基于工程教育認(rèn)證的空氣調(diào)節(jié)課程實驗教學(xué)改革

張銳

摘? 要：全國有越來越多的高校在工程教育認(rèn)證的指導(dǎo)下進(jìn)行人才培養(yǎng)體系的改革，其中實驗教學(xué)的改革同樣重要。空氣調(diào)節(jié)課程是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)一門重要的核心專業(yè)課，中國石油大學(xué)勝利學(xué)院的空氣調(diào)節(jié)課程的實驗教學(xué)與工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)相比還存在較大的差距，本文首先分析了存在的問題，然后在實驗教學(xué)方法、實驗教學(xué)內(nèi)容和考核評價指標(biāo)等方面提出了改革措施。

關(guān)鍵詞：空氣調(diào)節(jié)? 實驗教學(xué)? 教學(xué)改革

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）10（b）-0206-04

Abstract： More and more colleges and universities carry out the reform of personnel training system under background of engineering education certification， in which the reform of experimental teaching is equally important. Air conditioning course is an important core professional course of building environment and energy application engineering. There is a big gap between the experimental teaching of air conditioning course in Shengli College of China University of petroleum and the certification standard of engineering education. This paper first analyzes the existing problems， and then puts forward the improvement in the experimental teaching method， experimental teaching content and evaluation index reform measures.

Key Words： Air conditioning; Experimental teaching; Teaching reform

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心就是要確認(rèn)工科專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評價。專業(yè)認(rèn)證的三大核心理念是以學(xué)生為中心的教育理念、“產(chǎn)出導(dǎo)向”的教育體系和持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量關(guān)[1]。為了實現(xiàn)這三大核心理念，人才培養(yǎng)體系的改革勢在必行，其中重要的是實踐課程體系的建設(shè)，而實驗教學(xué)又是實踐環(huán)節(jié)非常重要的一部分，對培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力十分重要。通過實驗環(huán)節(jié)，學(xué)生可以更好地理解理論知識，能夠?qū)W以致用，同時也能提高發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的能力以及動手能力。

目前，有越來越多的高校在工程教育認(rèn)證的指導(dǎo)下，進(jìn)行人才培養(yǎng)體系的改革，其中就包括實驗課程體系的改革。胡標(biāo)等結(jié)合安徽理工大學(xué)工程類專業(yè)實驗教學(xué)當(dāng)前現(xiàn)狀和存在問題，對實驗室建設(shè)、實驗內(nèi)容、師資隊伍建設(shè)、實驗教學(xué)等方面進(jìn)行了改革，目的是全面提升學(xué)生綜合素質(zhì)和工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量[1]。顏曦明等基于北部灣大學(xué)應(yīng)用型本科高校特點和工程認(rèn)證要求，對化工原理實驗教學(xué)提出了改革措施，在改善實驗教學(xué)設(shè)施的基礎(chǔ)上，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改良教學(xué)方法，規(guī)范考核標(biāo)準(zhǔn)，提高教師實踐教學(xué)水平，重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力[2]。李俊等從實驗教學(xué)理念、實驗教學(xué)模式、實驗教學(xué)內(nèi)容等五個方面分析了“提高采收率”課程實驗教學(xué)存在的問題，然后提出了基于應(yīng)用型創(chuàng)新能力培養(yǎng)的石油工程專業(yè)選修課程實驗教學(xué)改革措施[3]。趙常松等在新工科背景下針對通信工程專業(yè)實驗課程改革中存在的問題引入OBE的教學(xué)理念，對通信工程專業(yè)的實驗教學(xué)課程體系進(jìn)行深入的教學(xué)改革[4]。付林杰等結(jié)合新工科背景、建設(shè)理念和基本要求，重點對大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)進(jìn)行改革，通過多種物理實驗教學(xué)模式來培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗技能，從而更加深刻地認(rèn)知、掌握、運(yùn)用所學(xué)的物理知識，推動大學(xué)生更好地開拓創(chuàng)新，培養(yǎng)“雙創(chuàng)”人才[5]。張義偉等為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實踐能力以及創(chuàng)新和綜合應(yīng)用能力，針對安徽工業(yè)大學(xué)材料類專業(yè)“材料學(xué)基礎(chǔ)實驗”教學(xué)中存在的問題，在教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的背景下，進(jìn)行了改革探討[6]。

空氣調(diào)節(jié)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)一門非常重要的核心專業(yè)課，內(nèi)容包括理論課程和實驗課程兩部分，其中實驗課程的學(xué)習(xí)能夠促進(jìn)學(xué)生對理論知識的理解，學(xué)生通過實驗課程的動手實操能夠明白理論知識如何去應(yīng)用。但是目前中國石油大學(xué)勝利學(xué)院的空氣調(diào)節(jié)課程的實驗教學(xué)相較于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)還存在較大的差距，具有較多的問題，下面將針對存在的問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的教學(xué)改革措施。

1? 傳統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)課程實驗教學(xué)存在的問題

1.1 實驗時間安排不合理

目前空氣調(diào)節(jié)課程的實驗是4個學(xué)時，包括兩個實驗，沒有專門安排實驗教學(xué)時間，由教師根據(jù)學(xué)生和教師的時間進(jìn)行自主安排。由于實驗室空間有限，實驗儀器臺數(shù)有限，需要通過增加分組數(shù)的方式使學(xué)生都能夠動手參與實驗，但是這樣增加了教師的工作量和總的實驗時間，教師為了能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，就會適當(dāng)壓縮每次實驗的時間，導(dǎo)致學(xué)生做實驗不充分，沒有充足的時間思考和研究。學(xué)生在有限的時間內(nèi)僅僅是為了完成實驗而操作，興趣不高，缺乏主動性。

1.2 實驗內(nèi)容不合理

目前空氣調(diào)節(jié)課程的實驗所用實驗臺如圖1所示，包括空氣處理過程的測試（圖a），空調(diào)制冷供熱綜合實驗（圖b），都是驗證性實驗。空氣處理過程實驗主要是測試空氣在不同的熱濕處理過程（加熱、冷卻、加濕、除濕）中空氣參數(shù)的變化，以及各個過程中冷熱量和濕量的計算;空調(diào)制冷供熱綜合實驗主要包括空調(diào)過程演示、通過改變風(fēng)量、溫度、流量等參數(shù)測定制冷壓縮機(jī)的性能，測定表面式換熱器的性能。學(xué)生通過實驗得到的結(jié)果只是驗證了已有的結(jié)論，并且學(xué)生在實驗的過程中主要是按照既定的實驗步驟進(jìn)行實驗，所進(jìn)行的操作主要是改變實驗工況、讀取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析和誤差處理。在整個實驗的過程中，并沒有發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生可操作部分有限，并且沒有給學(xué)生留有主動思考問題、分析問題和解決問題的空間，這樣的實驗實踐內(nèi)容，無法培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

1.3 教學(xué)方法陳舊

在現(xiàn)有的實驗教學(xué)中，先把實驗手冊發(fā)給學(xué)生預(yù)習(xí)，實驗過程時由老師講解和演示實驗步驟，接下來由學(xué)生按照實驗步驟進(jìn)行操作。這種教學(xué)過程，仍然是以教師教為主，學(xué)生只是按照既定的實驗步驟進(jìn)行實驗，不能調(diào)動學(xué)生的積極性，不能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。

1.4 考核評價機(jī)制單一

空氣調(diào)節(jié)課程實驗部分的考核成績主要以實驗報告的成績?yōu)橹?，并且該部分成績是計算在空氣調(diào)節(jié)課程的平時成績中的，占平時成績的比例由任課老師結(jié)合考勤、作業(yè)等其他項目自主確定，而平時成績只占總成績的30%，所以實驗課的成績對總成績的影響不大。另外，僅憑實驗報告判定學(xué)生的實驗成績不能反映學(xué)生實驗過程中的真實表現(xiàn)和真正理解掌握情況。因此，這種考核評價機(jī)制不能夠調(diào)動學(xué)生進(jìn)行實驗探究的積極性，學(xué)生只是以完成實驗報告為目的，有的同學(xué)實驗時不動手、實驗數(shù)據(jù)用同組同學(xué)的，有的同學(xué)不能對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，甚至還有的同學(xué)只記錄數(shù)據(jù)，不進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析，還存在雷同的實驗報告的情況。

2? 工程教育認(rèn)證背景下的空氣調(diào)節(jié)課程實驗教學(xué)改革

在工程教育認(rèn)證的背景下，針對目前空氣調(diào)節(jié)課程的實驗教學(xué)中存在的問題，將在以下幾個方面進(jìn)行教學(xué)改革。

2.1 實驗教學(xué)內(nèi)容

本校傳統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)課程實驗教學(xué)內(nèi)容不能滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力的要求，不具備培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的條件，與工程教育的要求相比較落后，所以實驗教學(xué)內(nèi)容的改革勢在必行。在本校已有的實驗條件下，改變教學(xué)思路，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

（1）把驗證性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計性實驗和綜合性實驗，向?qū)W生提出要解決的問題，讓學(xué)生利用已有實驗臺自行設(shè)計實驗步驟，完成實驗，得出結(jié)論，由此可以鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和分析問題能力。將目前有的兩個實驗內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)思路的轉(zhuǎn)變，具體如下。

空調(diào)制冷供熱綜合實驗，實驗內(nèi)容改為：測試在等濕冷卻和減濕冷卻時表冷器的冷卻性能隨水流量、進(jìn)水溫度等參數(shù)的變化;測試壓縮機(jī)的制冷量和性能系數(shù)COP隨冷凝器、蒸發(fā)器的進(jìn)水溫度的變化規(guī)律。對于空氣處理過程實驗，實驗內(nèi)容改為：想要把空氣處理到規(guī)定的溫濕度狀態(tài)，學(xué)生應(yīng)如何設(shè)計空氣的處理過程，在這個過程中所消耗的冷量或熱量，除濕或加濕量分別是多少。學(xué)生首先熟悉實驗臺的原理，然后根據(jù)要達(dá)到的目標(biāo)自己設(shè)計實驗過程，完成實驗數(shù)據(jù)的讀取和處理。

（2）增加拆裝類型的實驗，本校實驗室有家用分體式空調(diào)，學(xué)生通過自己動手拆裝分體式空調(diào)，去了解空調(diào)的內(nèi)部構(gòu)造和工作原理，以及分析故障發(fā)生的原因和解除故障的方法，提高學(xué)生的動手能力和發(fā)現(xiàn)問題的能力。

（3）利用虛擬仿真軟件模擬整個建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，學(xué)生通過在軟件中漫游可以熟悉中央空調(diào)系統(tǒng)的組成，學(xué)習(xí)各個組成部分的設(shè)計方法、設(shè)備工作原理、設(shè)備的選型方法等，本校的暖通空調(diào)虛擬仿真綜合實驗臺已完成驗收，能夠完成此實驗部分，由此學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到在實習(xí)實踐過程中無法直接觀察和實踐的內(nèi)容。

2.2 實驗教學(xué)方法

改變以教師教為主的教學(xué)模式和方法，變?yōu)橐詫W(xué)生學(xué)為主的模式。課前把預(yù)習(xí)課件、實驗相關(guān)視頻和實驗手冊發(fā)給學(xué)生，學(xué)生自學(xué)之后帶著問題去上課，做實驗前通過學(xué)生提出自己的疑問——老師解答和老師提問——學(xué)生回答的方式進(jìn)行師生互動，同時檢查學(xué)生的理解情況;實驗過程中以學(xué)生動手為主，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗步驟，通過自己的方法去完成實驗，以達(dá)到鍛煉學(xué)生獨立思考問題和解決問題的能力[7]。

2.3 考核評價方式

改變原有的以實驗報告為單一考核依據(jù)的評價方式，增加過程性考核，把最終的成績評定分為50%的平時表現(xiàn)和50%的實驗報告。對于平時成績，一是可以通過觀察學(xué)生在實驗過程中的操作水平和表現(xiàn)，二是通過增加提問環(huán)節(jié)來判斷學(xué)生對實驗的理解情況，從而為每位學(xué)生評定平時成績;對于實驗報告，通過學(xué)生對實驗原理的理解程度、實驗數(shù)據(jù)的處理分析、誤差分析、實驗反思等幾部分來評定成績。另外，在下次的培養(yǎng)方案修訂中，可以把核心專業(yè)課程中的實驗部分分出來形成實驗課，單獨評定分?jǐn)?shù)，使學(xué)生從思想上提高對實驗課程的重視。

3? 結(jié)語

基于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對人才培養(yǎng)體系進(jìn)行改革已成為目前全國高校都亟需去做的事情，其中的實踐教學(xué)課程體系也是其中重要的一部分[8]。目前，本校建環(huán)專業(yè)空氣調(diào)節(jié)課程的實驗教學(xué)內(nèi)容主要是驗證性實驗，課程的時間安排不合理，教學(xué)方法也比較陳舊，考核方式比較單一，不能完全調(diào)動學(xué)生進(jìn)行實驗研究的積極性，不能充分鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，不能提高學(xué)生的動手能力，不符合培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的要求。結(jié)合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，把實驗教學(xué)內(nèi)容改為設(shè)計性實驗、拆裝類實驗、虛擬仿真類實驗，同時對教學(xué)方法和考核方式也進(jìn)行改革，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的目的。

參考文獻(xiàn)

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