設施農業(yè)建筑電氣課程教學改革
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摘要設施農業(yè)建筑電氣是西北農林科技大學設施農業(yè)科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課程，針對設施農業(yè)建筑電氣課程在教學實踐中存在的問題，通過調整教學質量標準和教學內容、靈活運用有效的教學方法和教學手段、加強教學過程中實踐教學環(huán)節(jié)，激發(fā)了學生學習主動性和積極性，提高了學生動手實踐能力和工程實踐能力，強化了學生獨立思考能力和創(chuàng)新意識。
關鍵詞設施農業(yè)建筑電氣；教學改革；實踐教學環(huán)節(jié)；工程實踐能力
設施農業(yè)建筑電氣是一門涵蓋溫室配電線路設計、電氣設備自動化控制以及建筑防雷接地等內容的綜合應用型學科，通過對溫室內電氣設備調控，可為作物提供所需的溫、光、水、氣、肥。設施農業(yè)科學與工程專業(yè)自2002年得到教育部批準并予以公布以來[1]，設施農業(yè)建筑電氣課程一直是設施農業(yè)科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)骨干課程，課程內容主要包括常用低壓電器與基本控制電路、供配電系統(tǒng)、電氣照明技術以及建筑防雷與安全用電等。通過該課程學習，要求學生了解建筑電氣的基本概念、基本原理和基本設計方法，能完成供配電系統(tǒng)的初步設計，具備分析問題、解決問題以及工程設計的能力。近年來，隨著我國現(xiàn)代設施農業(yè)示范園區(qū)數(shù)量和規(guī)模的不斷擴大，園區(qū)內用電機械設備不斷增加，農業(yè)物聯(lián)網技術在農業(yè)園區(qū)內逐漸深入應用。如何優(yōu)化和創(chuàng)新設施農業(yè)建筑電氣課程體系，使其適應現(xiàn)代設施農業(yè)示范園區(qū)建設與管理發(fā)展的需要，并培養(yǎng)出現(xiàn)代設施農業(yè)創(chuàng)新復合型人才成為一項亟待解決重要任務。筆者以西北農林科技大學園藝學：設施農業(yè)科學與工程專業(yè)開設的設施農業(yè)建筑電氣為例，結合教學過程中發(fā)現(xiàn)的問題與不足，從課程質量標準、教學內容、教學方法與手段等方面探討該課程的教學改革與創(chuàng)新模式，實現(xiàn)設施農業(yè)建筑電氣的優(yōu)質教學效果。
1調整教學大綱，制定科學的課程質量標準
西北農業(yè)科技大學園藝學：設施農業(yè)科學與工程專業(yè)工程模塊學生本科畢業(yè)后大多數(shù)走向企業(yè)工作崗位，為了使設施農業(yè)建筑電氣課程適應現(xiàn)代農業(yè)園區(qū)溫室電氣設計以及培養(yǎng)農業(yè)園區(qū)管理型技術人才的需求，教研室多次組織相關教師進行集體研討，調整并優(yōu)化課程教學大綱。新大綱和課程質量標準強調著重培養(yǎng)學生掌握建筑電氣技術的基本原理、設施農業(yè)園區(qū)供配電基本方法及其在工程設計中的應用等基本知識，具有綜合運用基礎知識解決實際工程問題的能力。
2優(yōu)化教學內容
在綜合教學實習等實踐環(huán)節(jié)，學生普遍對實際溫室中低壓電器、環(huán)境調控設備及其控制原理不熟悉，尤其是隨著現(xiàn)代設施農業(yè)園區(qū)電機自動化、信息化以及智能化建設，企業(yè)對具有專業(yè)知識的現(xiàn)代設施農業(yè)人才需求進一步增強。因此，迫切要求教育工作者對設施農業(yè)建筑電氣的課程結構和教學內容進行調整和優(yōu)化。目前，該門課程還沒有真正涉及設施農業(yè)電氣方面的全國性統(tǒng)編教材，各個學校教材內容相差較大。在設施農業(yè)建筑電氣課程的教學過程中，選擇了黃民德等[2]主編的葉建筑電氣技術基礎（修訂版）曳一書作為教材。在現(xiàn)有建筑電氣教材的基礎上，結合設施農業(yè)電氣設備的工作特點，不斷更新優(yōu)化教學內容，并將國內外溫室發(fā)展動態(tài)、國家電氣新標準和新規(guī)范歸納整理到教學內容中，使學生了解到前沿知識，拓寬學生的知識面。同時，在建筑電氣教學內容上還增加了農業(yè)物聯(lián)網等相關通信網絡知識以及其相關研究進展，如溫度、濕度、光照等環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)采集控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊等。最后，簡單介紹手機和遠程管理云平臺實現(xiàn)溫室開窗系統(tǒng)控制的過程，使學生了解一個完整的數(shù)據(jù)采集要傳輸要設備控制的知識體系。
3運用有效的教學方法與手段
在教學方法和教學手段改革上，應堅持野以學生為主體，以教師為主導冶的現(xiàn)代教育教學理念[3]，改變傳統(tǒng)以教師為中心的灌輸式教學方式，引導學生探索式地學習，強化其自主學習能力。同時，考慮到設施農業(yè)建筑電氣這門課程與實際工程設計聯(lián)系緊密，應加強學生實踐教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生獨立分析問題與解決問題的能力，增強學生實踐動手能力和創(chuàng)新意識。
3.1加強師生互動，提升課堂教學效果
課堂教學是教師向學生傳授知識和技能的過程，應豐富授課形式，包括案例討論、故事導入、小組討論、網絡視頻等?？筛鶕?jù)具體教學內容，利用典故或故事創(chuàng)設教學情景導入，或者針對實際溫室生產過程中具體的典型案例，如補光系統(tǒng)配電線路設計以及其自動化控制原理等，與學生進行討論。該方式既可以促進教學過程中師生互動，調動學生主動參與學習，激發(fā)學生的學習興趣，同時又可以讓學生觀察和思考實際生產過程中存在的問題，再根據(jù)所學的基礎理論知識提出解決方案，從而達到培養(yǎng)學生分析問題和解決問題能力的目的。
3.2加強實踐教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的動手實踐能力
設施農業(yè)建筑電氣課程的實踐性較強，學生在學習理論基礎知識的基礎上，必須通過大量的工程訓練來檢驗其掌握情況。根據(jù)教學大綱和課程質量標準增加了實踐教學環(huán)節(jié)，在實踐教學過程中，將學生分成若干小組，要求每個小組根據(jù)溫室不同電氣設備的控制要求自行設計控制方案，并完成電氣設備之間的連線。學生在完成作品過程中遇到問題可及時與指導教師探討。教師在學生完成作品后利用萬用表進行測試，并對配電線路設計方案及接線方式進行點評，指出其中的問題所在。最后，在確認學生作品無誤后接電測試驗證其實際運行情況。通過實踐教學環(huán)節(jié)，加深了學生對相對抽象的理論知識的理解，如重要原理性內容或電機控制電路等，調動學生的學習主動性和積極性，強化了教學效果，激發(fā)了學生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)了學生的動手能力、創(chuàng)新意識以及綜合設計能力。
3.3加強課程設計，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識
為了幫助學生進一步鞏固所學的理論知識，一般在理論課程結束之后安排相應的課程設計。設施農業(yè)建筑電氣課程設計是一個非常重要的實踐環(huán)節(jié)，設計題目與設施農業(yè)園區(qū)配電系統(tǒng)設計有關，將學生分成若干小組，要求每個小組學生團隊合作，在規(guī)定的時間內利用AutoCAD繪制設計圖紙，并且提交設計計算說明書，完成設施農業(yè)建筑電氣課程報告。一般經過為期1周的配電方案設計、線路布置以及防雷接地方案設計后，學生可以將課堂上學習的知識相互串聯(lián)起來，形成一個完整的知識體系，對如何進行設施農業(yè)園區(qū)配供電系統(tǒng)設計及自動化調控有了一定的認識。通過課程設計，能夠幫助學生強化所學的理論知識，培養(yǎng)學生靈活應用所學專業(yè)知識解決實際工程設計問題的能力[4]。
4結語
設施農業(yè)建筑電氣課程的開設在培養(yǎng)適應我國現(xiàn)代設施農業(yè)產業(yè)發(fā)展所需的創(chuàng)新復合型農業(yè)人才方面具有重要意義。西北農林科技大學園藝學：設施農業(yè)科學與工程專業(yè)教研室堅持以學生為主體的教學指導理念，以創(chuàng)新復合型人才培養(yǎng)為目標，以提高學生實踐應用能力為核心，從課程質量標準、教學內容、教學方法與手段等方面積極探索設施農業(yè)建筑電氣的教學改革與創(chuàng)新。教學改革激發(fā)了學生學習的主動性和積極性，培養(yǎng)了學生分析和解決實際生產問題的能力，同時增強了學生的實踐動手能力和創(chuàng)新意識，使該課程的教學質量和效果有了明顯的提升。面對現(xiàn)代設施農業(yè)信息化、智能化的快速發(fā)展，今后仍需在教材建設、教學內容、教學方法等方面繼續(xù)改革和探索，使該課程滿足社會發(fā)展對設施農業(yè)復合型人才的需求。
5參考文獻
[1]張智，胡曉輝，李建明.設施農業(yè)科學與工程專業(yè)實踐教學體系的建設：以西北農林科技大學為例[J].中國林業(yè)教育，2016，34（5）：18-22.
[2]黃民德，范文，王瀛.建筑電氣技術基礎（修訂版）[M].天津：天津大學出版社，2006.
[3]邢以群，魯柏祥，施杰，等.以學生為主體的體驗式教學模式探索：從知識到智慧[J].高等工程教育研究，2016（5）：122-128.
[4]張保仁，曹慧，李媛媛，等.設施農業(yè)科學與工程專業(yè)實踐教學體系的建設與改革[J].中國農業(yè)教育，2012（6）：71-73.
作者：曹晏飛 蔣程瑤 張智 單位：西北農林科技大學園藝學院
