安夢潔,胡恒才
(1.伊犁師范大學(xué) 資源與生態(tài)研究所,新疆 伊寧 835000;2.伊犁師范大學(xué) 理工實驗教學(xué)與測試研究中心,新疆 伊寧 835000)
意識是指人的大腦對客觀物質(zhì)世界的反應(yīng),是感覺、思維等各種心理過程的總和[1]。安全意識指的是學(xué)生對實驗過程中突發(fā)狀況的應(yīng)急本能。近年來,高校發(fā)生了很多實驗室安全事故,危及師生的人身安全。很多大學(xué)實驗室事故的發(fā)生原因都是學(xué)生操作不當(dāng)、違規(guī)使用實驗器材、安全意識不足和實驗室安全管理不到位,如表1統(tǒng)計結(jié)果所示。例如在2015年4月5日中午,江蘇某大學(xué)化工學(xué)院的一個實驗室發(fā)生爆炸,據(jù)官方通報,發(fā)生爆炸的直接原因是實驗人員違規(guī)配制實驗用氣。該事故為高校師生敲響了警鐘,強化師生的實驗儀器操作規(guī)范刻不容緩。很多學(xué)生在高中階段,只在教師的指導(dǎo)下完成過比較簡單的實驗,有的甚至沒有做過實驗。大學(xué)生人才培養(yǎng)方案明確指出,大學(xué)課程應(yīng)更多地培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。因此,很多實驗課程設(shè)計提高了設(shè)計性實驗及綜合性實驗的比例,且大多需要學(xué)生獨立完成。在這種人才培養(yǎng)模式下,大學(xué)生的實驗安全意識更應(yīng)該得到高度重視。
表1 2010—2021年實驗室安全事故分析
迫于教學(xué)壓力以及實驗性課程評價體系不完善,實驗報告在實驗課程考核中占有很大比例。首先,學(xué)生為了獲得好成績,把注意力都集中在實驗報告的撰寫上,而不注重實驗原理、實驗過程等,未能理解實驗的本質(zhì),陷入為了完成實驗報告而實驗的惡性循環(huán),為以后進行其他探究性實驗埋下了隱患。其次,學(xué)生在實驗過程中沒有養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣,不能正確使用實驗儀器,總是處于一聽就懂、一做就懵的迷茫狀態(tài)。據(jù)調(diào)查,很多實驗室安全事故都是由學(xué)生操作不當(dāng)、儀器使用不規(guī)范導(dǎo)致的,歸根結(jié)底還是學(xué)生的實驗室安全意識不強。
本研究站在當(dāng)代大學(xué)生的視角,結(jié)合本專業(yè)實驗的性質(zhì)以及實驗中存在的安全隱患,從學(xué)生安全意識培養(yǎng)和實驗儀器安全使用素養(yǎng)培養(yǎng)兩方面進行探析,以期能引起大學(xué)生的重視,避免安全事故的發(fā)生。
在大學(xué)實驗開始之前,一般都是由教師統(tǒng)一發(fā)放實驗參考書或者在書本上標(biāo)注,并領(lǐng)學(xué)一遍實驗理論知識和實驗流程,強調(diào)某個實驗開展過程中的隱患。由于學(xué)生初次獨立實驗,缺少實踐經(jīng)驗和自我保護意識,再者,新生還未跟上高校實驗課程學(xué)習(xí)的節(jié)奏,對大學(xué)實驗課的認(rèn)識不足,重視度不夠,紀(jì)律性不強。另外,初入大學(xué)的學(xué)生過分依賴?yán)蠋?,自主動手能力差,總認(rèn)為老師安排的實驗一定是安全的,不會有什么問題。帶著這種想法進入實驗室,也會埋下實驗室安全事故隱患。大學(xué)生物實驗涉及大型實驗儀器,若不能規(guī)范操作,會造成財產(chǎn)損傷甚至是人員傷亡。在生物實驗方面,主要從以下4個方面強化學(xué)生的安全意識。
大學(xué)學(xué)習(xí)更多地依靠學(xué)生的自主性,有的大學(xué)生態(tài)度懶散、學(xué)習(xí)被動,未養(yǎng)成認(rèn)真閱讀實驗內(nèi)容的習(xí)慣,對課本中的實驗只有模糊的概念,不能按照實驗要求進行操作。生物實驗有6個步驟,分別是提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗、進行實驗、得出結(jié)論、表達與交流。在做實驗之前,要求學(xué)生厘清實驗操作步驟,想象自己真的在做實驗,在腦海中模擬實驗流程或者用替代物模擬實驗,也可以通過慕課以及其他線上資源完成實驗的預(yù)習(xí),這是成功完成實驗的手段,也是減少安全事故的有效途徑。
生物實驗技能是一種操作能力,大學(xué)生要具備基本的實驗觀察能力、實驗記錄能力、實驗應(yīng)急能力等,在此基礎(chǔ)上,要培養(yǎng)大學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力,使其能夠正確使用實驗器具,掌握采集、處理實驗材料以及繪制實驗表格等技能,對實驗過程中存在的隱患要有自我判斷力,不要讓自己的思想被課本理論知識控制,也不能只追求實驗結(jié)果,否則無法培養(yǎng)自己的探究性思維、難以獲得實驗體會。大學(xué)生要有創(chuàng)新亮點,同時要注意實驗的安全性,即使在沒有教師督促和監(jiān)管的情況下,學(xué)生也要能夠正確操作實驗。安全意識的培養(yǎng)不僅要靠教師和學(xué)校的監(jiān)督,還要靠學(xué)生的自制力和判斷力。
大部分學(xué)生沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,總覺得實驗事故不會發(fā)生在自己身上。在大學(xué)實驗室里有一個很常見的現(xiàn)象:學(xué)生做完實驗不洗手,也不把廢棄物扔進廢棄桶里[2]。因此,教師要引導(dǎo)學(xué)生形成“實驗室安全和衛(wèi)生工作應(yīng)堅持安全第一、預(yù)防為主”的觀念。師生必須穿實驗服進入實驗室,禁止在實驗室內(nèi)進食。實驗完成后,要打掃實驗室的衛(wèi)生,將多余實驗材料放進指定的廢棄桶。例如在生物實驗課程中,利用微生物學(xué)培養(yǎng)大腸埃希菌時[3],如果沒有將實驗材料或者器皿清洗干凈,雙手或衣服上附著的細(xì)菌可能會導(dǎo)致學(xué)生腹瀉。盡管如此,仍有部分學(xué)生對實驗室衛(wèi)生不以為然。教師應(yīng)該將沒有按照規(guī)定著裝以及違反實驗室規(guī)定的學(xué)生請出實驗室,要求整改后再進入,從根本上杜絕此類事件發(fā)生。
如果沒有選對實驗材料,不僅會導(dǎo)致實驗結(jié)果達不到預(yù)期目標(biāo),還會浪費寶貴的時間,身心俱疲,實驗探究信心漸失。特別是動物實驗,要解剖觀察小白鼠、兔子等動物。在解剖時,盡量選擇安全的動物,還要防止動物撕咬造成的傷害[4],對不同的動物采取的處理方式不同,所以要根據(jù)實驗要求、實驗?zāi)康?、實驗對象選取不同的方法,例如小鼠活動靈敏、易受刺激和驚嚇,所以抓取時要快、準(zhǔn)、狠;兔耳采血適用盒式固定法等。實驗不能僅靠教師講解實驗流程,否則就從“做實驗”變成“講實驗”了[5]。
實驗是生物學(xué)習(xí)過程的重中之重,一方面,正確運用實驗儀器不僅可以輔助教師教學(xué),還可以幫助大學(xué)生探究實驗結(jié)果;另一方面,科研成果是借助實驗儀器得到的,沒有任何一個實驗成果可以憑空產(chǎn)生。因此,實驗儀器的正確使用在生物實驗中至關(guān)重要。但在大學(xué)中,生物實驗涉及的儀器十分復(fù)雜,大多是學(xué)生之前沒有接觸過的實驗儀器,導(dǎo)致部分儀器在使用過程中出現(xiàn)錯誤或操作不當(dāng),危及學(xué)生的人身安全。因此,要加強對大學(xué)生生物實驗操作方面的培訓(xùn)。
大部分學(xué)生在實驗開始之前都沒有檢查儀器的習(xí)慣,無法保證實驗儀器符合相關(guān)實驗要求。即使發(fā)現(xiàn)不妥之處,學(xué)生也會因為懶惰心理而不及時登記反映。例如在生化實驗中需用到高壓蒸汽滅菌鍋,部分學(xué)生因不熟悉儀器操作規(guī)范,滅菌時沒有將冷空氣排干凈,時間和溫度也不符合要求,甚至沒有人看守儀器,放任高壓滅菌鍋自行運轉(zhuǎn)。這些細(xì)節(jié)稍有不注意,就會引發(fā)安全事故。在實驗后,維護保養(yǎng)儀器設(shè)備時,學(xué)生應(yīng)注意儀器設(shè)備維護保養(yǎng)的操作順序。有些學(xué)生在上課時對老師講解的儀器設(shè)備維護保養(yǎng)操作步驟和方法似懂非懂,但表現(xiàn)出理解的樣子,也不與同學(xué)討論維護保養(yǎng)方法和注意事項,沒有正確掌握儀器設(shè)備的維護保養(yǎng)精髓。
大部分學(xué)生在中學(xué)階段沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)過實驗操作和注意事項,實驗時缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,可能抱有隨意和僥幸心理,試圖蒙混過關(guān)。還有學(xué)生在上實驗課時不認(rèn)識實驗所需的儀器,甚至每次都是實驗課將要開始時才慌亂地翻開實驗課本快速查看,不僅沒有預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容,上課時也心不在焉。例如,實驗的入門級器材就是顯微鏡,在動物實驗中用顯微鏡觀察生物標(biāo)本時,部分大學(xué)生沒有記住顯微鏡的操作要領(lǐng),沒有嚴(yán)格按照要求將顯微鏡放在離臺面邊緣10 cm處,覺得只要不摔破,就不會有老師注意自己的操作步驟和方法。事實上,顯微鏡等精密儀器尤其要注意正確拿放,稍有不慎就會有所損壞,甚至對學(xué)生造成一定的傷害。
在生化實驗過程中,有許多不常見的實驗儀器,例如分光光度計、離心機、恒溫水浴鍋等[6],即使教師在課前一再強調(diào)每個實驗儀器的操作方法和注意事項,但有些學(xué)生還是不夠重視。例如,在凝膠電泳過程中,學(xué)生不會制作凝膠、不會插電極,在制膠過程中產(chǎn)生了大量氣泡,或凝膠凝固時間過長,導(dǎo)致在上樣時樣品過多,上樣空超載,出現(xiàn)條帶拖尾的現(xiàn)象。此實驗既考察了學(xué)生對凝膠電泳各個步驟的熟練程度,也考察了學(xué)生對實驗器材的規(guī)范操作和對藥品的控制情況。如果因為學(xué)生自己不會正確使用儀器而造成實驗結(jié)果不理想,不僅影響學(xué)生的成績,還會影響學(xué)生進行科學(xué)探究的積極性。
在實驗過程中,肯定會遇到或大或小的問題及突發(fā)狀況,這就要考察大學(xué)生處理突發(fā)狀況的應(yīng)急能力。研究表明:很少有學(xué)生能沉著冷靜地處理突發(fā)情況。例如,遇到最簡單的酒精燈著火的情況,理論上可以通過沙土蓋滅或者酒精燈帽蓋滅,但是部分學(xué)生在突發(fā)情況下選擇用水撲火,可能導(dǎo)致酒精燈瓶在高溫下遇冷水炸裂,不僅損失了一個酒精燈,還可能傷及學(xué)生。很多學(xué)生知道理論上該怎么應(yīng)對,但是實際操作不盡如人意。
“沒有規(guī)矩不成方圓”,有些學(xué)生拿著食物或者不穿工作服進入實驗室,而教師對這種現(xiàn)象置之不理,導(dǎo)致這些現(xiàn)象屢屢發(fā)生。有的教師在上課之前沒有做好充分準(zhǔn)備,等課堂上學(xué)生提出問題之后才認(rèn)真閱讀思考,沒有考慮到實驗中的突發(fā)狀況。有的教師在課前突然換實驗室,造成學(xué)生慌亂。有的教師整節(jié)課都坐在講臺上,沒有走下來觀察學(xué)生的實驗操作步驟是否符合要求,導(dǎo)致部分學(xué)生明明不懂實驗操作原理,卻沒有主動提問,而是自作主張、違規(guī)操作,最終引發(fā)安全事故。有的教師在實驗課開始之前,沒有告知學(xué)生實驗器材和藥品的使用方法及注意事項,而很多實驗器材和藥品有一定的危險性,如果操作不當(dāng),就會引起實驗安全事故。
強化大學(xué)生實驗操作規(guī)范教育,包含一般實驗操作教育和實驗儀器設(shè)備操作教育。大學(xué)實驗課是培養(yǎng)學(xué)生親自動手操作、觀察真理的重要環(huán)節(jié),做好實驗操作規(guī)范教育尤為重要。實驗課前,教師要嚴(yán)格要求學(xué)生熟知實驗原理及流程,掌握相關(guān)藥品的正確配制、器材的規(guī)范操作。在課堂講解中,教師應(yīng)反復(fù)強調(diào)重要的操作注意事項,讓能清楚講出實驗原理及流程并操作規(guī)范的學(xué)生先進行實驗,為其他學(xué)生起示范作用。教師還要重視實驗結(jié)束后相關(guān)處理措施的教育,包括實驗儀器的正確維護保養(yǎng)方法、實驗廢棄物處理辦法及注意事項等。
在科研壓力與日俱增的時代,隨著各種實驗項目的增加,出現(xiàn)了一些開放型實驗室,實驗人員流動頻率增加[7],實驗儀器數(shù)量不斷增加,增大了實驗儀器管理工作難度。不同學(xué)生的實驗操作能力不同,造成各種器材不同方面的問題。對于有問題或不符合規(guī)定的實驗儀器,要及時上報檢修或者上交保存,不能放在實驗室里,否則容易導(dǎo)致后面學(xué)生的實驗結(jié)果不準(zhǔn)確。在這一方面,實驗室管理員起到了至關(guān)重要的作用,管理員可以每周或者每月對實驗器材進行清點和檢查,對不合格的實驗儀器及時更換或者補充[8],制定實驗儀器或者藥品的采購計劃,以免造成生物材料或者儀器的損失和浪費,提高生物材料和儀器的利用率。學(xué)生也要規(guī)范自己的行為,養(yǎng)成良好的實驗操作習(xí)慣。實驗室管理人員可以制作實驗室安全操作手冊,張貼警示標(biāo)語、操作步驟以及管理人員名單和聯(lián)系方式等提示;也可以設(shè)置實驗室入門級考試,測試合格的學(xué)生可以增加進入實驗室的時長,沒有通過考試的學(xué)生可以在老師的帶領(lǐng)下進入實驗室。同時,教師也應(yīng)該嚴(yán)格要求學(xué)生遵守實驗流程,親自為學(xué)生演示正確的實驗器材操作步驟。
培養(yǎng)大學(xué)生的實驗安全意識和正確使用實驗器材的能力是一個漫長的過程,需要師生共同努力、共同進步,尋找問題的根源,不斷學(xué)習(xí)、不斷充實、不斷探索、不斷總結(jié)。近幾年,關(guān)于高校實驗室安全的話題引發(fā)了教育行業(yè)的反思。實驗作為生物教學(xué)的重要內(nèi)容,實驗過程中存在的問題及安全隱患應(yīng)得到高度重視,學(xué)生要強化自我安全意識、規(guī)范使用實驗儀器,保證實驗結(jié)果準(zhǔn)確有效。