試析電工實驗教學中的安全問題與學（xué）生相關意（yì）識和技（jì）能

摘（zhāi） 要：電工實（shí）驗是一項要求非常嚴格的技術實驗，學（xué）生在實驗中很容易反複犯錯，造成不可忽略的損失。通過實踐實驗，分析電工學實驗室中的安全問題與影響（xiǎng）安全問題的幾個因素，並提出如何提高學生的安全意識與操作技能，以及實驗室管理者在實（shí）驗室（shì）運行中應該采取的（de）安全措施。 
　　　“電工學”是很多工科專業學生（shēng）的一門重（chóng）要的專業基礎課（kè），電工實驗室承擔著該門課程的實踐教學任務。在該實驗（yàn）室中（zhōng），大量使（shǐ）用著220V或者380V的市電交流電壓，其安全問題尤為（wéi）突（tū）出。在該課程之前（qián），工科大學生接觸的實驗教學應該是大學物理實驗，接觸（chù）的主（zhǔ）要是36V以下的安（ān）全電壓（yā），操作中如果出現問題，也不（bú）至於引起大的安全上的事故。但是進入電工實驗室（shì）後，學生開始接觸市電電（diàn）壓，由於此時學生動手能力還比較薄弱，實踐能力較差，帶電操作會產生令人擔心（xīn）的安全問題。教學過程（chéng）中，安全問題總是在困擾著（zhe）實驗教師和學生，影響了電工實驗教學的全麵性和所能達到的深度。
 
一、電工實驗（yàn）室的安全（quán）問題分類： 
　　電（diàn）工實驗室的安全問題同其他類似實驗室一樣，分為（wéi）兩個部分：實驗者的人身安全和實驗（yàn）室設備安全。 
　　1.實驗者的人身安全： 
　　在所有的實驗室中（zhōng），實驗者的人身安全（quán）總是要放在第一位的。在電工實驗室中，實驗者的不安全隱患主要是觸電。根據觸電電流的大小不同，人體受到的傷害也不盡（jìn）相同，從肌肉抽搐到灼傷、炭化，直至心髒（zāng）停跳及死亡。所以在實驗室安全建（jiàn）設方麵，防止觸電及觸電保護總（zǒng）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，實驗設備的安全也是（shì）非常（cháng）困擾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、元器件、開關的損壞現象都比較高。麵對這一情況（kuàng），教育部組織的高（gāo）校基礎課實驗室評估中，把電工實驗儀（yí）器（qì）的完好（hǎo）率要（yào）求僅定在80%這個較（jiào）低的水平上。這個評估數據完全是對於電工實驗高（gāo）損壞率的無奈。 
二、影響實驗室安全的因素： 
　　1.安（ān）全意識問題： 
　　電工實驗室（shì）所（suǒ）有的（de）實驗（yàn）都是要由人來操作完成的，所以實驗者的安全意識對於實驗室安全起著至關重要的作用。根據2002年教育部發布的《學生傷害的損害賠償》第四條規定：學校舉辦者應當提供符合安全標準的校舍、場地，其它（tā）教育、教（jiāo）學設施和生（shēng）活設施。因此，電工實驗設課應該“符（fú）合安全標準（zhǔn）”。根據這一要求，現有的電工實驗室總是加裝了全（quán）套的安全保護措施，比如加裝漏電、開路、短路、過量程等保護裝置；直流穩壓電源采取（qǔ）過壓、過流、過熱保護等（děng）安全措施。甚至連學生（shēng）使用的導線都換成（chéng）了安全插頭式（shì），根本沒有裸露的金屬部（bù）分。所以（yǐ）雖然電工實驗（yàn）室存在著對人體（tǐ）產生傷害的可能性，但是隨（suí）著各種安全措施的（de）應用，實驗者在（zài）實驗（yàn）室中基本上不會遇到嚴（yán）重的（de）觸電（diàn）事故。實驗（yàn）室這樣長時間的安全運行，在（zài）實驗者的安全意識培養上產生了很大的負麵作用。因為在實（shí）驗過程中，學生往往不會注意到這些幕（mù）後的措施，如果實驗教師也沒有向學生指出，那麽學生就會想當然認為（wéi）電工實驗是（shì）很安全的，這就造（zào）成學生的安全意（yì）識（shí）總是很低（dī），因為他們（men）看不到安（ān）全事故造成的後果，也就無法對工頻市電交流電產生“敬畏”的心理。這種情況造就了很多非常（cháng）“大膽”的學生，他們在操作中基本沒有培養起安全意識，在畢業後的生產領域，這樣的學生會非常令用人單位頭疼。最（zuì）極端的例（lì）子是企業向學校（xiào）反（fǎn）映，一（yī）位畢業生（shēng）在車間供電故障的情況下，非常“主動”地在沒有切斷輸入電壓的情況下準備拆卸（xiè）車間（jiān）用35kV變壓器，如果不是發現及時，其後果將不堪設想。 
　　2.操作（zuò）技能 
　　實驗者在（zài）電工實驗（yàn）室的操（cāo）作技能包括對基本儀（yí）器儀表和器件性能和使用規範的了解；遵（zūn）循組裝電路過程中的操作要求；線路故障的（de）分析與排除等。如果實驗者（zhě）的操作技能不合格，往往會對實驗設備造成很大的傷害。比（bǐ）如選擇錯誤測量電表的量程，在使用時（shí）非常容易引起內（nèi）部部件燒毀；或者幹脆（cuì）就（jiù）是錯誤使用電表，如將電流表和電（diàn）壓表弄混，在市電220V或者（zhě）380V的（de）情況下，肯定燒毀。操作中（zhōng）的另一類（lèi）錯誤主要體現在複雜線路連接錯誤上，比如電動機的降壓啟動控製，其（qí）電路（lù）非常複雜，連（lián）接錯誤很容易形成短路，造成斷路器跳閘，或者燒壞控製裝置觸點（diǎn）。 
　　3.設備老化 
　　設備（bèi）老化也（yě）是影響實驗（yàn）室安全的（de）一個重要問題（tí）。比如在電源中，由於電壓或者電流旋鈕損壞，造成電壓或（huò）者電流不匹配，或者時間繼電器的老化造成控製（zhì）電路無法正常工作等。 
三、教學中采取的對應措（cuò）施（shī）： 
　　1.演示違規操作的後果 
　　針對學生中普遍存在的對實驗安全的麻痹思想，在教學中（zhōng），使用了一種“事故（gù）教學方（fāng）法”。具體來說，在教師的演示試驗中，預先設置（zhì）電路（lù）中的一個錯誤，比如把一個電容放（fàng）置在遠超過其額（é）定電壓的電路中，工作一段時間後（hòu），由於電容器（qì）過壓產生爆（bào）裂，會有比較大的像爆炸一樣的聲音，這樣會使聽課的學生“嚇一跳”，給學生以非常深刻的印象。等到學生（shēng）平靜下來後，再引導學生對電路進行詳（xiáng）細的分析，找出問題所在，進而改進電路，排除故障。這一方法中最重（chóng）要的是要有非常明顯的故障現象，這樣才能給學生很深刻的印象。此外，教學中還可以搜集一些網絡上的人員（yuán）觸（chù）電的（de）視頻給學生放映（yìng），通過這樣（yàng）看似“可（kě）怕”的視頻來給學（xué）生灌輸對電的“敬畏”的心理。同時還要對學生進行觸電急救方麵的常識教育。通過這些方法可以使學生能夠主動地提高自身的安（ān）全意識，使學生在進行電工實驗時總是顯得很“嚴肅”。不（bú）過這種教學方法在實踐中對教師的（de）心理素質也是一種考驗，應該由不同的教師進行適合自（zì）己的（de）演示設計。 
　　2.強調操作規範： 
（1）要求學生（shēng）能夠正確識讀電氣原理圖。隻有正確識讀電路圖（tú），才能避免盲目（mù）接線，錯誤（wù）接線。具體做法是，實驗開始（shǐ）前要求學生通過對電路圖的解（jiě）讀，能夠對（duì）各個元件的動作過程及其作用準（zhǔn）確無誤地（dì）敘述，不發生任何錯誤。比（bǐ）如在電動（dòng）機的降（jiàng）壓啟動控製電路中，要求學生能夠給出電路中每一個按鍵按下識圖中（zhōng）各個接觸器、繼電器的動作過（guò）程，作用，以及電路中的保護、電機的運行狀態等。此外還要求學（xué）生（shēng）能夠在電路圖中正確區分主電路、控製電路等。
（2）訓練學生對電路進（jìn）行檢測，避（bì）免發（fā）生事故。一般使用“電阻法”來在供（gòng）電前排除（chú）故障，使用萬用表的電阻（zǔ）檔測量電路在各個（gè）狀態下的電阻，即連接兩（liǎng）根電阻表筆到待測量電路的（de）兩端，然後逐一改變其中控製元件的狀態（tài），來觀察電阻的變（biàn）化，如（rú）有電阻數值（zhí）與預期不符，則要分析原因（yīn），排除故障。這樣（yàng）檢查完畢後，應（yīng）該不存在短（duǎn）路情況，如果通電（diàn）後電路不動作，或者動作與預期不符（fú），則可使用（yòng）電壓表測量各個元件電壓值是否與預期相符，進而排除故障。 
　　（3）接線時要注意一些（xiē）具體的細節。比如要嚴格區分相線和零線，保證（zhèng）開關安置在相（xiàng）線上；絕對不帶負載（zǎi）改變線（xiàn）路；在帶電操（cāo）作（zuò）中，身體絕不（bú）直接接觸線路中金屬裸露部（bù）分，不管電壓（yā）多高多（duō）低；實用工具改裝線路時要避免（miǎn）同時接觸兩根導線頭；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（zhǔn）用身體觸碰旋轉中的電機轉軸、女生的長頭發必須盤起（qǐ）來等等。這些細節（jiē）都需要在大量的實踐環節中不（bú）斷地要（yào）求學生注意，如有違反，教師需要予以嚴肅的批（pī）評。 
　　（4）實驗中的團隊配合。實驗中每組（zǔ）學生需要（yào）統一對電路的認識，由一人主導（dǎo），其他人配合。在連接簡單線路時（shí）由一人連接，其（qí）他人監督（dū）並配合，切忌幾個（gè）人七（qī）手八腳同時連接。對於複雜電路，可以將電路分（fèn）成幾（jǐ）個（gè）模塊，分別連接，然後再組合，組合後，同組同學相（xiàng）互檢查對方連接是否正確。操作時要注意操作者之間保持（chí）一（yī）定距離。絕對禁止當一人正在操作線路（lù）時，其他人隨意打開電源。電源打開時一定要確認同組實驗者（zhě）的狀態，保證安全的情況下才能加載電壓。 
　　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（wēi）險，但是隻要規範操作，就完全能夠保證自己和實驗設備的安全。 
　　3.加強設備的保護力度： 
　　國家教育法第七十三條規定：教（jiāo）育教學設施有危險（xiǎn），而不采取措施，造成人（rén）員傷亡或者重大（dà）財產損失（shī）的，要依法追究刑事責任。所（suǒ）以為了保護學生，保護實驗（yàn）設備，需要大力加強安全防護措施。在實驗室的總的電源輸入部分，要加裝三相（xiàng）熔斷器、總控製開關、空（kōng）氣斷路器、隔離變壓器等保（bǎo）險（xiǎn）設備。確保低壓中性（xìng）點（diǎn）接地，所有在故障情況下可能帶電的金屬部分（fèn），如電機外殼、各種（zhǒng）儀器設備的金屬外殼等盡可能采取（qǔ）接零保護措施。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該能夠讓學生直（zhí）觀地看（kàn）到、感受到。 
四、實驗室運（yùn）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（quán）條件正常，如保證實驗室房屋、水、電等線路設施規範，每次實驗前要通過檢查檢測保（bǎo）證實驗設備完好，安放位置合理。實驗（yàn）室安全（quán）標誌應（yīng）該齊（qí）備（bèi）、醒目，安全事故搶救設施完備。有完善的各種可操作的、詳細的管理製度，等等。在具體的實驗過程中，實驗教（jiāo）師一定要發（fā）揮好（hǎo）監督者的責（zé）任（rèn），應（yīng）該提前試做實驗，找出可能發生的問題，實驗中重點觀察學生（shēng）易犯錯誤的地方，提前做好準備，隨時進行幹預。 
五、結束語： 
  電工實驗室由於其中大量使用市電電壓，包含了（le）較多（duō）的不安全因素，因而具（jù）有一定（dìng）的危（wēi）險性。為避免出現安全事故，需要從各個方（fāng）麵來保證實（shí）驗正常（cháng）。其中最主要的就是實驗者本身的安全（quán）意識（shí），隻有實驗者從主觀思想上認識到所麵對的（de）危險，其他的各種安全措施才可能充分發揮其（qí）作用。有了足夠的安（ān）全意識，通過大量的有針（zhēn）對性的實踐操作，一定能夯實其操作技能，培養團隊意識，使（shǐ）學生能夠勝任各種專（zhuān）業實驗。