建筑电气与智能化专业实践教学改革探讨

　　随着我国城市化进程的不断加快，城市信息化在深度和广度两个方面同时发展，建筑智能化是大势所趋。智能建筑是指利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活的特点的建筑物。智能建筑的发展对专业从业人员的知识结构提出了更高的要求，要求他们既要懂建筑结构的基础知识，又要掌握电气、自动化、通讯和计算机等学科的专业基础知识和基本技能。由教育部和建设部共同审核并批准的智能建筑新专业―建筑电气与智能化应运而生。为适应现代建筑业发展对建筑电气与智能化专业人才的需求，我校电气工程学院于2006年在电气工程及其自动化专业设置了建筑电气与楼宇自动化方向。2008年12月，经教育部批准，在建筑电气与楼宇自动化专业方向的基础上，设置了建筑电气与智能化专业。

　　建筑电气与智能化是涉及多学科、多种技术系统综合集成的专业，结合我校以培养应用型人才为主的教学型高等学校的办学定位，学生毕业后主要从事现代民用建筑和智能建筑的电气自动化系统和智能化系统的工程设计、施工与管理及产品开发等工作。毕业生可在建筑行业中的设计院、建筑电气安装公司、自动化设备安装公司、监理公司和装潢公司等单位从事建筑电气与智能化系统的设计、安装、调试、运行、监理和管理等方面的技术工作，也可在大型酒店、体育中心、写字楼、智能大厦、房地产公司等单位从事建筑电气与智能化管理等技术工作，还可在设备生产单位和管理单位从事技术开发和管理工作。建筑电气与智能化专业是实践性很强的专业，学生的实际应用能力需要通过专业知识的传授和必要的实践环节进行培养。笔者主要探讨如何建立科学合理的建筑电气与智能化专业人才实践教学体系，如何提高实践教学质量，提高学生的实践能力，培养学生的创新精神，达到建筑电气与智能化专业人才素质结构、知识结构和能力结构的培养要求。

　　1 科学设计实践教学体系，把提高学生的实践能力贯穿于整个实践教学体系中

　　我院根据培养本科高级工程技术应用型人才的要求，重视学生实践能力的培养，科学设计实践教学体系，把提高学生的实践能力贯穿于整个实践教学体系中。建筑电气与智能化专业实践环节教学体系包括课程实验、专业方向综合实验、课程设计、专业方向综合课程设计、金工实习、电工电子实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等。本专业每学年都结合有关课程有针对性地安排实践教学。其中，第一学年安排了军事技能训练和计算机强化训练，第二学年安排了金工实习、英语强化训练、电工实习1、电子实习，第三学年安排了电工实习2、电子课程设计、电控及PLC课程设计、建筑电气CAD应用训练、建筑供配电工程课程设计和电力电子课程设计等，第四学年安排了单片机课程设计、生产实习、专业方向综合课程设计、毕业实习与毕业设计等。通过实践教育，培养学生的实验技能、工程设计和施工能力以及科学研究的初步能力等。实践教学时间在42周左右，累计学分占总学分的22.95%。

　　2 实验课程设置科学合理，综合性设计性实验比例高

　　公共基础模块课程实验有物理实验32学时，大学计算机基础及C语言程序设计和文献检索上机共56学时。专业基础模块课程实验有电路系统实验、电机与拖动实验、电子技术实验、自动控制原理实验、电力电子技术实验、单片机原理与接口技术实验共96学时，工程制图上机8学时。专业模块建筑设备自动化系统实验8学时和专业方向综合实验16学时。另外，专业选修课电气控制与PLC检测技术等课程也安排了相应的实验。实验课程设置科学合理，满足了学生深刻理解相应课程理论知识和培养动手能力的要求。对实验教材和实验指导书进行科学合理的修订，最大限度地减少验证性实验，充实和加强设计性、综合性和自主开发性实验。实验开出率100%，课程实验含综合性、设计性实验比例>90.90%。

　　3 推进校内实验室建设，建成建筑电气系统集成分中心

　　为保证教学计划实施，学院进行了广泛调查和研究，科学制订和认真执行实验室规划，加大基础实验室和专业实验室的硬件建设力度。2008年，建设建筑电气设备综合自动化系统实验室；2009年，建设住宅智能化系统实验室。从2011年起，在原有专业实验室的基础上，以省级电气与新能源综合实验教学中心为抓手，在项目的资金控制、前期调研、计划论证、采购招标、合同论证、安装调试验收等环节上层层把关，稳步推进实验室建设规划的实施，按时、高质、高效地完成建设任务。现在，省级电气与新能源综合实验教学中心已建成并投入使用，中心拥有21个基础和专业实验室。

　　电气与新能源综合实验教学中心建筑电气系统集成分中心，现有价值210多万元的仪器设备，可用于在校学生的建筑电气、楼宇智能化技术、楼宇自动化技术、安全防范与监控系统和建筑电气工程设计与施工等课程实验、课程设计、毕业设计，服务于校内教师的科研工作及校外企业的员工培训等。

　　目前，建筑电气系统集成分中心建有5个专业实验室，配备完善，设备先进，利用率高。专业建筑设备综合自动化系统实验室可开出给排水系统、变频恒压供水系统、中央空调系统、中央空调系统和照明与供配电系统实验；建筑智能化系统实验室和建筑智能化综合布线系统实验室可开出对讲门禁系统、巡更与闭路监控系统、智能家居系统、三表抄送系统、综合布线系统实验；安防与消防系统实验室可开出火灾报警系统、消防喷淋系统、防火卷帘门系统、室内对讲系统、安防监控系统、防排烟系统、群控电梯系统实验；建筑影音与会议系统实验室可开出声道音频系统、视频系统、扩声、会议系统实验。 　　建筑电气系统集成分中心实现了智能集成工作站集成软件技术方案：建筑设备综合自动化系统实验室、建筑智能化系统实验室、安防与消防系统实验室3个实验室的24口百兆可管理以太网交换机，分别与智能集成工作站的三层交换机连接；智能集成工作站通过智能建筑集成管理系统（IIBS），采集实验室教师机设备管理信息，将各实验室子系统的信息资源汇集到一个系统集成平台上，集成软件监测建筑设备综合自动化系统实验室5个设备所有数据信息；教师版集成软件与学生版集成软件的通讯协议代码开放，方便学生自行开发集成；智能集成工作站学生机两两一组，通过以太网交换机完成计算机网络实验。学生机与智能集成工作站通过三层交换机组成局域网；智能集成工作站显示的设备运行状态参数通过投影仪显示到屏幕上，将建筑设备综合自动化系统实验室设备数据传输到工业自动化网络服务器上，成为工业自动化系统的子系统。建筑电气系统集成分中心结构设置合理，功能清晰，实验内容具有先进性、科学性和新颖性。

　　4 推进校内外实习实践教学基地建设，实习内容全面广泛

　　根据建筑电气与智能化专业的教学计划，为了加深学生对专业知识的理解，提高专业技能，我们有针对性地安排学生在校内或校外进行实习。设置的实习环节有金工实习、电工电子实习、生产实习和毕业实习等。对于每一次实习实践教学，都制定详细的实习大纲、实习指导书、实习计划安排等，并制定较为可行的学生实习考核办法。实习结束后，学生要完成实习报告。教师认真总结，为各类实习教学文件的修订提供依据，便于以后实习计划的安排与组织实施。

　　通过金工实习，学生加深了对机械加工中常用加工方法的了解，锻炼了实际动手能力。通过电工电子实习，学生加深了对电工电子电路的设计制作和安装调试的感性认识，初步掌握了电工电子产品生产工艺的基本知识和基本技能。通过生产实习和毕业实习，学生学习和了解了智能化建筑行业工作流程以及建设和管理过程，了解和掌握了建筑电气工程和建筑智能化工程中系统设备的组成、运行工艺流程、工作原理以及操作规范等内容，了解了建筑智能化系统的集成方法与软件功能等。除校内物理及电工电子实验教学示范中心、图书馆、行政楼、电气与新能源综合实验教学中心以外，我校进一步加强与企事业单位之间的联系和沟通，与国内10多家企事业单位实习基地签订了长期合作协议。校内外实习基地完善稳定，实习场所设备齐全，实习内容全面广泛，涉及电梯、空调、建筑供配电系统、消防安防系统、室内外照明工程、舞台影音系统、给排水工程等，满足了本专业实习教学要求。建立健全实习环节的管理和考核机制，激发实习带队人员的积极性。此外，我们积极开展校企合作，选派部分年轻教师到企业一线，帮助企业解决实际技术问题，并建立长期的产学研互助关系。

　　5 课程设计内容丰富，综合运用并巩固提高课程理论知识

　　在理论课程结束后，我们安排了两周课程设计，综合运用并巩固提高在课程及其他先修课程中学习的理论和实践知识，同时培养和提高学生自我获取知识的能力。通过课程设计，学生初步树立起正确的设计思想，掌握基本方法和技能，培养分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力。

　　本专业设置的课程设计有电子课程设计、电控及PLC课程设计、单片机课程设计、电力电子课程设计、建筑供配电工程课程设计、建筑电气CAD和专业方向综合课程设计等。课程设计指导书中明确设计任务和要求，设计内容既重视课程基础内容，又具有一定的系统性、新颖性。指导书给出相应的参考书和相关的国际著名的高校、研究机构、电气公司的官方网站，供学生参考使用。学生相互探讨，独立完成课程设计。教师则发挥指导作用，指导学生阅读参考文献，审阅设计方案，检查设计进度，及时指导和帮助其解决出现的问题，逐步培养学生的独立工作能力、设计技能，建立正确的设计思想，重视学生提出的具有创新精神的见解，重视设计的过程考核。

　　6 加强过程管理和监控，提高毕业设计质量

　　毕业设计是教学最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。做毕业设计时，学生针对某一课题，综合应用所学的理论知识和技能，独立作出解决工程技术问题的设计。

　　为加强对学生毕业设计教学工作的管理和监控，我校制定了《毕业设计教学工作手册》和《毕业设计教学工作评估指标体系》，对毕业设计教学工作的工作计划、教学大纲、选题、任务书、开题论证、资料翻译、教学情况记载、教学质量监控、教学进度情况、成果的规范格式、学生完成任务数量、成绩评定、毕业设计工作三级总结、毕业设计校外评审等进行了规定，严格评审和考核，保证学生毕业设计质量。

　　毕业设计紧紧围绕建筑设备自动化系统、建筑供配电工程、安全防范与监控系统、建筑电气工程设计、建筑物信息设施系统、电气照明技术、建筑电气控制与PLC、微型计算机应用等方面选题。绝大多数毕业设计课题是工程应用型课题，部分课题是结合指导教师纵向、横向科研项目或学生就业意向企业的研发课题，紧密结合生产实际和科研实际，重视对学生创新精神和创新能力的培养。毕业设计以一人一题（包括子课题）为原则，几个学生共同做一个较大的课题时，每个学生有明确的独立完成部分。

　　指导教师原则上要求具有中级以上职称并有一定的科学研究、工程设计经历和能力，我校首届建筑电气与智能化专业82名学生的毕业设计由28名教师指导，指导教师都具有中级以上职称，其中教授、副教授17人，都有一定的教学科研经验和能力，专业水平较高。

　　严谨的计划、严格的规范和严密的管理，保证了毕业设计工作按章有序地进行，取得了较好的成绩。在首届毕业生的毕业设计中，获校级优秀毕业设计3项，校级优秀毕业设计团队1个。我校从毕业生的毕业设计档案中抽出校内评阅成绩表后，送校外同行专家评审，校外专家评审的成绩与校内评审成绩高度吻合。

　　7 制定和实施较为完善的实验室开放管理制度，学生学科竞赛成绩优异

　　实验中心制定和实施了较为完善的实验室开放管理制度，课内开放实验由指导教师负责实验室的使用和管理，学生通过预约就可以使用实验室的设备进行课外实验，并有指导教师在场指导。

　　目前，实验中心开放实验室支持大学生创新项目和各种学科竞赛的训练。学生在专业教师的指导下进行训练，参加的竞赛有智能建筑工程实践技能大赛和电子设计竞赛等。近几年来，我校建筑电气与智能化专业学生在全国、省级大赛上取得了优异成绩。获第一届、第五届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛特等奖，第四届江苏省大学生机器人竞赛一等奖，第三届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛二等奖，第四届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛三等奖，“和利时杯”电气可编程控制应用大赛江苏预赛二等奖等。形式多样的创新活动，提高了学生知识、能力等综合素质的全面发展。

　　8 结束语

　　我校建筑电气与智能化专业科学设计实践教学体系，将提高学生的实践能力贯穿于整个实践教学体系之中，实习教学环节设置科学合理，计划性强，过程管理严格，学生的校内外实习实践教学严格按照教学计划认真布置，组织周密，安排恰当，执行情况良好。学生通过课程设计、校内外实习等实践环节，巩固了理论知识，提高了建筑设计施工图识读、建筑电气设备选型和安装使用、建筑智能化信息处理、建筑电气与智能化系统初步设计等能力，培养了创新精神，达到了既定的教学和实践目的。

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