)安全教育視頻(清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目,含水、電、氣使用等全面的實(shí)驗(yàn)室安全教育內(nèi)容)推送到每一位學(xué)生的手機(jī)上,該視頻采用卡通人物對(duì)話形式,畫面生動(dòng)、語(yǔ)言通俗、寓教于樂(lè)。

要體現(xiàn)“將安全教育融入日常教學(xué)”的目的,實(shí)驗(yàn)教材就必須充分融入安全教育的內(nèi)容[7]。在新編的教材中,加強(qiáng)對(duì)安全知識(shí)的全方位介紹,增強(qiáng)安全意識(shí)；實(shí)驗(yàn)中增加對(duì)化學(xué)安全知識(shí)的提醒,每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟中所涉及到的安全知識(shí),在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中作出特別提示。

2.4 實(shí)施實(shí)驗(yàn)室安全督查制度

實(shí)驗(yàn)室安全教育管理體系是一個(gè)長(zhǎng)期機(jī)制,對(duì)此,我們應(yīng)當(dāng)安全警鐘長(zhǎng)鳴,安全教育常抓不懈[8]。由各研究所安全骨干力量組成的系級(jí)安全督導(dǎo)組定期檢查實(shí)驗(yàn)室安全,尤其對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全檢查更加嚴(yán)格,比如洗眼器的正常使用、氧氣含量報(bào)警器是否在有效期、廢液桶是否粘貼有效的標(biāo)簽,實(shí)驗(yàn)室垃圾和生活垃圾是否嚴(yán)格分類等。同時(shí),校級(jí)安全督導(dǎo)專家也會(huì)定期對(duì)實(shí)驗(yàn)室督導(dǎo)檢查,并及時(shí)反饋,定期復(fù)查。

2.5 開(kāi)展定期安全培訓(xùn)

從2015年起,基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開(kāi)設(shè)了實(shí)驗(yàn)室安全課,結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)安全問(wèn)題,對(duì)學(xué)生加強(qiáng)全面系統(tǒng)的安全訓(xùn)練,除了有專業(yè)教師講解實(shí)驗(yàn)室安全問(wèn)題,還邀請(qǐng)北京市急救中心的專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)急救演練,邀請(qǐng)北京市消防局專家結(jié)合化學(xué)樓內(nèi)的安全消防設(shè)施進(jìn)行全方位的現(xiàn)場(chǎng)安全知識(shí)講解和操作。此外,定期邀請(qǐng)氣瓶、化學(xué)品安全知識(shí)專家進(jìn)行安全培訓(xùn)。

2.6 安全教育與化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)相結(jié)合

實(shí)驗(yàn)室是實(shí)踐的重要場(chǎng)所,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備、試劑、操作規(guī)程等內(nèi)容進(jìn)行安全教育,身臨其境,給學(xué)生留下深刻印象。借學(xué)生首次接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)機(jī),加強(qiáng)安全教育,既是培養(yǎng)素質(zhì)全面的現(xiàn)代化人才的要求,也是保障人身、財(cái)產(chǎn)安全的基本要求。教師要在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中,將安全教育潛移默化地貫穿于學(xué)習(xí)始終。例如對(duì)于元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn),結(jié)合常見(jiàn)重金屬,如鎘、鉛等元素在生活中的安全案例,加強(qiáng)安全教育；引導(dǎo)學(xué)生查詢每種物質(zhì)的MSDS數(shù)據(jù),了解所用物質(zhì)的理化知識(shí),尤其是安全使用及其應(yīng)急處理措施。例如課堂上一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)是“自來(lái)水中氟離子含量測(cè)定”,教師不僅講述到氟離子安全使用,注意事項(xiàng),還介紹含氟廢液的處理方法,如化學(xué)沉淀法、混凝沉淀法、吸附法等。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全管理原則

3.1 安全教育方式要得當(dāng)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),培養(yǎng)勇于嘗試、不斷探索的科研精神。學(xué)生作為高校實(shí)驗(yàn)室安全管理工作的對(duì)象與參與者,其自身具有較強(qiáng)的自我管理、自我學(xué)習(xí)、自我教育能力,且朝氣蓬勃、自主創(chuàng)造性強(qiáng)。激發(fā)其參與的自覺(jué)性和積極性,有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力[9-10]。教師在安全教育過(guò)程中,要循循善誘,從學(xué)生自身特點(diǎn)出發(fā),曉之以情、動(dòng)之以理,使得學(xué)生發(fā)揮安全主體作用,主動(dòng)重視安全。如果過(guò)于硬性強(qiáng)調(diào)安全問(wèn)題,學(xué)生處于被動(dòng)說(shuō)教地位,會(huì)使得正處于旺盛求知欲的學(xué)生畏首畏尾,失去科學(xué)探索的動(dòng)力。雖然化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)決定了其容易發(fā)生一些安全問(wèn)題,但只要做好個(gè)人防護(hù),熟悉所用化學(xué)品和儀器的安全操作規(guī)程,做好應(yīng)急處理措施,遵守規(guī)程,服從實(shí)驗(yàn)室安全管理規(guī)定,就能最大限度地保證在安全條件下享受科研的樂(lè)趣,在豐富多彩的化學(xué)世界中探索未知的奧秘。

3.2 融安全教育于專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)

化學(xué)品的安全問(wèn)題和其化學(xué)性質(zhì)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)密不可分,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要利用結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的特點(diǎn),融安全教育于專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)中,一方面加強(qiáng)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),一方面潛移默化中接受了安全教育。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐的過(guò)程,既是進(jìn)行專業(yè)研究和探索的過(guò)程,也是學(xué)習(xí)安全、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程,這種有針對(duì)性的安全教育有利于將安全知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,避免學(xué)生對(duì)大量安全知識(shí)“囫圇吞棗”,同時(shí)還可以講解更加深入、系統(tǒng)的安全知識(shí)[11]。比如基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)是“熱致變色銅氨配合物合成”,結(jié)合實(shí)驗(yàn)中所用到的高氯酸,從結(jié)構(gòu)角度分析其為何具有強(qiáng)氧化性,教育學(xué)生隨意傾倒會(huì)對(duì)公共水體造成污染,從而引導(dǎo)學(xué)生思考如何處理氯酸根廢液等專業(yè)問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生自然深化了安全意識(shí)。

3.3 安全問(wèn)題常抓不懈

安全教育要貫穿于教學(xué)的整個(gè)過(guò)程,結(jié)合具體內(nèi)容,時(shí)時(shí)提醒,反復(fù)強(qiáng)調(diào)。實(shí)驗(yàn)教師安全責(zé)任重大,要深入、細(xì)致地執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)章的每一項(xiàng)要求,貫徹“安全重于一切”的思想,防患于未然。

隨著我國(guó)社會(huì)的不斷進(jìn)步和高等教育的發(fā)展,高校實(shí)驗(yàn)室的安全管理問(wèn)題越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注與重視。安全管理是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù),需要不斷總結(jié)完善,只有這樣,才能讓學(xué)生安心學(xué)習(xí)和鉆研業(yè)務(wù)[12],消除實(shí)驗(yàn)室安全隱患,防止實(shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生,為師生營(yíng)造一個(gè)和諧安定的學(xué)習(xí)環(huán)境。

感謝清華大學(xué)本科教學(xué)改革項(xiàng)目基金(ZY01_02)的支持。

感謝清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新基金的支持。

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