設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑電氣課程教學(xué)改革探討

曹晏飛 蔣程瑤 張智

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(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

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）14-0275-02

Abstract Architecture electric of protected agriculture is a professional elective course for the major of protected agricultural science and engineering of Northwest A & F University.According to the problems existing in the teaching practice of architecture electric of protected agriculture，the initiative and enthusiasm for learning，hands-on practical ability and engineering practice ability，independent thinking and innovation awareness were enhanced through the adjusting the teaching quality standards and teaching content，flexiby applying effective teaching methods and strengthening the practical teaching process.

Key words architecture electric of protected agriculture；teaching reform；practice teaching process；engineering practice ability

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(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(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)院設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(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)院設(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(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《建筑電氣技術(shù)基礎(chǔ)（修訂版）》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(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—傳輸—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“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”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?？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(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，如重要原理性內(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Auto CAD繪制設(shè)計(jì)圖紙，并且提交設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書，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)院設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(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.

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