智能建筑自动化系统工程教学模式.docx

第PAGE\*MERGEFORMAT6页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT6页

智能建筑自动化系统工程教学模式

一、“智能建筑设备自动化系统工程”“理、实、虚”教学模式提出的背景“智能建筑设备自动化系统工程”是楼宇智能化工程技术专业的核心课程之一，该课程的教学水准也代表了专业的教学水准。但由于该课程立足科技前沿，实训设备昂贵，实训室的建设成本高，运行和维护成本巨大，因此，具备相应实训条件的学校少之又少。通过对全国各类建筑职业院校(包括内蒙古建筑职业技术学院、四川建筑职业技术学院、上海市房地产学校、上海市建筑工程学校、新疆建设职业学校、广州市土地房地产管理职业学校、山西省建筑工程技术学校、河南省建筑工程学校、广西城市建设学校及江苏城乡建设职业学院共10所院校)的调查发现，“智能建筑设备自动化系统工程”课程的实训教学普遍存在着以下问题:设备缺乏或设备的技术含量较低。实训力度和效率不高或者基本为零;体现实际工程的综合性训练项目少;故障分析与排除的训练项目为零;部分学校甚至只有理论教学而没有实训教学。另一方面，与课程配套的适合五年制高职教育的教材很少，绝大多数教材面向本科院校，以讲述原理、系统设计方法等理论知识为主，没有将理论与实际很好地联系在一起。目前，“智能建筑设备自动化系统工程”的理实一体化教学改革并没有取得实质上的进展，为推动教学改革，提升楼宇智能化专业的教学水平，本文提出了“理、实、虚一体化”教学模式。二、“理、实、虚”教学模式的含义“理、实、虚”教学模式即理论、实践、虚拟仿真一体化教学模式。以往理实一体化主要指理论实践一体化。而“理、实、虚”模式指的是理论、实践、虚拟仿真三位一体化，所以“理、实、虚”首先具有理论实践一体化的特点;对于一些没法进行实践或不方便实践的教学环节，通过虚化环境、虚拟仿真来实现其教学效果，对实践成本太高的教学环节则通过仿真一部分实物，用可编程控制器技术(PLC)来实现其实践环节。［2－3］理实虚一体化教学强调师生之间的互动，注重工作任务的驱动。对于所有的教学环节，并非以知识体系的章节段落为主线，而是以学习情境的创设为划分依据。根据教学内容创设相应的教学情境，一个学习情境就相当于一个工程过程。学习情境创设后，学生开始情境学习，学习中逐步明确工作任务，并储备完成工作任务所需要的知识，或激活曾经学习过但有些遗忘的知识，然后，在老师指导下与同学协作实施并完成工作任务，工作任务完成后则进行检验和评价。在完成教学任务的过程中，重点关注的是学生的主动学习和实践，教师不仅要全程构建素质和技能培养框架，还要组织整个教学秩序主导教学过程，学生在任务的驱动下，积极学习，与同学协作完成工作任务。在整个教学环节中，理论、虚拟仿真和实践三者交替进行，使学生在对理论知识有较为深入理解的基础上，突出动手能力和专业技能的培养，提高教学质量。三、“理、实、虚”教学案例“智能建筑设备自动化系统工程”是一门专业性很强、综合性很高的课程，课程中最主要的内容是对空调系统的监测和控制管理。下述两个案例将从两方面来体现课程“理、实、虚”教学模式的具体实施。案例一:以中央空调冷热源系统控制中冷冻站的管理为例。因空调冷冻站造价成本高，且一般单位不具备建立冷冻站的条件，所以，以往在教学过程和教材中都只是画出冷冻站的工作原理和结构图，再加上理论说明。为更好地实现教学效果，可采用虚拟仿真的方式。首先，与以往的三维建模过程一样，搭建一个虚拟仿真环境，将机组、水泵、管道、阀门等设备在仿真环境中建立起来，学生只需要点击设备的名称就可以获得设备的相关知识信息，并可以在这个环境中获得空间的概念，了解这些设备的安装位置、作用和性能等。整个浏览过程就是一个立体的学习过程，教师可以设置几个关键的问题，让学生边看边思考;在问题的探究过程中，教师很自然地将学生的思路转到要完成的工作任务上;在学生激活储备的知识，具备知识基础后，提出制定冷冻站的运行管理方案的工作任务。为了完成这个具有挑战性的工作任务，学生之间要进行分工协作。为满足学生个性化学习的需要，教师可将任务分解成为有一定层次和梯度的子任务，通过预先用计算机编程好的游戏，让学生在游戏闯关中深入了解冷冻站的管理过程。学生一旦出错，游戏就会很夸张地进行提示。本来冷冻站机组的启停是个复杂的过程，但通过几轮游戏，学生基本都能熟练掌握启停操作流程。在前面的浏览学习中，学生对冷冻站的原理已经有较深的理解，老师可以引导学生深入讨论“为什么冷冻站的启停顺序是这样的”，在得出结论后，学生能更深入理解管理操作流程，也能有效避免在实际工作中出现误操作而造成机组的损坏。最后，就是任务的检验和评价，以小组为单位展示各小组的方案成果，师生一起评价方案的闪光点和不足，经充分讨论，评出最完美的管理方案。教师在课后也可以提些拓