建筑电工学实验教学体系改革与实践

耿大勇+霍春宝+魏玲

摘 要 建筑电工学实验是建筑工程类专业学生重要的实践教学环节。介绍建筑电工学实验多层次教学体系，对多层次实验教学体系下的实验教学方法改革进行探讨。通过改革，培养学生的自主学习意识、工程实践能力和创新能力。

关键词 建筑电工学；实验；工程实践能力

中图分类号：G642.423 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）20-0142-02

1 前言

建筑电工学是建筑工程类各专业的一门重要的技术基础课，它是学好有关专业课程的重要基础。特别是当建筑业发展到目前这个阶段，电的知识在建筑工程中已得到广泛应用，与建筑类专业交叉融合更加紧密。现代房屋建筑为了满足生产的需要，为了给生活、工作提供卫生、舒适的环境，要求在建筑物内设置完善的给水、排水、供热、通风、空调、通讯、闭路电视、火灾自动报警消防、供电等系统。这些设备设置在建筑物内，必然要求与建筑结构及生产设备等统筹安排、相互协调，因此要搞好建筑设计、结构设计及建筑施工，要求建筑设计人员必须掌握建筑电工学的相关知识，以便具有综合处理以上设备系统与建筑物主体之间关系的能力，从而作出优良的建筑设计或组织好建筑施工。另外，建筑业的不断革新与发展，对工程技术人员的电能应用技术与专业技术相结合的能力的要求不断提升，并且对电工电子基本理论、工程能力以及基本技能提出更高的要求。

建筑电工学实验主要包括电工与建筑电气技术、电动机与控制技术、模拟电子技术和数字电子技术等内容[1]。它涵盖了电气工程专业多门技术基础课的内容，具有很强的工程性、技术性、实践性特征，是理论教学体系不可或缺的重要教学环节。加强工程训练，特别是实验技能的培养，对于培养工程技术人员的素质具有十分重要的作用[2]。我国现阶段工程应用型人才培养的目标就是所培养的人才必须具有一定的工程实践和创新能力[3]。这些都要求建筑工程应用型人才培养应适时作出相应的调整和变革。

近几年来，辽宁工业大学电工学课程团队打破了常规电工学实验教学模式，根据建筑工程类各专业需要，以实验的系统性、创造性和开放性为目标，配合大学四年的培养规划，确定了建筑电工学实验教学体系改革方向，构建了由感性认识层、基础实验层、提高实验层和研究创新实验层四个层次组成的“金字塔”由底向上进阶式实验教学体系，达到实验内容和难度“层次加深、步步登高”的效果，满足不同层次的教学要求，使学生的工程实践能力和创新意识得到显著的提高。“金字塔”式实验教学体系架构如图1所示。

2 构建多层次实验教学体系

感性认识层：实现技能意识培养目标 这一层次的教学对象是大一的学生，以传授知识为主，通过实验中心组织的电子基本技能培训和学生科协组织的一些初级科技培训，教会学生认识并能正确使用常用的电工仪表（如电压表、电流表、万用表、功率表等）、电工设备（如变压器和电动机等）及常用的电子仪器（如直流稳压电源、信号发生器、示波器等），认识常用的电子元器件（如电阻、二极管、稳压管、三极管等）并掌握使用方法。同时，掌握焊接技术和布线技术，实现技能意识培养目标。可以尝试进行一些趣味电子产品制作，该层次的关键是培养学生对电工电子技术的学习兴趣。在教学形式上可利用幻灯片和投影等现代教学手段，必要时也可带学生到建筑工地进行现场了解，如变压器的布置和电动机在混凝土搅拌和塔吊中的使用情况。

基础实验层：实现技术技能培养目标 基础实验层的教学对象是大二的学生。在这一层次，首先对学生进行实验安全教育，为了防止发生触电事故，实验前应学习安全用电常识。实验过程中，须严格遵守安全用电制度和操作规程，目的是培养学生的安全防范意识。以基本理论为体系，对教材中的重要定律、定理和分析方法配备相应的基础实验，如叠加定理验证、日光灯电路实验、三相电路实验和电动机正反转实验等，使学生能正确使用常用的电工仪表、电工设备及常用的电子仪器，按电路图正确接线和查线，准确读取实验数据，观察实验现象，测绘波形曲线，整理分析实验数据，独立写出内容完整的、条理清楚的实验报告。在教学中以教师辅导为辅，学生动手实验为主，同时培养学生严肃认真的实验态度。教学团队还研发了与实验教材配套的教学课件和教学视频，实现了立体化的实验教学。实验结束后要整理实验台，培养良好的学习和工作习惯。

同时，引入EDA仿真技术。在传统实验的基础上，增加了虚拟实验，让学生通过仿真软件的使用，了解仿真在建筑电工设计中的应用。基础实验层实现技术技能培养目标，达到通识教育的要求，为进入高层次实验打下良好的基础。

提高实验层：实现设计能力和工程实践能力培养目标 提高实验层的教学对象是大三的学生，他们都有了一定的专业知识，另外还要介绍电子电路综合设计和建筑设备的相关知识。

教学团队在做好基础型实验的基础上，组建了基于建筑类专业的实验教学模块，并且大力增设设计性、综合性和应用性实验项目。逐步提升实验层次，有一定梯度，最后完成一定学时的建筑系统综合实验，达到实验内容和难度“层次加深、步步登高”的效果。

在这一层次，除在部分实验中安排自选仪器设备、自拟实验步骤、设计实验电路等实验任务来提高学生的实验设计能力外，还精选了部分难度适中的模拟电路及数字电路的综合训练课题，用实验承担起拓宽学生知识面的责任，使学生了解和掌握—些新器件的特性和应用。

辽宁工业大学建筑学院包含土木工程、给排水工程、建筑环境与设备工程等专业，为满足不同专业、不同层次学生的要求，设置了“专业模块实验”，每个实验都有一定的工程背景，体现了电工电子技术和各专业紧密结合、求同存异的原则。通过完成与本专业相关的“专业模块实验”，达到深刻理解电工电子技术知识在本专业领域的应用，使学生感到电工电子技术能够和本专业知识相结合，大有用武之地，因此学有兴趣、学有所用，提高学生对本课程的重视程度和学习积极性。endprint

比如，课程团队按照辽宁工业大学土木工程、给排水工程、建筑环境与设备工程三个专业的不同研究方向，分别设置了房屋建筑的小型供电系统的安装、供水装置控制和体育馆照明系统设计等综合实验项目，生动再现了对一个虚拟房屋建筑的供电、供水、照明相关设计和对虚拟建筑设备的有效控制。这样，学生可以直接应用建筑电工学相关知识为实际服务，同时也培养了工程意识，锻炼了通过查阅工具书和手册、参照示例进行设计的能力，加大了自学的空间。

通过该层次的训练，实现设计能力和工程实践能力培养目标，为学生将来参加工作打下较好的基础。

研究创新实验层：实现创新能力培养目标 一个国家如果没有创新，就没有进步。研究创新实验层的教学对象是大四专业综合排名中较为优秀的学生，他们的专业知识储备量有了一定厚度和宽度，实验技能也达到了一定高度。另外还要学习单片机、PLC、建筑电气自动化方面的知识，以拓展自己的知识层面和应用能力。

学校鼓励和引导这部分学生通过各种途径来提高自己的创新能力。研究创新实验层以课内和课外实验为两条主线，以与建筑电工技术相关的开放性实验、创新型实验、研究型实验和各级各类科技竞赛为形式，构成多层次、全方位的教学实践体系。

开放性实验项目可以是学生自选项目、教师的科研项目或大学科技园的研发项目；创新训练项目是指校级、省级和国家级大学生创新训练项目；各级各类科技竞赛包括校级电工电子竞赛、建筑设计竞赛、全国大学生电子大赛和挑战杯等。也可以让学生到企业或建筑公司参与实际工程项目的研发来提高学生的创新能力。在这一层次，学生在教师的指导下，要将所学的知识进行升华，提高解决实际问题的综合能力。

3 结语

几年来，通过建筑电工学“金字塔”式实验教学体系改革，逐步培养学生成为基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的应用型专门人才。通过建筑电工学实验课程的学习，使学生掌握建筑电工方面的基本实验知识、实验理论和实验技能，使他们善于把理论知识和实践相结合，促进动手能力和创新意识的培养，有效地提高把电能应用技术与本专业相结合的能力和素质，使他们成为在实践中创新和发展理论知识的专业技术人才。

参考文献

[1]苏刚.建筑类专业电工学教学改革的探索与实践[J].电气电子教学学报，2010（9）：98-99.

[2]王艳新，余粟.卓越计划中电工学实验的教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2012（18）：112-113.

[3]王桂英.应用型本科人才“多模块立体式”实践教学模式探索与创新[J].黑龙江高教研究，2013（12）：66-68.endprint