面向大學(xué)生的創(chuàng)新型樓宇自動控制實踐教學(xué)方法研究

摘 要：面向大學(xué)生的創(chuàng)新型實驗教學(xué)是近年來高校實驗教學(xué)改革的新舉措，也是當(dāng)前應(yīng)用型本科院校實驗教學(xué)改革的必然趨勢，對提高應(yīng)用型本科院校，尤其是工科院校學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新精神、實踐能力具有重要作用。搭建創(chuàng)新型實驗教學(xué)科技創(chuàng)新平臺，能促進(jìn)高校實驗教學(xué)的改革，對培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力和工程適應(yīng)能力具有重要作用。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生 創(chuàng)新型 樓宇自動控制 實踐教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）09（b）-0016-02

當(dāng)今社會是科技競爭社會，要求人才具備越來越強的創(chuàng)新能力。對應(yīng)到教育，其任務(wù)轉(zhuǎn)變成為培養(yǎng)素質(zhì)全面、創(chuàng)新技能突出的人才。開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動是培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才的有效途徑。但是，當(dāng)前部分高校在組織大學(xué)生科技創(chuàng)新活動過程中逐漸暴露出了由于實驗教學(xué)無法滿足科技創(chuàng)新訓(xùn)練要求而導(dǎo)致成效不佳的情況。因此，改變現(xiàn)狀，增強創(chuàng)新成效，進(jìn)一步提高在校大學(xué)生的創(chuàng)新能力勢在必行。

本文的創(chuàng)新點在于基于我校建筑電氣與智能化實驗教學(xué)示范中心現(xiàn)有的實驗條件，開發(fā)出一套基于開放實驗室的創(chuàng)新型教材，該教材在基礎(chǔ)性實驗開設(shè)基礎(chǔ)上增加綜合性、設(shè)計性實驗環(huán)節(jié)，是對建筑電氣與智能化專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效嘗試。充分利用開放型實驗室管理的特點，我們不僅可以在課內(nèi)完成既定訓(xùn)練內(nèi)容，還可以在課余拓展練習(xí)，通過深入的研究思考，每個參與此訓(xùn)練計劃的同學(xué)都能自行設(shè)計出基于特定工程場景的個性化訓(xùn)練項目。通過實踐訓(xùn)練，有助于我們在教學(xué)、科研以及大學(xué)生科技競賽等各方面水平的提高，開發(fā)設(shè)計出代表樓控領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的、具有實用意義和價值的工程化訓(xùn)練項目，對提高大學(xué)生智能建筑工程實踐技術(shù)水平具有重要意義。

1 創(chuàng)新型實驗教材編寫

創(chuàng)新型實驗教學(xué)能夠促進(jìn)我們整合所學(xué)內(nèi)容，貫通理論與實踐，增強綜合運用知識的水平，提高理論聯(lián)系實際的能力，是大學(xué)生教育體系的重要組成部分。與之對應(yīng)，以服務(wù)科技創(chuàng)新為目的實驗教學(xué)成為大學(xué)生科技創(chuàng)新成效的重要影響因素，這樣的教學(xué)方式被寄予了更高的期望。

1.1 科學(xué)合理的教學(xué)內(nèi)容是關(guān)鍵

隨著科學(xué)的日益進(jìn)步，那些有層次、有系統(tǒng)的綜合性、設(shè)計性、研究性以及自選性實驗是實驗項目發(fā)展的主要方向，有利于我們開闊視野、提高研究興趣，強化創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，鍛煉實踐能力，增強綜合運用知識的水平以及獨立解決問題的能力。從奠定大學(xué)生科技創(chuàng)新的內(nèi)在基礎(chǔ)，迎合科技創(chuàng)新的基本目的出發(fā)，我校實驗教學(xué)項目中增添了綜合性、設(shè)計性以及研究性元素。

1.2 教材構(gòu)思的新穎性

我校實驗教學(xué)示范中心構(gòu)建了理論教學(xué)與實踐教學(xué)一體化實踐導(dǎo)向、項目導(dǎo)向培養(yǎng)模式；設(shè)立了學(xué)生自選項目、自由組團(tuán)、自主研究的“自主研學(xué)”課外科學(xué)研究實驗項目；在傳統(tǒng)基礎(chǔ)性教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上加強了綜合性、設(shè)計性實驗項目的建設(shè)和管理，為培養(yǎng)我們的創(chuàng)新能力提供環(huán)境和政策保障。我校實驗教學(xué)示范中心開設(shè)的綜合性、設(shè)計性實驗課程占全部專業(yè)實驗課程的比例為100%。實驗教學(xué)中心引進(jìn)一定數(shù)量的工程實訓(xùn)項目，以提高我們的綜合素質(zhì)和工程能力；通過實驗教學(xué)師資的“內(nèi)外結(jié)合”，實現(xiàn)了理論教學(xué)和實驗教學(xué)、實驗教學(xué)與科學(xué)研究的有機融合。

基礎(chǔ)性分項訓(xùn)練主要是培養(yǎng)基本實踐能力，加深、鞏固專業(yè)理論知識。內(nèi)容包括以下幾個子系統(tǒng)基礎(chǔ)性實驗項目開發(fā)：（1）照明系統(tǒng)；（2）給排水系統(tǒng)；（3）暖通空調(diào)系統(tǒng)；（4）電梯群控系統(tǒng)；（5）樓控各子系統(tǒng)集成方案。通過查閱實驗指南及附錄了解LonWorks技術(shù)原理，掌握基于LonWorks技術(shù)的照明、給排水、暖通空調(diào)、電梯群控以及樓宇各子系統(tǒng)的工作原理，掌握使用Intouch的圖形化編程工具進(jìn)行用戶界面的設(shè)計實現(xiàn)方法。

綜合性、設(shè)計性分項訓(xùn)練主要是提高實踐能力，使實驗具有啟發(fā)性、趣味性和適用性開發(fā)研究應(yīng)用層。包括兩大類：（1）根據(jù)基礎(chǔ)性分項訓(xùn)練內(nèi)容的研究結(jié)果，提出工程應(yīng)用的實際場景，并使得該項內(nèi)容的實踐訓(xùn)練更加行之有效；（2）提出前瞻性的工程項目背景，結(jié)合綠色、節(jié)能等主題，利用現(xiàn)有的研究結(jié)果和研究手段，設(shè)計出代表先進(jìn)技術(shù)的訓(xùn)練項目。綜合性設(shè)計性分項訓(xùn)練有利于充分利用實驗教學(xué)資源，增強大學(xué)生的責(zé)任感、自信心，提高創(chuàng)造力，激發(fā)我們自主學(xué)習(xí)的熱情、培養(yǎng)適應(yīng)新時代要求的創(chuàng)新人才。

例如，我們在設(shè)計照明系統(tǒng)時，基礎(chǔ)性分項訓(xùn)練主要是在了解照明系統(tǒng)的基本原理基礎(chǔ)上，通過實驗設(shè)備，結(jié)合說明文件以及基本操作方法，完成燈的開關(guān)、照度計的讀數(shù)、定時器的控制等基本功能。此外，我們在基礎(chǔ)性分項訓(xùn)練的基礎(chǔ)上增加了綜合性、設(shè)計性環(huán)節(jié)。通過結(jié)合實際場景的需要，以綠色節(jié)能為目標(biāo)設(shè)計了照度、遠(yuǎn)程雙控制的控制流程，在沒有人為因素干擾時，我們設(shè)定好一個照度值的上下限，實現(xiàn)了當(dāng)照度值低于下限值時，自動打開照明燈，當(dāng)照度高于上限值時，自動關(guān)閉照明燈。通過綜合性、設(shè)計性分項訓(xùn)練，使我們都能自行設(shè)計出基于特定工程場景的個性化訓(xùn)練項目，有助于我們在教學(xué)、科研以及大學(xué)生科技競賽等各方面水平的提高，開發(fā)設(shè)計出代表樓控領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的、具有實用意義和價值的工程化訓(xùn)練項目，對提高大學(xué)生智能建筑工程實踐技術(shù)水平具有重要意義。

2 健全的開放實驗室管理模式是實現(xiàn)大學(xué)生科技創(chuàng)新的保證

2.1 建設(shè)開放實驗室重要意義

開放實驗教學(xué)突出因材施教、注重能力培養(yǎng)的教育、教學(xué)理念，實現(xiàn)了從教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法到實驗教學(xué)隊伍、教學(xué)保障條件等方面的全方位開放。開放實驗教學(xué)不但能充分發(fā)揮實驗室的資源效益，更有利于實驗教學(xué)質(zhì)量的提高和培養(yǎng)工程一線需要的具有一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型技術(shù)人才的需要，使實驗室真正服務(wù)于教學(xué)、科研和社會。加強開放實驗教學(xué)是提高大學(xué)生整體科技創(chuàng)新水平的重要途徑，通過不斷地完善實驗教學(xué)模式，不斷探索與實踐，開放實驗教學(xué)將會更好地為培養(yǎng)工程一線需要的具有一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型高級技術(shù)人才做出更好的貢獻(xiàn)。

2.2 創(chuàng)新實踐教學(xué)管理模式，建設(shè)特色鮮明、高效運行開放式網(wǎng)絡(luò)化專業(yè)實驗室管理平臺

我校在建設(shè)現(xiàn)代化的建筑電氣與智能化實驗中心軟、硬件平臺的同時，開發(fā)了獨具特色的，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的開放性建筑智能化實驗教學(xué)中心專業(yè)實驗室管理平臺。實行全新的實踐教學(xué)過程管理模式，建立了由實驗中心管理員、專業(yè)任課教師、學(xué)生團(tuán)隊三者聯(lián)動的開放性實驗室管理模式。

該平臺的最大特點是：將學(xué)生納入到實驗室設(shè)備的使用、管理和維護(hù)的工作中，改變了通常學(xué)生與實驗室設(shè)備單純的使用與被使用關(guān)系，使我們在自主進(jìn)行實驗的同時，也是參與到實驗設(shè)備的管理和維護(hù)中，這不僅實現(xiàn)了實驗設(shè)備維護(hù)的常態(tài)化管理、減輕了實驗室工作人員勞動強度，也提高了學(xué)生自覺維護(hù)實驗室設(shè)備的責(zé)任感和自覺性，培養(yǎng)了學(xué)生良好的工作習(xí)慣和職業(yè)素養(yǎng)。

創(chuàng)新的實踐教學(xué)管理模式，實現(xiàn)了實驗準(zhǔn)備、網(wǎng)上實驗預(yù)約、現(xiàn)場實際操作、設(shè)備自動管理、過程全程監(jiān)控。我們以自主式、合作式、研究式等方式完成各種實踐訓(xùn)練，有效鍛煉了我們的自主實踐能力，增強了團(tuán)隊合作意識及工作責(zé)任心。

2.3 充分利用教學(xué)資源，提高實驗教學(xué)質(zhì)量

由于開放實驗室允許同學(xué)們根據(jù)各自所需自主地選擇時間和方式進(jìn)行科學(xué)實驗，這樣顯然可以最大限度地發(fā)揮實驗室資源效益，實現(xiàn)資源共享，提高儀器設(shè)備的使用效率。開放實驗室的內(nèi)容形式多樣，我們既可以做實驗，也可以討論問題；既可以對上次實驗進(jìn)行再做或者選做一些新實驗，也可以根據(jù)自己的興趣做一些課外實驗，這樣學(xué)生自主實驗，不僅可以消除傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中因?qū)嶒灂r間不足而引發(fā)的問題，補充了課堂實驗教學(xué)的不足，也有利于培養(yǎng)我們的專業(yè)興趣，提升學(xué)生的專業(yè)知識能力，使同學(xué)們對知識的掌握更為深入更為系統(tǒng)。

通過開放實驗室讓部分實驗放入學(xué)生自由時間中完成，不僅可以彌補理論課和實驗課時的限制，也可以更合理地分配教學(xué)資源。同時，還可以理論聯(lián)系實際，消除理論授課過程中的枯燥乏味感，從而更好的提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

3 依托科技競賽和大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃全方位培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力

3.1 創(chuàng)新型實驗計劃、卓越工程師人才培養(yǎng)體系

建筑電氣與智能化創(chuàng)新型實驗計劃以學(xué)生為主體，以創(chuàng)新項目實施為主線，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下以學(xué)生特長、興趣為出發(fā)點，注重過程訓(xùn)練和自主設(shè)計，激發(fā)我們的科學(xué)研究興趣，著重培養(yǎng)我們自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊協(xié)作以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。

建筑電氣與智能化卓越工程師人才培養(yǎng)體系以提高我們的工程實踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，從創(chuàng)新型高級工程應(yīng)用人才培養(yǎng)體系整體出發(fā)，在對各教學(xué)環(huán)節(jié)整體優(yōu)化與提高的基礎(chǔ)上，以建筑智能化工程設(shè)計、工程開發(fā)、工程實施及工程管理四大主線，分層式、模塊化、構(gòu)建實驗教學(xué)人才培養(yǎng)新體系。

3.2 大學(xué)生實踐創(chuàng)新計劃對培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊增益良多

大學(xué)生實踐創(chuàng)新計劃的實施，有利于培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊協(xié)作以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。創(chuàng)新型實踐計劃，可以鍛煉團(tuán)隊成員的默契度，以及團(tuán)隊的組織能力、協(xié)調(diào)能力和溝通能力。同時，對提高大學(xué)生智能建筑工程實踐技能大賽水平，培養(yǎng)工科學(xué)生科技創(chuàng)新能力和工程適應(yīng)能力具有重要作用。

3.3 大學(xué)生科技競賽著眼于工程化項目訓(xùn)練成效

創(chuàng)新型實驗教學(xué)科技創(chuàng)新平臺的搭建，可以使我們在課余時間進(jìn)行拓展練習(xí)。根據(jù)大學(xué)生科技競賽的要求，我們可以模擬出基于特定工程場景的個性化訓(xùn)練項目，從材料準(zhǔn)備、節(jié)奏控制、戰(zhàn)術(shù)策略、時間把握、心態(tài)調(diào)整五個方面進(jìn)行訓(xùn)練，模擬比賽和工程實踐中可能出現(xiàn)的場景，對培養(yǎng)我們的應(yīng)變能力，提高我們的科技創(chuàng)新能力以及在大學(xué)生科技競賽中的成績有著重要意義。

4 結(jié)語

面向大學(xué)生的創(chuàng)新型樓宇自動控制實踐教學(xué)方法研究，有助于我們進(jìn)一步開展創(chuàng)新實踐技能訓(xùn)練，開發(fā)、設(shè)計出代表樓控領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的、具有實用意義和價值的工程化訓(xùn)練項目。該創(chuàng)新型實驗教學(xué)科技創(chuàng)新平臺的搭建，打破了傳統(tǒng)封閉的實驗教學(xué)模式，順應(yīng)了現(xiàn)代教育、教學(xué)的發(fā)展要求，對培養(yǎng)我們的創(chuàng)新能力，全面提高綜合素質(zhì)水平起到了積極的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 高安邦.LonWorks技術(shù)原理與應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[2] 劉志京.基于Lonworks技術(shù)的樓宇控制系統(tǒng)設(shè)計[J].北京印刷學(xué)院學(xué)報，2009（6）：57-61.

[3] 張屹，張虎，李力，等.面向大學(xué)生科技創(chuàng)新對當(dāng)前高校實驗教學(xué)的研究[J].繼續(xù)教育研究，2009（2）：84-86.

[4] 楊瑞霞.以創(chuàng)新教育為核心的開放式實驗教學(xué)[J].實驗室研究與探索，2008，27（7）：144-146.

[5] 劉天寧，徐清.高校實驗教學(xué)改革和實驗室建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2007（6）：101-103.