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《建筑智能化类课程网络化教学平台的构建和实践》

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【摘

要】随着网络技术和移动互联技术的快速发展,现代教学模式不断向数字化、网络化、交互性等方面改革,同时针对智能建筑快速发展和人才需求,构建建筑智能化类课程网络教学平台.在实现课程信息资源共享和课内外互动的前提下,增加课程与课程间衔接和建筑智能化工程实践应用,加强智能建筑网络化课程体系建设,注重知识传授向注重创新能力培养转变,激发学生自主学习的积极性和创新性,提高教育教学质量.

【关键词】建筑智能化；网络教学平台；衔接；工程应用

【基金项目】本文系天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划项目（编号：B01-0808）、天津城建大学教学教育教学改革与研究项目（编号：JG-YBZ-1542）和天津城建大学教学教育教学改革与研究项目（编号：JG-YBF-1751）的研究成果.

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2017）35-0073-03

随着网络技术和移动互联技术的快速发展,现代高等教育改革应给学生更大的自由度、灵活性和自主性,实时构建网络化教学平台是不可缺少的,其便捷性、开放性和互动性是传统教学很好的补充.针对建筑类高校,构建建筑智能化课程网络教学互动平台,资源丰富,在实现课程信息资源共享和互动的前提下,增加课程与课程间衔接和更多新技术工程应用,加强智能建筑网络化课程基础体系建设.网络教学平台运用信息化、网络化、移动互联等方式推进教学模式改革、教学手段及方法创新,以培养当代大学生的创新和创业能力、创新精神和创业思维为前提,以开阔学生的视野、强化工程实际应用、实现优质教学资源共享为目的,对探索新的“教”与“学”思维模式具有重要的意义.以下以建筑智能化类课程网络教学平台的构建和实践为例进行介绍.

一、建筑智能化类课程网络化教学平台的构建

随着网络技术的快速发展,传统的课堂教学方式已经满足不了现代建筑智能化类课程教学的需求,网络化教学作为一种新型的教学方式和手段,突破了传统的课堂教学在时间和空间及知识面上的限制.近几年来,无线移动互联终端的快速发展,通过网络化教学平台自主学习、讨论和创新创业的特点日益凸显,已经成为当前高等院校主要的教学互补学习模式之一.

网络化综合教学平台是传统教学的有益补充和拓展.特点是电子、电气和智能化类课程,部分新技术、新工艺、新应用不断发展,新的知识点需要不断更新和补充,课堂教学已经不能很好地满足这一点.在讲解一门课程基础知识的基础上,网络综合教学平台不仅有课件、图片、视频、动画等形式,还应该有课程之间的衔接关系.以系统为前提逐步展开,我们构建了建筑智能化类课程网络教学平台,平台主要包括建筑智能化课程单元、学习讨论区、课外创新团队区三大部分.建筑智能化课程单元主要包括“建筑供配电与照明”“建筑设备电气控制”“楼宇自控系统”“建筑电气工程技术”“建筑电气安装工程”“电气安全”“建筑智能化系统集成”等课程,每门课程有课程简介、教学大纲、电子讲义、教学案例、教学视频、教材建设、实验内容和参考资料等,还建立了课程间体系说明模块,还列出了课程之间的相互关系；学习讨论区主要包含新标准、新规范、新技术、工程案例、工程应用等讨论区以及网上答疑和留言板等；课外创新团队区主要包括智能建筑、绿色建筑、智慧城市创新设计兴趣小组、BIM设计兴趣小组和单片机、嵌入式设计兴趣小组等,课外通过网络教学平台进行学习探讨,让学生在学习过程中更明确课程之间的衔接和相互关系以及新技术的发展,可以更便捷、及时、系统化地理解和学习建筑智能化子系统之间的相互关系和实际工程应用设计讨论以及新技术新规范的讨论,开展建筑智能化科技创新和创业等活动.建筑智能化类课程网络化教学平台结构框图见图1（P74）所示.

根据建筑智能化专业的特点,网络综合教学平台紧密结合学生毕业后所从事的工作,主要与建筑智能化工程有关,一个工程就是一个项目.针对每个项目的初期策划、工程设计、工程实施、后期管理,从技术上都离不开工程设计图,工程设计图又是各种相关强弱电工程技术的有机合成.所以读图、识图、绘图和工程图纸的设计这些基本的应用是必须具备的.如一个典型建筑的智能化系统工程图纸包含平面图、原理图、接线图、大样图、逻辑图、流程图、系统图等,涉及建筑智能化专业各个子系统的知识点,如配电、动力、照明、接地、防雷及智能建筑的十几个子系统等,因此,细化项目各个系统的原理、通信方式、设备之间的关系、参数计算、设备规格与型号的确定、各种线缆的选择、线路的敷设、施工工艺要求、调试与测试技术、法律法规的应用、工程管理的知识以及各个系统在工程中的关系及配合等.学生能否较好地在实际工作中将所学知识应用到一个工程项目中,并学以致用,活学活用,这是非常重要的.

结合现代教育思想和理念,对教学信息资源进行优化配置,改革教学模式,优化教学手段,使建筑智能化类课程网络教学平台师生交互性好,教学资源丰富,课外与课内相结合,促进现代无线移动通信网络技术在教学中的应用,改变传统的教学理念、教学方法、教学手段,有机结合移动互联网络进行教学,通过网络及时开辟现代教学平台.加强建筑智能化类课程网络自主学习、答疑、讨论等教学活动,同时利用网络教学平台推动大学生创新设计,该网络化教学平台在实际应用中取得了很好的教学效果和教学评价.例如,在2014年由国家住房和城乡建设部高等学校建筑电气与智能化学科专业教学指导委员会主办的“建筑电气与智能化专业”北方地区毕业设计中,学生创新设计的“基于G+Zigbee+WiFi无线网络智能家居安防短信报警及控制系统”获创新设计组第一名.2015年天津市大学生物联网创新与工程应用设计竞赛决赛学生设计的“基于无线WiFi 网络的智能家居报警及控制系统”和“基于无线网络的LED 智能照明调光调色及环境检测系统” 分别荣获一等奖和二等奖.

二、增强网络化教学平台的交互性

建筑智能化类课程网络教学平台具有良好的交互性,教师与学生、学生与学生、教师与教师间能够及时有效地进行建筑智能化课程内容见解的沟通和协作,这一方面有助于形成良好的人际关系,创设和谐的教育环境,另一方面也使得各种新思维在无障碍的沟通与交流中不断碰撞,有利于促进和提高学生创新创业意识的形成和发展.基于网络教学平台辅助教学应用,融合移动互联技术和现代化教育理念与教学资源,能充分利用网络教学的优势,该模式下信息量大、时代性强,能实现信息资源的及时共享,提高建筑智能化类课程的学习质量,利用网络优质资源,同时通过网络技术,给学生提供全方位的学习支持服务,不仅符合对传统教学模式创新的要求,而且有效推进教育信息化,更利于激发学生学习自主性和创新性.

在这种自由交互式网络化教学平台中,学生不仅获得了越来越多的控制权,而且交互式成为学习与扩展的关键,学习不再是被动的同化过程.我们在网络化教学平台中建立了及时通信端口、微信在线等,教师和学生通过网络可及时交流,特别是某一时刻学生有一灵感创意,就能及时通过网络和教师、同学交流,教师给予及时的肯定和正确引导,某些想法新颖且具有一定的创新性.例如,学生交流讨论的“智能避障寻光太阳能机器人”“基于单片机的智能停车场自动导航系统”等获校级重点A类大学生科研立项,部分已按期胜利完成.与此同时,学生根据当前非常便捷的无线WIFI网络等,也完成了基于无线传感网络与WiFi相结合的楼宇监测系统设计、基于Zigbee无线传感网络的智能家居控制系统设计、智能家居环境监测与电源管控系统设计、智能家居安全预警与语音提示系统设计、室内建筑智能环境控制器设计等,许多都是网络交互讨论的结果,学生的积极性和主动性得到了很好的发挥.

网络化教学平台有利于学生及时开展自主学习与合作学习、研究性互动学习等.在构建基于网络化的教学中,教师为学生的自主学习提供各方面的支持与引导,而网络化教学平台则为教师与学生、学生与学生之间提供了有效的互动环境.建筑智能化类课程网络教学互动平台建立了讨论区、留言板等,学生与教师之间、学生与学生之间以一种交互的方式呈现信息,教师可以根据学生反馈和交流的信息来调整和研讨教学内容,学生可以通过平台发表自己的想法,共享各种信息,及时快速地解决问题.

三、网络化教学平台体现学生的主体地位

建筑智能化类课程网络教学平台应有效地体现“教”与“学”中学生的主体地位,有利于培养学生学习建筑智能化相关知识的兴趣和主动性.利用构建的网络化教学平台,使学生能在自主学习的过程中体现主体地位,教师在教的过程中体现引导地位,这样更利于培养学生的自主创新创业能力.为构建学生自主学习、主动创新和积极探索的网络化环境,教师除了组织建筑智能化类课程学习材料和课程体系外,还及时通过网络平台积极引导学生,答疑解惑,这是对课内教学的延伸.学生可以随时随地地根据自己的需求和实际情况来选择适合自己的学习方式、学习时间和学习地点；网络化教学平台作为理论教学和实践教学在现代网络环境中课外的有效延伸、补充和拓展,以网络化的形式向学生提供很好的互动交流和学习,再逐步走向创新创业,已经成为课堂教学的重要补充,有效激发了学生学习的主观能动性和积极性.

建筑智能化类课程网络教学平台在建立相关课程教学资源的基础上,还实现了自主学习、小组式探讨、交互式交流和工程案例式分析等多样化的课外学习模式.有效解决了“教”与“学”受时间和空间限制的问题,加强了师生“教”与“学”的双向互动,培养了学生的表达、沟通、交互、协作和创新能力,培育了创业精神,促进了开放式课外网络化教学体系的形成.网络教学平台不仅为学生创设了更加开放、自由便捷的学习环境,提供了更加丰富的学习资源学习群体,而且也更加强调学生的自主学习、团队协作.学生可以自由地选择学习内容和方式,使得教学方法和手段逐步拓展到网络化学习,从传统的教师“以教为主”转变为学生“以学为主”,促进了高校学生学习模式向网络化、自主性、个性化、交互式协作互助等方面发展.

四、加强课程间衔接,体现工程应用

建筑智能化类课程网络教学平台在实现每门课程资源共享和课内外互动的前提下,增加课程与课程间衔接和工程应用实例,加强基础体系建设,从注重知识传授向创新能力培养转变,紧跟建筑智能化新技术与新工艺的最新发展,并结合教学实践的具体要求和特点组织教学内容,把课程中抽象的原理通过多媒体形式演示出来,使枯燥的原理过程变得直观、具体、形象,从而加深学生对有关理论的理解.同时将工程应用引入建筑智能化类课程教学中,通过分析建筑智能化实际工程应用案例设计,学生可以更好地理解原理,部分智能化子系统由学生自己设计电路,选择设备及控制方式等.还可以进行不同设计方案的比较,对比实际工程应用设计方法,培养学生分析、解决问题的能力和创新创业思维.如建筑智能化系统集成设计与课程间有效衔接见图2所示.

基于网络化教学模式创新,建立了建筑智能化类课程网络教学平台,使现代教学模式不断向数字化、网络化、交互性等方面发展,改变了单一课程讲授的缺点,实现了由多门课程衔接的系统化和建筑智能化工程应用等特点的新的教学课外学习体系,突出了课程之间学习过程的系统性和交互性关系,改变了传统的“灌输式”教学模式,强化了自主学习和交流互动,促进了课内学习和课外学习相结合、理论学习和工程实际相结合,提高了学生自主学习的积极性、主动性.从注重知识传授向注重创新能力、创业意识培养和团队合作方面转变,以适应对多元化创新人才培养的需要,取得了良好的教学效果.

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（编辑：秦俊嫄）