丁 雷

（江陰職業(yè)技術(shù)學院 電子信息工程系，江蘇 江陰 214405）

“智能樓宇技術(shù)”在江陰職業(yè)技術(shù)學院的電子信息工程專業(yè)中已開設(shè)多年，而在其它高校中，該課程大多是在建筑專業(yè)中開設(shè)。由于是在電子信息工程專業(yè)中開展教學，與之相關(guān)的“建筑電氣”課程一直沒有開設(shè)。從對該專業(yè)畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查報告來看，畢業(yè)生大多從事與安防及智能樓宇工程相關(guān)的工作，如工程安裝、工程維修、產(chǎn)品營銷、項目設(shè)計等。在崗位所需知識結(jié)構(gòu)、能力的跟蹤問卷調(diào)查中，他們都提及對建筑電氣相關(guān)知識的需求。根據(jù)這些反饋信息，該學院教學部門從2010級學生開始，重新規(guī)劃該專業(yè)的相關(guān)課程，即將“建筑電氣”作為“智能樓宇技術(shù)”的前置課程，并對這兩門課程的教學內(nèi)容和資源作了一定的調(diào)整和整合。筆者從提高學生的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)出發(fā)，探討“建筑電氣”在電子信息工程專業(yè)建設(shè)中的一些作用。

1 課程開設(shè)的必要性

從智能建筑的發(fā)展趨勢、技術(shù)組成看，主要包括5A系統(tǒng)，分別是建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（BA）、安全防范系統(tǒng)（SA）、消防系統(tǒng)（FA）、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)（CA）、辦公自動化系統(tǒng)（OA）?！敖ㄖ姎狻闭n程內(nèi)容與安全防范系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)之間雖然側(cè)重點有所不同，但關(guān)聯(lián)性很強。

“智能樓宇技術(shù)”是一門綜合性很強的電子信息工程專業(yè)課程，雖然內(nèi)容多，知識點廣泛，但以弱電信息為主。“建筑電氣”與之相對，以強電為主。二者互為補充，缺一不可。然而，由于近幾年未開設(shè)“建筑電氣”課程，致使學生在“智能樓宇技術(shù)”學習中難以接受和理解強電的控制電路，在實訓環(huán)節(jié)存在對強電部分的相關(guān)知識概念不清、認識模糊的現(xiàn)象，致使他們不能正確使用相關(guān)電氣設(shè)備。因此，學生在學習樓宇自動化工程系統(tǒng)的過程中，必須具備強電的部分低壓知識。以此為源，在“智能樓宇技術(shù)”課程基礎(chǔ)上再開設(shè)一門平臺課程即“建筑電氣”很有必要。

2 課程建設(shè)整體設(shè)計思路

2.1 教學內(nèi)容的選取和組織

“建筑電氣”涉及內(nèi)容廣泛，教學對象為電子信息工程專業(yè)的學生，在課程內(nèi)容選取上要有針對性。江陰職業(yè)技術(shù)學院根據(jù)學生在“智能樓宇技術(shù)”實踐學習中缺乏的知識，如照明和變配電系統(tǒng)知識，安防、消防設(shè)備及自動化設(shè)備安裝過程中的控制電路等，將課程內(nèi)容確定為以下模塊：

1）電力系統(tǒng)及電力負荷基本知識和要求；

2）常用高、低壓建筑電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理、特性、常用參數(shù)和正確使用方法；

3）照明工程系統(tǒng)的組成和配電線路的結(jié)線；

4）動力工程的有關(guān)概念，動力用電設(shè)備、動力配電設(shè)備、動力配電線路在工程圖中的表示方法；

5）施工現(xiàn)場供配電的形式、配電線路的結(jié)構(gòu)和用電的安全技術(shù)規(guī)范；

6）建筑物防雷裝置的組成和安裝施工等相關(guān)知識；

7）可編程控制器PLC的相關(guān)知識［1］。

以此為依據(jù)，參照其它院校同類課程的教學經(jīng)驗，教師編寫了課程的理論教學和實訓大綱，制定了教學計劃。

2.2 教學內(nèi)容的表現(xiàn)形式

電類信號較為抽象，學生較難理解，而且教學內(nèi)容涉及大量工程實踐環(huán)節(jié)，學生無法在現(xiàn)場安裝調(diào)試，感性認識缺乏，學習效果不佳。課程組教師采用ppt、Flash、視頻等編寫形式多樣的教案或講義，并和與之配套的課件、案例、習題、實訓項目、學習指南等一起使用，效果很好［2］。

利用多媒體輔助教學，能形象地演示教學內(nèi)容，化抽象為直觀，促使學生牢固掌握理論知識。例如，三相異步電動機在樓宇自動化設(shè)備中應(yīng)用極其廣泛（如給排水系統(tǒng)、暖通工程、電梯等），而三相異步電動機的降壓啟動是常見的電路控制系統(tǒng)，用定子串阻、星三角、三角三角等啟動方法都會用到時間繼電器。在以往的教學中，學生對于時間繼電器瞬時觸點、延時觸點的動作，降壓的作用等問題的理解有一定的難度?，F(xiàn)在，教師利用多媒體的動畫技術(shù)展示現(xiàn)場電路的實際操作，將不同啟動方法中時間繼電器降壓啟動的動作過程動態(tài)地呈現(xiàn)出來，學生有了直觀的感受，對降壓啟動的領(lǐng)悟就容易多了。

另外，動態(tài)、靈活地運用各種媒體，集文本、圖形、音像等諸多媒體的優(yōu)點，能夠滿足學生對信息的感知需求。

2.3 教學方法、手段的運用

本課程教學環(huán)節(jié)中，實踐操作性內(nèi)容所占比重較大。在課堂教學中，教師一方面要合理運用多媒體手段，另一方面，還要通過操作演示、項目實做、案例分析等引導學生主動思考、積極吸納、勤于練習、樂于實踐，提高對相關(guān)知識的理解程度。

在課后學習中，盡可能為學生提供豐富的網(wǎng)絡(luò)教學資源，課程教學網(wǎng)站的欄目設(shè)置和媒體表現(xiàn)形式充分考慮學生自主學習的可行性。

數(shù)字化教學平臺包括教師工作室、學生學習交流園地等2個子系統(tǒng)。

教師工作室子系統(tǒng)主要包括教學公告、答疑、在線測驗、學習討論、資源下載、課件瀏覽、在線作業(yè)等欄目，功能是實現(xiàn)教師的個性化教學和管理，并與學生溝通互動。

學習交流園地子系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)教程、訓練習題、成績查詢、知識天地、行業(yè)前景、聊天區(qū)等欄目，同時提供大量校內(nèi)外教學資源的有效鏈接和共享。

數(shù)字化教學平臺的建設(shè)基本做到了教學基本設(shè)施與現(xiàn)代化教學手段相適應(yīng)，課程教學基本實現(xiàn)多媒體化，課程輔導、學習多樣化。

2.4 實訓條件的建設(shè)與利用

課程設(shè)定目標是讓學生了解建筑電氣系統(tǒng)的組成，熟悉施工現(xiàn)場和建筑供配電、建筑電氣照明、動力控制、建筑弱電子系統(tǒng)等。實訓環(huán)節(jié)是重中之重，必不可少。實訓內(nèi)容主要涉及安全用電、低壓照明、二次低壓配電、常用低壓電器與基本控制電路、電動機控制、PLC控制、動力工程等環(huán)節(jié)［3］。

在細化實訓項目的過程中，課程組多次走訪相關(guān)高職院校同類課程實驗實訓室，參考教學儀器設(shè)備開發(fā)的成品實訓裝置，列出了每個實訓項目涉及的設(shè)備、儀器儀表、工具等。為此，電子信息工程系申報了建筑電氣實訓室，購買了必要的設(shè)備，以開放式為主要形式逐步展開實訓活動。

另外，充分利用“智能樓宇技術(shù)”等其它相關(guān)課程實訓場所的現(xiàn)有設(shè)備初步完成了變配電、建筑照明、常用低壓電器元件及控制電路、PLC控制等環(huán)節(jié)的若干實訓項目。

經(jīng)過實訓，學生對“智能樓宇技術(shù)”中與“建筑電氣”相關(guān)聯(lián)的知識掌握得更加牢固，動手能力和現(xiàn)場操作能力大幅度提高。

3 課程教學中的探索與體會

3.1 讓學生明確學習目的

許多高校和專業(yè)開設(shè)“建筑電氣”課程時只注重電路基本理論、電工電子學的通用性，對現(xiàn)代智能建筑電氣系統(tǒng)（如智能消防、安防、通信、綜合布線等）的重要性認識不足。

江陰職業(yè)技術(shù)學院在教學中，首先，讓學生清楚“建筑電氣”和“智能樓宇技術(shù)”之間的關(guān)聯(lián)性，“建筑電氣”課程的開設(shè)是為后續(xù)課程“智能樓宇技術(shù)”服務(wù)的。

其次，要求學生學習時做到“點面結(jié)合”。

“點”即突出建筑電氣理論，“少而精”且有一定深度，培養(yǎng)扎實的基本功。

“面”指內(nèi)容的廣度，保持一定的專業(yè)知識覆蓋面，了解與之相關(guān)的新知識、新技術(shù)，開闊視野，培養(yǎng)學習興趣［4］。

3.2 以“實用性”精簡內(nèi)容，以“模塊化”實施教學

根據(jù)“建筑電氣”課程教學的基本要求，結(jié)合“智能樓宇技術(shù)”課程特點，授課內(nèi)容力求少而精，以實用為原則。如在進行案例教學時，可以加入辦公建筑、商業(yè)建筑、住宅建筑、賓館建筑等內(nèi)容，使二者相關(guān)聯(lián)的知識內(nèi)容趨于完善。

采用模塊化教學體系，將理論教學和技能訓練有機結(jié)合在一起。參照德國的七步教學法，以技能訓練為核心，確定某項技能所需要的知識內(nèi)容，按照技能的特點和分類建立若干教學功能模塊。

采用模塊化教學模式，技能點在課程中的分布比較直觀，可以保證全面覆蓋實訓中的技能點，不會遺漏。根據(jù)各技能點的訓練次數(shù)有效分配技能的培訓強度，避免技能點反復訓練或訓練不足。實際教學中，根據(jù)“建筑電氣”與“智能樓宇技術(shù)”的相關(guān)性設(shè)計若干技能點組合，學生通過項目訓練，掌握所有的技能點后就可以根據(jù)施工的不同要求獨立設(shè)計、安裝、維護各種建筑電氣線路了。

例如，在講授建筑電氣控制的典型環(huán)節(jié)，進行技能訓練時，將其分成5個教學模塊：

1）電氣控制圖形的繪制規(guī)則；

2）三相異步電動機的啟動控制；

3）三相異步電動機的制動控制；

4）三相異步電動機的調(diào)速控制；

5）繞線式異步電動機的調(diào)速控制。

這些教學模塊之間呈遞進式關(guān)系，且每個教學模塊都由若干個等值交叉的鏈狀教學課題支撐，模塊內(nèi)部和模塊之間由淺及深、由簡到繁、從單一到綜合，層層推進，保證了教學過程的有序性和學生實踐操作技能形成的漸進性。該組模塊的訓練為后續(xù)“智能樓宇技術(shù)”中BAS系統(tǒng)里設(shè)備控制的學習奠定了基礎(chǔ)。

3.3 加強建筑電氣工程識圖訓練

電子信息工程專業(yè)的學生畢業(yè)后主要從事弱電工程設(shè)計、施工、監(jiān)理、管理等工作，接觸最多的就是各種建筑電氣工程圖紙。能夠看懂施工圖是對工程從業(yè)人員的最基本要求，也是他們必須具備的專業(yè)技能［5］。

在課程教學中，教師要特別注意并加強建筑電氣工程的識圖訓練，包括建筑電氣施工中通常用的變配電工程圖、照明及動力線施工圖、電氣設(shè)備控制電路圖（包括電梯、空調(diào)、供水、暖通、起重等）、弱電工程圖（包括安防、火災報警、網(wǎng)絡(luò)通信、音視頻系統(tǒng)等）。

識圖訓練要分步進行。通過分階段訓練使學生系統(tǒng)掌握識圖技能。

1）識圖。熟記工程圖紙中各種電氣圖形符號及文字符號，做到能識別、能畫出常用的設(shè)備及元器件。記圖形符號，最好和實物相結(jié)合。如果沒有實物，可以借助圖片、動畫、視頻等資料。

2）讀圖。在“建筑電氣”中以強電為主，弱電部分圖紙的分析可以放在“智能樓宇技術(shù)”中。教師從簡單的低壓配電圖、照明施工圖入手，逐漸深入到復雜的電氣設(shè)備控制原理圖、各種電氣工程施工圖等。

3）用CAD軟件進行實際繪圖練習，如畫出教室、宿舍、辦公樓的配電、照明線路圖（包括原理圖、平面圖）。

3.4 實踐與工程案例教學相結(jié)合

在教學中，教師可以將工程實踐中的客觀事實通過文字、數(shù)據(jù)、圖表、動畫等方式進行概括、整理，形成可用于課堂交流或探討的案例材料，并展示給學生。

工程案例分析呈現(xiàn)的是工程現(xiàn)場的實際問題，最能激發(fā)學生的學習興趣。

在現(xiàn)場所做處理的合理性及不足之處在哪里？處理后的實際效果究竟如何？

如果是你，你會采取何種方式、方法進行分析處理，這樣做的理論依據(jù)又是什么，會不會比目前現(xiàn)場實際處理的效果好？

教師通過設(shè)置上述一系列疑問，激發(fā)學生探討和解決問題的欲望，引導學生學以致用，體驗知識從理論到實踐的轉(zhuǎn)化。

在實際教學中，所選的工程案例應(yīng)當貼近實際、并有針對性、系統(tǒng)性、時效性，難易程度要適當。引導學生利用所學知識解決問題，并學習、消化、吸收新技術(shù)、新方法，提升實踐能力。

如在講“照明工程電氣設(shè)計”案例時，教師通過校企合作，以江陰別超電子技術(shù)有限公司參與施工的江陰新長江集團總部辦公大樓為例，將學生分成4組，要求學生根據(jù)公司所提供的建筑平面布置圖，選擇控照器及電光源的種類和數(shù)量，設(shè)計該建筑各層的照明平面布置圖。每組負責設(shè)計一層平面，時間為2周。具體實施中，分5個階段完成。

1）教師帶領(lǐng)學生查看現(xiàn)場。結(jié)合工程圖紙，初步了解照明工程電氣設(shè)計的主要內(nèi)容，并提出相關(guān)問題，例如：

系統(tǒng)圖有哪幾種？

系統(tǒng)圖上畫了哪些設(shè)備，體現(xiàn)了哪些數(shù)據(jù)？

2）總結(jié)系統(tǒng)圖表達的內(nèi)容。每一小組自行獨立總結(jié)不同系統(tǒng)圖的表達內(nèi)容。而后，由學生自由補充、查漏補缺。最后，教師給出完整答案。

3）研究照明系統(tǒng)電氣設(shè)計的范圍。分組討論：

選擇什么設(shè)備？

如何選擇？

進行什么參數(shù)的計算？

怎么算？

4）掌握照明線路電氣設(shè)備的選型，如導線、配電設(shè)備、低壓斷路器等。要求學生利用不同的計算方法，如需要系數(shù)法、負荷密度估算法、單位指標法等，進行相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，采用分項訓練法完成該辦公大樓各層負荷計算表的編制及系統(tǒng)圖的繪制，并總結(jié)設(shè)計步驟及內(nèi)容。

5）通過各組設(shè)計方法及數(shù)據(jù)的比較，強化學生對照明工程電氣設(shè)計內(nèi)容、步驟與方法的理解，培養(yǎng)相應(yīng)的設(shè)計能力［6］。

在整個過程中，學生通過工程所涉及的相關(guān)知識點的學習，收集了光源、線纜、照明電器等設(shè)備的資料，并且對照明工程中的最新規(guī)范和要求進行了整理。

通過此次案例教學，學生深刻了解：在現(xiàn)實的照明工程電氣設(shè)計中，過程是不作“統(tǒng)一”或“標準”要求的，但設(shè)計結(jié)果必須嚴格執(zhí)行國家的相關(guān)規(guī)范與標準，如《建筑照明設(shè)計標準》GB50034-2004，《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16-2008等。

由于教學中所涉及的許多內(nèi)容超出了書本范圍，并將復雜的工程數(shù)據(jù)計算與真實的案例設(shè)計緊密相結(jié)合，讓學生看到了所學知識在工程實際中的應(yīng)用價值，因而興趣十足，發(fā)言踴躍，甚至能提出工程實際中某些方面的不足，如布線路徑的選擇，照明電氣設(shè)備的選型等，課堂氛圍輕松，教學效果得到了極大的改善。

4 結(jié)束語

通過本門課程的學習，把建筑電氣知識與智能樓宇技術(shù)緊密結(jié)合起來，不僅開闊了學生的視野，加強了學生的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，提高了學生分析和解決實際問題的能力，還為后續(xù)課程的學習打下了良好的基礎(chǔ)。許多學生將在學習中遇到的一些實際問題作為后續(xù)課程的學習內(nèi)容或作為畢業(yè)設(shè)計專題進行研究，提高了課程學習的延續(xù)性。

教師精心構(gòu)思，設(shè)計教學內(nèi)容，將理論基礎(chǔ)知識傳授、綜合實踐能力訓練、創(chuàng)新思維培養(yǎng)等結(jié)合起來，切實提高了教學質(zhì)量。

［1］裴滔，張貴芳.建筑電氣控制技術(shù)［M］.武漢：武漢理工大學出版社，2009：30-33.

［2］霍振宇.《建筑電氣控制技術(shù)》課程教學方法改革研究［J］.河北工程大學學報，2008，25（4）：97-99.

［3］趙乃卓.智能樓宇自動化技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2009：102-109.

［4］王建華.建筑電氣專業(yè)生產(chǎn)實習教學改革的幾點思考［J］.華東交通大學學報，2007，24（4）：112-114.

［5］朱獻清.電氣制圖［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2009：56-62.

［6］李梅芳，李慶武.建筑供電與照明工程［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2010：163-166.