《樓宇智能化技術(shù)》課程實(shí)訓(xùn)室的構(gòu)建論文
0 引言。
智能建筑在我國起步較晚，發(fā)展卻極為迅猛，但業(yè)內(nèi)人員普遍存在層次不高及專業(yè)知識(shí)匱乏的狀況，導(dǎo)致社會(huì)對(duì)智能建筑人才的需求不斷擴(kuò)大，智能樓宇管理師也被國家緊急人才辦公室列為緊缺性技能型人才。
針對(duì)這種情況，許多高校開設(shè)了相關(guān)專業(yè)及課程，我院也在電子信息工程技術(shù)專業(yè)中開設(shè)了《樓宇智能化技術(shù)》課程，該課程工程性和綜合性非常強(qiáng)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)要求很高，必須要建設(shè)與課程相配套的實(shí)訓(xùn)室。實(shí)訓(xùn)室應(yīng)緊密結(jié)合智能樓宇新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，給予學(xué)生具體直觀的感性認(rèn)識(shí)，要求學(xué)生不僅要認(rèn)知智能建筑各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和原理，還要熟練掌握設(shè)備安裝、調(diào)試與維護(hù)的技能，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新能力。
1 建設(shè)思路。
樓宇智能化技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)首先根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與課程大綱，及智能樓宇管理師職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)、技術(shù)方案及各子系統(tǒng)作出總體的功能描述，再對(duì)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)提出深化設(shè)計(jì)，明確系統(tǒng)總體構(gòu)架及各子系統(tǒng)間的關(guān)系，完成設(shè)備選型以及對(duì)工程施工作出具體要求。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院建設(shè)該實(shí)訓(xùn)室時(shí)確立了以下幾點(diǎn)思路：
1.1 概念創(chuàng)新。
用新思維、新概念來建設(shè)實(shí)訓(xùn)室，使之具備工程背景及環(huán)境特征。實(shí)訓(xùn)設(shè)備要實(shí)用化、工程化、現(xiàn)場(chǎng)化，接近真實(shí)環(huán)境是該實(shí)訓(xùn)室在建設(shè)過程中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的，提出“實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目+工程背景”概念，依托實(shí)訓(xùn)室，將實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目向工程實(shí)際進(jìn)行擴(kuò)展和延伸，使實(shí)訓(xùn)室既是實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，同時(shí)也是工程現(xiàn)場(chǎng)，讓學(xué)生有一種身臨其境的感覺，體現(xiàn)出高職院校在人才培養(yǎng)方向上突出應(yīng)用性的特點(diǎn)[1].
1.2 目的明確。
實(shí)訓(xùn)室應(yīng)充分考慮真實(shí)性與原理性的關(guān)系，采用實(shí)物與模型，軟件仿真與硬件模擬相結(jié)合，能全面展示智能樓宇內(nèi)各子系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)與主要設(shè)備，逼真地實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)主要功能，給學(xué)生提供具體直觀的認(rèn)識(shí)，完成課程的原理性實(shí)訓(xùn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程設(shè)備和實(shí)訓(xùn)過程的感性認(rèn)知，奠定學(xué)生的工程知識(shí)背景。
1.3 定位合理。
人才的培養(yǎng)應(yīng)以企業(yè)需求為目標(biāo)、學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向，該專業(yè)培養(yǎng)的是面向智能建筑工程設(shè)計(jì)、施工、安裝調(diào)試一線的技能性人才，要求具備較強(qiáng)的實(shí)踐技能與較高的職業(yè)素質(zhì)，因此該實(shí)訓(xùn)室定位于應(yīng)用型。圖 1 表明了該實(shí)訓(xùn)室在以工程現(xiàn)場(chǎng)及促進(jìn)就業(yè)為導(dǎo)向的思路下各子系統(tǒng)的具體建設(shè)內(nèi)容及相應(yīng)的職業(yè)方向。
1.4 資源共享。
實(shí)訓(xùn)教學(xué)不僅只是滿足課程的教學(xué)要求，還可以通過對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)一步開發(fā)，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、頂崗實(shí)踐等后續(xù)教學(xué)及教師科研提供一個(gè)開放的系統(tǒng)平臺(tái)，以進(jìn)一步提高樓宇智能化集成技術(shù)水平，實(shí)訓(xùn)室同時(shí)還要能承擔(dān)職業(yè)技能鑒定、崗位培訓(xùn)等社會(huì)工作。
2 建設(shè)方案。
實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)要依據(jù)社會(huì)需求及實(shí)際應(yīng)用，充分融入工程概念，系統(tǒng)集成度高，主要設(shè)備應(yīng)便于安裝與拆卸，可操作性強(qiáng)，以培養(yǎng)學(xué)生的工程認(rèn)知。各子系統(tǒng)可獨(dú)立操作，分別完成相關(guān)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，同時(shí)通過對(duì)各系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)操作，可在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)模擬智能大廈對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理與運(yùn)行。因此，該實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案著重考慮以下幾方面：①實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)建采用集散控制系統(tǒng)中的分級(jí)遞階結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。②實(shí)訓(xùn)室中系統(tǒng)信息的通信采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，智能樓宇中離散的設(shè)備、信息通過網(wǎng)絡(luò)集成為一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)資源、信息、任務(wù)的重組與共享。
實(shí)訓(xùn)時(shí)，學(xué)生可通過實(shí)訓(xùn)室內(nèi)的綜合布線網(wǎng)絡(luò)對(duì)各種智能樓宇子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、訪問或操作。③實(shí)訓(xùn)室中的自動(dòng)化控制是一個(gè)典型的集散控制系統(tǒng)，其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)與控制對(duì)象都是分散的，因此要采用標(biāo)準(zhǔn)的開放交互式操作控制系統(tǒng)，采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)對(duì)象的測(cè)控，以實(shí)現(xiàn)樓宇設(shè)備系統(tǒng)集成[2].
比較了各種現(xiàn)場(chǎng)總線的性能特點(diǎn)后，該實(shí)訓(xùn)室選用由LonWorks 總線構(gòu)成面向監(jiān)測(cè)對(duì)象的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)。該總線具備完整高效可靠的 OSI/ISO7 層網(wǎng)絡(luò)通信模型，是一種完整靈活的開放系統(tǒng)，包含了所有設(shè)計(jì)、安裝配置與控制維護(hù)網(wǎng)絡(luò)所需的硬件及軟件。它的物理層支持雙絞線、同軸電纜、光纖、無線等通信載體，是現(xiàn)場(chǎng)總線中最豐富的， 其通訊協(xié)議 LonTalk 固化在核心元件神經(jīng)元芯片中，具備通信和控制功能。采用模塊化編程工程軟件，用戶界面簡潔友好。
3 系統(tǒng)構(gòu)建。
3.1 實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)。
智能樓宇實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)不僅是為教師教學(xué)提供演示驗(yàn)證，更重要是應(yīng)具備讓學(xué)生進(jìn)行樓宇設(shè)備及系統(tǒng)安裝、調(diào)試、運(yùn)行等實(shí)際操作能力的訓(xùn)練，使學(xué)生具備較強(qiáng)的系統(tǒng)維護(hù)能力。因此實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)分為兩塊，一是教師的教學(xué)展示部分，二是學(xué)生的綜合實(shí)訓(xùn)部分。
3.1.1 教學(xué)展示。
實(shí)訓(xùn)室中做了兩塊大型的教學(xué)演示板，分別是綜合型的樓宇智能化系統(tǒng)和消防系統(tǒng)。智能樓宇中的每個(gè)子系統(tǒng)在示教板上分別安排一個(gè)位置，示教板正面由系統(tǒng)框圖和實(shí)物模塊構(gòu)成，樓宇智能化技術(shù)的工作原理及系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)清晰的在板面上呈現(xiàn)，板上安裝的都是工程現(xiàn)場(chǎng)使用的測(cè)試模塊、控制模塊及受控裝置等器件。示教板的背面按系統(tǒng)實(shí)際的布線要求來進(jìn)行連接，教學(xué)中整個(gè)示教系統(tǒng)處于實(shí)際工作狀態(tài)，教師可對(duì)學(xué)生進(jìn)行操作講解。
3.1.2 實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。
綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)根據(jù)具體實(shí)訓(xùn)功能需求，采用了實(shí)物與模型相結(jié)合的.方式，組建了視頻監(jiān)控、出入口控制、可視對(duì)講、電子巡更、防盜報(bào)警、智能消防等多項(xiàng)實(shí)訓(xùn)單元。這些分項(xiàng)系統(tǒng)給學(xué)生提供了充分有序且切實(shí)可行的實(shí)訓(xùn)條件，使學(xué)生在了解各子系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，充分認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成，理解其功能及運(yùn)行原理，掌握其管理應(yīng)用和維護(hù)方法。
實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)安裝時(shí)把所有子系統(tǒng)設(shè)備都集中在多塊網(wǎng)孔板上，設(shè)備接線端引出至二次接線排上，每塊網(wǎng)孔板形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的樓宇子系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模塊。學(xué)生可根據(jù)各系統(tǒng)安裝與連接要求，選擇系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行連接和調(diào)試。系統(tǒng)間的通訊線材全部從實(shí)訓(xùn)室上方的橋架內(nèi)引出，這樣可避免實(shí)訓(xùn)設(shè)備的搬動(dòng)及無謂損耗，線材的無序拖拉，極大提高了實(shí)訓(xùn)的效率[3].
3.2 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。
實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)不僅是硬件系統(tǒng)的構(gòu)建，以工程實(shí)踐中遇到的問題為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合智能樓宇管理師國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中涉及的技術(shù)要求來設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，也是實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的一部分。
實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目要強(qiáng)調(diào)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)用性，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中理解自己將來要從事的職業(yè)崗位及能力需求，注重學(xué)生職業(yè)技能的提高及獨(dú)立解決問題能力的培養(yǎng)。
從學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和實(shí)際水平出發(fā)，為體現(xiàn)以學(xué)生為中心、實(shí)現(xiàn)以學(xué)生自我訓(xùn)練為主的實(shí)訓(xùn)模式，教師在該實(shí)訓(xùn)室中設(shè)計(jì)了由淺入深，由簡單到綜合的縱向三層多級(jí)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目體系。
3.2.1 基礎(chǔ)認(rèn)知層。
該層依照樓宇智能化技術(shù)中不同的子系統(tǒng)劃分為多個(gè)模塊，如出入口控制模塊、視頻監(jiān)控模塊、防盜報(bào)警模塊、智能消防模塊等。這些模塊的前端設(shè)備大部分已安裝在實(shí)訓(xùn)架上，學(xué)生可以首先認(rèn)識(shí)和熟悉各個(gè)設(shè)備的基礎(chǔ)特點(diǎn)，再按照設(shè)備說明書及系統(tǒng)連接圖對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行安裝、連接、調(diào)試及排故等實(shí)訓(xùn)操作，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。
該層次的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目要求全體學(xué)生必須完成，通過認(rèn)知性及驗(yàn)證性的實(shí)訓(xùn)，為學(xué)生奠定工程知識(shí)背景，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)（工程）設(shè)備和工作過程的感性知識(shí)，有助學(xué)生對(duì)智能樓宇中相關(guān)理論知識(shí)的融會(huì)貫通。
3.2.2 專業(yè)組合層。
該層次包括更復(fù)雜和更具專業(yè)性的驗(yàn)證性實(shí)訓(xùn)，以及需要綜合運(yùn)用基礎(chǔ)認(rèn)知層中多個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)，例如綜合布線的組網(wǎng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)的編程、視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建等。實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在建設(shè)時(shí)，源代碼對(duì)學(xué)生是開放的，學(xué)生在認(rèn)識(shí)和熟悉整個(gè)樓宇智能化系統(tǒng)后，可對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)可以進(jìn)行信息共享和聯(lián)動(dòng)，在已有功能基礎(chǔ)上開發(fā)出其他新的功能。
參加該層實(shí)訓(xùn)的學(xué)生是從能獨(dú)立完成前一層任務(wù)的學(xué)生中優(yōu)選出的，他們的理論知識(shí)都較為扎實(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，再通過該層實(shí)訓(xùn)的深入學(xué)習(xí)，學(xué)生的行業(yè)知識(shí)和技能得到進(jìn)一步的加強(qiáng)，工程現(xiàn)場(chǎng)綜合應(yīng)用能力也得到鍛煉和提高。
3.2.3 科研創(chuàng)新層。
該層次主要涉及學(xué)生的課外科技制作和科研活動(dòng)，參與的主要是一些綜合素質(zhì)高的同學(xué)。該層次倡導(dǎo)自主實(shí)訓(xùn)，由一名或多名學(xué)生自己擬訂實(shí)訓(xùn)目標(biāo)、設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)方案，經(jīng)老師審核備案后學(xué)生自主開展實(shí)訓(xùn)操作，包括科學(xué)探索、興趣研究、科技創(chuàng)新與電子制作等。
通過該實(shí)訓(xùn)層次，可全面提高學(xué)生的工程素質(zhì)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維，鍛煉他們獨(dú)立操作動(dòng)手能力，為以后進(jìn)入企業(yè)工作奠定良好的基礎(chǔ)。
多層次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)運(yùn)用必然會(huì)對(duì)實(shí)訓(xùn)室管理提出更高的要求，實(shí)訓(xùn)室采用實(shí)訓(xùn)時(shí)間、內(nèi)容、主體三開放的方式，除基礎(chǔ)認(rèn)知層的內(nèi)容是在課內(nèi)規(guī)定時(shí)間要求完成外，其他層次的實(shí)訓(xùn)通過學(xué)生申請(qǐng)及教師考核的方式安排在課余時(shí)間進(jìn)行。在這樣的教學(xué)環(huán)境中“,教”與“學(xué)”互動(dòng)效果得到很好體現(xiàn)，學(xué)生在相對(duì)寬松、自由的環(huán)境里完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)，在自主學(xué)習(xí)過程中逐步提高自身的能力與素質(zhì)。
4 教材編寫。
該實(shí)訓(xùn)室是與工程公司校企合作，依據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的模式共同開發(fā)建設(shè)的，教師與企業(yè)工程師除進(jìn)行實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)建外，還配合完成了相配套校本教材的編寫，這樣做的優(yōu)勢(shì)非常明顯：
4.1 目標(biāo)定位更為準(zhǔn)確。
教材內(nèi)容選取非常注重知識(shí)、技能與素質(zhì)三要素的比重，變重知識(shí)基礎(chǔ)為強(qiáng)調(diào)能力要求。切合當(dāng)前高職教育課程改革的理念，以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)行業(yè)中崗位工作任務(wù)的相互銜接，以完成崗位工作所需能力為導(dǎo)向，將對(duì)應(yīng)的知識(shí)與技能滲透到每一個(gè)實(shí)訓(xùn)單元的工作任務(wù)過程中，同時(shí)通過教材將與行業(yè)相關(guān)聯(lián)的知識(shí)情感、態(tài)度、價(jià)值觀等物化在實(shí)訓(xùn)過程的學(xué)習(xí)中。
4.2 教材內(nèi)容綜合化。
實(shí)訓(xùn)室在建設(shè)之初教師就已深入考察了智能樓宇行業(yè)技術(shù)狀況及企業(yè)用人需求，對(duì)相關(guān)職業(yè)及崗位群所需職業(yè)能力有了詳細(xì)了解。因此教材內(nèi)容選取更凸顯職業(yè)崗位所需綜合知識(shí)，明確指出學(xué)生所應(yīng)具備的綜合技能與素質(zhì)，教材編排注重讓教師在教學(xué)實(shí)踐中創(chuàng)設(shè)職業(yè)崗位情景來強(qiáng)化學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練與提高，以更好地滿足用人單位的崗位需要。
4.3 更加注重實(shí)用性。
高職學(xué)生抽象思維能力較弱，因此教材編寫在內(nèi)容和形式等方面要符合高職教學(xué)，理論闡述僅限于學(xué)生技能掌握的需要，少做推導(dǎo)，突出直觀性和多樣性。對(duì)于實(shí)踐性內(nèi)容，重點(diǎn)突出操作步驟，表述出職業(yè)能力獲得的過程，做到圖文并茂，以教程的形式表達(dá)出來，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)和參考的需求，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。該實(shí)訓(xùn)室為自主建設(shè)，所以在構(gòu)建時(shí)就相應(yīng)進(jìn)行了大量圖片及視頻等一手資料的收集整理，很好的應(yīng)用到了教材編寫中去[4].
4.4 緊密銜接職業(yè)資格認(rèn)證。
實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)及教材編寫除緊密結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)外，還考慮與智能樓宇管理師職業(yè)資格鑒定相結(jié)合，將職業(yè)資格鑒定的內(nèi)涵要求與教材中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行融合，以職業(yè)資格鑒定的應(yīng)知應(yīng)會(huì)為主線協(xié)調(diào)構(gòu)建實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，在理論知識(shí)及實(shí)踐技能訓(xùn)練方面進(jìn)行全范圍覆蓋，以利于學(xué)生獲得職業(yè)資格證書，更好的順應(yīng)人才市場(chǎng)就業(yè)準(zhǔn)入制度，實(shí)現(xiàn)從校園到社會(huì)的良好過渡。
5 小結(jié)。
高職院校中，以工程現(xiàn)場(chǎng)為導(dǎo)向自主建設(shè)綜合性樓宇智能化技術(shù)實(shí)訓(xùn)室是對(duì)傳統(tǒng)課程的一種創(chuàng)新，是發(fā)展高職教育及實(shí)施教學(xué)改革的有效措施，有利于學(xué)生技能訓(xùn)練、素質(zhì)教育及思維和創(chuàng)造能力的擴(kuò)展。
該實(shí)訓(xùn)室對(duì)學(xué)生的日常教學(xué)及大學(xué)生創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計(jì)等工作發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，以此實(shí)訓(xùn)室為依托，教師在畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的選取上加大了基于工程實(shí)際應(yīng)用課題的比重，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，做到產(chǎn)、學(xué)、研合一，其中《府前沁園小區(qū)視頻監(jiān)控工程》一文因工程針對(duì)性強(qiáng)，研究內(nèi)容豐富、詳實(shí)，被江蘇省教育廳評(píng)為 2012 年度江蘇省優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。
隨著實(shí)訓(xùn)室中設(shè)備有序更新，使用次數(shù)逐漸增多，需要教師開拓進(jìn)取，擴(kuò)充新知識(shí)，應(yīng)用到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中去。實(shí)訓(xùn)室的日常管理工作，包括對(duì)設(shè)備儀器的保養(yǎng)維護(hù)等，也是確保實(shí)訓(xùn)室正常高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。建設(shè)一支高水平、高技能、高素質(zhì)的團(tuán)隊(duì)才能管理利用好實(shí)訓(xùn)室，在此我們引入學(xué)生專業(yè)社團(tuán)參與到實(shí)訓(xùn)的管理和輔導(dǎo)中來，效果非常顯著，值得推廣。
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樓宇智能化在節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用論文05-30
建設(shè)樓宇智能化農(nóng)村供電系統(tǒng)的研究論文05-30
智能化樓宇中電氣自控的政策管理研究論文05-29