建筑供配電與照明課程教學(xué)改革內(nèi)容
時間:2022-06-21 02:44:26
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[摘要]為培養(yǎng)符合建筑設(shè)計行業(yè)要求的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、綜合型新工科人才,綜合分析建筑供配電與照明課程教學(xué)中存在的問題,探索構(gòu)建了“一路線,二并重、三結(jié)合”的遞進式課程教學(xué)體系。以工程項目驅(qū)動學(xué)生主動學(xué)習(xí),重組理論教學(xué)與實踐教學(xué)結(jié)構(gòu),優(yōu)化“供配電系統(tǒng)”、“照明系統(tǒng)”和“防雷接地系統(tǒng)”的教學(xué)內(nèi)容。并從考核權(quán)重分配、考核點設(shè)置、評價指標細化等方面,完善課程考核評價機制,加強過程評價,保證有效評價效果。
[關(guān)鍵詞]建筑供配電與照明;工程項目;課程建設(shè)
在新技術(shù)背景下,當今社會對工程技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的挑戰(zhàn)。建筑電氣與智能化專業(yè)是我校緊密結(jié)合安徽省地方經(jīng)濟需求,培養(yǎng)地方急需的專業(yè)人才,依托電氣工程與自動化、建筑學(xué)等專業(yè),通過與行業(yè)企業(yè)合作,經(jīng)過學(xué)校學(xué)科專業(yè)的優(yōu)化調(diào)整,于2015年獲批建設(shè)的新專業(yè)。作為一個新興專業(yè),需要培養(yǎng)的是工程設(shè)計能力強、創(chuàng)新能力強、實踐能力強的高素質(zhì)“新工科”人才[1]。
1.課程教學(xué)存在的問題
《建筑供配電與照明》是建筑電氣與智能化專業(yè)一門非常重要的專業(yè)核心課程,同時又是其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)課程,在本專業(yè)課程體系中起著承上啟下的重要作用。該課程經(jīng)過三屆的教學(xué)實踐,基本形成了成形的教學(xué)大綱和考核體系,建立了簡單的實驗條件。但是,在教學(xué)過程中還存在著很多不足[2]。
1.1教學(xué)內(nèi)容與工程實踐差距明顯
通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握供配電系統(tǒng)與照明系統(tǒng)的設(shè)計方法,為同學(xué)畢業(yè)后從事建筑設(shè)計行業(yè)做準備。但實際工程項目中系統(tǒng)龐大復(fù)雜,從業(yè)人員一般需要合作完成整個施工圖。而教學(xué)過程中,則是以概念介紹、原理分析為主,從基礎(chǔ)到綜合,從局部到整體,學(xué)生對實際工程項目設(shè)計過程缺乏邏輯性、系統(tǒng)性。涉及一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)教學(xué)時,又均以系統(tǒng)簡圖為學(xué)生講解。學(xué)生并未接觸實際施工圖紙,普遍感覺比較抽象。而且知識點繁雜,經(jīng)常會一節(jié)課講解一個圖的原理、一個參數(shù)的計算,學(xué)生學(xué)習(xí)難度大[3]。
1.2實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱
在理論教學(xué)過程中,很少有條件和機會去拓展實踐。實驗教學(xué)過程中,又大多以驗證性實驗、演示性實驗為主。而且,實驗設(shè)備大多高度集成,往往都是封裝好的,只留外部接口。學(xué)生無法觀察內(nèi)部變化,也就很難將理論知識點與實際模塊聯(lián)系起來。僅僅只能做這些簡單的實驗,很難鍛煉他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,當然也就更別談工程設(shè)計及創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)[4]。
1.3教學(xué)方法滯后
目前課堂教學(xué)過程中,由于課時數(shù)有限,知識點較多,為保證知識系統(tǒng)連貫性,仍以講解理論知識點為主。過多的理論內(nèi)容講解,相對無聊枯燥,容易使學(xué)生產(chǎn)生乏味和厭學(xué)等負面情緒。為加強學(xué)生的理解,通常會將知識點穿插在例題中,以問促答,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但這種教學(xué)模式的缺點是學(xué)生很多都是“模仿式”學(xué)習(xí),大多能“套題”,而不會“解題”。僅僅是能套用教師的解題步驟,解決類似例題。整個教學(xué)過程中,知識是單向傳輸?shù)?,由教師灌輸給學(xué)生,學(xué)生被動接受。學(xué)生不是自主學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)能力提升緩慢[5]。
1.4學(xué)生創(chuàng)新意識不足
該課程涉及智能電網(wǎng)、智能家居、智能建筑、物聯(lián)網(wǎng)、多智能體等熱門領(lǐng)域的重要關(guān)鍵技術(shù)。知識點不僅難度大而且更新比較快,非常強調(diào)行業(yè)熱點及前沿知識在課程的理論教學(xué)與實踐教學(xué)的融入,突出學(xué)生工程設(shè)計能力和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。而在傳統(tǒng)的教育方式下,學(xué)生長期被動接受,制約著學(xué)生的創(chuàng)新能力,使學(xué)生喪失了創(chuàng)新的意識。這就很難培養(yǎng)出新知識、新方法、新技術(shù)下建筑供配電系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計能力的人才。
1.5課程考核單調(diào)
之前采用傳統(tǒng)的閉卷形式作為最終考核方式,考查的是學(xué)生的知識儲備能力,而不是知識的綜合運用能力,這也就造成學(xué)生“為了考而學(xué)”的學(xué)習(xí)心態(tài)及“考前突擊,考完就忘”的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀。該課程要求學(xué)生具備供配電與照明系統(tǒng)的設(shè)計能力,類似藝術(shù)類專業(yè),很多內(nèi)容并沒有明確的統(tǒng)一答案。而目前課程考試內(nèi)容主要局限在對基本知識點、基本概念的考核,忽略了對學(xué)生知識的綜合運用、創(chuàng)新設(shè)計能力的考核。因此,為了更好地適應(yīng)新工科發(fā)展對建筑電氣類工程技術(shù)人才的需要,結(jié)合專業(yè)特色,基于項目驅(qū)動模式,采用遞進式教學(xué)方法,優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容,對建筑供配電與照明課程理論教學(xué)體系與實踐教學(xué)體系進行改革,構(gòu)建了“理實合一”的課程教學(xué)體系[6]。
2.課程改革內(nèi)容
針對《建筑供配電與照明》課程,通過一個工程項目的完整設(shè)計過程,改革教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化考核體系,培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力,從而使該課程更好地適應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢,滿足高水平應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的要求[7]。主要研究內(nèi)容如下:
2.1優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容
2.1.1理論教學(xué)模塊目前,《建筑供配電與照明》課程理論教學(xué)內(nèi)容主要以概念介紹、原理分析為主,這使得學(xué)生對工程項目設(shè)計過程缺乏邏輯性、系統(tǒng)性,對學(xué)生今后走上工作崗位從事建筑設(shè)計等工作是一個欠缺。因此,有必要對現(xiàn)在的教學(xué)內(nèi)容進行改進[8]。作為一門應(yīng)用性很強的課程,教學(xué)中不僅要注重理論推導(dǎo),更要加強工程實際應(yīng)用,按照“加強基礎(chǔ)性、突出應(yīng)用性”的教學(xué)思路,基于工程項目引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)過程,激發(fā)學(xué)生興趣,采用“遞進式”教學(xué)路線將教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化為“供配電系統(tǒng)”、“照明系統(tǒng)”和“防雷接地系統(tǒng)”三個部分,從而實現(xiàn)了對學(xué)生的專業(yè)基本知識的傳授和基本技能的培養(yǎng)。合理優(yōu)化現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容,將社會實踐與理論內(nèi)容相結(jié)合。例如,在完成負荷這一章教學(xué)任務(wù)之后,就指導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)校里某教學(xué)樓或宿舍樓的負荷調(diào)查、負荷分析及負荷計算。而且,可以將思想政治教育與專業(yè)教育有機融合,培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷,拓展學(xué)生的工程實踐能力。例如,在講解緒論內(nèi)容時,可以結(jié)合我國高速發(fā)展的供配電技術(shù),激發(fā)學(xué)生愛國主義情懷和專業(yè)知識探究熱情,使其樹立正確的價值觀。同時,在學(xué)期期初老師向?qū)W生工程項目任務(wù)書,相當于建筑投資公司甲方向設(shè)計院乙方招標。以工程項目引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí),通過一學(xué)期的指導(dǎo),完成某特殊建筑物的供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計。并在學(xué)期末提交具體圖紙,進行圖紙說明,老師可以從圖紙質(zhì)量去評定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。2.1.2實踐教學(xué)模塊實踐教學(xué)模塊是在理論教學(xué)模塊的基礎(chǔ)上構(gòu)建的,通過完成實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié),進一步地理解理論知識點,拓展綜合應(yīng)用能力[9-10]。①優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容《建筑供配電與照明》課程有10學(xué)時的實驗課時,可根據(jù)學(xué)生實踐技能培養(yǎng)的認知規(guī)律,在內(nèi)容編排上按照“基本原理—綜合設(shè)計—創(chuàng)新應(yīng)用”的層層誘導(dǎo)遞進式順序,設(shè)計三個基本層次,即基礎(chǔ)性實驗層、綜合性設(shè)計實驗層、創(chuàng)新性實驗層,實現(xiàn)對學(xué)生的專業(yè)基本知識的傳授和基本技能的培養(yǎng)。在保證必要的基礎(chǔ)性實驗前提下,合理設(shè)置綜合設(shè)計性實驗項目。在完成配電柜電氣主接線及繼電保護系統(tǒng)的認知實驗后,設(shè)置供配電系統(tǒng)及照明系統(tǒng)的綜合控制實驗。在完成繼電器特性常規(guī)實驗后,指導(dǎo)學(xué)生完成6~10kV線路過流保護綜合設(shè)計實驗。對理論知識扎實且學(xué)有余力的同學(xué),鼓勵學(xué)生完成一些具有特色的系統(tǒng)設(shè)計實驗,諸如教室智能照明系統(tǒng)設(shè)計、建筑物外夜間照明系統(tǒng)設(shè)計等項目,著重鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。②精選課程設(shè)計項目按照建筑電氣與智能化專業(yè)人才培養(yǎng)方案,該門課程設(shè)計計劃安排一周,學(xué)生有較集中的時間能以小組方式完成某個工程項目的部分設(shè)計,以實際工程項目的標準規(guī)范要求,幫助學(xué)生建立工程設(shè)計思想。指導(dǎo)學(xué)生用AutoCAD或BIM等設(shè)計工具完成簡單的小型配電系統(tǒng)及照明系統(tǒng)的設(shè)計。不管是一直在用的AutoCAD,還是近幾年興起的BIM,都是從事建筑電氣行業(yè)必備的基本工具。而且,還調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,增強學(xué)生對實踐動手和創(chuàng)新的興趣,培養(yǎng)學(xué)生從事建筑設(shè)計行業(yè)的基本素質(zhì)。③凝練畢業(yè)實習(xí)課題在建筑電氣與智能化專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)實習(xí)過程中,采用的是校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,聘請企業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員為客座教授,指導(dǎo)學(xué)生獨立完成一整個工程項目,從而實現(xiàn)對學(xué)生的工程設(shè)計能力、綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng),為學(xué)生今后走上工作崗位從事建筑設(shè)計等工作做準備。
2.2改革課程考核評價體系
為達到培養(yǎng)高水平工程技術(shù)人才的要求,以調(diào)控教學(xué)過程并提高教學(xué)質(zhì)量為目的,構(gòu)建一個科學(xué)合理、可實施的課程考核評價體系。采用多角度、開放式的考核評價體系,與學(xué)生之間形成信息反饋,及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果,促進教學(xué)的改進與提高[11]。①在原有的試卷性考核基礎(chǔ)上增加設(shè)計性考核除了采用閉卷作為最終考核方式,還增加了項目考核方式。期初給學(xué)生項目任務(wù),期末提交圖紙。教師可基于圖紙質(zhì)量,從可行性、完成度、規(guī)范度等方面給出項目考核成績,作為過程性考核成績,給學(xué)生的綜合成績適當加分。②動態(tài)考核評價從開始上課到期末考試結(jié)束,都把學(xué)生每次課堂討論、每次課后作業(yè)、每次隨堂測驗,都按照一定的比例折算到平時成績,整個過程都實行動態(tài)考核評價。采用雨課堂、學(xué)習(xí)通等現(xiàn)代信息技術(shù)手段進行統(tǒng)計,評價更加公平合理。從制度設(shè)計上,徹底消除學(xué)生考試抄襲舞弊現(xiàn)象發(fā)生的可能性。③加強實驗操作過程考核很多同學(xué)雖然能正確按照實驗指導(dǎo)書進行接線或開關(guān)投切完成整個實驗,實驗數(shù)據(jù)雖然正確,但卻沒有理解實驗原理。所以,評價學(xué)生的實驗成績不應(yīng)該僅僅從學(xué)生的實驗結(jié)果是否理論、實驗報告是否規(guī)范,而是更要強調(diào)實驗過程中學(xué)生是否能夠分析實驗數(shù)據(jù)的合理性,是否能自我糾錯。
3.應(yīng)用情況
《建筑供配電與照明》課程體系改進后,教學(xué)內(nèi)容與知識結(jié)構(gòu)更加合理、實用,理論教學(xué)模塊和實踐教學(xué)模塊兩大模塊相輔相成。新的課程體系在2017版人才培養(yǎng)方案中實施,教學(xué)效果明顯改善,有效地提高了學(xué)生的專業(yè)知識水平和工程實踐能力。
3.1促進了應(yīng)用型課程體系的建設(shè)
近年來,隨著應(yīng)用型培養(yǎng)模式的需求,課題組優(yōu)化課程體系,更新理論教學(xué)內(nèi)容,強調(diào)實踐教學(xué)模塊,改革教學(xué)方法,完善考核評價指標,進一步推進課程體系的教學(xué)改革,形成了具有自我特色的課程體系,建設(shè)成效顯著。
3.2提升了課題組教師的教研水平
實施以來,課題組教師分工協(xié)作,互教互學(xué),研究教學(xué)方法,討論教學(xué)難點,共同營造了濃厚的學(xué)術(shù)氛圍,提高了大家的業(yè)務(wù)水平和專業(yè)素質(zhì)。近三年來,教研室教研論文19篇,教研項目省級5項、校級10項,省級教學(xué)成果獎2項。
3.3提高了教學(xué)效果
近三年來,建筑電氣與智能化專業(yè)學(xué)生公開發(fā)表3篇論文,獲批14項大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(其中國家級4項、省級10項)。積極組織學(xué)生參加“恩智浦”杯智能車競賽、大學(xué)生電子設(shè)計競賽、機器人大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”、單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技能競賽、“西門子”杯中國智能制造挑戰(zhàn)賽等,共獲得各類獎項16項,其中省級以上競賽獎勵13項。建筑電氣與智能化專業(yè)雖然是本校新專業(yè),20畢業(yè)生就業(yè)率能達93.18%,高出安徽省本科平均數(shù)2.77%。用人單位普遍反映我校學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)扎實、專業(yè)能力強、專業(yè)素質(zhì)高,對我校畢業(yè)生非常認可。
4.結(jié)語
通過分析課程教學(xué)中存在的問題,基于項目驅(qū)動模式,構(gòu)建具有專業(yè)特色的“理實合一”的遞進式課程教學(xué)體系。優(yōu)化整合課程教學(xué)體系,將理論教學(xué)、實驗教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)有機結(jié)合起來,更新課程考核評價指標,培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力與創(chuàng)新實踐能力。課程改革對其他同類型專業(yè)課程有較強的借鑒性,對工程應(yīng)用綜合創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)、高水平應(yīng)用型大學(xué)的建設(shè)有著重要意義。
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作者:孫雯 許會芳 權(quán)悅 鄭欣 單位:安徽科技學(xué)院 電氣與電子工程學(xué)院 千嶺鄉(xiāng)中心小學(xué)