建筑環(huán)境測試技術(shù)課程教學(xué)改革研究*

高 微，趙榮飛，牛衛(wèi)生，谷士艷，孟凡彬

(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，遼寧 沈陽 100866；2. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，遼寧 沈陽 100866)

建筑環(huán)境測試技術(shù)課程教學(xué)改革研究*

高 微1，趙榮飛2，牛衛(wèi)生1，谷士艷1，孟凡彬1

(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，遼寧 沈陽 100866；2. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，遼寧 沈陽 100866)

對目前建筑環(huán)境測試技術(shù)課程的知識體系特點(diǎn)及該課程教學(xué)中易出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析.從理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩個方面探索了教學(xué)改革問題.在理論教學(xué)上，對“問題式”教學(xué)法和多媒體輔助教學(xué)方式的運(yùn)用進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述；在實驗教學(xué)上，討論了多層次課程實驗教學(xué)體系的建立(包括基礎(chǔ)性實驗、設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗)以及全方位科技創(chuàng)新活動的開展問題.

建筑環(huán)境測試技術(shù)；理論教學(xué)；實踐教學(xué)；教學(xué)改革

建筑環(huán)境測試技術(shù)課程是我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程以高等數(shù)學(xué)、工程材料、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、電工電子技術(shù)和熱工自動控制原理等課程為理論基礎(chǔ)，為后續(xù)暖通空調(diào)、建筑設(shè)備自動化和空調(diào)用制冷技術(shù)等課程提供服務(wù).其實踐性強(qiáng)，知識面廣，涉及暖通、空調(diào)、燃?xì)夤?yīng)、建筑給排水等公共系統(tǒng)，以及建筑熱能供應(yīng)系統(tǒng)中的試驗技術(shù)、計量技術(shù)、非電量電測技術(shù)等領(lǐng)域，是設(shè)計、安裝、運(yùn)行管理及科學(xué)研究必不可少的重要技術(shù)手段[1，2].熟練掌握各種建筑環(huán)境測試技術(shù)，是所有從事建筑環(huán)境與設(shè)備工程行業(yè)技術(shù)人員必須具備的基本能力.

1 目前建筑環(huán)境測試技術(shù)教學(xué)存在的問題

在該課程教學(xué)過程中，學(xué)生常常會反映:書本知識體系雜亂，系統(tǒng)性差；各類傳感器內(nèi)容無實物對應(yīng)、枯燥乏味；信號分析理論深奧、難以理解；工程實例過于空洞，缺乏實踐.因此，對該課程興趣不濃，學(xué)習(xí)積極性不高，影響學(xué)習(xí)效果.上述問題的出現(xiàn)與該課程的內(nèi)容、特點(diǎn)及傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足有直接關(guān)系.通過分析建筑環(huán)境測試技術(shù)課程知識體系、測試技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)、原有傳統(tǒng)教學(xué)模式的特點(diǎn)以及行業(yè)對從業(yè)人員的素質(zhì)要求等內(nèi)容[3～5]，發(fā)現(xiàn)目前該課程的教學(xué)易出現(xiàn)下列問題.

1) 傳統(tǒng)教學(xué)方法難以建立該課程完整的知識體系

傳統(tǒng)的教學(xué)方法基本為傳授式教學(xué), 即教師講、學(xué)生聽,教學(xué)過程中學(xué)生的參與以及師生間、學(xué)生間的互動環(huán)節(jié)很少, 造成學(xué)生學(xué)習(xí)不夠投入，很難在有限時間內(nèi)將課程分散、雜亂的內(nèi)容建立起利于學(xué)生理解和掌握的完整知識體系.

2) 課程教學(xué)時間緊任務(wù)重

隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)等的發(fā)展，測試技術(shù)發(fā)展迅速，各種新型檢測儀表、傳感器和測試系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)有課程體系內(nèi)容難以跟蹤最新科技的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)不夠熱情，甚至對所學(xué)知識的實際應(yīng)用前景產(chǎn)生疑慮.同時，由于教學(xué)計劃的不斷調(diào)整，課程總學(xué)時不斷縮減，使得兩者之間的矛盾日益突出.

3) 實踐環(huán)節(jié)短缺，學(xué)生創(chuàng)新性思維鍛煉不足

由于教學(xué)經(jīng)費(fèi)的制約，普通高校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)通常無法建設(shè)能滿足該課程教學(xué)需求的實驗室，且大部分實驗環(huán)節(jié)為演示性和驗證性實驗，學(xué)生親自動手操作機(jī)會較少，對測試系統(tǒng)的建立和工作原理理解不夠深刻，學(xué)生創(chuàng)造性思維的鍛煉成為一種奢望，導(dǎo)致學(xué)生在真實環(huán)境下難以舉一反三，缺乏競爭優(yōu)勢.

針對上述問題，我校建筑環(huán)境測試技術(shù)課程組采取了相應(yīng)的改革措施，通過近三年的課程實踐，取得了較為理想的教學(xué)效果.

2 建筑環(huán)境測試技術(shù)課程教學(xué)改革

2.1理論教學(xué)改革

該課程理論教學(xué)內(nèi)容涉及知識面寬、知識點(diǎn)雜、理論性強(qiáng)，且先進(jìn)測試技術(shù)發(fā)展日新月異，而授課學(xué)時卻在不斷壓縮，因此，必須通過教師強(qiáng)化知識儲備和改進(jìn)授課方法來提高教學(xué)質(zhì)量.

2.1.1 采用“問題式”教學(xué)方法

所謂“問題式”教學(xué)，即在教學(xué)過程中教師根據(jù)課程教學(xué)大綱要求設(shè)置具體問題，學(xué)生帶著疑問去學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)過程中不斷解決問題的學(xué)習(xí)模式.具體操作中，教師以各類典型測試系統(tǒng)的構(gòu)建作為學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并根據(jù)測試系統(tǒng)的實際工作過程安排教學(xué)內(nèi)容，即先由傳感器采集信號，并對信號進(jìn)行調(diào)理、傳輸，再對信號進(jìn)行分析、處理，最后根據(jù)測試目標(biāo)顯示相關(guān)記錄[6].在每個階段學(xué)生都會思考所學(xué)知識的現(xiàn)實意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的將變得更為明確，學(xué)習(xí)積極性也得以提高.同時，原先散亂無章的知識點(diǎn)也變得條理清晰，學(xué)習(xí)過程變得事半功倍.

在教學(xué)過程中，教師必須對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行階段性的檢查，對學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的疑惑適時加以解答，并對其解題思路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保證學(xué)生對知識理解和應(yīng)用的準(zhǔn)確性.

2.1.2 采用多媒體輔助教學(xué)方式

實踐表明，采用多媒體輔助教學(xué)有以下優(yōu)勢.

1)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

德國偉大的教育家赫爾巴特認(rèn)為，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是知識得以傳授的必要條件，教學(xué)過程實為學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的產(chǎn)生和發(fā)展的過程，否則稱不上真正的教學(xué)[7].我校學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)前會通過各種渠道了解其學(xué)習(xí)的難易度，所得答案基本是“這門課不好學(xué)”.由此造成部分有一定基礎(chǔ)的學(xué)生，對自己的學(xué)習(xí)能力產(chǎn)生了懷疑，教學(xué)過程中一味以記錄為主，對教師的講授不敢有半點(diǎn)質(zhì)疑，失去了獨(dú)立思考的勇氣，而部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生，則干脆放棄了對該課程的學(xué)習(xí).為了培養(yǎng)學(xué)生的興趣，增強(qiáng)其學(xué)好該課程的信心，在該課程教學(xué)中，采用多媒體輔助教學(xué)形式，將教師廣泛搜集的有關(guān)溫度、濕度、壓力、流速、流量和液位等參數(shù)的基本測試方法的教學(xué)素材，以及測量儀表的基本原理及使用、誤差分析、智能儀表與自動測試系統(tǒng)等教學(xué)素材，通過聲、光、電手段將晦澀的原理、零散的儀器、復(fù)雜的步驟，生動、形象、有序地展示給學(xué)生，增強(qiáng)課程的魅力[8，9].

2)增加課程容量，保證知識的系統(tǒng)性

實踐表明，采用多媒體輔助教學(xué)可以使課堂信息量增加1.5～2倍.同時，教師在講授某一測試系統(tǒng)的構(gòu)建時，如需引入對應(yīng)的傳感器或路橋搭建理論，可以通過多媒體課件中超鏈接的功能快捷地調(diào)用，減少教師板書過程對學(xué)生思維的打斷，保證信息傳遞的連續(xù)性，有助于學(xué)生及時對知識進(jìn)行加工處理.

3)跟蹤最新技術(shù)進(jìn)展

目前的測試技術(shù)更新迅猛，課堂教學(xué)中可通過多媒體手段將新產(chǎn)品、新技術(shù)、新方法及時補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中，開拓學(xué)生視野，擴(kuò)展學(xué)生知識面.總之，多媒體輔助教學(xué)可使學(xué)生對課程充滿舒適感、連續(xù)感和新鮮感，收到良好的教學(xué)效果.

當(dāng)然在教學(xué)過程中，必須注意以下幾點(diǎn)：①教師主導(dǎo)地位不可動搖；②課件制作要精益求精；③課件使用要以人為本；④學(xué)生的積極參與.否則將無法達(dá)到預(yù)定的教學(xué)效果，甚至適得其反.

2.2實踐教學(xué)改革

實踐教學(xué)是建筑環(huán)境測試技術(shù)課程教學(xué)的重要組成，學(xué)生唯有通過實踐操作才能深刻理解和掌握各類環(huán)境參數(shù)測試系統(tǒng)的工作原理及工程應(yīng)用，才能在動手過程中，充分思考；在尋求最佳方案征途上，逐步創(chuàng)新.因此，實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生具備一定工程技術(shù)思維能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生綜合素養(yǎng)的重要途徑.然而，我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)實驗設(shè)備有限，無法滿足所有學(xué)生的動手需求，且某些實驗周期長，無法在指定時間內(nèi)獲得預(yù)期實驗結(jié)果，個別實驗儀器較為昂貴，操作步驟復(fù)雜，造成長期以來無法滿足學(xué)生實踐能力培養(yǎng)目標(biāo)要求.近年來，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力，從課程實驗教學(xué)和學(xué)生科技創(chuàng)新活動兩方面著手，加強(qiáng)該課程實踐教學(xué)的建設(shè).

2.2.1 建立多層次的課程實驗教學(xué)體系[10，11]

課程組教師按照學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律，由淺入深，由易到難，分階段安排了基礎(chǔ)性實驗、設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗三個課程實驗教學(xué)環(huán)節(jié).

1)基礎(chǔ)性實驗

目前，開設(shè)的基礎(chǔ)性實驗主要以演示性和驗證性實驗方式進(jìn)行.①演示性實驗：課程組教師開發(fā)了教學(xué)用演示功能界面，將抽象的理論內(nèi)容直觀地展現(xiàn)在動態(tài)的演示操作中.例如，動量方程實驗、能量方程實驗和離心水泵工作性能曲線測定等.②驗證性實驗：學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)書的要求，在教師指導(dǎo)下，按既定的方法和實驗裝置，完成具體的實驗過程.例如，熱電偶標(biāo)定實驗、壓力計標(biāo)定實驗和風(fēng)道內(nèi)風(fēng)量測試實驗.通過上述實驗使學(xué)生了解參數(shù)測量的基本過程和基本的測試技術(shù)，掌握基本的測量儀器使用方法，為后續(xù)專業(yè)課程實驗的開展及其畢業(yè)后從事空調(diào)系統(tǒng)安裝調(diào)試等工程實踐和科研活動奠定堅實的理論基礎(chǔ).

2)設(shè)計性實驗

該類型實驗主要由教師給定題目及相應(yīng)要求，學(xué)生在查閱相關(guān)資料基礎(chǔ)上，擬定實驗方案，確定實驗方法和步驟，選用適合的儀器設(shè)備，獨(dú)立完成實驗，并寫出完整的實驗報告.目前，開設(shè)的設(shè)計性實驗主要有熱環(huán)境參數(shù)測試實驗、穩(wěn)態(tài)平板法測定絕熱材料熱導(dǎo)率實驗和室內(nèi)空氣品質(zhì)測試實驗等.通過設(shè)計性實驗使學(xué)生獲得實驗全過程的訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

3)創(chuàng)新性實驗

該類型實驗通常在課程相關(guān)理論知識學(xué)習(xí)完成后，經(jīng)學(xué)生本人申請實驗課題和指導(dǎo)教師，形成實驗小組，以團(tuán)隊形式完成，工作量較大，創(chuàng)新性較強(qiáng).目前，開展的相關(guān)實驗項目有：墻體熱工性能測試及評價實驗研究；溫室建筑物熱量損耗研究；綠色建筑與一般建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)對比研究；綠色建筑與一般建筑工況熱環(huán)境對比研究等.創(chuàng)新性實驗課題完成后，學(xué)生不僅要上交研究報告，還需按課題組以PPT形式進(jìn)行匯報，開展課堂答辯.通過創(chuàng)新性實驗的全程鍛煉，學(xué)生分析問題、解決問題的能力進(jìn)一步提高，所學(xué)的知識也得到了進(jìn)一步的綜合運(yùn)用，增強(qiáng)了學(xué)生的科學(xué)研究能力和工程創(chuàng)新能力.

2.2.2 開展全方位的科技創(chuàng)新活動

本校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)每年都會選派學(xué)生參加各級各類的本科生科技創(chuàng)新活動，主要包括從學(xué)校層面至國家層面的各級別本科生創(chuàng)新設(shè)計大賽、科技創(chuàng)新立項及與該專業(yè)相關(guān)的各類大賽.參賽作品大多以設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗項目為雛形，逐步完善而成.近年來，該專業(yè)學(xué)生獲得多項國家級科技創(chuàng)新立項資助和省級本科生機(jī)械設(shè)計大賽獎項.經(jīng)過鍛煉，學(xué)生的專業(yè)技能水平、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊合作精神都得到了大幅度的提高，同時，開拓了視野，學(xué)會了堅強(qiáng)，對其本科畢業(yè)后順利適應(yīng)工作崗位和積極投身科學(xué)研究大有裨益.科技創(chuàng)新活動的開展讓學(xué)生真切感受到理論學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，學(xué)以致用是目的，科技創(chuàng)新是動力，驗證了“學(xué)成于思，而憫于罔”的真諦.

3 結(jié)語

經(jīng)過近三年的教學(xué)改革實踐，我校建筑環(huán)境測試技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量有了較大幅度的提高，但現(xiàn)有的硬件條件仍然無法滿足該門課程先進(jìn)性、實用性和多學(xué)科交叉性的教學(xué)需要，為進(jìn)一步提高教學(xué)水平，培養(yǎng)具有硬功底、新思維的創(chuàng)新型專業(yè)技能人才和科研人才，在保持現(xiàn)有改革思路的基礎(chǔ)上，與時進(jìn)取、不斷創(chuàng)新，逐步將計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬實驗室引入至課堂和實踐教學(xué)中.事實上，隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷發(fā)展和信息高速公路的不斷完善，教育領(lǐng)域正在蘊(yùn)藏著一場巨大的革命.因此，必須認(rèn)真學(xué)習(xí)教育理論，拓寬思路，只有這樣才能使建筑環(huán)境測試技術(shù)課程建設(shè)跟上時代的步伐.

[1]李志生,王曉霞,劉旭紅.建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)實驗平臺的開發(fā)[J].高等建筑教育,2009,(4):123-125.

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AResearchonTeachingReformofBuiltEnvironmentTestTechnologyCourse

GAO Wei1，ZHAO Rong-fei2，NIU Wei-sheng1，GU Shi-yan1，MENG Fan-bin1

(1.College of Engineering, Shenyang Agricultural University, Shenyang Liaoning 110866, China;2.College of Water Conservancy, Shenyang Agricultural University, Shenyang Liaoning 110866, China)

The current knowledge system and characteristics of the built environment test technology course and the easy occurrence problem in the course of teaching were analyzed. The issue of teaching reform from theory teaching and practice teaching was explored. In the aspects of teaching, the “problem-based” teaching method and the use of the multimedia auxiliary teaching method were expounded in detail; in the aspects of experiment teaching, the multi-level course experimental teaching system including basic experiment, designing experiment and innovative experiment, and the carrying out of the comprehensive science and technology innovation activities were discussed.

built environment test technology; theory teaching; practice teaching; teaching reform

1673-2103(2013)05-0132-04

2013-09-25

遼寧省教育廳教學(xué)研究項目(2012-3-8)；沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項目(2011-16)

高微(1981-)，女，遼寧沈陽人，講師，博士，研究方向：建筑環(huán)境測試技術(shù).

趙榮飛(1980-)，男，江蘇如東人，講師，博士，研究方向：建筑系統(tǒng)環(huán)境測試分析.

G642.0

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