摘要：隨著高?！半p一流”重大戰(zhàn)略全面鋪開，藥學類實驗室安全培訓越來越受到重視，傳統講授式教學已經不能承載實驗安全核心素養(yǎng)教學任務。利用虛擬技術促進實驗安全教育數字化轉型，在日常安全教育、?；肥褂?、貴重儀器使用、實習安全等多方面推動實驗室安全教育體制、機制及實驗室功能進一步健全。結合實際情況和學科專業(yè)特點，實現了對實驗室安全隱患防范的閉環(huán)管理。

關鍵詞：雙一流；藥學專業(yè)實驗室；虛擬仿真；安全培訓

一、前言

隨著教育部“雙一流”重大戰(zhàn)略全面展開，藥學類實驗室安全教育工作在藥學專業(yè)實驗室建設中所占的比重日益凸顯[1]。實驗室危險源及安全隱患的防范工作是實驗室安全工作的重中之重，認清當前安全形勢的嚴峻性和復雜性、強化安全風險防控和隱患排查治理、保護師生生命安全、保障校園安全穩(wěn)定、防范遏制重特大事故發(fā)生成為構建高等藥學教育安全監(jiān)控體系中重要的一環(huán)[2]。以計算機網絡、虛擬現實等新興信息技術為基礎的數字安全教育正在加速向實驗室領域滲透，引發(fā)實驗室安全教育培訓的數字化融合與創(chuàng)新發(fā)展 [3]。利用虛擬技術促進實驗室安全教育數字化轉型，在日常安全教育、危險化學品使用、貴重儀器使用、實習安全等多方面堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，以更低的投入成本追求更高的安全培訓效率[4]，間接推動實驗室安全教育體制、機制及實驗室功能進一步健全。為完善實驗室安全教育、個人防護、安全準入、危化品管理、條件保障等安全保障體系，開展對虛擬仿真安全培訓系統的研究勢在必行。

二、實驗室安全教育培訓現狀

高校培養(yǎng)的是高素質人才，科學技術的創(chuàng)新推動實驗室傳統安全教育體系走向核心素養(yǎng)教育。大學作為學生進入社會的重要支撐，實驗室里卻屢屢發(fā)生火災、爆炸和有毒化學品被盜。如何落實實驗室安全管理，不得不引起實驗室工作者的反思。傳統講授式教學已經不能承載實驗室安全核心素養(yǎng)教學任務，符合自主、合作、探究學習理念的大單元、主體化、項目式教育培訓將成為常態(tài)[5]。當前，高校實驗室對待安全工作的態(tài)度大多存在著消極情緒，在安全培訓形式和內容上缺乏實操演練、應急預案、測試檢驗及培訓通過后追蹤監(jiān)督等重要環(huán)節(jié)[6]。雖然勉強能夠做到結合自身實際情況和學科專業(yè)特點，實施實驗室安全教育培訓與準入制度，但是仍然難以有針對性地通過安全教育培訓對隱患的防范實行閉環(huán)管理[7]。因此，有必要根據實際情況對實驗安全教育培訓當中出現的問題從多方面進行具體分析。

（一）內容說教形式單一

高校對于即將進入實驗室的教職工和本科生及研究生的安全培訓，普遍都是采用課堂講授相關安全知識的方式進行的。因條件限制，培訓方式通常僅憑一組單調無趣的PPT來完成，有些實驗室安全培訓甚至連PPT都省略了，培訓內容完全由三言兩語的口頭講授即興形成。應急預案、定期培訓和實際演練更是無從說起，培訓成了座談會。這種形同虛設的安全培訓既空洞又敷衍，能夠達到的培訓效果可想而知[8]。近些年，實驗室安全問題日趨受到關注，即使有些實驗室有條件邀請當地的相關安全職能部門組織現場培訓，也有些實驗室會采用知識競答的方式進行問卷，畢竟受限于條件和培訓次數，實際效果并不理想。因此，急切地需要采取新的培訓模式來改變傳統培訓中存在的低效率、高投入的現狀。

（二）復雜風險規(guī)避困難

高校實驗室的危險化學品和特種設備危險源倉庫是充斥著各種未知的危險場所，它可能會涉及強腐蝕性、劇毒性、易燃易爆性、放射性以及可致生物感染性等危害。藥學專業(yè)實驗室安全問題復雜，教學和科研活動涉及的學科多，不可避免地需要使用到各種各樣的危險化學品和壓縮氣體鋼瓶等。危險化學品種類繁多，性質各異，只有熟悉它們的各種理化性質，再加以防范才能避免受到傷害。通常在多次實際使用過程中熟悉它們是最直接、最快的，但無疑也是最危險的方式。儲存環(huán)境的溫度變化和濕度變化、各種化學品之間不適當地混合存放、化學品蒸汽局部濃度過大，以及違規(guī)的存取操作等都可能引發(fā)事故。鑒于此，在使用危險化學品和壓縮氣體鋼瓶之前進行專業(yè)的培訓是非常必要的。針對這類危險系數較大的培訓，選擇高效、全面并且避開直接接觸危險化學品的方式非?？扇　?/p>

（三）貴重儀器損耗高昂

大型貴重儀器的擁有數量是反映高校綜合實力的重要因素。在任何一所高校，大型貴重儀器都被視為珍貴的資源。利用大型儀器進行實驗數據分析是藥學專業(yè)學生的必修技能，減少大型貴重儀器等稀缺型實驗資源損害已經被納入資產安全的范疇。大型貴重儀器的日常操作成本較高，操作比較復雜，每臺大型貴重儀器的使用者和管理者在使用的過程中都非常小心謹慎。操作人員在正式被批準獨立使用儀器之前通常要經過一段短時間的崗前培訓，培訓合格并獲得證書才被允許獨立上機操作。即便是通過培訓獲得合格證書的操作人員，由于培訓時間有限，尚不熟練的操作不可避免地會出現失誤。因操作不當對儀器造成損害也可能發(fā)生，甚至會對儀器造成不可逆轉的損傷。操作失誤既影響儀器使用時的精準度，也縮短儀器的使用壽命，加速儀器的報廢。因操作失誤而造成大型貴重儀器的經濟損失是巨大的，從保障資產安全的角度，必須保證儀器使用者在使用前擁有充分的操作熟練度。

（四）實習安全缺乏重視

藥學專業(yè)的本科生在進行了系統理論知識的學習后，都要經歷進藥企實習這一過程，部分畢業(yè)生離開校園后也可能進入藥廠工作。然而，學生在校所學習的知識偏重于理論性，對他們進入藥廠后的工作幫助非常有限。工業(yè)生產經常會涉及的低溫環(huán)境、高溫環(huán)境、高壓環(huán)境、高壓電弧、特種設備、三廢凈化等，這些在學校里沒有接觸過的新事物都需要學生花費大量的時間去熟悉和了解。貿然操作有可能會因為失誤而導致各種原因的減產和出廢出渣，造成生產事故和經濟損失，超標排放的廢棄物則會導致環(huán)境污染、危害生態(tài)。此外，學生在生產車間實習時，安全監(jiān)管存在空白，未經安全培訓的學生易遭到危險，違規(guī)操作可能會導致凍傷、燙傷、燒傷、中毒、窒息及觸電等人身傷害甚至危及生命。因此，沒有做好充分的崗前培訓就允許學生下實習基地，既給企業(yè)產生麻煩，又妨害學生學習知識，更是對生命安全不負責任的行為。

三、虛擬安全培訓與實際結合

隨著信息化不斷發(fā)展，知識獲取方式和傳授方式、教和學關系都發(fā)生了革命性變化，這也對實驗室安全培訓的能力和水平提出了新的、更高的要求。在實驗室安全生產，節(jié)約資源的大前提下，結合湖北科技學院藥學與基礎化學實驗教學示范中心多年實驗室安全培訓的經驗，將日趨成熟的虛擬仿真技術融合到實驗室各項培訓當中。聯合歐倍爾軟件建立虛擬仿真安全培訓系統，由藥學與基礎化學實驗教學示范中心協調管理，通過校內局域網將實驗安全理論和實操訓練向藥學專業(yè)各教學與科研實驗室進行輸送，對參訓人員進行成績評價及門禁權限授予。具體研究內容從實驗室日常安全規(guī)范培訓、?；肥褂门嘤?、大型儀器設備崗前培訓、實習崗前安全培訓，以及特種設備危險源涉險操作培訓等方面展開，并通過多種渠道對虛擬仿真安全培訓系統的應用進行效果評價。

（一）模擬情景，生動記憶

為嚴格落實實驗室安全準入、隱患防范、個人防護等日常安全管理工作，切實保障實驗室安全，利用虛擬仿真技術將實驗室中涉及的日常安全知識和實驗操作開發(fā)成仿真系統，受訓人員可以自由登錄網絡進行系統學習（系統總體架構如圖1所示）。實驗室安全培訓教育工作的責任人通過教師站（如圖2所示）控制學員端口提供理論和實踐教學，生動新穎的模擬情景更有助于提升學習興趣和對內容掌握的熟練度。在培訓時間的安排上相對自由，學習完成后可以在系統上進行自我測試，成績合格者可以獲得進入實驗室的門禁權限。經過不斷地練習，形成自主意識，這樣既充分提高了學生的實驗室安全培訓效率，又降低了實驗室安全培訓的難度，促進實踐教學和科研的安全穩(wěn)定發(fā)展。

（二）虛擬培訓，遠離涉險

將各種?；返睦砘再|和從事故中總結的教訓融入虛擬仿真系統。對即將進入實驗室開展項目、工作或學習的項目負責人、實驗室的專業(yè)技術人員、實驗教學課程任課教師及學生等，在接觸危險化學品和高壓氣體鋼瓶等重點危險源之前，須利用虛擬仿真系統進行危險化學品和壓縮氣體鋼瓶的崗前安全培訓。相關人員先接受安全知識、安全技能和操作規(guī)范培訓，掌握設備設施、防護用品正確使用的技能，然后對項目進行危險源辨識和風險評估，并制定防范措施及現場處置方案。通過理論講解、模擬操作、結業(yè)測試和門禁授予等一系列崗前培訓，熟練掌握重要危險源采購和正確使用的操作流程，熟悉對涉險物品的安全儲存、回收和記錄，廢棄物的統一收儲和依法科學處置等各項要求，掌握應急預案的實施和緊急噴淋的使用，避免以身涉險。學習后通過測試獲得相關危險化學品及高壓氣體鋼瓶的使用權限，大幅度地降低因操作失誤而導致的人員傷亡及經濟損失，為實驗室開展教學和科研活動提供安全保障。

（三）崗前操練，降低損耗

將大型貴重儀器的工作原理及操作規(guī)程載入虛擬仿真系統（如圖3所示）。參加培訓的教師及學生上機前熟練掌握正確的操作規(guī)程后（如圖4所示），再去儀器上進行實際操作，對儀器造成的損害會降到最低。此外，因價格昂貴使購置存在困難的大型儀器設備，例如氣相色譜—質譜聯用儀、液相色譜—質譜聯用儀、高分辨核磁共振儀及藥學GMP凈化車間等，對于經費不足的實驗室來說專門購置性價比不高。因為教學需要，可通過虛擬仿真培訓系統進行學習和熟練操作。需要實際測試或使用時只需花費相對便宜的租金或測試費即可，節(jié)省下來的巨額經費可以用來購置更多性價比高的儀器設備。

（四）模擬先行，保障實習

將車間生產工藝方面的相關標準、實操規(guī)程，以及從生產事故中總結出的大量生產教訓融合虛擬仿真技術，載入安全培訓系統。實習指導教師和學生在進入車間之前，能夠通過在虛擬仿真安全培訓系統上模擬車間生產流程預先進行學習和演練。師生充分掌握工廠車間常用的各種反應器、管路、閥門、控制器、儀表、三廢凈化設備及其他相關生產裝置的工作性能和操作步驟（如圖5所示），投料、出渣和條件保障等的注意事項（如圖6所示），設備防護和個人防護的相關細節(jié)，以及應急預案的正確開啟，有效避開有毒有害化學品、危險氣體、輻射源及裝置和材料、危險性機械加工裝置可能產生的傷害。這樣，即使虛擬仿真操作系統中的內容和實際生產之間存在一定的差異，也會極大地降低生產過程中安全事故發(fā)生的概率。

四、結語

堅持安全發(fā)展，堵塞各類安全漏洞，遏制重特大事故頻發(fā)勢頭，把安全教育和培訓作為學生綜合素質培養(yǎng)中的一項重要工作和內容。經過近十年的實踐與總結，湖北科技學院藥學類專業(yè)實驗室虛擬教育結合實際安全培訓的體系日趨成熟，特別是在2022年高校實驗室安全檢查和整改工作的基礎上，依照標準檢查，消除事故隱患。從教研室、實驗室安全達標抓起，虛擬仿真教育培訓與隱患排查整改相結合，強化健全項目風險評估與管控機制。著重開展易燃、易爆、劇毒、易制毒、易制爆試劑采購、儲存、使用，及廢棄物處置及生物安全隱患等的安全教育培訓和實習前安全教育，逐步實現全專業(yè)、全院、全校教學、生產零事故。經過安全教育培訓后，新生增強了安全意識，為以后的工作和學習能順利進行保駕護航。畢業(yè)生養(yǎng)成對未來工作安全因素的高度重視和預判的習慣，到工作單位后受到了用人單位的好評，把學院的優(yōu)秀經驗帶到工作中，該虛擬仿真安全培訓系統連續(xù)五年受到師生的廣泛好評。

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基金項目：湖北省高等學校實驗室研究項目（項目編號：HBSY2022-062）

作者單位：湖北科技學院藥學院

■ 責任編輯：張津平