以校企共建實(shí)驗室為平臺的《建筑設(shè)備》教學(xué)模式研究

高蘇蒂 楊坦 陳雅君

摘? 要：對應(yīng)用型高校實(shí)驗教學(xué)資源存在的問題和企業(yè)參與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求進(jìn)行論述，分析了校企共建實(shí)驗室的可行性，并以安徽新華學(xué)院樓宇智能化實(shí)驗室為平臺，進(jìn)行《建筑設(shè)備》教學(xué)模式研究，提出了應(yīng)用型課程“四化”教學(xué)模式，并對教學(xué)效果進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：校企共建實(shí)驗室;應(yīng)用型人才培養(yǎng);“四化”教學(xué)模式;考核方式

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：2096-3769（2020）02-034-05

安徽省作為泛長三角經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要組成部分，隨著國家中部崛起、城鎮(zhèn)化、新農(nóng)村建設(shè)等一系列重大戰(zhàn)略的實(shí)施，安徽省建筑業(yè)迎來了快速發(fā)展的階段。據(jù)統(tǒng)計，2019年安徽省綠色建筑與裝配式建筑分別占新建民用建筑面積比例達(dá)45%和10%[1]，在這種背景下，建筑類高校的大力促進(jìn)智能建筑和裝配化建筑的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的意義更加突出?！督ㄖO(shè)備》作為土建專業(yè)和建筑類專業(yè)必修專業(yè)課程之一，其內(nèi)容涵蓋給排水工程、通風(fēng)空調(diào)工程、燃?xì)夤こ獭⒐┡潆姽こ痰仍O(shè)備系統(tǒng)[2]。作為一門實(shí)操性較強(qiáng)的課程，其教學(xué)質(zhì)量的好壞對應(yīng)用型建筑人才的培養(yǎng)質(zhì)量效果有一定的影響。然而，受教學(xué)資源的限制，《建筑設(shè)備》課程教學(xué)工作開展阻力較大，尤其是綜合性、設(shè)計類實(shí)驗開設(shè)學(xué)時少且層次較低。為了擺脫這一困境，應(yīng)用型高校探索出一系列解決方案，例如，開展大型實(shí)驗設(shè)備共享活動、開發(fā)企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐基地及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用等。這些措施一定程度上解決了《建筑設(shè)備》教學(xué)資源不足的困難，但從教學(xué)的規(guī)律來看，這些改革方案并沒有從根本上實(shí)現(xiàn)對學(xué)生工程實(shí)踐思維的鍛煉，從現(xiàn)階段的教學(xué)經(jīng)驗來看，充分進(jìn)行實(shí)驗室開發(fā)和利用仍然是進(jìn)行應(yīng)用型人才培養(yǎng)的最佳方案。本文從應(yīng)用型人才培養(yǎng)的規(guī)律出發(fā)，通過產(chǎn)教融合策略，探討以校企共建實(shí)驗室為平臺的教學(xué)模式的改革路徑，以期更好服務(wù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)工作。

一、加強(qiáng)校企融合，開展校企共建實(shí)驗室的可行性分析

（一）應(yīng)用型高校教學(xué)資源存在的問題

應(yīng)用型高校是以培養(yǎng)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展緊缺的應(yīng)用型技術(shù)人才為出發(fā)點(diǎn)，以提高人才創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力為目標(biāo)的高等學(xué)校[3]，可以說應(yīng)用型高校是國家工匠的搖籃，教學(xué)是其人才培養(yǎng)的重要措施之一。然而，受到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約及教學(xué)模式落戶的影響，多數(shù)應(yīng)用型高校都存在著教學(xué)資源短缺、實(shí)驗設(shè)備綜合利用率低下等問題，這些都制約著教學(xué)的開展。

1.實(shí)驗室建設(shè)資金短缺

應(yīng)用型高校實(shí)驗室建設(shè)需投入大量的資金，這些資金主要來源地方教育部門的撥款或者學(xué)校自籌資金，然而中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平相對較低，直接影響著高校實(shí)驗室建設(shè)資金的籌措，此外，民辦高校實(shí)驗室建設(shè)資金主要來自學(xué)校自有資金，受到資金數(shù)額的限制，實(shí)驗室建設(shè)規(guī)模較小，實(shí)驗設(shè)備的臺套數(shù)和功能較為局限，難以對綜合性、設(shè)計型實(shí)驗教學(xué)起到充分的支撐作用。

2.具備工程實(shí)踐經(jīng)驗的教學(xué)師資資源不足

由于應(yīng)用型高校教師工作任務(wù)繁重、薪資待遇相對較低等問題的存在，應(yīng)用型高校很難吸引具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗的教學(xué)師資?，F(xiàn)有的實(shí)驗教師工程經(jīng)驗缺乏，教學(xué)方法多以理論教學(xué)為主，教學(xué)模式多采用獨(dú)立單項實(shí)驗?zāi)Ｊ?，對于貼合工程實(shí)際的綜合型實(shí)驗研究不足，難以直接開展，這也影響力教學(xué)質(zhì)量提升。

3.實(shí)驗設(shè)備綜合利用率低

在應(yīng)用型高校中，各專業(yè)的開設(shè)和發(fā)展會受招生和就業(yè)情況的影響，為了縮減辦學(xué)成本，對于招生不足和就業(yè)困難的專業(yè)可能會采取縮減規(guī)模甚至停招等措施進(jìn)行調(diào)節(jié)，這導(dǎo)致與該專業(yè)教學(xué)相關(guān)聯(lián)的實(shí)驗設(shè)備可能面臨利用率低下的問題。同時，因為實(shí)驗室前期規(guī)劃缺乏必要的市場論證，可能存在重復(fù)建設(shè)的情況，導(dǎo)致實(shí)驗設(shè)備綜合利用率較低的問題。

（二）企業(yè)參與應(yīng)用型人才培養(yǎng)是企業(yè)長期發(fā)展的需求

隨著企業(yè)人才需求回歸理性，應(yīng)用型人才短缺的現(xiàn)狀已經(jīng)嚴(yán)重制約著企業(yè)的發(fā)展壯大，尤其是近些年來，隨著人們對技術(shù)創(chuàng)新的認(rèn)識不斷深入，應(yīng)用型人才的市場競爭力也在不斷增強(qiáng)，甚至在許多城市出現(xiàn)了“應(yīng)用型人才荒”的現(xiàn)象。單純依靠高校教育的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的體系已無法滿足企業(yè)對應(yīng)用型人才的需求，企業(yè)參與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的意愿更加強(qiáng)烈。

1.優(yōu)化了人才素質(zhì)的結(jié)構(gòu)

企業(yè)作為推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的排頭兵，對市場的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)律更加敏感，對應(yīng)用型人才素質(zhì)的結(jié)構(gòu)理解更加務(wù)實(shí)。企業(yè)參與應(yīng)用型人才培養(yǎng)有利于人才素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可以更好的開展契合市場需求的人才培養(yǎng)工作，避免應(yīng)用型人才培養(yǎng)工作進(jìn)入理論知識和實(shí)踐能力不匹配的誤區(qū)，有利于提高企業(yè)人才隊伍的整體素質(zhì)。

2.促進(jìn)了企業(yè)人才庫建設(shè)

人才是企業(yè)發(fā)展中最活躍最能動的因素，企業(yè)人才儲備的層次、數(shù)量以及結(jié)構(gòu)直接影響著企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用型人才供應(yīng)短缺的背景下，企業(yè)很難直接通過人才市場直接獲得符合企業(yè)發(fā)展需求的人才，因而，企業(yè)參與應(yīng)用型人才培養(yǎng)并實(shí)行長期性、持久性和針對性的人才培養(yǎng)策略。一方面，可以提高企業(yè)的知名度，另一方面，能夠有力的促進(jìn)企業(yè)人才庫建設(shè)，從而滿足企業(yè)長期發(fā)展目標(biāo)下對專業(yè)性應(yīng)用人才的需求。

3.加強(qiáng)了校企間的聯(lián)系，有利于企業(yè)文化的輸出

企業(yè)參與應(yīng)用型人才培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)和高校之間的良性互動[4]。一方面，高校實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模式改革，人才培養(yǎng)質(zhì)量得到了提高，另一方面，企業(yè)通過參與應(yīng)用型人才培養(yǎng)，提高了企業(yè)的知名度，輸出了企業(yè)文化，完成了企業(yè)的社會服務(wù)責(zé)任。同時，企業(yè)在與高校的互動中可以合理利用高校優(yōu)質(zhì)資源，降低企業(yè)培訓(xùn)成本，提高企業(yè)員工的整體素養(yǎng)。

綜上所述，高校教學(xué)資源存在的問題與企業(yè)參與應(yīng)用型人才的需求存在著共同的解決途徑，即開展校企合作。通過開展校企共建實(shí)驗的方式，高校解決了實(shí)驗室建設(shè)資金短缺的困難，大量具有企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗的工程師彌補(bǔ)了實(shí)驗師資不足的問題，此外通過校企聯(lián)合開發(fā)綜合型實(shí)驗項目，提高了實(shí)驗設(shè)備的利用率;與此同時，企業(yè)在合作中一方面完善了企業(yè)人才庫，另一方面通過高校教師參與企業(yè)培訓(xùn)工作，降低了培訓(xùn)成本，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收。因此，加強(qiáng)校企融合，開展校企共建實(shí)驗室方案是可行的。

二、校企共建樓宇智能化實(shí)驗室的平臺建設(shè)

（一）樓宇智能化實(shí)驗室系統(tǒng)構(gòu)成

2013年安徽新華學(xué)院土木與環(huán)境工程學(xué)院考查調(diào)研后與深圳市松大科技有限公司就建筑設(shè)備類課程針對高校開發(fā)出了一套完整的樓宇智能教育現(xiàn)代化系統(tǒng)解決方案，并進(jìn)一步合作，加強(qiáng)相關(guān)產(chǎn)學(xué)研項目，共同建設(shè)樓宇智能化實(shí)驗室。實(shí)驗室平臺包括智能化信息集成、信息通訊系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、IPTV系統(tǒng)和消防聯(lián)動系統(tǒng)等，實(shí)驗平臺系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

（二）樓宇智能化實(shí)驗室各系統(tǒng)特點(diǎn)分析

1.獨(dú)立實(shí)驗實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)和學(xué)生實(shí)訓(xùn)，智能系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)均設(shè)置一套教學(xué)演示實(shí)驗系統(tǒng)，教師通過此實(shí)驗臺進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)，包括進(jìn)行系統(tǒng)功能分區(qū)、設(shè)備安裝、系統(tǒng)接線、系統(tǒng)調(diào)試、效果演示等各個環(huán)節(jié)的教學(xué)過程，給學(xué)生一個全面的系統(tǒng)講解，以便學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)單元實(shí)際操作時進(jìn)行方方面面的對比，為教師的教學(xué)和學(xué)生的實(shí)訓(xùn)提供了良好的基礎(chǔ)。

2.實(shí)訓(xùn)單元實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

通過教師的講解，學(xué)生進(jìn)入實(shí)訓(xùn)單元進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)的操作，學(xué)生需要完成系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備的布置、設(shè)備安裝、設(shè)備接線、線槽布線、橋架輔線、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)軟硬件調(diào)試等工程的全部環(huán)節(jié)。通過系統(tǒng)完成后的實(shí)際效果（或比較教學(xué)演示臺的效果），評比學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成績。

圖2所示為軟件采用多層架構(gòu)設(shè)計，最上層為在線考核端，最低層為數(shù)據(jù)庫，在考核端與數(shù)據(jù)庫中間，引用中間件與應(yīng)用服務(wù)器，建立數(shù)據(jù)聯(lián)系通道與3D驅(qū)動引擎，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的考核考評。

3.實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用系統(tǒng)

為了提高教學(xué)效果，在實(shí)訓(xùn)基地中，將智能化信息集成、信息通訊系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、IPTV系統(tǒng)和消防聯(lián)動系統(tǒng)等設(shè)計在實(shí)驗室的各個實(shí)際位置，系統(tǒng)除達(dá)到實(shí)際應(yīng)用效果外，更重要的是應(yīng)用系統(tǒng)與各個教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，提供了一個學(xué)生實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)一體的教學(xué)效果，同時使整個實(shí)驗室表現(xiàn)出一個智能樓宇系統(tǒng)應(yīng)用和實(shí)訓(xùn)環(huán)境的統(tǒng)一，表現(xiàn)出其智能化的一面，也是實(shí)訓(xùn)教學(xué)中心的特色。

圖3所示為多層構(gòu)架的實(shí)驗室系統(tǒng)拓?fù)鋱D，通過系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器，利用校園WIFI將相關(guān)3D數(shù)據(jù)傳輸于學(xué)生端與教師端之間，模擬仿真實(shí)訓(xùn)，并實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、理論與實(shí)踐為一體。

三、以實(shí)驗室系統(tǒng)為平臺的建筑設(shè)備教學(xué)模式構(gòu)建

為了適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，本文構(gòu)建了以提高學(xué)生動手能力和創(chuàng)新意識為目標(biāo)的建筑設(shè)備課程“四化”教學(xué)模式。首先對《建筑設(shè)備》課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化分解，然后將各模塊與樓宇智能化實(shí)驗室各系統(tǒng)進(jìn)行匹配，隨后采用嵌入式教學(xué)方式對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行“教-學(xué)-練”實(shí)踐，最后對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行考核?！八幕苯虒W(xué)模式主要內(nèi)容如下：

（一）理論實(shí)踐相結(jié)合，教學(xué)平臺一體化

教師的理論教學(xué)已不單純局限于教室之間，可移至一體化教學(xué)平臺，與實(shí)驗實(shí)訓(xùn)設(shè)備相結(jié)合。教學(xué)過程中模擬構(gòu)建出實(shí)際工作環(huán)境狀態(tài)，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)期間，可實(shí)現(xiàn)與實(shí)際工作相似的操作過程，同時教師在學(xué)生實(shí)訓(xùn)過程中予以指導(dǎo)，使教學(xué)過程更加現(xiàn)場化、工程化，達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中重視的理論實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)目的。

（二）理論教學(xué)與實(shí)驗實(shí)訓(xùn)成果考核一體化

教學(xué)過程中向平臺教學(xué)軟件輸入課程的考試內(nèi)容，可包括多種題型，在預(yù)定時間內(nèi)以習(xí)題庫形式向?qū)W生開放，通過集中在線答題，提交后即可評出成績。同時在實(shí)驗實(shí)訓(xùn)成果考核方面，樓宇智能化實(shí)驗室提供的實(shí)訓(xùn)項目也包括實(shí)訓(xùn)操練檢驗過程，通過軟件提供不同場景的實(shí)訓(xùn)模擬場景，學(xué)生進(jìn)行不同流程的規(guī)定操作，并予以評分，這種教學(xué)考核一體化的過程既可以達(dá)到我們所要求的教學(xué)效果，又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性參與性，加深對現(xiàn)場操作的印象，同時解決了教師教學(xué)任務(wù)繁重，實(shí)驗實(shí)訓(xùn)教學(xué)指導(dǎo)困難等問題。

（三）學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)用人需求一體化

目前高校培養(yǎng)學(xué)生的課程體系一般通過早期制定的培養(yǎng)方案執(zhí)行，因而難免與企業(yè)用工需求相脫離，樓宇智能化實(shí)訓(xùn)綜合平臺可將社會前沿技術(shù)需求提供給高校，進(jìn)而及時調(diào)整培養(yǎng)方向，改進(jìn)教學(xué)方法，使企業(yè)需求與高校人才培養(yǎng)方向定位相匹配，避免與社會脫節(jié)，實(shí)現(xiàn)供需一體化。

（四）智能教育現(xiàn)代化

傳統(tǒng)的實(shí)踐實(shí)驗教學(xué)因其延時性及設(shè)備的陳舊老化，難免與時代需求相脫節(jié)，并且一般實(shí)驗實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容偏重理論，實(shí)操能力較弱，這樣在培養(yǎng)應(yīng)用型人才的過程中無法更好提高學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。樓宇智能化實(shí)訓(xùn)平臺既保留了原有的經(jīng)典實(shí)驗，又采用了現(xiàn)代化智能教學(xué)設(shè)備，利用與社會實(shí)際需求一體并不斷更新的的計算機(jī)設(shè)備軟件，包括智能化信息集成、信息通訊系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、IPTV系統(tǒng)等，通過3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等手段，完成學(xué)生仿真訓(xùn)練實(shí)操，教師教學(xué)及培訓(xùn)等教學(xué)實(shí)踐安排，全面解決了傳統(tǒng)實(shí)驗實(shí)踐教學(xué)的弊端，實(shí)現(xiàn)了智能教育現(xiàn)代化。

四、建設(shè)效果

樓宇智能化實(shí)驗室投入使用六年以來，累計開發(fā)綜合性、設(shè)計性實(shí)驗余個，對土木工程、建筑設(shè)備與能源應(yīng)用、安全工程專業(yè)學(xué)生實(shí)行預(yù)約開放，累計服務(wù)教學(xué)工作超過1000學(xué)時，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面成效顯著。

（一）學(xué)生在教學(xué)活動中的參與度增強(qiáng)

校企共建實(shí)驗室的投入使用改變了《建筑設(shè)備》課程的教學(xué)模式，一方面教師授課過程不再局限于課本所授的抽象內(nèi)容，而是將理論知識與實(shí)體模型有機(jī)結(jié)合，提高了授課過程的直觀性;另一方面學(xué)生可以在授課過程中直接進(jìn)行內(nèi)容的動手操作，提高了參與教學(xué)活動的參與度。

（二）學(xué)生學(xué)習(xí)自主性得到改善

由于在實(shí)驗教學(xué)中增加了企業(yè)工程師的參與，實(shí)驗室教學(xué)內(nèi)容和工程現(xiàn)場的實(shí)際問題相結(jié)合，教學(xué)活動更加具有針對性，學(xué)生能夠在實(shí)驗過程中學(xué)習(xí)到工程現(xiàn)場問題的解決方案，提升了學(xué)習(xí)的成就感。同時學(xué)生可以根據(jù)自己學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容自主設(shè)計實(shí)驗內(nèi)容，經(jīng)實(shí)驗教師指導(dǎo)后開展設(shè)計實(shí)驗，學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性得到了改善。

（三）學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量得到提升，就業(yè)競爭力得到增強(qiáng)

經(jīng)過六年的建設(shè)學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程實(shí)踐能力得到很大的提升，學(xué)生依托校企共建實(shí)驗室平臺申請獲批省部級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目24項，在各類課外實(shí)踐創(chuàng)新大賽中獲獎20余項，學(xué)生獨(dú)立撰寫學(xué)術(shù)論文30余篇。畢業(yè)生就業(yè)率逐年提高，且就業(yè)單位以國內(nèi)外著名企業(yè)為主。根據(jù)2018年學(xué)校就業(yè)辦開展的畢業(yè)生滿意度調(diào)查結(jié)果，企業(yè)對畢業(yè)生的滿意度高達(dá)90%以上，極大地增強(qiáng)了畢業(yè)生在就業(yè)市場的競爭力。

五、結(jié)語

基于樓宇智能化實(shí)訓(xùn)嵌入式教學(xué)的的建筑設(shè)備課程教學(xué)研究具有特別重要的意義，與實(shí)際需求密切貼合的軟件技術(shù)可解決理論與實(shí)踐相統(tǒng)一的教學(xué)，并使教學(xué)效果達(dá)到最大化。同時軟件交互技術(shù)的運(yùn)用，可根據(jù)學(xué)校教學(xué)的實(shí)際情況，進(jìn)行適用性開發(fā)，又能具有提高教學(xué)質(zhì)量的效果。通過教學(xué)培訓(xùn)考核3D仿真軟件的使用，為教師提供豐富的參考資料，提升了教學(xué)質(zhì)量。樓宇智能化實(shí)訓(xùn)嵌入式教學(xué)改進(jìn)了建筑設(shè)備課程傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式和方法。通過3D虛擬工程現(xiàn)場， 學(xué)生可對各種工程系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)際操作，增強(qiáng)實(shí)踐能力，加深了印象，也提高了教師的教學(xué)效果。

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