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樓宇智能化技術實踐教學

2021-04-09 04:27綿陽城市學院蔣采宏
電子世界 2021年22期
關鍵詞:樓宇智能化教學內(nèi)容

綿陽城市學院 李 娟 蔣采宏

隨著智能時代的到來,樓宇智能化技術已經(jīng)發(fā)展成為其他任何學科所不能替代或者覆蓋的一個新的學科,由此,現(xiàn)代社會行業(yè)發(fā)展對樓宇智能化技術人才的需求量越來越大,要求也越來越高,這就對高?!稑怯钪悄芑夹g》課程的教學質(zhì)量提出了更高的要求。而目前《樓宇智能化技術》課程的主流教學模式和教學效果差強人意,師生和企業(yè)滿意度不高,考評結(jié)果反饋學生在樓宇智能化工程中的綜合實踐應用能力較為薄弱。因此,為了適應樓宇智能化技術行業(yè)發(fā)展需要,提升相關專業(yè)學生就業(yè)競爭力,本文分析了《樓宇智能化技術》課程當前主流教學模式下所存在的主要問題,并對《樓宇智能化技術》課程實踐教學改革進行探索,提出了改革方案和實施舉措,希望能夠給讀者帶來啟發(fā),為樓宇智能化技術人才培養(yǎng)提供參考。

根據(jù)行業(yè)需求,以培養(yǎng)學生對樓宇智能化工程、智能家居系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試等方面的工程實踐能力為宗旨和目標導向,從以下幾個方面進行《樓宇智能化技術》一體式實踐教學改革:

(1)教學內(nèi)容的改革:樓宇智能化系統(tǒng)原理與工程案例相結(jié)合教學,并依托實驗室資源布置開展相應階段實踐任務,最后呈現(xiàn)一套綜合性系統(tǒng)開發(fā)成果。

(2)教學方式的改革:以學生為主體,將在教室完成的抽象理論課程改為在實驗室進行的一體式同步教學,將離散的實驗課程改為系統(tǒng)化的綜合實踐教學,培養(yǎng)學生工程實踐能力,并采取線上線下相結(jié)合教學方式優(yōu)化教學模式及效果。

(3)考核方式的改革:以綜合性工程實踐任務過程與成果考核代替或補充傳統(tǒng)卷面考試,培養(yǎng)學生工程協(xié)作能力與社會責任感,符合企業(yè)用人要求。

1 樓宇智能化技術教學現(xiàn)狀

1.1 樓宇智能化技術目前主要的教學方式

目前,對于《樓宇智能化技術》課程的教學,我國大部分高等院校采用傳統(tǒng)的理論教學為主,課內(nèi)實驗教學為輔的教學模式。教學中基礎的理論講授課程占到了課程的絕大部分課時,只有小部分的實驗課是在實驗室里由任課老師帶領學生完成的,由于實驗課程的時間非常有限,實驗往往是碎片化的,缺乏系統(tǒng)性,不利于學生綜合應用能力的提升,學生也難以感受到與工程項目的貼合度,因此在面對實際工程案例時往往不知道從何入手。

1.2 樓宇智能化技術教學中存在的主要問題

由于樓宇智能化技術是一門融合多種學科知識,各項技術技能的專業(yè)必修課程,所涉及的專業(yè)知識相當廣泛,維度也特別多,而且存在與其他專業(yè)知識交叉的情況。因此,學生在《樓宇智能化技術》課程的學習過程中往往會感到教學內(nèi)容抽象乏味,知識量過大并且繁雜,難以消化,難以將前后知識內(nèi)容系統(tǒng)關聯(lián)地進行應用。結(jié)合該課程上課學生的課堂學習情況調(diào)查反饋以及承擔該門課程教學的主講教師教學經(jīng)驗與課程評價綜合分析,總結(jié)發(fā)現(xiàn)《樓宇智能化技術》課程的教學中目前主要存在著以下十個問題:

(1)課程內(nèi)容繁多,課時時間短。

(2)課堂時間緊湊,且知識抽象繁瑣,不便于學生理解。

(3)理論與實踐不能巧妙結(jié)合。

(4)實驗課程課時不足。

(5)實踐教學缺乏系統(tǒng)性,學生雖然掌握了單個實驗模塊內(nèi)容,卻不具備解決實際工程案例的綜合應用能力。

(6)對學生的考核機制單一,不能充分調(diào)動學生積極性和激發(fā)學生的創(chuàng)新潛力。

(7)成績水平居中,不能體現(xiàn)個體差異化。

(8)卷面成績占比太大,怎樣改變應試化教學的問題。

(9)怎樣激發(fā)前期理論課程學習不理想的學生對實踐課程的積極性。

(10)課程教學內(nèi)容和實踐內(nèi)容跟不上行業(yè)發(fā)展新技術。

2 樓宇智能化技術實踐教學改革方案

結(jié)合目前樓宇智能化技術課程教學中存在的主要問題,以及行業(yè)發(fā)展和企業(yè)用人對樓宇智能化技術人才的需求,擬定了樓宇智能化技術實踐教學改革方案及其實施舉措,可供廣大讀者及各高校相關專業(yè)實施樓宇智能化技術課程教學改革或修訂人才培養(yǎng)方案和課程建設參考。

2.1 該課程教學內(nèi)容的改革

2.1.1 理論教學內(nèi)容的改革

樓宇智能化技術是工程應用性很強的一門學科,因此,在教學內(nèi)容上的安排應弱化教材書本內(nèi)容,重在應用,理論聯(lián)系實際,結(jié)合實際工程案例,讓學生了解智能樓宇工程應用,掌握智能樓宇系統(tǒng)方案設計,熟悉通信協(xié)議和行業(yè)規(guī)范,并引入行業(yè)最新動態(tài)和前沿技術,讓學生與實際接軌,同時明確樓宇智能化技術沒有可以套用的固定模式,也不是一成不變的,而是隨著人們需求變化及科技發(fā)展而不斷變化發(fā)展的技術。

2.1.2 實踐教學內(nèi)容的改革

關于《樓宇智能化技術》實踐教學,傳統(tǒng)的實踐內(nèi)容是安排了一些細碎的單個實驗模塊,各實驗之間有知識的并列和遞進關系,雖然對相關理論知識有鞏固作用,但缺乏系統(tǒng)性,因此學生掌握的實踐能力也是離散的,缺乏智能樓宇系統(tǒng)綜合應用能力。經(jīng)過改革后,實踐教學內(nèi)容以實際工程項目為例將工程項目按照實施階段以及相關理論知識學習先后順序拆分成若干子項目,學生以企業(yè)工程與技術人員的角色分組協(xié)作參與到各個子項目實踐任務當中,逐個完成所安排的系列子項目,最后形成一個系統(tǒng)性的工程應用實踐成果。

另外,傳統(tǒng)的實踐教學內(nèi)容多以系統(tǒng)開發(fā)類實驗為主,經(jīng)過改革后,引入建筑智能化弱電施工圖設計與繪制的綜合應用實踐教學內(nèi)容,學生可以團隊協(xié)作從系統(tǒng)方案設計,到系統(tǒng)開發(fā),或者智能化弱電施工圖設計去完成實踐任務,形成一整套系統(tǒng)的工程實踐成果。

2.1.3 拓寬任課教師的專業(yè)知識面,豐富教學內(nèi)容

由于樓宇智能化技術的知識面十分寬泛,而任課教師受所學專業(yè)限制,可能對其他領域的知識不太熟悉,這對樓宇智能化技術的教學是非常局限的,往往會導致教學內(nèi)容不夠系統(tǒng)全面,也更不上智能樓宇的行業(yè)發(fā)展。因此,任課教師要不斷拓展自身的知識系統(tǒng),在教學時更要注意更新教學內(nèi)容和提高自身的專業(yè)知識水平。同時,任課教師要主動學習其他相關專業(yè)知識,擴展自己的知識面,學校可以定期邀請相關專家對教師隊伍進行培訓,激勵教師積極參與培訓,不斷學習,以便全面掌握樓宇智能化技術所涉及的知識,使該課程的教學內(nèi)容更加系統(tǒng)全面。

2.2 該課程教學方式的改革

2.2.1 校企合作,采取產(chǎn)學研相結(jié)合的教學模式

結(jié)合目前《樓宇智能化技術》課程教學中存在著理論和實踐教學內(nèi)容跟不上行業(yè)發(fā)展新技術,以及實踐教學缺乏系統(tǒng)性,學生雖然掌握了單個實驗模塊內(nèi)容,卻不具備解決實際工程案例應用等問題的綜合能力,該課程可以采用理實一體化,產(chǎn)學研相結(jié)合的育人模式展開教學改革。由企業(yè)工程技術人員參與《樓宇智能化技術》課程的教學內(nèi)容設計,并提供較新的典型工程案例作為教學案例分析應用參考,另外,由于《樓宇智能化技術》課程內(nèi)容改革后重應用,而傳統(tǒng)的在教室進行理論授課的模式對于工程案例應用的教學有所局限,學生學習也感到抽象和吃力,因此可以將案例分析應用部分的教學內(nèi)容放在實驗室進行同步教學。

在《樓宇智能化技術》課程實踐教學過程中,除了教師指導與考評,可由企業(yè)工程技術人員參與實踐教學內(nèi)容及過程設計,并參與學生實踐過程指導與考核。將樓宇智能化系統(tǒng)原理與工程案例相結(jié)合教學,并依托實驗室資源開展相應階段的實踐任務,最后呈現(xiàn)一套綜合性系統(tǒng)開發(fā)成果。甚至可以允許學生利用課余時間參與樓宇智能化技術相關的工程實習,以實習成果、實習報告及實習過程評價置換實驗學分,以鼓勵學生的實踐積極性,提升學生社會實踐能力。

另外,在校企合作的模式下,任課教師參與智能樓宇行業(yè)中的實際工程項目,使教師在參與樓宇智能化項目工程設計的過程中不斷更新、補充和完善自己的專業(yè)知識,拓展自己的專業(yè)實踐經(jīng)驗,并提煉工程中的重點、難點作為研究課題,及作為參考適當?shù)丶{入培養(yǎng)計劃中,更新和完善課程教學。這樣能吸引更多感興趣的教師和學生參與到工程之中,積極發(fā)揮自身作用,實現(xiàn)自我價值,也為學生將來從事智能樓宇相關工作積累實踐經(jīng)驗,打下理論基礎。

2.2.2 利用多媒體技術,使教學內(nèi)容直觀形象

《樓宇智能化技術》課程知識面廣泛且細碎,尤其是設計應用型內(nèi)容較多,部分系統(tǒng)構(gòu)成及原理較為繁雜抽象,傳統(tǒng)教學模式下學生學習吃力,對案例分析的理解也較為膚淺,并且該課程中涉及大量的系統(tǒng)集成與通信協(xié)議,行業(yè)規(guī)范及交叉融合學科基礎知識,傳統(tǒng)的講授課堂氣氛沉悶、呆板、抽象,不能吸引學生的學習興趣和有效調(diào)動學生的學習積極性。利用多媒體技術,教師可以結(jié)合圖片、3D模型、視頻動畫及軟件仿真等多元化教學手段,讓學生在直觀形象的感性認識基礎上循序漸進地學習知識。例如,用圖片展示智能樓宇各個模塊的設備圖,讓學生加深各模塊的具體位置和相應功能;利用課前準備搭建好的智能樓宇子系統(tǒng)3D模型,以及根據(jù)典型系統(tǒng)方案制作好的子系統(tǒng)工作原理3D演示動畫,使學生直觀感受到智能樓宇各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理,并能舉一反三自行設計不同的系統(tǒng)方案,對比分析不同方案的特點和適用情況,并從中熟悉常見通信協(xié)議及行業(yè)規(guī)范;還可以通過視頻講解或智能樓宇動畫宣傳片讓學生直觀地學習各個模塊的工作原理和了解智能樓宇發(fā)展新動態(tài)及新技術。這樣就能夠讓學生從多樣化的教學模式中解鎖專業(yè)知識,從而加深印象。

2.2.3 利用現(xiàn)代信息技術,線上線下混合式教學

樓宇智能化技術所涉及的知識面非常寬泛,僅應用《樓宇智能化技術》教材和教師準備的工程案例遠遠滿足不了教學需求,充分利用現(xiàn)代信息技術,在網(wǎng)上建設系統(tǒng)的《樓宇智能化技術》線上學習資源庫,豐富線上線下混合式教學資源。教學團隊可以利用學校官方網(wǎng)站建設智能建筑專題學習網(wǎng)站和樓宇智能化技術精品課程網(wǎng)站,在智能建筑專題學習網(wǎng)站的主頁上投放一些利用現(xiàn)代前沿建筑技術的經(jīng)典案例供感興趣的同學學習參考;將智能樓宇各子系統(tǒng)設計與施工所涉及到的技術手冊及法律規(guī)范等參考資料上傳至網(wǎng)站,以方便學生隨時查閱使用;并設置專門的智能建筑專題的頭腦風暴窗口,鼓勵同學們積極思考,定期安排教師收集同學們提出的新創(chuàng)意,將有針對性的觀點引入課堂。在樓宇智能化技術精品課程網(wǎng)站上上傳全球范圍內(nèi)最新的樓宇智能化技術宣傳片,讓同學們直觀感受樓宇智能化的發(fā)展前景非??捎^,故而增加對本學科的學習興趣;分享國內(nèi)外發(fā)表的有關研究樓宇智能化技術的論文以及學術報告;組織學校樓宇智能化教研組的老師分專題上傳學習視頻,以便學生課后查漏補缺,強化學習;將樓宇智能的3D可視化設備模型、具體的現(xiàn)場施工工藝流程視頻歸納上傳至該網(wǎng)站,例如,通過3D可視化智能管控平臺各模塊對應功能的視頻講解,讓學生直觀了解智能樓宇環(huán)境、設備和管理信息的集成化,利用可視化設備模型將抽象的內(nèi)容具體化,以便學生更快地掌握吸收;通過智能安防系統(tǒng)的現(xiàn)場施工工藝流程視頻講解,方便學生對該部分知識的課前預習和課后鞏固,加深印象。智能建筑專題學習網(wǎng)站上設置智能樓宇沙龍等學習交流論壇,學生在樓宇智能化課程學習過程中遇到任何問題都可以隨時在論壇上發(fā)出提問,由任課教師或明確解答內(nèi)容的其他同學在論壇中回復進行指導或解疑答惑。結(jié)合網(wǎng)站上學生的學習反饋,教師可以在課堂上側(cè)重講解大多數(shù)學生存在的問題,這樣更加有針對性地授課和解答學生的疑惑,方便學生又好又快地吸收知識。并由教師團隊對主要問題進行歸納總結(jié),在網(wǎng)站上形成系統(tǒng)的知識體系,以方便學生課后查閱,解決自己課上學習不懂的問題。另外,利用學院微信公眾號實時推送樓宇智能化的課程資料,為學生在線自主學習提供充分的線上資源。同時,利用超星學習通、慕課等線上教學平臺,采取線上線下相結(jié)合的教學方式,豐富教學模式和教學內(nèi)容,不僅可以上傳教師的該課程的微視頻和配套教學資料,還可以引入平臺中樓宇智能化技術優(yōu)秀示范課程資源供學生同步參考學習,并利用釘釘、QQ等線上交流互動平臺,增進師生的課前課后交流互動,便于教師實時掌握學生學習動態(tài)或反饋信息。

2.2.4 以學生為主體,活躍課堂教學氛圍

《樓宇智能化技術》課程中涉及到答案不唯一的教學內(nèi)容可以采用課堂討論的教學方法,以學生為主體,大大提高學生的參與度,調(diào)動學生主動思考解決問題的積極性,促進同學間的相互交流探討,增強團結(jié)互助意識,體現(xiàn)學生的主觀能動性。在教學過程中,對智能樓宇的內(nèi)涵、主要的功能特征、技術的發(fā)展過程等,也可以采用教師提問,激勵學生采取辯論或超星學習通搶答等方式來鼓勵學生積極主動地思考分析和回答問題,學習通上會生成互動記錄,便于統(tǒng)計平時成績,也可以檢驗學生對課程內(nèi)容的掌握情況。對于智能樓宇一些子系統(tǒng)方案設計,可以將學生分成小組的形式進行討論交流,最后,教師爭對學生匯報的方案進行分析歸納和評價,在此基礎上補充典型案例對比分析,形成系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡,讓學生對相關知識進行二次理解,初步具備智能樓宇子系統(tǒng)設計應用基礎能力。這樣能發(fā)揮教學過程中學生的主體作用,讓學生主動積極地參與其中。因此,課堂討論是比較適用于《樓宇智能化技術》課程教學的一種方式,有利于增強師生之間的互動氛圍,促進學生對知識的吸收,從而達到良好的教學效果。

2.2.5 撰寫學習報告,促進教學相長

《樓宇智能化技術》課程教學內(nèi)容繁多,且部分子系統(tǒng)關聯(lián)性不是特別緊密,為了避免學生學了后面內(nèi)容忘了前面知識,加強學生對學習內(nèi)容的進一步認識和理解,鞏固學習效果,要求學生撰寫學習報告,同時可以檢驗學生課程學習和消化情況。并將學習報告納入平時成績查考,激勵學生以積極認真的態(tài)度用心完成,確保學習報告能真實反映學生對該課程學習內(nèi)容尤其是實踐教學內(nèi)容的學習效果。例如,對于智能樓宇和樓宇智能化技術的認知,老師指導學生完成相關知識預習后,學生通過自主思考,結(jié)合自己的理解和認識與小組進行交流討論,并通過參考書籍、文獻、網(wǎng)絡平臺等方式查閱資料,提交一份對于智能樓宇的認知、對樓宇智能化技術及其基本要求的理解等方面的學習報告。而在該部分內(nèi)容學習結(jié)束時,再將學習報告返回學生手中,要求學生結(jié)合課堂學習理解與收獲在原報告基礎上進行再補充及修改完善,最后提交前后兩份學習報告。教師對比前后兩份報告便可發(fā)現(xiàn)學生對課程的理解和掌握程度,并能及時發(fā)現(xiàn)教學中存在的不足之處,便于總結(jié)計劃后期教學知識,抓準教學的重心,促進教學相長。

2.3 該課程教學考評的改革

樓宇智能化技術是一門多學科交叉融合的工程技術綜合應用型課程,隨著教育的不斷創(chuàng)新,傳統(tǒng)的閉卷考試已經(jīng)無法客觀反應學生對樓宇智能化技術的綜合應用和工程實踐能力,因此,可以智能樓宇系統(tǒng)設計與開發(fā)或建筑智能化弱電施工圖設計等綜合性工程實踐任務過程與成果考核代替?zhèn)鹘y(tǒng)卷面考試或補充單一卷面考試。實踐過程考核模擬企業(yè)管理方式,學生按照企業(yè)人員角色分工協(xié)作完成實踐任務,每個角色在規(guī)定時間段完成相應任務,不得影響整體進度,否則跟換人員,并視為該人員此任務不合格,一般連續(xù)兩次不合格或累計3次不合格的同學視為本課程實踐考核不合格,但不合格同學若積極申請參與其他任務并均合格完成亦視為考核合格以鼓勵學生實踐參與積極性。最后,進行學生樓宇智能化技術實踐成果及工程能力校企評價,并做師生滿意度調(diào)查,以持續(xù)改進該課程教學模式和考核機制。

此外,教師可根據(jù)教學具體情況靈活分配分數(shù)比例,對平時學生在實驗室的實際操作情況以及實驗報告等進行綜合評價,最后納入考核分數(shù),弱化卷面分數(shù)。為了做到相對公平,實驗室考核部分由實驗過程成績、實驗結(jié)果成績和實驗總結(jié)報告成績?nèi)糠纸M成,實驗過程通過各小組內(nèi)學生互相監(jiān)督,小組組員交叉評定成績,避免各小組組員成績一致,難以明顯區(qū)分成績高低的情況,從而能有效避免學生渾水摸魚。為了激勵前期理論成績不太理想的學生的學習興趣,適當增加實驗課題加分機制,通過后期主動報名參與實驗實踐課題彌補之前的不足,同時,教師團隊也應綜合考慮,讓更多想要通過后期實驗實踐提高成績的學生看到希望,以至于這部分學生不會自暴自棄,徹底放棄相應課程的學習。這樣學生能夠自覺主動地按照老師的要求完成實踐任務,有效發(fā)揮學生的主觀能動性,提高學生的學習積極性,增強學生的責任意識、團隊意識及創(chuàng)新意識,形成一定的工程意識和職業(yè)素養(yǎng),提高學生就業(yè)競爭力。

結(jié)論:本文針對樓宇智能化技術課程傳統(tǒng)教學中存在的問題對樓宇智能化技術實踐教學改革進行探索,所提出的改革方案及其實施舉措,以我校建筑電氣與智能化專業(yè)為例進行改革實踐,改革實施結(jié)果表明,有效促進學生實踐積極性和提升學生綜合實踐工程應用能力,增強學生專業(yè)自信和就業(yè)競爭力,師生滿意度也有所提高,對于我校建筑電氣與智能化專業(yè)在樓宇智能化技術專業(yè)方向上具有創(chuàng)新意識和職業(yè)素養(yǎng)的工程技術應用型人才的培養(yǎng)有著積極意義。各高??梢越Y(jié)合學校實際情況及辦學特色,參考本文所提出的改革方案,并進行更多的改革探索研究,力圖取得更好的教學效果,以期為培養(yǎng)出適應樓宇智能化技術行業(yè)發(fā)展需要的人才做出更多貢獻,最終實現(xiàn)學校與企業(yè)的雙贏。

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