案例教學(xué)法在建筑設(shè)備課程中的應(yīng)用探討

戴紹碧　王嬌琳　王倩　徐娓

[摘 要]案例教學(xué)法的主要目的在于提高學(xué)生學(xué)習(xí)與思考的主動性，提高學(xué)生對理論知識的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維及創(chuàng)新能力。工程案例教學(xué)能夠提高教師的教學(xué)效率，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增加學(xué)生接觸工程實踐的機(jī)會，提高他們的工程應(yīng)用能力，同時這還能提高教師的工程實踐水平。

[關(guān)鍵詞]工程案例教學(xué)；建筑設(shè)備；教學(xué)改革

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）06-0037-03

案例教學(xué)起源于美國哈佛大學(xué)法學(xué)院，并在哈佛法學(xué)院與商學(xué)院中取得巨大成功，培養(yǎng)出了眾多世界頂級的企業(yè)家與管理人才。案例教學(xué)法的主要目的在于提高學(xué)生學(xué)習(xí)與思考的主動性，提高學(xué)生對理論知識的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維及創(chuàng)新能力。案例教學(xué)在人文學(xué)科教學(xué)中取得了巨大成功，這啟發(fā)了從事工程教學(xué)的教學(xué)人員。一些教學(xué)研究者把它應(yīng)用到工程教學(xué)領(lǐng)域，并取得了一些寶貴的經(jīng)驗。米偉哲[1]闡明了案例教學(xué)在工程學(xué)科應(yīng)用的主要目的，并論述了案例教學(xué)在工程實踐教學(xué)中應(yīng)用的必要性與可行性。許朝陽[2]等以巖土工程教學(xué)為例對案例教學(xué)的實施進(jìn)行了探索與思考，并指出了工程學(xué)科案例教學(xué)需要注意的問題。賈紹義[3]等把案例教學(xué)應(yīng)用到化工原理教學(xué)中，并總結(jié)了一個具體的教學(xué)案例，為在化工原理中開展案例教學(xué)提供了書寫案例的樣本。荊肇乾[4]提出在給排水專業(yè)教學(xué)中進(jìn)行教學(xué)改革，應(yīng)注重實踐教學(xué)，實施案例教學(xué)。羅蕾蕾[5]等分析了食品科學(xué)與工程專業(yè)課的特點，并指出其實施案例式教學(xué)的必要性，提出食品科學(xué)與工程專業(yè)課案例式教學(xué)的基本要求。可是，在公開的文獻(xiàn)中，缺少針對建筑設(shè)備開展案例教學(xué)的研究與探索，本文將對此進(jìn)行嘗試。

一、在建筑設(shè)備課程中開展案例教學(xué)的必要性

建筑設(shè)備是建筑學(xué)、環(huán)境藝術(shù)、土木工程與暖通空調(diào)等土建類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，也是注冊建筑師與注冊勘察設(shè)計工程師的考查科目之一。其主要內(nèi)容包括建筑給排水、暖通空調(diào)、建筑防火排煙、燃?xì)夤?yīng)、建筑供配電、建筑照明、建筑節(jié)能及智能建筑等。學(xué)習(xí)和掌握建筑設(shè)備基本知識與設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計理念及方法，有利于土建類與能源動力類專業(yè)學(xué)生了解相關(guān)專業(yè)的主要內(nèi)容。土建類學(xué)生可以初步掌握結(jié)構(gòu)、水、電、暖等各專業(yè)的合理布局與配合；能源類學(xué)生也能夠初步掌握用能設(shè)備的基本原理與構(gòu)造，為系統(tǒng)地考慮能源利用打下基礎(chǔ)。但建筑設(shè)備課時一般較少，而且在傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式中教師是主體，學(xué)生只能被動接受。雖然教師授課效率很高，但由于學(xué)生學(xué)習(xí)沒有主動性，對海量的信息沒有經(jīng)過思考與加工，對于沒有接觸過實際工程訓(xùn)練的學(xué)生來說要想理解和掌握這些相關(guān)內(nèi)容是比較困難的。如何在有限的課時內(nèi)使學(xué)生系統(tǒng)地掌握廣領(lǐng)域、多學(xué)科、內(nèi)容豐富且相互聯(lián)系的課程，并具有分析問題、解決問題的能力，甚至具備一定的工程創(chuàng)新能力，成為教學(xué)者必須認(rèn)真思考的問題。

結(jié)合案例教學(xué)的特點，筆者認(rèn)為，若案例教學(xué)法能有效地應(yīng)用到建筑設(shè)備課程教學(xué)中去，應(yīng)該能有效解決上述問題?；谶@個想法，筆者在本校能源與動力工程專業(yè)建筑設(shè)備課程教學(xué)中做了嘗試，并取得了一些經(jīng)驗。

二、案例教學(xué)在建筑設(shè)備課程中的實施

（一）以企業(yè)實際需求為依托的案例構(gòu)建與實施

廣東石油化工學(xué)院是一所以工科為主且以石油化工為特色的本科院校，而能源與動力工程專業(yè)則是根據(jù)教育部2012版本科專業(yè)設(shè)置要求從熱能與動力工程（制冷與空調(diào)方向）調(diào)整而來。學(xué)生的就業(yè)方向為暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、施工與監(jiān)理，同時也有一部分學(xué)生進(jìn)入熱電廠與空調(diào)設(shè)備廠。根據(jù)教育部專業(yè)設(shè)置要求、學(xué)校辦學(xué)特色及企業(yè)的實際需求，專業(yè)課主要以培養(yǎng)暖通、制冷與動力工程應(yīng)用人才為目標(biāo)，授課內(nèi)容統(tǒng)籌安排。其中建筑設(shè)備課主要負(fù)責(zé)建筑給排水、通風(fēng)與防排煙工程、建筑電氣工程、建筑節(jié)能工程四部分的專業(yè)教學(xué)，而課程包含的空調(diào)工程與供熱工程兩部分內(nèi)容屬于專業(yè)主干課程需單獨開課，燃?xì)廨斉洳糠謿w入自學(xué)內(nèi)容。通過對用人單位的調(diào)研我們了解到，企業(yè)要求暖通工程師除了能承擔(dān)暖通專業(yè)的任務(wù)以外 ，還要能夠擔(dān)負(fù)室內(nèi)給排水設(shè)計與施工工作，懂得與燃?xì)鈱I(yè)配合、能承擔(dān)與暖通工程相關(guān)的電氣系統(tǒng)設(shè)計與施工工作，同時還要掌握綠色建筑設(shè)計的理念與方法。根據(jù)企業(yè)的上述要求，我們在建筑設(shè)備課中有針對性地構(gòu)建課程案例。

給排水部分，要求學(xué)生掌握建筑室內(nèi)給排水系統(tǒng)的設(shè)計與施工方法。該部分知識點較多，工程應(yīng)用很強(qiáng)，但基本上都可以在一個具體的工程案例中得到體現(xiàn)。為此，我們篩選出一個難度適中、工作量較小的三層別墅的給排水系統(tǒng)作為教學(xué)案例。案例來源于設(shè)計院已完成的真實個案，原給排水系統(tǒng)設(shè)計方案的優(yōu)缺點已分析清楚。該案例要求學(xué)生在建筑施工圖上完成一個完整的給排水設(shè)計，包括：1.用水設(shè)備的布置；2.給排水方式的選擇；3.給排水平面圖的繪制；4.給排水系統(tǒng)圖的繪制；5.給排水系統(tǒng)各管段設(shè)計秒流量的計算；6.給排水系統(tǒng)各管段管徑與阻力的計算；7.計算系統(tǒng)總阻力損失；8.選用水表、閥門、水箱等系設(shè)計統(tǒng)設(shè)備；9.經(jīng)計算確定系統(tǒng)中是否需要水泵。上述案例在6個課時內(nèi)完成，首先利用2課時給學(xué)生講述設(shè)計任務(wù)與設(shè)計要點，羅列設(shè)計所必須的參考書籍與規(guī)范，對學(xué)生進(jìn)行分組（約8人一組），并明確組內(nèi)成員分工與設(shè)計進(jìn)度要求。接著安排2課時對學(xué)生的設(shè)計進(jìn)行中期檢查與方案討論。由于學(xué)生較多（兩個班，每個班40人左右），在上課討論前要求學(xué)生以組為單位提交初步方案，教師把10組的方案整理成集，下發(fā)給每一組審閱，并讓每一組對另外9個方案給出具體評議。這樣，通過課下準(zhǔn)備，在上討論課前，學(xué)生和教師都能對所有方案有所了解，并能對自己的設(shè)計優(yōu)缺點有初步的認(rèn)識。通過分析，挑出具有代表性的3～4個作品，作為課堂上的討論對象，剩下的6～7個方案教師要給出具體的修改意見，并告知他們沒有被挑選為課堂討論方案的原因，盡量不要打擊他們的積極性。在課堂上，讓每個選中的組代表用5分鐘陳述方案，再用10分鐘時間進(jìn)行討論，最后教師用5分鐘的時間對該方案及學(xué)生們的建議進(jìn)行評述與講解，并提出修改意見。最后，教師利用10～20分鐘對所有設(shè)計共同存在的問題進(jìn)行評述與講解，并對該類設(shè)計的方法、步驟與要點進(jìn)行歸納總結(jié)。討論課結(jié)束后，給學(xué)生兩天時間，修改完善方案。最后2課時用于設(shè)計案例答辯，要求每個小組都陳述5分鐘，并要求使用多媒體輔助，接著教師利用3分鐘對方案存在的相關(guān)問題進(jìn)行提問，對方案進(jìn)行評點，并給出成績。

電氣、消防、建筑節(jié)能三部分的案例，均以上述三層別墅為對象。案例設(shè)計與實施和上述給排水部分相似，不過時間安排有些差別。對于通風(fēng)與防排煙部分，設(shè)計對象為一個中型的地下停車場。由于篇幅有限，這里就不對每一個案例展開描述了。

（二）案例教學(xué)效果

通過對熱能與動力工程2011級與2012級學(xué)生在建筑設(shè)備課程中實施案例教學(xué)，我們?nèi)〉昧溯^為顯著的教學(xué)效果。

第一，擴(kuò)大了學(xué)生的知識來源渠道，鍛煉了學(xué)生步入職場所必須的各種能力。在傳統(tǒng)講授式教學(xué)中，學(xué)生的知識主要來源于課堂教學(xué)，而案例教學(xué)中學(xué)生可以通過對教師布置案例的分析與思考得到實際工程應(yīng)用中所必需的方法與經(jīng)驗，也可以從與教師或同學(xué)的討論中感悟到解決相同工程問題的不同思維方式。由于工程案例教學(xué)的主體是學(xué)生，解決工程問題需要依賴學(xué)生的主動學(xué)習(xí)與思考，教師的角色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咐慕M織者與推動者。因此，學(xué)生在完成工程案例的過程中會增強(qiáng)自己獨立學(xué)習(xí)與思考的能力，同時也獲得了解決實際工程問題的經(jīng)驗與知識。在工程實際案例教學(xué)過程中，學(xué)生以組為單位，為了完成案例，必須相互配合，這鍛煉了他們的團(tuán)隊協(xié)作能力。除了案例介紹環(huán)節(jié)由組代表發(fā)言外，在案例討論環(huán)節(jié)與教師評點環(huán)節(jié)中，學(xué)生都可以主動發(fā)言或由教師指定學(xué)生發(fā)言，組內(nèi)不允許任何一個同學(xué)不發(fā)言，這就打消了學(xué)生“混課”的念頭。討論發(fā)言過程會極大鍛煉學(xué)生的語言組織能力與公眾場合的表達(dá)能力，這些都是傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生欠缺的基本素質(zhì)。通過與2011級、2012級部分學(xué)生交流，筆者發(fā)現(xiàn)他們比2010級學(xué)生在上述能力上有很大的提高。

第二，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，活躍了課堂，取得了良好的教學(xué)效果。工程理論系統(tǒng)性很強(qiáng)，若學(xué)生對其中一個環(huán)節(jié)不理解，則后面的所有內(nèi)容學(xué)生都難以理解，而工程理論教學(xué)又很難講得趣味橫生，學(xué)生上課也難以集中精神。再者，在傳統(tǒng)的講授式教學(xué)中，學(xué)生作為知識的被動接受者要想跟著教師的思路走還是有難度的，他們非常容易因為“聽不明白”而厭學(xué)，這樣課堂效果就會大打折扣。而案例教學(xué)注重的是學(xué)生的主動思考，目的是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與分析、解決問題能力，課堂只是一個討論場，每一個發(fā)言都是思想的碰撞，都會引起學(xué)生的共鳴與思考。顯而易見，案例教學(xué)的課堂非?；钴S，而且教學(xué)效果非常好。2011級、2012級兩個年級在實施案例教學(xué)的過程中，沒有學(xué)生出現(xiàn)逃課現(xiàn)象，課堂討論也很激烈，相對于2010級以前的傳統(tǒng)教學(xué)，其教學(xué)效果是相當(dāng)好的。

第三，用人單位對2011級、2012級畢業(yè)生的反映很好。我們能動專業(yè)教師與畢業(yè)生長期保持聯(lián)系，也會不定期地到畢業(yè)生工作單位調(diào)研。通過與畢業(yè)生及用人單位的交流我們發(fā)現(xiàn)，2011級、2012級的畢業(yè)生能更快地融入工作崗位，更好地完成建筑設(shè)備的相關(guān)工作，用人單位對我們的畢業(yè)生相當(dāng)滿意。

（三）開展案例教學(xué)的難點與建議

工程案例教學(xué)有著諸多優(yōu)點，但我國工程領(lǐng)域開展案例教學(xué)的時間比較短，特別是土建類與能源類專業(yè)案例教學(xué)尤其缺乏，可參考的教學(xué)案例幾乎沒有。想在工程領(lǐng)域開展案例教學(xué)，豐富且高質(zhì)的案例庫是必不可少的。因此，教師需要投入大量的時間與精力去收集與編寫教學(xué)案例，這對教師的專業(yè)素質(zhì)提出了很高的要求。目前，國內(nèi)高校對教師的考核主要以教學(xué)工作與科研工作為主，而對教學(xué)工作的考核主要體現(xiàn)在“量”上，即課時的多少，而對課程的“質(zhì)”關(guān)心不夠。教師為了教好一門課所付出的努力難以量化。同時，得過且過的行為也不會被懲罰，這導(dǎo)致教學(xué)工作越來越得不到重視。如果想提升教學(xué)工作質(zhì)量，那就得想辦法認(rèn)可教師在教學(xué)中的付出，讓熱愛教學(xué)的人不吃虧。這樣的話，編寫案例應(yīng)該得到學(xué)校與教學(xué)主管部門的大力支持，工程案例教學(xué)也應(yīng)該被大力推進(jìn)，并作為提升教師的工程應(yīng)用能力與教學(xué)能力的主要抓手。

在工程案例教學(xué)中，學(xué)生是實施的主體，能否調(diào)動學(xué)生的積極性關(guān)系到工程案例教學(xué)的成敗。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)能很好地組織、引導(dǎo)與督促學(xué)生，并把學(xué)生領(lǐng)入案例當(dāng)中，讓學(xué)生領(lǐng)略到工程案例的關(guān)鍵步驟、關(guān)鍵內(nèi)容，增加工程實踐能力，讓學(xué)生能學(xué)以致用，這樣大部分學(xué)生的積極性才會提高。

三、結(jié)語

傳統(tǒng)教授式教學(xué)在工程教育中存在諸多問題，教學(xué)方法的革新勢在必行。案例教學(xué)法在本校的建筑設(shè)備教學(xué)中取得了一定的成效，畢業(yè)生素質(zhì)明顯提高。可見，案例教學(xué)法在工程教學(xué)中的嘗試有著重大的意義。通過工程案例教學(xué)能夠提高教師的教學(xué)效率，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增加學(xué)生接觸工程實踐的機(jī)會并提高他們的工程應(yīng)用能力，同時這也能提高教師的工程實踐水平?？傊?，工程案例教學(xué)對培養(yǎng)高素質(zhì)的工程應(yīng)用人才有著極大的積極意義。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 米偉哲.案例教學(xué)法在工程實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索，2010（3）：145-146.

[2] 許朝陽，張莉.工程專業(yè)案例教學(xué)的實施方案研究[J].高等建筑教育，2008（3）：100-102.

[3] 賈紹義，夏清，吳松海，姜峰.工程案例教學(xué)法在化工原理教學(xué)中的應(yīng)用[J].化工高等教育，2010（3）：78-81.

[4] 荊肇乾，曹世瑋，王祝來，林少華，王鄭.給排水科學(xué)與工程專業(yè)施工課程教學(xué)探索[J].大學(xué)教育，2015（2）：167-168.

[5] 羅蕾蕾，吳俊，楊安運(yùn)，費先德. 食品科學(xué)與工程專業(yè)——專業(yè)課案例式教學(xué)探討[J].繼續(xù)教育，2014（10）：33-34.

[責(zé)任編輯：陳 明]