《樓宇智能化技術(shù)》課程實訓室的構(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)知識匱乏的狀況，導致社會對智能建筑人才的需求不斷擴大，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。
針對這種情況，許多高校開設了相關專業(yè)及課程，我院也在電子信息工程技術(shù)專業(yè)中開設了《樓宇智能化技術(shù)》課程，該課程工程性和綜合性非常強，對實踐教學環(huán)節(jié)要求很高，必須要建設與課程相配套的實訓室。實訓室應緊密結(jié)合智能樓宇新技術(shù)的發(fā)展和應用，給予學生具體直觀的感性認識，要求學生不僅要認知智能建筑各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和原理，還要熟練掌握設備安裝、調(diào)試與維護的技能，培養(yǎng)學生的動手和創(chuàng)新能力。
1 建設思路。
樓宇智能化技術(shù)實訓室的建設首先根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標與課程大綱，及智能樓宇管理師職業(yè)標準要求，對實訓系統(tǒng)建設目標、技術(shù)方案及各子系統(tǒng)作出總體的功能描述，再對實訓系統(tǒng)提出深化設計，明確系統(tǒng)總體構(gòu)架及各子系統(tǒng)間的關系，完成設備選型以及對工程施工作出具體要求。江陰職業(yè)技術(shù)學院建設該實訓室時確立了以下幾點思路：
1.1 概念創(chuàng)新。
用新思維、新概念來建設實訓室，使之具備工程背景及環(huán)境特征。實訓設備要實用化、工程化、現(xiàn)場化，接近真實環(huán)境是該實訓室在建設過程中重點強調(diào)的，提出“實訓項目+工程背景”概念，依托實訓室，將實訓項目向工程實際進行擴展和延伸，使實訓室既是實訓場所，同時也是工程現(xiàn)場，讓學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)方向上突出應用性的特點[1].
1.2 目的明確。
實訓室應充分考慮真實性與原理性的關系，采用實物與模型，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)與主要設備，逼真地實現(xiàn)各子系統(tǒng)主要功能，給學生提供具體直觀的認識，完成課程的原理性實訓教學，培養(yǎng)學生對工程設備和實訓過程的感性認知，奠定學生的工程知識背景。
1.3 定位合理。
人才的培養(yǎng)應以企業(yè)需求為目標、學生就業(yè)為導向，該專業(yè)培養(yǎng)的是面向智能建筑工程設計、施工、安裝調(diào)試一線的技能性人才，要求具備較強的實踐技能與較高的職業(yè)素質(zhì)，因此該實訓室定位于應用型。圖 1 表明了該實訓室在以工程現(xiàn)場及促進就業(yè)為導向的思路下各子系統(tǒng)的具體建設內(nèi)容及相應的職業(yè)方向。
1.4 資源共享。
實訓教學不僅只是滿足課程的教學要求，還可以通過對系統(tǒng)的進一步開發(fā)，為學生畢業(yè)設計、頂崗實踐等后續(xù)教學及教師科研提供一個開放的系統(tǒng)平臺，以進一步提高樓宇智能化集成技術(shù)水平，實訓室同時還要能承擔職業(yè)技能鑒定、崗位培訓等社會工作。
2 建設方案。
實訓室的建設要依據(jù)社會需求及實際應用，充分融入工程概念，系統(tǒng)集成度高，主要設備應便于安裝與拆卸，可操作性強，以培養(yǎng)學生的工程認知。各子系統(tǒng)可獨立操作，分別完成相關的實訓項目，同時通過對各系統(tǒng)的聯(lián)動操作，可在實訓室內(nèi)模擬智能大廈對各子系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理與運行。因此，該實訓室建設方案著重考慮以下幾方面：①實訓系統(tǒng)構(gòu)建采用集散控制系統(tǒng)中的分級遞階結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)分散控制，集中管理。②實訓室中系統(tǒng)信息的通信采用網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)，智能樓宇中離散的設備、信息通過網(wǎng)絡集成為一個相互關聯(lián)、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，以實現(xiàn)資源、信息、任務的重組與共享。
實訓時，學生可通過實訓室內(nèi)的綜合布線網(wǎng)絡對各種智能樓宇子系統(tǒng)進行監(jiān)測、訪問或操作。③實訓室中的自動化控制是一個典型的集散控制系統(tǒng)，其對應的檢測點與控制對象都是分散的，因此要采用標準的開放交互式操作控制系統(tǒng)，采用現(xiàn)場總線技術(shù)來實現(xiàn)對每個對象的測控，以實現(xiàn)樓宇設備系統(tǒng)集成[2].
比較了各種現(xiàn)場總線的性能特點后，該實訓室選用由LonWorks 總線構(gòu)成面向監(jiān)測對象的測控網(wǎng)絡。該總線具備完整高效可靠的 OSI/ISO7 層網(wǎng)絡通信模型，是一種完整靈活的開放系統(tǒng)，包含了所有設計、安裝配置與控制維護網(wǎng)絡所需的硬件及軟件。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 實訓系統(tǒng)開發(fā)。
智能樓宇實訓系統(tǒng)不僅是為教師教學提供演示驗證，更重要是應具備讓學生進行樓宇設備及系統(tǒng)安裝、調(diào)試、運行等實際操作能力的訓練，使學生具備較強的系統(tǒng)維護能力。因此實訓系統(tǒng)的建設分為兩塊，一是教師的教學展示部分，二是學生的綜合實訓部分。
3.1.1 教學展示。
實訓室中做了兩塊大型的教學演示板，分別是綜合型的樓宇智能化系統(tǒng)和消防系統(tǒng)。智能樓宇中的每個子系統(tǒng)在示教板上分別安排一個位置，示教板正面由系統(tǒng)框圖和實物模塊構(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)場使用的測試模塊、控制模塊及受控裝置等器件。示教板的背面按系統(tǒng)實際的布線要求來進行連接，教學中整個示教系統(tǒng)處于實際工作狀態(tài)，教師可對學生進行操作講解。
3.1.2 實訓系統(tǒng)。
綜合實訓系統(tǒng)根據(jù)具體實訓功能需求，采用了實物與模型相結(jié)合的.方式，組建了視頻監(jiān)控、出入口控制、可視對講、電子巡更、防盜報警、智能消防等多項實訓單元。這些分項系統(tǒng)給學生提供了充分有序且切實可行的實訓條件，使學生在了解各子系統(tǒng)原理的基礎上，充分認識系統(tǒng)的設備構(gòu)成，理解其功能及運行原理，掌握其管理應用和維護方法。
實訓系統(tǒng)在設計安裝時把所有子系統(tǒng)設備都集中在多塊網(wǎng)孔板上，設備接線端引出至二次接線排上，每塊網(wǎng)孔板形成一個相對獨立的樓宇子系統(tǒng)實訓模塊。學生可根據(jù)各系統(tǒng)安裝與連接要求，選擇系統(tǒng)設備進行連接和調(diào)試。系統(tǒng)間的通訊線材全部從實訓室上方的橋架內(nèi)引出，這樣可避免實訓設備的搬動及無謂損耗，線材的無序拖拉，極大提高了實訓的效率[3].
3.2 實訓項目設計。
實訓室的建設不僅是硬件系統(tǒng)的構(gòu)建，以工程實踐中遇到的問題為出發(fā)點，結(jié)合智能樓宇管理師國家職業(yè)標準中涉及的技術(shù)要求來設計實訓項目，也是實訓室建設的一部分。
實訓項目要強調(diào)工程現(xiàn)場的實用性，使學生在實訓項目中理解自己將來要從事的職業(yè)崗位及能力需求，注重學生職業(yè)技能的提高及獨立解決問題能力的培養(yǎng)。
從學生認知規(guī)律和實際水平出發(fā)，為體現(xiàn)以學生為中心、實現(xiàn)以學生自我訓練為主的實訓模式，教師在該實訓室中設計了由淺入深，由簡單到綜合的縱向三層多級實訓項目體系。
3.2.1 基礎認知層。
該層依照樓宇智能化技術(shù)中不同的子系統(tǒng)劃分為多個模塊，如出入口控制模塊、視頻監(jiān)控模塊、防盜報警模塊、智能消防模塊等。這些模塊的前端設備大部分已安裝在實訓架上，學生可以首先認識和熟悉各個設備的基礎特點，再按照設備說明書及系統(tǒng)連接圖對各子系統(tǒng)進行安裝、連接、調(diào)試及排故等實訓操作，提高學生的實踐動手能力。
該層次的實訓項目要求全體學生必須完成，通過認知性及驗證性的實訓，為學生奠定工程知識背景，培養(yǎng)學生對實訓（工程）設備和工作過程的感性知識，有助學生對智能樓宇中相關理論知識的融會貫通。
3.2.2 專業(yè)組合層。
該層次包括更復雜和更具專業(yè)性的驗證性實訓，以及需要綜合運用基礎認知層中多個實訓項目的設計性實訓，例如綜合布線的組網(wǎng)、防盜報警系統(tǒng)的編程、視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建等。實訓系統(tǒng)在建設時，源代碼對學生是開放的，學生在認識和熟悉整個樓宇智能化系統(tǒng)后，可對各個子系統(tǒng)可以進行信息共享和聯(lián)動，在已有功能基礎上開發(fā)出其他新的功能。
參加該層實訓的學生是從能獨立完成前一層任務的學生中優(yōu)選出的，他們的理論知識都較為扎實，動手能力強，再通過該層實訓的深入學習，學生的行業(yè)知識和技能得到進一步的加強，工程現(xiàn)場綜合應用能力也得到鍛煉和提高。
3.2.3 科研創(chuàng)新層。
該層次主要涉及學生的課外科技制作和科研活動，參與的主要是一些綜合素質(zhì)高的同學。該層次倡導自主實訓，由一名或多名學生自己擬訂實訓目標、設計實訓方案，經(jīng)老師審核備案后學生自主開展實訓操作，包括科學探索、興趣研究、科技創(chuàng)新與電子制作等。
通過該實訓層次，可全面提高學生的工程素質(zhì)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維，鍛煉他們獨立操作動手能力，為以后進入企業(yè)工作奠定良好的基礎。
多層次實訓項目的設計運用必然會對實訓室管理提出更高的要求，實訓室采用實訓時間、內(nèi)容、主體三開放的方式，除基礎認知層的內(nèi)容是在課內(nèi)規(guī)定時間要求完成外，其他層次的實訓通過學生申請及教師考核的方式安排在課余時間進行。在這樣的教學環(huán)境中“,教”與“學”互動效果得到很好體現(xiàn)，學生在相對寬松、自由的環(huán)境里完成實訓任務，在自主學習過程中逐步提高自身的能力與素質(zhì)。
4 教材編寫。
該實訓室是與工程公司校企合作，依據(jù)工程現(xiàn)場的模式共同開發(fā)建設的，教師與企業(yè)工程師除進行實訓系統(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)勢非常明顯：
4.1 目標定位更為準確。
教材內(nèi)容選取非常注重知識、技能與素質(zhì)三要素的比重，變重知識基礎為強調(diào)能力要求。切合當前高職教育課程改革的理念，以培養(yǎng)學生的職業(yè)能力為目標，強調(diào)行業(yè)中崗位工作任務的相互銜接，以完成崗位工作所需能力為導向，將對應的知識與技能滲透到每一個實訓單元的工作任務過程中，同時通過教材將與行業(yè)相關聯(lián)的知識情感、態(tài)度、價值觀等物化在實訓過程的學習中。
4.2 教材內(nèi)容綜合化。
實訓室在建設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，對相關職業(yè)及崗位群所需職業(yè)能力有了詳細了解。因此教材內(nèi)容選取更凸顯職業(yè)崗位所需綜合知識，明確指出學生所應具備的綜合技能與素質(zhì)，教材編排注重讓教師在教學實踐中創(chuàng)設職業(yè)崗位情景來強化學生綜合能力的訓練與提高，以更好地滿足用人單位的崗位需要。
4.3 更加注重實用性。
高職學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，理論闡述僅限于學生技能掌握的需要，少做推導，突出直觀性和多樣性。對于實踐性內(nèi)容，重點突出操作步驟，表述出職業(yè)能力獲得的過程，做到圖文并茂，以教程的形式表達出來，滿足學生學習和參考的需求，激發(fā)學生的學習興趣。該實訓室為自主建設，所以在構(gòu)建時就相應進行了大量圖片及視頻等一手資料的收集整理，很好的應用到了教材編寫中去[4].
4.4 緊密銜接職業(yè)資格認證。
實訓室的建設及教材編寫除緊密結(jié)合工程現(xiàn)場外，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點進行融合，以職業(yè)資格鑒定的應知應會為主線協(xié)調(diào)構(gòu)建實訓項目，在理論知識及實踐技能訓練方面進行全范圍覆蓋，以利于學生獲得職業(yè)資格證書，更好的順應人才市場就業(yè)準入制度，實現(xiàn)從校園到社會的良好過渡。
5 小結(jié)。
高職院校中，以工程現(xiàn)場為導向自主建設綜合性樓宇智能化技術(shù)實訓室是對傳統(tǒng)課程的一種創(chuàng)新，是發(fā)展高職教育及實施教學改革的有效措施，有利于學生技能訓練、素質(zhì)教育及思維和創(chuàng)造能力的擴展。
該實訓室對學生的日常教學及大學生創(chuàng)新、畢業(yè)設計等工作發(fā)揮了至關重要的作用，以此實訓室為依托，教師在畢業(yè)設計內(nèi)容的選取上加大了基于工程實際應用課題的比重，鍛煉學生的實踐能力，做到產(chǎn)、學、研合一，其中《府前沁園小區(qū)視頻監(jiān)控工程》一文因工程針對性強，研究內(nèi)容豐富、詳實，被江蘇省教育廳評為 2012 年度江蘇省優(yōu)秀畢業(yè)設計一等獎。
隨著實訓室中設備有序更新，使用次數(shù)逐漸增多，需要教師開拓進取，擴充新知識，應用到實訓教學中去。實訓室的日常管理工作，包括對設備儀器的保養(yǎng)維護等，也是確保實訓室正常高效運轉(zhuǎn)的關鍵。建設一支高水平、高技能、高素質(zhì)的團隊才能管理利用好實訓室，在此我們引入學生專業(yè)社團參與到實訓的管理和輔導中來，效果非常顯著，值得推廣。
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