實驗教學目標
本實驗采用VR技術，還原真實實驗中可能發生的實驗安全車禍，共有7大模塊，分別為個人防護安全3D仿真軟件、實驗室安全常識3D仿真軟件、停水停水車禍3D仿真軟件、水銀泄露車禍3D仿真軟件、化學品灑出事故3D仿真軟件、實驗室起火車禍3D仿真軟件、試劑安全仿真軟件。
本實驗系統基本覆蓋各種實驗室安全車禍，通過步驟指引規范操作流程3d物理虛擬仿真實驗室網頁，讓中學生在學習練習中把握實驗室安全常識及各種實驗室安全車禍的應對舉措，規范中學生實驗操作與應急處理能力，有效防止增加實驗室安全車禍對中學生導致的傷害。
實驗課時
（1）實驗所屬課程課時：54學時
（2）該實驗所占課時：8學時
實驗原理
院校實驗室承當著人才培養和科研創新的重要職責，實驗過程中使用的物理藥品及試劑種類繁雜，其中不乏可燃、易爆、有毒、有強烈剌激性和腐蝕性的強堿、強堿等國家嚴格管控的危險物理品，一旦違法操作或操作不當極易引起實驗車禍，導致人員傷害及財產損失。同時，物理實驗室中存在爆燃、著火、中毒、灼傷、割傷、觸電等車禍的潛在危險性，怎么防治安全車禍的發生及對車禍的應急處置是每一個物理實驗工作人員必備的素養。
知識點一：個人安全防護
步入實驗室前需儲存個人物品，按照實驗須要做好個人安全防護，穿好實驗服、佩戴防護墨鏡、口罩和手套等；清楚安全出口、噴淋裝置及滅火器位置；物理物質濺入耳朵時，應立刻將眼角撐開，用自來水當心沖洗數分鐘，并盡早就醫。本模塊為步入實驗區域后的個人防護舉措和行為準則，提高實驗人員的安全防護意識，降低意外車禍。通過本模塊學習了解個人防護相關知識。
知識點二：實驗室安全常識
實驗人員在實驗前必須熟悉實驗內容、操作步驟、實驗試劑性質、潛在的害處以及各種儀器的性能，明晰操作規程。還需非常注意實驗室規章制度，對實驗室進行常態化檢測，發現問題及時糾正。本模塊采用“找茬”模式去發覺實驗室存在的安全隱患，并講解解決辦法。
知識點三：停電停水車禍
實驗室遇停電停水車禍時，首先應關掉電源總開關，總水閥；其次，關掉實驗室正在運行的設備電源，將冰柜中易揮發試劑轉移到通風處；最后，通知修理部門，查明停電停水緣由，力爭第一時間解決問題，同時報告有關負責人。本模塊模擬實驗中停電停水情況，培訓停電停水時的正確處理方法，可防治再度通水通電時帶來安全車禍。
知識點四：水銀外泄車禍
實驗室一旦發生水銀外泄，首先應及時清除玻璃殘渣放入損傷性垃圾中以防咬傷；其次及時清除水銀，避免汞污染環境空氣；隨即配戴手套清除水銀，防止用手直接接觸；最后所有室外人員離開屋子，關閉室外所有加熱裝置，開門窗通風，以降低人體對殘余汞蒸汽的吸入。本模塊主要模擬實驗室水銀泄露車禍的應急處置。
知識點五：物理品灑出事故
本實驗模擬甲醛灑出事故場景，演習泄露污染區人員疏散、設置隔離帶、切斷污染區火源等活動。首先，應急處理人員須先穿戴物理防護服(完全隔離)，防止直接接觸泄露物，在確保安全情況下進行堵漏。其次，用沙土或其他不易燃性吸附劑混和吸收，之后搜集運至廢物處理場所處置，也可以用大量水沖洗，經稀釋后座入廢氣系統。大量泄露時，借助圍堤收容，之后搜集、轉移、回收或無害處理后廢棄。
知識點六：實驗室起火車禍
一旦發覺火情，現場工作人員立刻采取舉措，確定起火發生位置，判定起火發生緣由；明晰起火周圍環境，對是否有重大危險源分布及是否會帶來次生災難進行預判；明晰救火的基本技巧，根據應急處置程序采用適當的消防器材進行撲滅。本模塊模擬實驗室發生火警時的狀況及處理辦法，鍛練中學生在火警發生時保持鎮靜，合理處置，最大程度減少車禍帶來的害處。
知識點七：試劑安全
從大量車禍案例來看，院校實驗室發生車禍的主要誘因是管理和使用人員缺少相關知識，不了解試劑特點或對突發車禍端倪處理不當。本模塊包含實驗室常見的七十余種試劑的安全說明書、危險物理品試劑的相關使用、存放及三廢處理知識，可提高中學生對所用試劑特點的了解，降低起火、爆炸及中毒車禍的發生。
實驗方式
在中學舉辦VR實驗室安全技術技能實訓，將極大提升中學生安全教學水平，讓中學生愈發直觀、全面把握實驗室安全知識技能，增強中學生的安全素養和能力。通過人機交互可高度重現實驗室安全應急演習的車禍情境、暴露安全問題、演練車禍賑災指揮。通過多維度評價、模塊化訓練、多角度融合安全知識，可規范中學生實驗操作，增加實驗室安全風險。
（1）使用目的
實驗室是院校人才培養，科學研究，社會服務的重要平臺，是實現科研攻關與技術突破的橋頭堡，其建設發展水平是院校科技創新及服務社會能力的重要標志。安全是教育事業不斷發展、學生成長成才的基本保障，實驗室安全是維護中學與社會安全穩定的重要內容。
傳統的實驗室安全培訓方式單一，培訓療效不理想。虛擬仿真系統才能高度模擬實驗室環境，重現實驗室安全車禍的全過程，相較于傳統課堂教學的授受模式，從認知方式上豐富獲取實驗室安全知識的途徑，對實驗室安全培訓具有重要意義。
（2）施行過程
施行流程圖
（3）施行療效
院校實驗室安全教育一般是將各項規章準則和操作過程制成宣傳板懸掛上墻，教學療效不理想。運用虛擬仿真技術實現更多的實際模擬，讓師生在模擬過程中謹記操作規范，了解把握實驗過程中的各類安全隱患和知識，因而構筑實驗室安全車禍的新防線。
實驗步驟要求
（1）中學生交互性操作步驟，共11步。成績類型均為操作成績和預習成績
1.學習步入實驗室安全防護。步驟滿分5
2.學習實驗室逃生、防火路線位置。步驟滿分10
3.學習滅火器用法。步驟滿分10
4.學習物理試劑的灑出處理。步驟滿分10
5.學習實驗室安全規范。步驟滿分10
6.學習實驗室器材的儲存。步驟滿分10
7.學習特殊試驗物品的儲存。步驟滿分10
8.學習實驗結束安全操作。步驟滿分10
9.學習離開實驗室規范操作。步驟滿分10
10.學習物理物品的儲存及處理知識。步驟滿分10
11.學習規范退出實驗。步驟滿分5
（2）交互性步驟詳盡說明
本實驗共包括七個模塊內容，其中個人防護安全3D仿真軟件、實驗室安全常識3D仿真軟件、停水停水車禍3D仿真軟件、水銀泄露車禍3D仿真軟件、化學品灑出事故3D仿真軟件、實驗室起火車禍3D仿真軟件，每位軟件操作步驟均不多于十步。
實驗推論與結果
借助虛擬仿真技術，根據實驗室實際布局搭建模型，按實際實驗過程完成交互，完整重現實驗室安全注意事項以及突發車禍的應急處理辦法。3D操作畫面具有很強的環境真實感、操作靈活性和獨立自主性3d物理虛擬仿真實驗室網頁，為中學生提供一個自主發揮的實踐舞臺。
通過虛擬仿真實驗室安全技術技能實訓才能極大節約實驗室建設中人力、物力、財力的投入，增加實驗教學成本。通過虛擬技術建立實驗耗材、實驗儀器，可使實驗項目的調整、實驗教學的變革、實驗方案的優化不受實驗設備性能的阻礙，有效解決了傳統實驗平臺建設周期長、投入大、設備功能欠缺、性能老化、更新補充不到位等問題，保障了教學的正常舉辦。
網路化虛擬實驗室有效打破了時間和空間的限制，比傳統實驗室愈發開放，中學生可以靈活安排實驗時間，也可以按照專業、興趣、愛好自主選擇實驗內容，依據個人需求設計個性化綜合實驗方案，有效拓展了實驗實踐渠道，豐富了課外學習內容。
面向中學生要求
（1）專業與年級要求
面向西清華學所有師生以及校外有使用需求的單位開放，中學生需把握基本的實驗室操作規程及安全相關知識。
（1）基本知識和能力要求
進一步熟悉安全基礎知識、了解實驗室實際實驗環境、增強安全防范意識，提升異常車禍處理水平；提升學院生安全教育教學水平；全面了解和把握實驗室安全知識、安全技能；提升學院生的安全素養和能力；提高實驗室安全突發車禍應對能力；了解實驗室安全常識應對方式，及規范的操作步驟；各種物理用具車禍處理方式。
