《流體輸配管網(wǎng)》課程教學關(guān)鍵問題探討

馬立

（西南科技大學，四川　綿陽　621010）

《流體輸配管網(wǎng)》課程教學關(guān)鍵問題探討

馬立

（西南科技大學，四川綿陽621010）

《流體輸配管網(wǎng)》是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的重要核心課程，為改進教學方法，總結(jié)歸納了作者多年的教學經(jīng)驗，形成了基本設(shè)計法，指出了教學的關(guān)鍵是構(gòu)建系統(tǒng)的理論構(gòu)架和知識的應用，提出了工程案例教學法。同時，教材和實驗室建設(shè)也是該課程教學重要的內(nèi)容。

《流體輸配管網(wǎng)》；系統(tǒng)；知識應用；基本設(shè)計法；工程案例教學法

一、概述

在建筑安裝工程行業(yè)中，管網(wǎng)問題是最為突出的。調(diào)查表明，大多數(shù)的工程質(zhì)量問題都是存在于各種管網(wǎng)。同時，管網(wǎng)設(shè)計與調(diào)試不良也造成了巨大的能源浪費。因此，管網(wǎng)知識和技術(shù)方法成為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的重要教學內(nèi)容。1998年教育部頒布了新的高等教育專業(yè)目錄，將原來的“供熱通風與空氣調(diào)節(jié)”專業(yè)與“城市燃氣供應”專業(yè)合并，調(diào)整為“建筑設(shè)備與環(huán)境工程”專業(yè)。為了適應專業(yè)調(diào)整和新的教學思想以及教學改革的需要，全國高等學校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)指導委員會在認真總結(jié)多年教學實踐的基礎(chǔ)上，設(shè)立了反映本專業(yè)共性的《流體輸配管網(wǎng)》課程。該課程于2002年3月正式為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科生開出。《流體輸配管網(wǎng)》教材第一版、第二版以及第三版分別于2001年9月、2005年7月和2010年2月由中國建筑工業(yè)出版社出版。

建筑環(huán)境與設(shè)備工程本科教學改革的中心任務是拓寬專業(yè)口徑，增強適應性。平臺課程的設(shè)置是為了實現(xiàn)“拓寬專業(yè)面，增強適應性”的重要手段?！读黧w輸配管網(wǎng)》課程是系統(tǒng)闡述建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)各種工程中，普遍涉及的流體輸配工程技術(shù)原理與方法的一門專業(yè)平臺課程，是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門核心課程。該課程是將各專業(yè)課程中的管網(wǎng)系統(tǒng)原理歸納提煉而形成的新的平臺課程。通過教學和實踐，使學生掌握各類工程中的流體輸配管網(wǎng)原理，掌握進行管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計分析、調(diào)試和調(diào)節(jié)的基本理論和方法，并形成初步的工程實踐能力。

工程實踐中與本專業(yè)有關(guān)的流體輸配管網(wǎng)，種類很多，技術(shù)繁雜。同時，平臺課的教學計劃學時又非常有限。《流體輸配管網(wǎng)》課程一般設(shè)置48學時教學，其中理論教學為44學時，實驗4學時，從講精講細的要求來說略顯不足。同時，《流體輸配管網(wǎng)》課程要求主講教師工程經(jīng)驗豐富，能用充足的工程案例引導和促進教學。若采用原來專業(yè)課的教學方法，面面俱到，講授新構(gòu)成的平臺課程，難以獲得好的教學效果。曾有年輕教師講授該課時照本宣科，課堂教學味同嚼蠟。為此，全國相關(guān)高校的教師進行了不斷地研究探討與實踐[1-9]，提出了許多有效和富有特色的教學方法。本文作者長期主講該課程，并獲得學院資助完成了《流體輸配管網(wǎng)》精品課程建設(shè)。對幾年來的教學經(jīng)驗進行了總結(jié)與提煉，在此拋磚引玉，期望和同行進行深入研究，共同搞好《流體輸配管網(wǎng)》課程的教學，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和能力的專業(yè)人才。

二、課程教學的關(guān)鍵問題探討

《流體輸配管網(wǎng)》課程教學的兩個關(guān)鍵如下。

1.構(gòu)建完整系統(tǒng)的理論知識。必須把本專業(yè)各類流體輸配管網(wǎng)共同的技術(shù)原理和方法進行歸納整合并講深、講透、講完整，即構(gòu)造一個系統(tǒng)的共性體系。王文新等探討了管網(wǎng)水力計算的相關(guān)問題[10]。以管網(wǎng)設(shè)計方法為例，分析枝狀管網(wǎng)設(shè)計中的假定流速法、壓損平均法和靜壓復得法等從實質(zhì)上講是相同的，只是在管徑、流速、流量、比摩阻等四個參數(shù)中的已知條件有不同的區(qū)別，只要給出這四個量中任意的兩個量即能算出另外兩個量，因此筆者將上述涉及方法統(tǒng)一歸納成一個普遍適用的設(shè)計方法——基本設(shè)計法，使得學生能從本質(zhì)上掌握管網(wǎng)設(shè)計原理，而不至于被各種方法的名稱所困惑?；驹O(shè)計法原理框圖見圖1。

圖1　管網(wǎng)基本設(shè)計方法原理框圖

2.培養(yǎng)應用理論解決工程問題的方法。多年的教學效果反饋調(diào)查表明，學生在學習過程中的最薄弱之處就在于如何應用知識解決實際工程問題。因此，要注意平臺課溝通基礎(chǔ)課與專業(yè)課的橋梁作用，不能脫離具體的工程實踐，講授純粹的網(wǎng)絡理論。共性原理要能解決個性（具體管網(wǎng)）的問題。

三、工程案例教學法應當成為工程類專業(yè)的主要教學方法

大學工程類專業(yè)教學根本在于培養(yǎng)學生應用專業(yè)知識解決實際工程問題的能力，而不僅是給予學生書本知識，是“漁”和“魚”的問題。多少年來，總能聽到學生工作后感嘆把知識還給老師和學校，分析這個現(xiàn)象，問題歸根結(jié)底還在教師教學方法的問題。目前，不少大學教師學歷很高，但都沒離開過學校，嚴重缺乏工程經(jīng)歷，解決工程問題能力更為薄弱。

案例教學法由來已久，得到了廣泛運用，如哈佛大學的工商管理課程就主要采用案例教學。多年教學效果證明，《流體輸配管網(wǎng)》課程非常適用工程案例教學法。工程案例教學法對主講教師要求較高，不僅要求流體力學等理論功底扎實，更要具有豐富的工程實踐經(jīng)驗和積累，能給予學生清晰的應用理論解決工程問題的技術(shù)路線，培養(yǎng)學生解決工程問題的思維模式和方法，這也就是要達到“雙師型”（工程師+教師）教師的要求。

《流體輸配管網(wǎng)》課程的工程案例主要包括：常見管網(wǎng)系統(tǒng)的形式，氣體管網(wǎng)常見問題及分析，液體管網(wǎng)常見問題及分析，泵與風機選用問題和管網(wǎng)調(diào)節(jié)方法與實踐。上述工程案例均應是教師親歷所為，在教學中可先給出案例問題，再分析和給出解決案例問題的理論知識，找出問題的實質(zhì)，查閱資料文獻，最后運用理論知識提出解決方法，給出案例的處理結(jié)果印證方法的可行性。如果再運用圖片或錄像等輔助手段則效果會更佳。例如，對熱水采暖中同程式管網(wǎng)和異程式管網(wǎng)導致水力失調(diào)末端散熱器不熱的案例分析就可以生動地講解同程式管網(wǎng)和異程式管網(wǎng)的異同、阻力平衡的原理以及采暖系統(tǒng)的調(diào)試方法。多年的教學實踐證明，工程案例教學法的效果是良好的。

《流體輸配管網(wǎng)》課程的教學還可以結(jié)合國家注冊公用設(shè)備工程師考試安排適當?shù)木毩暫涂荚噧?nèi)容。注冊公用設(shè)備工程師考試是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)學生今后工作中的一件大事，該考試緊密聯(lián)系了專業(yè)相關(guān)規(guī)范和工程實踐，其中“流體輸配管網(wǎng)”占了不少的內(nèi)容，所以在教學中讓學生提前接觸可以提高學生的學習熱情和能力。

四、教材與實驗室建設(shè)

教材是學生自學的主要工具。分析目前出版的《流體輸配管網(wǎng)》教材，由于建設(shè)周期短、編者工程實踐不足等原因，前述二大關(guān)鍵主要問題還沒有很好解決。在理論知識的組織上仍顯得分割、凌亂，系統(tǒng)性不足，并沒有形成《流體輸配管網(wǎng)》課程獨有的系統(tǒng)理論和技術(shù)方法，在工程應用方面則更為缺乏。同時，教材還應適當聯(lián)系目前的專業(yè)技術(shù)規(guī)范，培養(yǎng)學生規(guī)范的工程習慣。建議以典型案例為引，進而學習相關(guān)概念和理論，最后歸納出管網(wǎng)共性。

《流體輸配管網(wǎng)》課程需要實驗驗證，實驗其實也是一種工程實踐。對于目前常見的枝狀管網(wǎng)而言，只需花少量的錢分別建設(shè)一個空氣和水的枝狀管網(wǎng)綜合實驗系統(tǒng)，把工程中常見的一些設(shè)計和安裝錯誤設(shè)計在實驗管網(wǎng)中，例如水力失調(diào)、管道中管徑突變造成靜壓負值等，就可以生動、鮮明地讓學生理解和掌握相關(guān)知識，還可以讓學生動手完成管網(wǎng)測試和調(diào)試等多項內(nèi)容。

五、結(jié)論

《流體輸配管網(wǎng)》是建筑設(shè)備與環(huán)境工程專業(yè)一門非常重要的核心平臺課程，不僅是聯(lián)系其他專業(yè)課程的平臺，而且應當是聯(lián)系學生理論知識與工程應用能力的平臺。其教學關(guān)鍵是構(gòu)建完整、系統(tǒng)的理論知識和培養(yǎng)應用理論解決工程問題的方法，所以對教師和教材以及實驗室建設(shè)有專門的要求。各種教學方法的最終目的是讓學生學習并會應用知識解決工程問題，因此應用工程案例教學法證明是行之有效的。

[1]肖勇全.深入進行建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教學改革[J].暖通空調(diào)，2003，（3）.

[2]肖勇全，李岱森.建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教學計劃總體框架的制定與研討[J].高等建筑教育，2002，（2）.

[3]李志生，張國強，李念平.建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)國內(nèi)外發(fā)展趨勢[J].高等建筑教育，2008，（1）.

[4]陳勁，胡建雄.面向創(chuàng)新型國家的工程教育改革研究[M].北京：中國人民大學出版社，2006.

[5]建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)指導委員會.全國高等學校土建類專業(yè)本科教育培養(yǎng)方案及主干課程教學基本要求 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[6]付崢嶸，王漢青，劉杰.構(gòu)建和實施建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)課程體系的探索[J].高等建筑教育，2005，（1）.

[7]付祥釗，康侍民，盧軍.培養(yǎng)建筑環(huán)境與設(shè)備工程通識型人才的探索[J].高等建筑教育，2005，（6）.

[8]付祥釗.建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科教育設(shè)置平臺課程的研究[J].高等建筑教育，2004，（3）.

[9]付祥釗，鄧曉梅，孫嬋娟.建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)實踐教學效果調(diào)查與分析[J].高等建筑教育，2009，（1）.

[10]王文新，王宏偉，楊晨光.流體輸配管網(wǎng)水力計算幾個變量關(guān)系分析[J].內(nèi)蒙古工業(yè)大學學報，2011，（2）.

The Discussion on Key Teaching Methods of the Pipe Network for Fluid Distribution Course

ByMa Li
Southwest University of Science and Technology，59 Qinglong Road，Mianyang，Sichuan，P.R.China 621010

The pipe network for fluid distribution isa core course of building environment and equipmentengineering.In order to improve the teaching method，the author summarizes years of teaching experience.The key of teachingmethod are constructing a systematic theory framework and application ofknow ledge.The fundamentaldesign method and engineering case teachingmethodology are presented.The teachingmaterialand laboratory building are also importanteventsof the course teaching.

Fluidpipeline networkcourse teaching，System，Know ledge application，F(xiàn)undamental design method，Engineering case teachingmethodology

G642.0

A

1674-9324（2014）45-0206-03

馬立（1969-），男，博士（在讀），西南科技大學土木工程與建筑學院副教授。