樓宇智能化技術實踐

隨著智能時代的到來，樓宇智能化技術已經發展成為其他任何學科所不能替代或者覆蓋的一個新的學科，由此，現代社會行業發展對樓宇智能化技術人才的需求量越來越大，要求也越來越高，這就對高校《樓宇智能化技術》課程的教學質量提出了更高的要求。而目前《樓宇智能化技術》課程的主流教學模式和教學效果差強人意，師生和企業滿意度不高，考評結果反饋學生在樓宇智能化工程中的綜合實踐應用能力較為薄弱。因此，為了適應樓宇智能化技術行業發展需要，提升相關專業學生就業競爭力，本文分析了《樓宇智能化技術》課程當前主流教學模式下所存在的主要問題，并對《樓宇智能化技術》課程實踐教學改革進行探索，提出了改革方案和實施舉措，希望能夠給讀者帶來啟發，為樓宇智能化技術人才培養提供參考。
根據行業需求，以培養學生對樓宇智能化工程、智能家居系統設計、安裝、調試等方面的工程實踐能力為宗旨和目標導向，從以下幾個方面進行《樓宇智能化技術》一體式實踐教學改革：
（1）教學內容的改革：樓宇智能化系統原理與工程案例相結合教學，并依托實驗室資源布置開展相應階段實踐任務，最后呈現一套綜合性系統開發成果。
（2）教學方式的改革：以學生為主體，將在教室完成的抽象理論課程改為在實驗室進行的一體式同步教學，將離散的實驗課程改為系統化的綜合實踐教學，培養學生工程實踐能力，并采取線上線下相結合教學方式優化教學模式及效果。
（3）考核方式的改革：以綜合性工程實踐任務過程與成果考核代替或補充傳統卷面考試，培養學生工程協作能力與社會責任感，符合企業用人要求。
1、樓宇智能化技術教學現狀
1.1樓宇智能化技術目前主要的教學方式
目前，對于《樓宇智能化技術》課程的教學，我國大部分高等院校采用傳統的理論教學為主，課內實驗教學為輔的教學模式。教學中基礎的理論講授課程占到了課程的絕大部分課時，只有小部分的實驗課是在實驗室里由任課老師帶領學生完成的，由于實驗課程的時間非常有限，實驗往往是碎片化的，缺乏系統性，不利于學生綜合應用能力的提升，學生也難以感受到與工程項目的貼合度，因此在面對實際工程案例時往往不知道從何入手。
1.2樓宇智能化技術教學中存在的主要問題
由于樓宇智能化技術是一門融合多種學科知識，各項技術技能的專業必修課程，所涉及的專業知識相當廣泛，維度也特別多，而且存在與其他專業知識交叉的情況。因此，學生在《樓宇智能化技術》課程的學習過程中往往會感到教學內容抽象乏味，知識量過大并且繁雜，難以消化，難以將前后知識內容系統關聯地進行應用。結合該課程上課學生的課堂學習情況調查反饋以及承擔該門課程教學的主講教師教學經驗與課程評價綜合分析，總結發現《樓宇智能化技術》課程的教學中目前主要存在著以下十個問題：
（1）課程內容繁多，課時時間短。
（2）課堂時間緊湊，且知識抽象繁瑣，不便于學生理解。
（3）理論與實踐不能巧妙結合。
（4）實驗課程課時不足。
（5）實踐教學缺乏系統性，學生雖然掌握了單個實驗模塊內容，卻不具備解決實際工程案例的綜合應用能力。
（6）對學生的考核機制單一，不能充分調動學生積極性和激發學生的創新潛力。
（7）成績水平居中，不能體現個體差異化。
（8）卷面成績占比太大，怎樣改變應試化教學的問題。
（9）怎樣激發前期理論課程學習不理想的學生對實踐課程的積極性。
（10）課程教學內容和實踐內容跟不上行業發展新技術。
2、樓宇智能化技術實踐教學改革方案
結合目前樓宇智能化技術課程教學中存在的主要問題，以及行業發展和企業用人對樓宇智能化技術人才的需求，擬定了樓宇智能化技術實踐教學改革方案及其實施舉措，可供廣大讀者及各高校相關專業實施樓宇智能化技術課程教學改革或修訂人才培養方案和課程建設參考。
2.1該課程教學內容的改革
2.1.1理論教學內容的改革
樓宇智能化技術是工程應用性很強的一門學科，因此，在教學內容上的安排應弱化教材書本內容，重在應用，理論聯系實際，結合實際工程案例，讓學生了解智能樓宇工程應用，掌握智能樓宇系統方案設計，熟悉通信協議和行業規范，并引入行業最新動態和前沿技術，讓學生與實際接軌，同時明確樓宇智能化技術沒有可以套用的固定模式，也不是一成不變的，而是隨著人們需求變化及科技發展而不斷變化發展的技術。
2.1.2實踐教學內容的改革
關于《樓宇智能化技術》實踐教學，傳統的實踐內容是安排了一些細碎的單個實驗模塊，各實驗之間有知識的并列和遞進關系，雖然對相關理論知識有鞏固作用，但缺乏系統性，因此學生掌握的實踐能力也是離散的，缺乏智能樓宇系統綜合應用能力。經過改革后，實踐教學內容以實際工程項目為例將工程項目按照實施階段以及相關理論知識學習先后順序拆分成若干子項目，學生以企業工程與技術人員的角色分組協作參與到各個子項目實踐任務當中，逐個完成所安排的系列子項目，最后形成一個系統性的工程應用實踐成果。
另外，傳統的實踐教學內容多以系統開發類實驗為主，經過改革后，引入建筑智能化弱電施工圖設計與繪制的綜合應用實踐教學內容，學生可以團隊協作從系統方案設計，到系統開發，或者智能化弱電施工圖設計去完成實踐任務，形成一整套系統的工程實踐成果。
2.1.3拓寬任課教師的專業知識面，豐富教學內容
由于樓宇智能化技術的知識面十分寬泛，而任課教師受所學專業限制，可能對其他領域的知識不太熟悉，這對樓宇智能化技術的教學是非常局限的，往往會導致教學內容不夠系統全面，也更不上智能樓宇的行業發展。因此，任課教師要不斷拓展自身的知識系統，在教學時更要注意更新教學內容和提高自身的專業知識水平。同時，任課教師要主動學習其他相關專業知識，擴展自己的知識面，學校可以定期邀請相關專家對教師隊伍進行培訓，激勵教師積極參與培訓，不斷學習，以便全面掌握樓宇智能化技術所涉及的知識，使該課程的教學內容更加系統全面。
2.2該課程教學方式的改革
2.2.1校企合作，采取產學研相結合的教學模式
結合目前《樓宇智能化技術》課程教學中存在著理論和實踐教學內容跟不上行業發展新技術，以及實踐教學缺乏系統性，學生雖然掌握了單個實驗模塊內容，卻不具備解決實際工程案例應用等問題的綜合能力，該課程可以采用理實一體化，產學研相結合的育人模式展開教學改革。由企業工程技術人員參與《樓宇智能化技術》課程的教學內容設計，并提供較新的典型工程案例作為教學案例分析應用參考，另外，由于《樓宇智能化技術》課程內容改革后重應用，而傳統的在教室進行理論授課的模式對于工程案例應用的教學有所局限，學生學習也感到抽象和吃力，因此可以將案例分析應用部分的教學內容放在實驗室進行同步教學。
在《樓宇智能化技術》課程實踐教學過程中，除了教師指導與考評，可由企業工程技術人員參與實踐教學內容及過程設計，并參與學生實踐過程指導與考核。將樓宇智能化系統原理與工程案例相結合教學，并依托實驗室資源開展相應階段的實踐任務，最后呈現一套綜合性系統開發成果。甚至可以允許學生利用課余時間參與樓宇智能化技術相關的工程實習，以實習成果、實習報告及實習過程評價置換實驗學分，以鼓勵學生的實踐積極性，提升學生社會實踐能力。
另外，在校企合作的模式下，任課教師參與智能樓宇行業中的實際工程項目，使教師在參與樓宇智能化項目工程設計的過程中不斷更新、補充和完善自己的專業知識，拓展自己的專業實踐經驗，并提煉工程中的重點、難點作為研究課題，及作為參考適當地納入培養計劃中，更新和完善課程教學。這樣能吸引更多感興趣的教師和學生參與到工程之中，積極發揮自身作用，實現自我價值，也為學生將來從事智能樓宇相關工作積累實踐經驗，打下理論基礎。
2.2.2利用多媒體技術，使教學內容直觀形象
《樓宇智能化技術》課程知識面廣泛且細碎，尤其是設計應用型內容較多，部分系統構成及原理較為繁雜抽象，傳統教學模式下學生學習吃力，對案例分析的理解也較為膚淺，并且該課程中涉及大量的系統集成與通信協議，行業規范及交叉融合學科基礎知識，傳統的講授課堂氣氛沉悶、呆板、抽象，不能吸引學生的學習興趣和有效調動學生的學習積極性。利用多媒體技術，教師可以結合圖片、3D模型、視頻動畫及軟件仿真等多元化教學手段，讓學生在直觀形象的感性認識基礎上循序漸進地學習知識。例如，用圖片展示智能樓宇各個模塊的設備圖，讓學生加深各模塊的具體位置和相應功能；利用課前準備搭建好的智能樓宇子系統3D模型，以及根據典型系統方案制作好的子系統工作原理3D演示動畫，使學生直觀感受到智能樓宇各子系統的結構及工作原理，并能舉一反三自行設計不同的系統方案，對比分析不同方案的特點和適用情況，并從中熟悉常見通信協議及行業規范；還可以通過視頻講解或智能樓宇動畫宣傳片讓學生直觀地學習各個模塊的工作原理和了解智能樓宇發展新動態及新技術。這樣就能夠讓學生從多樣化的教學模式中解鎖專業知識，從而加深印象。
2.2.3利用現代信息技術，線上線下混合式教學
樓宇智能化技術所涉及的知識面非常寬泛，僅應用《樓宇智能化技術》教材和教師準備的工程案例遠遠滿足不了教學需求，充分利用現代信息技術，在網上建設系統的《樓宇智能化技術》線上學習資源庫，豐富線上線下混合式教學資源。教學團隊可以利用學校官方網站建設智能建筑專題學習網站和樓宇智能化技術精品課程網站，在智能建筑專題學習網站的主頁上投放一些利用現代前沿建筑技術的經典案例供感興趣的同學學習參考；將智能樓宇各子系統設計與施工所涉及到的技術手冊及法律規范等參考資料上傳至網站，以方便學生隨時查閱使用；并設置專門的智能建筑專題的頭腦風暴窗口，鼓勵同學們積極思考，定期安排教師收集同學們提出的新創意，將有針對性的觀點引入課堂。在樓宇智能化技術精品課程網站上上傳全球范圍內最新的樓宇智能化技術宣傳片，讓同學們直觀感受樓宇智能化的發展前景非常可觀，故而增加對本學科的學習興趣；分享國內外發表的有關研究樓宇智能化技術的論文以及學術報告；組織學校樓宇智能化教研組的老師分專題上傳學習視頻，以便學生課后查漏補缺，強化學習；將樓宇智能的3D可視化設備模型、具體的現場施工工藝流程視頻歸納上傳至該網站，例如，通過3D可視化智能管控平臺各模塊對應功能的視頻講解，讓學生直觀了解智能樓宇環境、設備和管理信
息的集成化，利用可視化設備模型將抽象的內容具體化，以便學生更快地掌握吸收；通過智能安防系統的現場施工工藝流程視頻講解，方便學生對該部分知識的課前預習和課后鞏固，加深印象。智能建筑專題學習網站上設置智能樓宇沙龍等學習交流論壇，學生在樓宇智能化課程學習過程中遇到任何問題都可以隨時在論壇上發出提問，由任課教師或明確解答內容的其他同學在論壇中回復進行指導或解疑答惑。結合網站上學生的學習反饋，教師可以在課堂上側重講解大多數學生存在的問題，這樣更加有針對性地授課和解答學生的疑惑，方便學生又好又快地吸收知識。并由教師團隊對主要問題進行歸納總結，在網站上形成系統的知識體系，以方便學生課后查閱，解決自己課上學習不懂的問題。另外，利用學院微信公眾號實時推送樓宇智能化的課程資料，為學生在線自主學習提供充分的線上資源。同時，利用超星學習通、慕課等線上教學平臺，采取線上線下相結合的教學方式，豐富教學模式和教學內容，不僅可以上傳教師的該課程的微視頻和配套教學資料，還可以引入平臺中樓宇智能化技術優秀示范課程資源供學生同步參考學習，并利用釘釘、QQ等線上交流互動平臺，增進師生的課前課后交流互動，便于教師實時掌握學生學習動態或反饋信息。
2.2.4以學生為主體，活躍課堂教學氛圍
《樓宇智能化技術》課程中涉及到答案不唯一的教學內容可以采用課堂討論的教學方法，以學生為主體，大大提高學生的參與度，調動學生主動思考解決問題的積極性，促進同學間的相互交流探討，增強團結互助意識，體現學生的主觀能動性。在教學過程中，對智能樓宇的內涵、主要的功能特征、技術的發展過程等，也可以采用教師提問，激勵學生采取辯論或超星學習通搶答等方式來鼓勵學生積極主動地思考分析和回答問題，學習通上會生成互動記錄，便于統計平時成績，也可以檢驗學生對課程內容的掌握情況。對于智能樓宇一些子系統方案設計，可以將學生分成小組的形式進行討論交流，最后，教師爭對學生匯報的方案進行分析歸納和評價，在此基礎上補充典型案例對比分析，形成系統的知識網絡，讓學生對相關知識進行二次理解，初步具備智能樓宇子系統設計應用基礎能力。這樣能發揮教學過程中學生的主體作用，讓學生主動積極地參與其中。因此，課堂討論是比較適用于《樓宇智能化技術》課程教學的一種方式，有利于增強師生之間的互動氛圍，促進學生對知識的吸收，從而達到良好的教學效果。
2.2.5撰寫學習報告，促進教學相長
《樓宇智能化技術》課程教學內容繁多，且部分子系統關聯性不是特別緊密，為了避免學生學了后面內容忘了前面知識，加強學生對學習內容的進一步認識和理解，鞏固學習效果，要求學生撰寫學習報告，同時可以檢驗學生課程學習和消化情況。并將學習報告納入平時成績查考，激勵學生以積極認真的態度用心完成，確保學習報告能真實反映學生對該課程學習內容尤其是實踐教學內容的學習效果。例如，對于智能樓宇和樓宇智能化技術的認知，老師指導學生完成相關知識預習后，學生通過自主思考，結合自己的理解和認識與小組進行交流討論，并通過參考書籍、文獻、網絡平臺等方式查閱資料，提交一份對于智能樓宇的認知、對樓宇智能化技術及其基本要求的理解等方面的學習報告。而在該部分內容學習結束時，再將學習報告返回學生手中，要求學生結合課堂學習理解與收獲在原報告基礎上進行再補充及修改完善，最后提交前后兩份學習報告。教師對比前后兩份報告便可發現學生對課程的理解和掌握程度，并能及時發現教學中存在的不足之處，便于總結計劃后期教學知識，抓準教學的重心，促進教學相長。
2.3該課程教學考評的改革
樓宇智能化技術是一門多學科交叉融合的工程技術綜合應用型課程，隨著教育的不斷創新，傳統的閉卷考試已經無法客觀反應學生對樓宇智能化技術的綜合應用和工程實踐能力，因此，可以智能樓宇系統設計與開發或建筑智能化弱電施工圖設計等綜合性工程實踐任務過程與成果考核代替傳統卷面考試或補充單一卷面考試。實踐過程考核模擬企業管理方式，學生按照企業人員角色分工協作完成實踐任務，每個角色在規定時間段完成相應任務，不得影響整體進度，否則跟換人員，并視為該人員此任務不合格，一般連續兩次不合格或累計3次不合格的同學視為本課程實踐考核不合格，但不合格同學若積極申請參與其他任務并均合格完成亦視為考核合格以鼓勵學生實踐參與積極性。最后，進行學生樓宇智能化技術實踐成果及工程能力校企評價，并做師生滿意度調查，以持續改進該課程教學模式和考核機制。
此外，教師可根據教學具體情況靈活分配分數比例，對平時學生在實驗室的實際操作情況以及實驗報告等進行綜合評價，最后納入考核分數，弱化卷面分數。為了做到相對公平，實驗室考核部分由實驗過程成績、實驗結果成績和實驗總結報告成績三部分組成，實驗過程通過各小組內學生互相監督，小組組員交叉評定成績，避免各小組組員成績一致，難以明顯區分成績高低的情況，從而能有效避免學生渾水摸魚。為了激勵前期理論成績不太理想的學生的學習興趣，適當增加實驗課題加分機制，通過后期主動報名參與實驗實踐課題彌補之前的不足，同時，教師團隊也應綜合考慮，讓更多想要通過后期實驗實踐提高成績的學生看到希望，以至于這部分學生不會自暴自棄，徹底放棄相應課程的學習。這樣學生能夠自覺主動地按照老師的要求完成實踐任務，有效發揮學生的主觀能動性，提高學生的學習積極性，增強學生的責任意識、團隊意識及創新意識，形成一定的工程意識和職業素養，提高學生就業競爭力。
結論：本文針對樓宇智能化技術課程傳統教學中存在的問題對樓宇智能化技術實踐教學改革進行探索，所提出的改革方案及其實施舉措，以我校建筑電氣與智能化專業為例進行改革實踐，改革實施結果表明，有效促進學生實踐積極性和提升學生綜合實踐工程應用能力，增強學生專業自信和就業競爭力，師生滿意度也有所提高，對于我校建筑電氣與智能化專業在樓宇智能化技術專業方向上具有創新意識和職業素養的工程技術應用型人才的培養有著積極意義。各高校可以結合學校實際情況及辦學特色，參考本文所提出的改革方案，并進行更多的改革探索研究，力圖取得更好的教學效果，以期為培養出適應樓宇智能化技術行業發展需要的人才做出更多貢獻，最終實現學校與企業的雙贏。