電工電子實(shí)驗(yàn)室安全長效機(jī)制探究與實(shí)踐

吳潤強(qiáng)，徐琦霖，陳 曦，史云飛

(1．南京郵電大學(xué) 電子與光學(xué)工程學(xué)院，江蘇 南京 210023；2．南京郵電大學(xué) 電子科學(xué)與技術(shù)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，江蘇 南京 210023；3．南京郵電大學(xué) 信息電子技術(shù)國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，江蘇 南京 210023)

近年來，隨著“大數(shù)據(jù)”“人工智能”等新技術(shù)、新趨勢日新月異的發(fā)展，對電子等相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人才需求越來越大，學(xué)校作為培養(yǎng)各類社會需求人才的搖籃，對學(xué)生電子相關(guān)知識的教學(xué)需求也越來越強(qiáng)烈，而電工電子實(shí)驗(yàn)室作為大多數(shù)學(xué)生能夠直接接觸電子技術(shù)、培養(yǎng)電子興趣的場所也越來越受到管理部門重視，電工電子實(shí)驗(yàn)室使用人數(shù)不斷增加，使用頻率也越來越多，使用過程中暴露的問題也越來越嚴(yán)重，尤其是實(shí)驗(yàn)室安全問題一直是實(shí)驗(yàn)室工作中的重中之重，實(shí)驗(yàn)室安全方面的探索及研究也刻不容緩[1-4]。

針對電工電子實(shí)驗(yàn)室中出現(xiàn)的如實(shí)驗(yàn)操作者操作不當(dāng)，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備老化，開放性課程電子元器件分類回收不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)室缺少監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)導(dǎo)致的器材安全隱患等問題進(jìn)行分類、統(tǒng)計，深入分析問題的原因，針對不同問題提出不同的解決方案，通過實(shí)驗(yàn)室中實(shí)際的檢驗(yàn)，不斷完善電工電子實(shí)驗(yàn)室管理流程，減少實(shí)驗(yàn)室安全問題的出現(xiàn)，科學(xué)、規(guī)范的管理電工電子實(shí)驗(yàn)室。

1 電工電子實(shí)驗(yàn)室安全問題現(xiàn)狀與存在的問題

1.1 電工電子實(shí)驗(yàn)室安全現(xiàn)狀

電工電子實(shí)驗(yàn)室是理工科類高校十分重要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)場所，承擔(dān)著十分繁重的教學(xué)任務(wù)。主要的功用包括貯存實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備(包括單片機(jī)、示波器、芯片、FPGA等)、課程設(shè)計實(shí)驗(yàn)場所、各類競賽場地支持等。通過觀察目前一些高校電工電子實(shí)驗(yàn)室的使用與管理，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室大多開放較少，幾乎不被用來做本科生自主化實(shí)驗(yàn)，而多用作專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)輔助，即只在實(shí)驗(yàn)老師的帶領(lǐng)下使用。雖然有老師的帶領(lǐng)可能會使得實(shí)驗(yàn)室使用更規(guī)范，但是在此情況下，實(shí)驗(yàn)室的作用并沒有得到充分發(fā)揮，學(xué)生也沒有充分的自由權(quán)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這對于培養(yǎng)自主創(chuàng)新精神顯然是不利的。但是如果采用實(shí)驗(yàn)室探索全天候開放、學(xué)生隨意進(jìn)入的模式，如何保障設(shè)備儀器安全成為一個值得商榷的問題。

此外，電工電子實(shí)驗(yàn)室開放過程中，會存在諸如自由開放的實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器安全得不到保障；器材、設(shè)備儀器的檢修管理沒有超前意識等問題。如圖1電工電子實(shí)驗(yàn)室安全問題現(xiàn)狀與其根本原因所示，問題的根本原因有實(shí)驗(yàn)室安全設(shè)施不健全；管理人員安全意識不強(qiáng)、疏于預(yù)防；實(shí)驗(yàn)室空間分散性強(qiáng)，難以統(tǒng)一管理。圖1為電工電子實(shí)驗(yàn)室安全問題現(xiàn)狀與其根本原因。

圖1 電工電子實(shí)驗(yàn)室安全問題現(xiàn)狀與其根本原因

1.2 當(dāng)前電工電子實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器材安全隱患進(jìn)行統(tǒng)計分析

電工電子實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器材安全隱患包括實(shí)驗(yàn)本身環(huán)境方面的問題、實(shí)驗(yàn)管理方面的問題以及實(shí)驗(yàn)運(yùn)行使用時存在的問題。實(shí)驗(yàn)本身環(huán)境可能包括儀器設(shè)備電源線路老化，接插件部位破損，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控數(shù)量不足等原因?qū)е碌膶?shí)驗(yàn)器材出現(xiàn)安全問題[5]；實(shí)驗(yàn)管理包括建立健全實(shí)驗(yàn)管理制度[6]，設(shè)備使用學(xué)習(xí)培訓(xùn)，實(shí)驗(yàn)操作安全宣傳，設(shè)備及元器件定期巡檢，監(jiān)控系統(tǒng)管理及維護(hù)，應(yīng)急防范等問題。

具體來說主要有以下幾個方面的問題：

(1)實(shí)驗(yàn)操作者技能不足，安全意識淡薄。大學(xué)生接觸實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備普遍較少，對實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的操作不熟練，再加上比較強(qiáng)烈的好奇心，儀器設(shè)備出現(xiàn)故障的概率比較高；電子設(shè)備需要電源供電，設(shè)備線纜長期使用容易老化，電源接頭部分電線容易裸露，再加上學(xué)生使用線纜前沒有認(rèn)真檢查的習(xí)慣，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)不安全的因素。

(2)安全設(shè)施不健全，實(shí)驗(yàn)室器材管理混亂。主要體現(xiàn)在安全監(jiān)控難以全面覆蓋以及難以做到每個方面都符合安全規(guī)定，比如在建造之初沒有嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造，忽視對實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)安全設(shè)施的合理規(guī)劃和配置，存在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施及通風(fēng)排氣設(shè)施不配套、空間布局不合理、消防安全設(shè)施不健全等問題；改建實(shí)驗(yàn)室時在安全防控設(shè)施建設(shè)方面的不規(guī)范，造成實(shí)驗(yàn)室供氣、通風(fēng)、水電等設(shè)施不符合安全標(biāo)準(zhǔn)[7]等；

(3)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境問題。實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備較分散，缺乏協(xié)調(diào)性，一般電工電子實(shí)驗(yàn)室是由多個實(shí)驗(yàn)室以及器材室一起構(gòu)成的，且多是由專人負(fù)責(zé)某一模塊以確保負(fù)責(zé)人在該模塊的精通與專業(yè)性。但是設(shè)備與設(shè)備之間、實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)室使用之間通常存在著較多的交叉，使得彼此牽一發(fā)而動全身。在管理上由于這種空間的分散性使得管理人員之間信息交互較難，發(fā)生緊急情況難以立即應(yīng)對是一個重大的安全隱患[8]。

(4)管理人員安全意識不強(qiáng)。當(dāng)前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室的管理還是以事后補(bǔ)救為主，側(cè)重在買入新設(shè)備而非預(yù)先評估來降低實(shí)驗(yàn)室設(shè)備壞損率。常規(guī)的線路檢修檢查、設(shè)備檢查也都流于形式，很難在檢查過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。此外，實(shí)驗(yàn)室管理人員大都疏于預(yù)防，沒有對實(shí)驗(yàn)室安全問題給予足夠的重視?？傊?dāng)前的實(shí)驗(yàn)室安全問題在于，不論是實(shí)驗(yàn)室使用人員的安全意識還是保證安全的實(shí)踐措施，在安全事故發(fā)生之前都不能得到充分的重視[9]。

2 電工電子實(shí)驗(yàn)室安全問題解決流程

電工電子實(shí)驗(yàn)室安全問題解決流程主要有統(tǒng)計整理出現(xiàn)的安全問題(安全事故的標(biāo)準(zhǔn)以各實(shí)驗(yàn)室規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn))，針對不同的問題分析具體導(dǎo)致安全問題的因素，根據(jù)原因提出對應(yīng)的解決方案，然后在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證解決方案是否可行，若可行，可規(guī)定為實(shí)驗(yàn)室操作標(biāo)準(zhǔn)流程，若不可行，則根據(jù)問題的原因重新分析問題原因，提出對應(yīng)解決方案，直到解決問題，定期進(jìn)行安全問題宣傳以及經(jīng)驗(yàn)分享等活動。如圖2所示。

圖2 電工電子實(shí)驗(yàn)室安全隱患解決流程圖

2.1 安全問題分類及統(tǒng)計

以年級為單位，統(tǒng)計每個年級在實(shí)驗(yàn)操作過程中所出現(xiàn)的問題，對出現(xiàn)的問題分為四類：學(xué)生操作技能問題，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備管理問題，實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備環(huán)境問題，管理人員意識問題等，并統(tǒng)計每一類問題所占的比重，以2019級2020-2021學(xué)年第一期學(xué)生電工電子實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例，圖3為實(shí)驗(yàn)室安全問題分類占比。

圖3 2019級2020-2021學(xué)年第一學(xué)期電工電子實(shí)驗(yàn)安全問題分類占比

2.2 具體問題分析及提出相對應(yīng)的解決方案

電工電子實(shí)驗(yàn)室中出現(xiàn)的安全問題比較多，雖然可大致分為以上四類，但是針對每一個問題都需要進(jìn)行特定的問題分析，前期因?yàn)閱栴}角度，問題分析壓力可能較大，但隨著大量問題被解決，問題分析壓力會逐漸緩解。

對于由安全意識薄弱等問題導(dǎo)致的可通過加強(qiáng)學(xué)習(xí)、定期組織考試，安全宣傳等短期內(nèi)解決效果明顯的解決方法；對于實(shí)驗(yàn)中因操作、經(jīng)驗(yàn)、管理等不足導(dǎo)致的安全隱患問題，且一段時間內(nèi)改善不明顯的安全隱患問題，可利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的理論成果檢索，同時深入了解數(shù)據(jù)思想指導(dǎo)下的應(yīng)用技術(shù)使用情況與成效，篩選與本課題有關(guān)的信息并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合，提出可能的解決方法；在充分考慮其可行性后，選擇出最優(yōu)的解決方案。

其中在考慮方案可行性時，需要注意將實(shí)驗(yàn)室安全方面的實(shí)際需求與數(shù)據(jù)理論成果及實(shí)際運(yùn)用成果能提供的保障安全的長效措施相結(jié)合，供需鏈接。并且在供需匹配的基礎(chǔ)上，規(guī)劃保障安全的長效機(jī)制圖。對提出的實(shí)驗(yàn)室安全隱患解決方案進(jìn)行評估與改進(jìn)

從目前的智能化發(fā)展來看，管理工作不論借助任何媒介工具進(jìn)行，都少不了人力的投入，實(shí)驗(yàn)室安全工作都離不開管理人員。因此，培養(yǎng)信息化管理人才是實(shí)驗(yàn)室管理機(jī)制創(chuàng)新的重點(diǎn)。管理人員要不斷進(jìn)行自我技能更新，與時俱進(jìn)，與更新、更優(yōu)的技術(shù)接軌。

考慮到環(huán)境因素、器材購買能力等不可避免的因素的影響，在理想情況下對實(shí)驗(yàn)室里可能存在的器材安全隱患，提出的解決方案有很大可能沒有達(dá)到想要的效果，因此有必要對解決方案進(jìn)行評估與改進(jìn)。

針對電工電子實(shí)驗(yàn)室中器材、設(shè)備等存在的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)范以及實(shí)驗(yàn)室使用中的問題等方面的安全隱患問題進(jìn)行歸類整理，并對歸類整理的各種問題進(jìn)行具體分析，并提出各類安全隱患問題的針對性解決方案。根據(jù)分類整理的問題及針對性解決辦法，整理規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室操作流程，組織管理人員培訓(xùn)，提高實(shí)驗(yàn)室管理人員安全防范意識；學(xué)生教學(xué)中應(yīng)用推廣，規(guī)范電工電子實(shí)驗(yàn)室安全操作流程，減少因?qū)嶒?yàn)操作流程引起的安全風(fēng)險；實(shí)驗(yàn)室器材、設(shè)備定期巡檢，工作責(zé)任具體到個人，排除電工電子實(shí)驗(yàn)室因設(shè)備損壞、線路老化等引起的安全隱患問題；經(jīng)常組織實(shí)驗(yàn)室安全問題宣傳，培養(yǎng)教職員工及學(xué)生的安全行為習(xí)慣等。

2.3 規(guī)范電工電子實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)范流程，定期進(jìn)行安全宣傳及考核工作

對于審核通過的解決方案，針對實(shí)驗(yàn)室中的具體場景提出合理的操作規(guī)范流程，后續(xù)教學(xué)以及示教等均已發(fā)布的操作流程為準(zhǔn)則，并量化具體的考核指標(biāo)，務(wù)必保證新的實(shí)驗(yàn)操作者從進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開始就有良好的準(zhǔn)則及習(xí)慣開始，此外，需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室安全問題統(tǒng)計數(shù)量定期進(jìn)行安全宣傳及考核工作，完善管理制度，保障電工電子實(shí)驗(yàn)室能夠安全長效的運(yùn)行。

3 結(jié) 語

實(shí)驗(yàn)室安全一直都是高校比較重視的一個課題。當(dāng)代大學(xué)生不僅要求知識接收能力強(qiáng)，也注重創(chuàng)新意識和實(shí)踐水平，而這些方面的提升只能在實(shí)驗(yàn)室里不斷摸索才能獲得，所以實(shí)驗(yàn)室安全直接關(guān)系到教學(xué)工作能否順利開展。同時，實(shí)驗(yàn)室通常投入了高昂的科研費(fèi)用，一旦發(fā)生安全問題，維修維護(hù)成本也是一項(xiàng)巨額開支。因此，實(shí)驗(yàn)室安全必須給予充分的重視。

實(shí)驗(yàn)室的安全關(guān)系著實(shí)驗(yàn)室充分發(fā)揮其作用、促進(jìn)學(xué)生將理論與實(shí)際操作相結(jié)合的可行性與持續(xù)性，最終關(guān)系著教學(xué)質(zhì)量與人才培養(yǎng)質(zhì)量[10]。電工電子實(shí)驗(yàn)室由于其特定的教學(xué)功用、實(shí)驗(yàn)器材以及儀器設(shè)備的特殊性，存在許多安全不確定因素。電工電子實(shí)驗(yàn)室安全亟待建立系統(tǒng)可行的安全保障機(jī)制。

安全長效機(jī)制的理論研究隨著信息技術(shù)深入的縱深發(fā)展已經(jīng)取得了相當(dāng)可觀的成績，在此基礎(chǔ)上安全長效機(jī)制應(yīng)用技術(shù)也有許多實(shí)際發(fā)展，安全長效機(jī)制不再停留在理論上，開始轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的各種技術(shù)。安全長效機(jī)制理論與技術(shù)的發(fā)展能夠比傳統(tǒng)手段更好地解決各種安全問題。