2  虚拟

远程用户通过PC机登陆进�?Internet，利用Web 浏览器访问虚拟实验室。用户选择相应的实验项目后进入虚拟仪器控制台，通过虚拟仪器控制面板发出实验操作指令，输入实验参数，虚拟仪器向物理仪器传输操作指令及实验参数。物理仪器接受指令和参数后执行操作，完成相应的实验内容，最后将实验所获得的实验数据通过虚拟仪器、计算机网络返回到远程实验用户，用户既可以自行分析处理这些数据，也可将这些数据百接交给虚拟实验室的数据处理系统进行分析处理�?/p>

虚拟仪器是虚拟实验室的内核，是由基于计算机的功能化硬件模块和计算机软件构成的电子测试仪器，它的基本思想是硬件功能的软件化，即利用计算机软件实现传统测试仪器中需要用硬件完成的功能。虚拟仪器在许多方面都有传统测试仪器无法比拟的优点。由于这些优点，使得虚拟仪器成为测试仪器的发展新方向。美�?National Instru-ment）公司提出了"软件就是仪器"的口号，将自动测试系统中所有的独立的软件模块都视作为虚拟仪器（包括采集、分析、计算及显示等各个过程）或者把子虚拟仪器通过虚拟仪器层次化的结合，构建复杂的虚拟仪器系统�?/p>

3  虚拟实验室的特点

�?）交互性和自主�? 在虚拟实验室上进行实验与传统实验有一个明显的区别，那就是实验的模式是非固定的、动态的，具有良好的交互性和自主性。虚拟实验是计算机仿真技术、多媒体技术等高新技术的有机组合应用，特别是多媒体计算机具有图文并茂、丰富多彩的人机交互方式，因而，交互性是网上虚拟实验的显著特点。虚拟实验项目的实验框架是不固定的，实验者可以依据实验大纲，根据自己的需要和兴趣，利用虚拟实验室的实验模型库，自由搭接、组合、拆装实验框架，自行设计实验步骤和实验方法、表现出实验者对实验的高度自主性。同时，实验者可以利用虚拟实验室所具有的丰富的辅助功能，对实验仪器仪表、常规实验方法与步骤等进行自主学习，同样也表现出实验者对实验的高度自主性�?/p>

�?）开放�?网上虚拟实验室通过网络系统向用户开放，实验者可自由地进入或退出实验系统，具有良好的开放性。虚拟实验的开放性表现为两个方面：一是资源开放。网上虚拟实验室储存了大量的实验模式、各种虚拟实验仪器仪表、各种实验器件或构件、各种虚拟实验环境、各种实时仿真软件包等，实验者可根据自己的实验需要自由地选择使用。二是网上虚拟实验室是一个开放的实验平台，实验者也可根据自己的实验需要，自行构建实验环境、实验模块、实验仪器等，随意地增加网上虚拟实验室的各种“库”，使得网上虚拟实验室是动态的，具有可持续发展性，从而使网上虚拟实验室具有良好的灵活性�?/p>

�?）高效率和资源共�?网上虚拟实验拓宽了教学实验的时空观，因为网上虚拟实验室是建立在网络上的，本身不受场地和时间的限制，同时，网上虚拟实验室的虚拟仪器仪表和其�?a href="//bj20150weixiu.com/tag/1553" class="st_tag internal_tag " rel="tag" title="Posts tagged with 实验设备">实验设备在网络上是共享的，因此在不同地域、不同终端上可同时进行相同科目的虚拟实验，拓宽了实验室的空间，提高了实验效率。由于互联网上的用户可以共享数据、软件、硬件等相关资源，可以避免设备的重复购置，减少重复投资，提高了办学效益�?/p>

4  应用前景

基于网络的虚拟实验室是对传统实验教学模式的革新，由于其显明的技术特点，十分适合新世纪人才培养模式，在高校实验教学中具有广阔的应用前景�?/p>

�?）计算机网络的迅速普及为虚拟实验室的应用提供了有利的条件  目前国内高校互联网技术的应用十分普遍，网络已经遍及到校园的每一个角落。学生既可以通过学校的公用计算机也可以用自己的计算机在宿舍里很方便登陆互联网。便利的上网条件无疑为高校虚拟实验室的应用和发展提供了极为有利的条件�?/p>

�?）比传统实验模式更有利于挖掘实验教学的潜�? 虚拟实验室可以改善高等教育实验教学的教学环境，采用基于网络的虚拟技术，可较容易地增加具有高新技术的实验，引导学生接触新知识、新技术，开发学生的智能，增强跨学科研究的意识�?/p>

�?）建立新型实验场所 利用多媒体技术、仿真技术与虚拟技术相结合的方法，建立有别于传统实验室的现代化实验基地。其仪器设备并不是传统的其功能是仪器厂商预先定义好的仪器设备，可根据发展需要重�?生成"新的仪器设备，以使之能跟上教学内容的不断更新，使实践操作训练能及时跟上测试技术的发展。这样，减少了仪器设备经费的投入，解决了 //bj20150weixiu.com/18400.html Sat, 19 Aug 2023 03:45:53 +0000 //bj20150weixiu.com/?p=18400 […]]]>

在新工科背景下，学科交叉、产学融合已成为新常态，

２．１．２整体教学效果不理想对本校实验室安全教育总体情况的评价，有５�?１１％的受访者认为本校安全教育工作总体情况良好，３�?１９％认为一般［见图２（ａ）］；而对本校实验室整体安全状况的评价，有５５.４１％受访者认为较为满意，３２

�?２师资力量不强，专业安全培训不足

２．２．１专业安全培训师资缺乏据调研，当前高校实验室安全教育培训师资包括校外安全专家和校级安全管理人员、学院安全管理负责人及安全员、实验室导师、课题组负责人及安全学科的专业教师等，培训人员跨越校⁃院⁃实验室三级（见图３）。邀请校外专家来校开展安全讲座培训的情况最多，其次为校级安全管理人员开展的培训，具备安全学科专业知识的培训师资比例最低�?/p>

２．２．２专业安全课程开设不足在专业安全课程开设方面，仅有１８.９２％的高校将安全课程列入培养方案并设置学分，７�?７２％的受访者所在高校仅要求学生参加培训讲座即可获得实验室准入资格［见图４（ａ）］。问卷对化学化工类专业开设实验室安全相关课程的情况进行了调查，３�?/p>

�?３安全教育频率低，全员全面全程教育未落实问卷对理工专业本科生与研究生参加安全教育的频率进行了调查。针对本科生的安全培训［见图５（ａ）］，４８.６５％的高校仅在入学时对新生进行１次安全教育培训，２�?３２％的高校每年进行１次，２�?９７％的高校每年进行２～４次，不存在未进行安全培训的情况。针对研究生的培训频率与本科生相似［见图５（ｂ）］，有５０％的高校仅在入学时对新生进行１次安全教育培训，但是存在�?/p>

�?４实践与演练环节缺乏，教学效果不理想

问卷针对高校实验室安全演练与实践教学情况进行了调查。对于参与消防演习的人员包括学生［见图６（ａ）］，教职工［见图６（ｂ）］，大多数高校参与消防演习的均仅为部分代表师生，５�?４６％为部分本科生代表，４５.９５％为部分研究生代表，６４.８６％为小部分教职工代表。在组织学生开展的安全演练或演习中，５�?４６％的高校由部分参与人员自愿进行实际演练操作，２１.６２％的高校要求所有参与人员进行演练操作，１７.５７％的高校仅由专业人员示范操作，师生观摩为主［见图７（ａ）］。对于所在高校安全演练活动实际效果的评价［见图７（ｂ）］，１�?５７％认为效果很好，参与演练的师生能够熟练操作；但是７１.６２％的受访者认为效果一般，仅有部分人员进行演练活动，发挥了一定作用。可见国内高校实验室安全实践或演习的实际覆盖率较低�?/p>

�?５安全教育考核不严，准入制未落�?/p>

对于安全教育的考核方式，７�?２７％的高校采取线上方式自行进行安全知识考核，仅有１�?８１％采取线下集中开卷考试，９.４６％采取线下集中闭卷考试［见图８（ａ）］。在考核结果的运用方面，仅有１７.５７％的高校表示本校安全教育考试合格情况与门禁系统的关联可覆盖９０％以上的实验楼宇，４７.３％的高校并未实现两者的关联［见图８（ｂ）］�?/p>

• 新工科背景下高校实验室安全教育问题的剖析

根据以上问卷调查，目前高校实验室安全教育培训仍存在较多薄弱环节，安全意识淡薄，专业安全教育不足，是实验室安全管理的薄弱环节，已经成为高校安全治理的瓶颈问�?/p>

�?１社会安全文化。尚未形成，师生整体安全意识薄弱安全文化不仅涉及到安全价值观、安全理念、安全伦理，也包括安全法规、安全管理体系、安全生产规范化和标准化，是安全管理的灵魂［１０］。改革开放以来，国家的首要任务是解决贫困和发展问题，长期以来对安全生产重视不足，社会安全生产形势复杂严峻。据国家应急管理局数据，２０２０年全国各类安全生产事故共死亡２７４１２人［１１］。虽然各级政府制订了各行业安全生产法规，但是社会层面对生命敬畏的安全文化尚未形成，公民的安全素质仍然处于较低水平�?/p>

作为校园文化的组成部分，高校实验室安全文化仍比较欠缺［１２］。许多实验室负责人和安全员，在其自身学习阶段就未曾接受必要的实验室安全教育，安全意识淡薄。虽然所在实验室存在许多安全隐患，但是他们认为实验室安全状况良好，因为没有发生安全事故。相应地，实验室学生也普遍缺乏安全培训，实验操作不规范，个人防护不足，安全事故随时可能发生�?/p>

�?２学科交叉融合越深入，实验室安全教育难度�?/p>

清华大学林健［１３］认为新工科建设必须突破现有工科类和专业的划分，不仅应重视不同工程学科专业之间的交叉和融合，而且要重视理科、管理、医学等非工科类学科对工科的介入渗透。高校工科类实验室大量使用物理类、化学类、生物类危险源，实验室师生除了需要掌握用水、用电、消防、逃生、自救与急救方面的通识安全知识，还需要掌握所在学科的专业安全知识。对于从事交叉学科或者交叉研究项目的师生，还应学习交叉学科的相关安全知识，如机械学科燃烧学实验室使用了大量易燃易爆化学品，师生必须掌握化学品安全知识和实验操作技能；材料学科功能材料实验室从事抗菌材料研究需要使用病原微生物，必须掌握生物安全知识和实验操作技能。更为复杂的是非工科类学科如管理学科、艺术学科也启动 //bj20150weixiu.com/18341.html Fri, 16 Jun 2023 09:18:15 +0000 //bj20150weixiu.com/?p=18341 […]]]> 目前，我国设有食品类专业的高等院校有很多，主要以食品为核心，分为食品科学与工程和食品质量与安全两个专业，其中食品检测类专业实验仪器操作。而管理人员以及实验人员可能对上述操作或仪器的危害性认识不足。同时，实验室安全培训力度不到位也是造成这一问题的原因。尤其是对于新进人员，未经培训进入实验室，实验经验有限。在操作危险试剂和仪器设备的过程中，一些小的失误都有可能造成一场实验安全事故�?/p>

1.3 人才培养机制不完�?/p>

对于实验室专职管理人员的重视程度不够，无论是职称、待遇还是培训方面，导致实验人员的工作积极性不高[4]。此外，频繁更换实验室专职管理人员，致使其一直在没有完全熟悉实验室安全管理的情况下工作，这样易给实验室留下安全隐患。食品检测管理人员不仅要有检测理论知识，还需要有实践操作能力，但大多数的实验室只开展单一的消防培训，缺乏一些实验室安全管理和对易燃易爆试剂和高温高压特殊设备的培训，没有形成一支专业强大的实验室安全管理队伍�?/p>

1.4 安全管理体系不完�?/p>

近年来，众多院校的实验室虽然设立了学校、学院和系的三级安全责任制度，并签订了实验室安全责任书，但一些教师存在侥幸心理，没有严格按照实验室安全制度来执行，仅在学校定期检查时，做好相应的检查工作。虽然实验室的管理体系在逐渐改善，但还是存在一些安全管理细则不健全、实验室管理效率低、监管体系松懈和应急方案不完善的问题�?/p>

1.5 安全保障体系不健�?/p>

当前，大多数的实验室设有专门的实验室安全经费用于对实验室的一些设备进行日常的安全维护，但一些实验室会把主要经费用于教学和科研，对安全建设投入很少，使得实验室的设备得不到定期的维护和保养，同时也缺乏一些安全防护设施。这些基础性的设施配置不足，从而使实验室存在较大的安全隐患�?/p>

2、对提升实验室安全管理措施的探究

2.1 实验室安全制度体系——监督管�?/p>

完善实验室的安全管理制度，责令管理人员务必做到有效监督，奖罚分明。要定期巡查实验室的日常管理情况，不定期突击检查，重点关注存在安全隐患的设备和地点。同时要对存放大量试剂的库房，定期进行安全排查，对实验室试剂的存放条件进行检查，例如试剂标签是否合理规范、试剂分类是否合理、试剂使用记录是否完整、实验室的温度、湿度是否符合要求、易燃、易爆试剂是否安全存放、试剂柜是否双人双锁、废弃的化学试剂是否处理得当等。将各项安全管理措施都落到实处，不断对实验室的安全制度进行评估，有效弥补制度中存在的缺陷，完善监督管理体制，防范实验室安全事故的发生�?/p>

2.2 实验室安全责任体系——严格执�?/p>

针对《中华人民共和国安全生产法》中“管业务必须管安全”的要求，结合“三级联动”责任体系，实验室应该落实“党政同责、一岗双责、齐抓共管、失职追责”的责任体系[5]。明确规定实验室的各级责任人，对安全责任进行分工，并明确每一级的安全责任人的责任范围和责任界限，形成一个学校规划、学院监督，实验室严格执行的实验室安全责任体系�?/p>

2.3 实验室安全教育——深入强�?/p>

2020年教育部办公厅印发的《教育系统安全专项整治三年行动计划实施方案》中，重点提到“加强实验室安全教育，开设实验室安全相关专业及课程，把实验安全教育纳入相关人才培养方案”[5]。实验室也应高度重视安全教育，新生和管理人员在进入实验室以前必须进行安全培训和考试，合格者允许进入，开设实验室安全选修课，把实验室安全知识作为教育的基础部分，并且定期举行安全知识讲座，实验室安全文化月等活动，加深学生和管理人员的安全意识和安全理念。同时对特殊设备进行培训操作方可使用。组织学生进行应急安全教育和演练，不仅能提高学生的自我保护能力和应变能力，还能考察学院各部门联合应急能力。此外，定期对实验室人员进行安全能力考核并对其进行评估，结合安全知识教育效果进行改进和优化�?/p>

2.4 实验室条件保障——加大投�?/p>

实验室应在硬件和软件方面加大投入力度，弥补管理存在的一些漏洞。在硬件方面，配备人脸识别系统、水电保护装置、远程控制装置、危险物监控装置和火警报警设备等，以及在一些特殊的大型仪器四周安装安全光栅和防护围栏等；在软件方面，要不断对实验室进行定期检查和风险评估，以期更好地进行信息化管理，在实验室安装一些安全监控平台、巡检平台，对实验室进行全过程、全面地管理。同时应为实验室配备专业人员和监督人员，明确所采购试剂的安全等级，防止采购的试剂不符合实验室安全等级，从而全方位提高实验室的安全能力，减少安全风险。此外，实验室应该配置一些基本安全消防设施和其他的安全设施，如灭火器、灭火沙、灭火毯、洗眼器、护目镜、防毒面具和应急医疗箱等�?/p>

2.5 实验室安全信息化——与时俱�?/p>

目前，实验室安全信息化已成为必然趋势，设立实验室安全信息化平台，可以对实验室的实际情况和虚拟情况进行模拟，并通过智能化、数字化、信息化的现代手段来提高学生的实践和应急能力，同时也丰富了实验室安全教育的形式和内容，大大提高了实验人员的积极性。同时，由于食品检测实验室的特殊性，尤其是一些大型仪器对环境条件的要求很高，为了实时监控实验室的环境参数，可以安装温湿度预警系统、气体浓度测定预警系统、火灾预警系统的三合一智能化监控平台。一旦出现异常情况，第一时间进行自动报警并立即采取应急措施，降低风险。此外，传统的纸质档案具有不易保存，种类多，查询不便，浪费空间等弊端，建立实验室的智能档案库可以有效地克服这些缺陷，方便管理人员有效查阅学习一些仪器操作规程、危化品的存放条件、管理制度、预防应急措施。这些措施能有效预防实验室安全事故的发生。同时，实验室的智能档案库可以方便实验室的管理人员快速追溯试剂的使用情况、样品登记记录、温湿度记录以及仪器使用记录等，有效追溯实验全过程�?/p>

2.6 实验室安全文化环境——培育营�?/p>

良好的实验室安全氛围不仅有助于实验人员树立较强的安全责任感和责任心，还能提高他们的安全素养。可以通过实验室安全宣传图画，实验室安全广告画，实验室安全手册等从观念上来影响实验人员，让实验室安全意识逐渐深入人心。每个实验室都应该在危险性设备旁贴上醒目的安全警告牌，例如高温干燥箱旁放置“小心高温”，水浴锅旁设有“注意水位线”的警示语。同时，实验室设立专门的宣传栏，着力营造良好的实验室安全氛围，激发实验人员关爱安全和生命的自觉意识�?/p>

2.7 实验室安全管理效果——客观评�?/p>

实验室安全管理是一个不断发展的综合管理体系，如何对实验室安全管理体系进行更客观有效地评价，是实验室安全管理普遍存在的一个问题。可通过问卷调查，也可以通过统计实验室事故发生率和上报率以及智能平台的评估等方面对实验室安全管理进行效果评价。从中筛选出能客观有效地反映实验室安全工作的指标，对实验室安全管理体系进行评估，促使实验室管理制度和措施不断完善和提高�?/p>

3、结�?/strong>