應(yīng)用型本科院?？照{(diào)工程課程教學(xué)改革探索研究
——以新疆工程學(xué)院建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)為例

彭 芳

(新疆工程學(xué)院，烏魯木齊 830023)

1 空調(diào)工程課程教學(xué)改革的背景

新疆工程學(xué)院立足新疆，面向西部絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)，是一所“以工為主”的應(yīng)用型本科院校。2021年，學(xué)校為迎接本科教學(xué)工作合格評估，提出“以評促建、以評促管、以評促改、評建結(jié)合、重在建設(shè)”的指導(dǎo)方針，通過評估改善辦學(xué)條件，規(guī)范教學(xué)管理，保證教學(xué)質(zhì)量。

作為應(yīng)用型本科院校，提升實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)能力、強(qiáng)化工程能力實(shí)訓(xùn)是一項(xiàng)重要任務(wù)。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式基礎(chǔ)上，要強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，全面開展課程改革工作，不斷提高教育教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到“專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，德智體美勞全面發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用人才”的人才培養(yǎng)定位，助力本科教學(xué)工作合格評估。

通過觀察分析，影響空調(diào)工程課程課堂教學(xué)效果的主要原因有：a.教學(xué)內(nèi)容偏理論；b.教學(xué)內(nèi)容陳舊，沒跟上學(xué)生需求；c.教學(xué)方法不科學(xué)；d.教學(xué)手段落后；e.課堂組織與調(diào)控能力欠缺；f.師生關(guān)系不融洽，等等。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用專業(yè)作為新疆工程學(xué)院新申請的專業(yè)，專業(yè)定位為建設(shè)“具有建筑工程領(lǐng)域特色的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)”，服務(wù)能源、建筑及交通行業(yè)。目前，建環(huán)系師資力量比較薄弱，專業(yè)教師年齡平均在35歲，是一支年輕且充滿朝氣的隊(duì)伍，上課風(fēng)格普遍受學(xué)生喜歡，在每學(xué)期展開的學(xué)生評教工作中能取得較好成績。本次課程教學(xué)改革主要從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩方面進(jìn)行。

2 空調(diào)工程課程特點(diǎn)

2.1 課程定位

空調(diào)工程是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課。按照人才培養(yǎng)方案，空調(diào)工程課程在第七學(xué)期開設(shè)，先修課程有建筑概論、建筑環(huán)境學(xué)、熱質(zhì)交換原理、建筑工程CAD與BIM、流體輸配管網(wǎng)等課程。通過先修課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠達(dá)到以下知識(shí)和能力目標(biāo)：識(shí)讀建筑圖紙；運(yùn)用CAD、天正暖通等軟件完成圖紙繪制，建立簡單的BIM模型；能夠掌握焓濕圖的運(yùn)用，說出空氣與水接觸時(shí)的熱質(zhì)交換原理；能對通風(fēng)管網(wǎng)進(jìn)行水力計(jì)算。

2.2 課程教學(xué)存在的問題

課程內(nèi)容主要包括空調(diào)負(fù)荷及送風(fēng)量、空氣熱濕處理、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣流分布、運(yùn)行調(diào)節(jié)等內(nèi)容，內(nèi)容涉及的知識(shí)點(diǎn)多，綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)。新疆工程學(xué)院空調(diào)工程課程教材選用的是趙榮義主編，中國建筑工業(yè)出版社出版的《空氣調(diào)節(jié)》(第四版)，因出版時(shí)間早，書內(nèi)部分內(nèi)容仍采用舊規(guī)范和落后的設(shè)備系統(tǒng)，沒有及時(shí)更新。另外，仍按照傳統(tǒng)的教學(xué)安排，先進(jìn)行理論課程的學(xué)習(xí)，再做課程設(shè)計(jì)。通過教學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課的時(shí)候積極性不高，課堂多以講授為主，學(xué)生只是單純地記公式背概念，沒有建立起空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整體框架。因間隔1～2周的考試周，等到開始兩周的課程設(shè)計(jì)時(shí)，又要重新開始學(xué)習(xí)負(fù)荷計(jì)算、送風(fēng)量計(jì)算等內(nèi)容，導(dǎo)致設(shè)計(jì)進(jìn)度慢，以至于設(shè)計(jì)選型、繪圖等重要部分的時(shí)間非常倉促，設(shè)計(jì)深度達(dá)不到要求，最終成果效果不理想。這種模式導(dǎo)致理論和實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生實(shí)踐能力較弱。

3 教學(xué)內(nèi)容的改革

3.1 因材施教，完善教學(xué)內(nèi)容

教師在授課過程中不應(yīng)簡單照搬教材內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)學(xué)校課程安排和人才培養(yǎng)方案，并與先修課程和后續(xù)課程的任課教師溝通，這樣才能制定出合理的教學(xué)大綱，安排恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，在此過程中，教材只作為參考材料。

根據(jù)上述思路，在本課程的教學(xué)改革中，因濕空氣的物理性質(zhì)及焓濕圖在熱質(zhì)交換原理這門專業(yè)基礎(chǔ)課里已經(jīng)學(xué)過，在本課程教學(xué)內(nèi)容中就不再重復(fù)?？諝夥植颊鹿?jié)只介紹了氣流分布形式和計(jì)算，缺少送回風(fēng)口計(jì)算選型及風(fēng)管的計(jì)算選型等，導(dǎo)致學(xué)生在課程設(shè)計(jì)時(shí)缺乏相應(yīng)的知識(shí)。因此，教師在備課過程中需要增加此部分內(nèi)容，為學(xué)生課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生能夠依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊及圖集完成小型的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.2 及時(shí)更新，提高教學(xué)質(zhì)量

教師要充分備課，在課前將相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)作為教學(xué)資料分享給學(xué)生，避免在課堂上講授已廢除的規(guī)范條文。另外，由于空調(diào)技術(shù)和行業(yè)的快速發(fā)展，教材存在一定的滯后性，導(dǎo)致學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)和行業(yè)發(fā)展不同步，進(jìn)入工作崗位后，與企業(yè)需求之間存在較大的差異性。教師應(yīng)將空氣調(diào)節(jié)領(lǐng)域的新理論、新設(shè)備、新系統(tǒng)及最新的行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r引入課堂。

在教學(xué)過程中，嘗試?yán)脤W(xué)習(xí)通軟件建立課程資源包，上傳《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50736-2012)、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊及圖集，搜集行業(yè)最新的資訊及發(fā)展動(dòng)態(tài)，將一些廠家的設(shè)備管道手冊分享給學(xué)生，并在后期的教學(xué)中逐步完善課程資源包，既可以補(bǔ)充教材的不足，又能為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定良好基礎(chǔ)，拓寬學(xué)生眼界。

4 教學(xué)方法的改革

明確了教學(xué)內(nèi)容以后，要借助恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。對于應(yīng)用型本科院校而言，要將實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，以實(shí)踐教學(xué)為載體。

4.1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法教學(xué)

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)是指將具體的工程項(xiàng)目與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，借助實(shí)際的工程案例項(xiàng)目，以設(shè)計(jì)內(nèi)容引導(dǎo)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，最終使學(xué)生完成工程任務(wù)，從而學(xué)習(xí)掌握枯燥的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際工程設(shè)計(jì)能力，以符合應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

本次教學(xué)改革采取項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行教學(xué)，教師選取一個(gè)難易程度適中的建筑項(xiàng)目，將空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)課程的學(xué)習(xí)。根據(jù)教學(xué)章節(jié)安排，將空調(diào)系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)分為不同模塊，如：空調(diào)負(fù)荷計(jì)算與送風(fēng)量章節(jié)對應(yīng)確定項(xiàng)目的室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)、計(jì)算空調(diào)熱濕負(fù)荷及計(jì)算送風(fēng)量工作；空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)章節(jié)對應(yīng)完成項(xiàng)目的空調(diào)系統(tǒng)方案確定及選型工作；空調(diào)房間的空氣分布章節(jié)對應(yīng)項(xiàng)目的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及氣流組織計(jì)算工作，根據(jù)補(bǔ)充的教學(xué)內(nèi)容完成空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的消聲防振章節(jié)完成項(xiàng)目的空調(diào)設(shè)備及管道的消聲防震工作。

表1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法教學(xué)設(shè)計(jì)方案Tab.1 Project-driven teaching designing scheme

通過對課程進(jìn)行項(xiàng)目化、實(shí)踐化，學(xué)生在針對具體的項(xiàng)目時(shí)，能夠邊學(xué)習(xí)邊查閱資料，確定系統(tǒng)方案，完成設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制圖紙，從而形成教、學(xué)、做三者結(jié)合的教學(xué)體系，將實(shí)踐教學(xué)融合到理論教學(xué)中，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果、提升教學(xué)質(zhì)量起到了重要的促進(jìn)作用。

4.2 鼓勵(lì)創(chuàng)新實(shí)踐，將BIM融入實(shí)踐教學(xué)

在兩周的課程設(shè)計(jì)階段，學(xué)生可直接整理計(jì)算書，開始繪制圖紙工作。和傳統(tǒng)的課程安排相比，時(shí)間比較充裕，能夠進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)內(nèi)容，提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量水平。

圖1 BIM實(shí)踐教學(xué)Fig.1 BIM practical teaching

隨著BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，依托新疆工程學(xué)院成立的BIM與智能建造產(chǎn)教融合研究中心，計(jì)算服務(wù)器、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)教學(xué)系統(tǒng)等能夠?yàn)樘厣珜?shí)踐教學(xué)建設(shè)提供有力支撐。建環(huán)系多位教師完成了BIM培訓(xùn)，并取得了BIM高級工程師證書，在BIM師資力量及設(shè)備方面具有優(yōu)勢。要鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用BIM暖通建模，充分利用BIM技術(shù)的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等特點(diǎn)，將二維平面圖紙優(yōu)化為三維信息模型，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

5 結(jié)語

教學(xué)改革是一項(xiàng)長期且復(fù)雜的工作，本研究以空調(diào)工程課程為例，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面進(jìn)行了初步探索，為推進(jìn)相關(guān)課程的教學(xué)改革積累了經(jīng)驗(yàn)，后期仍需持續(xù)不斷地進(jìn)行探索、思考和實(shí)踐，為建設(shè)應(yīng)用型本科院校提供有力支撐。