基于混合式教學(xué)的《建筑環(huán)境測試技術(shù)》教學(xué)改革研究

郭思宇 任秀宏 談瑩瑩

（河南科技大學(xué) 洛陽 471023）

0 引言

《建筑環(huán)境測試技術(shù)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程針對建筑環(huán)境中涉及的溫度、濕度、壓力、流速、流量、熱量、氣體成分、噪聲、環(huán)境中放射性等參數(shù)詳細(xì)介紹了每個(gè)參數(shù)的測量原理、測量方法、常見測試儀表的應(yīng)用及校準(zhǔn)，同時(shí)從實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)出發(fā)，詳細(xì)說明了不同測量方法和數(shù)據(jù)結(jié)果的誤差分析以及數(shù)據(jù)處理過程[1]。掌握有關(guān)建筑環(huán)境中常用參數(shù)的測試?yán)碚?、測試方法，具備本專業(yè)中測試系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的基本能力，以期達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和解決復(fù)雜問題的綜合能力。該課程對本專業(yè)的后續(xù)課程如暖通空調(diào)、建筑環(huán)境學(xué)、空調(diào)用冷熱源、制冷技術(shù)、熱泵等課程提供實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)思維和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，也為將來的科學(xué)研究打下實(shí)驗(yàn)研究能力的基礎(chǔ)。面對社會(huì)對人才新的要求，本次研究提出通過在線上線下混合課程的學(xué)習(xí)鍛煉過程中，使新時(shí)代背景下的大學(xué)生獲得終身學(xué)習(xí)的能力，以達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用研究型人才的目標(biāo)[2]。

1 課程現(xiàn)狀分析

課程是“立德樹人成效”這一培養(yǎng)根本標(biāo)準(zhǔn)的具體化、操作化和目標(biāo)化[3]，也是當(dāng)前我國大學(xué)帶有普遍意義的短板、瓶頸和關(guān)鍵所在，課程的低階性、陳舊性問題比較突出，課程的挑戰(zhàn)度明顯不夠，因而學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果的目標(biāo)性和個(gè)性化程度較低。

河南科技大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)于2018年首次通過國家專業(yè)評估（認(rèn)證），成為河南科技大學(xué)第四個(gè)通過國家專業(yè)認(rèn)證的專業(yè)，通過專業(yè)評估是對專業(yè)課程建設(shè)的肯定，也是對未來課程建設(shè)的一項(xiàng)挑戰(zhàn)，在2017年新版課程及實(shí)踐大綱中建筑環(huán)境測試技術(shù)已經(jīng)初步提出改革思路，為項(xiàng)目實(shí)施提供先決條件。建筑環(huán)境測試技術(shù)2012年大綱中為48 學(xué)時(shí)，其中44 學(xué)時(shí)理論教學(xué)，4 個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)踐教學(xué)，在2014年后，總學(xué)時(shí)變更為40 學(xué)時(shí)，且實(shí)踐學(xué)時(shí)增加至10 個(gè)，2017年后至今為提升專業(yè)學(xué)生綜合能力，新版大綱調(diào)整建筑環(huán)境測試技術(shù)課程總學(xué)時(shí)為40 學(xué)時(shí)，理論學(xué)時(shí)縮減至20 學(xué)時(shí)，實(shí)踐學(xué)時(shí)增加至20 學(xué)時(shí)，理論學(xué)時(shí)壓縮后對學(xué)生自學(xué)能力有較高的要求。

以往建筑環(huán)境測試技術(shù)課程的授課形式為傳統(tǒng)多媒體教學(xué)與安排學(xué)生參與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為主，討論形式為輔。多媒體授課內(nèi)容為參數(shù)測量方法與具體設(shè)備的講解，由于測量方法眾多，不同方法制成的設(shè)備花樣繁多，所需的理論講解學(xué)時(shí)較多，通過多媒體教學(xué)能讓學(xué)生通過教師的演示來觀看實(shí)驗(yàn)設(shè)備，但學(xué)習(xí)多為被動(dòng)接收而非主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)興趣仍有待提高，且由于課程學(xué)時(shí)多花費(fèi)在理論授課上，學(xué)生去體驗(yàn)測試方法、設(shè)備的學(xué)時(shí)分配受限，無法完成知識能力素質(zhì)的有機(jī)融合，面對實(shí)際工程問題時(shí)，學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維有所欠缺；在具體實(shí)驗(yàn)過程中，多數(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為教師給出具體實(shí)驗(yàn)方案由學(xué)生來進(jìn)行操作，實(shí)驗(yàn)過程直接，學(xué)生的思考過程明顯不夠充分，完成課程學(xué)習(xí)后，無法形成系統(tǒng)的測量思維以及深入設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，授人以魚不如授人以漁，可以看出以往課程教學(xué)過程多數(shù)是在授“魚”而非授“漁”。探討如何將“線上+線下”學(xué)習(xí)利用起來，將為工科課程的教學(xué)提供新的突破。

2 混合式課程改革思路探討

2.1 改革的目標(biāo)及內(nèi)容

本次研究以《建筑環(huán)境測試技術(shù)》為載體，仔細(xì)研讀新版培養(yǎng)方案的改革思路，利用“線上+線下”打造混合式教學(xué)課程改革，依據(jù)理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程學(xué)習(xí)規(guī)律，將理論原理、方法學(xué)習(xí)部分以線上教學(xué)的形式呈現(xiàn)，線下更合理充分的利用實(shí)驗(yàn)室教學(xué)這一主陣地，翻轉(zhuǎn)課堂，將當(dāng)代社會(huì)實(shí)際問題拋出來，使課程內(nèi)容反映前沿性和時(shí)代性，最終培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決復(fù)雜問題的綜合能力。

2.1.1 混合式課程改革主要目標(biāo)：

（1）水課變金課，提高課程備課質(zhì)量。線上課程的錄制對教師提出了新的備課要求，除了以往備課要求之外，還要求老師對課程知識進(jìn)行更加明確的提煉和更加繪聲繪色的表達(dá)能力。

（2）結(jié)合當(dāng)代我國現(xiàn)狀在課程建設(shè)中融入前沿知識，提升學(xué)習(xí)廣度與深度?，F(xiàn)階段國家對人才的創(chuàng)新能力要求愈來愈高，大學(xué)生若仍被動(dòng)聽課，少動(dòng)手，缺思考，欠實(shí)踐的弊端就會(huì)日益明顯，這對創(chuàng)新能力的提升將是阻礙，課堂融入前沿知識，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，當(dāng)代大學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力均能得到提升。

（3）化“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”為“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，及時(shí)精準(zhǔn)的過程評價(jià)，提升教學(xué)質(zhì)量。以往老師針對不同的學(xué)生備課的依據(jù)基本相似，學(xué)生如何教、教到什么程度，經(jīng)驗(yàn)是老師一大助力，但變課堂授課為線上授課，線上數(shù)據(jù)的分析處理比經(jīng)驗(yàn)更加迅速和準(zhǔn)確，并能為線下的討論提供學(xué)生薄弱環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)支撐，教學(xué)質(zhì)量將有較大提升。

（4）以學(xué)生為中心，通過解決實(shí)際問題來引導(dǎo)學(xué)生多讀書、深思考、善提問、勤實(shí)踐。線上線下相結(jié)合，線上理論知識提煉學(xué)習(xí)，線下討論學(xué)習(xí)薄弱環(huán)節(jié)以及前沿科學(xué)工程問題，引導(dǎo)和培養(yǎng)應(yīng)用研究型人才。

2.1.2 混合式課程改革主要內(nèi)容：

線上課程改革：①理論學(xué)習(xí)安排方法學(xué)習(xí)、原理學(xué)習(xí)等以錄播課的形式呈現(xiàn)，由原線下學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為線上學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)過程的考核、評價(jià)、學(xué)習(xí)效果反饋在雨課堂或?qū)W習(xí)通等中完成；②理論學(xué)習(xí)中涉及測量設(shè)備的學(xué)習(xí)增加最新前沿研究成果，學(xué)習(xí)地點(diǎn)由教室轉(zhuǎn)為實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備參觀、設(shè)備使用、研究學(xué)習(xí)。

線下課程改革：①將我國現(xiàn)階段需解決的實(shí)際工程問題作為實(shí)踐內(nèi)容，由被動(dòng)的去操作實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷?shí)際問題的思考、設(shè)計(jì)解決方案，并通過具體實(shí)驗(yàn)過程驗(yàn)證方案可行性；②實(shí)驗(yàn)考核方式由最終的單個(gè)紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告變?yōu)檫^程評價(jià)，具體為教師對實(shí)驗(yàn)方案撰寫評價(jià)、實(shí)驗(yàn)操作過程評價(jià)、數(shù)據(jù)處理與誤差分析評價(jià)和學(xué)生對對小組內(nèi)個(gè)體組員貢獻(xiàn)度互評相結(jié)合。

2.2 具體實(shí)施方案

建筑環(huán)境測試技術(shù)這門課具備特殊性，它對理論和實(shí)踐均有要求，但這門課也有普適性，屬于工科學(xué)習(xí)的理論與實(shí)踐相結(jié)合課程?！熬€上+線下”相融合，打造混合式教學(xué)金課[4]，使該課程學(xué)習(xí)廣度和難度進(jìn)一步提升，對教師和學(xué)生都提出了較高要求。具體實(shí)施方案如下：

考慮到以“高階性”、“創(chuàng)新性”、“挑戰(zhàn)度”的“兩性一度”為標(biāo)準(zhǔn)打造《建筑環(huán)境測試技術(shù)》混合式課程改革，需要在課程開始前撰寫混合式教學(xué)授課計(jì)劃，將具體的方法、原理講解等內(nèi)容如誤差的數(shù)據(jù)處理、熱電偶的測溫原理、光電式露點(diǎn)濕度計(jì)的工作原理、壓力表的工作原理及選用、電磁流量計(jì)的工作原理等確定在錄播課的范圍內(nèi)，將設(shè)備理解、操作如熱電偶的制作、熱電阻的校核、溫濕度計(jì)的制作、管道流體流速及流量測量的測點(diǎn)布置等劃歸于線下學(xué)習(xí)，確定線上線下課時(shí)分配比例，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，線上比例50%（約20 課時(shí)），線下比例50%（約20 課時(shí)）對于課程內(nèi)容完整性把握比較良好，學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力能夠得到較充分的鍛煉。教師制作《建筑環(huán)境測試技術(shù)》的多媒體課件，完成在線開放課程的錄制，結(jié)合雨課堂、學(xué)習(xí)通等新型信息技術(shù)手段，設(shè)置章節(jié)考試題庫，對課程線上學(xué)習(xí)進(jìn)行總結(jié)、分知識點(diǎn)測驗(yàn)，并及時(shí)在課堂學(xué)習(xí)中對學(xué)生考核結(jié)果進(jìn)行評價(jià)分析、反饋。教師結(jié)合我省現(xiàn)存社會(huì)工程問題因地制宜的給出多個(gè)課題，或結(jié)合科研方向給出待解決的多個(gè)問題，作為課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的待研究對象，在線下課堂上利用提問教學(xué)法、討論法等多教學(xué)形式線下教學(xué)，并在實(shí)踐環(huán)節(jié)里以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等模式使教學(xué)形式呈現(xiàn)先進(jìn)性和互動(dòng)性，并以科研、工程課題促教學(xué)，推動(dòng)學(xué)生早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

另一方面，學(xué)生自由安排線上學(xué)習(xí)時(shí)間，把握信息化時(shí)代學(xué)習(xí)節(jié)奏，通過更多的查閱資料、預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)完成線上課程知識點(diǎn)考核，利用思維導(dǎo)圖系統(tǒng)化梳理課程理論知識。線下積極參與實(shí)驗(yàn)課題研究型學(xué)習(xí)方式，完成實(shí)驗(yàn)課題解決方案設(shè)計(jì)，加深對測試技術(shù)的理解，使完成的學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性化。在線下環(huán)節(jié)中，以學(xué)生為中心，通過師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，以小組形式分別完成不同課題的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，深化線上理論知識的學(xué)習(xí)，并通過對方案的具體實(shí)施過程完成對方案的修改完善，最后依據(jù)小組成員個(gè)體貢獻(xiàn)度、每組方案優(yōu)劣程度，完成組內(nèi)成員互評，組組互評，互評時(shí)應(yīng)寫明具體參與過程及評價(jià)原因。

2.3 課程改革成效

經(jīng)過完整的兩個(gè)學(xué)年課程改革，在不斷壓縮理論課時(shí)的大綱要求下，建筑環(huán)境測試技術(shù)課程的理論學(xué)時(shí)可以適應(yīng)，學(xué)生的理論知識在不斷的強(qiáng)化中比以往更加牢固，理解的深度更高，課堂的答疑環(huán)節(jié)提出的問題也更有針對性和實(shí)用性，在部分考題理論聯(lián)系實(shí)際之后仍能在考試中有不錯(cuò)的成績。更多的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)鍛煉過程，老師對實(shí)踐環(huán)節(jié)有更加準(zhǔn)確的把握，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、撰寫實(shí)驗(yàn)方案的要求也在不斷完善，而學(xué)生在這個(gè)過程中，既深入理解課程系統(tǒng)知識，也增加了不少創(chuàng)新性思維，如學(xué)生后期參與其他課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)思考和動(dòng)手能力明顯提升，如暖通空調(diào)、制冷技術(shù)、熱質(zhì)交換等課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)課程授課教師反饋實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的誤差分析更充分，并涵蓋一部分的數(shù)據(jù)誤差計(jì)算部分，2018年以前的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫質(zhì)量有明顯提升；學(xué)生參與學(xué)科競賽熱情明顯高于以往，競賽表現(xiàn)也更加優(yōu)異。近年來，本專業(yè)學(xué)生參與全國專業(yè)相關(guān)競賽的參加率達(dá)80%，多次獲獎(jiǎng)，2018年獲全國大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競賽全國二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，2019年獲全國大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競賽全國二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，獲中國制冷空調(diào)行業(yè)大學(xué)生科技競賽創(chuàng)新設(shè)計(jì)全國二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，2020年獲全國大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競賽全國三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，獲中國制冷空調(diào)行業(yè)大學(xué)生科技競賽創(chuàng)新設(shè)計(jì)全國二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，各項(xiàng)競賽指導(dǎo)教師反饋學(xué)生撰寫方案能力比以往有較大的提升。

2.4 課程改革遇到的主要問題

（1）錄播課內(nèi)容的選擇與建設(shè)，錄播課對經(jīng)費(fèi)和教師的授課能力都有不小的要求；

（2）線上+線下學(xué)習(xí)的內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配，這個(gè)需要更多的線上評價(jià)數(shù)據(jù)在每個(gè)學(xué)年教學(xué)中不斷調(diào)整；

（3）線下學(xué)習(xí)中，為提高課程挑戰(zhàn)性，需學(xué)生去自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的課題廣度、深度，一是要因地制宜，二是深度把握較難，直接關(guān)系學(xué)生的課程成績表現(xiàn)。這需要教師不斷提升自我科研創(chuàng)新能力并積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不斷研究和完善實(shí)驗(yàn)考核方式及考核評分標(biāo)準(zhǔn)，合理的分配教師考評和學(xué)生互評比例，最終完成課程的綜合考核。

3 結(jié)論

基于“線上+線下”打造建筑環(huán)境測試技術(shù)混合式教學(xué)金課，線上與線下分開，線上慕課打造精品課程，節(jié)約理論學(xué)習(xí)占用授課時(shí)間，適應(yīng)信息化時(shí)代學(xué)習(xí)模式，線下使課程內(nèi)容反映前沿性和時(shí)代性，增加學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)性，引導(dǎo)學(xué)生多讀書、深思考、善提問、勤實(shí)踐，該課程改革成果后期可推廣至其他工科課程教學(xué)活動(dòng)。