主流生物教材实验安全教育比较分析

摘要:选取美国和中国高中主流生物教材，从“实验安全守则、安全警示符号、实验过程中的安全教育”三方面比较中美高中主流生物教材实验安全教育的特点、措施，提出我国实验安全教育需要加强和改进的建议。

关键词:中美主流高中生物教材;安全守则;警示符号;实验过程安全

生物学是一门以实验为主的自然科学。实验是生物科学研究的重要手段，也是中学生物教学重要的组成部分。因此，实验中不可避免地要使用一些生物材料、化学药品和仪器设备。在使用这些材料、药品和仪器设备的过程中，稍有不慎或操作不当，就会产生一定的危险。不但对实验操作者本人造成伤害，还会威胁其他人的安全。因此，确保实验安全是实验操作过程的前提条件。实验前必须对老师和学生进行系统的实验安全教育和操作培训，减少实验过程中可能的危害。《普通高中生物课程标准》在“教学建议”部分也提出:安全使用实验器具和实验药品是生物学实验的基本技能，教师应强化安全教育，增强学生自我保护意识［1］。本文以美国高中主流生物教材《生物•生命的动力》和我国人民教育出版社(以下简称人教版)和江苏教育出版社(以下简称苏教版)编写的《普通高中课程标准实验教科书》为例，主要从以下三个方面比较中美高中生物实验安全教育的异同，为我国高中生物实验安全教育提供借鉴。

一、实验安全守则

无论是美国生物教材还是人教版和苏教版高中生物教材，均专门编写了“实验室安全守则”，说明中美高中主流生物教材均十分重视实验安全教育(见表1)。在安全守则的开头均着重强调实验安全教育的意义和重要性。如《生物．生命的动力》在守则的开始就告诉学生:“在实验室里，你必须对自己和周边每个人的安全担负起责任，因为只有遵守实验室的安全守则，并且在实验中小心谨慎，实验室才是一个安全的地方。……这些安全守则可以让你和他人在实验室里免遭伤害。”人教版安全守则开始则强调“安全工作，人人有责”。苏教版安全守则开始还强调“务必弄懂每一条规则”。从实验安全守则的内容来看，《生物•生命的动力》从“预防、做出明智的抉择、在实验室和野外工作、清理实验室、急救”5个方面，共36条款详细规定了穿戴、领取和处理药品、实验操作、清理实验室、发生伤害时需要遵守的规则和注意事项等安全知识。如在“预防”里要求学生“在实验室中带护目镜(不是眼镜)”，“在实验过程中，不要用手去摸自己的脸或嘴”等等。在“做出明智的抉择”里，建议“如果在实验结束后，还有消耗品剩余，那就和老师商量一下，是回收还是丢弃”。在“实验室和野外工作”里，要求学生“在得到老师的允许后再开始动手做实验”。在实验结束后，要求学生“离开实验室前，要把电炉插头拔掉，关闭煤气阀、水龙头和电源”等等。发生事故或伤害时，告诉学生:“在实验室不论发生任何事故或者伤害，如着火、烫伤、触电等都要立即向老师报告。……在发生化学物质打翻、溅出等情况时一般由老师处理。千万不要自己去清理，除非在老师的指导下进行……”人教版教材的“生物学实验室的基本安全守则”，从10个方面规定了易燃、易爆药品使用，以及用水、用电、用火等方面应该遵守的规则。如“严禁在实验室吃任何东西，以免误食和吸入有毒物质”，在进行有潜在安全隐患的操作时，“必须穿上防护服，有时还需要戴上口罩和防护镜”等等。苏教版教材每一册的最后均专门编写“实验安全规则”，主要从“着装规范、一般的安全规则和急救、加热和用火安全、安全使用化学试剂、安全使用玻璃器具、使用锋利的器具时、用活的生物做实验时、实验结束时的规则”等8个方面共40条详细规定了学生实验时应该遵守的规则、可能遇到的危险，以及发生危险时采取的措施。如在着装规范中规定“在有条件的情况下，当你在使用化学物品或加热物质的时候，要穿实验围裙或实验服”，在加热或用火安全中要求学生“禁止用手接触火焰”等等。从以上比较看出，中美主流高中生物教材均重视实验安全教育，均在教材中专门编写了《实验室安全守则》，但美国教材和苏教版生物教材实验安全教育内容更全面、更具体，更加有利于帮助学生保护自己、保护他人免遭伤害。

二、实验安全警示符号

除了“实验室安全守则”外，为了提醒学生实验安全的重要性，《生物•生命的动力》教材还用“安全警示符号”的形式直观展示实验室和野外研究中所存在的潜在危害。各种警示符号均做了详细的说明，包括每种符号的意义、产生的危害，同时列举了详尽的例子，并提出预防措施和治疗方法(见表2)。除了集中展示安全警示符号，系统全面帮助学生了解“哪些具有潜在的危险性”，“我应该怎么应对”外，警示符号也特定地出现在每个具体的相关实验中，让学生反复体会安全符号的意义和应对措施，提醒学生时时刻刻要把实验安全放在首位，自主强化与内化安全意识，最大程度减少实验的危险性，也减少学生实验过程中因害怕危险而带来的恐惧感。如实验用到剪刀、单面刀等尖锐器材时，就出现“锐器”警示标志;使用有毒且有刺激性气味的化学药品时，就出现“化学物质、刺激物、有毒物质”等标志;如需使用电器时，则出示“电”的警示标志;等等。通过这些特殊的警示符号，有助于提高学生对特定实验操作过程中的安全隐患的意识，也使安全防范具有针对性，避免发生危害时由于警示图标过多而手忙脚乱。人教版高中生物教材在选修1模块《生物技术实践》中也列举了8种实验安全警示符号(见图1)，但仅局限于危险化学药品范畴，也缺少详细的说明和举例，在具体的实验中也没有安全警示符号。苏教版高中生物教材则没有专门的安全警示符号。从以上比较看出，美国主流高中生物教材安全警示符号种类多，更加注重细节。这种详细说明可帮助学生在实验开始就意识到实验安全的重要性，强化安全意识的培养，更加有利于学生加强自身的保护和其他实验人员的安全。

三、实验过程中安全教育

在具体的每个实验过程中，《生物•生命的动力》教材除了列举部分警示符号提醒学生注意安全外，在容易发生伤害或危险的地方，还有特别的提醒和说明。如在“温度对酶促反应的影响”的实验中，提醒学生“实验前和接触实验器材后要用肥皂洗手”，要“佩带护目镜。使用的电器必须GFCI(接地故障断电器)”。实验过程中检测过氧化氢酶活性时，要注意“过氧化氢对皮肤和眼睛有刺激性”、“过氧化氢不可加热”。在实验结束时，不忘提醒学生“根据实验的要求，清洗实验器材并放回适当的位置，然后洗手”。苏教版高中生物教材在部分实验过程中也有特别的提醒和说明。如在“提取和分离叶绿体中的色素”实验中，提醒学生“丙酮易挥发、并有一定的毒性!”“层析液易挥发、并有一定的毒性!”［4］。人教版高中生物教材在实验过程中易发生危险的地方则偶有几个实验有特别的提醒和说明。《生物•生命的动力》教材共分上中下三册，该套教材包括网络生物实验、迷你实验、技能实验、实验设计、调查实验五大类，总计202个实验。教材中的实验数量多、类型广，但每个实验的器材和步骤均经过精心的选择和优化，在完成实验目的的前提下，药品的选用尽量考虑试剂和器材的安全性，尽量选用无毒、无害的药品和器材，以减少实验的危险性。在用量和剂量上也注意微型化和计量化的特点。对于一些无法避免的有毒有害药品，尽量减少使用量，以降低危害的程度和扩散的距离，减少实验过程中不必要的伤害和事故。下面以“种群数量的增长”和“色素的提取和分离”两则实验为例，比较人教版高中生物教材和《生物•生命的动力》一书中实验材料和步骤的异同，见表3。在“种群的数量增长”实验中，人教版高中生物教材需要电炉等电器，在无菌的马铃薯培养液的配制过程中液体也容易洒出，这些均容易导致伤害事故的发生。而美国实验中的材料取自日常生活中常见的香蕉和果蝇，操作过程也十分简单，减少了实验中学生不必要的意外伤害，也易激发学生探究的兴趣。在“色素的提取和分离”实验中，人教版和苏教版高中生物教材无论是提取还是分离均由学生操作完成。《生物•生命的动力》教材中色素的提取过程由教师取代，学生直接从教师处领取植物悬液进行色素分离实验，减少了色素提取中丙酮挥发对学生的危害。在色素的分离实验中，也利用酒精代替有毒、挥发性较强的层析液，减少了层析液中苯、汽油等对人体的危害。

四、结束语

与美国高中主流生物教材实验安全教育相比，我国高中生物实验安全还有需要提高和完善的地方。首先要完善实验安全设施，国家可统一要求每个中小学的生物实验室必须配备护目镜、防护围裙、手套等防护设备，并规定每位教师和学生在实验过程中均需人人佩带。这样的防护设施投入小，但能极大地减少潜在的安全隐患，帮助学生从心理上消除对实验的恐惧感，提升实验过程中的安全感。除了配备预防的安全设施，还可增加发生危害时的急救设施。从《生物•生命的动力》教材的安全守则可以看出，美国高中生物实验室中均配备了灭火器、灭火毯、紧急洗眼和淋浴设备、急救箱等安全设施，并要求学生知道这些急救设施的位置和使用方法。在紧急情况下，无须老师的批准，可以直接使用灭火毯、紧急洗眼和淋浴设备，以减少危害后的伤害。其次，我国高中生物教材每一册的最后也应编写内容全面、详细说明的“实验安全守则”和“安全警示符号”，并在每个实验中贯穿安全知识内容和安全警示符号，让学生时时刻刻认识到安全的重要性。这样不仅保护自己和他人，同时也有助于学生养成受用一生的严谨、认真的科学态度。最后还需要通过系列的实验安全培训，系统地掌握实验安全知识和急救措施，并将培训贯穿到每一个实验中。如进实验室前培训学生如何正确地穿戴防护服和护目镜。还可通过观看视频或演习相结合的方法教育学生如何认识危险、避免危险，在发生危险时能迅速地找到急救器材、使用急救器材，如灭火器具、急救箱等的使用。当然，这种培训不仅仅只针对学生，还要让所有教师参与培训，将危险扼杀在萌芽状态，提升实验的安全度。这种培训甚至可以同日常生活和生产实践相联系，以减少野外工作和家庭生活过程中遇到类似的危险。

参考文献:

［1］中华人民共和国教育部．普通高中生物课程标准(实验)［M］．北京:人民教育出版社，2003:28．

［2］［美］奥尔顿•比格斯等．生物•生命的动力［M］．廖苏梅，曾立等译．杭州:浙江教育出版社，2008:1097．

［3］朱正威等．普通高中生物课程标准实验教科书(选修1)［M］．北京:人民教育出版社，2006:80．

［4］汪忠．普通高中生物课程标准(实验)(必修2)［M］．南京:江苏教育出版社，2012:63．

作者：刘学廷