“暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”課程教學(xué)方法探討

夏燚

摘 要 本文用“思維導(dǎo)圖”梳理暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)課程與專業(yè)基礎(chǔ)課的內(nèi)在聯(lián)系，提出用“工科思維”模式學(xué)習(xí)該課程，把專業(yè)基礎(chǔ)課的“知識(shí)線”構(gòu)織成該課程的“知識(shí)網(wǎng)”。本文用“暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)過程圖”幫助學(xué)生從全局上掌握該“知識(shí)網(wǎng)”，采用“案例教學(xué)”幫助學(xué)生掌握暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)技能，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)由專業(yè)知識(shí)向解決工程問題專業(yè)技能的轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到本課程的教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞 暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì) 思維導(dǎo)圖 工科思維 案例教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.10.061

Discussion on "HVAC Engineering Design and

System Analysis" Teaching Method

XIA Yi

（School of Energy and Mechanical Engineering， Nanjing Normal University， Nanjing， Jiangsu 210046）

Abstract In this paper， we use "the mind map" to comb the relationship between the course of "HVAC engineering design method and system analysis "and the specialized basic course. The"engineering thinking mode" is put forward to study the course， and use the "knowledge line" of the specialized basic course to construct the "knowledge network". We use the "HVAC engineering design flowchart" to help students master the "knowledge network" from the global， using "the case teaching method" to help students master the skills of HVAC design to help students realize the transformation from knowledge to skills， so as to achieve the purpose of teaching the course.

Key words HVAC engineering design; the mind map; engineering thinking mode; case teaching method

0 引言

“暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”課程（后面簡(jiǎn)稱“暖通設(shè)計(jì)課程”），是“建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)”（后面簡(jiǎn)稱“建環(huán)專業(yè)”）學(xué)生的一門專業(yè)課程。該課程在大學(xué)四年級(jí)開設(shè)，它教授學(xué)生如何為特定建筑設(shè)計(jì)一套合理的暖通空調(diào)系統(tǒng)，具體包括：方案論證、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備選型、圖紙繪制等。該課程需要以先修的專業(yè)課程為基礎(chǔ)，但思維方式又不同于先修課程，需要通過專業(yè)流程解決具體工程問題。該課程在教學(xué)上有很多東西需要我們?nèi)ニ伎?、研究和改變，教師才能教好這門課，學(xué)生才能學(xué)好這門課并將它轉(zhuǎn)化為解決具體工程問題的能力。

1運(yùn)用“思維導(dǎo)圖”幫助學(xué)生梳理專業(yè)知識(shí)的“線”

“暖通設(shè)計(jì)課程”是解決問題的課程，是專業(yè)知識(shí)的具體應(yīng)用，要完成一套暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要大腦調(diào)用大量的專業(yè)知識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課之前，需要先修大量的專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課。這些課程是分在三個(gè)學(xué)年學(xué)習(xí)的，在學(xué)生的腦中是無序的，引導(dǎo)學(xué)生把先修課程進(jìn)行有效的梳理，對(duì)學(xué)生系統(tǒng)復(fù)習(xí)已學(xué)課程，提升專業(yè)課認(rèn)知層次有很大的好處。

從教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)“思維導(dǎo)圖”是引導(dǎo)學(xué)生思考的有效工具。“思維導(dǎo)圖”是英國(guó)人托尼·巴贊于20世紀(jì)60年代創(chuàng)造的一種筆記方法，與傳統(tǒng)的直線記錄方法不同，它以直觀形象的圖示建立起各個(gè)概念之間的聯(lián)系?！八季S導(dǎo)圖”運(yùn)用圖文并重的技巧，把各級(jí)主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來。它簡(jiǎn)單卻又極其有效，是一種革命性的思維工具。我們?cè)诮虒W(xué)過程中，采用“思維導(dǎo)圖”這個(gè)工具引導(dǎo)學(xué)生思考：要做好一個(gè)暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)，需要用到哪些專業(yè)課程知識(shí)？經(jīng)過師生的共同思考和整理，我們繪制出了圖1“暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”先修課程“思維導(dǎo)圖”。通過該圖的繪制，學(xué)生將先修課程進(jìn)行了有效的梳理，把零亂的“線”構(gòu)織成了清晰的“網(wǎng)”，對(duì)每個(gè)課程在我們暖通設(shè)計(jì)過程中哪個(gè)環(huán)節(jié)需要應(yīng)用也有了清晰的認(rèn)識(shí)，這有助于提高學(xué)生的思維能力，同時(shí)也有利于學(xué)生有針對(duì)性地去復(fù)習(xí)先修課程，為“暖通設(shè)計(jì)課程”的教學(xué)打好基礎(chǔ)。

2運(yùn)用“工科思維模式”幫助學(xué)生完成專業(yè)知識(shí)“織網(wǎng)”過程

梳理了先修課程，意味著我們有了學(xué)習(xí)“暖通設(shè)計(jì)課程”的基礎(chǔ)，但要學(xué)好該課程還需要轉(zhuǎn)變思維模式。“傳熱學(xué)”、“空氣調(diào)節(jié)”之類的專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課都偏重于理論，著重于基本原理描述和計(jì)算推導(dǎo)，學(xué)生需要良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和分析能力，課程的學(xué)習(xí)以理解和掌握知識(shí)點(diǎn)為目的。這類礎(chǔ)課的教學(xué)是“理科思維”模式，呈線性狀態(tài)由一點(diǎn)推導(dǎo)至另外一點(diǎn)，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)從一個(gè)知識(shí)點(diǎn)向更復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)的推進(jìn)。而“暖通設(shè)計(jì)課程”要解決非常具體的工程問題，它要求我們根據(jù)建筑的特點(diǎn)，結(jié)合我們所學(xué)的專業(yè)課程，應(yīng)用專業(yè)的工具，針對(duì)建筑和氣候的特點(diǎn)完成暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備選型及圖紙繪制。它要解決具體的工程問題，它需要我們把已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)應(yīng)用起來解決問題。如果專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課是“線”，那么“暖通設(shè)計(jì)課程”就是用這些“線”構(gòu)建成一個(gè)“網(wǎng)”解決工程設(shè)計(jì)問題。這對(duì)我們教學(xué)提出了更高的要求，我們需要在教學(xué)上從“理科思維”模式向“工科思維”模式轉(zhuǎn)變。如表1，這兩種思維模式下教學(xué)過程、教學(xué)方法和培養(yǎng)目標(biāo)都是不一樣的，我們只有用“工科思維”模式才能做好這門課程的教學(xué)，只有引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變思維模式才能學(xué)好這門課程。

表1 理科思維和工科思維下的教學(xué)方法比較

3 運(yùn)用“工程設(shè)計(jì)過程圖”幫助學(xué)生完成“用網(wǎng)打魚”的能力訓(xùn)練

學(xué)生學(xué)習(xí)先修專業(yè)課程，掌握了專業(yè)知識(shí)的“線”。學(xué)生通過“思維導(dǎo)圖”梳理先修課程，運(yùn)用“工科思維”學(xué)習(xí)“暖通設(shè)計(jì)課程”，是用“線”構(gòu)建一張“網(wǎng)”的過程。而我們教學(xué)最終目的是教會(huì)學(xué)生做暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，即為特定建筑設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)。這個(gè)過程我們可以形象稱為，用這張“網(wǎng)”來“打魚”的過程。教會(huì)學(xué)生如何使用這張“網(wǎng)”，是一個(gè)使用“工具”解決“工程問題”的過程，是一個(gè)從“知識(shí)”向“技能”轉(zhuǎn)化的過程。要學(xué)會(huì)使用工具，首先要從全局上建立起概念，知道要做什么、先做什么、后做什么，這對(duì)沒有任何工程經(jīng)驗(yàn)的在校大學(xué)生來說是很困難的。如圖2，我們用“思維導(dǎo)圖”畫出了“暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)過程圖”。學(xué)生可以清晰地知道，完成一套暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，有6項(xiàng)主要工作：熟悉建筑圖紙、負(fù)荷計(jì)算、系統(tǒng)選擇、管路計(jì)算、設(shè)備選型、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。每項(xiàng)工作的具體內(nèi)容也有相應(yīng)說明，這樣學(xué)生在實(shí)踐操作過程中就不會(huì)出現(xiàn)遺漏，能夠保證能力訓(xùn)練的完整性。再通過案例講解和分析，學(xué)生這種技能就可以得到訓(xùn)練和強(qiáng)化。

4 運(yùn)用“案例教學(xué)”幫助學(xué)生提升能力

“CASE”，漢語稱之為“案例”“個(gè)案”等，最早運(yùn)用在法律、醫(yī)學(xué)和工商管理的教學(xué)，用來教授業(yè)務(wù)實(shí)踐中重要思想、技能及內(nèi)在原理。案例教學(xué)具有實(shí)踐性，案例本身就是一個(gè)實(shí)踐的過程，具有豐富的內(nèi)涵。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師向?qū)W生提供現(xiàn)成的知識(shí)，教學(xué)實(shí)踐表現(xiàn)為“灌輸式”的，學(xué)生作為知識(shí)的接受者，是被動(dòng)的接受。知識(shí)傳授的過程幾乎是單向的，學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)得不到有效激發(fā)，更無法有效培養(yǎng)能力。案例教學(xué)具有實(shí)踐性特質(zhì)，案例的形成是一個(gè)實(shí)踐的過程。案例教學(xué)過程中，以案例為中心引導(dǎo)學(xué)生思考，將已有知識(shí)匯總、應(yīng)用并升華，是一個(gè)理論聯(lián)系實(shí)踐同時(shí)又通過實(shí)踐轉(zhuǎn)化為能力的過程。

“暖通設(shè)計(jì)課程”是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，前面幾個(gè)教學(xué)手段分別幫助了學(xué)生完成了原有知識(shí)的梳理、編織，并初步掌握了設(shè)計(jì)的流程。而這種能力的提升，則需要通過“案例”教學(xué)來完成。我們教學(xué)實(shí)踐中，會(huì)向?qū)W生提供建筑圖紙，讓學(xué)生分成每組5人左右的設(shè)計(jì)小組，由每個(gè)小組獨(dú)立完成該建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，采用小組討論、分工，教師答疑的方式推動(dòng)設(shè)計(jì)的進(jìn)行。設(shè)計(jì)工作完成以后，由該小組成員向全班同學(xué)做設(shè)計(jì)方案的陳述。陳述完畢以后，全班同學(xué)對(duì)該設(shè)計(jì)案例進(jìn)行討論提意見。討論結(jié)束以后，要求設(shè)計(jì)小組根據(jù)討論中提出的問題進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，完成修改方案。修改方案結(jié)束以后，老師拿出設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)方案供所有學(xué)生對(duì)比、討論。通過“初稿”—“陳述”—“討論”—“修改”—“再陳述”—“設(shè)計(jì)院方案比對(duì)”—“總結(jié)再提高”。通過這種案例教學(xué)，學(xué)生的實(shí)踐能力可以得到有效訓(xùn)練和提升。

5 結(jié)語

“暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”課程是一門應(yīng)用性非常強(qiáng)的課程，它培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)設(shè)計(jì)能力，是建環(huán)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃的重要一環(huán)，該課程幫助建環(huán)專業(yè)學(xué)生掌握工程設(shè)計(jì)這一就業(yè)必備技能。本文提出用“思維導(dǎo)圖”和“工科思維”幫助建環(huán)專業(yè)學(xué)生梳理和提煉專業(yè)知識(shí)并轉(zhuǎn)化為專業(yè)能力，用“暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)過程圖”從全局上知道學(xué)生完成能力訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)從知識(shí)向技能的跨越。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘志信.暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析.暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析[M].華中科技大學(xué)出版社，2010.

[2] 章曄.腦圖在大學(xué)英語精讀教學(xué)中的應(yīng)用[J].人口與社會(huì)，2009.25（3）：74-78.

[3] 郭向明.實(shí)踐性課程觀下的學(xué)科案例教學(xué)的研究與實(shí)踐[J].淄博師專學(xué)報(bào)，2010（1）：14-16.