基于工程教育思想的《建筑供配电》实践教学改革初探*

朱学莉 朱树先 郭胜辉

(苏州科技学院机电工程系，苏州 215009)

0 引言

针对我国工科教育中目前仍侧重于单向的知识灌输，对于培养学生的基本技能具有重要意义的实验、课程设计、生产实习和毕业设计等各种实践性环节重视不够的现状，我校在制定专业人才培养方案时，确立了以服务地区经济建设为中心、以工程教育思想为指导、以培养工程应用型技术人才为目标的人才培养总体原则.在上述前提下，我们首先以楼宇智能化系列课程为抓手，开始了新形势下人才培养模式改革的研究与探索.在《建筑供配电》课程教学中，尤其是实践教学环节上，始终将工程教育思想融于整个教学过程之中，开展工程化教学方法，在应用层面上开展了教学改革实践与探索［1-3］.

1 《建筑供配电》实践教学改革目标

工程教育的理论基础，即CDIO.CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程.CDIO的主旨理念是按照工程教育的全生命周期构建培养方案，其重点是塑造学生建立工程思维方式，掌握技术手段、具有组织协调能力、具备综合设计能力;根据培养方案侧重点的不同，形成不同的工程教育模式和培养目标，培养出的人才可以具有研发型工程师、设计型工程师和应用型工程师的主要特征，对应用型工程师而言，其重点是要具备工程思维能力、组织协调能力，最重要的是突出工程技术应用能力的培养［4］.

《建筑供配电》实践教学改革的主导思想，即以CDIO工程教育思想为指导，基于CDIO应用型工程师培养的理念，将工程能力素质培养贯穿于《建筑供配电》实践教学活动的全过程，为学生构建一个完整的工业企业供配电系统的知识体系结构，使其在实践能力上有较大的提高，进而探索出新形势下应用型工程师的培养模式，为地区经济建设培养出动手能力强、有创新精神的紧缺人才.

2 实验课程体系和教学内容的改革

精选和确定合适的实验内容，并按照教学规律、知识层次科学的组织，是搞好《建筑供配电》实验教学的基础.而目前我们的实验教学多以验证性、孤立的基础实验为主，这对提高学生对本学科知识的综合运用能力非常有限.因此，在制定实验教学内容时，本着加强专业基础、拓宽口径、增强地区适应性的理念，以提高学生的基本技能、分析及解决实际问题的能力，提高学生的自我思考、工程应用与创新能力为目标，在实验教学中进行了一系列的改革探索，努力使知识体系和内容趋于完善和科学化.

2.1 加强专业基础训练

通过《建筑供配电》实验教学课程的学习，应使学生对工业企业供配电系统有一个较为全面的认识，掌握一定的运行维护知识，具有初步的工程设计能力和分析解决供配电技术问题的能力.在设计实验与教学时，加强了基本方法的教学内容，为以后相关实验的操作理解打下坚实的基础.

利用学校的教学质量工程项目经费，建设了元件设备展示室，将本专业常用的一些元器件、小型设备、各种规格的导线及电缆等陈列出来，以开阔学生的视野，增加感性认识.

2.2 增加综合及设计性实验

在设计实验课程时，我们在减少验证性实验数量的同时，将验证性实验进行改进，在其中增加设计和研究的成分，促使学生进行思考和探索，使学生通过实验达到对基本知识、技能的系统性和完整性.

在安排实验内容时，精心设计与组织实施了综合性、设计性实验教学方案，力争营造一个适宜培养学生创新能力和提高素质的良好环境.在实验过程中，学生始终是实验活动的主体，充分发挥其主观能动性和创造性，教师只给出指导性的意见，从而使学生独立解决实际问题的能力和创新能力得到提高.目前，本实验课程中的综合性、设计性实验内容占实验总学时的50%左右.

2.3 增设研究性实验

我们所设计的研究性实验是由学生根据所学理论课程自己设置实验题目、制定实验研究方案.如用电计量与电费计收实验、供配电系统继电保护实验等.此类实验使教与学、学与做融为一体，在做中学习，能够充分发挥学生的智慧.这类实验约占开出实验的20% ～30%.

3 课程设计体系和教学内容的改革

课程设计是配合相关课程学习的实践性质的教学内容，是一个重要的实践性教学环节.《建筑供配电》课程设计的任务是使学生进一步熟悉建筑供配电系统的方案设计，掌握建筑供配电工程的设计原理和方法.

3.1 总体要求

《建筑供配电》的理论教学和实验教学环节完成后，设置了为期两周的课程设计，要求学生完成某10 kV变电所的电气设计，其内容涉及负荷计算、短路电流计算、变电所主接线设计、变压器的选择、高低压一次设备的选择、主要二次设备的确定及导线及电缆的选择等内容.在两周的时间内，要求学生编写出设计说明书，画出4张2号施工图.通过这样一个过程，将理论教学与实验教学的所教授的知识连接起来，构成一个完整的知识体系.为将来学生从事建筑电气工程设计、施工等工作奠定坚实的基础.

3.2 教学内容的改革

以往的课程设计，往往是由老师给出一个设计任务书，由学生完成规定的设计任务.我们在教学改革中采用的做法是，由老师提出任务的主框架，由学生自行设计任务，然后完成设计任务.

宁都县是赣南脐橙主产区之一，脐橙种植面积1.33万hm2，年产量脐橙达60多万t，远销国内外。宁都脐橙平均产量可达3 000 kg/667 m2以上，平均产值可达1.2万元/667 m2以上，经济效益非常可观，是目前赣南脐橙适种区内产业扶贫中最好的一个项目。柑桔红蜘蛛暴发常造成脐橙减产以及脐橙树势虚弱，为害严重时造成脐橙逐渐死亡。

在教学活动中，始终将工程教育思想融入教学之中.首先，将教师以往做过的工程设计具体案例进行讲解，让学生了解变电所设计总体思路.然后，提出总体构架及具体要求，学生按照要求自行设计具体题目，其内容主要包括供电电源位置，负荷性质、容量及具体分布等.设计过程中，引导学生思考并应对这样一些问题:从设计的角度出发，如何体现技术合理的原则及可行性原则;从施工部门的角度出发，考虑如何使施工更方便?如何布线能够节省材料;从用户的角度出发，考虑怎样才能达到方便、舒适、实用的效果;最后，用国家规范、标准去衡量设计方案是否符合技术要求.

3.3 考核方式改革

实践教学的考核，是全面了解实验教学质量，及时反映和解决实践教学工作存在的问题，推动教学方法的改进，更新教学内容，不断提高实验教学质量的重要措施.

在考核方式上，从题目及内容的设计水平、平时表现、答辩成绩、设计说明书及设计图纸的质量4个部分进行综合评价，给出最终成绩.

4 毕业设计体系和教学内容的改革

毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节.通过毕业设计，能使学生综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的训练.在毕业设计环节上，主要从学生、社会的需求出发，采用多种措施，使学生得到更好的工程训炼，获得自己所需的专门能力［5］.

4.1 按照学生的就业方向设置题目

确定毕业设计题目时，根据学生的就业意向或签约单位的用人需求为学生“量身定做”设计题目，真正做到有的放矢，使学生在走出校门前进行一次综合的“岗前培训”活动.连续几年，都在毕业设计开始前按照学生的就业方向调整、更改了部分毕业设计题目及内容.

4.2 与企业技术人员联合指导毕业设计

根据用人单位的实际需求，与企业技术人员共同指导毕业设计是我们在实践教学改革中的另一个举措.在第7学期末，将学生送到企业进行实习，参加企业的具体工程项目，由企业的指导教师与学校指导老师共同指导学生的毕业设计工作，学生的设计图纸即为公司的工程施工图.企业指导教师按照企业的工作模式安排学生的设计活动，其中包括深入施工现场、完成例行的实习任务、绘制相应的施工图.学校的指导教师按照学校毕业设计进程指导学生的毕业设计全过程，其中包括审核开题报告及设计图纸、审阅毕业论文、安排毕业答辩等，其间还多次到企业去指导学生.

4.3 开展跨专业的团队毕业设计

近几年，我专业教师参加了学校的“基于设计院模式·跨专业团队毕业设计人才培养方案的实践与探索”教研项目，连续三年组织并指导学生参加了其中的基于设计院模式的跨专业团队毕业设计活动.

2010年和2011年，该团队毕业设计成果—泰翔御品城市综合体设计和苏州吴中龙西综合商务大厦设计均在江苏省高等学校本专科优秀毕业设计(论文)评选中获得了“优秀团队毕业设计奖”，今年的团队毕业设计成果—徐州市某人民医院门诊病房大楼又获得了校级优秀团队毕业设计，并被学校推荐参加本年度的江苏省优秀团队毕业设计评选.在团队毕业设计中，由建筑、土木、给排水、暖通空调、电气及室内设计几个专业联手完成一个工程项目的设计工作，我专业的学生在完成规定的设计任务的同时，还要与其他专业的学生相互配合.主要工作有:①做照明系统设计时，与室内设计专业相配合，以室内专业选择的灯具类型及布局为负荷计算的依据;②做动力系统、消防系统设计时，与给排水、暖通空调专业相配合，主要是从这两个专业处获得所需动力设备的技术条件，然后进行线路设计、开关保护电器的选型等.此外，还需了解排烟口、送风口、水流指示器等的具体位置，以进行消防联动控制系统设计;③使用共享空间时，与其他各专业配合，相互协调，合理利用空间，减少浪费.在这些工作中，出现问题后，要及时与相关专业沟通、调整，以使设计工作顺利进行.

通过团队毕业设计过程，大大提高了学生的工程意识，使学生真正了解了建筑电气设计的实际过程，了解了民用建筑设计院的工作模式，同时也对其他相关专业的设计工作有了大致的了解.对于这种相关专业知识，在实际工程设计中进行学习，在“做”中学习，比起采用课堂教学方式，效果十分显著，可以达到事半功倍的效果.

5 指导学生开展科技创新活动

在实践课程的教学过程中，基于工程教育的理念，注重培养学生的探究式主动学习方法及基于项目的学习方式.培养学生的探究式主动学习方法，即在教学过程中由教师提出问题，引导学生进行思考和研讨，加强主动学习和动手实践，强调分析问题和解决问题的能力.开展基于项目的学习方式，既可以体现课内，也可以体现在课外.在课内，按照专业人才培养原则指导学生完成既定的实践环节;在课外，积极引导学生把学习内容通过各类项目，如大学生科研训练计划(URT)、教师科研项目、课外科技竞赛项目等，对学生进行引导与指导.2009年，指导学生开展的江苏省高等学校URT项目—智能公交综合信息服务系统项目已经结题.目前，2011年的一个URT项目(安全车距智能预警系统)研究正在进行之中.去年，指导的学生在“第三届“亚龙杯”大学生智能建筑工程实践技能竞赛”中获二等奖和三等奖各一项.

6 结语

综上所述的基于工程化的教育思想的《建筑供配电》实践课程教学改革活动，是基于工程教育理念的一种探索性尝试，是针对本学科方向自身特点而进行的一种有益的探索.该模式从一系列教学活动中，充分体现了工程教育的思想.但笔者深深地认识到，根据我国高等教育发展要求和我校的实际情况，以社会需求作为切入点，更好地为地区经济建设服务，还有很多工作要做.作为一名专业课教师，必须根据专业特点研究专业课教学中的创新教育理念，才能培养出真正具有工程意识、工程能力和创新精神的工程应用型人才.

［1］John Malmqvist，Kristina Edstrom，Svanre Gunnarsson，Soren Ostlind.The application of CDIO Standards in the evaluation of Swedish engineering degree programmes［J］.World Transaction on engineering and Technology Education，2006，5(2):361-364.

［2］徐晓宁，游秀华，郝海青.智能建筑教学体系的探索与思考［J］.高等建筑教育，2006，15(4):87-90.

［3］徐书杰，黄炜.论加强建筑电气技术实践教学环节［J］.山西建筑，2008，28(10):209-210.

［4］杨泽斌，孙玉坤，谭伦农.电气工程及其自动化专业实践教学的探索与思考［J］.电子电气教学学报，2007，1(2):69-71.

［5］孙贤明，付艳峰，杨丽萍.工科高校毕业设计论文质量管理的研究与实践［J］.湖北经济学院学报(人文社会科学版)，2008(1):181-182.