基于互联网技术的医学本科新生化学实验室安全教育探索

李柄谕　牛奔　李发胜

摘 要：本研究以医学院校新入学的本科生为主体，利用互联网科技手段和应用，在方法、内容等方面进行了安全教育的探索。实践表明，该教育模式提升了学生的安全意识和素养，增加了学生的安全知识储备，提高了学生对化学实验室常见安全问题的解决能力。

关键词：化学实验室安全；安全教育；虚拟仿真教学；教学改革

高校实验室是实施教学与科研的重要场所。化学实验室因涉及到的有毒有害化学试剂及特种设备数量和种类较多，常会发生一些难以预测、危害较大的事故。因此，加强安全教育，保证化学实验安全进行是一项十分重要的任务。对于医学院校大一新生而言，化学实验是他们第一次真正接触实验室，第一次将课本知识应用于实践。这期间，学生只有养成科学严谨的实验习惯，才能有效减少甚至避免安全事故的发生。2021年12月，教育部办公厅印发《关于开展加强高校实验室安全专项行动的通知》，明确指出要强化实验室安全教育体系建设，把实验室安全教育纳入学生的培养环节中。大连医科大学检验医学院在培养大一医学新生时，将化学实验室安全教育放在首位，采用以学生为中心的教育模式，通过虚拟仿真技术自主训练、“雨课堂”或线下课堂教师讲解，以及实验室安全准入考核等方式，探索出适合医学本科新生的安全教育课程体系，并在近年的教学实践中收到了良好效果。

一、化学实验安全教育的必要性

许多开设化学专业的高校，在开展化学实验课教学时会专门讲授实验室安全教育，以保证学生在进入实验室前系统地学习实验室安全知识、实验室管理制度、仪器试剂使用规范以及安全事故处理方法等内容。然而在医学院校，由于化学学科课时较少，学校很少为本科生开设专门的实验室安全教育课程，多是在教学过程中加入简短的安全教育，讲解一些实验安全注意事项。这种教学模式往往导致学生无法系统学习实验室安全常识，更没有学到应对危险的处理措施。尤其是对于新入学的本科生而言，他们很少主动了解实验室安全事故类的资讯，对实验室安全问题可能引发的严重后果没有足够的警惕，进入化学实验室后经常会进行一些违规操作，埋藏着巨大的安全风险。因此，对进入化学实验室的本科新生进行系统的安全教育，培养他们的安全意识，进而形成规范的安全操作习惯，对其以后的学习、科研和工作都有重要意义。

二、化学实验安全教育过程

化学实验安全教育的内容相对固定，遵循科学常识和规范，但形式可以在原有基础上不断创新，以提升教育实效，特别是与互联网技术相结合的教育形式，深受学生欢迎。以课题组所在的大连医科大学为例，为加强对大一新生的安全教育，学校将实验室安全教育纳入教学体系，在面向全校医学生开设的化学实验课程中，将第一次实验课内容安排为“实验室安全教育”。此外，为了提升教学效果，学校采用线上线下混合模式实施教学，即教师通过网络平台（雨课堂）为学生提供预习资料，学生利用虚拟仿真平台MLabs移动虚拟实验室进行虚拟仿真实验，并通过结合线下实验操作、答疑和讨论的实验教学流程，使学生掌握安全知识，了解实验安全教育的重要性，树立实验安全意识，最终养成安全实验、规范实验的良好习惯。

“雨课堂”主要用于教师课前发布预习任务、课堂点名、PPT授课，以及与学生实时互动等。MLabs虚拟仿真教学平台分为两部分，一部分是MLabs软件，另一部分是与MLabs相关联的Moolsnet公众号。MLabs软件中包含大量虚拟仿真实验资源，是学生进行虚拟实验练习的主要工具；Moolsnet公众号可以让教师随时查看学生虚拟仿真实验的完成情况，同时也包含了一些可用于检验学生学习成果的测试游戏。不论是“雨课堂”授课平台，还是MLabs仿真教学软件，都是较为成熟的技术，可以保证实验教学顺利开展。

（一）利用“雨课堂”进行预习

教师在课前使用MLabs软件进行练习，了解仿真安全实验的具体内容，并根据软件提供的虚拟实验，结合线下实验教材进行备课，准备教学所需的PPT。同时，教师会提前通过“雨课堂”将相关预习资料发放给学生用于课前预习，借助“雨课堂”的数据统计功能了解学生的预习情况。

（二）使用仿真教学软件进行练习

MLabs软件为学生提供了实验室基本安全知识、化学品取用、突发及应急事件处理、气瓶的使用，以及危险废弃物处置五大模块的内容。每个模块包含多种实验室场景，通过动画形式演示并讲解实验室常见物品及其使用、实验室常见危险等内容。授课教师对软件涉及的相关内容进行初步讲解。学生通过自主操作，对教师讲解的内容进一步地掌握与学习。软件提供练习和考试两种学习模式，供学生自主选择。学生在练习模式下学习时，软件可以提供相关指导与语音提示，学生掌握所有内容后，可以进入考试模式。考试模式内容与练习模式内容相同，但没有任何提示，学生需根据自身掌握的知识完成实验内容考试。通过体验考试模式，学生可以发现自己的不足，同时教师也可以通过学生的考试分数了解他们对于安全知识的掌握情况。学生自主学习过程中，如果遇到难以理解的问题，可随时与授课教师沟通，教师及时对其进行讲解与指导。当学生完成全部学习及测试后，即可在个人中心获得虚拟实验安全准入的合格证书。

（三）通过“闯关”获得实验室准入资格

Moolsnet公众号与上一环节使用的MLabs软件是配套使用的仿真教学资源。学生通过MLabs软件学习实验室安全知识后，可以进入Moolsnet公众号提供的实验室安全教育小游戏进行测试，在“闯关”成功后即可获得实验室准入资格。

在实验室安全教育小游戏中，化学科目包含了个人安全防护、火灾预防与自救、危化品储存与转移、危化品的使用安全等12个模块。学生通过游戏互动的模式回答安全知识问题，获得游戏积分。由于该课程面向大一新生，其中部分学生未满18周岁，在使用小游戏进行训练时遇到了未成年人游戏时间限制问题，无法使用此功能。面对这一技术难题，课题组与软件开发部门积极沟通，上线了未成年版小游戏，保证所有学生都可以顺利完成学习。当学生完成全部关卡测试并获得符合要求的积分后，即可在个人中心获取实验室安全小游戏安全准入的证书。通过这一环节的测试，学生再次加深了对实验室安全相关知识的理解，授课效果明显。为了保证安全教育的实效，课题组规定学生必须获得虚拟实验安全准入和实验室安全小游戏安全准入的证书后，才能进入化学实验室开始线下化学实验或科研工作。

（四）课堂讲解

学生获得实验室安全准入证书进入实验室后，指导教师会根据虚拟仿真训练的情况，对学生得分普遍较低的内容进行现场讲解，并结合一些具体的实验提出思考题，供学生互相探讨。课题组重点从两个方面出发，对授课效果进行了討论。一方面，教师在授课结束后根据学生所学内容设置一套测试题，通过测试可以发现，大部分学生已经掌握实验室安全知识。对个别成绩不理想的学生，教师可以作进一步培训，及时解决他们的问题和困惑。另一方面，在后续的化学实验授课过程中，教师定期就实验室安全相关知识对学生进行指导，帮助他们复习和总结。

三、结语

保证实验室安全是医学类高校顺利开展教学和科研工作的基础。提前开展实验室安全教育，最大程度地预防实验室事故的发生，具有重要意义。课题组采用以学生为中心的教学模式，开展实验室安全教育，教学手段更加新颖，教学内容更加丰富。经过几个学期的实践探索，学生在安全意识和素养、规范操作等方面都有了显著的提高，明显优于未经系统安全教育培训的往届学生。在实验过程中，学生对于可能引起安全问题的操作格外谨慎，实验室发生意外事故的风险大大降低。

参考文献：

[1]刘桂艳，谢乃新，赵竞全.高等学校实验室安全管理的探索与实践[J].实验技术与管理，2008（9）.

[2]吴伟.基于增强安全意识的实验室安全管理[J].化工管理，2021（35）.

[3]王燕，殷馨，王月荣.本科新生化学实验安全教育的探索和实践[J].实验科学与技术，2019（6）.

[4]辛剑，孟长功，程文堂，等.面向新世纪大学化学实验改革的思考与探索[J].化工高等教育，2003（1）.

[5]秦倩，李发胜，刘阳.虚拟仿真平台在分析化学实验教学中的实践与评价[J].广州化工，2021（23）.

[6]李芳，吴祥，李冰，等.“互联网+”时代下雨课堂在现代仪器分析课程教学中的实践与探索[J].化学教育（中英文），2022（2）.

责编：文 墨