設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程教學(xué)改革

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摘要設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣是西北農(nóng)林科技大學(xué)設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課程，針對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程在教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容、靈活運(yùn)用有效的教學(xué)方法和教學(xué)手段、加強(qiáng)教學(xué)過(guò)程中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，提高了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和工程實(shí)踐能力，強(qiáng)化了學(xué)生獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新意識(shí)。

關(guān)鍵詞設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣；教學(xué)改革；實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)；工程實(shí)踐能力

設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣是一門(mén)涵蓋溫室配電線路設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備自動(dòng)化控制以及建筑防雷接地等內(nèi)容的綜合應(yīng)用型學(xué)科，通過(guò)對(duì)溫室內(nèi)電氣設(shè)備調(diào)控，可為作物提供所需的溫、光、水、氣、肥。設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)自2002年得到教育部批準(zhǔn)并予以公布以來(lái)[1]，設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程一直是設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)骨干課程，課程內(nèi)容主要包括常用低壓電器與基本控制電路、供配電系統(tǒng)、電氣照明技術(shù)以及建筑防雷與安全用電等。通過(guò)該課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解建筑電氣的基本概念、基本原理和基本設(shè)計(jì)方法，能完成供配電系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及工程設(shè)計(jì)的能力。近年來(lái)，隨著我國(guó)現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)示范園區(qū)數(shù)量和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，園區(qū)內(nèi)用電機(jī)械設(shè)備不斷增加，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)逐漸深入應(yīng)用。如何優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程體系，使其適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)示范園區(qū)建設(shè)與管理發(fā)展的需要，并培養(yǎng)出現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)創(chuàng)新復(fù)合型人才成為一項(xiàng)亟待解決重要任務(wù)。筆者以西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)：設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣為例，結(jié)合教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與不足，從課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段等方面探討該課程的教學(xué)改革與創(chuàng)新模式，實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣的優(yōu)質(zhì)教學(xué)效果。

1調(diào)整教學(xué)大綱，制定科學(xué)的課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

西北農(nóng)業(yè)科技大學(xué)園藝學(xué)：設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)工程模塊學(xué)生本科畢業(yè)后大多數(shù)走向企業(yè)工作崗位，為了使設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)溫室電氣設(shè)計(jì)以及培養(yǎng)農(nóng)業(yè)園區(qū)管理型技術(shù)人才的需求，教研室多次組織相關(guān)教師進(jìn)行集體研討，調(diào)整并優(yōu)化課程教學(xué)大綱。新大綱和課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)著重培養(yǎng)學(xué)生掌握建筑電氣技術(shù)的基本原理、設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)供配電基本方法及其在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用等基本知識(shí)，具有綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在綜合教學(xué)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生普遍對(duì)實(shí)際溫室中低壓電器、環(huán)境調(diào)控設(shè)備及其控制原理不熟悉，尤其是隨著現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)電機(jī)自動(dòng)化、信息化以及智能化建設(shè)，企業(yè)對(duì)具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)的現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)人才需求進(jìn)一步增強(qiáng)。因此，迫切要求教育工作者對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣的課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。目前，該門(mén)課程還沒(méi)有真正涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)電氣方面的全國(guó)性統(tǒng)編教材，各個(gè)學(xué)校教材內(nèi)容相差較大。在設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程的教學(xué)過(guò)程中，選擇了黃民德等[2]主編的葉建筑電氣技術(shù)基礎(chǔ)（修訂版）曳一書(shū)作為教材。在現(xiàn)有建筑電氣教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)施農(nóng)業(yè)電氣設(shè)備的工作特點(diǎn)，不斷更新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并將國(guó)內(nèi)外溫室發(fā)展動(dòng)態(tài)、國(guó)家電氣新標(biāo)準(zhǔn)和新規(guī)范歸納整理到教學(xué)內(nèi)容中，使學(xué)生了解到前沿知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。同時(shí)，在建筑電氣教學(xué)內(nèi)容上還增加了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)通信網(wǎng)絡(luò)知識(shí)以及其相關(guān)研究進(jìn)展，如溫度、濕度、光照等環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)采集控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊等。最后，簡(jiǎn)單介紹手機(jī)和遠(yuǎn)程管理云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)溫室開(kāi)窗系統(tǒng)控制的過(guò)程，使學(xué)生了解一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集要傳輸要設(shè)備控制的知識(shí)體系。

3運(yùn)用有效的教學(xué)方法與手段

在教學(xué)方法和教學(xué)手段改革上，應(yīng)堅(jiān)持野以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)冶的現(xiàn)代教育教學(xué)理念[3]，改變傳統(tǒng)以教師為中心的灌輸式教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生探索式地學(xué)習(xí)，強(qiáng)化其自主學(xué)習(xí)能力。同時(shí)，考慮到設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣這門(mén)課程與實(shí)際工程設(shè)計(jì)聯(lián)系緊密，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。

3.1加強(qiáng)師生互動(dòng)，提升課堂教學(xué)效果

課堂教學(xué)是教師向?qū)W生傳授知識(shí)和技能的過(guò)程，應(yīng)豐富授課形式，包括案例討論、故事導(dǎo)入、小組討論、網(wǎng)絡(luò)視頻等。可根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容，利用典故或故事創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景導(dǎo)入，或者針對(duì)實(shí)際溫室生產(chǎn)過(guò)程中具體的典型案例，如補(bǔ)光系統(tǒng)配電線路設(shè)計(jì)以及其自動(dòng)化控制原理等，與學(xué)生進(jìn)行討論。該方式既可以促進(jìn)教學(xué)過(guò)程中師生互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)又可以讓學(xué)生觀察和思考實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，再根據(jù)所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)提出解決方案，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的目的。

3.2加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力

設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程的實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，必須通過(guò)大量的工程訓(xùn)練來(lái)檢驗(yàn)其掌握情況。根據(jù)教學(xué)大綱和課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)增加了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，將學(xué)生分成若干小組，要求每個(gè)小組根據(jù)溫室不同電氣設(shè)備的控制要求自行設(shè)計(jì)控制方案，并完成電氣設(shè)備之間的連線。學(xué)生在完成作品過(guò)程中遇到問(wèn)題可及時(shí)與指導(dǎo)教師探討。教師在學(xué)生完成作品后利用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)配電線路設(shè)計(jì)方案及接線方式進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出其中的問(wèn)題所在。最后，在確認(rèn)學(xué)生作品無(wú)誤后接電測(cè)試驗(yàn)證其實(shí)際運(yùn)行情況。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，加深了學(xué)生對(duì)相對(duì)抽象的理論知識(shí)的理解，如重要原理性?xún)?nèi)容或電機(jī)控制電路等，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，強(qiáng)化了教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)以及綜合設(shè)計(jì)能力。

3.3加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

為了幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，一般在理論課程結(jié)束之后安排相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)。設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)題目與設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)，將學(xué)生分成若干小組，要求每個(gè)小組學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)利用AutoCAD繪制設(shè)計(jì)圖紙，并且提交設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，完成設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程報(bào)告。一般經(jīng)過(guò)為期1周的配電方案設(shè)計(jì)、線路布置以及防雷接地方案設(shè)計(jì)后，學(xué)生可以將課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)相互串聯(lián)起來(lái)，形成一個(gè)完整的知識(shí)體系，對(duì)如何進(jìn)行設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)配供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及自動(dòng)化調(diào)控有了一定的認(rèn)識(shí)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，能夠幫助學(xué)生強(qiáng)化所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力[4]。

4結(jié)語(yǔ)

設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程的開(kāi)設(shè)在培養(yǎng)適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的創(chuàng)新復(fù)合型農(nóng)業(yè)人才方面具有重要意義。西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)：設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)教研室堅(jiān)持以學(xué)生為主體的教學(xué)指導(dǎo)理念，以創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以提高學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力為核心，從課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段等方面積極探索設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣的教學(xué)改革與創(chuàng)新。教學(xué)改革激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的能力，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，使該課程的教學(xué)質(zhì)量和效果有了明顯的提升。面對(duì)現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)信息化、智能化的快速發(fā)展，今后仍需在教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面繼續(xù)改革和探索，使該課程滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)復(fù)合型人才的需求。

5參考文獻(xiàn)

[1]張智，胡曉輝，李建明.設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)：以西北農(nóng)林科技大學(xué)為例[J].中國(guó)林業(yè)教育，2016，34（5）：18-22.

[2]黃民德，范文，王瀛.建筑電氣技術(shù)基礎(chǔ)（修訂版）[M].天津：天津大學(xué)出版社，2006.

[3]邢以群，魯柏祥，施杰，等.以學(xué)生為主體的體驗(yàn)式教學(xué)模式探索：從知識(shí)到智慧[J].高等工程教育研究，2016（5）：122-128.

[4]張保仁，曹慧，李媛媛，等.設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)與改革[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)教育，2012（6）：71-73.

作者：曹晏飛 蔣程瑤 張智 單位：西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院