何春紅 李洪超 賀婉茹 任斌

基金項(xiàng)目：2020年國(guó)家一流本科課程“微機(jī)原理與單片機(jī)技術(shù)”（項(xiàng)目編號(hào)：No.2020131208）；2020年廣東省高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目“建筑電氣與智能化”（項(xiàng)目編號(hào)：No.20200006）；2021年廣東省教改項(xiàng)目“基于OBE的全過(guò)程遞進(jìn)式本科實(shí)踐課程體系改革與實(shí)踐——以建筑電氣與智能化專業(yè)為例”（項(xiàng)目編號(hào)：No.20210697）。

作者簡(jiǎn)介：何春紅（1982—），女，碩士，東莞城市學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄?、建筑智能化、建筑環(huán)境學(xué)等；李洪超（1965—），男，博士，東莞城市學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄?、建筑智能化、儀器儀表等；賀婉茹（1987—），女，碩士，東莞城市學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院講師，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄堋⒔ㄖ姎?、儀器儀表等；任斌（1975—），男，博士，東莞理工學(xué)院國(guó)際微電子學(xué)院教授，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄?、電子技術(shù)、智能控制等。

摘? 要：“建筑智能環(huán)境學(xué)”作為建筑電氣與智能化專業(yè)的一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，教育工作者在教學(xué)中應(yīng)遵從課程性質(zhì)和特點(diǎn)，制訂不同的培養(yǎng)目標(biāo)，并選擇合適的教學(xué)方法，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。由于該課程具有較強(qiáng)的理論性，教師在教學(xué)中需注重實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置，以豐富理論知識(shí)的講解。課程還具有一定的綜合性特征，教師要充分考慮其與其他課程之間存在的關(guān)聯(lián)性，加強(qiáng)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的改革和實(shí)踐能力培養(yǎng)的思考。文章分析了課程教學(xué)的難點(diǎn)，對(duì)課程教學(xué)改革與實(shí)踐措施進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：建筑智能環(huán)境學(xué)；教學(xué)改革；大學(xué)教育

中圖分類號(hào)：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1673-7164（2023）32-0130-04

建筑電氣與智能化專業(yè)是一門(mén)新興專業(yè)，“建筑智能環(huán)境學(xué)”則是該專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程。該課程教學(xué)的主要目標(biāo)是將學(xué)生培養(yǎng)成為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高級(jí)工程技術(shù)人才，使其在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸掌握扎實(shí)的執(zhí)業(yè)注冊(cè)工程師基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力，具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力、較高的綜合素質(zhì)等，進(jìn)而獲得德智體美勞的全面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)、知識(shí)與能力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。建筑電氣與智能化是以建筑環(huán)境為對(duì)象，相關(guān)專業(yè)的教育工作者在教學(xué)改革和實(shí)踐過(guò)程中，必須注重對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，還要保障建筑環(huán)境達(dá)到安全、舒適、節(jié)能等目標(biāo)。

一、教學(xué)難點(diǎn)

首先，通常將課程設(shè)置為56學(xué)時(shí)，其中的10課時(shí)用于實(shí)踐教學(xué)。在實(shí)際的教學(xué)中采用《建筑智能環(huán)境學(xué)》和《建筑環(huán)境學(xué)》這兩本能滿足教學(xué)需求的專業(yè)教材。但是，由于部分教材內(nèi)容重復(fù)出現(xiàn)，且理論性較強(qiáng)，在“智能化”的體現(xiàn)上明顯不足，教師在教學(xué)過(guò)程中須做出針對(duì)性的補(bǔ)充與引導(dǎo)?，F(xiàn)有的建筑環(huán)境學(xué)教材中涵蓋大量計(jì)算、公式和圖表，學(xué)生對(duì)很多內(nèi)容難以理解，對(duì)學(xué)習(xí)感到十分枯燥，加上教材中含有大量的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和理論公式，學(xué)習(xí)起來(lái)會(huì)非常有難度，如果教師不加以有效引導(dǎo)，學(xué)生就會(huì)很容易失去學(xué)習(xí)的動(dòng)力［1］。實(shí)踐調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，該專業(yè)學(xué)生也有著自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在學(xué)習(xí)“建筑智能環(huán)境學(xué)”這門(mén)課程之前的一個(gè)學(xué)期就已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)“C++程序設(shè)計(jì)”“Python程序設(shè)計(jì)”“自動(dòng)控制原理”和“建筑設(shè)備”等課程，學(xué)生學(xué)習(xí)本門(mén)課程時(shí)已經(jīng)掌握了編程知識(shí)和智能建筑環(huán)境的一些基本知識(shí)，具有一定的程序設(shè)計(jì)能力，為學(xué)習(xí)此門(mén)課程教學(xué)奠定了基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力。

其次，重難點(diǎn)知識(shí)的講解和深度內(nèi)容講解的把握方面。本課程涉及的內(nèi)容繁多，為教學(xué)工作的開(kāi)展造成了較大的難度。這就要求教師在講解的過(guò)程中，要做到對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)和講解深度的準(zhǔn)確把握，在同一時(shí)間段從不同的側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行同一知識(shí)點(diǎn)的講解。在教學(xué)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，會(huì)提到智能建筑的空調(diào)系統(tǒng)［2］。在建筑環(huán)境的智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，空調(diào)系統(tǒng)有著極其重要的地位，這也是其成為教師重點(diǎn)講解的對(duì)象的原因。類似的情況在本門(mén)課中并不少見(jiàn)，因此，相關(guān)教育工作者有必要針對(duì)內(nèi)容涉及的知識(shí)面廣、知識(shí)和理論性強(qiáng)的特點(diǎn)和性質(zhì)，要對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容和方式方法進(jìn)行改革與優(yōu)化。

最后，課程實(shí)用性并不顯著。建筑智能環(huán)境學(xué)課程內(nèi)容主要針對(duì)對(duì)理論內(nèi)容知識(shí)的推理及分析，實(shí)際與本課程相聯(lián)系的關(guān)鍵實(shí)用問(wèn)題和應(yīng)用相對(duì)來(lái)說(shuō)較少，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)普遍認(rèn)為，課程內(nèi)容大都講的是大道理，太過(guò)抽象、空洞，缺少實(shí)際應(yīng)用性［3］，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣較低迷。

二、教學(xué)目標(biāo)與要求

該課程的主要目標(biāo)在于，學(xué)生通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，能夠?qū)τ嘘P(guān)城市建筑的智能環(huán)境的一些基本概念和基本原理形成全面、準(zhǔn)確的理解和分析，全面掌握與構(gòu)建智能建筑環(huán)境的一些基本理論和方法，并對(duì)該學(xué)科研究的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)有所把握。

三、智能建筑的構(gòu)成

智能建筑由建筑物本體與智能化系統(tǒng)構(gòu)成，而智能化系統(tǒng)則包含公共安全系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、信息設(shè)施系統(tǒng)、機(jī)房工程以及智能化集成系統(tǒng)，將這些系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化組合，便構(gòu)成了建筑物的智能化功能。其中的信息設(shè)施系統(tǒng)又包括通信接入、電話交換、信息網(wǎng)絡(luò)等；信息化應(yīng)用系統(tǒng)一般包括工作業(yè)務(wù)應(yīng)用、物業(yè)運(yùn)營(yíng)管理、公共服務(wù)管理等其他業(yè)務(wù)功能所需要的應(yīng)用系統(tǒng)；公共安全系統(tǒng)通常包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、安全技術(shù)防范與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等［3］；建筑設(shè)備管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享，包括公共安全等相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息資源，且根據(jù)建筑物業(yè)管理的需求，來(lái)生成建筑節(jié)能、建筑設(shè)備及建筑環(huán)境優(yōu)化管理所需的一些相關(guān)信息分析和統(tǒng)計(jì)報(bào)表。系統(tǒng)具有一定的可靠性、容錯(cuò)性、易維護(hù)性及可擴(kuò)展性。

四、建筑智能環(huán)境學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐路徑

（一）對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充和簡(jiǎn)化

對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充，就是要找出該課程與其他課程之間存在的聯(lián)系，如熱力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制管理等?？照{(diào)系統(tǒng)作為建筑智能化中非常重要的一部分內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有著更高的要求，不同的課程對(duì)空調(diào)系統(tǒng)介紹的側(cè)重點(diǎn)也不同。在講解本課程中的熱濕環(huán)境這部分內(nèi)容時(shí)，應(yīng)從建筑設(shè)備和設(shè)施智能控制的角度入手，以改善室內(nèi)環(huán)境的控制需求?？照{(diào)系統(tǒng)作為改善室內(nèi)熱濕環(huán)境的主要方式，其發(fā)展愈發(fā)成熟。通過(guò)聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟空調(diào)系統(tǒng)門(mén)可以促使室內(nèi)熱濕環(huán)境達(dá)到“舒適”的狀態(tài)，教師在教學(xué)這門(mén)課程時(shí)，要對(duì)這部分重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有側(cè)重點(diǎn)的準(zhǔn)確把握。

此外，由于學(xué)習(xí)該專業(yè)的學(xué)生對(duì)于較為復(fù)雜的綜合性知識(shí)點(diǎn)的掌握比較困難。教師在教學(xué)過(guò)程中須立足學(xué)生實(shí)際，對(duì)一些繁重的公式推導(dǎo)和建模過(guò)程等加以適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，以循序漸進(jìn)的方式引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握專業(yè)知識(shí)點(diǎn)。在學(xué)習(xí)信息通信系統(tǒng)時(shí)，可以著手模塊及其功能體現(xiàn)進(jìn)行分析，或者針對(duì)信息原理的觀點(diǎn)，對(duì)信息的獲取、傳輸路徑及處理方式等問(wèn)題加以深入研究，又或者可以著手對(duì)控制策略的產(chǎn)生加強(qiáng)研究。

（二）注重對(duì)教學(xué)方法的豐富和完善

“建筑智能環(huán)境學(xué)”課程的核心思想是“智能化”的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)。教師在教學(xué)過(guò)程中可以充分借助移動(dòng)終端和互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，通過(guò)建立“微課”“慕課”等方式，為學(xué)生講解相關(guān)內(nèi)容。在講解信息原理與方法模塊的內(nèi)容時(shí)，教師可以在課前到小區(qū)物業(yè)錄制短視頻，以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。教師也可以組織學(xué)生開(kāi)展專題研討會(huì)。在講解某一章節(jié)的內(nèi)容時(shí)，教師可以先簡(jiǎn)單介紹一下該章節(jié)所要教授的重難點(diǎn)，以及知識(shí)在專業(yè)體系中的地位與用途，之后再鼓勵(lì)學(xué)生以小組為單位，根據(jù)本章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)的資料、案例或新技術(shù)理論等的搜集，并針對(duì)自己特別感興趣的問(wèn)題展開(kāi)積極討論。學(xué)生在每完成一個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)后就進(jìn)行一次專題討論。在這個(gè)過(guò)程中，教師強(qiáng)調(diào)可以展開(kāi)進(jìn)一步研究的課程內(nèi)容，并為學(xué)生提供一定的討論方向和思路。

在緒論中講解關(guān)于典型建筑風(fēng)格的內(nèi)容時(shí)，會(huì)遇到非常典型的北方建筑，如地坑窯［5］。南方學(xué)生在看到地坑窯后的第一個(gè)反應(yīng)可能就是，會(huì)不會(huì)在下大暴雨的時(shí)候被淹掉。之所以產(chǎn)生這種疑問(wèn)，就是因?yàn)槟戏蕉啾┯晏鞖?，他們?duì)于如何防雨防水最為關(guān)注，但卻對(duì)北方的天氣不甚了解。要知道，北方地區(qū)有著較強(qiáng)的蓄水能力，且降水量少，洪災(zāi)的可能性極低。教師在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中從這個(gè)角度入手，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。

（三）加強(qiáng)對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)

《建筑智能環(huán)境學(xué)》這本教材中含有大量的圖表與公式，很多曲線都是由公式在固定參數(shù)下進(jìn)行繪制的。教師在教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算和曲線的繪制，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的目的。這樣呈現(xiàn)出來(lái)的曲線和數(shù)據(jù)都比較生動(dòng)，學(xué)生也能更加直觀地觀察到參數(shù)變化對(duì)曲線的影響。在實(shí)踐過(guò)程中，對(duì)于比較簡(jiǎn)單的計(jì)算和曲線繪制，可以借助Excel軟件，而對(duì)于比較復(fù)雜的，則可利用MATLAB軟件進(jìn)行求解與作圖［6］，比如一維不穩(wěn)定壁面的熱傳導(dǎo)問(wèn)題等。教師通過(guò)將專業(yè)培養(yǎng)方案結(jié)合后續(xù)課程，可以幫助貫穿于教學(xué)的整個(gè)計(jì)劃中，并在實(shí)際教學(xué)中展現(xiàn)出來(lái)。

建筑外環(huán)境的內(nèi)容中包含太陽(yáng)高度角、真太陽(yáng)時(shí)、大氣透明度等，學(xué)生面對(duì)那些枯燥的公式時(shí)，很難提起學(xué)習(xí)的興趣。教師可以借助一些計(jì)算工具，如運(yùn)用真太陽(yáng)時(shí)計(jì)算工具可以計(jì)算出任何一個(gè)地區(qū)和時(shí)間的真太陽(yáng)時(shí)、標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)時(shí)等。這一計(jì)算工具看似簡(jiǎn)單，但可以將太陽(yáng)時(shí)的定義及不同太陽(yáng)時(shí)的區(qū)別更好地展示出來(lái)，學(xué)生也能通過(guò)對(duì)太陽(yáng)時(shí)和太陽(yáng)方位角、太陽(yáng)高度角等概念與計(jì)算方法的深入思考，嘗試制作一個(gè)相類似的工具，以進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的計(jì)算和分析。雖然這一工具可以為準(zhǔn)確計(jì)算出真太陽(yáng)時(shí)提供便利，但其涉及的內(nèi)容大都屬于易學(xué)范圍，要讓學(xué)生能夠從辯證的角度看待兩者的關(guān)系。

（四）精心布置大作業(yè)

“建筑智能環(huán)境學(xué)”與智能建筑有著十分緊密的聯(lián)系。然而，我國(guó)很多地區(qū)的建筑智能化發(fā)展水平仍停留在初始階段。在信息技術(shù)的飛速發(fā)展下，在當(dāng)前的各個(gè)行業(yè)中，運(yùn)用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行升級(jí)改造成為一大趨勢(shì)，建筑智能化人才的培養(yǎng)成為該專業(yè)教學(xué)的主要目標(biāo)［7］。教師在布置大作業(yè)時(shí)，可以讓學(xué)生自行查找與所學(xué)課程相關(guān)的資料，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的資料檢索、程序設(shè)計(jì)以及信息技術(shù)應(yīng)用等能力的培養(yǎng)。教師可以在講解完課程緒論的內(nèi)容后，將大作業(yè)選題公布出來(lái)，讓學(xué)生提交方案。

選題時(shí)間教師可以規(guī)定為1—2個(gè)星期，學(xué)生在1—2周內(nèi)擁有大量的時(shí)間進(jìn)行查詢與搜集資料，并根據(jù)自己的興趣來(lái)確定選題。學(xué)生在選好題后，則由教師對(duì)題目進(jìn)行審核，防止學(xué)生的選題過(guò)于寬泛或者太簡(jiǎn)單，達(dá)不到要求。經(jīng)過(guò)教師和學(xué)生的詳細(xì)分析后，需要進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更深層次的探索，將課題組分工、評(píng)價(jià)與探索過(guò)程展示出來(lái)［8］。在課程教學(xué)的最后一個(gè)星期，教師則可以抽出兩個(gè)學(xué)時(shí)來(lái)組織學(xué)生進(jìn)行大作業(yè)完成情況和完成內(nèi)容的匯報(bào)和答辯，教師要對(duì)課程組學(xué)生作業(yè)的完成質(zhì)量、作業(yè)的完成工作量以及小組成員的任務(wù)分工情況等進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)估，培養(yǎng)他們的數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用能力，為綜合素質(zhì)的提升打好基礎(chǔ)。

（五）提高對(duì)學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)的要求

在實(shí)踐教學(xué)中，教師要將培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力作為主要的教學(xué)方向和目標(biāo)，并結(jié)合實(shí)際學(xué)習(xí)和應(yīng)用，提高對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的要求［9］。

課堂上可以展示廣東氣象網(wǎng)整點(diǎn)天氣24小時(shí)實(shí)況數(shù)據(jù)頁(yè)面，如圖1所示，可以動(dòng)態(tài)顯示廣東的降水量、相對(duì)濕度、溫度等相關(guān)參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)測(cè)量之前，可以將此頁(yè)面圖片展示給學(xué)生，讓他們形成初步的認(rèn)知，并懂得應(yīng)該怎樣去查詢氣象部門(mén)測(cè)量的氣象數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要進(jìn)行理論計(jì)算，應(yīng)讓他們運(yùn)用計(jì)算的理論值和此次的實(shí)驗(yàn)值做對(duì)比，進(jìn)一步對(duì)誤差進(jìn)行分析，對(duì)來(lái)源進(jìn)行探索。學(xué)生的報(bào)告必須是電子版，數(shù)據(jù)曲線也必須用作圖軟件進(jìn)行繪制與處理，而不能是手繪后掃描的版本。通過(guò)對(duì)學(xué)生提出這樣的要求，可以很好地鍛煉他們的數(shù)據(jù)處理與展示能力。

（六）課程考核與評(píng)價(jià)方式的改革

在這門(mén)課課程教學(xué)中，任課老師可以將考核分為兩個(gè)環(huán)節(jié)，即平時(shí)課堂作業(yè)成績(jī)和期末考試成績(jī)［10］，將這兩種考核方法結(jié)合起來(lái)，使考核結(jié)果更具科學(xué)性。平時(shí)成績(jī)應(yīng)包含日常的出勤情況、課堂表現(xiàn)情況及大作業(yè)成績(jī)等，并將此部分的成績(jī)?cè)u(píng)定比例提高到40%。期末考試也可以采取開(kāi)卷進(jìn)行的方式，將對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的考核放在首重位置，對(duì)知識(shí)及記憶性的要求進(jìn)行適當(dāng)弱化。學(xué)生最后的總成績(jī)則由“平時(shí)成績(jī)+期末考試成績(jī)”的總和來(lái)確定。

五、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，建筑電氣與智能化在社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，逐漸成了一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。建筑智能化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能建筑環(huán)境的基本物質(zhì)保障，“智能建筑環(huán)境學(xué)”課程教學(xué)改革的最主要的目標(biāo)就是將各類軟硬件資源進(jìn)行優(yōu)化組合，通過(guò)運(yùn)用最新的建筑智能化先進(jìn)技術(shù)，對(duì)建筑物內(nèi)的安全防范系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)等模塊進(jìn)行整體協(xié)調(diào)，以建造成一個(gè)完整的體系來(lái)滿足用戶對(duì)良好聲環(huán)境、光環(huán)境、熱濕環(huán)境等的要求。相關(guān)教育工作者應(yīng)立足當(dāng)前的實(shí)際情況，對(duì)該課程進(jìn)行相應(yīng)的改革，在保障教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，幫 學(xué)生實(shí)現(xiàn)綜合能力的全面發(fā)展，為學(xué)生的未來(lái)發(fā)展打好基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：淳潔）