流體輸配管網(wǎng)課程改革實(shí)踐與體會

袁俊飛 王林 陳茜

摘要：結(jié)合建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程的專業(yè)基礎(chǔ)課“流體輸配管網(wǎng)”的課程特點(diǎn)以及教學(xué)實(shí)踐中存在的主要問題，探討提高課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的若干方法：理論聯(lián)系實(shí)踐，以工程案例引導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng);幫助學(xué)生梳理知識，建立知識框圖;以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力為中心，建立多元化考核機(jī)制，設(shè)置實(shí)踐性和開放性作業(yè)與試題，綜合評定學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和理解分析能力;多管齊下，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，優(yōu)化教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：流體輸配管網(wǎng);教學(xué)改革;教學(xué)質(zhì)量;教學(xué)效果

中圖分類號：G420? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）43-0106-02

一、引言

流體輸配管網(wǎng)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課之一，教學(xué)目的是通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握本專業(yè)及相關(guān)專業(yè)各類工程中流體輸配管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和原理，結(jié)合管網(wǎng)動(dòng)力源的特征，掌握管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試和調(diào)節(jié)的基本理論和方法，并形成初步的工程實(shí)踐能力[1，2]。

教學(xué)改革的目的是為了全面提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)效果的關(guān)鍵是提高課堂教學(xué)質(zhì)量，而課堂教學(xué)的中心是合理組織課堂內(nèi)容，并以合適的方式貫徹實(shí)施[3，4]。在流體輸配管網(wǎng)的教學(xué)實(shí)踐中，針對學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、理論基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)水平和接受能力，通過以下方面的教學(xué)改革和實(shí)踐，綜合提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

二、優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，理論結(jié)合實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)

（一）以工程案例引導(dǎo)理論教學(xué)

流體輸配管網(wǎng)是一門專業(yè)平臺課，工程實(shí)踐性很強(qiáng)，教師在講課過程中應(yīng)充分結(jié)合課程特點(diǎn)，以實(shí)際工程案例為主線，結(jié)合課本理論知識，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對工程實(shí)踐中的流體管網(wǎng)形成直觀認(rèn)知。

講解各種管網(wǎng)形式時(shí)，先以一套實(shí)際工程的暖通空調(diào)系統(tǒng)圖為基礎(chǔ)，講解該工程中涵蓋的通風(fēng)系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)機(jī)組等末端設(shè)備、冷熱源設(shè)備、泵與風(fēng)機(jī)等動(dòng)力設(shè)備，讓學(xué)生對管網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建整體認(rèn)知。教師在講課過程中，注意各種管網(wǎng)水力特征和水力計(jì)算個(gè)性與共性的提煉，結(jié)合工程實(shí)踐，形象生動(dòng)，讓學(xué)生感覺到學(xué)而有用，知識轉(zhuǎn)化成能力。如在液體管網(wǎng)水力計(jì)算的教學(xué)過程中，以具體工程圖為基礎(chǔ)，讓學(xué)生自己結(jié)合所學(xué)知識自主設(shè)計(jì)該工程的夏季空調(diào)冷凍水系統(tǒng)。設(shè)計(jì)過程中，教師和學(xué)生一起分析空調(diào)方案的合理性，開式管網(wǎng)、閉式管網(wǎng)，一次泵系統(tǒng)、復(fù)式泵系統(tǒng)，同程式管網(wǎng)、異程式管網(wǎng)的使用條件和優(yōu)缺點(diǎn)，管網(wǎng)的敷設(shè)走向、坡度坡向是否合理，確定管網(wǎng)水力計(jì)算的內(nèi)容和計(jì)算步驟。水力計(jì)算過程中，引導(dǎo)學(xué)生思考，選用不同的計(jì)算方法假定流速法、壓損平均法、不等溫降法，對計(jì)算過程和計(jì)算結(jié)果有何影響？管網(wǎng)的不平衡率對運(yùn)行過程有何影響，如何調(diào)節(jié)？通過具體案例，一步步引導(dǎo)學(xué)生掌握管網(wǎng)設(shè)計(jì)和水力計(jì)算的相關(guān)知識。當(dāng)對一種管網(wǎng)的水力計(jì)算理解透徹之后，再通過分析對比不同種流體管網(wǎng)間的差異，凝練共性和個(gè)性，融會貫通，舉一反三，掌握其他管網(wǎng)的水力特征和水力計(jì)算。

（二）深入淺出，凝練課程邏輯

以泵與風(fēng)機(jī)部分理論講解為例，泵與風(fēng)機(jī)的內(nèi)容和其他課程沒有重復(fù)，對學(xué)生是全新的內(nèi)容，因此理解起來較為困難。教師在講解過程中要深入淺出，突出新知識和已學(xué)知識間的邏輯。

比如，泵與風(fēng)機(jī)的損失和效率部分，涉及概念較多，計(jì)算公式較多，且各概念和計(jì)算公式相似度較高，學(xué)生很容易產(chǎn)生混淆。教師從能量傳遞的角度出發(fā)，凝練各部分知識間的邏輯關(guān)系，幫助學(xué)生掌握和辨析能量損失與表征效率間的內(nèi)在關(guān)系。泵與風(fēng)機(jī)能量傳遞和損失部分的知識邏輯如圖1所示。從電源出發(fā)，能量（電能）首先傳遞給泵/風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)獲得能量開始運(yùn)轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)泵軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，將能量傳遞給泵軸。泵軸通過聯(lián)軸器帶動(dòng)葉輪葉片一起轉(zhuǎn)動(dòng)，能量從泵軸傳遞到葉輪葉片，工作流體隨葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，獲得能量并離開泵體。不同設(shè)備所獲的能量稱為功率，能量傳遞間的損失用效率表征，引出內(nèi)效率、機(jī)械傳動(dòng)效率、電機(jī)效率、全壓效率的概念和計(jì)算式。

三、以考核學(xué)生綜合能力為中心，強(qiáng)調(diào)多元化的過程性考查

（一）布置實(shí)踐性作業(yè)

布置實(shí)踐性作業(yè)，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，并聯(lián)系所學(xué)的流體輸配管網(wǎng)知識解決問題，將學(xué)生的表現(xiàn)計(jì)入總成績。

結(jié)合本校實(shí)際情況和課程開設(shè)情況，布置綜合性和實(shí)踐性作業(yè)。校園內(nèi)所有的教學(xué)樓、宿舍樓、辦公樓安裝有供暖系統(tǒng)，圖書館和新建的實(shí)驗(yàn)樓安裝有中央空調(diào)系統(tǒng)，該課程安排在每學(xué)年的下學(xué)期，即在課程開課之初，校園內(nèi)各供暖系統(tǒng)正處于供暖季。因此，課程講授之初，讓學(xué)生繪制校園內(nèi)任一建筑的供暖系統(tǒng)圖，并運(yùn)用專業(yè)相關(guān)測量儀表超聲流量計(jì)、各種溫度測量裝置等檢測該供暖系統(tǒng)是否出現(xiàn)水力失調(diào)？調(diào)查系統(tǒng)運(yùn)行是否滿足人們的需要？學(xué)生分小組討論，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，以實(shí)踐報(bào)告的形式提交作業(yè)。學(xué)期快結(jié)束時(shí)，通過一學(xué)期理論知識的學(xué)習(xí)，組織學(xué)生對自己繪制的圖形分析評價(jià)，并根據(jù)學(xué)生的分析討論情況，檢測教學(xué)過程中的重難點(diǎn)是否講解透徹，學(xué)生是否理解準(zhǔn)確，同時(shí)將課堂提問、平時(shí)作業(yè)、隨堂考勤納入考核體系。

（二）設(shè)置開放性試題

期末考核階段，將客觀題的考核改成主客觀結(jié)合的方式，將傳統(tǒng)的一問一答的固定考試模式轉(zhuǎn)變成開放性試題考核，考題盡量涵蓋生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，從不同角度、不同層次考核學(xué)生對所學(xué)知識的理解程度和掌握程度。如考核學(xué)生對管網(wǎng)系統(tǒng)形式的理解和掌握情況，讓學(xué)生繪制一個(gè)熟悉的管網(wǎng)形式，并說明管網(wǎng)所屬類型以及各部分組成的主要功能。如考核管網(wǎng)系統(tǒng)工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)，在給出一定的已知量之后，設(shè)置開放性試題：若管網(wǎng)中流量減小一半時(shí)，有哪些調(diào)節(jié)方法？選擇一種調(diào)節(jié)方法，計(jì)算調(diào)節(jié)后管網(wǎng)的性能參數(shù)和泵的工況點(diǎn)參數(shù)，讓學(xué)生根據(jù)自己的掌握情況，選擇調(diào)節(jié)方式，并計(jì)算過程。同時(shí)，試題區(qū)分層次性，部分基礎(chǔ)較弱的學(xué)生能回答調(diào)節(jié)方法，即可得到相應(yīng)分?jǐn)?shù)。

健全考核機(jī)制，從多方面、多角度考核學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和理解分析能力，考核學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，同時(shí)也體現(xiàn)考核的科學(xué)性、公正性和有效性。考核成績能綜合反映教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，促進(jìn)教師教學(xué)方法的改革和學(xué)生學(xué)習(xí)能力的加強(qiáng)。

四、結(jié)論

本文結(jié)合流體輸配管網(wǎng)課程在建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的地位以及課程本身獨(dú)有的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中，引入相應(yīng)的工程案例和工程建設(shè)要求，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生構(gòu)建完整的知識理論體系，掌握課程重點(diǎn)知識;同時(shí)，健全考核機(jī)制，將知識教育與素質(zhì)教育結(jié)合起來，將課堂教學(xué)與課外學(xué)習(xí)結(jié)合起來，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效果。

教學(xué)改革是一件任重而道遠(yuǎn)的事情，專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)需要長期積累凝練才能提高。教師在每一輪授課結(jié)束后，要及時(shí)討論、分析、總結(jié)教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)和不足，提出改進(jìn)的方法和措施，形成教學(xué)實(shí)踐—教學(xué)理論—再實(shí)踐再理論的良好循環(huán)模式。教師和學(xué)生應(yīng)一起努力，不斷探索適合該課程特點(diǎn)的教學(xué)改革方法，使課程教學(xué)效果達(dá)到一個(gè)嶄新的水平。

參考文獻(xiàn)：

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[2]付祥釗.建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科教育設(shè)置平臺課程的研究[J].高等建筑教育，2004，13（3）：58-60.

[3]何川，郭立君.泵與風(fēng)機(jī)[M].第5版.北京：中國電力出版社，2016.

[4]陳偉嬌.流體輸配管網(wǎng)課程教學(xué)關(guān)鍵問題研究[J].教育教學(xué)論壇，2017，（8）：175-176.