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)與工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課程，針對設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程在教學(xué)實踐中存在的問題，通過調(diào)整教學(xué)質(zhì)量標準和教學(xué)內(nèi)容、靈活運用有效的教學(xué)方法和教學(xué)手段、加強教學(xué)過程中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性，提高了學(xué)生動手實踐能力和工程實踐能力，強化了學(xué)生獨立思考能力和創(chuàng)新意識。

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

設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣是一門涵蓋溫室配電線路設(shè)計、電氣設(shè)備自動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，通過對溫室內(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)與工程專業(yè)自2002年得到教育部批準并予以公布以來[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)與工程專業(yè)的一門專業(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)計方法，能完成供配電系統(tǒng)的初步設(shè)計，具備分析問題、解決問題以及工程設(shè)計的能力。近年來，隨著我國現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)示范園區(qū)數(shù)量和規(guī)模的不斷擴大，園區(qū)內(nèi)用電機械設(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)與工程專業(yè)開設(shè)的設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣為例，結(jié)合教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題與不足，從課程質(zhì)量標準、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)量標準

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)量標準強調(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)計中的應(yīng)用等基本知識，具有綜合運用基礎(chǔ)知識解決實際工程問題的能力。

2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在綜合教學(xué)實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生普遍對實際溫室中低壓電器、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)電機自動化、信息化以及智能化建設(shè)，企業(yè)對具有專業(yè)知識的現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)人才需求進一步增強。因此，迫切要求教育工作者對設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣的課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整和優(yōu)化。目前，該門課程還沒有真正涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)電氣方面的全國性統(tǒng)編教材，各個學(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，不斷更新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并將國內(nèi)外溫室發(fā)展動態(tài)、國家電氣新標準和新規(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，拓寬學(xué)生的知識面。同時，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)知識以及其相關(guān)研究進展，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，簡單介紹手機和遠程管理云平臺實現(xiàn)溫室開窗系統(tǒng)控制的過程，使學(xué)生了解一個完整的數(shù)據(jù)采集要傳輸要設(shè)備控制的知識體系。

3運用有效的教學(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)，強化其自主學(xué)習(xí)能力。同時，考慮到設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣這門課程與實際工程設(shè)計聯(lián)系緊密，應(yīng)加強學(xué)生實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題與解決問題的能力，增強學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新意識。

3.1加強師生互動，提升課堂教學(xué)效果

課堂教學(xué)是教師向?qū)W生傳授知識和技能的過程，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?？筛鶕?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，或者針對實際溫室生產(chǎn)過程中具體的典型案例，如補光系統(tǒng)配電線路設(shè)計以及其自動化控制原理等，與學(xué)生進行討論。該方式既可以促進教學(xué)過程中師生互動，調(diào)動學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時又可以讓學(xué)生觀察和思考實際生產(chǎn)過程中存在的問題，再根據(jù)所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識提出解決方案，從而達到培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力的目的。

3.2加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力

設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程的實踐性較強，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，必須通過大量的工程訓(xùn)練來檢驗其掌握情況。根據(jù)教學(xué)大綱和課程質(zhì)量標準增加了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在實踐教學(xué)過程中，將學(xué)生分成若干小組，要求每個小組根據(jù)溫室不同電氣設(shè)備的控制要求自行設(shè)計控制方案，并完成電氣設(shè)備之間的連線。學(xué)生在完成作品過程中遇到問題可及時與指導(dǎo)教師探討。教師在學(xué)生完成作品后利用萬用表進行測試，并對配電線路設(shè)計方案及接線方式進行點評，指出其中的問題所在。最后，在確認學(xué)生作品無誤后接電測試驗證其實際運行情況。通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，加深了學(xué)生對相對抽象的理論知識的理解，如重要原理性內(nèi)容或電機控制電路等，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，強化了教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識以及綜合設(shè)計能力。

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

為了幫助學(xué)生進一步鞏固所學(xué)的理論知識，一般在理論課程結(jié)束之后安排相應(yīng)的課程設(shè)計。設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程設(shè)計是一個非常重要的實踐環(huán)節(jié)，設(shè)計題目與設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)，將學(xué)生分成若干小組，要求每個小組學(xué)生團隊合作，在規(guī)定的時間內(nèi)利用AutoCAD繪制設(shè)計圖紙，并且提交設(shè)計計算說明書，完成設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程報告。一般經(jīng)過為期1周的配電方案設(shè)計、線路布置以及防雷接地方案設(shè)計后，學(xué)生可以將課堂上學(xué)習(xí)的知識相互串聯(lián)起來，形成一個完整的知識體系，對如何進行設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)配供電系統(tǒng)設(shè)計及自動化調(diào)控有了一定的認識。通過課程設(shè)計，能夠幫助學(xué)生強化所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識解決實際工程設(shè)計問題的能力[4]。

4結(jié)語

設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程的開設(shè)在培養(yǎng)適應(yīng)我國現(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)與工程專業(yè)教研室堅持以學(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，以提高學(xué)生實踐應(yīng)用能力為核心，從課程質(zhì)量標準、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)的主動性和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決實際生產(chǎn)問題的能力，同時增強了學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新意識，使該課程的教學(xué)質(zhì)量和效果有了明顯的提升。面對現(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，使該課程滿足社會發(fā)展對設(shè)施農(nóng)業(yè)復(fù)合型人才的需求。

5參考文獻

[1]張智，胡曉輝，李建明.設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(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)生為主體的體驗式教學(xué)模式探索：從知識到智慧[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)與工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的建設(shè)與改革[J].中國農(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