中職建筑給排水電機(jī)控制技術(shù)教學(xué)探究

張興明

摘要：智能建筑的發(fā)展對(duì)建筑大樓內(nèi)的供水、消防提出了更高的要求，中職學(xué)校有必要開設(shè)建筑給排水電機(jī)控制技術(shù)課程。建筑設(shè)備安裝與調(diào)控（給排水）競(jìng)賽項(xiàng)目的開展，為課程的設(shè)置提供了可行性。從常規(guī)繼電器控制系統(tǒng)入手，結(jié)合PLC知識(shí)、變頻技術(shù)及自動(dòng)控制原理，重點(diǎn)教學(xué)自動(dòng)噴淋滅火與恒壓供水系統(tǒng)中的電機(jī)控制技術(shù)。注重校本教材開發(fā)、充分利用現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)設(shè)施，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生在做中學(xué)、在學(xué)中做。

關(guān)鍵詞：建筑給排水 電機(jī)控制 實(shí)踐教學(xué) 智能建筑是建筑史上一個(gè)重要的里程碑，起源于20世紀(jì)80年代初期的美國(guó)。建筑大樓內(nèi)的供水、消防等都通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制，建筑給排水電機(jī)控制技術(shù)經(jīng)歷了常規(guī)繼電器向可編程序控制器的轉(zhuǎn)換。本文結(jié)合實(shí)踐，探究如何在中職學(xué)校開展建筑給排水及自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)電機(jī)控制技術(shù)的教學(xué)。

1現(xiàn)狀分析

隨著人民生活水平的不斷提高，特別是智能建筑的發(fā)展，對(duì)建筑大樓內(nèi)的供水、消防提出了更高的質(zhì)量要求。居民日常生活中用到的自然水，要求實(shí)現(xiàn)恒壓供給，建筑物消防系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等。目前，中職建筑與機(jī)電兩大類專業(yè)都開設(shè)了給排水方面的相關(guān)課程，但側(cè)重點(diǎn)不同。給排水專業(yè)側(cè)重于給排水管道及工程施工方向，僅學(xué)習(xí)一些電氣基礎(chǔ)知識(shí)。電氣技術(shù)應(yīng)用專業(yè)側(cè)重于通用型電機(jī)控制技術(shù)，對(duì)建筑群恒壓供水及消防自動(dòng)滅火系統(tǒng)沒(méi)有作技術(shù)上的講解。樓宇智能化專業(yè)側(cè)重于建筑設(shè)備及智能化工程施工方向，重點(diǎn)是綜合布線與安防自動(dòng)化系統(tǒng)。畢業(yè)生在從事建筑給排水及自動(dòng)噴淋系統(tǒng)電機(jī)控制工程時(shí)，遇到了理論與技能兩方面的困惑。中職學(xué)校開設(shè)建筑給排水電機(jī)控制技術(shù)課程的必要性變得非常突出。

2011年，全國(guó)職業(yè)院校技能競(jìng)賽新增了建筑設(shè)備安裝與調(diào)控（給排水）項(xiàng)目，在開展技能競(jìng)賽教學(xué)時(shí)，相應(yīng)的問(wèn)題就暴露出來(lái)了。首先，相關(guān)的概念沒(méi)有建立起來(lái)，更說(shuō)不上理解。換句話說(shuō)，消防自動(dòng)化與建筑設(shè)備自動(dòng)化是什么學(xué)生還沒(méi)有建立正確的認(rèn)識(shí)。其次，在技術(shù)層面上，電機(jī)控制僅限于電機(jī)啟停、正反轉(zhuǎn)控制，PLC局限于理論知識(shí)。學(xué)生已學(xué)過(guò)的相關(guān)課程對(duì)該競(jìng)賽中用到的電機(jī)控制技術(shù)起不到大的幫助作用，可以說(shuō)還得從頭開始教學(xué)。

經(jīng)過(guò)2011至2014年全國(guó)中職學(xué)校建筑設(shè)備安裝與調(diào)控（給排水）項(xiàng)目競(jìng)賽后，絕大部分參賽學(xué)校配套設(shè)備齊全，教師也完成了理論與技能教學(xué)的升級(jí)。筆者認(rèn)為，開設(shè)建筑給排水電機(jī)控制技術(shù)課程的可行性已經(jīng)具備。

2核心內(nèi)容

建筑給排水電機(jī)控制技術(shù)課程定位于消防自動(dòng)化與建筑設(shè)備自動(dòng)化兩門課程中沒(méi)有講述或展開的電機(jī)控制技術(shù)，主要教學(xué)內(nèi)容為自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)與恒壓供水系統(tǒng)中的電機(jī)控制技術(shù)。以常規(guī)繼電器控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合PLC與變頻技術(shù)，闡述自動(dòng)控制原理與方法。

課程從常規(guī)繼電器控制系統(tǒng)入手，理解三相電機(jī)、常用低壓電器工作原理與組成，掌握點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)、正反轉(zhuǎn)、順序電路工作原理及特點(diǎn)。掌握電氣原理圖、設(shè)備材料表、設(shè)備布置圖、電氣接線圖的繪制方法。

可編程序控制器部分在掌握工作原理與組成的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)在輸入輸出接口。了解指令與編程方法，掌握程序錄入技能。變頻器部分在理解工作原理與作用的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握典型安裝方法。PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)只要求了解閉環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)成與原理、理解PID參數(shù)的作用。

自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)電機(jī)控制原理相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生容易掌握，重點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)施工與驗(yàn)收規(guī)范。給水恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)比較復(fù)雜、技術(shù)含量高，從手/自動(dòng)切換原理入手，理解可編程序控制器I/O點(diǎn)分配表，掌握控制柜安裝與接線技能，重點(diǎn)為現(xiàn)場(chǎng)施工與系統(tǒng)調(diào)試。

3教學(xué)方法探究

3.1開發(fā)校本教材

目前，適合中職學(xué)生使用的關(guān)于自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)與恒壓供水系統(tǒng)電氣控制技術(shù)的教材還很難找到，所以要立足于校本教材的開發(fā)。校本教材根據(jù)學(xué)校自身優(yōu)勢(shì)及已有的相關(guān)設(shè)備編寫，所以可操作性強(qiáng)。筆者在2011年完成第一屆建筑設(shè)備安裝與調(diào)控（給排水）競(jìng)賽輔導(dǎo)后，將集訓(xùn)時(shí)所用的資料及講義等加以整理與組織，編寫了相應(yīng)的校本教材。此教材不僅適用于常規(guī)教學(xué)，而且在技能競(jìng)賽輔導(dǎo)中發(fā)揮了重要作用。校本教材的編寫要做到輕理論重技能，同時(shí)要注重課后作業(yè)量，并增加建筑電氣設(shè)計(jì)與驗(yàn)收規(guī)范的內(nèi)容。

3.2充分利用已有設(shè)施

要掌握技能就要開展實(shí)踐教學(xué)，如何解決實(shí)訓(xùn)工位是每位中職教師必須思考與解決的問(wèn)題。近幾年，職業(yè)教育得到了高度重視，相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)施與設(shè)備有了明顯的改善。如何充分利用已有設(shè)施為本課程服務(wù)是每位教師在實(shí)踐教學(xué)中必須面對(duì)的基本功。

課程實(shí)訓(xùn)中的工位問(wèn)題，常規(guī)繼電器控制部分，可以完全利用已有電工設(shè)備。點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行、正反轉(zhuǎn)、順序電路等可以全部在已經(jīng)建立的電工實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行，只是側(cè)重點(diǎn)有所不同。建筑設(shè)備安裝與調(diào)控實(shí)訓(xùn)裝置數(shù)量有限，并不是每次實(shí)訓(xùn)操作都要在該大型設(shè)備上進(jìn)行。給排水控制電氣柜安裝與接線可以在電工實(shí)訓(xùn)室的電工木板上完成，便于管理而且安全。PLC程序錄入與編輯在機(jī)房開展，可以做到每人一臺(tái)電腦，可編程序控制器接口與調(diào)試可以利用PLC實(shí)訓(xùn)室。

3.3做中學(xué)、學(xué)中做

實(shí)踐教學(xué)是目前中職教學(xué)的重中之中，脫離了實(shí)踐，中職教學(xué)將變得空洞虛無(wú)。做中學(xué)與學(xué)中做是每所中職學(xué)校追求的目標(biāo)，目前通常采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目教學(xué)的方法。

在設(shè)計(jì)課程實(shí)訓(xùn)時(shí)，先將所有教學(xué)分成若干個(gè)主項(xiàng)目，具體為：常規(guī)繼電器控制、自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)、PLC、恒壓給水四個(gè)主項(xiàng)目。每個(gè)主項(xiàng)目可分解成幾個(gè)子項(xiàng)目來(lái)完成，如：恒壓給水主項(xiàng)目由手動(dòng)控制與自動(dòng)控制組成。然后，細(xì)化每個(gè)子項(xiàng)目的任務(wù)，制定出具體的操作步驟，包括材料規(guī)格、施工方法、使用的工具、驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)等一系列要求。

情景的設(shè)立是非常重要的一步，主要有現(xiàn)場(chǎng)參觀、實(shí)物演示與圖畫展示等形式。通過(guò)情景的設(shè)置，首先讓學(xué)生搞清楚要做什么，再組織學(xué)生討論如何完成任務(wù)。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)需符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律并按先易后難的原則組織實(shí)施。在項(xiàng)目開始前，教師需要在理論上進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹v解，同時(shí)對(duì)該項(xiàng)目中用到的技能提前進(jìn)行練習(xí)。項(xiàng)目普遍以小組的形式來(lái)完成，項(xiàng)目完成后先進(jìn)行小組自評(píng)，評(píng)價(jià)方案由實(shí)現(xiàn)的功能與建筑電氣規(guī)范兩部分組成。也可以進(jìn)行小組間的互評(píng)，小組間的對(duì)比可以讓學(xué)生取長(zhǎng)補(bǔ)短。教師必須及時(shí)記錄實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，從理論與技能兩方面加以分析，在項(xiàng)目進(jìn)行中或結(jié)束后與學(xué)生共同討論。通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)法的有效實(shí)施，真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做，教師在做中教的新型教學(xué)模式。

4結(jié)束語(yǔ)

總之，中職樓宇智能化專業(yè)開設(shè)建筑給排水電機(jī)控制技術(shù)課程非常必要而且完全可行，具有現(xiàn)實(shí)意義。隨著選擇性課改的普及，相信會(huì)有更多其他專業(yè)的學(xué)生選擇并喜歡上這門課程。

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