建筑电气与智能化专业网络培训平台建设

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摘要：针对建筑电气与智能化专业工程实践背景强的特点，文章提出建立青年教师线上线下培训平台，从本专业需掌握的基本理论知识入手，逐步实施实践培训计划，有机地把理论和实践内容相结合。平台支持课程的长期滚动建设以及教学资源的积累与共享，支持多种师生互动模式。实现了师生跨时间、空间的广泛交流，可全面提升教育信息化发展水平。

关键词：青年教师；实践能力；培训平台

我国已于2016年6月2日正式成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的会员，标志我国工程教育与世界其他成员国工程教育实质等效。之后短短的两年时间里，已有227所高校的1170个工科专业通过了本科工程教育认证，这意味着这些专业培养的工科毕业生质量标准已达到行业认可的规格要求，获取了全世界工程认证协会内各国承认的学历。然而从表面上看，工程教育专业认证主要培养目标是以学生为中心，但其实质是对培养学生的“教师”理论与实践教学能力的综合评判。教育部2006年正式批准开设建筑电气与智能化专业，由于该专业具有多学科交叉且明显的实践特征，因此需要具有一定的工程背景、理论扎实的教师队伍。然而目前从事该专业教学的青年教师，大多数存在虽有较高学历但实践经验严重不足的问题，很难满足工程教育专业认证遵循产出导向的理念，因此深入研究提升青年教师的实践能力是亟待解决的问题。

一、搭建系统化网络培训平台的意义

建筑电气与智能化专业是以工程实践为背景的应用型专业，是在教师具体指导下，对学生进行专业技术训练，以培养学生综合运用工程理论知识分析和解决实际问题的方法与能力、培养学生的独立工作能力和协作能力。毕业生能否顺利就业也是对所学工程前期理论与实践教学效果的检验，即需要有实践经验丰富的教师队伍。因此，搞好青年教师实践教学培训工作，对实现建筑电气与智能化专业培养目标，提高学生的全面素质和实践技能有着重要作用。

二、搭建系统化网络培训平台的必要性

（一）当前建筑电气与智能化专业青年教师实践教学能力不足

1.专业工程素质低

由于该专业2006年才获得教育部批准成立，大多数青年教师都是其他专业的毕业生，比如电气工程、电力系统、测量与控制等。虽然获得了硕士、博士学位，但并没有经过严格的专业实践培训，造成这些青年教师都偏向基础理论教学，尽管在课题研究或者个人学术方面表现优秀，但缺少大工程环境下必要的专业工程素质培养[1]。

2.缺乏下沉实践时间

青年教师本身由于科研及教学的任务较多，基本没有完整的时间深入企业、现场工地，同时存在重理论、轻实践的现象，实践教学的地位没有引起足够的重视。致使青年教师在上专业课时不能很好地引用工程实例来诠释书本理论知识，缺少与实际工程和课程内容结合的实例，只能纸上谈兵，这样直接造成学生工程能力不足。

3.学校对实践教学所需经费投入不足

建筑电气与智能化专业目前还是二级学科专业，相对来说是学科相对较小。一般学校对这个新专业设置、教学改革、科学研究投入还不够重视，实验室、实习基地建设相对落后，实习资源严重不足，阻碍了青年教师实践教学的顺利开展[2]。为适应市场经济发展需求，必要的专业设置调整无可厚非，但新专业一旦申报成功，为了保证教学计划内的课程能够全部开出，需要大量经费投入；在课题研究方面，许多课题在申报时都是认真准备，学校也匹配不少经费，但是到了后期，到底课题怎样实施、教师投入了多少精力、收获了多少成果却不得而知，学校对于经费的使用同样存在督查不严情况。

（二）大规模开放在线开放课程MOOC存在的问题分析

MOOC教学以其灵活学习方式及资源广泛共享的特点[3]，在弥补课堂教学知识点信息量不足方面确有一定帮助作用，尤其是制作精良、由名师讲授的MOOC，大大地拓展了学习者的视野。但在提高青年教师全面素质和实践技能方面还存在很多不足之处，即：

1.系统性不强，难以建立完整的教学体系

建筑电气与智能化专业本身的概念就是：服务对象为“建筑”、依托的技术手段为“电气”、发展方向为“智能化”。也就是说，该专业至少包括三个学科：建筑、电气、智能控制，所以需要全面系统的学习和培训。而MOOC教学只是针对某个知识点的讲解，无法形成完整的教学体系。特别对来自不同专业的青年教师，“零敲碎打”的培训方式很难实现全面素质方面的提升。

2.教学理念定位陈旧，不适合实践技能的培训

MOOC教学仍沿袭传统“讲授”为主的教学方式。教学理念是以“课程为中心”，而不是以“学习者为中心”。青年教师的培训重点是理论知识在实践中的应用，应该是站在基础理论知识之上，贯穿实际工程的结合，进行分类、分层的教学与演示。

3.互动性缺乏，难以实现个性化学习

现在课堂教学都需要提倡师生之间互动的教学模式，MOOC教学恰恰缺少这一环节，有的只是网上留言，回答问题的也可能并不是专家学者，甚至没有人来解答疑惑问题。这对掌握问题良莠不齐的学生来说，无法达到理想的学习目的。

三、搭建系统化网络培训平台的可行性

（一）网络培训平台现状

2020年突发的疫情，使得网络教育得到高度的重视，也必将使今后教育形式发生深刻改变。网络学习平台以网络为媒介，有效地优化资源配置，使学习者获得身临其境的学习体验感，特别是将在线课程与线下答疑有机的结合[4]，更加提高学习的感知性和交互性，收到事半功倍的效果。但受制于网速、学习兴趣、培训者知识面、培训内容制作的精良度等多方面条件限制，线上教育还有很大提升空间，有待改进。

（二）网络平台课程设置的依据

2015年7月4日，国务院印发《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》促进了互联网技术的快速发展[5]。2019年两会报告提出“互联网+教育”的推进工作，必将使教育发生深刻改变，更好地实施素质教育，全面提升教育信息化发展水平。另据建筑电气与智能化专业指导委员会统计，截至2019年，全国共有92所高校中开设该专业，专任教师近1000人，其中35岁以下的青年教师占47%；40岁以下青年教师占高校专任教师60%以上。由此可以看出，中青年教师师资队伍是该专业的主力军。但这些青年教师中，大部分毕业于电气工程或其他相关专业，没有从事过实际工程的设计及安装，实践经验匮乏，这与工程教育专业认证遵循产出导向、以学生为中心和持续改进三个基本理念[6]相悖，故亟需提高教师培训教师的实践工程能力。

四、培训教师素质要求

本次搭建网络培训平台培训教师需具有国家注册电气工程师的资格，有多年从事供电工程设计和施工实践经验。培训工程造价的教师须具有造价工程师资格。其他理论课教师也需具有高级以上职称，具有处理实际工程问题的能力。这就为提高培训质量打下良好的基础。

五、搭建系统化网络培训平台的前期技术准备

为保证网络培训质量符合当前建筑电气与智能化专业技术规范规定，符合行业技术发展要求，使培训者能够跟上本专业技术发展的步伐，与学生就业实现专业技术规范与实践操作技能的“无缝衔接”，需在培训前期做好充分技术准备：

1.以建筑电气与智能化教指委下达的课程体系为基础，制定培训内容大纲，在培训大纲中有明确的培训基本要求，以及达到的目标。

2.每一个培训模块都具备任务书和指导书，并向培训者提供范例、参考资料，且包括视频讲解。

3.培训平台机构了解和掌握了与建筑电气行业相关的设计方面的常规做法；并能及时跟踪、了解和掌握与建筑电气行业相关的各项技术标准、规范、规程及标准图，包括国际、行标的基本情况。

4.通过实际的安装工程视频及时更新，交流较为通用的、基本的和典型的专业技术标准、规范、规程及标准图，为培训者回看和查阅提供方便。

5.建立培训平台前积极联系各个相关制造业厂家，落实工艺流程拍摄及安装等实际操作过程问题。

六、系统化网络培训平台需完成职责

1.认真选择题目，确保题目质量，制定了具体考核方式方法，并于培训开始时向培训者公布，做好培训的各项准备工作。

2.拟订并下达了“建筑电气与智能化网络培训任务书”和“建筑电气与智能化网络培训指导书”。

3.利用网路可视频平台，随时进行工作进度和质量的检查和监督，对培训者进行有计划、耐心细致的解答，并及时处理培训者遇到的问题。

4.即时审查培训者完成的设计图纸、计算数据和资料，确认培训者独立完成能力。

5.在培训的过程中，按照教学大纲的要求，贯彻实践能力达到要求的原则，注重启发、引导、鼓励培训者提出独立见解，并适当组织讨论，充分发挥培训者的主体作用，注意发掘培训者的创新潜能。

6.培养和帮助培训者建立正确的设计思想、严谨的科学态度和良好的工作作风，使培训者分析问题和解决问题的能力得到提高。

7.严格要求培训者，使其独立完成课程设计任务。培训工作自始至终要有布置，有检查，有考核，不放任自流。

8.充分考虑在职人员的时间特性，保证培训教师有足够的指导时间，平均每个工作日指导时间均在0.5小时以上。

9.负责考核工作，客观公正地评价培训者成绩；按照要求在规定时间内填好成绩单，整理培训资料存档。

七、系统化网络培训平台具体实施

（一）搭建“建筑电气与智能化专业青年教师网络培训平台”

主要从掌握本专业基本理论知识开始，学会应用本专业所需要的软件工具；接下来在工程实践模块中要去掌握工程图的设计与安装，特别提出还需要掌握工程造价的知识；在制造模块中会有大量的视频演示与建筑电气相关的设备制造工艺的流程，帮助大家理解设备工作的原理；考虑到本专业大四时还有一门毕业综合实习课程[7]，特增设实习模块，以提高教师的实践能力；最后的专家咨询模块，可以实时链接到本专业的相关专家进行咨询。具体框图详见图1。

（二）各模块具体功能

1.基础知识模块。本模块采用的教材均选用建筑电气与智能化教指委推荐的系列教材，系统掌握建筑供配电与照明、建筑楼宇自动控制、建筑安防、建筑影音、建筑学概论、建筑环境系统等本专业基础理论知识，达到本专业知识的融会贯通。另外，由于受教师培训以及课时的限制，把基础知识培训重点放在实践基础上，如《建筑供配电与照明》，上册以实际工程为例培训为10~35kv变电所设计，包括一次主接线设计、二次继电保护设计；下册以大型楼宇为例培训照明工程设计与安装以及防雷接地应用。再如建筑楼宇自动控制培训主要内容是中央空调控制及电梯安装与控制等。总之，以实际工程为导向，重点落在工程应用上。

2.建筑电气相关工具模块。熟练掌握相关软件，包括AutoCAD、BIM、PLC、单片机、组态软件、触摸屏等，达到熟练使用本专业相关软件工具的目的。上述提到的软件，都是建筑电气与智能化专业必备的知识，其中AutoCAD培训要以达到国家二级水平为目标；BIM以学会建立含有完整信息的电气三维模型为最终成果，使其与建筑结构水暖各专业实时协同沟通；PLC培训也是以应用为主，包括下载程式，熟悉各种传感器、开关、电机等系统的接入，至于怎样学习编写程式并不是培训的重点；在单片机培训方面是以编程语言为主，特别是C语言，因为这款语言具有灵活性和实用性。另外还有通信，集成线路等方面培训；组态软件培训是以实际案例为出发点，学会如何从现场PLC取数，如何从仪表取数，接口转换过程等；触摸屏培训达到的目标是熟悉EV5000软件的界面及下载操作、掌握位状态指示灯元件和位状态设定元件属性设置及灵活应用、具备用触摸屏来控制PLC的初步能力。

3.工程实践模块。可调用典型工程项目，从工程设计开始，到现场工程施工、工程监理职责范围，最后完成工程造价与招投标，达到掌握典型工程项目完整流程的目的。实践培训是以掌握工程设计为基础，培训内容分三个典型案例，即高层民用住宅楼、大型公共建筑、10kv变电所。现场施工培训是以当时工程进度图片为主要内容，从图纸会审开始了解各专业之间在现场常出现的“碰撞”问题，另外项目设备招标、采购也是培训重点问题。现场施工安装，如接线盒安装、电缆桥架安装、预留洞口等会对应图纸详细描述；项目竣工验收符合甲乙双方、工程监理职责范围；该模块最后培训部分是工程的预决算，包括设备清单、工程总造价。

4.电气设备制造模块。该模块开始部分是电气设备制造厂家[8]的工艺流程完整的视频。接下来作为补充，添加了包括断路器制作虚拟仿真、配电柜制作虚拟仿真、环网柜制作虚拟仿真、电线电缆制作虚拟仿真、电缆头制作虚拟仿真等，达到熟悉建筑电气设备制造工艺。

5.工程认识实习模块。该模块主要是以视频方式进行培训，使得学习者身临其境感受到变电所、小区外线、楼宇综合布线工作过程。主要目标是熟悉施工工艺、具体操作过程，把原本纸上谈兵变成与实践应用紧密融合。经过这一阶段的培训，教师讲课将更加有的放矢，旁征博引。变电所部分包括变压器安装、盘柜安装与配线、母线安装等；小区外线培训包括管道井设置、电缆沟施工工艺、电缆放线等；楼宇综合布线部分重点讲述各种通信电缆性能以及配线架、适配器、系统保护设备，如限压器、限流器、避雷器及接地装置等安装工艺为主。

6.专家咨询模块。该模块的搭建可随时在网上以留言形式咨询电气设计专家、电气施工工长、造价咨询专家、工艺制造专家、高校相关专业教授等，达到解惑互动作用。

八、结束语

本文搭建远程互动平台主要针对没有工程背景或非本专业毕业的青年教师，建立系统培训体系，该平台不仅可以在线学习，还可以通过网路接口，完成操作实训；同时模块搭建可不断更新，便于掌握最前沿的设计方法与施工工艺。但也存在一些问题，如第六个专家咨询模块，设想是可以实时互动，但实施起来并不容易，如何界定“专家”、界定的标准是什么、“专家”的时间如何保证等，再有培训的质量评价机制如何建立等，希望随着网络平台的搭建逐步解决。以期本文研究成果为我国高等学校青年教师工程能力的提高起到一定指导作用。

作者:李世博 莫岳平 方潜生 杨亚龙 单位:扬州大学电气与能源 动力工程学院 楼宇控制与节能优化国家级实验教学示范中心