新工科背景下以学生能力提升为核心的教学改革与实践——以建筑电气与智能化专业为例.pdf

/长春工程学院学报(社会科学版)年 第 卷 第 期.(.)./:./.新工科背景下以学生能力提升为核心的教学改革与实践 以建筑电气与智能化专业为例收稿日期:基金项目:年吉林省教育科学规划课题“新工科背景下建筑电气与智能化专业教学改革与实践”(项目编号:)年度教育部产学合作协同育人项目“新工科背景下建筑电气与智能化专业实践教学研究”(项目编号:)长春工程学院校级教学改革研究课题“新工科背景下以学生能力提升为核心的建筑电气与智能化专业改革与实践”作者简介:于兰()女(汉)吉林松原硕士讲师主要研究建筑电气与智能化、智能控制于 兰 王秀艳 黄 丫卢 虹王亚杰(.长春工程学院 能源动力工程学院长春.楼宇控制与节能优化国家级实验教学示范中心合肥)摘 要:新技术、新业态、新产业、新模式已经成为当今社会产业升级与发展的必然要求社会对建筑电气与智能化专业人才的需求也与时俱进 以长春工程学院建筑电气与智能化专业建设为例介绍了在新工科背景下结合学校办学定位及人才培养目标以“学生能力提升”为核心进行的一系列教学改革与实践 主要包括:构建“分段培养、模块化教学、强化实践”应用型人才培养体系利用新技术和新手段整合和优化课程体系进行多维度教学方式的课程建设搭建多层次、模块化的实践平台锻炼学生工程实践能力“以赛代练”培养创新意识提高学生实践创新能力关键词:建筑电气与智能化新工科教学改革与实践中图分类号:文献标识码:文章编号:()随着全世界新一轮科技和产业革命的发展以“新技术、新产业、新业态、新模式”四新为特点的“新经济”蓬勃发展从而对“新工科”人才提出了符合时代发展的新要求 建筑电气与智能化专业是以建筑物为载体研究建筑物内电能的传输、分配、转换、控制、利用是涉及多个学科的专业该专业自教育部 年设置以来从试点的目录外专业到 年归属于土建类的目录内专业距今只有十几年的时间开设的高校数量相对较少在人才培养方式、课程体系、师资队伍建设等方面亟需进一步的探讨 智能建筑新产业与新技术“倒逼”人才培养必须进行革新建筑电气与智能化专业的新工科改造升级刻不容缓在“新工科”背景下主动适应新技术、新经济、新产业的发展目标探索符合“新工科”建设要求以“学生能力提升”为核心的建筑电气与智能化专业人才培养模式并结合我校办学定位及人才培养目标自 年以来对建筑电气与智能化专业先后进行了人才培养方案、课程体系、教学研究、课程建设、教材建设、大学生创新创业能力培养等一系列改革与实践一、构建“分段培养、模块化教学、强化实践”的应用型人才培养体系建筑电气与智能化专业毕业生主要从事建筑电气与智能化工程项目的设计、施工组织与管理、设备安装与调试、工程造价咨询以及设备运行维护等工作要求学生具有扎实的专业基础知识同时必须了解行业的最新知识和最新发展趋势要熟悉工程实践的具体要求 在培养适应“新工科”要求的建筑电气与智能化专业人才和提高教学效果的前提下构建符合“新工科”建设要求分析当前高校的建筑电气与智能化专业的人才培养模式现状和存在的问题结合本校“应用型本科”的办学特色构建符合“新工科”建设要求将大学四年分为三个阶段以“分段培养、模块化、强化实践”为特点的应用型的建筑电气与智能化专业人才培养体系 以“学科基础培养”为依托夯实“专业基础”架构拓展“专业应用”领域将各部分的知识相互融合、相互支撑、相互协调以社会需求为导向注重专业核心技能和职业核心能力培养在大学前两年学生通过对人文社会科学类、数学与自然科学类通识性必修课和选修课的学习夯实学科基础知识通过在大学一年级开设的必修大学生计算机基础和计算机程序设计等课程将新工科背景下的互联网、大数据、信息化等技术的相关知识融入专业基础课中让学生先了解互联网、大数据、信息化等技术的基本知识提升学生分析问题的能力 大学二年级学生可以通过选修或在线课程的方式学习创新方法与实践同时结合大数据与人工智能课程可以更好地了解互联网、大数据、信息化等技术相关知识为后续学习专业课程做好铺垫 大学第三年学生主要通过工程基础类课程、专业基础类课程和跨专业基础类课程的学习拓展学生专业知识大学第四年学生通过专业特色课程学习专业提升性课程设计、专业实习、专业实训等环节快速提高学生专业实践技能再通过专业毕业设计将四年所学专业知识进行全方位、多系统、多角度的实践从而提高学生的专业核心竞争力以“专业基础”为依托 夯实“专业模块”架构拓展“专业应用”领域将各部分的知识相互融合、相互支撑、相互协调以社会需求为导向注重专业核心技能和职业核心能力培养0.L!.L!FA6 D (8 D.0.FA6F L!图 建筑电气与智能化人才培养体系二、整合和优化课程体系进行多维度教学方式的课程建设课程体系设置是实现新工科创新实践人才培养的关键 通过将、物联网、大数据等新技术融入教学环节拓展传统的课程内容采用多种教学方法及手段进行课程改革以适应新时代新工科人才培养需求 现有的建筑电气与智能化专业在知识体系方面多数只满足于对知识点的教学缺乏对知识体系的更新和方法的传授很难充分激发学生学习的自主性和创造性 根据智慧城市、智慧社区、物联网等新兴行业发展特点围绕培养目标对建筑电气与智能化专业的课程体系进行整合和优化建立多层次、多元化课程体系以国家工程相关要求为导向将互联网、大数据、信息化技术融入建筑电气与智能化专业的理论与实践教学体系以“专业基础”为依托 夯实“专业模块”架构拓展“专业应用”领域形成“基于互联网、大数据、信息化技术的专业资源平台”将各部分的资源相互融合、相互支撑、相互协调以社会需求为导向构建突出专业核心技能和职业核心能力培养、技术特色、创新创业能力的课程体系 充分调动学生的主观能动性提高学生的专业实践能力和终身学习的能力培养学生创新意识从而提高学生的综合素质(一)在线理论课程建设建筑电气与智能化专业领域中新技术不断发展新产品不断投入应用原有旧元件、旧技术逐渐被淘汰 如不及时更新课程内容学生所学会远远落后于实际工程而原有的授课模式曾出现部分学生掌握了相关理论知识但在实际工程中却完全无法入手另有部分学生通过实践积累熟练掌握了工程做法却较难与理论知识相联系更无法做到将知识融会贯通、深入研究并改进现有技术等问题随着物联网技术、信息网络技术、智能技术的快速发展网络资源异常丰富教师通过研究性教学法、案例教学法、项目教学法等特色教学法在“新工科”背景下利用多种媒体技术建设了建筑供长春工程学院学报(社会科学版)()配电与照明建筑设备自动化建筑电气控制技术等 余门在线课程 改变了“教师主动传授、学生被动学习”的局面面授课上教师对主要知识点难点进行重点解析布置预习内容 学生在课后复习、预习的时候主要依托网络课程不懂或难理解的地方可以通过我们的网络资源找到答案 并且教师将一些工程实际的相关材料通过网络传给大家拓展学生的知识面 利用网络课程解决了不同层次学生在学习上的不同要求照顾了学生的个体差异因材施教实现了教学资源的共享性 通过资源共享将课题组所有教师的精华集中在一起呈现给不同班级的所有学生实现了教学的实时性和交互性通过网络这个载体解决了传统教学受到时间、地点限制的缺点极大地提高了教学质量和学生自主学习的兴趣通过网络技术和建筑供配电与照明建筑设备自动化和建筑电气控制技术等课程有机结合提出了新型课程教学模式 在该教学模式下以学生作为学习的主体教师有效引导利用各种资源为学生更好地学习铺路 通过网络课程的不断完善大大提高课程的课堂质量为学生今后真正走向就业岗位打下坚实的基础已建在线课程取得了良好效果 校级在线精品课程建筑供配电与照明目前已经在“学银在线”网上进行了 次公开在线运行目前已有包括西安建筑科技大学、安徽建筑大学、南京工业大学、华东交通大学、中国民用航空学院等 所院校的学生在“学银在线”上申请学习本门课程总访问量已经达到 人次 课程教学示范包被 名教师采用用于在线课程建设(二)在线实践课程建设.在线实习课程建设近两年受新冠疫情影响学生可能会面临无法去实习单位进行现场实习的困境为了确保各项实习能够顺利进行通过学习通平台建设建筑电气与智能化专业的专业认识实习生产实习和毕业实习实习实践在线课程邀请企业工程师进行网络直播授课保证了实习的顺利进行同时积累了大量实践教学资料和案例为以后的实践教学和理论教学补充了教学资源采用分阶段分比例的实习成绩评定办法确保实习效果 实习成绩由过程成绩、成果成绩、考核成绩三部分组成 其中过程成绩包含学习通平台签到和在学习通平台任务点(现场工程师实际工程讲解视频)完成情况占实习总成绩 成果成绩包含实习日志和实习报告需要按要求完成成果上传到学习通平台占实习总成绩 考核成绩是通过学习通平台完成毕业实习在线考试按固定时间完成实习在线考试其中主观题需要手写拍照片上传到学习通平台占实习总成绩 从而保证实习效果.在线毕业设计实践环节建设毕业设计是建筑电气与智能化专业最重要的一个实践教学环节受新冠疫情影响特殊情况下教师无法面对面指导毕业设计通过建立建筑电气与智能化专业毕业设计在线课程在学习通平台向学生共享毕业设计大纲、任务书、指导书及相关规范等资料 教师提前录制了关于毕业设计要求及可能会产生的共性问题的教学视频供所有的学生学习 为了确保毕业设计有序进行制定了详细的毕业设计任务及完成的时间节点采用在线直播、录制视频、直播答疑、学习通平台批改作业等多种手段督促学生按不同的时间节点上传相应的工作内容同时也方便指导教师检查、批阅及给出指导意见 通过毕业设计网络课程及时检查学生毕业设计成果和监督设计进度 指导教师可以根据每位学生的设计阶段成果通过 直播中分享屏幕的功能定期为学生讲解每阶段成果中的问题及需要注意的事项及时解答学生所提出来的问题 通过学习通平台有效地完成了项目布置、资源共享、及时指导、分阶段考核、有效沟通等任务保证毕业设计顺利开展并取得良好的教学效果三、搭建多层次、模块化的实践平台锻炼学生工程实践能力传统工科教育在教学形式上重知识、轻能力以知识灌输为主学生缺乏自主思考探索、解决实际工程问题的能力重理论、轻实践实验教学多数作为理论课的补充多数以演示验证为主对工程技术人才必备的实践技能缺乏有效培训在“新工科”建设中坚持“以学生为中心”的教育理念通过建筑信息模型等技术将建筑工程项目各种信息进行有效集成构建区别于传统工科的多层次、模块化、可视化、系统科学的实践教学平台如图 所示四、“以赛代练”培养创新意识提高学生实践创新能力以学科竞赛为依托根据“分段培养、学科交叉、强化实践”应用型人才培养体系在大学四年将学科竞赛始终贯穿于学科基础培养、专业基础培 于 兰等:新工科背景下以学生能力提升为核心的教学改革与实践 以建筑电气与智能化专业为例A155FP A1*+P 7355A 1+355A 71?AA 1(A35AA+P+5A 1+N1AA AA 1G+AA 1AAA 1A8AA 1+AA AAEA 0.A4B01CAA+6DDA(8D0.D05DDD图 建筑电气与智能化专业实践教学平台养和专业能力培养三个阶段通过不同的学科竞赛分阶段分层次培养学生工程实践能力及创新意识提升职业素养提高学生专业核心竞争力 建筑电气与智能化专业创新能力培养模式如图 所示1L!.1L!1L!7+1+76AAQ%,0AAC+%,0C+CM1C+AAC&$5C+AC+10D1CPB0AA5PAAPB0AAA+PA0A4B0AAAAQ1LE7AAC+87C 70.0.7图 建筑电气与智能化专业创新能力培养模式(一)创新意识、创新能力培养建筑电气与智能化专业是一门实践性和应用性很强的专业随着新技术的发展建筑电气与智能化相关新系统、新技术、新规范日新月异为了更好地提高学生的工程实践能力以学科竞赛为依托根据“分段培养、学科交叉、强化实践”的应用型人才培养模式在大学四年通过不同的学科竞赛分阶段学习掌握最新专业知识和锻炼学生工程实践能力通过“以赛代练”的方式提高学生专业核心竞争力在学科基础培养阶段主要以全国大学生数学长春工程学院学报(社会科学版)()建模大赛、中国青少年机器人竞赛、全国大学生电子设计大赛、绘图大赛等学科竞赛培养学生学习建模、计算机编程、电子线路设计、专业 绘图等多方面基本技能为后续专业课学习奠定基础在专业基础培养阶段为了更好提升学生工程实践能力主要以全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛、全国高等院校软件技能竞赛认证大赛、东北三省“晨曦杯”大学生 创新大赛、吉林省“求实杯”大学生智慧建设创新创业大赛等专业性学科竞赛培养学生专业技能比如:学生在大三阶段通过参加全国高等院校软件技能竞赛认证大赛中的广联达土建计量 竞赛使学生具备识图的能力能够看懂基本的建筑图和结构图建筑物的平面、立面、剖面及构造详图为学生后期进行建筑供配电系统设计、建筑照明系统设计、建筑防雷接地系统设计、建筑消防系统设计及建筑智能化系统设计等奠定基础 同时让学生在头脑中建立一个“大土木”概念明确建筑中土建、电气、通风、空调、供热、给排水等众多系统是相互联系、相互支撑、相互协同的同时可以锻炼学生的“团队意识”学生通过参加东北三省“晨曦杯”大学生 创新大赛和吉林省“求实杯”大学生智慧建设创新创业大赛可以熟悉不同公司的计量和计价软件掌握基础的清单知识能够掌握按图纸要求从外部清单中选择合适的清单项进行施工组织流水段的划分、进度控制、清单计价、计价方法及费用组成等知识 并且使学生能够基于 的数据集成结合实际业务场景实现计划进度与实际进度的对比分析实现对现场施工进度进行优化调整等 通过这些专业学科竞赛使学生在掌握专业知识的同时能够熟悉专业软件将理论知识与实践工程有机结合从而提高学生专业核心竞争力在专业方向培养阶段参加全国大学生建筑电气与智能化联合毕业设计、全国高校 毕业设计大赛等专业学科竞赛 由于各类毕业设计大赛中的设计题目均来源于实际工程部分题目为在建工程内容包含照明、供配电、防雷与接地、火灾自动报警与消防联动、综合布线、信息发布、能量监控、建筑设备监控、信息自动化、安全防范等多个系统的设计设计难度很高工作量非常大 为了在竞赛过程中能够取得更好的成绩建筑电气工程系的教师通过前期题目设计研讨、参赛学生选拔、探讨设计方案和设计技术路线、开展毕业设计开题答辩、全过程指导、毕业设计预答辩等多个环节确保毕业设计的教学质量 师生共同克服了设计建筑面积大、建筑类型特殊、设计系统多样、设计难度大、协同设计需要多个专业配合等众多困难最终获得多个奖项通过各类学科竞赛促进与其他院校师生的交流学习也让学生了解我校建筑电气与智能化专业在同类院校中的所处位置以及本专业具有的优势和劣势 通过“以赛代练”的方式学生参加各类学科竞赛拓展了专业视野掌握了更多的前沿知识明确了学习的方向全面促进学生实践能力、创新能力的提升从而使学生的综合能力得到全面提高(二)融入课程思政元素培养学生职业道德意识建筑电气与智能化专业毕业生毕业后主要从事工业与民用建筑电气及智能化技术相关的工程设计、工程建设与管理、系统集成、信息处理等工作这就要求学生必须能够认真审查设计图纸全面细致熟悉施工图纸能够全面考虑工程项目的功能性、安全性、可靠性和经济性具备一定的职业素养土木行业实行终身责任制在校时提高学生职业道德意识尤为重要为了更好地增强学生的社会责任感、创新精神和实践能力在教师授课过程中根据课程内容加入“思政教育”环节比如:在建筑设备自动化课程授课过程中讲解建筑设备自动化发展方向问题时除了让学生了解行业最新发展知识强化“创新理念”让学生在学习过程中还要培养创新意识 在讲解计算机 控制算法时通过随堂讨论题方式让学生理解 算法为“比例、积分、微分”其实也是相当于“今天、昨天、明天”向学生强调今天的努力是为了明天能更好同时讲授华为“床垫文化”让学生知道“梅花香自苦寒来”的道理重视学生的思政教育 以学生为中心根据课程内容融入思政元素增强学生的社会责任感、创新精神五、结语新技术、新业态、新产业、新模式已经成为当今社会产业升级与发展的必然要求社会对建筑电气与智能化专业人才的需求也与时俱进本文以长春工程学院建筑电气与智能化专业学生为研究对象在新工科背景下结合学校办学定位及人才培养目标在学生培养过程中先后进行了人才培养模式、课程体系、教学模式、实践环节和大学生创新创业能力培养等一系列改革 在新工科背景下以“学生能力提升”为核心对建筑电气与智能化专业类课程进行了改革和深化将学科竞赛始终贯穿于学科基础培养、专业基础培养和专业能力培养三个阶段实现了“以赛代练”提升了学生职业素养提高专业 于 兰等:新工科背景下以学生能力提升为核心的教学改革与实践 以建筑电气与智能化专业为例核心竞争力及创新力 经过 年教学及实践应用证明改革成果具备较高的创新性符合新工科背景下人才培养需要并取得了显著的效果和成绩对其他高校建筑电气及智能化专业人才培养起到了借鉴和示范作用参考文献 张玉鞠全勇牟福元高素美.基于“建筑电气与智能化”专业的新工科研究与实践.教育教学论坛():.高等学校建筑电气与智能化学科专业指导委员小组.高等学校建筑电气与智能化本科指导性专业规范.北京:中国建筑工业出版社.李永琳牟福元.建筑电气与智能化专业创新型应用人才培养模式的构建与实践.大学教育():.():.“”.:“”.“”.:长春工程学院学报(社会科学版)()