許偉靖 王迪 孫偉 郭濱
沈陽城市建設學院 遼寧 沈陽 110167
現階段,智能化技術已經大規模應用到了我國的建筑行業中,在我國智能建筑不斷發展以及社會的人才需求下,對于建筑行業的人才要求和數量正在逐漸上升。我國大量的高校都在積極開設關于智能建筑的相關專業,同時部分本科院校已經開設了建筑電氣方向的學科專業,以及建立了智能建筑的相關碩士點,能夠為社會以及建筑行業提供不同層次的高質量人才以滿足于發展需求。社會的趨勢以及行業的現狀讓該學科得到了相應的重視和發展,但是,該學科是在新時代背景之下產生,成立時間不長,在人才的培養模式、課程教學內容、教學資源以及教材設計上還存在不足,需要進一步的完善與創新。對于該學科而言,其核心是《智能建筑技術》課程,該課程在理論和實踐教學上都是非常重要的,在內容上有著綜合性強、相互交叉的特性,通過該課程的合理化教學能夠有效提升學生學習質量,在智能建筑的專業知識理解以及實踐技能的應用上都有著關鍵的影響,該課程的學習是對該學科的直接表現[1]。
本文主要以《智能建筑技術課程設計》為例進行分析,為電氣工程及其自動化專業的一個重要的實踐教學環節,有學科交叉綜合性強等特點,該課程教學和實踐的質量會直接影響建筑電氣方向的學生在建筑弱電方面的理論知識水平和實踐能力。
在該課程的中通常是《智能建筑技術發展藍皮書》以及《建筑節能智能化技術導則》進行教學的,其中《智能建筑技術發展藍皮書》的應用能夠幫助政府的決策提供參考,有助于建筑行業的發展以及企業的發展。該教材從建設、技術、監測、管理等等方面設計的,能夠提升行業的管理制度以及行業的標準建設,能夠科學的為政府部門和行業人員提供一些新思路、學習以及標準規范,有助于提升智能建筑的管理水平和智能建設水平。對于《建筑節能智能化技術導則》而言,當中有三個重點,第一是對智能建筑中的電機設備通過現代化技術進行優化管理,能夠有助于設備效率的提升,有利于智能建筑建設的節能減排;第二,通過搭建智能化建筑的集中化系統管理平臺,在管理上和準確性上能有這更高的水平[2]。
智能建筑成立時間較短,是一個新行業,且在行業的應用中是涉及多方面的,所運用的技術發展也是比較快的。所以,作為該學科的授課老師應該積極學習新技術應用,保證在教學知識的豐富性,順應時代的發展,同時大部分老師是跨專業進行教學的,在理論知識上存在一定的匱乏,在保證理論知識的同時還應該重視其實踐的教學與應用,將實踐與理論進行結合,積極完善教學體系。
對于該課程的教學模式是比較傳統的只注重理論學習方式,采用“灌輸型”、“記憶型”模式,嚴重制約了課程教學的發展和降低了教學質量,《智能建筑技術課程設計》是教學中的一項實踐環節,是在理論知識基礎上的一次升華,運用新技術教學提高教學的質量和實踐能力。同時對該課程的考核也是傳統的模式,進行報告或者測試的方式,但是現在的科技下,學生對于報告的獲取以及只是的記憶已是一種較為簡單的能力[3],該方式也難以實現實踐能力的考核,對學生在該行業今后的應用難以驗證。
對于該課程的教學目標應該具有明確的方向,首先保證理論知識充分學習,需要學生掌握近幾年的智能建筑所應用的技術以及特點、計算機的控制技術的專業理論知識、智能化建筑的基礎設施和自動化系統的構成和對應作用、建筑關于安全消防保障系統、通信設備和網路系統的構成及作用、建筑的線路布局和開展過程、集成系統的構成以及相關功能、智能建筑住宅區的構成及相關功能作用。其次是實踐技能的有效訓練,對實踐教學目標而言,讓學生能夠充分認識、分辨智能建筑技術的技術應用,掌握智能建筑技術課程理論與實際技能相對應的能力、能夠熟練的運用建筑的各個設備與工具、對智能建筑技術的應用能夠自己的思考以及相應的利用能力。
對教學方法可以運用理論與實踐結合教學的模式,對教學內容上進行合理的設計,讓實踐與理論能夠相互促進,提升教學效果,同時還可以運用互聯網、信息等高新技術,進行線上學習,突破時間與空間的限制,還可以結合多媒體等對課堂教學進行優化,在課堂上對經典案例進行分析、提升師生互動、小組討論等形式。
第一,老師教學組織上,課程教師或者合作企業對智能建筑進行大體介紹和智能系統的組成,同時還可以概括相關的課程以及網絡資源,通過智能建筑的線上與線下資源進行多媒體的教學,豐富學生的知識體系以及知識的獲取途徑。在教師課程的組織和內容設計上,主要是對教學目標的實現,對教學目標的理論內容以及實踐技能進行系統的訓練與介紹,實現上述的教學目標。
第二,學生的學習要求上,學生在學習上實現對教學了解與充分認知,要求學生對把內容進行提前的學習,查閱相關的資料,了解相關智能建筑經典案例,對智能化技術進行分享以及相應個人分析見解,讓學生成小組的進行討論。同時教師應該主動聽取學生的意見,對課程進行調整設計,關注學生學習狀態,制定科學性的檢查計劃,主動與學生進行溝通,幫助學生糾正不正確的決策與認知。
該課程的實踐教學首先可以組織學生以調查和走訪的形式來了解周圍的具備典型智能化特征的建筑物,記錄當中的系統組成以及設備的建設與功能。其次,讓學生將實踐的經歷以照片、文字或者PPT的形式進行展示,講解自己的經驗與同學進行分享。最后,讓學生對自己的實踐經歷進行總結,以論文的形式闡述自己對智能建筑的見解以及未來發展的建議,要注重凸出學生自身的思考。在實踐教學過程中教師也需要積極幫助學生解決實踐中所遇到的問題,與學生共同探討問題的解決措施以及對新事物的答疑解惑[4]。
在課程考核方面,教師要根據學生的整體學習態度、出勤率、思想道德等多方面進行平時成績的考核,再結合最后的學生的論文以及課程的各個教學環節進行相應的評價。同時還要對考核分數所占比例進行合理的分配,在學生學習結果評價上占60%、學生自我評價占10%、小組的相互評價占20%、教師對學生整體評價占10%。
該實踐課程一般安排在“現代電視技術”和“建筑智能化系統”等智能建筑類相關專業課程結束之后,一般是在大三下學期進行,其目的是引領學生運用現代電視技術等智能建筑技術相關理論知識,對建筑電氣設計系統中的弱電系統方案進行設計和計算,從而加深現代電視技術、電訊及可視對講等相關知識的學習和理解。同時,該課程設計的訓練能夠培養和提高綜合運用所學的理論知識,獨立分析和解決實際工程設計問題的能力。
根據實際工程的條件了解該住宅小區工程概況,查閱電氣設計相關資料及規范。進行有線電視分配系統設計,包括:戶內電視插座設計;層分支器設計;單元分配器設計;電纜選型;系統結構設計;設計結果達到用戶電平68±4dB范圍,并列出詳細的計算步驟。
同時,還要完成電話網絡系統設計、可視對講系統設計等,繪制弱電系統圖和標準層弱電平面圖,并撰寫課程設計說明書。
課程設計從命題方式、指導方式和考核方式3個環節進行設計。在教學改革的實踐中,學生組成團隊完成了該課程設計的內容,體現了學生為主體,老師輔助指導的教學理念。以“分組學習,每人一題”的方式,從準備階段、設計制圖和編寫說明書階段都進行科學的安排與指導。在設計過程中,學生們都發揮了自己的主動性和創造性,提高了分析和解決各種問題的能力,以及相互合作的能力。
我國田敏霞等[5]研究人員就通過對中職院校智能建筑教學中建立了實訓室實現了教學的優化,首先在電上采用了獨立電源和接地的方式,安裝了空氣調節裝置和防塵防電裝置,保證溫濕度,防止靜電影響。其次在建設中根據課程進行設計,在保證安全情況下進行了現場環境的模擬,學生可以經過相應的電梯模型對其基本結構和功能進行了解和編程,選擇正確的方式進行系統和硬件的連接,實現對電梯模型的學習與監測。同時還建設了集中控制臺,學生能夠學習集中控制臺操作以及對各種系統進行操作實踐,了解各系統運行管理狀態以及軟件相關使用。最后還建立了完善的實訓室管理模式,讓學生大程度上提升了實踐能力,以及學習的質量。
孟彬等[6]人通過虛擬現實技術在完善了智能建筑的實踐教學活動。該方法將計算機技術與其他硬件和軟件進行融合,構建虛擬的環境讓學生能夠沉浸其中,促進學生學習的興趣性和積極性。該方法主要是建立了虛擬實驗室以及完善了網絡實驗平臺,讓學生在課堂以及宿舍中都可以進行學習,由于是虛擬狀態下對智能建筑中的任何設備、儀器進行使用,還可以根據操作進行結果的顯示,可以反復使用打孔機、鉆孔機、電表、切割機等設備,加強了學生的實踐能力,還合理地利用了教學資源,減少資源浪費。
教學活動是一項難度很大的活動,對于《智能建筑技術課程設計》而言更是如此,積極完善教學過程中的模式,教材等多方面的應用,以提升教學質量。同時,還可以運用新技術進行教學模式的改革,提升學生的積極性和主動性,加強學生實踐能力,通過多方面的措施改革與完善,實現教育教學的質量提升。