“熱源設(shè)備及供熱”課程設(shè)計系統(tǒng)化改革與實踐

于梅春

(湖南科技大學(xué)a．煤礦安全開采技術(shù)湖南省重點實驗室;b．能源與安全工程學(xué)院，湖南湘潭411201)

“熱源設(shè)備及供熱”課程設(shè)計系統(tǒng)化改革與實踐

于梅春a，b

(湖南科技大學(xué)a．煤礦安全開采技術(shù)湖南省重點實驗室;b．能源與安全工程學(xué)院，湖南湘潭411201)

為了改善“熱源設(shè)備及供熱”課程設(shè)計的實踐效果，增強學(xué)生綜合素質(zhì)能力，依據(jù)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)新目錄要求，剖析了該專業(yè)鍋爐課程設(shè)計和供熱課程設(shè)計存在的問題，提出了構(gòu)建熱源設(shè)備及供熱課程設(shè)計系統(tǒng)化設(shè)想，并付諸實施，使該專業(yè)學(xué)生從中受到更好的專業(yè)化及系統(tǒng)化訓(xùn)練，得到滿意的教學(xué)效果。

熱源設(shè)備;課程設(shè)計;系統(tǒng)化;改革

湖南科技大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)2008年被評為湖南省普通高等學(xué)校特色專業(yè)，該專業(yè)具有礦業(yè)與建筑相交叉、工業(yè)與民用相結(jié)合、地面與地下相兼顧和能源開發(fā)與節(jié)約相并舉4個鮮明的特點。同時，依照國家教委高校專業(yè)目錄改革精神，專業(yè)課程要繁簡結(jié)合，盡量減少課程間的不必要重復(fù)，避免知識的相互割裂和脫節(jié)［1－2］。為了實現(xiàn)特色專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，我們制定了相應(yīng)的培養(yǎng)方案，構(gòu)建了相應(yīng)的課程體系。作為一門特色課程，“熱源設(shè)備及供熱”由“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”和“供熱工程”2門傳統(tǒng)專業(yè)課程合并而成，合并之后的課程內(nèi)容綜合性、邏輯性明顯增強。但是，傳統(tǒng)的課程設(shè)計相對獨立，2門課程的課程設(shè)計之間缺乏有機聯(lián)系，影響了實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)效果和學(xué)生動手能力的提高。因此，為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高課程設(shè)計效率，按照建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，適應(yīng)用人單位的實際需要，進行課程設(shè)計系統(tǒng)化改革無疑具有重要的現(xiàn)實意義。

一 課程設(shè)計現(xiàn)狀

“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”課程設(shè)計是一個不超過10 000 kg的生活鍋爐房設(shè)計，鍋爐房工藝布置只要求繪制一張鍋爐房平面布置圖、一張熱力系統(tǒng)圖和一張鍋爐房主要剖面圖?！肮峁こ獭闭n程設(shè)計一般是為北方某一民用建筑進行采暖設(shè)計，設(shè)計中只要求繪制頂層平面圖、底層平面圖、標(biāo)準(zhǔn)層平面圖和系統(tǒng)圖。2門課程設(shè)計均采用單獨選題和老師定題的設(shè)計模式，課程設(shè)計內(nèi)容相互孤立，同時所有的學(xué)生都是針對同一個題目設(shè)計，設(shè)計方案容易雷同，不利于學(xué)生主動性和創(chuàng)造性的發(fā)揮［3］。

二 課程設(shè)計存在的問題

鍋爐課程設(shè)計和供熱課程設(shè)計均是在理論課程學(xué)習(xí)之后所必須進行的一項教學(xué)活動。通過相應(yīng)的課程設(shè)計，可加深學(xué)生對所學(xué)課程內(nèi)容的理解，使學(xué)生更全面、系統(tǒng)地掌握教學(xué)內(nèi)容，是一個理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)。在設(shè)計過程中，需要查閱大量的設(shè)計參考資料，繪制一定數(shù)量的工程設(shè)計施工圖，可使學(xué)生了解并掌握課程設(shè)計的基本思路和過程，為今后的畢業(yè)設(shè)計及實際工程設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。但是，課程設(shè)計過程中也凸顯出一些問題，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

(一)缺乏對專業(yè)知識的整體認(rèn)識

以往的“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”課程設(shè)計和“供熱工程”課程設(shè)計都是針對本門課程所設(shè)置，獨立性較強，忽視實際問題的綜合性，并且2個課程設(shè)計間缺乏有機的聯(lián)系，使學(xué)生在設(shè)計過程中，缺乏對專業(yè)知識與技能整體的認(rèn)識，綜合運用知識的能力較差。具體而言，“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”課程設(shè)計中只針對鍋爐房工藝布置(熱源)進行設(shè)計，設(shè)計時間為2周，“供熱工程”課程設(shè)計主要是針對室內(nèi)采暖進行設(shè)計，設(shè)計時間為2周，2門課程設(shè)計分別在不同學(xué)期開設(shè)，而實際工程的一個完整的供熱系統(tǒng)中，熱源、熱網(wǎng)和熱用戶是3個不可或缺的有機組成部分。所以，盡管安排了4周的課程設(shè)計時間，教學(xué)效果并不理想，學(xué)生對熱源、熱網(wǎng)和熱用戶缺乏系統(tǒng)的、整體的認(rèn)識，更談不上工程造價預(yù)算和施工組織管理，直接影響了對學(xué)生綜合實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

(二)學(xué)生計算機應(yīng)用能力有待加強

“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”和“供熱工程”課程設(shè)計中可采用AutoCAD、天正暖通CAD、鴻業(yè)暖通空調(diào)設(shè)計軟件HYACS和Dest能耗分析軟件等多款軟件，學(xué)生可以使用這些軟件完成各項設(shè)計任務(wù)。如鴻業(yè)暖通空調(diào)設(shè)計軟件HYACS，不但提供一個快速的繪圖工具，而且還有專業(yè)的計算分析功能。對于傳統(tǒng)形式的單管、雙管、水平串聯(lián)、水平跨越等系統(tǒng)，可根據(jù)平面圖自動生成系統(tǒng)圖;靈活可靠的手繪系統(tǒng)圖模塊，幫助快速完成系統(tǒng)圖繪制;單獨的單層采暖系統(tǒng)圖命令，在廠房供暖設(shè)計中使用相當(dāng)方便;進行單管系統(tǒng)水力計算(順流、跨越)、雙管系統(tǒng)水力計算時，可以從系統(tǒng)圖中提取計算數(shù)據(jù)，進行計算并繪制原理圖;軟件自動生成Excel計算書，輸出各環(huán)路不平衡率，并把管徑、散熱器片數(shù)信息賦回系統(tǒng)圖、平面圖中，用于標(biāo)注、統(tǒng)計。在分戶計量采暖系統(tǒng)設(shè)計時，可以進行地?zé)岜P管散熱量計算、管間距計算，進行回轉(zhuǎn)、往復(fù)等多種樣式的盤管繪制，在繪制過程中動態(tài)提示繪制區(qū)域面積和盤管長度，繪制立管系統(tǒng)圖、展開圖、戶內(nèi)系統(tǒng)圖，分戶計量水力計算，顯示各環(huán)路不平衡率，可生成Excel計算書并繪制原理圖，可在Excel中調(diào)整數(shù)據(jù)，反復(fù)調(diào)入軟件計算。

由于目前課程設(shè)計大多局限于學(xué)生的手工操作和簡單的AutoCAD，學(xué)生不能較好地利用專業(yè)設(shè)計軟件，學(xué)生應(yīng)用計算機技能較為薄弱。

(三)團隊協(xié)作意識薄弱

以往的“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”課程設(shè)計和“供熱工程”課程設(shè)計一般是由任課老師統(tǒng)一定題，學(xué)生單獨選題，各同學(xué)之間只需按照指導(dǎo)老師規(guī)定的設(shè)計步驟走就行了，似乎不需要相互磨合和協(xié)調(diào)，這樣的設(shè)計過程無從培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神。應(yīng)該構(gòu)建“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”和“供熱工程”課程設(shè)計的系統(tǒng)化改革思路，增強學(xué)生的綜合運用能力。

三 “熱源設(shè)備及供熱”課程設(shè)計系統(tǒng)化改革基本思路

(一)課程設(shè)計系統(tǒng)化意義

課程設(shè)計系統(tǒng)化［4］是指在緊密圍繞理工專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，以素質(zhì)與能力培養(yǎng)為中心，確立每門實踐教學(xué)課程應(yīng)實現(xiàn)的目標(biāo)，據(jù)此確定相應(yīng)的內(nèi)容、方法和手段，按照前面課程為后續(xù)課程服務(wù)的原則，將部分實踐環(huán)節(jié)串聯(lián)為一個整體，將前面課程設(shè)計的成果作為后續(xù)課程設(shè)計的依據(jù)，通過課程學(xué)習(xí)和一體化實踐活動，使學(xué)生最終具備人才培養(yǎng)目標(biāo)所要求的素質(zhì)與能力。

為解決“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”課程設(shè)計和“供熱工程”課程設(shè)計相互脫節(jié)的問題，有必要將2門課程設(shè)計進行系統(tǒng)化調(diào)整與改革，旨在將熱源和采暖通過一個課程設(shè)計有機聯(lián)結(jié)成一個整體，使學(xué)生在整體感知供熱工程的同時，加強實踐能力和綜合運用能力的培養(yǎng)。

(二)系統(tǒng)化改革的基本思路

按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和特色專業(yè)建設(shè)要求，改革“熱源設(shè)備及供熱”課程設(shè)計模式，設(shè)立一個“鍋爐與供熱”課程設(shè)計，將此實踐環(huán)節(jié)列入培養(yǎng)方案，并配備詳實的課程設(shè)計大綱，設(shè)計時間為3周，學(xué)生如果圓滿課程設(shè)計，可以獲得3個學(xué)分。

“鍋爐與供熱”課程設(shè)計必須滿足課程理論教學(xué)的需要，能綜合熱源、供熱管線和熱用戶3大系統(tǒng)，使原來單獨的鍋爐房課程設(shè)計和室內(nèi)采暖課程設(shè)計發(fā)生質(zhì)的變化。

“鍋爐與供熱”課程設(shè)計中，地上、地下能源相結(jié)合，能源開發(fā)與能源節(jié)約相并舉，按照統(tǒng)一與分工的原則，由學(xué)生自由選擇具體設(shè)計方案和設(shè)計任務(wù)，獨立完成工藝流程的選擇、工藝參數(shù)的確定、工藝計算、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選擇、設(shè)備強度計算等過程，使課程設(shè)計從方案、計算、出圖到技術(shù)經(jīng)濟分析都能符合專業(yè)設(shè)計規(guī)范要求。

“鍋爐與供熱”課程設(shè)計可以培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計理念、繪圖能力、創(chuàng)新能力以及選用各種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的技巧。學(xué)生既分工明確，各有側(cè)重，又相互聯(lián)系，圍繞著設(shè)計項目有機地組成一個不可分割、相互滲透的整體，對所學(xué)專業(yè)有非常深刻的認(rèn)識，從而增強適應(yīng)將來工作的能力。

四 “熱源設(shè)備及供熱”課程設(shè)計系統(tǒng)化改革的實踐

(一)選擇合適的課程設(shè)計題目

課程設(shè)計題目要符合3個要求［5］:(1)首先要符合教學(xué)要求，使學(xué)生能夠運用課程所學(xué)的基本知識，進行基本技能方面的訓(xùn)練;(2)課程設(shè)計題目具有一定應(yīng)用背景，能在實際中用到，或是在以后的工作中用到;(3)課程設(shè)計中的大部分題目都是指導(dǎo)教師給定，但是考慮到學(xué)生的興趣，部分學(xué)生可以自己擬定題目，只要經(jīng)指導(dǎo)教師審核批準(zhǔn)，便可實施。

根據(jù)我國的地域特點和氣候分布特點，采暖工程在北方應(yīng)用較為廣泛。因此，課程設(shè)計所選擇的工程項目通常為北方的某一民用建筑或工業(yè)建筑的供熱工程。作為課程設(shè)計工程項目的原始設(shè)計資料必須齊全，包括建筑資料如建筑底圖，氣象資料如建筑物所在地區(qū)、室外計算溫度、冬季室外平均風(fēng)速、冬季主要風(fēng)向、冬季日照率等，圍護結(jié)構(gòu)如外墻、外窗、外大門、內(nèi)墻、內(nèi)門、吊頂、樓板(地下室和一層)、樓梯的傳熱系數(shù)，室內(nèi)空間如臥室、起居室、浴廁、樓梯間、走廊、廚房、地下室不供暖時的計算溫度。

(二)課程設(shè)計指導(dǎo)教師的師資配備

“熱源設(shè)備及供熱”的課程特點是術(shù)語多、公式繁，且內(nèi)容顯得干澀，能否把相關(guān)專業(yè)內(nèi)容化簡、講透、講活，讓學(xué)生能夠接受、消化并運用到工程項目當(dāng)中，是對專業(yè)老師的嚴(yán)峻考驗。作為該課程設(shè)計的指導(dǎo)教師不但要熟練掌握自己所授課程的專業(yè)理論，而且要具備此課程設(shè)計所涉及的工程技術(shù)、工程經(jīng)濟、工程管理等實踐能力。在一個老師難以獨立完成指導(dǎo)任務(wù)的情況下，可以成立一個指導(dǎo)小組，小組組長負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)好各位指導(dǎo)教師，組織小組成員碰頭研討，選擇合適的工程項目，確定課程設(shè)計內(nèi)容和步驟，指導(dǎo)同學(xué)明確分工，又相互合作，使課程設(shè)計形成一個有機整體。

(三)強化學(xué)生專業(yè)軟件應(yīng)用能力

隨著計算機科學(xué)的不斷發(fā)展，校園網(wǎng)、電子圖書館、多媒體教室等數(shù)字化教學(xué)環(huán)境不斷完善，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研提供了豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具。“熱源設(shè)備及供熱”課程設(shè)計內(nèi)容多，管線復(fù)雜，出圖量大，如果要求學(xué)生全部手工計算、繪圖，3周的設(shè)計時間可能不夠。因此，為了保證學(xué)生按時完成設(shè)計任務(wù)，必須強化學(xué)生的專業(yè)軟件應(yīng)用能力。

1．暖通繪圖軟件:熟練操作暖通CAD、天正暖通CAD和鴻業(yè)暖通空調(diào)設(shè)計軟件HYACS，掌握暖通空調(diào)、制冷工程、供熱工程等的識圖方法、制圖標(biāo)準(zhǔn)及CAD制圖技巧，掌握冷熱源機房、采暖工程、空調(diào)通風(fēng)工程的平面圖、剖面圖的識圖與繪制方法，掌握專業(yè)圖例、標(biāo)注、設(shè)備及管道的表達、系統(tǒng)圖與軸測圖的繪制。

2．工程造價軟件:通過“暖通空調(diào)安裝工程概預(yù)算”課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握暖通空調(diào)安裝工程概預(yù)算的基本概念、基本原理及基本計算方法，培養(yǎng)和提高學(xué)生的經(jīng)濟意識和管理能力。學(xué)習(xí)概預(yù)算理論的同時，要求學(xué)生熟練應(yīng)用相應(yīng)的工程造價軟件，學(xué)會編制預(yù)算，進行經(jīng)濟分析、判斷和計算，為從事課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和專業(yè)工作奠定基礎(chǔ)。

3．文本處理軟件:要求學(xué)生熟練掌握Word進行文字處理，掌握Excel進行表格繪制和數(shù)據(jù)處理，掌握ppt幻燈片制作和演示、簡單數(shù)據(jù)庫的處理、可行性研究報告和招投標(biāo)文件編制與測算等技能。

五 結(jié) 語

“熱源設(shè)備及供熱”是一門綜合性較強的新課程，與之相應(yīng)的課程設(shè)計的系統(tǒng)化要求大大提高，這就需要教師在教學(xué)過程中進行不斷探索。教師不但要傳授課程的理論知識，而且需要不斷完善課程設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式和教學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生從中受到更好的專業(yè)化及系統(tǒng)化訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力、創(chuàng)新能力和將來的就業(yè)能力。

［1］鄭愛平，曹立新．建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教學(xué)計劃總體框架的實踐與探索［J］．高等建筑教育，2005，14(2):52－54．

［2］周向陽．《暖通空調(diào)》課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革實踐［J］．華東交通大學(xué)學(xué)報，2006，23(6):57 －58．

［3］張登春．建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)課程教學(xué)改革研究［J］．當(dāng)代教育理論與實踐，2009(6):18 －20．

［4］徐淑紅．論工程管理專業(yè)課程設(shè)計系統(tǒng)化改革思路與策略［J］．高等建筑教育，2010，19(4):133 －136．

［5］董玉華，肖 瑛，劉巖川．電子類專業(yè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程設(shè)計教學(xué)改革與實踐［J］．中國現(xiàn)代教育裝備，2010(19):157－159．

G642

A

1674－5884(2011)08－0078－03

2011－04－22

湖南省普通高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)資助項目(240104);湖南科技大學(xué)教育教學(xué)改革課題(G30947)

于梅春(1971－)，女，湖南祁陽人，碩士，講師，主要從事空調(diào)節(jié)能與控制研究。

(責(zé)任編校 龍四清)