朱建紅?張蔚?顧菊平?吳曉

摘要：建筑電氣與智能化專業(yè)基于卓越工程師計劃的培養(yǎng)目標(biāo)是為智能樓宇建筑相關(guān)行業(yè)培養(yǎng)輸送優(yōu)秀的建筑電氣自動化復(fù)合型應(yīng)用人才。針對此目標(biāo)，以“暖通空調(diào)設(shè)備及控制”課程為例，從教學(xué)環(huán)節(jié)的合理設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容的精心布置以及教學(xué)方法及手段改進(jìn)等方面展開探討分析，教學(xué)實踐表明這種教學(xué)改革是實用有效的。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；暖通空調(diào)設(shè)備及控制；建筑電氣與智能化

作者簡介：朱建紅（1971-），女，江蘇通州人，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院，講師，河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院。（江蘇 南京 210098）張蔚（1977-），女，江蘇泰州人，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院，講師。（江蘇 南通 226000）

基金項目：本文系南通大學(xué)教學(xué)研究項目（項目編號：2010B33、13050653、09034、2010B10）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0090-02

一、 建筑電氣與智能化專業(yè)人才需求現(xiàn)狀分析

現(xiàn)代建筑，尤其是高層建筑，正在充分顯示出電子化、信息化和智能化的時代特征。以樓宇自動化、通訊自動化和辦公自動化為標(biāo)志的智能化建筑將成為未來現(xiàn)代化建筑和現(xiàn)代化城市的發(fā)展方向，從而為建筑電氣自動化領(lǐng)域帶來一場深刻變革，為其開拓了充滿希望的廣闊前景。南通建筑業(yè)歷來以絕對優(yōu)勢領(lǐng)先于全省，以“建筑鐵軍”享譽全國，高資質(zhì)企業(yè)進(jìn)一步增多。但是，目前從事建筑電氣自動化設(shè)計、施工、運行和安裝的專業(yè)人員，在建筑電氣自動化高新技術(shù)方面缺乏嚴(yán)格的訓(xùn)練。高級人才匱乏，人力資源不足。

面對建筑電氣自動化高級人才緊缺的局面，南通大學(xué)（以下簡稱“本?！保┰诮ㄖ姎庾詣踊瞬排囵B(yǎng)主要渠道方面，改變原先電氣工程及自動化專業(yè)中智能樓宇與建筑電氣方向選修的培養(yǎng)模式。調(diào)整專業(yè)設(shè)置，智能樓宇與建筑電氣方向已變?yōu)榻逃空脚鷾?zhǔn)的一個新的本科專業(yè)——建筑電氣與智能化，并于2009年正式招生，新的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定是為建筑行業(yè)培養(yǎng)建筑電氣自動化復(fù)合型應(yīng)用人才，為長三角城市化進(jìn)程培養(yǎng)出合格的高級工程技術(shù)人員，即卓越工程師。

該專業(yè)是緊密結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需要而設(shè)置的獨立專業(yè)，隨著人民生活水平的日益提高，對空氣調(diào)節(jié)提出了更高的要求，環(huán)境需求也復(fù)雜多變，高校培養(yǎng)出的學(xué)生必須既能從事智能建筑設(shè)備控制方面的理論設(shè)計，又能從事檢修、監(jiān)測、監(jiān)控等應(yīng)用方面的實踐操作，現(xiàn)場的調(diào)試與改進(jìn)對學(xué)生的工程實踐能力提出了更高的要求。學(xué)生必須利用在校時間了解相關(guān)設(shè)備的工作原理，掌握相關(guān)的控制策略與設(shè)計方案，并會設(shè)計一些簡單的控制與綜合監(jiān)控系統(tǒng)。因此專業(yè)課程教學(xué)手段的良好與否直接關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量和人才的質(zhì)量。

世界各國都在強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排，空調(diào)耗能模式取決于其工作機(jī)理，控制策略在能量優(yōu)化控制方面起著重要作用。鑄造綠色空調(diào)一直是整個社會追求的目標(biāo)，因此教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)注重對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

卓越工程師目標(biāo)下的教學(xué)策略改進(jìn)研究就是要順應(yīng)專業(yè)建設(shè)的培養(yǎng)目標(biāo)，重視培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力（工程應(yīng)用能力），主要對課程的教學(xué)內(nèi)容、方法及手段進(jìn)行研究。

二、專業(yè)調(diào)整下課程大綱調(diào)整設(shè)置

“智能建筑設(shè)備及其控制”最早是電氣工程及自動化專業(yè)智能樓宇與建筑電氣方向的一門學(xué)科方向課，主要包括一些建筑設(shè)備的智能控制知識，使學(xué)生了解與之相關(guān)的最新科學(xué)技術(shù)，尤其是通信和控制技術(shù)在建筑電氣中的應(yīng)用前景。隨著建筑電氣與智能化專業(yè)的開設(shè)，原有的培養(yǎng)方案在2010年6月已經(jīng)被重新修訂。學(xué)校也對原來的以專業(yè)方向定位的課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，相應(yīng)的課內(nèi)計劃學(xué)時數(shù)也發(fā)生變化，課程內(nèi)容重新優(yōu)化組合，原來32學(xué)時的“智能建筑設(shè)備及其控制”專業(yè)選修課變?yōu)樾聦I(yè)方向下48學(xué)時的必修課“暖通空調(diào)設(shè)備及控制”。

學(xué)校重新修訂課程大綱，調(diào)整不同知識點內(nèi)容的講解學(xué)時分配比例，注重跨專業(yè)知識點的合理設(shè)置，進(jìn)一步增添設(shè)備方面及空氣調(diào)節(jié)方面內(nèi)容，結(jié)合工程實踐人才的需求標(biāo)準(zhǔn)，重新研究實驗內(nèi)容與數(shù)量，注重實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)置。

三、課程教學(xué)環(huán)節(jié)及內(nèi)容設(shè)計

“建筑電氣與智能化”專業(yè)是根據(jù)社會對人才的多樣化需求而設(shè)的電氣類專業(yè)，專業(yè)知識與現(xiàn)實生活緊密相連，學(xué)生不僅必須具備豐富的理論知識，還要注重工程實踐能力，在專業(yè)學(xué)習(xí)中為以后工作打下扎實的基礎(chǔ)。學(xué)生對專業(yè)課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、方法與手段方面的研究與改進(jìn)，有助于更好地培養(yǎng)對口的專業(yè)技術(shù)人才。

1.認(rèn)識實習(xí)環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)計

本課程專業(yè)性很強(qiáng)，學(xué)生缺少對設(shè)備形象的了解，在單刀直入式的課堂教學(xué)中很難理解、接受教師課堂教學(xué)的內(nèi)容，所以學(xué)校在課堂教學(xué)前一周必須設(shè)置課程實習(xí)環(huán)節(jié)，通過市場調(diào)研了解空調(diào)相關(guān)的制造及應(yīng)用行業(yè)，獲悉該領(lǐng)域人才的需求情況及對人才工程能力水平的具體要求。實習(xí)能夠幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變原有的抽象思維，了解空調(diào)的不同用途及型號，認(rèn)識大、中、小型中央空調(diào)系統(tǒng)的組成，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生確立自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。如具體到單個系統(tǒng)，可以使學(xué)生著重了解空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源、空調(diào)機(jī)及大概的設(shè)備管路結(jié)構(gòu)，其工作的原理與具體的控制技術(shù)及待完善的技術(shù)與發(fā)展趨勢。此環(huán)節(jié)的設(shè)置能使學(xué)生在大腦中建立形象思維，形成一個系統(tǒng)的概念，為即將展開的理論知識講授奠定基礎(chǔ)。

2.理論教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)計

由于學(xué)生原來從事的專業(yè)基礎(chǔ)課程偏電氣方向，所以這個環(huán)節(jié)的教學(xué)必須及時補充一些原來的課程中所未涉及的知識點。但是受限于學(xué)時數(shù)教學(xué)內(nèi)容又不能太詳細(xì)，因此精心設(shè)計這個環(huán)節(jié)意義重大，教師必須充分利用學(xué)生的課余時間，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)。除正常課堂教學(xué)時數(shù)外，教師每次針對下次課的教學(xué)內(nèi)容，預(yù)留課外作業(yè)，要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)或圖書館資源去了解一些流體力學(xué)、熱工儀表等方面的相關(guān)知識，鞏固機(jī)械制圖知識，使其學(xué)會讀圖，了解現(xiàn)有的一些大型空調(diào)的先進(jìn)監(jiān)控技術(shù)，這有利于課堂內(nèi)容的精練講解。

課程整體內(nèi)容分為空調(diào)系統(tǒng)分類及基本組成、空調(diào)冷熱源裝置及工作原理、空氣處理及其設(shè)備、空調(diào)水系統(tǒng)、空氣溫度、濕度調(diào)節(jié)原理、空調(diào)自動控制系統(tǒng)幾部分，教師對每一部涉及的設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行講解，涉及復(fù)雜控制部分時補充焓濕圖的知識點，對自動控制部分及時補充傳感器的信號處理、計算機(jī)控制技術(shù)相關(guān)知識，分別從檢測量與控制量角度以及兩者關(guān)系詳細(xì)講解系統(tǒng)監(jiān)控原理及結(jié)構(gòu)。

3.實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)置

此環(huán)節(jié)主要是培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力。教師分析現(xiàn)有簡單設(shè)備控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生剖析現(xiàn)有控制功能的優(yōu)缺點，獨自設(shè)計恒溫恒濕控制系統(tǒng)。學(xué)生首先進(jìn)行系統(tǒng)管路及通信控制網(wǎng)絡(luò)的仿真模擬，在上位機(jī)模擬系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行試運行，然后進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備試運行，進(jìn)行調(diào)試排故，這樣能夠基本實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)。

4.考試環(huán)節(jié)的內(nèi)容設(shè)置

這部分內(nèi)容除檢查學(xué)生的理論知識掌握情況外，更多的是檢查學(xué)生的實踐能力，所以本校結(jié)合每年注冊建造師的一些考試內(nèi)容，設(shè)置了一些自主發(fā)揮的題型，著重針對監(jiān)控設(shè)計及實際排障排查能力，設(shè)置相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行考核。

四、課堂教學(xué)方法及手段改進(jìn)

卓越工程師不僅要有堅實的理論基礎(chǔ)、較高的綜合素質(zhì)，還需具備較高的專業(yè)素養(yǎng)，具備很好的解決問題發(fā)現(xiàn)問題的能力，因此，學(xué)校必須重視課堂教學(xué)的積極引導(dǎo)。

1.引進(jìn)動模及實用助學(xué)型PPT，建立情景課堂教學(xué)模式

中央空調(diào)系統(tǒng)本是龐大系統(tǒng)，成本較高，所以不可能形成學(xué)生人手一套設(shè)備、親臨其境的實驗室教學(xué)模式。但如果借助先進(jìn)的教學(xué)軟件引進(jìn)動模系統(tǒng)可以使學(xué)生認(rèn)識所有設(shè)備，解決理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)的問題。教師在相關(guān)理論知識點展開前，通過系統(tǒng)模擬仿真圖讓學(xué)生初步認(rèn)識相關(guān)設(shè)備，了解其在所屬空調(diào)系統(tǒng)中的位置、功能，在此基礎(chǔ)上切換到理論知識的講解，可幫助學(xué)生做到思維的自然過渡，使其輕松地理解、接受所授內(nèi)容，做到事半功倍。

2.注重問題啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力

理論教學(xué)內(nèi)容相對實踐教學(xué)，枯燥而抽象，學(xué)生的思想在此過程中容易進(jìn)入游離狀態(tài)。因此，該課程的教學(xué)，可以沿用先問題后答案、再講解的教學(xué)模式。比如，在講解夏天系統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)控制原理時，可以先提出一系列相關(guān)問題“如果冷凍水流量很小甚至凍結(jié)，房間溫度會怎樣變化？對制冷機(jī)機(jī)組工作產(chǎn)生什么影響？由什么原因引起？怎么排除故障？哪些部件易出問題不易控制？如何可靠控制”，讓學(xué)生先開動腦筋積極思考，實現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中的互動，默契配合教學(xué)活動開展。這種教學(xué)策略，相比呆板的直切入模式，教學(xué)效果更好。

3.引進(jìn)工程案例，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力

中央空調(diào)系統(tǒng)打開、安裝、調(diào)試本是一個復(fù)雜系統(tǒng)工程問題，學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生不僅僅要有發(fā)現(xiàn)查找問題能力，還要具備分析問題、解決問題的能力，這種能力小到故障的排除，大到系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計。因此，為培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，必須引進(jìn)實際工程案例教學(xué)。例如，可以用某大廈的空氣調(diào)節(jié)冷熱源供應(yīng)作為案例，從穩(wěn)定的負(fù)荷要求到動態(tài)的負(fù)荷調(diào)整，分析區(qū)域溫度極端變化的現(xiàn)象，從動態(tài)調(diào)節(jié)控制需求設(shè)計入手，要求學(xué)生結(jié)合建筑物的實際情況，利用檢測環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的工程再設(shè)計。學(xué)生課外完成案例設(shè)計，教師利用課堂時間進(jìn)行不同設(shè)計案例的分析評價，進(jìn)一步提出問題，學(xué)生通過對系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

五、小結(jié)

文章圍繞本科生的教學(xué)目標(biāo)，即基本素質(zhì)、現(xiàn)代工程意識、基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識、學(xué)習(xí)能力、分析解決問題能力、創(chuàng)新意識和開發(fā)設(shè)計能力等，在研究專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與現(xiàn)有教學(xué)資源基礎(chǔ)上，改進(jìn)課程現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容、手段與方法。研究制定新的大綱、開發(fā)設(shè)計緊密聯(lián)系工程教學(xué)的多媒體課件，開發(fā)相應(yīng)實驗項目。嘗試引進(jìn)一些工程案例進(jìn)行教學(xué)，取得了一定的成效。研究成果將有助于課堂教學(xué)與學(xué)科建設(shè)，為社會培養(yǎng)實用的、高質(zhì)量的工程技術(shù)人才打下基礎(chǔ)，也為該專業(yè)今后的招生提供保障。

（責(zé)任編輯：宋秀麗）