朱淼

[摘 要]安全問題是高等院校學生工作和教學工作的重中之重。在社會大力弘揚創(chuàng)新精神的環(huán)境下，大學生從事科研活動的熱情和積極性被充分調(diào)動起來，大學生走進實驗室從事科研實驗的現(xiàn)象已十分普遍。然而，大學生一般不具備獨立的科研能力，在參與科研活動的過程中，由于他們自律性差、管理松散，存在較大的安全隱患。針對大學生參與科研活動的行為特點，明確其中的安全問題并盡早采取相應的對策進行干預，對維護學生的生命財產(chǎn)安全和校園教學秩序穩(wěn)定具有重要意義。

[關鍵詞]大學生;科研訓練;實驗;安全;教學

[中圖分類號] G642.423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）03-0252-03

隨著我國高等教育質(zhì)量的不斷提升和人才培養(yǎng)方案的不斷優(yōu)化，高等院校對學生科學研究興趣和能力的培養(yǎng)早已不限于研究生的范疇，現(xiàn)已普遍下沉到本科[1]或?qū)？平虒W階段[2]。在社會鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及各類課外科技競賽如挑戰(zhàn)杯、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和實驗大賽等的引導下，大學生參與系統(tǒng)的科研活動已從早期少數(shù)研究型高校的嘗試探索（如清華大學的學生研究訓練計劃、北京大學的本科生科研訓練項目等），發(fā)展到如今遍及包括研究型高校、教學型高校和職業(yè)院校在內(nèi)的各級各類高等院校。可以說，科研訓練已成為大學生課外能力訓練最重要的組成部分之一。然而，與研究生不同，大學生一般不具備獨立的科研能力，教學計劃中缺少必要的實驗安全課程及專業(yè)教育。大學生參與科研活動普遍存在管理粗放、規(guī)范欠缺、監(jiān)督不到位、安全隱患大等問題。下面筆者從大學生在科研活動的幾個突出特點入手，談談目前大學生科研訓練過程中的實驗安全問題及對策。

一、大學生從事科研活動的特點

（一）缺乏系統(tǒng)安全教育，安全意識淡薄

當前，科研訓練雖在本?？平虒W階段廣泛開展，但其并不屬于傳統(tǒng)本專科教學計劃中的內(nèi)容。因此，鮮有院校針對本科生開展系統(tǒng)的實驗安全教育，甚至連相關內(nèi)容的選修課也極為少見。這導致大學生在開展科研活動時，對實驗過程中的材料、試劑、儀器、電路或化學反應等的危險性認識嚴重不足。如果身邊沒有相關案例發(fā)生，學生極易產(chǎn)生麻痹大意的心理，即“無知者無畏”。另外，一旦實驗過程中發(fā)生了意外，學生由于不知道如何正確處理，面對安全事故不知所措或手忙腳亂，不但不能保證人身和財產(chǎn)安全，還可能加重事故的危害性，造成更為嚴重的后果。

（二） 心理態(tài)度不嚴肅，實驗過程不專注

與研究生從事專業(yè)的研究工作不同，大學生從事科研活動更多是出于個人興趣愛好或好奇心，二者對待科研的心理態(tài)度不同。個人興趣為主的科研活動往往對實驗過程的規(guī)范性要求不高，實驗過程更為隨意。尤其是在以競賽為目的的科研活動中，學生通常組隊進行，聊天、玩鬧現(xiàn)象時有發(fā)生，造成學生在實驗過程中頻繁分心，甚至心不在焉，對儀器狀態(tài)、化學反應過程等疏于監(jiān)控，埋下了極大的安全隱患。

（三） 實驗時間分散，周期跨度長

大學生參加科研活動只能利用有限的課余時間進行?？蒲袑嶒灥闹芷谝话爿^長，在這樣的情況下，完成一個實驗所需的時間被分散到每天當中，不僅增加了總的實驗周期和安全風險，更使得部分學生因為圖省事，不愿意及時清理用品和關閉實驗儀器，使一些具有危險性的實驗材料長時間擺放于桌面，實驗設備長時間處于工作或待機狀態(tài)，這都增加了科研活動的安全隱患。

（四） 科研技能欠缺，實驗設計欠合理

由于尚未接受過系統(tǒng)訓練，大學生的科研技能普遍較為欠缺，低年級的大學生甚至連相關專業(yè)知識都比較缺乏。因此在進行科研活動時，經(jīng)常出現(xiàn)實驗設計本身不科學、不合理的問題，而有些不合理的實驗設計會造成嚴重的安全事故。比如，在對材料耐熱性能不清楚的情況下，對材料長時間加熱處理導致爆裂;設計的電路及連接線不能滿足負載的功率需求引發(fā)著火;搭建的實驗平臺或模型等因力學強度不夠或結(jié)構設計不符合力學原理而在工作中突然失效解體等。

（五） 權責不清，管理不嚴，責任心不強

不少大學生參加科研活動時抱著“試一試”“感受感受”或“參與一下”的心態(tài)，因此沒有把所參與的科研活動上升到責任和義務的高度去對待。大學生科研活動雖有帶隊教師或研究生管理，但大學生與指導教師、研究生之間并沒有明確的師生責任約束，因此指導教師、研究生實際活動中常常疏于管理，甚至在授權學生團隊進入實驗室后任由其操作儀器設備進行實驗，指導人員并不知情的情況屢見不鮮。久而久之，學生對實驗活動的安全責任心必將有所松懈，對安全事故疏于防范。

二、針對大學生科研活動中實驗安全問題的對策和建議

通過對大學生科研活動的特點分析可以看出，大學生開展科研實驗工作具有一定的特殊性[3]，安全問題更加突出。在長期帶領大學生開展科研活動的過程中，我們總結(jié)出了一些積極有效的實驗安全事故預防措施?，F(xiàn)以理化科研實驗為例，談談大學生實驗安全問題的幾點對策。

（一）規(guī)范制度，進行系統(tǒng)安全教育

建立科學、嚴謹?shù)膶嶒炇野踩?guī)范，并在學生實驗開始前進行實驗安全教育和培訓是實驗安全防范最為直接、有效的手段之一。針對大學生對待實驗心理態(tài)度不嚴肅的特點，對大學生的實驗安全教育必須系統(tǒng)化、細節(jié)化，并盡可能多地運用視頻影像、案例分析、實地演示等多種方式進行多樣化的安全教育。例如，學生要進行一個采用化學氣相沉積法制備石墨烯的實驗[4]，那么在進入實驗室開始實驗活動之前，指導教師和相關負責人就要對學生進行兩輪實驗安全教育：

第一輪進行綜合性安全教育，包括實驗室的安全規(guī)范和守則、實驗室基本情況介紹、實驗室安全風險教育和緊急情況處置方法等。這一輪安全教育中特別要注意的是不能泛泛而談，而是要想方設法地讓學生感同身受，對安全風險有明確的感觸。比如我們在向?qū)W生強調(diào)使用氣瓶向反應爐供氣時，要控制氣路中的壓力，不讓其過高，一般不要超過4個大氣壓。多數(shù)學生對4個大氣壓的壓力究竟有多大是沒有直觀感受的，但是如果我們告訴學生，4個大氣壓相當于老式爆米花機開蓋時的倉內(nèi)壓力，這樣就會使學生對氣壓的大小有一個直觀的感受，明確這一氣壓的破壞力到底有多大，學生在實驗中就能自覺地引起重視了。

第二輪要針對學生所做的具體實驗進行細致的安全風險分析。我們建議學生對所要開展的實驗自行進行安全風險分析，并以表格的形式列明、上交。例如對化學氣相沉積法制備石墨烯這一實驗來說，安全風險主要由兩部分組成：一部分是化學試劑和氣體的安全風險，一部分是實驗設備和操作風險。因此，在實驗前，學生應當對兩部分風險因素進行逐一分析并明確處理方法，形成如表1所示的實驗安全風險分析表。

學生在經(jīng)過獨立的實驗風險分析過程后，可對實驗過程中的風險因素形成較為深刻的了解，并使自己具備一定的應急處理知識和能力，在實際操作時就會主動進行防范和安全干預，從而降低實驗安全風險。

（二）充分調(diào)研，優(yōu)選安全實驗方案

有時實現(xiàn)同一實驗目的有多種可供選擇的實驗方案。例如制備石墨烯時，有機械剝離法、化學氣相沉積法、氧化還原法等多種方法可供選擇。其中機械剝離法是純物理方法，通過膠帶在高定向熱解石墨表面反復粘貼撕開得到單層石墨烯，幾乎不存在任何安全風險;而化學氣相沉積法則會涉及表1中所述的各項安全風險;氧化還原法相對化學氣相沉積法在實驗設備方面的風險較低，但其中用到大量的濃硫酸、高錳酸鉀等強氧化性化學試劑，也存在較高的安全風險。此外，在同一方法中，也存在不同的實驗方案選擇。例如在化學氣相沉積法中，我們可以選擇乙醇、甲烷、乙炔、甲苯等多種碳源進行石墨烯生長，但它們的安全性有很大區(qū)別。因此，在選擇制備方法時，應視研究需要選擇最安全的方法和方案，能采用機械剝離法制備時，就不要采用化學氣相沉積法和氧化還原法。但是如果機械剝離法制備的石墨烯不能滿足研究需要，比如要制備大面積的石墨烯薄膜時，就不得不采用化學氣相沉積法，這時就要引導學生充分調(diào)研，選用安全風險最低的試劑和實驗方案。

（三）多措并舉，進行有效安全監(jiān)控

安全監(jiān)控是提升實驗安全保障能力的重要手段。但是，與工業(yè)企業(yè)不同，高校等科研場所的安全監(jiān)控在使用力度和效果上并不盡如人意，有設備無維護、有監(jiān)控無監(jiān)管的現(xiàn)象普遍存在[6]。造成這一問題的主要原因是，高?？蒲袑嶒瀮?nèi)容具有高度不確定性，同一實驗室可能一個學期要進行數(shù)十個內(nèi)容不同、安全風險不同的實驗，所涉及的實驗設備和操作方法也不盡相同。這使得學校安保部門無法及時掌握實驗室的安全風險變化，甚至完全不清楚存在何種安全風險。因此，安全監(jiān)控只有由實驗主體負責，才能真正落實監(jiān)控監(jiān)管的作用。與傳統(tǒng)的有線視頻監(jiān)控不同，在當前5G技術已發(fā)展成熟并廣泛使用的條件下，安防設備也已實現(xiàn)了無線遠程視頻監(jiān)控的功能。在實踐過程中，我們在管式電阻爐、真空干燥箱附近點對點地安裝了具有無線監(jiān)控功能的攝像頭，并要求實驗主體人員在手機上安裝監(jiān)控客戶端，對實驗狀況隨時隨地進行觀察，再配合原有的樓宇視頻監(jiān)控系統(tǒng)和儀器設備警報系統(tǒng)，全面提升對實驗安全的監(jiān)控監(jiān)管。

（四）拔本塞源，使用本質(zhì)安全設備

本質(zhì)安全型設備是在人操作失誤或工作狀態(tài)異常時，能夠自動采取措施消除安全風險，保證自身安全運行，且不對外輸出風險，具有抵御和防范風險輸入能力的設備[7]。人的不安全行為不可能完全避免，因此在實驗過程中，采用本質(zhì)安全型設備，自動保證設備的安全運行是解決安全問題的另一有效方法。設備的本質(zhì)安全化是當前先進設備制造的重要發(fā)展方向，目前實驗中常用的較為先進的高溫設備、高電壓設備和防爆設備等許多配備有專門的本質(zhì)安全系統(tǒng)，如電流、溫度限制系統(tǒng)，電、熱和危險氣體隔離屏障等。實驗室在有條件的情況下，應盡可能選用本質(zhì)安全設備，進一步降低實驗設備和操作中的安全風險。

（五）強化管理，安全責任落實到人

針對在實驗過程中出現(xiàn)的學生心理態(tài)度不嚴肅、沒有責任心及教師疏于管理等問題，我們在對學生進行安全教育后，應要求學生在進行實驗活動前簽訂安全責任書，明確學生對實驗安全管理應當承擔的責任和義務，也明確師生之間的管理責任。這樣可以將安全責任落實到人，使安全管理權責明確、有據(jù)可依，也端正了學生對待實驗安全的態(tài)度，讓安全問題在學生的實驗過程中警鐘長鳴。

（六）著力培養(yǎng)，提升學生科研技能

提升學生的科研技能是避免不科學的實驗設計，降低實驗過程中誤操作概率的根本手段。為強化大學生科研技能的培養(yǎng)，我們對進入實驗室的大學生團隊指定經(jīng)驗豐富的高年級學長為其進行一對一的實驗方案設計和科研技能指導，帶隊教師定期以組會、單獨交談等方式對學生實驗過程給予分析建議。在指導過程中，我們借鑒了翻轉(zhuǎn)課堂的教學理念，讓學生真正成為實驗過程中的主體[8]。不論學生的研究經(jīng)驗、水平如何，我們都先鼓勵其自主設定實驗方案，然后再通過反復討論，逐漸引導學生對實驗方案進行自主修改完善，幫助其通過細致認真的思考達到科研技能和素養(yǎng)由內(nèi)而外的提升，而不僅僅停留在“老師說什么，我做什么”的被動學習上。

三、結(jié)語

近年來，高校中實驗安全事故時有發(fā)生，教訓十分慘痛。與以往研究生是科研活動的主體不同，目前參與科研活動的學生已普遍擴展到包括本?？粕趦?nèi)的所有大學生?？蒲谢顒雍蛯嶒瀰⑴c人員眾多，實驗設備密集，安全形勢更為嚴峻。安全問題無小事，實驗安全是高等院校教學工作的重中之重。在大學生廣泛參與實驗工作的今天，認清大學生開展科研實驗活動的行為特點，明確其中的安全隱患并有針對性地采取措施進行干預，對維護校園教學秩序、保障學生的生命財產(chǎn)安全有重要意義，應引起廣大教育工作者的高度重視。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王忠軍，黃蜜，劉麗丹.本科生參與科研對創(chuàng)造力和可就業(yè)能力的影響：基于心理學專業(yè)的研究[J].高等理科教育，2020（4）：53-60，106.

[2] 蔡晨晨.產(chǎn)教融合視閾下高職學生科研創(chuàng)新能力提升路徑探究[J]. 教育現(xiàn)代化， 2019（67）：31-32.

[3] 王娟，程艷霞.我國高校本科生科研能力培養(yǎng)的探討[J]. 中國林業(yè)教育，2016（6）：17-19.

[4] 杜淼，張光榮.石墨烯的制備及其應用研究進展[J]. 無機鹽工業(yè)， 2019（3）：12-15.

[5] 賽默飛世爾科技（中國）有限公司. 產(chǎn)品安全技術說明書[DB/OL].https：//www.alfa.com/zh-cn/catalog/sds/035648.

[6] 朱明.關于高校消防安全管理的現(xiàn)狀與發(fā)展的探討[J]. 時代報告，2019（6）：182-183.

[7] 孫剛.提升設備設施本質(zhì)安全水平[J].化工管理，2017（2）：272.

[8] 王才東，李曉科，肖艷秋，等.翻轉(zhuǎn)課堂在現(xiàn)代設計理論與方法教學中的應用與研究[J].高教學刊，2020（28）：92-95.

[責任編輯：鐘 嵐]