“建筑電氣”課程建設(shè)探究——以江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例

丁 雷

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程系，江蘇 江陰 214405）

“智能樓宇技術(shù)”在江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院的電子信息工程專業(yè)中已開(kāi)設(shè)多年，而在其它高校中，該課程大多是在建筑專業(yè)中開(kāi)設(shè)。由于是在電子信息工程專業(yè)中開(kāi)展教學(xué)，與之相關(guān)的“建筑電氣”課程一直沒(méi)有開(kāi)設(shè)。從對(duì)該專業(yè)畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查報(bào)告來(lái)看，畢業(yè)生大多從事與安防及智能樓宇工程相關(guān)的工作，如工程安裝、工程維修、產(chǎn)品營(yíng)銷、項(xiàng)目設(shè)計(jì)等。在崗位所需知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力的跟蹤問(wèn)卷調(diào)查中，他們都提及對(duì)建筑電氣相關(guān)知識(shí)的需求。根據(jù)這些反饋信息，該學(xué)院教學(xué)部門從2010級(jí)學(xué)生開(kāi)始，重新規(guī)劃該專業(yè)的相關(guān)課程，即將“建筑電氣”作為“智能樓宇技術(shù)”的前置課程，并對(duì)這兩門課程的教學(xué)內(nèi)容和資源作了一定的調(diào)整和整合。筆者從提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā)，探討“建筑電氣”在電子信息工程專業(yè)建設(shè)中的一些作用。

1 課程開(kāi)設(shè)的必要性

從智能建筑的發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)組成看，主要包括5A系統(tǒng)，分別是建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（BA）、安全防范系統(tǒng)（SA）、消防系統(tǒng)（FA）、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)（CA）、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OA）?！敖ㄖ姎狻闭n程內(nèi)容與安全防范系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)之間雖然側(cè)重點(diǎn)有所不同，但關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)。

“智能樓宇技術(shù)”是一門綜合性很強(qiáng)的電子信息工程專業(yè)課程，雖然內(nèi)容多，知識(shí)點(diǎn)廣泛，但以弱電信息為主?！敖ㄖ姎狻迸c之相對(duì)，以強(qiáng)電為主。二者互為補(bǔ)充，缺一不可。然而，由于近幾年未開(kāi)設(shè)“建筑電氣”課程，致使學(xué)生在“智能樓宇技術(shù)”學(xué)習(xí)中難以接受和理解強(qiáng)電的控制電路，在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)存在對(duì)強(qiáng)電部分的相關(guān)知識(shí)概念不清、認(rèn)識(shí)模糊的現(xiàn)象，致使他們不能正確使用相關(guān)電氣設(shè)備。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)樓宇自動(dòng)化工程系統(tǒng)的過(guò)程中，必須具備強(qiáng)電的部分低壓知識(shí)。以此為源，在“智能樓宇技術(shù)”課程基礎(chǔ)上再開(kāi)設(shè)一門平臺(tái)課程即“建筑電氣”很有必要。

2 課程建設(shè)整體設(shè)計(jì)思路

2.1 教學(xué)內(nèi)容的選取和組織

“建筑電氣”涉及內(nèi)容廣泛，教學(xué)對(duì)象為電子信息工程專業(yè)的學(xué)生，在課程內(nèi)容選取上要有針對(duì)性。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院根據(jù)學(xué)生在“智能樓宇技術(shù)”實(shí)踐學(xué)習(xí)中缺乏的知識(shí)，如照明和變配電系統(tǒng)知識(shí)，安防、消防設(shè)備及自動(dòng)化設(shè)備安裝過(guò)程中的控制電路等，將課程內(nèi)容確定為以下模塊：

1）電力系統(tǒng)及電力負(fù)荷基本知識(shí)和要求；

2）常用高、低壓建筑電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理、特性、常用參數(shù)和正確使用方法；

3）照明工程系統(tǒng)的組成和配電線路的結(jié)線；

4）動(dòng)力工程的有關(guān)概念，動(dòng)力用電設(shè)備、動(dòng)力配電設(shè)備、動(dòng)力配電線路在工程圖中的表示方法；

5）施工現(xiàn)場(chǎng)供配電的形式、配電線路的結(jié)構(gòu)和用電的安全技術(shù)規(guī)范；

6）建筑物防雷裝置的組成和安裝施工等相關(guān)知識(shí)；

7）可編程控制器PLC的相關(guān)知識(shí)［1］。

以此為依據(jù)，參照其它院校同類課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，教師編寫了課程的理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)大綱，制定了教學(xué)計(jì)劃。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)形式

電類信號(hào)較為抽象，學(xué)生較難理解，而且教學(xué)內(nèi)容涉及大量工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，感性認(rèn)識(shí)缺乏，學(xué)習(xí)效果不佳。課程組教師采用ppt、Flash、視頻等編寫形式多樣的教案或講義，并和與之配套的課件、案例、習(xí)題、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、學(xué)習(xí)指南等一起使用，效果很好［2］。

利用多媒體輔助教學(xué)，能形象地演示教學(xué)內(nèi)容，化抽象為直觀，促使學(xué)生牢固掌握理論知識(shí)。例如，三相異步電動(dòng)機(jī)在樓宇自動(dòng)化設(shè)備中應(yīng)用極其廣泛（如給排水系統(tǒng)、暖通工程、電梯等），而三相異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)是常見(jiàn)的電路控制系統(tǒng)，用定子串阻、星三角、三角三角等啟動(dòng)方法都會(huì)用到時(shí)間繼電器。在以往的教學(xué)中，學(xué)生對(duì)于時(shí)間繼電器瞬時(shí)觸點(diǎn)、延時(shí)觸點(diǎn)的動(dòng)作，降壓的作用等問(wèn)題的理解有一定的難度?，F(xiàn)在，教師利用多媒體的動(dòng)畫技術(shù)展示現(xiàn)場(chǎng)電路的實(shí)際操作，將不同啟動(dòng)方法中時(shí)間繼電器降壓?jiǎn)?dòng)的動(dòng)作過(guò)程動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生有了直觀的感受，對(duì)降壓?jiǎn)?dòng)的領(lǐng)悟就容易多了。

另外，動(dòng)態(tài)、靈活地運(yùn)用各種媒體，集文本、圖形、音像等諸多媒體的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足學(xué)生對(duì)信息的感知需求。

2.3 教學(xué)方法、手段的運(yùn)用

本課程教學(xué)環(huán)節(jié)中，實(shí)踐操作性內(nèi)容所占比重較大。在課堂教學(xué)中，教師一方面要合理運(yùn)用多媒體手段，另一方面，還要通過(guò)操作演示、項(xiàng)目實(shí)做、案例分析等引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、積極吸納、勤于練習(xí)、樂(lè)于實(shí)踐，提高對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解程度。

在課后學(xué)習(xí)中，盡可能為學(xué)生提供豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，課程教學(xué)網(wǎng)站的欄目設(shè)置和媒體表現(xiàn)形式充分考慮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的可行性。

數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)包括教師工作室、學(xué)生學(xué)習(xí)交流園地等2個(gè)子系統(tǒng)。

教師工作室子系統(tǒng)主要包括教學(xué)公告、答疑、在線測(cè)驗(yàn)、學(xué)習(xí)討論、資源下載、課件瀏覽、在線作業(yè)等欄目，功能是實(shí)現(xiàn)教師的個(gè)性化教學(xué)和管理，并與學(xué)生溝通互動(dòng)。

學(xué)習(xí)交流園地子系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)教程、訓(xùn)練習(xí)題、成績(jī)查詢、知識(shí)天地、行業(yè)前景、聊天區(qū)等欄目，同時(shí)提供大量校內(nèi)外教學(xué)資源的有效鏈接和共享。

數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)基本做到了教學(xué)基本設(shè)施與現(xiàn)代化教學(xué)手段相適應(yīng)，課程教學(xué)基本實(shí)現(xiàn)多媒體化，課程輔導(dǎo)、學(xué)習(xí)多樣化。

2.4 實(shí)訓(xùn)條件的建設(shè)與利用

課程設(shè)定目標(biāo)是讓學(xué)生了解建筑電氣系統(tǒng)的組成，熟悉施工現(xiàn)場(chǎng)和建筑供配電、建筑電氣照明、動(dòng)力控制、建筑弱電子系統(tǒng)等。實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)是重中之重，必不可少。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容主要涉及安全用電、低壓照明、二次低壓配電、常用低壓電器與基本控制電路、電動(dòng)機(jī)控制、PLC控制、動(dòng)力工程等環(huán)節(jié)［3］。

在細(xì)化實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的過(guò)程中，課程組多次走訪相關(guān)高職院校同類課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，參考教學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)的成品實(shí)訓(xùn)裝置，列出了每個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目涉及的設(shè)備、儀器儀表、工具等。為此，電子信息工程系申報(bào)了建筑電氣實(shí)訓(xùn)室，購(gòu)買了必要的設(shè)備，以開(kāi)放式為主要形式逐步展開(kāi)實(shí)訓(xùn)活動(dòng)。

另外，充分利用“智能樓宇技術(shù)”等其它相關(guān)課程實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所的現(xiàn)有設(shè)備初步完成了變配電、建筑照明、常用低壓電器元件及控制電路、PLC控制等環(huán)節(jié)的若干實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

經(jīng)過(guò)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生對(duì)“智能樓宇技術(shù)”中與“建筑電氣”相關(guān)聯(lián)的知識(shí)掌握得更加牢固，動(dòng)手能力和現(xiàn)場(chǎng)操作能力大幅度提高。

3 課程教學(xué)中的探索與體會(huì)

3.1 讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的

許多高校和專業(yè)開(kāi)設(shè)“建筑電氣”課程時(shí)只注重電路基本理論、電工電子學(xué)的通用性，對(duì)現(xiàn)代智能建筑電氣系統(tǒng)（如智能消防、安防、通信、綜合布線等）的重要性認(rèn)識(shí)不足。

江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院在教學(xué)中，首先，讓學(xué)生清楚“建筑電氣”和“智能樓宇技術(shù)”之間的關(guān)聯(lián)性，“建筑電氣”課程的開(kāi)設(shè)是為后續(xù)課程“智能樓宇技術(shù)”服務(wù)的。

其次，要求學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)做到“點(diǎn)面結(jié)合”。

“點(diǎn)”即突出建筑電氣理論，“少而精”且有一定深度，培養(yǎng)扎實(shí)的基本功。

“面”指內(nèi)容的廣度，保持一定的專業(yè)知識(shí)覆蓋面，了解與之相關(guān)的新知識(shí)、新技術(shù)，開(kāi)闊視野，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣［4］。

3.2 以“實(shí)用性”精簡(jiǎn)內(nèi)容，以“模塊化”實(shí)施教學(xué)

根據(jù)“建筑電氣”課程教學(xué)的基本要求，結(jié)合“智能樓宇技術(shù)”課程特點(diǎn)，授課內(nèi)容力求少而精，以實(shí)用為原則。如在進(jìn)行案例教學(xué)時(shí)，可以加入辦公建筑、商業(yè)建筑、住宅建筑、賓館建筑等內(nèi)容，使二者相關(guān)聯(lián)的知識(shí)內(nèi)容趨于完善。

采用模塊化教學(xué)體系，將理論教學(xué)和技能訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合在一起。參照德國(guó)的七步教學(xué)法，以技能訓(xùn)練為核心，確定某項(xiàng)技能所需要的知識(shí)內(nèi)容，按照技能的特點(diǎn)和分類建立若干教學(xué)功能模塊。

采用模塊化教學(xué)模式，技能點(diǎn)在課程中的分布比較直觀，可以保證全面覆蓋實(shí)訓(xùn)中的技能點(diǎn)，不會(huì)遺漏。根據(jù)各技能點(diǎn)的訓(xùn)練次數(shù)有效分配技能的培訓(xùn)強(qiáng)度，避免技能點(diǎn)反復(fù)訓(xùn)練或訓(xùn)練不足。實(shí)際教學(xué)中，根據(jù)“建筑電氣”與“智能樓宇技術(shù)”的相關(guān)性設(shè)計(jì)若干技能點(diǎn)組合，學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目訓(xùn)練，掌握所有的技能點(diǎn)后就可以根據(jù)施工的不同要求獨(dú)立設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)各種建筑電氣線路了。

例如，在講授建筑電氣控制的典型環(huán)節(jié)，進(jìn)行技能訓(xùn)練時(shí)，將其分成5個(gè)教學(xué)模塊：

1）電氣控制圖形的繪制規(guī)則；

2）三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制；

3）三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制；

4）三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制；

5）繞線式異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制。

這些教學(xué)模塊之間呈遞進(jìn)式關(guān)系，且每個(gè)教學(xué)模塊都由若干個(gè)等值交叉的鏈狀教學(xué)課題支撐，模塊內(nèi)部和模塊之間由淺及深、由簡(jiǎn)到繁、從單一到綜合，層層推進(jìn)，保證了教學(xué)過(guò)程的有序性和學(xué)生實(shí)踐操作技能形成的漸進(jìn)性。該組模塊的訓(xùn)練為后續(xù)“智能樓宇技術(shù)”中BAS系統(tǒng)里設(shè)備控制的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

3.3 加強(qiáng)建筑電氣工程識(shí)圖訓(xùn)練

電子信息工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后主要從事弱電工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理等工作，接觸最多的就是各種建筑電氣工程圖紙。能夠看懂施工圖是對(duì)工程從業(yè)人員的最基本要求，也是他們必須具備的專業(yè)技能［5］。

在課程教學(xué)中，教師要特別注意并加強(qiáng)建筑電氣工程的識(shí)圖訓(xùn)練，包括建筑電氣施工中通常用的變配電工程圖、照明及動(dòng)力線施工圖、電氣設(shè)備控制電路圖（包括電梯、空調(diào)、供水、暖通、起重等）、弱電工程圖（包括安防、火災(zāi)報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)通信、音視頻系統(tǒng)等）。

識(shí)圖訓(xùn)練要分步進(jìn)行。通過(guò)分階段訓(xùn)練使學(xué)生系統(tǒng)掌握識(shí)圖技能。

1）識(shí)圖。熟記工程圖紙中各種電氣圖形符號(hào)及文字符號(hào)，做到能識(shí)別、能畫出常用的設(shè)備及元器件。記圖形符號(hào)，最好和實(shí)物相結(jié)合。如果沒(méi)有實(shí)物，可以借助圖片、動(dòng)畫、視頻等資料。

2）讀圖。在“建筑電氣”中以強(qiáng)電為主，弱電部分圖紙的分析可以放在“智能樓宇技術(shù)”中。教師從簡(jiǎn)單的低壓配電圖、照明施工圖入手，逐漸深入到復(fù)雜的電氣設(shè)備控制原理圖、各種電氣工程施工圖等。

3）用CAD軟件進(jìn)行實(shí)際繪圖練習(xí)，如畫出教室、宿舍、辦公樓的配電、照明線路圖（包括原理圖、平面圖）。

3.4 實(shí)踐與工程案例教學(xué)相結(jié)合

在教學(xué)中，教師可以將工程實(shí)踐中的客觀事實(shí)通過(guò)文字、數(shù)據(jù)、圖表、動(dòng)畫等方式進(jìn)行概括、整理，形成可用于課堂交流或探討的案例材料，并展示給學(xué)生。

工程案例分析呈現(xiàn)的是工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際問(wèn)題，最能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在現(xiàn)場(chǎng)所做處理的合理性及不足之處在哪里？處理后的實(shí)際效果究竟如何？

如果是你，你會(huì)采取何種方式、方法進(jìn)行分析處理，這樣做的理論依據(jù)又是什么，會(huì)不會(huì)比目前現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際處理的效果好？

教師通過(guò)設(shè)置上述一系列疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生探討和解決問(wèn)題的欲望，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，體驗(yàn)知識(shí)從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化。

在實(shí)際教學(xué)中，所選的工程案例應(yīng)當(dāng)貼近實(shí)際、并有針對(duì)性、系統(tǒng)性、時(shí)效性，難易程度要適當(dāng)。引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，并學(xué)習(xí)、消化、吸收新技術(shù)、新方法，提升實(shí)踐能力。

如在講“照明工程電氣設(shè)計(jì)”案例時(shí)，教師通過(guò)校企合作，以江陰別超電子技術(shù)有限公司參與施工的江陰新長(zhǎng)江集團(tuán)總部辦公大樓為例，將學(xué)生分成4組，要求學(xué)生根據(jù)公司所提供的建筑平面布置圖，選擇控照器及電光源的種類和數(shù)量，設(shè)計(jì)該建筑各層的照明平面布置圖。每組負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)一層平面，時(shí)間為2周。具體實(shí)施中，分5個(gè)階段完成。

1）教師帶領(lǐng)學(xué)生查看現(xiàn)場(chǎng)。結(jié)合工程圖紙，初步了解照明工程電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，并提出相關(guān)問(wèn)題，例如：

系統(tǒng)圖有哪幾種？

系統(tǒng)圖上畫了哪些設(shè)備，體現(xiàn)了哪些數(shù)據(jù)？

2）總結(jié)系統(tǒng)圖表達(dá)的內(nèi)容。每一小組自行獨(dú)立總結(jié)不同系統(tǒng)圖的表達(dá)內(nèi)容。而后，由學(xué)生自由補(bǔ)充、查漏補(bǔ)缺。最后，教師給出完整答案。

3）研究照明系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的范圍。分組討論：

選擇什么設(shè)備？

如何選擇？

進(jìn)行什么參數(shù)的計(jì)算？

怎么算？

4）掌握照明線路電氣設(shè)備的選型，如導(dǎo)線、配電設(shè)備、低壓斷路器等。要求學(xué)生利用不同的計(jì)算方法，如需要系數(shù)法、負(fù)荷密度估算法、單位指標(biāo)法等，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，采用分項(xiàng)訓(xùn)練法完成該辦公大樓各層負(fù)荷計(jì)算表的編制及系統(tǒng)圖的繪制，并總結(jié)設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容。

5）通過(guò)各組設(shè)計(jì)方法及數(shù)據(jù)的比較，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)照明工程電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟與方法的理解，培養(yǎng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)能力［6］。

在整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)工程所涉及的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，收集了光源、線纜、照明電器等設(shè)備的資料，并且對(duì)照明工程中的最新規(guī)范和要求進(jìn)行了整理。

通過(guò)此次案例教學(xué)，學(xué)生深刻了解：在現(xiàn)實(shí)的照明工程電氣設(shè)計(jì)中，過(guò)程是不作“統(tǒng)一”或“標(biāo)準(zhǔn)”要求的，但設(shè)計(jì)結(jié)果必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家的相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，如《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004，《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-2008等。

由于教學(xué)中所涉及的許多內(nèi)容超出了書本范圍，并將復(fù)雜的工程數(shù)據(jù)計(jì)算與真實(shí)的案例設(shè)計(jì)緊密相結(jié)合，讓學(xué)生看到了所學(xué)知識(shí)在工程實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值，因而興趣十足，發(fā)言踴躍，甚至能提出工程實(shí)際中某些方面的不足，如布線路徑的選擇，照明電氣設(shè)備的選型等，課堂氛圍輕松，教學(xué)效果得到了極大的改善。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，把建筑電氣知識(shí)與智能樓宇技術(shù)緊密結(jié)合起來(lái)，不僅開(kāi)闊了學(xué)生的視野，加強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高了學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，還為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。許多學(xué)生將在學(xué)習(xí)中遇到的一些實(shí)際問(wèn)題作為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容或作為畢業(yè)設(shè)計(jì)專題進(jìn)行研究，提高了課程學(xué)習(xí)的延續(xù)性。

教師精心構(gòu)思，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，將理論基礎(chǔ)知識(shí)傳授、綜合實(shí)踐能力訓(xùn)練、創(chuàng)新思維培養(yǎng)等結(jié)合起來(lái)，切實(shí)提高了教學(xué)質(zhì)量。

［1］裴滔，張貴芳.建筑電氣控制技術(shù)［M］.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2009：30-33.

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