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智能建筑教学体系的探索与思考

来源:光明网2023-12-18 11:06

  建筑业是国家经济的支柱产业,也是推动人类文明进步和国家长治久安的关键所在,从人类文明发展变迁史中可以看到,建筑既是人类赖以生存的根基,更是人类文明自我进化的具体体现,在科学技术的推动下,新材料、新工艺、新理念带动建筑产业不断升级,智能化、绿色化已成为现代建筑业的标志。建筑学是高校的重要专业,也是推动建筑业发展的关键所在,智能建筑学体系建设符合时代发展背景,符合现代人类文明追求,不仅彰显建筑生命力,还能显著提高生活质量。面对与日俱增的智能建筑技术人才市场需求,高校积极探索智能建筑教学体系势在必行。

  智能建筑教学是在常规建筑学的基础上,通过引进自动化技术和智能化技术,对传统建筑技术升级,全面提升建筑能力和技巧的建筑教学模式,其内容涉及基础建筑设备、智能化技术、自动化控制、电子信息技术等多个学科,其具有多学科交叉的显著特点,此种教学既符合时代发展要求,也契合产业发展方向,是现代教育与时代发展相结合的产物。相比较其他专业而言,智能建筑教学尚处于发展阶段,因智能建筑产业正处于发展期,仍然有众多技术升级空间,无论是建造技术还是材料生产技术,各类新型的生产工艺和生产技术依然呈现日新月异的变化趋势,因此,智能建筑教学体系也处在发展阶段,教学模式和教学体系没有完全成型。现阶段,高校积极探索智能建筑教学体系建设方向,一方面结合时代发展特点,研究智能建筑与产业发展之间的关系,探索新技术、新理念;另一方面探索结合学科本身特点,将新方法、新模式引进来,探索符合产业发展特点的技术人才培养模式,满足人才技术市场的需要,推动智能建筑技术不断发展。

  智能建筑教学体系建设和发展是助推产业升级的关键,从社会发展规律来看,只有理论基础实现发展,技术层面得到突破和进步,才能促进产业发展、行业进步,因此,从教育教学的层次率先突破,对基础学科进行研究和创新,探索智能建筑的专业内涵、理论基础和技术关键,推动学科发展,带动技术创新,才能实现为社会和国家培养高素质、高水准的智能建筑应用型技术人才,才能切实推动整体建筑快速发展。由此来看,建筑行业的发展与教学体系革新紧密相连,自动化技术与电子信息技术与建筑专业深度融合是专业升级的方向,未来,高校智能建筑教学体系建设要在推动专业发展的前提下,研讨教学重点,才能真正实现智能建筑人才培养的目标。

  教学体系建设不是凭空产生的,是围绕学科的理论基础,遵循本学科人才培养的目标基础上建立的,其中学科基础是整个教学体系建设的关键所在,是其建设科学性、可行性的论证基础,是反映学科发展方向的核心。人才培养目标是学科建设和发展的指引,可以根据不同人才培养目标,确定特色明显的教学方式。

  智能建筑所涉及的教学科目相对复杂,包括自动化技术、常规建筑设备理论、智能化设备控制技术等多个方面,相关专业相互交叉,共同支撑智能建筑教学。不同的院校根据自身专业设置和专业优势,结合区域产业结构特点,将智能建筑教学划分到不同的专业当中,最大程度发挥其专业性。同时,智能建筑人才技术培养是全方位的,要在重点突出其学科专业性特点的基础上,建设智能建筑教学体系,首先以智能建筑学科为基础,围绕基础学科逐层安排教学内容,要明确教学对象、教学手段、教学目标和教学支撑点。

  明确教学对象:随着社会经济的高速发展,现代建筑的智能化功能越来越完善,是通过安装在建筑中各类设备系统形成智能化服务体系,包括智能监控、智能服务系统等,借助智能技术形成完整的智能服务网络搭建舒适、智能的生活、工作品质环境。因此,智能建筑教学的教学对象是建筑设备的发明创造、维修升级和科技研发,从专业教学培养角度来看,智能建筑设备是智能建筑控制的对象,在研究教学中,要以现代智能化技术为基础,对各类智能建筑设备的运行、性能、控制进行研究,探索设备的创新和升级,才能确保智能建筑系统运行顺畅。

  明确教学手段:智能建筑教学其核心目标是培养掌握智能建筑技术的专业化人才,要在建筑设备相关理论学科的基础上,针对进一步完善教学体系,提供专业化人才培养能力的基础上,引进现代智能化控制理论,建立智能化控制模型,达到提高学生精准、科学、快速控制智能建筑系统的目的。智能建筑教学的目标是对智能建筑系统进行控制,需要运用大量的自动化和智能化技术,包括物联网、电子信息应用、智能化应用等多个方面,因此,智能建筑教学手段主要包括讲解和学习自动化相关理论和实践技术,例如智能化控制和新材料研发技术、智能化中央控制系统和物联网等。

  明确教学目标:智能建筑教学是在时代发展、科技进步的基础上,随着建筑行业发展应运而生的专业课程,其最终服务于建筑行业,推动建筑质量和生活、居住品质不断提高,为居民提供更舒适、更便捷、更智能的环境。智能建筑的发展目标是在保证建筑质量的前提下,通过智能化技术引进,提高居住品质,为居民营造智能化生活环境,推动建筑产业发展,同时满足人类发展的需求。同时,在科学技术的推动下,人类生活发生了天翻地覆的变化,如何在技术革新的同时,为人类创造舒适、环保、低碳、智能的生活环境也是建筑行业发展的方向。因此,智能建筑教学目标是建设智能化的建筑环境,营造智能建筑大环境,建设人与自然平衡的小环境,这也是智能建筑的教学目标。

  明确教学支撑点:智能建筑的关键是实现自动化、智能化,包括建筑设备系统高度智能化,办公系统自动化,因此,高校智能建筑教学要以发展信息技术为支撑。建筑设备系统自动化系统主要依赖网络信息技术的支撑,通过信息网络数据平台进行信息传输和处理,通信技术是现代自动化技术的基础,因此智能建筑教学必须具备电子信息技术。

  智能建筑教学的培养目标是多角度的,不同的专业都有与之匹配的人才培养目标,教学体系存在明显的特点,不同的学科可能还相互交叉,相关专业都可以开展智慧建筑教学,但不同的专业所关注的重点不同,开展的教学侧重点也不同,教学平台和教学模式也会有非常明显的差别,如建筑设备的智慧建筑教学与自动化控制的智慧建筑教学在培养目标和培养内容上会存在非常明显的差异。因此,在满足智能建筑学教育的基础上,要结合高素质人才和专业技术人才培养发展目标,最大程度地发挥学科优势,形成极具特点的专业化人才培养模式。

  高校建筑专业学科会根据自身实际和当前市场发展需要,设置多个具体专业方向,如空调、地暖、建筑设备自动化、排水系统等,专业设置往往按照大范畴方向设定,最大限度满足市场发展需要,专业方向的设置要满足二级学科教学的基本要求,课程设置和学时安排也要符合有关规定,因此,智能建筑教学的教学体系设置首先要满足专业设置的方向,可以满足专业平台教学评估的要求。高校一般设置的智能建筑类专业为统招本科,并授予工学学士学位,人才培养的方向以培养智能建筑专业技术型人才为主,教学内容主要包括建筑装备应用、自动化技术应用、建筑电器系统设计和智能建筑施工与管理等方面,此类专业设置都要依托基础学科,其优势在于可以在相关专业领域,开展理论与实践相结合的教学模式,提高教学效果。因此,智能建筑教学体系设立要偏重于常规建筑学中的自动化应用,是以通信自动化、办公自动化等为基础的自动化技术应用,通常以概念基础性教学为主。在实际教学安排中,要突出专业的应用性,可以利用多媒体教学模式或实践教学基地,帮助学生全方位认识智能建筑系统,按照课程安排和学年课程进度设置课程实验,让学生根据自身所需完成毕业设计,帮助学生全面认识智能建筑系统,培养学生智能建筑工程意识,提高实践能力。

  在智能建筑教学体系建设过程中,要格外注重常规建筑教学与智能建筑教学的融合,要在理论教学的基础上开展实践教学,达到专业人才培养目标。根据智能建筑教学人才培养目标,需要注重各类基础学科教学,包括自动化技术、电子信息技术和建筑设备理论等基础学科。将基础学科列为主要课程,以此为基础,将智慧建筑课程融入其中,课程设置应尽量做到衔接有序,并尽可能地在现有教学模式基础上进行调整,满足多元化的教学要求。智能建筑教学是多学科交叉的学科,其内容涉及多个领域,每个独立学科均有独特的教学体系,包括电气化、自动化、电子信息等,不同的课程其教学模式和教学内容千差万别,智能建筑虽然贯穿其中,但仍然要以采建筑设备、电子信息技术的应用等为基础,大学四年的时间并不能完全学完智能建筑各项专业,要在全面教育的基础上,尽可能地向学生系统讲授智能建筑专业知识,包括各项应用技术。

  当前,建筑行业发展迅速,智能建筑类型更是广泛,学生择业空间和创业空间非常广泛,毕业后的就业选择不仅仅局限于本专业,工作内容可能是与之相关的其他职业,也可能是以本科学习为基础的其他类型工作,经常以某一专业知识点为基础,因此,在智能建筑教学体系建设上,更要注重优化专业知识结构调整,要注重培养学生的学习能力、探索能力,要重点进行基础理论教学,根据学生特点和兴趣爱好,发展自身专业技能,专业设置以广泛性为主。

  智能建筑课程结构要始终围绕培养建筑设备自动化专业人才为主,可以将课程分为不同的模块,主要为理论体系和技术体系,其中理论体系主要包括智能建筑各类基础学科,如工程热力学、液体力学等,技术体系主要包括建筑设备技术、自动化控制技术、电子信息技术和建筑环境等,在满足覆盖专业发展基础要求上,对特色专业可以采取选修课的方式进行设置。

  综上所述,新时期,建筑行业发展迅猛,智能建筑已经成为未来建筑业的发展方向,高校要始终围绕智慧建筑人才培养目标,在注重基础教学的基础上,不断完善课程结构,创新举措搭建系统的智能建筑教学体系,为国家和社会培养更多优秀的专业化人才。

  作者:王娟,郑州工程技术学院土木工程学院讲师。

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