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[关键词]建筑电气与智能化;应用型;工程能力
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)08-0167-02
建筑电气与智能化技术人才的需求逐年加大。为适应社会需求,建筑电气与智能化专业在人才培养模式的构建中必须以满足行业和区域经济发展需求为目标,提炼、整合、优化课程体系,构建创新应用型本科人才培养模式,创新专业问题和实践教学方法,强化工程实践能力培养。本文就目前人才培养中存在的问题和不足,结合对建筑电气与智能化专业近几年的专业建设探索实践,对本专业人才培养模式的构建模式进行探索和总结。
一、建筑电气与智能化专业人才培养现状
建筑电气与智能化专业建设时间较短,在人才培养中还不能形成有效的人才培养模式和社会需求对接,人才培养中主要存在以下主要问题。
(一)专业教师团队师资力量薄弱
由于专业建设时间不长,导致本专业长期教学积累有限,师资队伍中双师型教师比例不高,制订人才培养方案没有校外专家和行业专家指导,不能实现人才培养和企业与市场需求对接。
(二)人才培养方案的制订不能满足企业和行业对人才的需求,导致人才培养与社会需求脱节
建筑电气与智能化是新兴专业,专业建设时间不长,人才培养方案由团队教师制订,课程体系和培养方案不能反映市场的最新动向,培养的专业人才不能得 到行业和企业认可。
(三)课程设置中理论课比重较大,实验实训类实践环节比例不高
应用型本科大学的人才培养应着重于应用能力和创新能力的培养,理论和实践教学的比重不恰当,受实践场地影响,实验实训类课程在人才培养方案中占比较低。
(四)校外实践教育基地缺乏,不能产教融合,影响学生的工程能力培养和提高
专业建立的校外实习基地有限,大多实践课程安排在校内或是演示教学,学生不能根据具体工程项目需求独立完成工程设计,缺乏工程应用能力。
二、人才培养模式的构建与实践方法
建筑电气与智能化专业应加大实践学时比例,校企共建实习单位,提高人才工程应用能力,使学生能够满足社会需求,提高就业市场竞争力。
(一)抓好专业师资队伍建设,提高团队素质
建筑电气与智能化专业高度重视师资队伍建设,始终把建设一支高水平师资队伍作为做好实践教学工作的基础和前提。
鼓励本专业教师攻读博士学位,参加注册消防工程师、一级建造师和江苏省建(构)筑特种行业执业资格等行业资格认证考试,鼓励中青年教师积极进行国内和国际学术交流,引进与本专业相关专业教授、博士和高层次人才,提高教师团队整体素质。
强化专业教师的“双师”素质。鼓励本专业教师到南京普天天纪楼宇智能有限公司、南京熊猫电子有限公司和南京消防器材股份有限公司国家级实验室参与企业科技攻关,进一步提高教师工程应用能力和实践教学能力。
聘请建筑电气与智能化领域的知名专家学者通过培训、学术讲座等方式进行教学活动,同时,邀请“建筑智能化工程实践教育中心”的专家进行专业发展及专业实践教育等方面的指导,校企共同建设实验教师队伍,开展实验、实践教学。
形成一支以中青年骨干教师为基础,年龄结构、学缘结构及职称结构合理,专兼结合,校企结合,高学位比例高,爱岗敬业,能满足建筑电气与智能化专业教学的高素质实验教师队伍。
(二)以行业企业岗位能力需求为导向,优化人才培养体系,制订人才培养方案
用人单位和行业专家组成专业指导委员会,参与到专业的人才培养、科学研究与就业指导体系中来。行业专家与企业技术负责人,校企共同确定建筑电气与智能化专业人才培养目标、规格、能力要求;由企业联合学校组建专业工程实践教育中心,校企共同实施人才培养。
专业突出工程应用,整合知识能力体系结构,优化课程体系,注重行业特色,构建由公共基础、专业基础、专业方向、专业拓展课程和工程实践五大模块组成的课程体系,培养专业理论基础和工程应用能力,如下图所示。
(三)基于理论课程学习,加大实践教学课程培养比重,结合工程项目提高学生创新应用能力
加强专业实验室建设,结合实践课程强化学生创新应用能力训练,开展以工程应用能力为根本的实践教学,结合卓越工程师人才培养方案创新应用型人才培养体系,加大实践类环节在总学时中的占比,并形成鲜明的工程技术特色。通过课内实验、课程设计、专业实习、工程实习、顶岗实习、毕业设计、暑期社会实践、社会活动、科研创新及各类竞赛,将实际工程融入课程设计、工程实习中。
通过上述环节,学生已具备工程实践经验和技能,在毕业时,基本能够胜任岗位需要。
(四)广泛建立校外实习基地,产教融合,实行学历教育与工程能力培养相结合
加强与行业主管机构、相关企业产学合作,以学生能力培养为中心,构建能力本位制的培养模式。联合相关企业,针对学生能力培养的需求,广泛建立专业校外实习基地,并共同建设了智能消防系统、智能安全防范系统、楼宇电梯监控系统、暖通空调实训系统、信息化智能小区实训系统、系统集成实训系统等建筑电气与智能化专业所特有的实验实训平台,这些实验实训平台为学生提高工程应用能力,发挥了重要的作用。同时,充分发挥校企合作优势,专业教师和企业技术人员针对具体工程项目联合攻关,让学生参与到项目设计施工中来,以应用能力为核心指导创新应用型人才培养,提高学生工程应用能力。
学生毕业时即拥有从事智能建筑弱电系统工程和光缆认证测试工程师(CFTT)证书,以及安防维保、消防维保等执业资格证书。
三、结论
通过近几年对该专业教学体系的探索和改革,使建筑电气与智能化专业创新型应用人才培养模式的构建得到了完善,学生的创新能力和应用能力逐渐得到增强。从就业后收入水平来看,本专业人才就业薪水平均高于省内非211高校的平均月收入。完善的人才培养模式是创新型人才培养的基础,工程应用能力的培养是应用型本科高校提高社会竞争力,与企业对接的有效途径。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王世斌,郄海霞,余建星,等.高等工程教育改革的理念与实践[J].高等工程教育研究,2011(1).
[2] 靳宏,陈虹,莫岳平.建筑电气与智能化专业卓越工程师培养研究与实践[J].扬州大学学报,2012(12).
关键词:建筑电气工程技术专业;智能建筑;课程体系;构建
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)43-0144-02
建筑电气工程技术专业是计算机技术、通信技术、控制技术与建筑技术相结合而形成的学科。该专业虽起步较晚,但发展非常迅速,它不仅与人们的生活息息相关,同时也是各国经济发展的重要标志。由于该专业所涉及的知识面较宽,因此,各高职院校在本专业的人才培养目标及课程体系设置存在较大差别。为了进一步规范该专业的培养目标与课程体系,根据我院在本专业建设的成果的基础上,总结本专业课程体系构建的基本思路与方法。
一、智能建筑行业人才需求分析
随着时代进步,社会的发展也日新月异。相对于之前陈旧的生活工作理念、规划、建设。现代智能化的生活、工作环境将成为以后社会发展的一个重要走向和必然趋势。随着市面上建筑市场的迅速发展,也必然拉动智能建筑行业人才的需求。智能建筑不仅是我国建筑市场发展的一个较大趋势,还是建筑业中新的“经济增长点”。据调查绝大部分参与工作的人员在上岗之前都没有进行过专业的培训,而是直接上岗就业,这样往往造成工作人员操作水平技术相对较低。在今后发展的10年中,根据市场需求建筑智能化将会继续迅速发展,从业人员将不断增至200万,在建筑智能化高速发展的今天,这个缺口有可能会进一步扩大。
二、建筑电气工程技术专业培养目标
建筑电气工程技术专业是计算机技术、通信技术、控制技术与建筑技术相结合而形成的学科,它所涵盖的知识层面广,想要对所需的知识进行系统的学习,三年的时间明显不够用。因此,对这门学科技术专业的人才培养定位是非常重要的。
1.培养目标。根据教高2006(16)号文件精神,我院建筑电气工程技术专业培养目标为:培养拥护党的基本路线,热爱祖国,适应建筑电气行业建设、管理、服务第一线需要的,德、智、体、美等全面发展,掌握建筑电气工程技术专业的基本理论和知识、技能,具有建筑供配电系统、电气照明系统、建筑电气设备的安装、调试、维护和运行管理、及中小型工程设计等能力的高端技能型人才。
2.专业岗位(群)。在通常对智能建筑行业调研的根本上,构成了我院建筑电气工程技术专业的岗位(群),即建筑电气设备安装与运行;建筑电气系统维护与改造;建筑电气系统工程组织与实施;建筑电气中小型系统设计。
三、建筑电气工程技术专业课程体系构建
1.课程体系构建原则。建筑电气工程是一个交叉综合学科,在实际应用教学中不是够全面,主要包含了通讯、电子、计算机等相关专业。想要在现实中更好地突出学生的实践能力成为技能型的人才,在构建课程时需结合以下几点要求。(1)以能力为主体。主要以能力培养为核心,依据岗位能力分析、参照行业标准或职业资格来设置所学专业课程,并确定课程所学目标,以能力本位作为课程建设的指导思想。(2)以工作任务为导向。以依托相关专业活动为背景,对所学的职业相关情况进行分析和归纳。根据具体的课程内容总结出相适应的教学方法。(3)构建“课证一体化”课程体系。构建建筑电气工程技术专业课程体系的基本思路是,通过引入职业资格标准或企业认证标准,根据不同的岗位、不同等级职业资格证书及企业认证标准的技能培养要求,对应设置相关的专业课程。(4)以开放性和服务性为原则。高职课程开发需要体现开放性和服务性的原则,只有这样才可以使工学结合的教育理念得到充分地发挥。
2.课程体系构建。为满足本专业的人才培养目标,构建了“一个基础+四种能力”的课程体系。(1)职业基础能力的课程开发。为培养学生的职业核心能力,我们参照2007年6月1日全国的《关于颁布职业核心能力培训测评标准(试行的通知)》中职业核心能力体系7个模块,我们根据这些设置了计算机应用基础、高等数学、英语、体育与健康、思想道德与法律基础等课程,这样既满足“职业人”的职业核心能力培养的要求,还丰富了学生学习项目。(2)专业核心能力的课程开发。对于专业核心技术能力培养方面,可以在建筑智能化工程工作过程与内容广泛调研和深入分析的基础之上,主要根据智能建筑行业设有的岗位及其要求以及所具有的相关技术跟管理知识,来确定学习内容,要“以能力为本”设计相关课程教学体系。课程体系链路如图1所示。
既要培养学生的专业素质还要让学生学会自己绘制出建筑电气工程图、分析电路、各仪表的使用方法以及计算机网络组建等能力。这些都是专业基础能力课程的重点;专业核心能力课程需要培养学生对工程的安装、调试以及专业维修等有所了解。专业综合能力课程着重培养学生在工程项目中的综合能力;职业扩展能力课程使得学生全面可持续发展,我们既要丰富学生的知识,还要帮助他们巩固知识。在能力模块的课程教学中,不仅要体现理论与实践的有效结合,还要保证课程体系的科学性与实践性。要做到细化实验、实训、课时、场所等。由此各种实践教学环节能够更好地从校内到校外、单一到整体、有序地过渡,使学生更容易理解所学的课程内容。
四、课程的有效实施保障
1.保障充分的教师人才队伍。现在就职于本专业的老师大部分出身建筑、电气自动化、机电一体化、计算机网络等专业。为了满足现在专业教学需求,应采取“外聘内培”的方式,并与企业共同构建“双师”型团队。首先我们可以聘用企业人员作为兼职教师到学校教学,其次对于学校的专业教师要通过有效渠道进行专业培训学习和实践指导,进而提高专业教师的教学水平能力。
2.保障良好的实践条件。通过加强校内与校外的实践合作条件来保证专业课程的充分有效开展。对于校内实训室的建设来说,要全面考虑到实际操作性,就要与企业一起创建一个基于工程实际、便于操作的实训室。校外实训基地也应参照企业的规模,构建出具有“教学化”功能的紧密型基地,学校和企业签订合作协议,这样双方都能享受到利益,学校通过学习在企业中的实际项目及案例,更好地提高学生专业能力水平。
建筑电气工程技术专业的人才培养过程中,因为新技术新设备层出不穷,所以在提高技术水平的同时要时刻与企业相结合,正确培养应用型技术人才,合理地构建企业、社会需要的新型人才。这就需要学校不断更新教学课程体系以适应社会的需要。培养出可持续发展的新型技能人才。
参考文献:
[1]姜大源,吴全全.德国职业教育学习领域的课程方案研究[J].中国职业技术教育,2007,(2).
[2]蔡长韬,朱维兵,周利平,等.改革人才培养方案优化课程体系结构[J].高等教育研究,2006,(4).
[3]韩承江,刘峥.高职自动化专业职业活动导向教学课程体系的构建[J].职业技术教育,2006,(32).
人才培养模式的制定是关系高等职业院校人才的培养质量。而人才质量又是企业选择学生的关键点。建筑电气工程技术专业的人才在未来很长时间内将是市场紧缺型的,且需求量在逐年呈上升趋势。随着自动化水平的快速发展,国民经济的迅猛增长,智慧城市的兴起,以及智能社区的发展,使得建筑智能化设备得到广泛应用。进而促使企业、行业等用人单位对此专业技术技能人才的需求量不断加大。据中国发展网获知建筑电气工程技术,建筑设备与工程等专业是2001年至2016年建筑企业在整个土建大类中需求量较大的,且在不断大幅上升。建电气工程技术专业在企业紧缺热门专业的排行里一直处于前列,且毕业生就业率均达到稳定且不断上升。在调研中得出,企业对建筑电气工程技术人才的需求与学校自身的发展及社会的发展需求是有机统一的,要求掌握建筑电气基本理论知识和相应的实践操作技能,具有建筑供配电与照明,建筑设备的安装、调试、运行及维护。
二、建筑电气工程技术人才培养模式存在的共性问题
经过对全国各个职业院校该专业人才培养方案的调研与探究,可得出以下共性问题:
(一)专业理论性知识讲授比重多大,技能训练与理论知识讲授未能达到紧密结合。
(二)由于本专业实践操作性强,但很多院校的实训室条件又很差,其中包括设备工位不足,设备落后等,且达不到建筑行业对该专业的要求。
(三)该专业的课程体系设置未能充分体现行业属性、创新性人才培养目标。
三、建筑电气工程技术专业人才培养改革方向
(一)建筑电气专业工程技术人才培养目标和培养规格
1.建筑电气工程技术人才培养目标修改如下本专业培养德、智、体等方面全面发展,具有良好的职业素质,具备电工电子技术、建筑电气控制技术和理论、建筑配电与照明技术等一定范围的工程技术基础和一定的专业知识,面向建筑电气设备行业,从事建筑电气设备的安装、调试、运行与维修工作;适应生产、建设、管理、服务第一线需要的有较强岗位能力,适应现代化建筑小区电气系统安装、检修、运行维护、智能化管理等领域高等技术应用性专门人才。2.岗位适应性、学生综合素质培养要求本专业毕业生面向建筑工程公司、建筑消防工程公司、建筑安装公司、建筑设计公司、物业管理公司等企事业部门,从事电气工程一线的施工员、质量员、安全员、标准员、材料员、机械员、监理员等岗位群。
(二)建筑电气工程技术专业课程设置思路
通过教师进现场学习,教师进课堂互听,教师进企业锻炼等多种手段,扩展思路,积极思索,研究出了一条适合高职院校建筑电气工程技术专业的创新型课程发展道路。在与企业的深入学习锻炼中,针对建筑电气专业的职业岗位,并对其进行具体分析,总结提炼岗位的任务及要求,分析职业岗位的核心能力,确定出一套创新型教学思路。即:“专业基础功专业核心功职业综合功创新创业功”。再在职业素质培养要求的基础上,提炼出公共基础课与素质能力拓展课。课程目标体现专业人才培养目标和规格要求,并为学生可持续发展奠定良好的基础。根据学生职业能力培养的基本发展规律,以现场的真实工作任务要求,实际工作情景和工作过程来确定课堂教学内容,将内容分成若干个教学项目来教授。在课程设置过程中,还应充分考虑每个教学项目的可实施性、可操作性以及岗位能力的循序渐进,争取做到与工作过程相吻合,零距离接轨,切实达到增强学生的职业能力。
(三)建筑电气工程技术专业教学模式建议
高等职业教学意在培养出能够适应企业对人才技术技能需求,若在教学模式中构建出以政府、企业、学校与行业四位共同培养这种架构,即:政府、企业、学校、行业共同育人,利用学校校内实训基地为企业提供办公及教学用地,企业可以为学校提供施工图纸、设备安装等文件,行业为学校提供行业标准,以达到资源共享,培养出企业需要的技能人才。政府、企业、行业、学校三方育人的优势表现在:1.学校向企业输送廉价劳动力,定期或不定期有秩序输送学生去企业学习,实实在在参与到真实的设备安装、维护、调试的工作过程中,使得学生自身的实践技能得到提升,同时使得企业生产成本降低。2.学生在定期或不定期进入现场学习,在这个过程中出现的问题可以随时得到解决,同学也可将在学习课堂上遇到的操作问题带在实际工作中去不断体会最终得到解决,这样其教学效果就会更好。3.专业相关教师在寒暑假可在企业进行连续时间的锻炼,从而使得教师得到了很好的锻炼。4.在与企业的合作过程中,学生的顶岗实习也就融入到工作过程中。到实习时,学校安排学生去学校的电气工作室实习,在企业技术人员和学校专业教师工共指导下,学生顶岗实习的效果更显著。
一、建筑电气与智能化专业实践教学的现状
实践教学环节在建筑电气与智能化专业的教学计划中是必不可少的。然而,各高等学校普遍存在着重视理论教学环节、轻视实践教学环节,对实践教学的重要性、目的性和系统性研宄不够,在实践教学环节的设置上缺乏连续性、科学性。在对学生实践教学环节的考核上照搬照抄理论教学的考核方法,无法有效地评价学生的工程实践能力。甚至存在一些实践教学环节仅仅流于形式,没有实际效果或者实践教学的效果不明显,这不仅影响后续实践教学环节的实施,也影响理论教学的效果,影响学生分析问题和解决问题能力的提高。
部分实验课程教学理念陈旧,基本上针对理论教学的知识性验证,缺少相关课程和相近学科知识间的联系与验证,学生所学知识不连贯,缺乏系统概念;理论教学与实践教学脱节,理论课教师和实践课教师各司其职,缺少沟通;实验教学时间短,没有真正培养学生动手能力,没有调动学生主动性和创造性;实验课程质量监督体系和学生成绩考核机制不健全,导致学生对实验课程不重视;从事实验教学人员大多年轻,实践经验缺乏,实验教学不深入,效果欠佳;缺少学术交流氛围,学生不能及时了解和参与具有明显专业背景的科研项目和工程技术等。针对这些现实问题,建筑电气与智能化专业教育必须转变人才培养观念,创新实践教学管理与操作模式,切实培养学生对知识的系统综合和实际工程能力,以适应社会发展需求。
另外,我国建筑电气与智能化本科教育对实践教学特征的理解存在误区,主要表现在:一是因为强调建筑电气工程学科具有很强的实践性,就片面地理解为,在建筑智能化专业课程教学中,必须把工程实际操作作为主要教学内容和考核内容;二是因为强调建筑智能化教育必须深入实际工程环境,就简单地理解为让学生去某些企业熟悉建筑智能化工作的过程和具体的工程技术处理措施;三是因为强调必需提高学生适应社会需要的能力,而片面认为应把提高学生的实际操作能力作为直接教学目标。对此,我们必须从理论与实践的辩证关系出发,通过对建筑电气实践教学改革的研宄与探索,改变当前建筑智能化实践教学的实施方案,以适应应用型本科学生的教学要求。
二、建筑电气与智能化专业实践教学改革的基本思路和设想
结合多年从事建筑电气专业教学的体会,笔者认为建筑电气与智能化专业在实施实践教学过程中需要从以下几个方面考虑:
(一)构建完善、合理的实践教学体系
我校建筑电气与智能化专业本科以培养“应用型人才”为主要目标,在具备坚实的建筑智能化基本理论教育基础上,必须加强实践教学环节改革,以培养出具有较强动手能力的建筑智能化应用型人才。由于建筑智能化技术是随着现代化建筑的发展而形成的新技术,它集现代通讯技术、现代计算机技术、现代控制技术于一体,是一门综合的行业,学科知识更新快。建筑电气与智能化专业是建筑智能化技术与电气工程技术的融合,毕业生需要既具备建筑智能化专业的实践技能,又具备扎实的专业基础理论知识,才能适应知识的快速更新和现场条件、需求的变化,充分发挥学生自身的潜在能力,更好地适应社会对建筑电气人员的需要。因此,在建筑智能化专业实践教学改革中,一方面要加强专业实践性教学环节,同时不能忽视专业基本理论教学;逐步提高实践性教学环节在整个教学计划中的比重,加强培养实践动手能力,制定出符合建筑智能化‘‘应用型人才”教育要求的教学计划、专业发展规划、相关课程建设计划和专业实践教学计划。
为了实施实践教学,需要建立完整配套的电气智能化专业实践教学体系,实践教学内容应包括实习(包括认识实习、电子工艺实习与毕业实习)、课程实验、课程设计和毕业设计等环节。在实习教学的设置方面,与理论教学一样,各种实践教学环节均要精心编制教学大纲。各种实习都要求学生认真完成规定的实习任务、认真撰写实习报告、完整记录实习内容、仔细分析实习情况、归纳实习心得。
课程设计要强调专业课程的实用性、综合性,注重提高学生分析问题和解决问题的能力,制定相应的指导书和任务书。通过合适选题,锻炼学生全面分析、综合、解决实际问题的能力。开放实验室为学生提供实训条件,为愿意和有能力的同学提供试验平台,从而可以让他们体验成就感,提高学习兴趣与学习积极性。
毕业设计是学生毕业前对四年所学专业知识的概括与总结,要认真抓好毕业设计的选题与审题、设计指导和毕业答辩三个环节,目的是通过毕业设计这个教学环节,培养学生热爱建筑电气智能化专业的思想、严谨求实的工作作风和认真负责的工作态度,进一步培养学生综合运用所学知识进行分析问题与解决问题的能力,使学生受到良好的实际工程训练和一定的科研工作训练。毕业设计要制定相应的指导书和任务书,要抓好全过程监控与考核,强化毕业设计的全过程管理是保证毕业设计教学质量、提高学生实践能力的基础,而毕业设计的考核(答辩)是提高毕业设计的质量、衡量毕业设计水平的重要手段。
(二)加强基本理论课程设置和实践教学课程的结合
建筑电气与智能化专业教学计划所规定的课程中,各课程之间是既相对独立而又紧密结合,基础课的实践教学环节与专业课教学相互呼应。在教学计划的安排上,理论课和实践课的时间应合理分配,让有些课程的教学可在实践中完成。例如:《电子技术》《建筑消防控制系统》等课程,以解决学生对电子元件不认识和对电子设备概貌知识贫乏等问题,以便加深学生对建筑智能化专业相关知识的理解和提高学生的实际动手能力。毕业设计安排在最后,是对前面所学各门课程教学内容的提炼与升华,以体现建筑智能化技术综合能力的培养效果。
建筑智能化学科是一门实践性很强的专业学科,每门专业课程的学习,都要根据该课程的主要内容开设验证性(设计性)实验;为达到良好的实验效果,建立直观的工程印象,应尽量采用相对真实的,或者模拟真实环境的实验装备进行实验,使学生在完成课程实验的过程中,如同置身建筑电气工程实际生产的真实环境,从而达到实验目的,锻炼实践动手能力。同时,进一步完善电气工程综合实验室,扩大综合实验设备规模和涉及面,提升实验水平。建筑智能化专业的所有专业、综合实验室要对学生开放,让学生随时都可以来实验室进行课程实验,实现兴趣制作,以提高实验设备的使用效率。实验教师利用多媒体课件、仿真软件辅助教学,可以直观、形象地介绍建筑电气工程智能化设计、安装、调试、测试与运行的全过程。
(三)加强产学研合作,努力培植完善的校外实习场所
由于建筑电气与智能化专业是一个实践性很强的工程专业,所以利用各种条件与企事业或科研院所共建实验室,签定实习基地、产学研合作协议,联合指导毕业设计可全面提高学生的专业素质和人文素质。加大力度加强产学研合作,努力培植完善的校外实习场所,本着互惠互利原则,实行学校与企业共建,实现实践教学资源合理配置与使用,并努力使实习基地尽可能涵盖有代表性的相关企业。有些实习可以安排参观、考察,也可以是上岗参与专业相关的工作,实习时间一般不长,每学年将安排一次。
另外,可以安排学生到相关企业的技术及施工部门实习,请企业电气工程技术人员讲解有关产品的电气控制原理、设计、安装、调试、运行等相关问题。通过这种组织方式的实习,给学生们制造了身临其境的机会,接触实际工程,可以使学生更好地理解和掌握所学基础理论知识。而且,通过校外实习基地的现场实习,学生有机会到实际工作中演练,使学生在实习过程中增强对建筑电气工程工作的感性认识,提高学生的实践动手能力,提高学生对电气智能化专业技能进行综合运用的能力。同时,通过建立校外实习基地可以建立与企业的合作关系,争取现场生产与技术改造等方面的课题,使学校在社会上得以延伸发展,为企业技术人员、现场操作人员进行培训,提高企业人员的技术素质,从而使学校和企业获得双赢。
(四)加强师资队伍建设
教师是高校教育事业发展的基础和源泉,实践教学的效果与实践教学教师的经验和能力密切相关。普通高校,尤其是应用型本科院校现有教师大多是从学校到学校,没有在企业工作的经历,实践经验不足,理论脱离实际,为此,各高校应与电气工程相关的企业建立联系和交流机制。在不影响教学的前提下,鼓励并组织部分教师到企业、相关研究所等进修,让他们接触、熟悉电气工程实践,积累实践工程经验,提高实践能力,拓宽知识面。同时组织教师到兄弟院校参观学习,交流教学经验,邀请现场专业技术人员来学校讲学;组织有关企业与学校参加学术交流、研讨活动,提供相互学习的平台。在教学实施过程中,教师应有意识地将自己所获得的实践经验与技能传授给学生,以提高学生分析、解决实际问题的能力。
教师的科研工作是教师建立工程实践经验、提高工程设计能力的重要渠道,因此鼓励教师积极争取并完成纵横向科研项目,撰写专业学术论文。通过做项目、写论文,既可以提高教师实践工作能力,又可以提高教师的理论水平和授课水平。同时,鼓励学生积极参加教师的科研项目,在研究工作过程中,拓展知识面,培养兴趣,增长才干。
(五)完善实践教学评价体系,合理设置实践性教学考核方法
实践性教学体系的规范与完善,必然需要运用科学的考评方法,这是实践性教学改革的重点。电气智能化专业实践性教学的环节多,内容丰富,因此,对实践性教学的考核,最好通过答辩与实际现场考核相结合的方法。通过提问、实际操作的检查,可以综合考核学生理论与实践相结合的能力。
三、结语
关键词:CDIO理念;CAD;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)36-0127-02
我校于2011年被人力资源和社会保障部纳入第二批工学一体化课改单位,学校非常重视这项改革,大刀阔斧的进行了教学模式的改革与创新,打破学科性课程体系,在广泛而深入的企业调研和专家访谈基础上,围绕典型工作任务,重新构建课程体系。建筑电气CAD一体化课改中我们引入了CDIO 理念。本文结合CDIO理念,探索电气专业“建筑电气CAD”课程教学方法等相关问题。
一、建筑电气CAD课堂教学中存在的问题
“建筑电气CAD”是技工院校电气专业的一门重要专业平台课程。通过课程学习,旨在使学生掌握CAD 软件的操作,并能应用于建筑工程施工图的识读、修改和绘制,以培养适应建筑工程施工、生产第一线急需的高技能人才。
近几年来,技工院校在教学硬件条件方面得到了前所未有的提高,使得以前在理论课教室上CAD课程、学生上机练习的机会比较少的简单教学模式有了极大改观。但是仍存在以下问题。
1.教材内容实际工程案例较少
现有的大部分CAD制图教材的内容虽然加入了相应的项目练习,但是仍然围绕基本绘图知识展开,没有一个完整的工程实例。章节之间知识点零散缺乏系统性、连贯性,学生学完后对实际工程案例缺乏概念,根本完成不了实际工程图的绘制。
2.教学手段单一
CAD 课程多在多媒体软件实训室授课,教师边演示边讲解、学生边看边思考。这样的教学方法相比以前进步很大,但仍有弊端。一是学生无法进行同步练习,容易丢失学习节奏;教师对学生掌握程度也难以掌控;二是教师需要低头专注于电脑屏幕的演示操作,对学生听课情况和课堂纪律容易忽视;三是教师演示什么学生就练习什么,照葫芦画瓢,教学手段依然带有“填鸭式”色彩,不利于学生进行主动学习和探索学习。
3.无法培养团队精神
CAD课程的学生练习环节往往都是由学生独立完成,学生之间很少讨论,遇到问题就会不假思索的询问老师,学生操作中个体意识强烈,缺乏团队协作精神。
二、CDIO理念的内涵
CDIO是2001年由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等教育机构创立的一种新型工程教育理念和教学应用模式[1]。CDIO 代表“构思”(Conceive)、“设计”(Design)、“实施”(Implement)、“运行”(Operate)。
CDIO 理念内涵是尽可能采接近工程实际的综合性设计项目进行教学,使学生从内容各不相同的工程实践项目中学到的方法和能力是一致的,在教学中把理论与实践有机结合,培养学生创造能力和解决实际问题的综合能力。
三、基于CDIO理念的教学改革
由于传统的教学模式存在诸多弊端,难以满足企业对实践型人才的要求,因此基于对CDIO 理念的理解,教学改革的探索重点是培养学生的工程基础知识、个人绘图能力、人际团队能力和工程应用能力。
1.改革教学方法
(1)实例教学法。在 CDIO理念的启发下,课程初期(约1-2月)不再以“点、直线、圆”等基本指令为纲,而是精选针对性和代表性较强的绘图实例,寓“指令”于“实例”,由浅入深、循序渐进地逐步讲解。然后在实例演示中针对具体的指令操作再进行重点讲解,最后学生结合实例进行上机练习。
值得注意的是,课程初期是围绕“学生能熟练掌握CAD基本指令”的目标开展教学活动,此时学生基础知识薄弱,不宜一步到位采用工程项目教学法。通过实例教学,能够使学生对软件操作有直观感受,激发学习积极性,培养基本的识图、制图的能力和一丝不苟的工作作风,既满足了学以致用的需求,也为下一步的工程项目图绘制打下坚实基础。
(2)工程项目教学法。CDIO 教育模式要求学生基于工程项目的全生命周期进行学习与实践,以项目作为基础知识传授与基本技能掌握的载体[2]。结合“建筑电气CAD”课程目标和特点、以及学生的实际情况,在工学一体化课改中我们提炼出了10个典型项目,它们均来源于工程实际,能将建筑和电气制图相关知识有机的结合起来,具体项目如表1 所示。
10个典型项目均为团队合作项目,置学生于实际的工作环境中,使其能切身体会项目图从构思、设计到绘制、修改的完整过程,学生在项目进行过程中学习探索、综合应用知识,锻炼团队精神、学习基本项目组织、管理,培养CDIO能力[3]。
需要注意的是,实际工程项目必然是“大而全”,包含了全部知识点,如果直接拿来就用于课程教学,教学目标极容易“跑焦”,学生也会一头雾水,无从下手。因此,教师必须结合课程要求和学生实际对项目图进行提炼加工,围绕教学目标和课程重点对项目图进行改造,比如项目5“绘制独立别墅电气照明工程图”,教师授课前就需要对项目图的建筑平面图部分进行淡化处理,突出照明设备、开关、配电箱和接线,这样教学目标就一目了然。
2.改革教学模式
为了推行CDIO教学模式,课程的整个实施过程都在多媒体软件实训室进行,保证学生人手一台电脑,课程4 节连排,软硬件环境的具备为真正实现了CDIO教学提供了有力支撑。
将班级学生进行分组(3~4 人为一组),每组学生的电脑围成一圈,每组一个小组长,由小组长统筹安排成员具体工作任务。教师要求学生在规定的时间段内合作完成相应的项目,其具体实施过程如图1所示[4]。
任务描述阶段(C):任务描述阶段是项目开始的第一步,教师首先讲解基本知识,将项目的任务、问题与知识导入,让学生明确本项目要完成的任务。
任务讨论阶段(D):学生接到项目任务书后,自学完成该项目任务需要的知识和技能。在小组长的带领下,独立分析或小组研讨项目的构思、设计和实施路径。
任务实施阶段(I):学生按照设计方案、工程规范完成项目任务。学生在实践中必然遇到很多问题,此时教师再分组对学生进行辅导,完成知识的深化和拓展。
总结评价阶段(O):项目基本完成后组内先对图纸进行总结评价,发现错误或不足,进一步完善,最后由教师评价项目成绩。
教学过程中,教师要做好“工程监理”角色,小组长做好“项目负责人”角色,小组成员做好“工程技术人员”角色。通过职责分配,使学生熟悉并深入到工程环境中,培养其解决实际问题的能力。同时让学生在不断地碰撞和沟通中学会相互支持,共同进步。真正实现“在实践中学习、在学习中实践”。
3.改革考核模式
建筑电气CAD课程以过程化考核取代期末考试,成绩采用百分制。每个工程项目设计具体量化评价指标,所得总分按10%折算计入期末成绩。项目二“绘制建筑平面图”成绩构成如表2 所示。
表2 项目二“绘制建筑平面图”成绩构成一览表
内容 要求 单项分数 实际成绩
设置绘图环境 设置绘图界限、图幅等 5
设置图层 准确设置、使用图层 10
绘制水平和垂直轴线 直线、偏移、阵列等指令使用正确 15
绘制墙体 两层多线使用正确,可使用多种方法打开墙体 20
绘制门窗 墙体开口正确,熟练使用多线、圆弧等指令绘制门窗 15
绘制楼梯 楼梯台阶和扶手绘正确 10
文字标注 文字字体、大小、颜色等设置正确 10
尺寸标注 尺寸数字设置正确,尺寸标注大小合适 15
学习态度 学习的积极性、主动性、团队意识、创新意识 10
考核模式以10个工程项目成绩为抓手,能促使学生重视每个教学环节,有效的调动了学生在整个课程学习中的积极性,避免了突击应付考试的现象,从而显著提升了教学效果。
四、教学改革的实施效果
建筑电气CAD课程改革我们实施了2年,在摸索中不断完善,得到学生的普遍欢迎,取得了良好的教学效果,主要体现在以下几方面。
1.课堂活跃度大大增加。课堂不再是传统的“你教我学”、枯燥的临摹绘图,开放性的课堂使学生成为主角。学生主动参与的热情非常高,当其设计思路得到认可、工程项目图通过验收后,学生会对自己的成果感到非常自豪。
2.通过真实的工程项目练习,缩短了学生与实际工程的距离,提高了学生分析和解决实际问题的能力。
3.增强了学生的就业自信心。许多学生不再觉得工程项目高不可攀,发现“所学即所用”后内心产生了强烈的自信心,为日后应聘较高层次的工作岗位打下坚实基础。
五、结语
本文以CDIO理念为指导,探索了建筑电气CAD一体化课程改革,旨在提升学生解决实际问题和团队协作能力,提升教学效果,从而满足企业工作现场对高技能人才的需求。实践证明这种教学改革仍然面临不少问题,例如典型项目的提取、工程项目图的加工绝非一朝一夕之功,亟待深化完善。同时,开放性课堂使得教师对教学进度的掌握也变得困难,需要教师和学生的不断磨合调整。这些问题的存在也是下一步深化课程改革的动力所在。
参考文献:
[1]王硕旺,洪成文.CDIO:美国麻省理工学院工程教育的经典模式――基于对课程大纲的解读[J].理工高教研究,2009,28(4):116-119.
[2]顾佩华,沈奋民,李升平.从CDIO到EIP-CDIO――汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究,2008,(1).
建筑设备是房屋建筑不可缺少的组成部分,包括给排水、供热、通风空调、燃气、供电等设备系统,随着经济的发展和人们生活水平的提高,建筑设备在建筑中的地位越来越重要,其投资已占建筑总造价的20%~35%[1]。为培养建筑设备工程技术人才,在建筑工程技术、建筑工程管理等专业中开设了《建筑设备工程》课程,课程内容包括建筑给水排水工程、供暖工程、通风与空气调节工程、建筑电气工程、建筑智能化工程等,是一门理论和实践密切结合的专业课程。
1 课程现状
在传统的教学模式下,课程设置知识点零散,教师对教学重难点难以透彻讲解,学生对知识一知半解;教师注重知识的传授,忽略职业能力的培养;学生被动接受知识,对学习缺少积极性和主动性,学习效率低下,学习效果不理想,缺乏实践机会和操作经验,学习过程脱离工程实际。为提高教学质量,培养技术、技能型人才,学校及教师也采取了很多的方法,如使用设备教学模型、校内实训设备实操,校外实训基地实训,这些方法一定程度上增强的学生的学习兴趣,提高了教学效果,但因为设备数量有限、场地和时间限制、实操考核标准无法统计分析来支持教学等原因,教学效果有待进一步提到。
2 课程改革
为进一步提高学生的学习积极性和主动性,增强学生的动手能力,提高教学质量,并在学习过程中培养团队合作能力、自我管理能力、创新能力、应急处理能力等社会能力与方法能力,借鉴CDIO教育模式[2]的理念,我们从以下四个方面进行了综合改革:一是,重构教学内容,优化教学设计;二是,采用以项目引领、任务驱动为主,其他多种方法综合运用的教学方法;三是,采用三维虚拟教学进行沉浸式教学;四是采用赏识教育,自强故事分享,最美新闻人感悟等形式进行品格教育。
2.1 重构教学内容,优化教学设计
教学内容的选择和优化是教学改革的第一步。我们依据“分专业建立学习项目,分任务完成项目”的原则重构了课程的教学内容,将离散孤立的知识点进行充分融合,创建不同的学习项目,围绕项目设计若干开放性的任务,依据实际工作过程组织教学[3]。重构后的内容包括建筑给排水工程、采暖工程、通风空调工程、建筑电气工程基础、建筑电气工程、建筑智能化工程、建筑设备安装及施工工艺三维虚拟仿真7个项目。每个项目包括若干任务,如项目建筑给排水工程包括建筑给水系统、建筑排水系统、室内消防给水系统、建筑给排水施工图组成及识读方法三个任务;项目建筑电气工程基础包括建筑电气基础、电线电缆、建筑电气配线施工工艺、电缆敷设施工工艺、建筑电气工程施工图组成及识读方法五个任务等。
在每个任务中我们包括了四个内容――以问题形式出现的任务导入、以理论讲解形式出现的任务引领、以师生共同进行的任务实施、以学生为主完成的任务拓展。任务拓展部分设计成了两个内容--知识和技能。知识部分主要是巩固课堂所学理论,并进行资料查阅等的训练。技能部分主要以团队形式或者个人独立完成一些识图、实训操作等训练为主。在任务导入阶段学生可以思考、探讨,从而进入学习状态,之后教师讲解完成任务相关的理论知识,然后师生共同以互动的方式解决任务,最后通过任务拓展部分完成理论知识的复习巩固、知识拓展以及实践操作的训练。内容重构后的优点是在整个教学过程中是以培养学生的实际工程能力为核心,以教师为主导,以学生为主体,学生全过程主动积极参与,从而提高教学效果。经过实践,这样的教学内容设计在培养学生综合能力方面是有效的。
2.2 任务驱动为主,多种教学方法并用
在内容选取和编排上我们主要以项目为引领,以项目下任务实施为驱动进行教学组织,这种项目引领,任务驱动的教学方法能够调动学生的学习积极性,从而发挥学生教学过程中的主体作用,增强学生参与意识,提高学习效率[4]。
在具体的方法选取上,我们还注重多种教学方法并用,从而提高教学效果。如在讲述计算机网络的功能这一内容的时候,使用头脑风暴法,让同学们细数上网干什么,然后教师进行归纳总结,学生在这一过程中参与度很高。再如在讲述安全防范工程作用这一内容的时候,使用案例教学法,教师选择安防保卫的具体案例进行教学引入,从而提高学生兴趣。再比如讲解任一工程时可以借助建筑实体模型及学校中的建筑物,使用现场教学法,让学生在工程现场进行参观,教师进行讲解。综合运用多种教学方法可以提高学生的参与度,提高学生的积极性,发挥学生在教学中的主体地位,最终提高学习效率。
2.3 采用三维虚拟仿真技术,进行沉浸式教学
“实物仿真教学”虽然可以在一定程度上提高学生的学习积极性,但因时间、场地及设备数量等的限制,在具体的教学实施中的作用有限。使用三维仿真技术可以真正的实现以学生为中心,从而使教学过程转教为学。三维虚拟仿真具有三大特性:沉浸性――具有以假乱真的存在技术;交互性――可以实现人机交流;构想性――可以根据需要开发不同的信息环境。利用三维虚拟仿真教学,学生以完成一个具体的任务为总目标,根据工艺流程,选取相关材料和设备进行工作,在教学软件的提示下,依次完成目标。三维虚拟仿真教学可以真实的再现施工现场,实现逼真的施工流程及工艺细节再现;也可以做到无限循环,每个环节都可以反复操作;还可以对学生的学习过程进行实时考核,也能对信息进行统计分析。这种方法在提高学生技能,增强学生操作环节,提高学习兴趣等方面有非常大的优势。
2.4 课堂教学中的教育行为,促使品格养成。
学生在课堂教学过程中集中注意力的时间大约是25分钟左右,之后就会出现注意力分散、不认真听讲等情形。根据这一规律,我们在课堂教学中利用5-8分钟左右的时间进行品格教育。常用的方法是赏识教育法,自强故事分享,最美新闻人评论。赏识教育过程分成两个阶段――第一阶段是自我赏识,第二阶段是同桌、室友或者好朋友从各个角度赏识他,通过赏识教育,发现并表扬学生的优点,从而提高学生的自信心。自强故事分享就是某同学讲述假期或周末做兼职赚钱的故事,通过故事分享增强同学们的自立自强意识。最美新闻人评论就是评论电台、电视、网络上平凡的人做出的不平凡事迹,使同学们得到精神上的感化,进而提升品格。综合运用以上方法,除进行品格培养之外,还可以活跃课堂气氛,锻炼同学的语言表达能力。(下转第49页)
[关键词]建筑设备工程技术;专业建设;课程体系;能力培养
[中图分类号]G420[文献标识码]A [文章编号]
一、建筑设备工程技术专业建设存在的主要问题
当前高职建筑设备工程技术专业人才培养中还存在着目标定位不准确的问题,对人才培养的目标没有科学的界定。因此,科学、准确地定位人才培养的目标和思路是解决高职高专人才培养瓶颈的首要问题。高职院校属于培养高等技能应用型人才的高校,学生的培养目标、知识结构、培养模式等与本科高校存在明显区别。在人才培养模式的构建中既要注重培养学生与高等教育相适应的知识、能力和素质,更要突出职业教育的特点,以就业为导向,以取得职业认证为毕业考核条件,以培养职业化能力为核心,并通过创新培养方式来实现人才培养目标[1]。
二、专业建设的思路
建筑设备工程技术专业是笔者所在学院2011年开始招生的新专业,本专业主要是针对建筑行业快速发展而建筑设备工程技术专业人才严重不足的情况而设置的。本专业毕业生就业面向建筑业的给水排水、暖通空调、建筑电气方向,具体的就业岗位包括建筑设备安装施工员、造价员、质检员、安全员、材料员、资料员、设计助理、设备运行管理员等,毕业生工作单位主要是建筑设备施工企业、建筑施工企业、建设单位、监理公司、建筑设计院、市政管网归属公司(如燃气公司、热力公司等)和物业管理公司等,毕业生可获得的岗位资格证书包括设备安装施工员证、造价员证、质检员证、安全员证、材料员证、资料员证、测量员证等。根据以上专业定位的需要,提出本专业建设的思路。
(一)专业建设的整体思路
建筑设备工程技术专业建设培养的是面向建筑设备安装工程生产第一线的精通建筑设备工程技术又懂管理的高等技术应用性人才。本专业建设的整体思路可以确定为以建筑设备工程技术应用能力培养为基础和重点,以建筑设备工程施工管理能力培养为必要条件和拓展方向,突出专业实践能力的培养并将其作为专业建设的核心和特色,以建筑设备安装工程设计能力作为人才培养的有益补充,专业建设的关键是课程建设及其优化整合。
(二)专业建设的核心
建筑设备工程技术专业培养的是建筑设备水暖通和建筑电气方向的高等技术应用性人才,本专业毕业生应具备较强的相关专业领域就业竞争力、相应的择业适应性和灵活性以及未来良好的职业发展能力。专业实践能力的培养是专业建设的核心,也是毕业生就业竞争力的可靠保证,这主要体现在以下几方面:
第一,深入调查,及时了解建设行业、企业对本专业人才的需求情况,有针对性地优化调整本专业的课程设置。突出以实际工程为背景的专业实践能力的培养训练,构建以项目导向、工作过程为教学组织特色的课程体系。通过开设建筑给排水、暖通空调、建筑电气等方向的理论与实践课程,使本专业毕业生达到理解与掌握专业知识,具备良好的专业实践能力,适应本专业就业所面向的复杂工程环境和社会环境。
第二,主要能力与辅助能力紧密结合,要突出主要能力的培养。本专业是高等技术应用性专业,毕业生的主要能力定位于建筑设备安装施工技术与管理,这是就业的主要渠道,而辅助能力包括建筑设备工程施工图设计助理以及建筑设备系统运行管理。这两种能力需要紧密结合,突出主要能力的培养,使毕业生成为建筑设备安装行业、企业稀缺的高素质专业技术人才。
第三,强化本专业实际应用能力的动手训练。把校内实训基地建设成能够体现教学与实践一体化的教学平台,通过与企业合作,扩大校外实习基地规模,为学生在企业顶岗实习与就业提供平台。在校期间完成建筑给排水工程、供热工程以及建筑电气课程设计,依据真实工程背景完成建筑工程测量实训和建筑设备施工技术综合实训,具备符合就业需要的上手操作能力和实际工作能力,实现教学与就业的零距离对接。
第四,推行双证书制度。强化学生职业能力的培养,实行课程设置与建筑业职业岗位资格证书要求相结合,资格证书与职业岗位相一致,使毕业生适应职业岗位标准要求。在专业教学改革中,合理设置理论课程和实训项目,使学历教育和职业技能教育相融通。在正常专业教学的同时,能够完成或基本完成职业培训任务,达到职业技能鉴定规范基本要求,做到专业教学与职业技能鉴定培训的真正互相沟通衔接。学生在毕业时不仅获得大专文凭,同时获得相应职业技能证书,参加工作后能通过考试取得建筑设备专业贰级建造师及以上执业资格证书,从而为就业和职业发展创造有利条件。
第五,强化专业适应能力。本专业毕业生就业范围很广,可在建筑业企业第一线从事建筑设备安装工程施工技术与管理工作,可在建设单位及监理公司从事建筑设备水暖通以及建筑电气方面的监督管理工作,可在建筑设计院从事建筑设备安装工程设计助理工作,还可以在市政管网归属公司以及物业公司等单位从事设备系统运行管理工作。毕业生应具有较为扎实的专业理论基础和较强专业实践能力,强化专业适应能力,就会不断地拓宽就业范围。
三、课程体系建设的思路
本专业强调的是建筑设备工程技术的应用性,在课程体系建设过程中以模块化为基本结构,以专业岗位群所需职业能力为框架,以学生获得职业行动能力和职业生涯可持续发展为目标,以典型工作任务、工作过程为线索,确定课程结构,以专业核心技能和新技术为主线,优化课程内容,构建理论教学与实践教学相结合的课程体系。按照公共学习领域、专业学习领域和拓展学习领域三个模块进行模块化设计,形成以职业岗位和职业能力需要为根本的专业课程体系。这一课程体系体现出理论与实践教学、素质教育与专业技术教育的相互融合,能够实现教、学、做一体化的教学效果,重点培养学生的实际动手能力,突出了人才培养的专业技术应用能力。
(一)课程体系建设应以职业岗位需求为依据
根据建筑设备安装行业技术领域和职业岗位的任职要求,参考建筑设备安装工程施工员、质检员、安全员、资料员的职业资格标准和学生实际,制定突出能力培养,适应企业岗位实际需要的课程体系。结合实际施工过程,建立符合行业岗位群需要的理论与实践相结合的课程体系。
(二)课程体系建设的实施方法
1、培养目标和课程体系要保持一致
在本专业的培养目标中,应明确专业知识和操作技能,明确就业岗位群。在课程体系中要规定各门课程的界限,避免出现知识介绍的漏洞和重复。教学时要根据课程容量确定,重点突出对学生专业能力的培养,将建筑设备安装行业企业对人才的需求和建议充分体现,从而使毕业生的专业实践能力满足就业岗位的需求。
2、课程体系符合职业能力需要的广度和深度应进一步加强
满足职业能力的需要是本专业课程体系建设的任务。相关课程应以职业岗位课程为切入点进行教学改革,以建筑设备工程工作任务为载体,通过岗位工作过程与教学过程分析,完成专业知识的解构与重构。以岗位能力培养为中心,突出应用知识的针对性,确定课程教学内容。加强岗位技能训练,突出学生施工过程要素控制、验收环节质量控制、工序交接进程控制的能力培养,形成以任务驱动、工作过程导向的课程开发思路,实现基于工作过程进行工学结合课程开发与构建的有效途径。还要针对专业核心课程逐步开展精品课建设,从而提升课程建设的质量和影响力,以此来推动教材建设水平、专业教师队伍的整体素质和学生专业核心能力的提高。
3、优化实践教学,突出专业实践能力的培养[2]
专业实践能力培养是专业建设中的核心问题,实践教学是培养学生专业动手能力的主要途径。在实践教学课程的建设方面,应考虑以下内容:
1)专业实践教学
专业实践教学应与理论教学相辅相成,形成人才培养突出实践能力培养的特点。实践教学应保持教学内容与实际工作内容的一致性、实训项目与岗位工作任务的一致性,提高学生质量意识、建筑节能意识和涉外工程能力,突出职业化、实用性和针对性。实践教学过程还应与产学研合作教育相结合,建立相对稳定的校内外实践教学基地,采取专兼职教师相结合,做好实践教学基础建设工作。另外还要努力开展订单式培养和工学交替等教学模式的探索与应用,进一步提高学生的专业实践能力。
2)暑假生产实习
由于高职教育的特点,需要毕业生具有较强的专业实践能力。分别利用好大一和大二课程结束后的暑假进行认识与生产性实习对提升学生实践能力具有十分重要的意义。通过指导教师的统一安排和指导,由学生在假期内自主联系实习单位并自主实习,对学生综合素质与实践能力的培养具有较好的促进作用。
3)毕业设计的指导方法
毕业设计是使学生真正利用所学开展实质性工作的极好手段。由于学生的毕业设计主要是在校外完成,教师对学生毕业设计的指导方法就显得非常重要。笔者所在学院采用毕业设计管理系统进行过程管理,教师除利用系统进行各阶段文档内容评阅外,还采用电子邮箱、飞信和电话联系等多种方式与学生进行沟通,帮助学生选题并掌握毕业设计的基本方法。在毕业设计指导过程中,指导教师一般采用远程交流、指导与控制,因此要求学生在实习现场也要明确现场的指导教师。通过采用双导师制,并以现场指导教师为主进行毕业设计,极大地促进了学生专业实践能力的提高,为学生毕业后的就业与发展提供了保障。
4)搞好学生课外学习实践活动
组织学生开展各种形式的科技小组活动,参加科技竞赛,参加岗位培训,获取相应证书。邀请专家为学生做专题报告,了解前沿科技动态,启迪人生价值追求,拓展思维,激发创新意识。引导学生广泛参与专业生产实践活动,以组织课外专业领域科技竞赛等手段,促进学生开展创新与科研活动效果。这些方法可以增强学生的动手能力,提高学生的科技创新能力,对学生技能素养有效提高提供了良好的平台。
4、加强校企合作共建实训基地的过程中企业的参与力度[3]
按照“共建、共享、共赢”的原则,加强校企合作共建生产性实训基地的建设模式,专业核心技能的训练项目都有对应的生产性实训基地,同时在现有实训基地基础上改造、扩建、新建实训基地。主动邀请建筑设备安装行业企业的专家参与本专业建设,发挥他们对本专业课程体系建设的宏观指导作用。
四、专业实践能力培养的实现过程
本专业学生专业实践能力培养分为三个阶段:第一、二阶段以真实工作过程和工作环境的单项实训、综合实训来培养学生的职业能力,第三阶段通过顶岗实习的教学环节,达到毕业后能上岗的目的。学生专业实践能力的培养需要优质的实践教学硬件和软件条件,学校和企业共同设计开发与职业岗位相适应的实践教学体系,通过与产业对接,以校企共建的方式创新校内外实训基地,通过“校企合作、专兼结合”的原则,建设具有双师型、双师结构的优秀教学团队。在此基础上,本专业学生实践能力的培养就会得到可靠保证,人才培养水平将会不断提升,更加满足学生就业和职业发展的需要。
Research on Specialty Construction of the Building Equipment Engineering Technology in Higher Vocational Education
Lin Li
( Hebei Vocational & Technical College of Building Materials, Hebei Qinhuangdao 066004)
Abstract: In this article, according to the existing specialty construction problems of the buiding equipment engineering technology in higher vocational education, put forward the overall thoughts of the specialty construction.making clear the implementational method of the curriculum system construction though expatiating on the construction conception of specialized course system, finally analyzed and summed up realization process of the practical ability training.
Key words: building equipment engineering technology; specialty construction; curriculum system; capacity training
参考文献:
[1] 吴云祥.高职高专建筑设备专业人才培养体系建设的研究[J].职教论坛,2010(6):48-50
[2] 新疆建设职业技术学院.高职建筑设备工程技术专业实践性教学体系构建[J].中国建设教育,2010(11-12):14-17
关键词:建筑设备自动化;暖通空调系统;课程建设
中图分类号:TP29 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)23-0112-02
“建筑设备自动化”(BAS)是郑州轻工业学院建筑电气与智能化、建筑环境等专业的专业课程,课程涵盖建筑安装工程的水、电、暖通空调、消防安防、照明控制、智能化系统等大部分专业设备的检测、控制、连锁保护等自动化监控技术和方法。课程内容范围广,信息量大,设备种类多、控制方式复杂。通过课程学习,学生可以了解掌握上述系统的基本概念与自动化监测、控制及安装施工方法,熟悉建筑设备的智能化控制技术和控制策略,了解或熟悉BAS系统中传感器的选型、设备安装技术与安装方法、控制器的组成和智能控制技术的应用、控制策略和调节方法,执行机构的类型、作用和控制原理,为学生从事建筑安装工程控制系统的研究、设计、安装施工及监理打下基础。笔者从事多年该课程教学和科研工作,下面对该课程建设进行探讨。
一、教学体系建设
1.抓好与前序课程的衔接
“建筑设备自动化”中讲述的主要内容是对建筑内安装的各种设备进行监测控制,课程涉及传感器技术、控制理论与控制技术、电子技术、暖通空调技术、热力学、现场总线技术、DDC(直接数字控制)、PLC(可编程控制)和单片机控制技术、工程安装工程施工技术以及金属材料、机械加工知识。在课程讲授过程中,前序课程知识会贯穿到教学始终,因此,学生学好前序课程十分重要。比如:传感器技术要学好传感器的种类、测量范围和安装方法;控制技术要使用PID等调节控制技术、串级控制方法等;电气系统的监测控制就要具有供配电系统的继电保护及各电量的测量、控制、保护知识,暖通空调和给排水系统的监控要用到热力学、流体力学等。此外,电子技术、总线技术、建筑设备安装施工技术(含传感器、控制器、执行器等)、编程技术等专业知识也是课程中要涉及应用的。因此,在学生进行入校专业介绍时,要对学生灌输相关的知识信息,使学生重视课程体系的连续性。
2.与学生就业的衔接
本课程讲解了水电暖通和各类智能化(弱电)系统的监测、控制、连锁及控制系统的组成、控制策略及施工组织与技术,实验室购买和自制了相应的实验设备,学生的认识实习和专业见习,也参观观摩了实际设备的运行和监控情况,使学生对建筑设备控制系统的设计、编程、施工、运行管理不再陌生,对建筑设备节能、智能控制方法及相关实际控制模块和组态软件有一定了解。在以后工作中,不论采用何种控制技术厂家的控制模块,其课程中学习的基本控制思想、控制方法都可以应用到其系统中去,从而很快地融入实质性工作,对学生毕业后得到社会的认可有很大帮助。
3.与先进控制技术的衔接
暖通空调、电气控制、弱电控制与组网技术等都随着时代的进步而不断发展,特别是控制技术、控制策略和控制设备,发展速度更是居于各学科的发展前沿,有很多新技术和设备可以应用到控制系统中去,如现场总线技术、网络技术、视频技术、无线传感和控制技术、模块化控制单元、组态软件、直接数字控制技术等,在建筑设备控制中发挥越来越大的作用。课程通过对这些技术在建筑设备中的应用情况的介绍和部分技术在实际实验过程中的应用,使学生熟悉了解较为前沿的应用技术。
二、教学方法实施
1.实物、图纸(片)、参观、演示相结合
“建筑设备自动化”课程实践性强,涉及的大型设备种类多、系统复杂,比如HVAC系统的冷热源(制冷机组和锅炉、换热器等)、冷冻水、冷却水及其补水、新风机组、全空气空调系统的末端装置;电力系统的设备工作状态、开关的状态、电流电压值、功率因数及照明的时间控制方法;消防的检测与联动、安防设备监视系统;电梯工作状态监测,以及其他弱电系统监控。对小型设备的测量控制可以购买或自制实验装置;对于大型设备,由于教学条件和实际实验室条件的限制,一般难以建立与实际相符合的大型实验中心来容纳大量的系统设备。因此,对系统整体上的理解就必须通过参观实际现场并在课件中加入图纸、图片、动画或者通过设备的实物展示进行演示与观摩。在教学组织过程中,需要查阅各种设备资料,在多媒体教学课件中引用大量图纸、图片说明设备的外形、型号、规格、使用情况,以及在实际工程中的应用,并通过案例说明其系统组成和测试、使用方法。
郑州轻工业学院建筑电气与智能化专业设立以来购置了多台套HVAC系统监控系统、电力设备与照明监测控制系统、消防、安防系统的监测等实验实训设备,通过这些系统的模拟运行使学生对实际的BAS控制设备有比较深入的了解,配合校外实际场地中的认识实习,使得BAS讲述的知识和实际设备建立认识上的联系,并且通过观摩设备及控制系统的运行情况深入了解和剖析现场控制系统的实际运行情况及各控制系统存在的优缺点。
比如:在课件中加入了各专业的实际施工图纸,对系统的设备布局、管道配置、线路走向、线路选型与智能化控制方法、施工方法、工程预算进行实物讲解,提高了学生的学习兴趣,使学生从感性上充分了解实际系统的组成和图纸中设备、设施的设计方法。
2.对典型的BAS总线系统和典型的控制厂商的控制模块及组态软件进行介绍
建筑设备自动化与现场总线技术结合紧密,目前主要的建筑方面的现场总线技术包括BACNET、Lonworks等,实验设备中采用了部分总线技术,也应用了一些厂家如力控的组态软件。
BAS的控制设备可以是DDC控制、PLC控制或单片机控制。在BAS中一般以DDC控制为主进行介绍,但是,在一般实际控制场合,PLC和单片机系统应用却更加广泛。因此,在讲授课程和进行实验实训的过程中,要求学生复习前序的PLC控制,以及在实验实训过程中对常用的DDC和PLC器件进行适度介绍,并购置单独的DDC实验装置进行模拟试验,以便和实际控制系统接轨。
几本比较典型的教材中对设备的程序控制涉及较少,而这又是对设备自动化有深入理解的关键,因此,需要加入一些程序设计方面的知识介绍。
三、实验体系建设
1.HVAC(暖通空调)系统实验设备的设置
暖通空调系统的实验设备比较多,国内很多厂商都推出了自己的实验设备,比如杭州、北京、华中、东北等一些学校和企业。这些实验设备通过对暖通空调系统的模拟,让学生对暖通空调的控制方法有一定了解。但是,实验设备规格型号较小,不能模拟实际空调的实际运行情况,实际工程中的一些设备不能安装,比如大多数的设备安装有模拟蝶阀(新风、回风、排风用)、过滤器、盘管(冷冻水)、风机等,但这些模拟设备与实际设备差别很大,运行效果和实际设备基本不吻合,只能给学生提供概念上的感性认识。其他空调常用设备,如静压箱、消音器、实际的弯头、三通、四通等无法在系统中体现出来,验证不了空调系统的实际运行效果,达不到空调系统对气流组织、温度场分布等要求的技术效果,控制系统也显得简陋。因此,如果利用实验室的场地条件安装比较成套的实际空调系统,对学生了解实际工程情况、开展建筑节能技术研究和验证是很有用处的。
我专业已经将在实验室安装实际空调系统提出方案并进行了预算。将相邻的几个实验室组成一个小型空调系统,安装实际工程使用的空调设备,组成和工程实际相符合的实际通风、供冷供热冷热水系统(模拟两管制、三管制、四管制系统),安装与工程实际一样的检测控制设备,让学生通过检测实际的空调运行参数,根据参数选择监控方式,以期锻炼学生处理实际工程能力,为其就业打下基础。
我们在现有的电力配电、弱电(消防、安防、综合布线)、暖通空调实验室之间安装小型空调系统,在三个实验室分别布置风机盘管、空调机组、VAV变风量末端系统,通过风道、水管连接形成比较符合实际的空调系统。冷源采用小型冷水机组,热源采用热水器和小型板换,通过转换开关构成两管制系统。冷冻水、冷却水系统也有相关的小型设备,既可以让学生对系统有直观了解,也可以结合课程讲授的内容进行控制策略的验证,还可以为教师和学生的科研提供实际的系统支持。
2.水循环模拟系统的设置及验证
我们将消防给水系统和生活给水系统结合起来,模拟实际的高位水箱给水系统、压力给水系统和二级泵给水系统。通过测量流量、压力、温度等参数,让学生利用实际控制模块制定控制策略模拟系统的运行,达到理论联系实际的效果。
四、智能化算法与技术的应用研究
本专业名称为建筑电气与智能化。智能化是重要的教学环节。因此,在教学过程中和课后学生自习时,让其阅读相关课外知识,以期提高其就业竞争力。
比如,我们通过组织学生参加全国大学生节能减排大赛,在做系统方案时适当介绍AHP算法、shaply值法、topsis方法、粒子群算法等在控制方面的应用,将参数对实际控制结果的情况进行分析,综合考虑各方面权重对控制效果的影响,在制订HVAC和水系统控制策略时综合考虑温度、流量、压力、风速、管道附件对系统的影响权重,达到系统优化控制的目的。