建筑电气与智能化专业的实验室建设与实践教学思考

张淼

摘  要：随着建筑智能化技术的应用日益广泛以及相关技术人才需求日益增加，我校开设了建筑电气与智能化专业并建设了建筑智能化实验室，结合课程设计、专业实习、毕业设计等实践教学，在近几年的应用型本科人才培养中取得了良好的效果。

关键词：独立学院；建筑电气与智能化专业；建筑智能化实验室；实践教学

0 引言

长三角区域一体化发展战略给建筑业高质量发展带来机遇的同时也带来挑战，急需专业工程技术人员助推智慧城市与智能建筑的发展。智能建筑技术涉及电气工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、信息与通信工程、节能与绿色建筑等学科领域，需要“交叉、复合型”人才[1]。在智能建筑中，弱电系统的设计与应用是体现智能建筑、节能与绿色建筑的重要措施，而建筑电气与智能化专业人才正是智能建筑设计与建设的生力军。为适应经济发展对人才的需求，为适应建筑智能化专业教育及应用型人才培养的需要，我校于2016开设了建筑电气与智能化专业并建设了建筑智能化实验室，实验教学与课程设计、专业实习、毕业设计、创新活动等环有机结合，在实践教学中取得了良好的效果，该专业毕业生可从事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、应用研究和开发等工作[1]。

1 我校建筑电气与智能化专业实践课程的需求

我校是独立学院，依托百年名校同济大学的综合办学优势，致力于培养知识结构合理、富有应用型、创新和实践能力的高级应用型人才。我校建筑电气与智能化专业旨在培养掌握建筑电气与智能化领域的基本理论和基本知识，具有工程实践应用能力和创新意识，能够从事与该领域相关的工程设计、工程建设与管理、应用技术研究与开发等工作的高级专门人才[1]，是一门多学科交叉的应用型学科，涉及的专业、系统、设备和应用场景多方位多元化，因此在本科课程的教学中，实践环节作为对理论知识的辅助功能非常重要，在每一阶段的理论课程学习前或完成后，安排相应的实践教学，使学生从应用角度及工程角度消化理论知识，提高实际操作能力和创新意识，在今后择业就业时方能更加与市场需求接轨[2]。

我校建筑电气与智能化专业实践教学体系如下：

图1 我校建筑电气与智能化专业实践教学体系结构图

2 我校建筑智能化实验室的构成

2.1 我校的建筑智能化实验室使用需求

我校的建筑智能化实验室面向建筑环境与能源应用工程、自动化、电气工程及其自动化、建筑电气与智能化四个专业，实验室构建可满足以下要求：第一，多方位多角度展示建筑智能化各子系统的主要设备和功能，可开展演示性实验和操作性实验；第二，通过建筑智能化实训装置的相关硬件和软件，可开展技能拓展类实验；第三，在设备厂家的支持下，提供开放的系统平台，可实现建筑智能化小型工程设计、技术改造、自主创新等研究性实验。

2.2 我校目前已建成的建筑智能化实验室组成架构

图2 我校建筑智能化实验室组成架构图

2.3 我校建筑智能化实验室可开设的具体实训内容

（1）楼宇智能化设备监控系统实训考核装置：系统认识与操作演示；线路设计与连接；图形化编程及验证；组态软件设计应用等。

（2）楼宇智能化入侵报警系统实训考核装置：系统认识与操作演示；线路设计与连接；入侵报警主机设置操作；防区编程键盘设置操作；防破坏功能验证等。

（3）楼宇智能化视频监控系统实训考核装置：系统认识与操作演示；线路设计与连接；云台操作；硬盘录像机操作；水晶头制作与测试；同轴线缆连接BNC接头制作与测试等。

（4）楼宇智能化火灾报警及联动系统实训考核装置：系统认识与火灾报警联动操作演示；线路设计与连接；系统设置及消防联动编程；故障设置判断与排除等。

（5）楼宇智能化集成监控系统实训考核装置：图形化编程；组态软件设计应用等。

（6）物联网集成管理技术开发综合教学平台：综合布线系统设计接线与调试；四种标准信号的测量与连接；集成开发软件应用；网关配置与开发；服务器连接与配置等。

3 我校建筑智能化实验室在实践教学中的应用

目前，我校建筑智能化实验室主要承担《公共安全技术》、《建筑设备自动化》、《建筑物信息设施系统》、《建筑智能化技术》的课内实验或独立实验，以及一些相关的毕业设计、技术改造、大学生创新活动等实践教学，其中实验教学年学时数3000多学时。

为了充分发挥建筑智能化实验室的作用，我校的建筑智能化实验课程有以下特点：

3.1 依据不同专业学习深度不同制定不同的实验教学内容

例如在安防及消防的实践教学中，针对建筑环境与能源应用工程专业仅开设演示验证环节与操作环节，针对自动化、电气工程及其自动化、建筑电气与智能化专业除了演示验证环节与操作环节，还增设了接线操作、消防联动编程、入侵报警系统防区编址、视频监控系统的摄像机设置等拓展环节。还如在楼宇设备智能化实验教学中，针对建筑环境与能源应用工程专业仅开设Lonmaker软件编程，针对自动化、电气工程及其自动化、建筑电气与智能化专业还增设组态软件进行人机界面的设计。

3.2 依据不同专业侧重领域制定有针对性的实验教学课程

例如在楼宇智能化设备监控系统lonmaker软件编程环节，建筑环境与能源应用工程专业应用新风机模块、空调模块及热交换模块，自动化、电气工程及其自动化、建筑电气与智能化应用供配电模块、照明模块及智能家居模块，使学生在自己熟悉的领域中更加系统深入地理解理论知识、拓展应用技能，从系统工程的角度对所学知识融会贯通。

3.3 依据学生学习能力的差异制定个性化差异化的实践教学课程

例如将技术改造项目作为毕业设计，将入侵报警实训装置增设探测器及拓展控制模块，探测器设置在实验室的门口及实验楼屋顶平台等部位；将视频监控系统增设无线网络云台摄像机，实现实验室内360°无死角实时监控；将火灾报警及消防联动实训装置增设感烟及感温探测器等，使学生在实验室就能应用所学专业知识体验工程设计与安装，为将来就业择业加持一份技能、增添一份信心。

3.4融会贯通，与其他实践环节有机结合

例如建筑物信息设施系课程设计就可以结合实验室内的配线架、交换机、网络线缆、同轴线缆等硬件，使学生能将课本规范图集上的内容直接转化为实物的概念；例如安全技术防范课程设计，我们可以结合视频监控系统实验的摄像机操作、云台控制等实操环节更加感性地进行；例如我们专业实习参观的我校图书馆消控室及火灾报警系统设施、某三甲医院空调冷热源机房、住宅小区视频监控及入侵报警系统、某智能家居企业，在实验室都有相关的实训装置或仿真人机界面，学生可以将理论知识和实际应用更加有机结合深刻理解。

3.5 从工程应用角度，与其他实验室相关设备及学校的相关设施相结合

例如在楼宇设备智能化实验之前，先带学生参观空调冷热源机房、空气处理机房、水泵房等，使学生对仿真界面的内容有真实可见的感性认识，看看空气处理机组的过滤段压差传感器输入的为什么是数字量信号而不是模拟量信号；看看空调系统膨胀水箱的液位传感器信号如何从屋顶传到空调冷热源机房；看看喷淋管道的水流传感器为什会启动喷淋泵等等，更加利于学生对专业知识的理解、掌握与运用。

实践表明，学生在完成了建筑智能化实验室的实验课程后，增加了感性认识，锻炼了动手能力，加深了系统工程的理解，开拓了创新思维，在专业实习、课程设计、毕业设计及创新活动中有着良好的表现。我们每一位教师都努力诠释“培养应用型本科人才”的理念，期待着学生们踏入社会后成为有用之才，为建筑智能化行业的发展蓄力赋能。

4 我校建筑电气与智能化专业教师队伍建设

我校建筑电气与智能化专业的教师队伍有三类人才：同济大学派遣相关专业的学科创始人及兼职教师；企业引进的有工作经历以及相关职业资格证书的高级技术人员；新进高学历年轻教师。我们的理念是将工程实战经验与理论知识相结合，将工程理念及应用理念引入实践教学体系，实现建筑电气与智能化这一应用学科的理论与实践互动结合、共同升华。

5我校建筑电气与智能化专业就业情况

作为应用学科的教师，在学生择业就业方面，我们致力于整合校内外资源，搭建大学生就业服务平台，通过参观实习、顶岗实习等方式与企业积极互动，为毕业生提供高质量的就业机会，向企业输送应用型的技术人才，做学生就业路上的摆渡人。我校目前已有两届建筑电气与智能化专业的毕业生，择业最多的是专业应用性较强的设计院。下表为已经毕业的两届学生就业方向统计：

图3 我校建筑电气与智能化专业毕业生就业方向统计

结束语

随着科学水平不断发展、行业技术日新月异，我们的实践教学也要与时俱进，重视校企产学合作，加强与企业的联系，不断学习专业知识提升教师水平、更新拓展实训装置与实践教学内容，努力为社会培养满足行业需求的技能型创新型人才，为党育人，为国育才。

参考文献

[1] 豆丁网.工学类专业及其就业解读[OL].互联网文档资源http://www.docin.com，2018

[2] 陈雪娇.独立学院建设楼宇智能化实验室的探讨[J]. 实验技术与管理，2012(11)：193-197.