物理開放實驗室安全規(guī)范管理探究

劉嘉濱， 潘 葳， 王宇興， 沈?qū)W浩

（上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院，上海 200240）

0 引 言

我國已經(jīng)把拔尖人才培養(yǎng)提升到國家重大戰(zhàn)略需求的高度。拔尖人才培養(yǎng)工作歷經(jīng)40 余年的探索，在政策導(dǎo)向?qū)用婧透咝嵺`層面都取得重要的經(jīng)驗借鑒［1］。開放實驗室作為學(xué)科發(fā)展、交叉、融合的物質(zhì)基礎(chǔ)和平臺［2］，為物理學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生構(gòu)建異質(zhì)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(yǎng)學(xué)生實踐智能、創(chuàng)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(shè)與管理的重要組成部分。近年來，物理實驗教學(xué)中心以中央高校改善基本辦學(xué)條件專項為載體，教學(xué)實驗室及開放實驗室的實驗教學(xué)軟硬件條件都有很大改善，為物理實驗課程教學(xué)改革提供了有力支撐和保障。隨之保證實驗室規(guī)范運行的安全管理變得更為重要。

開放實驗室安全規(guī)范管理不僅保障實驗室人財物的安全，保證實驗教學(xué)順利開展，對學(xué)校和社會的安定有著重要作用，而且在探索拔尖人才培養(yǎng)視角下，對更好地支撐實驗教學(xué)質(zhì)量提升與拔尖人才成長的有效平臺構(gòu)建，也起到了至關(guān)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(xiàn)狀

國外開放實驗室已經(jīng)形成較為成熟和規(guī)范的管理機制［4-5］，國內(nèi)開放實驗室是經(jīng)過各高校不斷探索、改革和實踐，在實驗教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新性、復(fù)合型、高素質(zhì)人才方面形成基本共識的核心載體［6-7］。

開放實驗室內(nèi)涵和功能，其可以分為實驗時間、實驗內(nèi)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(yù)約相結(jié)合，與實驗課程體系和創(chuàng)新實驗項目相適配，如李政道班物理學(xué)實驗教學(xué)，自主性及探究性實驗研究，在教學(xué)周內(nèi)固定開放；各類大學(xué)生物理實驗（創(chuàng)新）競賽項目，師生可根據(jù)實驗研究需要，預(yù)約所需開放實驗室。在開放實驗室內(nèi)，中心對實驗內(nèi)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(jìn)行，并且須由專門教師負(fù)責(zé)培訓(xùn)、指導(dǎo)和監(jiān)管。中心開放實驗室主要面對本科低年級學(xué)生開放，負(fù)責(zé)完成實驗課程教學(xué)中綜合性、設(shè)計性及探究性實驗項目，完成參加大學(xué)生物理競賽類及學(xué)校各類創(chuàng)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(xué)實驗室的安全管理機制。而實驗室的開放旨在教學(xué)資源最佳配置與利用下，多維度地培養(yǎng)拔尖人才。在具體應(yīng)用中，普通教學(xué)實驗室安全管理模式已不能滿足及適應(yīng)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(guī)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(xué)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(xué)生實驗人數(shù)不固定。普通教學(xué)實驗室按照實驗教學(xué)要求，需要滿足16 人/次實驗安排，而開放實驗室根據(jù)實驗研究項目的數(shù)量及實驗組人員組成的規(guī)模變得不固定。

（2）學(xué)生實驗學(xué)時不固定。普通教學(xué)實驗室根據(jù)實驗教學(xué)學(xué)時要求，需要滿足3 學(xué)時或4 學(xué)時/次實驗安排，而在開放實驗室，學(xué)生實際所占用的實驗學(xué)時要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定學(xué)時。

（3）實驗儀器設(shè)備不固定。普通教學(xué)實驗室進(jìn)行的是相同實驗教學(xué)內(nèi)容，實驗儀器設(shè)備配置是統(tǒng)一的，而在開放實驗室同時進(jìn)行的實驗內(nèi)容是不相同，因此實驗儀器設(shè)備存在多樣化。

（4）學(xué)生進(jìn)入實驗室頻次不固定。對于普通教學(xué)實驗室，學(xué)生通常要求在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)完成實驗內(nèi)容，因此進(jìn)入實驗室的次數(shù)基本有限。而開放實驗室學(xué)生可根據(jù)實驗進(jìn)程和要求，多次進(jìn)入實驗室。

（5）實驗操作空間不固定。在普通教學(xué)實驗室內(nèi)，學(xué)生通常在固定實驗平臺進(jìn)行實驗操作。在開放實驗室學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)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(xué)實驗室，實驗內(nèi)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(nèi)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(zhàn)

開放實驗室，其實驗教學(xué)模式的改變使得實驗室的性質(zhì)、面對的學(xué)生群體以及實驗室管理等相比普通教學(xué)實驗室發(fā)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(xiàn)如下，如圖2 所示。

圖2 開放實驗室安全管理面臨挑戰(zhàn)

（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(xué)實驗室的安全管理制度。相對于普通教學(xué)實驗室實驗內(nèi)容相同、實驗儀器統(tǒng)一、實驗平臺固定等特點，開放實驗室鼓勵學(xué)生實驗探究，因而實驗儀器與實驗空間會隨實驗內(nèi)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(shù)量發(fā)生變化。因此需要設(shè)計適應(yīng)開放實驗室運行的安全操作手冊、實驗室安全準(zhǔn)入等安全管理制度。

（2）實驗室環(huán)境管理。開放實驗室環(huán)境需要在有限的實驗室空間內(nèi)再構(gòu)建。大學(xué)物理實驗主要圍繞力、熱、光、電磁等領(lǐng)域開展實驗研究，單個普通教學(xué)實驗室多集中于某個知識領(lǐng)域設(shè)計實驗內(nèi)容。在開放實驗室內(nèi)將會圍繞多個知識領(lǐng)域開展設(shè)計性或研究性實驗，且會存在不同類型的實驗內(nèi)容同時進(jìn)行。因此需要科學(xué)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(jìn)行劃分，確保每個實驗項目有適當(dāng)?shù)膶嶒灴臻g，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(yōu)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(shè)施，如防護(hù)目鏡、安全手套、常規(guī)急救藥箱等；軟件資源包括實驗室安全教育及培訓(xùn)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(dǎo)因素。因此，開放實驗室安全資源管理在“安全實驗、預(yù)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(zhǔn)則的意識。

3 開放實驗室安全規(guī)范管理探索

3.1 安全規(guī)范管理建設(shè)原則

現(xiàn)代教學(xué)倡導(dǎo)以學(xué)生為中心，開放實驗室安全規(guī)范管理建設(shè)需要采取“以學(xué)生為主體，以教師為引導(dǎo)”的管理理念，圍繞學(xué)生自主學(xué)習(xí)與資源整合能力、創(chuàng)新等綜合素質(zhì)培養(yǎng)，構(gòu)建和完善開放實驗室的教學(xué)環(huán)境［10］。

物理教學(xué)實驗室安全規(guī)范管理需要遵循時代性、科學(xué)性、特色性及可操作性原則［11］，而開放實驗室宗旨是服務(wù)于實驗教學(xué)，因此上述原則也適應(yīng)于開放實驗室安全規(guī)范管理建設(shè)（見圖3）。同時結(jié)合開放實驗室特點，安全規(guī)范管理建設(shè)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(guī)范管理建設(shè)的內(nèi)容既要與已存在的管理規(guī)范保持統(tǒng)一性與連貫性，又要能適應(yīng)自身運行規(guī)律，從而使得實驗教學(xué)中心安全規(guī)范管理更具有整體性。

圖3 開放實驗室安全規(guī)范管理建設(shè)原則

實驗室是學(xué)生的實踐場所，開放實驗室以學(xué)生為主體，以高質(zhì)量高要求的實踐活動培養(yǎng)高素質(zhì)人才為宗旨，因此安全規(guī)范管理還需要堅持和發(fā)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(yǎng)擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任時代新人的必然要求和必經(jīng)之路［12-13］。在安全規(guī)范管理過程中要引導(dǎo)學(xué)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(guī)范管理建設(shè)

針對開放后的實驗室所面臨挑戰(zhàn)，實驗室安全規(guī)范化管理具體建設(shè)須從制度規(guī)范、環(huán)境規(guī)范及安全資源規(guī)范等方面進(jìn)行。

在開放實驗室“三開放”功能中，針對實驗室內(nèi)人財物制定規(guī)范化管理制度，明晰進(jìn)入實驗室相關(guān)人員的職責(zé)，設(shè)定儀器設(shè)備使用規(guī)程等，做到人與物的安全，進(jìn)而保障開放實驗室運行穩(wěn)定。

在開放實驗室有限空間內(nèi)，實驗室環(huán)境規(guī)范管理既要做到每個實驗項目擁有適當(dāng)?shù)膶嶒灴臻g，還要關(guān)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(yīng)從軟件資源與硬件資源建設(shè)進(jìn)行。軟件資源建設(shè)主要涉及實驗室安全教育與培訓(xùn)，實驗室安全文化等；硬件資源建設(shè)包括實驗儀器設(shè)備安全防護(hù)設(shè)施，實驗人員安全防護(hù)用品及實驗室環(huán)境所需消防急救等物品配備。

4 開放實驗室安全規(guī)范管理實踐

如圖4 可見，從制度管理、環(huán)境管理及安全資源管理3 個方面對開放實驗室安全規(guī)范管理進(jìn)行建設(shè)。

這就是五四時期在兒童文學(xué)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(fēng)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(guī)范管理內(nèi)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(chǔ)［14］，可以讓實驗室安全工作管理者和執(zhí)行者在工作中有章可循，讓實驗師生在實驗教學(xué)中有規(guī)可依。

（1）建立開放實驗室工作參考手冊，提高實驗教學(xué)效率和實驗教學(xué)質(zhì)量。參考手冊包括了組織體系與工作職責(zé)，安全管理，教育，檢查等內(nèi)容制度，讓進(jìn)入實驗室?guī)熒焖龠m應(yīng)開放實驗室環(huán)境，熟悉實驗室安全實驗要求，并指導(dǎo)與約束各類實驗人員職責(zé)和行為。

（2）完善開放實驗室安全操作規(guī)程，加強引導(dǎo)實驗人員安全操作行為規(guī)范的實施。結(jié)合物理學(xué)科實驗特色，基本安全操作規(guī)程包括常規(guī)用電、用水、化學(xué)品安全使用等。專項安全操作規(guī)程則有小型機械加工、高/低溫實驗、中低輸出激光、高壓設(shè)備及電磁使用安全規(guī)范等。而具有高危險源的實驗操作，必須要進(jìn)入專門實驗室，并依照相應(yīng)操作規(guī)程執(zhí)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(tài)的控制，實現(xiàn)安全管理目標(biāo)。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(fā)現(xiàn)安全隱患，及時進(jìn)行整改并做好相應(yīng)記錄。鼓勵與引導(dǎo)學(xué)生參與實驗室清潔整理工作；建立安全教育與培訓(xùn)制度，根據(jù)實驗教學(xué)制定和設(shè)計安全教育培訓(xùn)的內(nèi)容與計劃，并隨實驗變化及時更新與補充；通過實驗室技術(shù)安全管理、物理特色實驗安全管理及突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)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(fā)生。守則是進(jìn)入開放實驗室人員共同遵守的行為準(zhǔn)則和道德規(guī)范，從實驗教學(xué)全過程確保人財物的安全，讓學(xué)生養(yǎng)成守紀(jì)律的實驗習(xí)慣和良好的實驗作風(fēng)。

4.2 規(guī)范實驗室環(huán)境管理

實驗室環(huán)境管理與實驗室的持續(xù)發(fā)展、本質(zhì)安全及實驗教學(xué)質(zhì)量提升等有著密切關(guān)系［15］。在創(chuàng)新人才培養(yǎng)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(nèi)，需要合理布局、利用與管理實驗室環(huán)境。

（1）實驗室清理是環(huán)境管理的基礎(chǔ)。通過清理工作，理清實驗室所有物品及物品狀態(tài)，可以將不需要的物品按照學(xué)校規(guī)定進(jìn)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(shè)備要及時維修維護(hù)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(jìn)行，從而保證實驗室環(huán)境持續(xù)良好。

（2）對實驗室空間再布局與環(huán)境改造?？紤]開放實驗室會同時開展不同類型的實驗項目，因此需要進(jìn)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(shè)備用電安全、拖線板不落地、用水實驗周圍環(huán)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(xué)品實驗等。

（3）健全與改造實驗室消防通道和急救設(shè)施。實驗室為了節(jié)約空間，常常會無意識擠占必需的消防通道區(qū)域，因此在安全管理中對實驗室進(jìn)出口附近張貼警示地貼，提醒師生在該區(qū)域內(nèi)禁止擺放實驗儀器設(shè)備及疊放包裝紙箱。開放實驗室內(nèi)師生需進(jìn)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(chǔ)醫(yī)藥器械如創(chuàng)可貼、紗布、綁帶等，并定期進(jìn)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(jìn)口處，定期檢查與更新實驗室安全信息，標(biāo)注本實驗室危險源、實驗室管理員信息等，讓進(jìn)入實驗室的師生提前了解。對實驗室重點設(shè)備、小型機械設(shè)備、化學(xué)品、潛在危險源處以及安全用水用電等張貼安全標(biāo)識與警示標(biāo)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(shè)置溫馨的安全提示信息與標(biāo)語，構(gòu)建實驗室安全文化環(huán)境。

4.3 安全資源規(guī)范管理

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

硬件安全資源具體包括人的防護(hù)、物的防護(hù)及環(huán)境保護(hù)資源。

實驗室內(nèi)部署必需的個人安全防護(hù)用品，如小型機械加工所需的護(hù)目鏡、護(hù)目屏、頭盔、激光實驗所需的防護(hù)鏡，以及實驗中需要的防塵口罩與高/低溫防護(hù)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(shè)備運行狀態(tài)正常，并根據(jù)需要配備相應(yīng)的安全防護(hù)設(shè)施，避免安全傷害事故的發(fā)生，如小型機械加工設(shè)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(hù)用品和防護(hù)設(shè)施，避免隨意或錯誤使用防護(hù)用品和設(shè)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(shè)施，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生。

實驗室設(shè)置廢物與廢液收集區(qū)域，放置收集桶與收集盒，標(biāo)志明顯，并根據(jù)學(xué)校及學(xué)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(xiàn)象出現(xiàn)，保障實驗室環(huán)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(xùn)資料設(shè)計與完善。實驗室安全教育是保障實驗室安全的首要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵措施［16］。針對開放實驗室實驗教學(xué)與運行情況設(shè)計安全教育與培訓(xùn)資料，并充分利用多媒體技術(shù)進(jìn)行建設(shè)，利用“好大學(xué)在線”慕課平臺與線下實驗課程講解相結(jié)合。安全資源包括了視頻資源、基礎(chǔ)安全技能培訓(xùn)、專項安全技能培訓(xùn)及開放實驗室相關(guān)規(guī)章制度與安全操作規(guī)范等。圍繞實驗室安全教育與培訓(xùn)，設(shè)計了安全知識練習(xí)題庫，提高與檢查學(xué)生安全學(xué)習(xí)與培訓(xùn)成效。安全知識練習(xí)題庫根據(jù)實驗教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新與實驗方法改進(jìn)，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(zhǔn)入聯(lián)動。

4.4 實驗實踐安全有序

開放實驗室規(guī)范化運行管理有力保障每年8 000多人時實驗教學(xué)有序完成，包含自主創(chuàng)新類實驗研究，學(xué)術(shù)與實驗創(chuàng)新競賽活動等，做到零安全實驗事故發(fā)生。①學(xué)生進(jìn)入開放實驗室前要接受安全教育與培訓(xùn)，了解實驗室基本安全管理制度、工作與安全守則等，學(xué)習(xí)和掌握實驗室基本與專項安全知識，并參加安全知識練習(xí)與考試。②學(xué)生進(jìn)入開放實驗室后要了解實驗室布局與安全環(huán)境情況，通過工作參考手冊、安全操作規(guī)程等資料合理規(guī)范地開展實驗研究與操作，保證實驗過程中人、物與環(huán)境的安全。③學(xué)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(guān)閉，實驗設(shè)備儀器處于關(guān)閉與安全狀態(tài)。如果實驗研究未結(jié)束，要做好必要的標(biāo)志與標(biāo)識工作，杜絕誤操作和事故發(fā)生。

開放實驗室規(guī)范化運行管理通過多種方式有力增強本科低年級學(xué)生的實驗安全意識和實驗安全行為，為他們以后進(jìn)入專業(yè)實驗室學(xué)習(xí)和研究提供了重要的基礎(chǔ)和保障。通過安全教育與培訓(xùn)提高學(xué)生安全意識，讓學(xué)生了解開放實驗室常見安全隱患及應(yīng)對策略。通過工作參考手冊、安全操作規(guī)程等讓學(xué)生熟悉實驗室環(huán)境，了解實驗室風(fēng)險源與類型，在科學(xué)規(guī)范實驗中掌握安全操作技能，并且養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，確保自身安全。通過對實驗整理與實驗室清潔工作讓學(xué)生建立實驗責(zé)任感，認(rèn)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(zé)。同時，開放實驗室規(guī)范化運行管理也為普通教學(xué)實驗室進(jìn)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(guī)則設(shè)計、實驗空間布局與環(huán)境改造等。

5 結(jié) 語

物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在物理學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)過程中，開放實驗室將成為一種趨勢，實驗室安全規(guī)范管理為拔尖人才培養(yǎng)體系的建立，提供有力支撐和保障。開放實驗室安全規(guī)范管理，既繼承普通教學(xué)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(huán)境、設(shè)備、行為及技術(shù)規(guī)范等方面，構(gòu)建開放實驗室安全規(guī)范管理模式。隨著實驗教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新，技術(shù)的迭代，方法的改進(jìn)，條件的改善，開放實驗室安全規(guī)范管理也隨之不斷完善與創(chuàng)新，切實保障和適應(yīng)實驗教學(xué)安全需要。