基于CDIO理念下的安全用电实训课程的探索与实践

孙祎英+曹学峰

（石家庄铁道大学 工程训练中心，河北 石家庄 050043）

摘要：为了强化大学生工程实践能力和创新能力的培养，借鉴欧美的CDIO工程教育理念，提出了基于工程实际项目综合训练的总体方案，对工程实践能力训练课程的“安全用电”实训模块的组织和训练项目进行了有效尝试和改革。

关键词：安全用电实训；工程实际项目综合训练；实验教学改革；实践与创新

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）49-0174-02

一、安全用电实训课的性质、目的及任务

《安全用电是工程实践能力训练课程的模块之一，面向全校各专业大一学生，实践学时为3学时，全年接待67个自然班的实训。实训室装备为我中心自行设计并制作的安全实训实验台共21台套（指导教师专用1台）。

教学目的：通过实训，让学生对我国民用低压电网有所了解；达到了解电气事故、重视电气事故、提高现场预防和解决电气事故的能力；基本掌握常用仪表和低压电器的使用方法；了解民用家庭用电接线规律，将电器元件连接成实际电路，并进行电路的故障排查；对用电事故有一定安全防范意识和处理措施。增强安全用电常识。

二、CDIO教学总体思路

1.CDIO教学理念简介。目前高校的实践教学存在一定的学科壁垒，学生缺乏知识的综合应用能力，这样培养出的学生走入工作岗位往往需要一到两年的工程实践才可以适应独立的工作，这一问题在做系统工程时，显得尤为突出，主要是学校的课程设置在强调知的识完备性、系统性方面做得不够，学科壁垒深。CDIO（即Conceive构思Design设计、Implement实施、Operate运行）工程教育模式是解决这个问题的先行典范，CDIO工程教育理念是由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院发起，已经在世界各国高校得到推广，其强调将工程职业实践环境作为工程教育环境。培养学生的工程能力、职业道德、学术知识运用和解决问题的能力、团队工作的能力、交流能力和系统掌控能力等。

2.工程实际项目综合训练环节中引入CDIO理念的总体思路。今年我们重视工程实际项目的综合训练环节，根据CDIO教学法的上述特点，围绕具体工程项目在安全用电实践教学中尝试引入CDIO教学理念，即任务驱动下的CDIO教学理念。增设自定义接线网板，使工程实际项目综合训练环节走下综合试验台，提高工程实际项目综合训练的反复可操作性，降低试验台的故障率。

由于大一學生基本都是第一次接触电类实验，课程学时有限，所以我们对CDIO教学方法做了简单调整，即前两个环节—Conceive构思和Design设计环节通过课堂展开讨论，指导老师启发完成。后两个环节—Implement实施、Operate运行由各小组独立完成。而且工程项目以同学们最为熟悉的民用家庭用电接线为例。期间指导教师要随时监督并及时了解进度，避免安全事故的发生，依据任务完成情况和安全意识等表现进行综合评分。

三、教学内容设计

第一层次

（1）安全用电的教育。目的及要求：掌握用电安全技术常识；了解防止低压触电的安全措施；掌握电气火灾的灭火方法和对触电者的施救知识；了解漏电保护器的作用，掌握其安装与检测方法。

（2）三网供电模拟。目的及要求：简单了解我国居民电网供电制式以及接地方式；了解三相平衡概念及意义等。

第二层次

（3）常用电工工具的使用。目的及要求：掌握电工常用工具的使用方法；熟悉各类电工工具的安全知识；掌握使用常用电工仪表测量交流电压的基本方法。

（4）设备外壳漏电模拟实验。目的及要求：通过实验，了解防止设备外壳漏电致人员触电的技术措施。

（5）人体过电流感知实验。目的及要求：体验感知电流流过身体的感觉以及操作的安全注意事项。

第三层次

（6）基于CDIO的工程项目训练。目的及要求：模拟家庭用电接线和通电演练是一个与实际生活密切相关的工程项目。基于CDIO教学理念，通过模拟家庭用电布线、接线、检测并通电演示，学生之间共同协作、互相讨论，安装完成整个实训项目。掌握常用的电器元件如电表、空开、漏保、照明装置开关、插座的安装和接线。既达到锻炼学生的动手能力，又通过基于工程实际项目综合训练达到实训教学与理论教学真正融合。

四、教学中存在的问题

1.有理论无实战经验。生首次接触电类实践教学环节，绝大多数同学仅仅停留在电路图理论基础上，对器件认识缺乏，不知如何拆分器件完成接线，感到无处下手，导致模拟家庭用电接线时，不能做到在指导教师讲解启发下依照电原理图接线，而是依葫芦画瓢式的参考教学接线实物样板接线，由于实物接线有绕线现象，所以这样就会比较误工，也不见得真正理解电路。

2.无现场应变能力。由于个别器件质量问题，常常会致使通电演示时因簧片未弹起造成接触不良使通电演示失败。同学们往往只限于检查线路连接情况而忽视器件本身质量问题。遇到问题第一时间求助老师。

3.无“自主”意识。以上两点问题充分说明大部分学生存在无“自主”意识，过分依赖指导教师和参考教学模板。实验结果失败时，第一时间想到的是求助教师，而不是小组分析、讨论、排查。由于这种依赖心理的存在，在指导教师帮助分析的过程中，学生迫切于等待答案，从而忽视教师的讲解、分析，现象比较普遍。

4.安全意识差。实验台提供电源为220/380V交流电，学生对电的安全意识很淡漠，对安全用电不以为然。尽管指导老师反复强调通电演示前一定要认真仔细检查电路，还是屡次出现短路现象未被查出，致使试验台的保险一烧再烧，仍不知道检查电路情况。甚至个别同学在人体过电流感知实验环节企图体验220V交流电。

5.试验台承载的实验项目太多，故障率高，加大维修费用，一定程度影响后续教学。

五、教学改革内容

1.充分利用PPT生动介绍典型案例、触电现场急救、工程项目训练的接线原理图、各常用元器件的拆分和接线。使学生了解触电事故类型、清楚工程实际项目训练接线原理和常用元器件的拆分，做到磨刀不误砍柴工。

2.调整教学方法，多采用启发式、提问式相结合，比如提问学生高压电与低压电的区分；比如设备外壳接零接地保护试验的自我设计；比如试电笔中电阻、氖管里断开的两极等组成部分的作用等等。增强课堂互动，让学生的思维始终跟随课堂进度，提高教学效果，增强学生的自主意识。

3.分组实训，两人一组，杜绝单人成组。这样既可以相互协作、展开讨论，又可以相互监护提醒，有效防止误操作造成触电事故或电器事故。同时更换了试验台的部分普通插座和导线为比较贵的无触及式插座和导线，能有效防止学生无意识触电。

4.从综合试验台剥离学生动手较多、出现故障率较高的工程实际项目的综合训练环节——即模拟家庭用电接线演练，在自定义网板上完成。

六、结语

今年，我们经过以上改革表明，这些教学方法和手段，能有效地激发学生的实验兴趣；做到了理论和实践的很好融合，同学们纷纷反映模拟家庭用电接线项目太实用了！同时，将该工程项目训练从试验台剥离出来，转移到自定义接线板，大大减少了试验台的故障率，同时也满足了不同专业学生实践创新的再拓展；在安全方面也提高了等级。总之，通过改革，收到了很好的实验教学效果。

参考文献：

[1]刘介才.安全用电实用技术[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2]流耘.图解当代电工室内电气配线与布线一点通[M].北京：机械工业出版社，2013.

[3][日]技能士の友编辑部.电气一点通[M].李洪良，译.北京：机械工业出版社，2014.

[4]查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008，（5）.