項目教學(xué)法在家庭用電線路設(shè)計與安裝中的應(yīng)用論文
關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法論文
【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889（2016）06C-0148-04
一、項目實施背景
家庭用電線路設(shè)計與安裝應(yīng)用的知識隸屬于電路課程中交流電等知識的應(yīng)用范疇。電路課程的特點是理論性強(qiáng)、電磁現(xiàn)象復(fù)雜、概念抽象、涉及領(lǐng)域廣泛。傳統(tǒng)的教法大多強(qiáng)調(diào)對書本知識的了解和掌握，而忽視了與實際工作的結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)電路知識的過程中缺少職業(yè)能力的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)興趣普遍低落，實際教學(xué)效果與人才培養(yǎng)目標(biāo)極不適應(yīng)，它造成了教師難教、學(xué)生難學(xué)的難堪局面。為了扭轉(zhuǎn)這種不利局面，近年來，我們課程組對電路課的教學(xué)進(jìn)行了多種探索和研究，探索了將實際工作任務(wù)與電路理論知識融合在一起作為教學(xué)項目對學(xué)生進(jìn)行施教，從而從根本上解決電路課程難學(xué)的問題。
二、項目實施準(zhǔn)備
項目化教學(xué)的目的是讓學(xué)生用已經(jīng)學(xué)習(xí)和掌握的電工知識去解決未知的實際問題，采用真實的工作環(huán)境，進(jìn)行課程的項目化教學(xué)改革和選取項目。
一是進(jìn)行工作過程調(diào)研。為此，2012―2015年課程組先后對一些建筑單位及家庭住宅用戶用電情況進(jìn)行了調(diào)研，找到了將電路課程中交流電知識與實際工作相結(jié)合的教學(xué)項目。
二是項目的確定。通過對建筑單位及家庭住宅用戶用電的調(diào)研，將家庭用電與電路課程中的交流電知識融合在一起，如將家庭用電作為工作任務(wù)轉(zhuǎn)化為可實施的教學(xué)載體，即：家庭用電線路設(shè)計與安裝項目。
三、項目實施過程
（一）制定該項目化教學(xué)的能力、知識、素質(zhì)目標(biāo)
1.能力目標(biāo)。能根據(jù)實際要求設(shè)計出家庭用電電路圖，并對電路進(jìn)行分析；能根據(jù)家庭實際用電要求識讀及詳細(xì)分析家庭用電電路圖；能對家庭用電電路進(jìn)行設(shè)計；能根據(jù)家庭實際用電要求選擇電氣器件；能計算和測量三相交流電路的電壓、電流和功率；能正確安裝家庭用電線路。
2.知識目標(biāo)。熟悉交流電的概念，正確掌握正弦量的相量表示及相量運(yùn)算；掌握交流電路阻抗、電壓、電流及功率的.計算；能根據(jù)家庭電路圖正確選擇測試儀器、元器件及線材；正確掌握三相電源、三相負(fù)載作星接和三角連接時的相線電壓、相線電流關(guān)系；熟練掌握三相電路功率的測量和計算；了解三相不對稱電路的特點及分析方法；掌握電度表、導(dǎo)線、開關(guān)及燈具的選擇；掌握電度表、配電箱、照明燈具、插座、漏電開關(guān)等電氣器件的安裝。
3.素質(zhì)目標(biāo)。通過知識和能力訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識、吃苦耐勞精神、人際協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)新能力和愛崗敬業(yè)精神。通過知識和能力訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生與人交往的語言表達(dá)能力、社會生存能力、安全環(huán)保意識、經(jīng)濟(jì)意識。
（二）確定該項目的工作任務(wù)
例如：設(shè)計某一家庭兩室一廳用電電路并進(jìn)行安裝（可拓展到：三室二廳、四室二廳、辦公樓、車間等用電線路的設(shè)計與安裝），便可把電路中交流電的知識融入到實際工作中，通過交流電知識和家庭用電線路設(shè)計與安裝項目的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行電能安全生產(chǎn)的方法，進(jìn)而掌握交流電壓、電流、功率的概念和計算，掌握家庭用電中各種開關(guān)電器的選擇、布置和安裝方法。圖1為兩室一廳（含餐廳）用電電路圖。
（三）家庭用電各元器件的選擇
圖1中的兩室一廳合計五間，分別為客廳（餐廳）、臥室1和臥室2、衛(wèi)生間、廚房。電源由相線L和零線N及地線E引入，七路配線為：照明及吊扇、插座、客廳（餐廳）空調(diào)、臥室空調(diào)、熱水器和備用。各室內(nèi)又設(shè)置了吊燈、吊扇、空調(diào)或熱水器等不同的用電器。設(shè)家庭用電總功率約11KW，選擇的各元件明細(xì)表如表1所示。
1.漏電開關(guān)選擇。按照國家標(biāo)準(zhǔn)《住宅設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：“除空調(diào)電源插座外，其他電源插座回路應(yīng)設(shè)置漏電保護(hù)裝置�！逼渎╇妱幼麟娏鳛�30mA，動作時間0.1S。漏電保護(hù)開關(guān)型號眾多，但工作原理基本相同，表1中選用DZ47LE漏電保護(hù)開關(guān)。
2.普通開關(guān)及插座選擇。燈開關(guān)的種類繁多，按安裝方式分為明裝式、暗裝式、附裝式、懸掛式開關(guān)；按操作方法分為翹板式、倒板式、拉線式、按鈕式、推移式、旋轉(zhuǎn)式、觸摸式開關(guān)等；按接通方法分為單聯(lián)、雙聯(lián)、雙控、雙路等。一般燈開關(guān)選擇按鈕式；插座選擇兩孔及三孔插座。
3.照明燈具選擇。照明燈具有LED燈、熒光燈、白熾燈、汞燈、鈉燈和金屬鹵化物燈等，按其發(fā)光原理又分為熱輻射光源和氣體放電光源兩大類。LED新型光源被譽(yù)為21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)品，它具有壽命長、啟動時間短、結(jié)構(gòu)牢固、節(jié)能等特點。照明燈具可根據(jù)家庭財力進(jìn)行選擇，建議選擇LED燈具。
4.空氣開關(guān)選擇。空氣開關(guān)是一種具有過載與短路雙重保護(hù)的限流型高分?jǐn)鄶嗦菲�。它是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中非常重要的一種電器，它除了能完成接通和分?jǐn)嚯娐吠�，還能對電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、過載及欠壓等進(jìn)行保護(hù)。常用的空氣開關(guān)有1路（簡稱1P）、2P、3P、4P等，電流有3A、6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A、100A等，其中DZ47型主要用于照明，DZ10系列塑料外殼式斷路器適用于不頻繁操作在電壓380V以下，作電路接通和分?jǐn)嘀�，該斷路器具有過載及短路保護(hù)，用于保護(hù)電纜和線路等設(shè)備。
5.導(dǎo)線及熔絲的選擇。家庭用電中的進(jìn)戶線是按每戶用電量以及考慮未來家庭用電的發(fā)展情況進(jìn)行選擇，既要滿足安全要求又要留有一定的裕量。每戶用電量為4.0-5.0KW，電表選5（20）A，進(jìn)戶線選BV（銅芯）-3×10.0mm2；每戶用電量6.0-8.0kw，電表選15（60）A，進(jìn)戶線選BV-3×16mm2；每戶用電量為10.0KW，電表選20（80）A，進(jìn)戶線選擇BV-2×25.0+1×16.0 mm2。用戶配電箱各支路導(dǎo)線的規(guī)格，按照照明電路為BV-2×2.5，普通插座回路為BV-3×2.5進(jìn)行選擇，廚房回路、空調(diào)回路選擇BV-3×4.0 mm2。銅芯線電流密度一般環(huán)境下可取4.0-5.0A/mm2。
家庭住宅常用的銅導(dǎo)線截面為1.5mm2、2.5mm2、4.0mm2、6.0 mm2、10.0mm2、16.0 mm2、25.0 mm2、35.0 mm2、50.0 mm2等。熔絲的選擇應(yīng)根據(jù)用電量的大小來選用，即選用的保險絲應(yīng)是電表容量的1.2-2.0倍。如使用容量為10A電表時，保險絲應(yīng)>12A且<20a，如選用容量為5a電表時，保險絲應(yīng)>6A且<10A；選用的保險絲只能用一根，不能以小及多根保險絲并用，更不能以銅絲代替保險絲使用。
6.配線結(jié)構(gòu)。低壓配電系統(tǒng)多為400/230V配電系統(tǒng)，低壓配線結(jié)構(gòu)應(yīng)接線靈活，保護(hù)可靠。饋電電纜應(yīng)考慮電壓等級、用電負(fù)荷、未來發(fā)展、留有裕量，以及敷設(shè)方式、周圍環(huán)境等因素，同時還要考慮出線開關(guān)與電纜的相互配合�？照{(diào)用電、照明與插座、廚房和衛(wèi)生間的電源插座應(yīng)該分別設(shè)置獨立回路。除了空調(diào)電源插座外，其他電源插座應(yīng)加裝漏電保護(hù)器，衛(wèi)生間應(yīng)作局部等電位連接。
7.照明電路。家庭客廳開關(guān)的選擇，一般采用多聯(lián)開關(guān)，也可用單聯(lián)或調(diào)光開關(guān)，樓梯間可選用節(jié)能延時開關(guān)。照明用斷路器一般選用DZ12系列塑料外殼式斷路器，其體積小巧，結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)良可靠。照明開關(guān)必須接在火線上，如果將照明開關(guān)裝在零線上，雖然斷開時電燈也不亮，但燈頭的相線仍然是接通的，容易造成觸電事故。白熾燈壽命短、光效低，建議用在點燃時間短、開關(guān)頻繁的場所，如樓梯或洗手間；日光燈及LED燈作為顯色指數(shù)高、壽命長、節(jié)能、高效的光源，可作為首選光源；住宅電氣照明應(yīng)根據(jù)辨別顏色的不同要求，合理選擇光源的顯色性，當(dāng)使用一種光源不能滿足光色要求時，可采用多種混合光源。
8.電源插座。插座回路應(yīng)按住戶面積大小、插座數(shù)考慮回路數(shù)。如住戶面積較大，插座數(shù)多，建議設(shè)兩個普通插座回路。
住戶選擇插座時應(yīng)考慮用電安全、使用方便，其數(shù)量不宜少于以下數(shù)值：客廳電源插座3-5組，空調(diào)插座1-2組；主臥室：電源插座4-5組，空調(diào)插座1組；次臥室：電源插座3組；餐廳：電源插座1組；廚房：電源插座2-3組；衛(wèi)生間：電源插座1-2組。
插座的選型。應(yīng)根據(jù)住宅檔次、經(jīng)濟(jì)實力、售價等因素確定。每組插座可選擇1-2個單相二孔插座和一個或多個單相三孔插座。
9.空調(diào)回路�？照{(diào)用電量大，工作時間長，空調(diào)正常起動與電源的電壓變化關(guān)系密切，因此不宜與其它電器合用一路線路。要求空調(diào)插座使用一單獨回路，且一個空調(diào)回路最多只能帶兩部空調(diào)。柜式空調(diào)獨占一個回路。
10.漏電開關(guān)。漏電開關(guān)應(yīng)根據(jù)用電線路的相數(shù)、額定電壓、負(fù)載電流、漏電動作電流、預(yù)期短路電流、負(fù)載類型等選擇。一般家用的漏電開關(guān)應(yīng)選用漏電動作電流為30mA及以下快速動作產(chǎn)品。如DZL18-20系列家用漏電開關(guān)，它適用于額定電壓220V，額定電流20A及以下的單相線路。
購買漏電開關(guān)時應(yīng)有安全認(rèn)證標(biāo)志。如長城認(rèn)證標(biāo)志（CCEE）或CCC認(rèn)證標(biāo)志等。從抗干擾角度來說，應(yīng)盡量避免使用微處理器等數(shù)字集成電路的漏電開關(guān)，因為漏電開關(guān)工作環(huán)境處于強(qiáng)電包圍之中，是典型的弱電控制強(qiáng)電的電子設(shè)備，很容易受到干擾而造成誤動。特別注意不要以為裝了漏電開關(guān)就絕對安全。
11.電度表選擇。
電表參數(shù)選擇。選購電度表時首先看產(chǎn)品銘牌及各項技術(shù)數(shù)據(jù)。如額定電壓、額定
電流、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。例如某電度表電壓220V、電流5（20）A，表示該電度表的額定電壓為220V、額定電流為5A和最大電流為20A。這樣，我們可以通過計算估算出電表允許的最大總功率：如P=UI=220×20=4.4KW。
家庭總用電量計算。選購電度表前，先把家中所有用電電器的功率加起來，比如，電視機(jī)30W-120W+電冰箱90W-150W+洗衣機(jī)200W-500W+白熾燈100W-400W+電熨斗800W-1200W+空調(diào)800W-2000W=2.02KW-4.37KW。在選購電度表時，電表允許的最大總功率應(yīng)大于家中所有用電器的總功率且留有余量。如上例中家庭選購5（20）A的電度表較合適，因為即使家中所有用電器同時工作，電流的最大值I=P/220=19.8A，沒有超過電度表的最大電流值20A，用電安全可靠。
單相電子式電能表。電子式電能表具有準(zhǔn)確度高、低功耗、起動電流小、負(fù)載范圍寬、無機(jī)械磨損等優(yōu)點。目前市場上電子式電能表廠家繁多。電子式電能表與機(jī)械表比較，感應(yīng)表采用電磁感應(yīng)元件，表內(nèi)是鐵芯、線圈加機(jī)械傳動裝置；而電子表主要采用電阻、電容加集成電路等元件。
照明住戶選配電度表計算公式。住戶選配電度表應(yīng)根據(jù)用戶的IL≥80%IN、但小于電度表允許誤差規(guī)定的最小負(fù)載電流來選擇。負(fù)載電流估算公式：I=P/220。
12.弱電部分。一般每戶配可視防盜對講機(jī)一部，信息插座一個，兩對電話線入室；兩個以上電視插座；水、電、氣表遠(yuǎn)傳計量系統(tǒng)；局域網(wǎng)等設(shè)施。
電視�？刹捎贸鞘杏芯�電視網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)或同軸電纜，不管采用何種方式，每個單元入口均應(yīng)設(shè)入口孔，若為穿管暗布線，樓層內(nèi)設(shè)接線盒，距地0.3m-1.8m。
電話線。由市話網(wǎng)進(jìn)入小區(qū)的，每層樓梯間內(nèi)設(shè)電話分線箱，由分線箱引出兩對線、通過PVC管進(jìn)入住戶客廳及主臥室電話插座，供接電話機(jī)和上網(wǎng)。
（四）家庭用電負(fù)荷計算
國家規(guī)定，一般兩居室住宅用電負(fù)荷約4.0KW-6.0KW，進(jìn)戶銅導(dǎo)線截面不應(yīng)小于10mm2。對于電熱設(shè)備較多的住戶按6.0KW-12.0KW/戶考慮。
家用電器容量：微波爐為600W-1500W；電飯煲為500W-1000W；電磁爐300W-2000W；電炒鍋為800W-2000W；電熱水器為800W-2000W；電冰箱為70W-2500W；電暖器為300W-2500W；電烤箱為800W-2000W；消毒柜為600W-800W；電熨斗為500W-2000W；空調(diào)器為500W-4000W。每戶的用電量均應(yīng)考慮遠(yuǎn)期用電，按同時使用電器最大功率總和計算出總用電量。
（五）家庭用電線路的安裝
1.電度表的安裝。通常先用電筆找出電源的相線和地線，然后按照電路圖連接到單相電度表的電壓、電流四個接線柱上，如圖2所示。進(jìn)線1是相線，出線2是相線，進(jìn)線3是零線，出線4是零線。為便于抄表和檢修，表的安裝高度約為1.8m-2.1m。電表安裝后，打開電燈開關(guān)，電表轉(zhuǎn)盤應(yīng)從左向右轉(zhuǎn)動。
2.配電箱的安裝。電表通常由供電部門統(tǒng)一安裝在室外以便于管理，室內(nèi)配電裝置一般由保護(hù)器（熔絲盒）和控制器（總開關(guān)）組成，如圖3所示。配電箱安裝要求布局整齊、美觀、整潔、對稱。
3.照明燈具安裝。安裝燈具時，燈泡距地面高度≥2.0m，如低于2.0m需采取防護(hù)措施。經(jīng)常碰撞的場所應(yīng)采用金屬網(wǎng)罩防護(hù)，濕度大的場所應(yīng)有防水滴措施；大功率燈泡不能用普通導(dǎo)線，應(yīng)采用非燃材料（瓷管、石棉、玻璃絲）制成的護(hù)套保護(hù)，避免高溫破壞絕緣材料，造成短路。同時燈的下方不可堆放可燃物品；并注意通風(fēng)散熱。
對于低壓照明電路，應(yīng)盡可能選擇足夠大的導(dǎo)線截面，可防止導(dǎo)線發(fā)熱引起短路。有粉塵、容易引起燃燒等場所，可采用防塵燈具。爆炸場所應(yīng)安裝相應(yīng)的防爆照明燈具。
4.插座的安裝。安裝高度可根據(jù)人們的生活習(xí)慣、個人裝修特點來確定。如客廳電源插座，電視機(jī)柜柜高0.5m-0.55m時，電源插座距地0.3m不合適，應(yīng)改為0.6m。微波爐、電飯煲、洗衣機(jī)使用單相三孔帶開關(guān)插座�？照{(diào)插座用單相三孔帶開關(guān)（有保護(hù)門）產(chǎn)品，臥室空調(diào)插座安裝高度距地1.8m-2.0m，宜采用單相三孔插座。
一般插座距地高度0.3m以上且設(shè)于墻內(nèi)，安裝高度在1.8m以下的插座采用帶安全防護(hù)型。電源插座之間的距離控制在2.5m左右，衛(wèi)生間的插座應(yīng)采用防濺式，安裝高度為1.5m-1.6m左右，插座不能設(shè)在淋浴器的側(cè)墻上，抽油煙機(jī)電源插座距地高度為1.6m-1.8m。排氣扇插座距地高度1.6m-2.0m；廚房插座距地高度為1.5m-1.8m。
單相三孔插座的安裝：單相用電、移動式用電設(shè)備，應(yīng)使用三芯插頭及三孔插座。接線時專用接地插孔與專用保護(hù)接地線相連接，采用接零保護(hù)時，接零線應(yīng)從電源端引入，否則會導(dǎo)致觸電。
5.漏電開關(guān)的安裝。按產(chǎn)品使用說明書的要求進(jìn)行安裝接線，且使用在中性線接地的系統(tǒng)中，按規(guī)定接線，不能反接。漏電開關(guān)接線時，不能將輸出端的中性線重復(fù)接地，否則將發(fā)生誤動作，造成觸電事故。
單極兩線和三極四線（四極）的漏電開關(guān)產(chǎn)品上標(biāo)有N極和L極，接線時相線接在L極，中性線接N極。
漏電開關(guān)第一次通電時，按壓操作開關(guān)上的“試驗按鈕”，檢查能否動作，確認(rèn)能動作后，方可投入使用。以后應(yīng)定期每月操作“試驗按鈕”1次，檢查漏電開關(guān)的保護(hù)功能是否正常。
項目化教學(xué)采用“實踐――理論――再實踐”的教學(xué)形式，融理論與項目于一體，在實踐中教理論，在運(yùn)用中學(xué)技術(shù)，突出了課程的應(yīng)用性和操作性，充分激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的求知欲望，既鍛煉了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實踐能力，又培養(yǎng)了職業(yè)能力。
項目化教學(xué)通過對學(xué)生進(jìn)行知識和能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作意識、人際關(guān)系協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)新能力和愛崗敬業(yè)精神；同時，培養(yǎng)了學(xué)生熟悉電能安裝的操作方法，進(jìn)而掌握交流電壓、電流、功率的計算，掌握電氣開關(guān)、燈具、插座，電表、配電箱等的選擇，掌握電能的測量、燈具、插座、電表的安裝等知識，達(dá)到舉一反三的目的。
項目化教學(xué)作為讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過完成一個比較完整的“工作項目”而進(jìn)行學(xué)習(xí)的教法，將傳統(tǒng)教學(xué)體系中的知識轉(zhuǎn)化為一個或若干個“教學(xué)項目”，圍繞項目組織和開展教學(xué)，使學(xué)生全程參與、體驗和論證，實現(xiàn)了專業(yè)課教學(xué)與實際職業(yè)崗位的零距離對接。
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