曾慧琴 王永秀

【摘要】建筑自动化系统课程具有多学科交叉、新技术多、实践性强的特点。为了加强学生的学习兴趣，培养学生解决实际问题的能力，提出了关于课程教学改革的思路，即以实际工程案例为线索，通过课堂讲授、实验平台论证、组织学生讨论，课程设计总结进行教学。

【关键词】建筑自动化系统 教学方式 教学方法

【中图分类号】G642【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）02-0239-01

1.引言

智能建筑是一种新兴建筑，特别是在二十一世纪以来智能建筑已经作为建筑领域的热点，成为行业中最具有生命力的产业。为了适应我国智能建筑迅速发展的形势，满足市场对智能建筑技术人才需求的增长，青岛理工大学成立了建筑电气与智能化专业，培养能够在建筑电气与智能化领域从事工程设计与施工、科学研究与技术开发、工程试验分析以及系统运行管理等工作的应用创新型人才。“建筑自动化系统”课程是建筑电气与智能化专业的主干课程，包含了多个交叉学科，涉及计算机技术、自动控制理论、检测技术、数字通信网络、暖通工程、建筑机电设备等较多知识。

通过多年的教学实践以及学生的学习效果反映出，建筑自动化系统课程由于多学科交叉性容易使得学生在学习过程中缺少独立性和系统性，教材中大量的理论知识有让学生容易感到枯燥乏味。而建筑自动化系统作为智能建筑的应用学科，具有很强的工程实践性。这就要求教学要培养学生运用所学知识综合解决有关工程实际问题的能力。传统的教学模式很显然不适合本课程的需求，因而有必要对这门课程进行深入研究，共同建设好这门新课程。

2.教学方式的改革研究

传统的教学方式是先依次介绍相关的理论知识，然后把这些知识应用到工程实践中去。但由于建筑自动化系统课程属于多学科交叉互补，相关理论知识众多，在有限的学时内只能泛泛而谈，每个领域都没法深入，容易使学生觉得知识点支离破碎，没有系统性，也容易脱离实际问题。或者采取另一种教学方式，不介绍基础知识，直接介绍各相关领域的应用技术。这样更像一种技能培训，学生缺乏知识外延和扩展能力。在工程实际当中，学生无法知道应该应用何种技术。现如今，通信技术、计算机技术、检测技术、电子和机电设备等领域的发展迅猛，各种控制算法也不断进步。所以，当学生工作后真正面对工程实践时，在学校学习的知识或技术有可能已经被淘汰。所以，培养学生解决实际工程问题的能力才是重点。

那么如何安排教学，才能实现坚实的学术研究、知识的扩展外延、前瞻性的引导。建筑自动化课程的特点就是工程和实践。因此可以用若干个实际工程案例带出课程的全部教学内容。每个实际工程都会有困难要解决，而解决困难的过程就是课程的学习过程。为了解决困难，学生目标明确的去学习检测、通信网络、自动控制等相关方面的知识。在实际的工程中，学生需要了解市场上常用的传感器、控制器、执行器等设备的价位，性能，提高自己的动手能力。在实际的工程中，学生要掌握相关行业规范，避免以后所做的设计纸上谈兵，脱离实际。这种通过实际工程进行课程学习的教学方式是对学生的一种训练，锻炼学生解决实际问题的能力，学以致用。下面以建筑空调自动系统控制为例，说明如何通过实际的工程案例来引导学生对课程的学习。

先通过介绍空调自动控制系统的末端设备，如温度传感器、湿度传感器、电动调节阀等，让学生接触相关硬件，掌握相关传感器和执行器的基本原理，了解行业中常用传感器和执行器的型号与性能。然后通过现场层控制器实现恒温控制这个实际的工程问题，了解控制器的结构与控制原理，使学生根据分析的结果掌握基本的控制算法，包括简单的通断控制、单一参数的闭环控制的控制算法（如PID调节等）。学生可以通过建筑自动化系统教学实验平台尝试用各种控制算法来完成底层局部闭环控制，感受调节过程中各种因素的影响，掌握控制参数的设置。之后再全面的讨论新风机组、空调机组的温湿度控制调节、空调水系统的控制调节以及制冷系统的控制调节，并引导学生利用空调专业知识就变风量末端控制、风机排管末端控制、空气处理室控制等几个典型的空调控制问题进行讨论，研究上层的控制策略。同时通过对空调控制系统整体架构的介绍和讨论，延伸到使学生了解建筑自动化控制的要求、设计方法，以及常见的系统形式和通信网络的结构与协议。在上述工程实例中涉及到传感器、控制器、执行器的选型，控制策略的设计、控制算法的调试、控制硬件系统的安装与施工，内容由浅入深，这种螺旋式上升的教学方式有利于加深学生对建筑自动化系统的理解，体会到控制工程中的实际问题和难点，并学会通过仿真实验解决工程问题，提高解决实际问题的能力。

3.教学方法的改革研究

（1）課堂讲授

课堂上教师结合实际工程案例说明问题的共性，在实际工程中有哪些难点，并简要介绍解决此类工程问题所需的基础知识。由于建筑自动化系统课程属于多学科的交叉互补，所以必定会有一些课程内容与同学们的先修课程的内容重复。比如先行课中的综合布线、计算机通信与网络、自动控制原理、检测技术等都包含一定的重复内容。因此，教师可以不深入讲解此类工程问题的各项相关知识，避免重复教学，而只需要在介绍某种常用方案的基础上指出其他相关研究方向，并鼓励引导学生对其感兴趣的方向深入研究。

（2）实验平台辅助教学

为了使学生更好地学习建筑自动化系统这门课程，提高学生的实际动手能力，学院创建了建筑自动化系统教学实验平台。对教学中涉及的每个实际工程问题，都设计有相应的实验。学生可以在实验平台上试验控制算法，考察控制策略在各种可能工况下的运行效果，观察传感器误差及执行器调节精度对控制结果的影响，进而改进控制策略。获得真正适用于实际工程的解决方案。

实验平台辅助教学是综合培养学生知识、能力和素质的重要环节，可以培养学生的动手能力、创新能力和理论联系实际的能力。

（3）组织讨论

每个实验完成之后可以组织课堂专题讨论。每个实验小组都介绍自己的设计方案、设备选型，设计过程中遇到的困难。教师引导各个小组对方案进行对比，质疑，引起讨论。这样能培养学生分析和综合问题的能力，提出自己的见解，培养自学能力。不仅活跃了课堂氛围，也调动了学生学习的主动性。教师通过学生的讨论，可以发现某些学生理解的误区，及时进行纠正；可以补充课堂上指出方向却没有深入讲解的知识和方法；可以介绍相关领域的前沿技术，激发学生学习建筑自动化系统课程的兴趣。对教师来说，讨论课是检查课堂授课效果、查遗补漏、再次强调授课重点的好机会。

（4）课程设计

课后，安排了两周的课程设计，需要学生自己动手解决某个与课堂内容相对应的工程问题，画出控制原理图，列出控制点表，选择传感器、控制器、执行器等设备的型号数量，叙述控制策略。通过同学间讨论、与指导老师交流、查阅文献自学相关领域知识，每个学生在有限的时间内形成一套较完整的解决方案。

4.结束语

建筑自动化系统是建筑电气与智能化专业的核心课程，与实际工程结合紧密。本文介绍了以实际工程案例为线索，培养学生工程实践解决能力的教学思路。这种教学思路是多年来对该课程教学经验和相关科研成果的总结，在摸索中不断完善。

实践证明，在实际教学过程中提高了课程的教学质量，获得了良好的教学效果，培养了学生的综合素质和各种能力，为学生的毕业设计和以后的工作打下了坚实的基础。

参考文献：

[1]田文艳.楼宇自动化教学改革浅析[J].时代教育，2012，（13）

[2]江亿，姜子炎.建筑设备自动化[M].北京：中国建筑工业出版社，2007