區(qū)域性高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程實驗教學(xué)改革探討

張虎

摘要：高校要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)造力、觀察力和團(tuán)隊配合協(xié)調(diào)能力，必須進(jìn)行實驗教學(xué)改革。通過區(qū)域性高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)教學(xué)實驗室使用現(xiàn)狀調(diào)研分析，指出高校實驗課教學(xué)的重視程度不及理論課教學(xué)，實驗室設(shè)備數(shù)量不足，教學(xué)實驗室的選址不合理等問題，提出以培養(yǎng)創(chuàng)新精神、工程實踐能力為目標(biāo)，構(gòu)建并完善“一四四”實驗教學(xué)體系，在確保本專業(yè)總課時量不變的情況下，探索實驗教學(xué)改革的有效路徑。實踐證明，通過改革能有效地培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力，提升學(xué)生工程實踐能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用；實驗建設(shè)；實驗教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）02-0150-04

“實驗室是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的搖籃，是現(xiàn)代化大學(xué)的心臟?！盵1]實驗室在學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)中發(fā)揮了不可估量的作用。區(qū)域性高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)實驗教學(xué)不僅要向?qū)W生傳授知識和技術(shù)，更要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力[2]。建立區(qū)域性高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)實驗室，改革實驗教學(xué)方法，在完善教學(xué)內(nèi)容體系方面具有重要的現(xiàn)實意義。

文章對安徽省某高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程教學(xué)實驗室建設(shè)進(jìn)行實地調(diào)研。通過調(diào)研得出目前存在的問題和改進(jìn)措施，在一定程度上豐富和發(fā)展了區(qū)域性高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程實驗教學(xué)理論，提高了教學(xué)實踐效果，使實驗教學(xué)真正適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化社會發(fā)展的需要。

一、區(qū)域性高校教學(xué)實驗室使用現(xiàn)狀調(diào)研分析

筆者將安徽省某高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)教學(xué)實驗室的實踐教學(xué)類型分為兩類：一類為被動實踐類，即按照《高等學(xué)校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》（2012）要求必須開設(shè)課程實驗需要使用的教學(xué)實驗室。另一類為主動實踐類，即教學(xué)實驗室實行時空開放、設(shè)備開放、管理開放和校企共建平臺開放為一體的工程實踐平臺。

（一）教學(xué)實驗室使用的現(xiàn)狀

1.被動實踐的教學(xué)實驗室使用現(xiàn)狀

根據(jù)安徽省某高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程2010級（四年制本科）教學(xué)培養(yǎng)方案，與各年級相應(yīng)的教學(xué)實驗課程見表1。

該高校實驗教學(xué)（表1）時數(shù)為專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課教學(xué)總學(xué)時數(shù)的7.4﹪。學(xué)生利用專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課接觸實驗機(jī)會遠(yuǎn)不及接觸理論知識的機(jī)會多，從而形成教學(xué)實驗室利用率低的現(xiàn)象。

2. 主動實踐的教學(xué)實驗室使用現(xiàn)狀

被調(diào)查的某高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)教學(xué)實驗室因經(jīng)費缺乏，課外時間很少對本科生開放。如該校暖通空調(diào)綜合實驗臺運行維護(hù)費用較高，實驗室想要對全部學(xué)生“開放“，需要大量經(jīng)費支持，目前，實驗室主要提供給研究生作科研之用。

（二）問卷調(diào)查

問卷調(diào)查對象：安徽省某高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)大學(xué)二年級至四年級的學(xué)生。隨機(jī)發(fā)放調(diào)研問卷89份，收回有效問卷83份。有效問卷的統(tǒng)計結(jié)果見表2。

（三）現(xiàn)狀分析與結(jié)論

1.現(xiàn)狀分析

該校學(xué)生對本專業(yè)教學(xué)實驗室了解程度不足，主要有以下原因：

（1）課程實驗成績僅占該門課程總成績的10%，學(xué)生不夠重視。

（2）實驗室地址距離學(xué)生活動最多的專業(yè)教室較遠(yuǎn)，學(xué)生進(jìn)行實驗不夠方便。

（3）從上述的學(xué)時數(shù)之比、實驗室開放程度以及學(xué)生對相關(guān)實驗室了解程度上來看，區(qū)域性高校對實驗課程教學(xué)的重視程度不及對理論課程教學(xué)的重視。

學(xué)生對實驗課缺乏興趣，有以下原因：

（1）實驗課中教師與學(xué)生互動不足，從而反映現(xiàn)行的實驗教學(xué)中主要采用傳統(tǒng)教學(xué)法即教師教授理論，學(xué)生接受理論。而不是學(xué)生對知識的意義建構(gòu)，現(xiàn)階段高校這種幾乎沒有互動的教學(xué)形式很難達(dá)到意義建構(gòu)的效果。

（2）教學(xué)模式對實驗環(huán)節(jié)的忽視，實驗室選址存在與實踐教學(xué)脫節(jié)。

2.調(diào)研結(jié)論

通過對某高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)研分析，得到以下結(jié)論：

（1）高校對實驗課教學(xué)重視程度不及理論課教學(xué)。

（2）現(xiàn)狀反映實驗教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生一定的動手能力，但沒有充分挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛力。

（3）實驗室設(shè)備數(shù)量不足，教學(xué)實驗室的選址不合理等因素進(jìn)一步導(dǎo)致學(xué)生對實驗求知欲的降低。

二、 以培養(yǎng)創(chuàng)新精神工程實踐能力為目標(biāo)，對實驗教學(xué)進(jìn)行改革

實驗室以培養(yǎng)能將理論與實際統(tǒng)一，應(yīng)用知識和技術(shù)解決實際問題，具有較強(qiáng)工程實踐能力和一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才為目標(biāo)。針對區(qū)域性高校實驗室建設(shè)中存在的問題，我院對建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)實驗教學(xué)進(jìn)行改革。

（一） 構(gòu)建并完善“一四四”實驗教學(xué)體系

“一四四”實驗教學(xué)體系：以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐動手能力為主線，建立專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗體系平臺、專業(yè)課程實驗體系平臺、綜合實驗體系平臺、校企共建學(xué)科實驗實訓(xùn)體系平臺，完成基本技能、綜合應(yīng)用能力、研究與創(chuàng)新能力、工程實踐能力等遞進(jìn)式的四層次能力培養(yǎng)[3]。

1. 專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗體系平臺

由于課程實驗建立在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，實驗項目及內(nèi)容依附于理論課程，層次單一，相關(guān)課程的實驗內(nèi)容重復(fù)率高，學(xué)生自主性實驗項目少，課程交叉度低，內(nèi)容應(yīng)用性不強(qiáng)，影響了學(xué)生自主探索的興趣，不利于學(xué)生實踐動手能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)等[4] 。將本專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗整合優(yōu)化成流體實驗?zāi)K、熱學(xué)實驗?zāi)K，組建專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗體系平臺，實現(xiàn)實驗資源全院共享。

2.專業(yè)課程實驗體系平臺

將專業(yè)課程實驗經(jīng)過整合優(yōu)化為空調(diào)實驗?zāi)K、熱質(zhì)交換實驗?zāi)K、環(huán)境測試實驗?zāi)K、流體輸配實驗?zāi)K，組建專業(yè)課程實驗體系平臺。每個模塊增加一定數(shù)量的實驗設(shè)備以滿足臺（套）數(shù)的要求。

3.綜合實驗體系平臺

實踐教學(xué)以人為本，以學(xué)生自主訓(xùn)練為主，注重學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。依托2008年建立的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程綜合實驗平臺，2014年建立的建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境校級重點實驗室，組建綜合實驗體系平臺。在建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境實現(xiàn)技術(shù)、建筑能源系統(tǒng)集成技術(shù)、建筑HVAC系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)三個方向上進(jìn)行科學(xué)實驗研究。增設(shè)專業(yè)綜合實驗課程，單獨給學(xué)分。學(xué)生利用該平臺組建中央空調(diào)實驗系統(tǒng)，針對不同的熱濕環(huán)境及人們的不同感受尋求簡便且綜合評價室內(nèi)熱濕環(huán)境的指標(biāo)，利用實驗平臺已有的多種冷熱源（風(fēng)冷熱泵、制冷機(jī)+鍋爐、土壤源熱泵系統(tǒng)等）組成復(fù)合能源系統(tǒng)，根據(jù)建筑物的不同冷負(fù)荷分析確定不同工況時的運行模式。自主完成研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新設(shè)計，實踐了自主式、合作式、研究式的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生在解決問題的過程中享受了成功的快樂和喜悅，在失敗中也能體驗到科學(xué)的嚴(yán)肅性并提高了自己的心理承受力，對以后的科學(xué)探索將起到積極的作用。

4.校企共建學(xué)科實驗實訓(xùn)體系平臺

以工程應(yīng)用為背景，由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并獨立提出可行的工程實驗方案，經(jīng)過多次方案優(yōu)化，最后解決問題，重點培養(yǎng)學(xué)生實際工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力及團(tuán)隊合作能力。2010年我校與美的集團(tuán)旗下機(jī)構(gòu)美的制冷家電集團(tuán)聯(lián)合共建“美的中央空調(diào)變制冷流量多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、空氣能熱水系統(tǒng)工程技術(shù)培訓(xùn)基地”，該基地工程方案根據(jù)實驗實訓(xùn)要求由美的制冷家電集團(tuán)全資建設(shè)。在培訓(xùn)基地，學(xué)生可對多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、空氣能熱水系統(tǒng)進(jìn)行運行故障判斷、故障分析、故障消除，設(shè)計空調(diào)工程實驗方案，在冬、夏季節(jié)對系統(tǒng)進(jìn)行檢測并能效分析，提出提高系統(tǒng)能效比的切實可行工程方法與措施。與榮事達(dá)集團(tuán)屬下機(jī)構(gòu)合肥榮事達(dá)太陽能科技有限公司聯(lián)合共建太陽能研發(fā)培訓(xùn)基地，學(xué)生在冬夏季對太陽能熱水器系統(tǒng)進(jìn)行測試和能效分析，并對其系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。校企共建平臺完全以學(xué)生為本，學(xué)生從大學(xué)三年級到四年級，分層次進(jìn)行科技創(chuàng)新、工程實踐活動，最大限度地激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的求知欲望。

（二）增加實驗教學(xué)時數(shù)

在確保本專業(yè)總課時不變的情況下，根據(jù)教學(xué)大綱在調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的同時調(diào)節(jié)實驗課與理論課的學(xué)時比，理論課學(xué)時適當(dāng)壓縮，實驗課學(xué)時相對增加，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

（三） 改革實驗教學(xué)方式

在理論課學(xué)時被縮減的情況下，為使學(xué)生仍能全面掌握相關(guān)知識，教學(xué)方法應(yīng)多樣化，除了采用傳統(tǒng)教學(xué)法外，還將研討式教學(xué)法引入實驗教學(xué)中。研討式教學(xué)是將教師研究性講授和學(xué)生研究性學(xué)習(xí)、課內(nèi)與課外、規(guī)定教材與廣泛查閱、教師指導(dǎo)與學(xué)生自學(xué)討論有機(jī)結(jié)合的教學(xué)。這種教學(xué)方法重方法傳授，重能力培養(yǎng)，重學(xué)生主體作用和學(xué)習(xí)主動性的發(fā)揮，通過指導(dǎo)學(xué)生研究和討論問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)[5]。實踐證明：實驗教學(xué)方法的改革激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，啟發(fā)學(xué)生思維，提高學(xué)生用所學(xué)知識解決實際問題的能力，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了很好的培養(yǎng)。

三、人才培養(yǎng)效果顯著

我院建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程實驗室面向兩個系的3個本科專業(yè)基礎(chǔ)實驗課教學(xué)、1個本科專業(yè)實驗課教學(xué)。實驗建設(shè)教學(xué)改革以來，學(xué)生在實驗技能、分析問題、解決問題、科技創(chuàng)新、工程實踐、溝通能力等方面得到極大的提升。在實驗建設(shè)教學(xué)改革的強(qiáng)力推動下，建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的學(xué)生在科技活動中獲實用新型專利4項，獲CAR-ASHRAE學(xué)生設(shè)計競賽、中國制冷空調(diào)行業(yè)大學(xué)生科技競賽、“全國高等學(xué)校人工環(huán)境學(xué)科獎”專業(yè)基礎(chǔ)競賽等各種競賽獎11項，安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目立項13項，1名學(xué)生獲安徽省首屆（2015）“雙創(chuàng)之星” 榮譽(yù)稱號，參與完成安徽省的暖通空調(diào)工程設(shè)計項目30余個。由于學(xué)生的綜合應(yīng)用能力顯著提高，近年來，建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率穩(wěn)定在98%以上。通過對畢業(yè)生跟蹤調(diào)查，用人單位反饋信息，學(xué)校該專業(yè)畢業(yè)生基礎(chǔ)扎實，有良好的創(chuàng)新精神，有較強(qiáng)解決工程實際問題的能力，在工程設(shè)計、工程施工中表現(xiàn)出良好的協(xié)調(diào)能力和動手能力。安徽省建筑設(shè)計院、安徽盛世新興格力空調(diào)有限公司、安徽省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司、安徽省建設(shè)工程監(jiān)理總公司、合肥市熱電集團(tuán)有限公司等單位對學(xué)生的綜合技能和團(tuán)隊精神給予了較高評價。

參考文獻(xiàn)：

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（編輯 周 沫）