試析電工電子實驗教學中的安全（quán）問題與學生（shēng）相（xiàng）關技能

摘要：電工電子實驗是一項要（yào）求非常嚴格的技術實驗，學生在實驗中很容易反（fǎn）複犯錯，造成不可忽略的損失。通過實踐實驗，分析電工學實（shí）驗室中（zhōng）的（de）安（ān）全問題與（yǔ）影響安全問題的幾個因素，並提出如何提高學生（shēng）的安全意識與操作技能，以及實驗室（shì）管理者在實驗室運（yùn）行中應該采取的安全措施。 
　　“電工學”是（shì）很多工科專業學生的一門重要的專業基（jī）礎課，電工電子實驗室承擔著該（gāi）門課程的實踐教學任務。在該（gāi）實驗室中，大量使用著220V或者380V的市電交流電壓，其安全問題尤為突出。在該課程之前（qián），工科大學生接觸的（de）實（shí）驗教學應該是大（dà）學物理（lǐ）實驗，接觸的主要是36V以下的安全電壓，操作中如果（guǒ）出現問題，也不（bú）至於引起（qǐ）大的安全上的事故。但是進入（rù）電工電子（zǐ）實訓設備 ,維修電工實訓設備，光機電一體化實訓設備等實驗室後，學生開始接觸市電電壓，由（yóu）於此時學生動手能力（lì）還比（bǐ）較薄弱，實（shí）踐能（néng）力較（jiào）差，帶電操作會產生令人擔（dān）心（xīn）的安全問題。教學過程中，安全問題總是在困擾著實驗教師和學生，影響了電工電（diàn）子實驗教學的（de）全麵性和所能達到的深度。 
一、電工實（shí）驗室的安全問題分類： 
　　電工電（diàn）子實驗室的安全問題（tí）同其他類似實驗室一樣，分（fèn）為兩個部分：實驗者的人身安全和實驗室設（shè）備安全。 
　　1.實驗者（zhě）的人身安全 
　　在所有的實驗室中，實驗者的人身安全總（zǒng）是要放在第一位的。在（zài）電工電子（zǐ）實驗室中，實驗者的不安全隱患主要是（shì）觸（chù）電。根據觸電電流（liú）的大小不同，人體受到的（de）傷害也（yě）不盡相同，從（cóng）肌肉抽搐到灼（zhuó）傷（shāng）、炭（tàn）化，直至心髒停跳及死亡。所（suǒ）以在實（shí）驗室安全建設方麵，防（fáng）止（zhǐ）觸電（diàn）及觸電保（bǎo）護（hù）總是最重要的問題。 
　　2. 實驗設備的安全 
　　在保證實驗者安全的基礎上（shàng），實驗設備的安全也是非常困擾（rǎo）實驗室管理者的一個問題。在每學期的實驗過程中由於各種原因導致儀器、儀表、電源（yuán）、元器件、開關的損壞現象都比較高。麵對這一情況，教育部組織的（de）高校基礎課實驗（yàn）室評估中，把電工實（shí）驗儀器的完好率要求僅定在80%這個較低的水平上（shàng）。這（zhè）個評（píng）估數（shù）據完全是對於電工實驗高損壞率的無奈。 
二、影（yǐng）響實驗室安全的因素 
　　1.安全意識問題 
　　電工電子實驗室所有的實驗都是要由人來操作完成的，所以（yǐ）實驗者的安全意識對於實驗室安全（quán）起（qǐ）著至關重要的作用。根據2002年教育部發布的《學（xué）生傷害的損害賠償（cháng）》第四條規定：學校舉辦者應當提供（gòng）符合安全標準的校舍、場（chǎng）地（dì），其（qí）它教育、教學（xué）設施和生活設施。因此，電工電子實驗設（shè）課應該（gāi）“符（fú）合安全標準”。根據這一要求，現有的電工電子實驗室總是加裝了全（quán）套的安全保護措施，比如加裝漏電（diàn）、開路、短路、過量程等保護裝置；直流穩壓電源采取過壓、過流、過熱保護等安全措施。甚至連學生使（shǐ）用的導線都換成了安全（quán）插頭式，根本沒有裸露的金屬部分。所以雖然電（diàn）工電子實驗室（shì）存在著對（duì）人體產生傷害的（de）可能性，但是隨著各種安全措施的應用，實驗者在實（shí）驗室中基本上不會遇到嚴重的觸電事故。實驗室這（zhè）樣長時間的安全（quán）運行，在實驗者的安全意識培養上（shàng）產生了很大的負（fù）麵作用。因為在實驗過程中，學生往往不會（huì）注意到這（zhè）些幕後的措施，如果實驗教師也（yě）沒有向學生指（zhǐ）出，那麽學生就會想當然認為電工（gōng）電子實驗是很安（ān）全（quán）的，這就（jiù）造（zào）成學生的安全意（yì）識總是很低，因為他們看不到（dào）安全（quán）事故造成的（de）後果，也（yě）就無法對工頻市電交流電產生“敬（jìng）畏”的心理。這種情況造（zào）就了很多非常“大膽”的（de）學生，他們在操作中基（jī）本沒有培養起安全意識，在畢業後的生產領域，這樣（yàng）的學生會非常（cháng）令用（yòng）人單位頭疼。最極端的例子是企業向學校反映，一位（wèi）畢業生在車間供電故障的情況下，非常“主（zhǔ）動（dòng）”地在（zài）沒有切斷輸入電壓的情況下準備拆（chāi）卸（xiè）車間用35kV變壓器，如果不是發（fā）現及時，其後果（guǒ）將不（bú）堪（kān）設想。 
　　2.操作技能 
　　實驗者在電工電子實驗室的操（cāo）作技能包括對基本儀器儀表和器件性（xìng）能和使用規範的了解；遵循組裝電路過程中的操作要（yào）求；線路故障的分析與排除等。如果實驗者的操作技能不（bú）合格，往往會對實驗設備造成（chéng）很大的傷害。比如選擇錯誤測量電表的（de）量程，在使（shǐ）用時非常容易引起內部部件（jiàn）燒毀；或者幹脆就是錯誤使用電表，如將電流表（biǎo）和電壓表弄（nòng）混，在市（shì）電220V或者380V的情況（kuàng）下，肯定燒毀。操作（zuò）中的（de）另（lìng）一類錯誤主要體現在複雜線路連接錯誤（wù）上，比如電動機的降壓啟動（dòng）控製，其電路非常複雜，連接錯（cuò）誤很容易形成短路，造成斷路器跳閘，或者燒壞控製裝置觸點。 
　　3.設備老化（huà） 
　　設備老化也是（shì）影（yǐng）響實驗（yàn）室安全的一個重要問題。比（bǐ）如在電源中，由於電壓或者電流旋鈕損壞，造成電壓或（huò）者電流不匹配，或（huò）者時間繼電器的老化造成控製電路無法正常工作等。 
三（sān）、教學中（zhōng）采取的對應措施 
　　1.演（yǎn）示違規操作的後果 
　　針對學生中普（pǔ）遍存在的對實驗安全的麻痹（bì）思想，在教學中，使用了一種“事故教學方法”。具（jù）體（tǐ）來說，在教師的演（yǎn）示試驗中，預先設置電路中（zhōng）的一個錯誤，比（bǐ）如把一個電容放置在遠超過其額（é）定電壓的電路中，工作一（yī）段（duàn）時間後，由於電容器過壓產生爆裂，會有比較大的像爆炸一樣的聲音，這樣會（huì）使聽課（kè）的學生“嚇一跳”，給學生以非常深刻的印象。等到學生平靜下（xià）來後，再引導學（xué）生對電路進行詳細的分析，找（zhǎo）出問題所在，進而改進電路，排除故障（zhàng）。這一方法中最重要的（de）是要有非常明顯的故障現象，這樣才能給學生（shēng）很深刻（kè）的印象。此（cǐ）外，教學中還可（kě）以搜集一些網（wǎng）絡上的人員觸電的視（shì）頻（pín）給學生放映，通過這樣看似“可怕”的視頻來給學生灌輸對電的（de）“敬畏”的心理。同時還要對學生進（jìn）行觸電急救方麵的常識（shí）教（jiāo）育。通過這些方法可以使學生（shēng）能夠主動地提高自身的安（ān）全意識（shí），使學（xué）生在進行（háng）電工實（shí）驗時總是顯得很“嚴肅”。不（bú）過這種教學方法在實踐中對（duì）教師的心理素質也是一種考驗，應該由不同的教師（shī）進行適合自己的演示設計（jì）。 
　　2.強調操作規範 
　　（1）要求學生能夠正確識讀電氣原理圖。隻有正確識讀（dú）電路（lù）圖，才能避免盲目接線，錯（cuò）誤接線。具（jù）體做法是，實驗開始前要求學生通過對（duì）電路圖的解讀，能夠對各（gè）個元件的動作過程及其作用準確無誤地敘述，不發生（shēng）任何錯誤。比如在（zài）電動機（jī）的降壓啟動控製電路（lù）中，要求（qiú）學生能夠給出電路中每一個按鍵按下識圖中各個接觸器、繼電器的動作過程，作（zuò）用，以及電路中的保護、電機的運行狀態等。此外還要求學生能夠在電路（lù）圖（tú）中正確區分主電路、控製電路等。
(2）訓練學生對電路進行檢測，避免發生事（shì）故（gù）。一般使用“電阻法”來在供電前排除故障，使用萬用表的電阻檔測量電路在各個狀（zhuàng）態下的電（diàn）阻，即（jí）連接兩根電阻（zǔ）表筆到待測量電路的兩端，然（rán）後逐一改變其中控製元件的狀態，來觀察（chá）電阻的變（biàn）化，如有電阻（zǔ）數值（zhí）與預期不符，則（zé）要分析原因，排除故障。這樣檢（jiǎn）查完畢後，應該不存在短路情況，如果（guǒ）通電後電（diàn）路不（bú）動作（zuò），或者動作與（yǔ）預期不符，則可使用電壓表測量各個元件電壓值是否與預期相（xiàng）符（fú），進而排除故（gù）障。 
　　（3）接線時要注意一些具體的細（xì）節。比如要嚴格區分相線和零線，保證開關安（ān）置在（zài）相（xiàng）線上；絕對不帶負載改變線路；在（zài）帶電操作中，身體絕不直接接觸線路中金屬裸露部分，不管（guǎn）電壓（yā）多高多（duō）低；實用工具改（gǎi）裝線路時要避免同時接觸兩根導線頭（tóu）；注意電壓表的並聯，電流表的串聯；在進行電機實驗時，絕對不準用身體觸碰旋轉中的電（diàn）機（jī）轉軸、女生的長頭發必（bì）須盤起來等等。這些（xiē）細節都需要在大量的實踐環節中不斷地要求（qiú）學生（shēng）注意，如有違反，教師需要予以嚴肅的批評。 
　　（4）實驗中的團隊配合（hé）。實驗中每組學生需（xū）要統一對電路的認識，由一（yī）人（rén）主導（dǎo），其他人配合。在（zài）連接（jiē）簡單線路時由一人連接，其他人監督（dū）並配合，切忌幾個人七手八腳（jiǎo）同時（shí）連接。對於複雜電路，可以將電路（lù）分成幾個（gè）模塊，分別連接，然後（hòu）再（zài）組合，組合後，同組同學相互檢查對方連接（jiē）是否（fǒu）正確。操作時要注意（yì）操作者之（zhī）間保持一定距離。絕（jué）對禁止當（dāng）一人正在操作線路時，其他人隨意打（dǎ）開電源。電源打開（kāi）時一定要確（què）認同組實驗者的狀態，保證（zhèng）安全（quán）的情（qíng）況下才能加載電壓。 
　　通過以上幾個方麵的訓練，讓學生了解到，雖然電很可怕，有危險，但是隻（zhī）要規範操作，就完全（quán）能夠（gòu）保證自己（jǐ）和（hé）實驗設備的安全（quán）。 
　　3.加強設備（bèi）的（de）保護力度 
　　國家教育法第七（qī）十三條規定：教育教學設施有危險，而不采取措施，造成人員傷亡或者重大財產損失的，要依法追究刑事責任。所以為了（le）保護學生，保護實驗（yàn）設備，需要大力加強安全防護措施。在實驗（yàn）室的總的電源輸入部分，要加裝三相熔斷器、總控製開關、空氣斷路器、隔離變壓器等保險設備。確保低壓中性點接地，所有在故（gù）障情（qíng）況（kuàng）下可能帶電的金（jīn）屬部（bù）分，如（rú）電機外殼、各種（zhǒng）儀器設備的金屬外殼等盡可能采取（qǔ）接（jiē）零保護（hù）措施。但是為了不影響學生安全意識的培養，以上這些安全措施應（yīng）該能夠讓學生直觀地看到、感受到。 
四、實驗室（shì）運行中的安全管理： 
　　實驗室管理者在實驗室運行中應該確保各種安全條件正常（cháng），如保證實驗室（shì）房屋（wū）、水、電等線（xiàn）路（lù）設施規範，每次實驗前要通過檢（jiǎn）查檢測（cè）保證實（shí）驗設備（bèi）完（wán）好，安放位置合理。實驗室安全標誌應該齊備（bèi）、醒目，安全事故搶救設施完備。有完善（shàn）的各種可操作（zuò）的、詳細的管理製度，等等。在具體的實驗過程中，實驗教師一定要發揮好監督者的責任，應（yīng）該（gāi）提（tí）前試做實驗，找出可能發（fā）生的問題，實驗中重點觀察學生易犯錯誤的（de）地方，提前（qián）做好（hǎo）準備，隨時進行幹預。 
五（wǔ）、結束語： 
　　電工電子實驗室（shì）由（yóu）於其中大量使用市電電壓，包含了較多的不安全（quán）因素，因而具有一定的危險性。為避免出（chū）現（xiàn）安全事故（gù），需要從各個方麵來保證實驗正常。其中最主要的就是實驗者本身的安全意識，隻有實（shí）驗（yàn）者從主觀思（sī）想（xiǎng）上認識到所麵對的危險，其他的各種安全（quán）措施才可（kě）能充分發揮其作用。有了足夠的（de）安全意識，通過（guò）大量的有針對性（xìng）的實踐操作，一定能夯（bèn）實其操作技能，培養團隊意識，使學生能（néng）夠勝任各種專業實驗。

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