基于CDIO理念下的安全用電實訓課程的探索與實踐

孫祎英+曹學峰

（石家莊鐵道大學 工程訓練中心，河北 石家莊 050043）

摘要：為了強化大學生工程實踐能力和創新能力的培養，借鑒歐美的CDIO工程教育理念，提出了基于工程實際項目綜合訓練的總體方案，對工程實踐能力訓練課程的“安全用電”實訓模塊的組織和訓練項目進行了有效嘗試和改革。

關鍵詞：安全用電實訓；工程實際項目綜合訓練；實驗教學改革；實踐與創新

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0174-02

一、安全用電實訓課的性質、目的及任務

《安全用電是工程實踐能力訓練課程的模塊之一，面向全校各專業大一學生，實踐學時為3學時，全年接待67個自然班的實訓。實訓室裝備為我中心自行設計并制作的安全實訓實驗臺共21臺套（指導教師專用1臺）。

教學目的：通過實訓，讓學生對我國民用低壓電網有所了解；達到了解電氣事故、重視電氣事故、提高現場預防和解決電氣事故的能力；基本掌握常用儀表和低壓電器的使用方法；了解民用家庭用電接線規律，將電器元件連接成實際電路，并進行電路的故障排查；對用電事故有一定安全防范意識和處理措施。增強安全用電常識。

二、CDIO教學總體思路

1.CDIO教學理念簡介。目前高校的實踐教學存在一定的學科壁壘，學生缺乏知識的綜合應用能力，這樣培養出的學生走入工作崗位往往需要一到兩年的工程實踐才可以適應獨立的工作，這一問題在做系統工程時，顯得尤為突出，主要是學校的課程設置在強調知的識完備性、系統性方面做得不夠，學科壁壘深。CDIO（即Conceive構思Design設計、Implement實施、Operate運行）工程教育模式是解決這個問題的先行典范，CDIO工程教育理念是由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院發起，已經在世界各國高校得到推廣，其強調將工程職業實踐環境作為工程教育環境。培養學生的工程能力、職業道德、學術知識運用和解決問題的能力、團隊工作的能力、交流能力和系統掌控能力等。

2.工程實際項目綜合訓練環節中引入CDIO理念的總體思路。今年我們重視工程實際項目的綜合訓練環節，根據CDIO教學法的上述特點，圍繞具體工程項目在安全用電實踐教學中嘗試引入CDIO教學理念，即任務驅動下的CDIO教學理念。增設自定義接線網板，使工程實際項目綜合訓練環節走下綜合試驗臺，提高工程實際項目綜合訓練的反復可操作性，降低試驗臺的故障率。

由于大一學生基本都是第一次接觸電類實驗，課程學時有限，所以我們對CDIO教學方法做了簡單調整，即前兩個環節—Conceive構思和Design設計環節通過課堂展開討論，指導老師啟發完成。后兩個環節—Implement實施、Operate運行由各小組獨立完成。而且工程項目以同學們最為熟悉的民用家庭用電接線為例。期間指導教師要隨時監督并及時了解進度，避免安全事故的發生，依據任務完成情況和安全意識等表現進行綜合評分。

三、教學內容設計

第一層次

（1）安全用電的教育。目的及要求：掌握用電安全技術常識；了解防止低壓觸電的安全措施；掌握電氣火災的滅火方法和對觸電者的施救知識；了解漏電保護器的作用，掌握其安裝與檢測方法。

（2）三網供電模擬。目的及要求：簡單了解我國居民電網供電制式以及接地方式；了解三相平衡概念及意義等。

第二層次

（3）常用電工工具的使用。目的及要求：掌握電工常用工具的使用方法；熟悉各類電工工具的安全知識；掌握使用常用電工儀表測量交流電壓的基本方法。

（4）設備外殼漏電模擬實驗。目的及要求：通過實驗，了解防止設備外殼漏電致人員觸電的技術措施。

（5）人體過電流感知實驗。目的及要求：體驗感知電流流過身體的感覺以及操作的安全注意事項。

第三層次

（6）基于CDIO的工程項目訓練。目的及要求：模擬家庭用電接線和通電演練是一個與實際生活密切相關的工程項目。基于CDIO教學理念，通過模擬家庭用電布線、接線、檢測并通電演示，學生之間共同協作、互相討論，安裝完成整個實訓項目。掌握常用的電器元件如電表、空開、漏保、照明裝置開關、插座的安裝和接線。既達到鍛煉學生的動手能力，又通過基于工程實際項目綜合訓練達到實訓教學與理論教學真正融合。

四、教學中存在的問題

1.有理論無實戰經驗。生首次接觸電類實踐教學環節，絕大多數同學僅僅停留在電路圖理論基礎上，對器件認識缺乏，不知如何拆分器件完成接線，感到無處下手，導致模擬家庭用電接線時，不能做到在指導教師講解啟發下依照電原理圖接線，而是依葫蘆畫瓢式的參考教學接線實物樣板接線，由于實物接線有繞線現象，所以這樣就會比較誤工，也不見得真正理解電路。

2.無現場應變能力。由于個別器件質量問題，常常會致使通電演示時因簧片未彈起造成接觸不良使通電演示失敗。同學們往往只限于檢查線路連接情況而忽視器件本身質量問題。遇到問題第一時間求助老師。

3.無“自主”意識。以上兩點問題充分說明大部分學生存在無“自主”意識，過分依賴指導教師和參考教學模板。實驗結果失敗時，第一時間想到的是求助教師，而不是小組分析、討論、排查。由于這種依賴心理的存在，在指導教師幫助分析的過程中，學生迫切于等待答案，從而忽視教師的講解、分析，現象比較普遍。

4.安全意識差。實驗臺提供電源為220/380V交流電，學生對電的安全意識很淡漠，對安全用電不以為然。盡管指導老師反復強調通電演示前一定要認真仔細檢查電路，還是屢次出現短路現象未被查出，致使試驗臺的保險一燒再燒，仍不知道檢查電路情況。甚至個別同學在人體過電流感知實驗環節企圖體驗220V交流電。

5.試驗臺承載的實驗項目太多，故障率高，加大維修費用，一定程度影響后續教學。

五、教學改革內容

1.充分利用PPT生動介紹典型案例、觸電現場急救、工程項目訓練的接線原理圖、各常用元器件的拆分和接線。使學生了解觸電事故類型、清楚工程實際項目訓練接線原理和常用元器件的拆分，做到磨刀不誤砍柴工。

2.調整教學方法，多采用啟發式、提問式相結合，比如提問學生高壓電與低壓電的區分；比如設備外殼接零接地保護試驗的自我設計；比如試電筆中電阻、氖管里斷開的兩極等組成部分的作用等等。增強課堂互動，讓學生的思維始終跟隨課堂進度，提高教學效果，增強學生的自主意識。

3.分組實訓，兩人一組，杜絕單人成組。這樣既可以相互協作、展開討論，又可以相互監護提醒，有效防止誤操作造成觸電事故或電器事故。同時更換了試驗臺的部分普通插座和導線為比較貴的無觸及式插座和導線，能有效防止學生無意識觸電。

4.從綜合試驗臺剝離學生動手較多、出現故障率較高的工程實際項目的綜合訓練環節——即模擬家庭用電接線演練，在自定義網板上完成。

六、結語

今年，我們經過以上改革表明，這些教學方法和手段，能有效地激發學生的實驗興趣；做到了理論和實踐的很好融合，同學們紛紛反映模擬家庭用電接線項目太實用了！同時，將該工程項目訓練從試驗臺剝離出來，轉移到自定義接線板，大大減少了試驗臺的故障率，同時也滿足了不同專業學生實踐創新的再拓展；在安全方面也提高了等級。總之，通過改革，收到了很好的實驗教學效果。

參考文獻：

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