崔文靜,秦瑞坪,2
(1.伊犁師范大學(xué) 生物與地理科學(xué)學(xué)院,新疆 伊寧 835000;2.伊犁師范大學(xué) 資源與生態(tài)研究所,新疆 伊寧 835000)
實(shí)驗(yàn)是生物科學(xué)研究的必要手段,實(shí)驗(yàn)安全是實(shí)驗(yàn)過程中必須重視的問題[1]。實(shí)驗(yàn)所用儀器、藥品稍有不當(dāng)就會產(chǎn)生安全隱患[1-3]。實(shí)驗(yàn)室安全事故造成的損失重大,類似事件的發(fā)生已引起眾多學(xué)生及家長的重視。根據(jù)相關(guān)報(bào)道,對2015—2021年實(shí)驗(yàn)室安全事故、近9年中小學(xué)及高校實(shí)驗(yàn)室安全事故作出統(tǒng)計(jì),結(jié)果分別如圖1、圖2所示。由圖1、圖2可知:2015—2019年均有實(shí)驗(yàn)室安全事故發(fā)生,其中,2015—2017年出現(xiàn)下降趨勢,但2019年后事故發(fā)生次數(shù)再次增加;高校的事故發(fā)生次數(shù)遠(yuǎn)多于中小學(xué)。實(shí)驗(yàn)室安全事故的主要類型為火災(zāi)和爆炸,其中,爆炸事故所占比例最大。面對如此慘重的損失,必須要吸取教訓(xùn),嚴(yán)格要求相關(guān)人員,從剛接觸實(shí)驗(yàn)的中學(xué)生開始,嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作步驟,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),為學(xué)生步入高校深造打好基礎(chǔ)。消除安全隱患的關(guān)鍵在于師生具備高度的安全隱患防范意識,能夠意識到隱患所在,并從根本上解決。因此,加強(qiáng)中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)安全防范勢在必行。本研究以人教版教材高中生物必修一第一章第一節(jié)“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”為例,對中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,并提出相關(guān)改進(jìn)措施[1-2]。
圖1 2015—2021年實(shí)驗(yàn)室安全事故次數(shù)統(tǒng)計(jì)
圖2 近9年中小學(xué)及高校實(shí)驗(yàn)室安全事故次數(shù)
以本節(jié)實(shí)驗(yàn)為例,要求學(xué)生掌握某些化學(xué)試劑的性質(zhì)并且綜合運(yùn)用,通過運(yùn)用化學(xué)試劑與生物組織中相關(guān)化合物的特定顏色反應(yīng)驗(yàn)證化合物的存在。在驗(yàn)證過程中,不僅會用到相關(guān)試劑,還有加熱、制作裝片等實(shí)驗(yàn)處理,借此分析實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題。
豐富、全面的知識儲備是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),也是快速、準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。然而,中學(xué)生普遍存在預(yù)習(xí)重點(diǎn)不準(zhǔn)確甚至不預(yù)習(xí)的現(xiàn)象,導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),因?yàn)榭茖W(xué)知識不過關(guān)、不熟悉實(shí)驗(yàn)步驟,無法做到規(guī)范操作,不加以防范,所以釀成安全事故。
以還原糖的鑒定為例,在實(shí)驗(yàn)過程中,配制好斐林試劑后要立即使用,要使用酒精燈對試管中滴加了斐林試劑的樣品進(jìn)行水浴加熱。在使用酒精燈的過程中存在一定的安全隱患,酒精燈里加入的酒精不能超過酒精燈容量的2/3;在點(diǎn)燃酒精燈時(shí),切忌用酒精燈引燃;在水浴加熱過程中,學(xué)生要注意試管的加熱情況以及試管的位置,要用試管夾夾住試管,且不能讓試管底部與容器底部接觸,試管口不能朝向自己[1-2];實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),要用燈帽蓋滅酒精燈,不可用嘴吹滅酒精燈。很多學(xué)生對以上注意事項(xiàng)防范不到位,不清楚酒精燈的正確使用方法以及進(jìn)行水浴加熱時(shí)可能存在的安全隱患。以上情況如若操作不規(guī)范,就會引發(fā)爆炸、燃燒等安全事故,造成不必要的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。
要想減少實(shí)驗(yàn)安全事故,學(xué)生要有強(qiáng)烈的實(shí)驗(yàn)安全意識[4-5]。相對于大學(xué)生而言,中學(xué)生正處于對事物的探索期,有更強(qiáng)的好奇心,與此同時(shí),他們的實(shí)驗(yàn)安全意識也相對淡薄。初次接觸實(shí)驗(yàn)的中學(xué)生對一切事物都充滿好奇心和求知欲,在沒有指導(dǎo)老師的情況下,會隨意碰觸化學(xué)藥品和實(shí)驗(yàn)器材,稍有不慎就會出現(xiàn)被藥品侵蝕、被器材誤傷等情況,對學(xué)生的安全造成極大危害。例如在做脂肪鑒定實(shí)驗(yàn)的過程中,教師選取花生為實(shí)驗(yàn)材料,有些學(xué)生出于好奇,錯(cuò)以為可以隨便食用進(jìn)而出現(xiàn)誤食的現(xiàn)象,導(dǎo)致被細(xì)菌感染,出現(xiàn)身體不適等情況[2]。
實(shí)驗(yàn)課程要求學(xué)生不僅要具備過硬的動手操作能力,還要具備良好的應(yīng)急能力。在實(shí)驗(yàn)過程中,面對突發(fā)情況,要能及時(shí)做出反應(yīng)并妥善處理,以免釀成大禍。例如中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)“物質(zhì)鑒定”會用到斐林試劑、雙縮脲試劑、蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液。在這些試劑的使用過程中,當(dāng)試劑瓶被意外打翻,試劑進(jìn)入眼睛等重要部位時(shí),學(xué)生很少能夠做到良好的應(yīng)急處理,無法沉著冷靜地應(yīng)對突發(fā)情況,心理素質(zhì)較差,錯(cuò)過降低傷害的黃金時(shí)間。另外,當(dāng)用酒精燈進(jìn)行水浴加熱意外引燃易燃物品時(shí),學(xué)生因平時(shí)未加以培訓(xùn)、缺少實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn),不能及時(shí)用滅火器等進(jìn)行滅火,釀成火災(zāi)等安全事故。
中學(xué)學(xué)生基數(shù)大,實(shí)驗(yàn)課堂上學(xué)生較多、不易管理,很難將實(shí)驗(yàn)室安全教育傳達(dá)到位。中學(xué)教師因?qū)嶒?yàn)室有限以及課程安排緊湊,易忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,很少開展實(shí)驗(yàn)安全教育課。因此,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全意識不強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)教師數(shù)量少,不能確保學(xué)生都能熟悉實(shí)驗(yàn)室藥品及器材的正確使用方法和注意事項(xiàng);沒有定期向?qū)W生開展實(shí)驗(yàn)安全態(tài)度、安全知識、實(shí)驗(yàn)室器材規(guī)范使用相關(guān)課程。另外,大多數(shù)教師更重視理論教學(xué),忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此,在教學(xué)過程中,出現(xiàn)準(zhǔn)備不充分、課前沒能及時(shí)排查實(shí)驗(yàn)室水電安全隱患等問題,未能及時(shí)將實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度告知學(xué)生,導(dǎo)致學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)散漫、不夠警惕[2]。安全教育工作不到位,實(shí)驗(yàn)室安全隱患問題得不到解決,就可能發(fā)生安全事故,造成慘劇。
目前,很多地區(qū)的中學(xué)存在學(xué)生數(shù)量多但實(shí)驗(yàn)室數(shù)量較少且設(shè)備投資不足的問題。很多中學(xué)會將實(shí)驗(yàn)室分配給多個(gè)學(xué)科教學(xué)共用,容易出現(xiàn)藥品混雜的問題。個(gè)別藥品的密封性不夠,導(dǎo)致有害氣體揮發(fā)到空氣中,這就要求實(shí)驗(yàn)室有良好的換氣系統(tǒng)[6]。此外,教師沒有對實(shí)驗(yàn)室安全相關(guān)問題進(jìn)行整理歸納,相關(guān)規(guī)定沒有張貼提醒,實(shí)驗(yàn)室缺乏行之有效的規(guī)章制度,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室沒有紀(jì)律、沒有規(guī)矩,不能規(guī)范自己的行為,不利于教師的管理[5]。實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的地方,是極易發(fā)生危險(xiǎn)的地方,但大部分實(shí)驗(yàn)室的水電通路未能按時(shí)檢修,相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材沒有及時(shí)更換調(diào)整,未能從根本上杜絕安全隱患;實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不具備完善的廢氣、廢液處理系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的廢氣、廢液未能妥善處理,在很大程度上增加了對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的污染。
2019年9月,常州一科學(xué)老師在向?qū)W生演示實(shí)驗(yàn)時(shí),因操作不規(guī)范產(chǎn)生閃燃,引發(fā)安全事故。這表明,部分實(shí)驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范,未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn),在實(shí)驗(yàn)操作過程中未加注意,也會引發(fā)事故。中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)相對于其他科學(xué)實(shí)驗(yàn)更加煩瑣,這就要求教師具備更高的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)操作能力。但是很多中學(xué)仍然存在實(shí)驗(yàn)教師不經(jīng)培訓(xùn)、操作技能不到位就直接上崗的現(xiàn)象,需要立即整改,既是對教師自身的安全負(fù)責(zé),也是對學(xué)生的生命安全負(fù)責(zé)。
教師在課堂上進(jìn)行理論教學(xué)時(shí),可將相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合理論向?qū)W生普及,增強(qiáng)學(xué)生的記憶。學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中,可以對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行模擬操作,提高對實(shí)驗(yàn)的熟悉度。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程之前要預(yù)習(xí),熟悉實(shí)驗(yàn)操作過程,掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作技能。預(yù)習(xí)后,學(xué)生要對自己不理解、不清楚的問題查閱資料或向老師請教,為實(shí)驗(yàn)操作做好鋪墊。在實(shí)驗(yàn)操作之前,學(xué)生要熟悉本節(jié)實(shí)驗(yàn)所需實(shí)驗(yàn)器材的使用方法以及注意事項(xiàng),規(guī)范使用實(shí)驗(yàn)儀器。以“物質(zhì)的鑒定”實(shí)驗(yàn)為例,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作之前,要能正確區(qū)分不同的試劑,熟練掌握鑒定的物質(zhì)與所需試劑的對應(yīng)關(guān)系,杜絕藥劑亂用、錯(cuò)用的現(xiàn)象;實(shí)驗(yàn)中還涉及斐林試劑以及雙縮脲試劑的制備,學(xué)生要熟知相關(guān)藥品的化學(xué)性質(zhì),如氫氧化鈉的強(qiáng)腐蝕性。另外,要了解實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題,防患于未然。課余時(shí)間,學(xué)生可以了解實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)的事故案例,增強(qiáng)安全意識、警醒自己,從根本上杜絕類似事故的發(fā)生。
教師可通過搜集近期發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室爆炸事故案例對學(xué)生進(jìn)行科普,讓學(xué)生意識到危險(xiǎn)就在身邊,必須高度警惕,增強(qiáng)安全防范意識和自我安全保護(hù)意識。更要注意的是,要讓學(xué)生真正了解實(shí)驗(yàn)室藥品的危害性。在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)中,“觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布”“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化”等實(shí)驗(yàn)都涉及濃鹽酸等強(qiáng)酸的使用,若使用不當(dāng),則會對學(xué)生的安全造成威脅。對此,可通過相關(guān)視頻向?qū)W生展示被強(qiáng)酸強(qiáng)堿性藥品侵蝕的后果,達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全意識的目的。對于易燃易爆炸的藥品,如酒精等,也要向?qū)W生普及使用規(guī)范。對學(xué)生進(jìn)行安全教育,增設(shè)相關(guān)的規(guī)章制度,不允許學(xué)生將與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的物品帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,尤其不能隨便食用帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的食品,嚴(yán)禁食用實(shí)驗(yàn)材料。在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生要按要求滴加藥品,必要時(shí)要在老師的指導(dǎo)下滴加。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要確保實(shí)驗(yàn)室斷水?dāng)嚯奫1]。
快速應(yīng)變能力可以將事故造成的損失降到最低。學(xué)生要想具備良好的應(yīng)急能力,首先要具備良好的心理素質(zhì),面對危險(xiǎn)能夠做到臨危不亂。學(xué)??刹扇∠鄳?yīng)的措施定期對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn),如開展實(shí)驗(yàn)室消防演練,模擬操作實(shí)驗(yàn)室事故發(fā)生時(shí)學(xué)生可采取的自救和互救措施,通過演練增加學(xué)生的經(jīng)驗(yàn),使其在真正面對危險(xiǎn)時(shí)能夠下意識地做出正確的反應(yīng)。此外,要培訓(xùn)學(xué)生的急救能力,使其具備基本的自救能力。當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不慎被強(qiáng)酸強(qiáng)堿等腐蝕性藥品侵蝕皮膚時(shí),首先要用清水進(jìn)行沖洗,稀釋藥品濃度,并及時(shí)就醫(yī)。在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生必須時(shí)刻保持意識清醒,不可以有絲毫懈怠,面對事故的發(fā)生能夠第一時(shí)間應(yīng)變。
教師是學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的重要負(fù)責(zé)人和監(jiān)督者,所以實(shí)驗(yàn)課程對教師有極高的職業(yè)要求。學(xué)校要按照規(guī)定對教師進(jìn)行培訓(xùn),增強(qiáng)教師的安全意識并要求教師定期對學(xué)生進(jìn)行安全教育。教師可充分利用現(xiàn)代教育技術(shù),通過制作微視頻等形式向?qū)W生提前展示實(shí)驗(yàn)操作過程。以“植物的呼吸作用”實(shí)驗(yàn)為例,此實(shí)驗(yàn)需要用點(diǎn)燃的蠟燭驗(yàn)證植物的呼吸作用是否消耗氧氣,而燃燒的蠟燭在使用過程中存在一定的安全隱患,若未按實(shí)驗(yàn)步驟及相關(guān)注意事項(xiàng)操作,就會增加意外發(fā)生的概率。對此,教師可制作本節(jié)實(shí)驗(yàn)的微視頻,完成模擬實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)的了解,進(jìn)而減少實(shí)驗(yàn)過程中的失誤。也可通過此方式對實(shí)驗(yàn)室事故造成的后果進(jìn)行模擬展示,讓學(xué)生真正意識到事故的危險(xiǎn)性。教師在實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)行值班制,每天對實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施以及水電進(jìn)行排查和檢修,排除所有安全隱患。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師要嚴(yán)格履行監(jiān)督人的職責(zé),確保學(xué)生的人身安全,保證實(shí)驗(yàn)安全順利開展。教師更要熟悉實(shí)驗(yàn)室消防器材、緊急噴淋裝置以及洗眼器等物品的存放位置,當(dāng)意外發(fā)生安全事故時(shí),能夠第一時(shí)間加以處理,避免釀成慘劇。特殊崗位、特殊設(shè)備的管理員必須要通過相應(yīng)的培訓(xùn),持證上崗。要強(qiáng)化教師的應(yīng)急能力和制定應(yīng)急預(yù)案的能力,實(shí)驗(yàn)前,教師要告知學(xué)生相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。
面對中學(xué)學(xué)生基數(shù)大的問題,學(xué)??梢詳U(kuò)大實(shí)驗(yàn)室規(guī)?;?qū)嵭行“嘟虒W(xué),增加實(shí)驗(yàn)課課時(shí),避免大量學(xué)生同時(shí)做實(shí)驗(yàn)造成的擁擠現(xiàn)象。學(xué)校要根據(jù)實(shí)際情況健全實(shí)驗(yàn)室相關(guān)規(guī)章制度,規(guī)范師生的實(shí)驗(yàn)操作行為。同時(shí),要及時(shí)更換實(shí)驗(yàn)室中陳舊老化的設(shè)備,以免發(fā)生電路老化、漏電、短路等情況。實(shí)驗(yàn)室的藥品要分類放置并保證標(biāo)簽完整未被損壞,對于標(biāo)簽損壞的藥品要第一時(shí)間進(jìn)行整理[5]。對于有腐蝕性的藥品要有必要的安全提示,防止學(xué)生亂碰亂用。為了給學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,實(shí)驗(yàn)室要劃分操作區(qū)和污染區(qū),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的廢液在污染區(qū)進(jìn)行處理。
要想保證實(shí)驗(yàn)室安全,實(shí)驗(yàn)者、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師以及良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境缺一不可。要想減少甚至杜絕實(shí)驗(yàn)安全事故,必須要從以上3個(gè)方面進(jìn)行整改,既要要求學(xué)生和教師有規(guī)范操作能力,又要保障實(shí)驗(yàn)環(huán)境足夠安全,不可有客觀的安全問題存在。通過上述規(guī)范,在一定程度上降低實(shí)驗(yàn)室安全事故的發(fā)生概率,同時(shí)為后期實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定良好的基礎(chǔ)。加強(qiáng)中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練,要求中學(xué)生掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識,培養(yǎng)中學(xué)生的探索實(shí)驗(yàn)精神,為后期科研人員的培養(yǎng)鋪墊基石,這一目標(biāo)也符合國家和政府加強(qiáng)培養(yǎng)優(yōu)秀人才的政策要求。