基于工程能力培養(yǎng)的建環(huán)專業(yè)課程設(shè)計教學(xué)改革與探索

胡志培 孫志高 李翠敏

（蘇州科技大學(xué)天平學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

0 引言

在節(jié)能減排、低碳環(huán)保的時代背景下，涉及建筑、環(huán)境及能耗三方面的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)（后簡稱“建環(huán)專業(yè)”）正面臨前所未有的發(fā)展與挑戰(zhàn)[1，2]。然而，實際應(yīng)用暴露出當(dāng)下我國建環(huán)專業(yè)教育普遍存在專業(yè)工程能力較弱、社會適應(yīng)性較差等問題。

實踐教學(xué)是夯實學(xué)生理論基礎(chǔ)、培養(yǎng)專業(yè)實踐能力、拓寬專業(yè)知識面的重要途徑。建環(huán)專業(yè)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括實習(xí)、實驗、設(shè)計等多種形式，其中設(shè)計又分為課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計兩部分。主干專業(yè)課程一般都有課程設(shè)計環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生利用基礎(chǔ)理論知識解決實際問題的能力，掌握建環(huán)專業(yè)工程設(shè)計的內(nèi)容與方法[3，4]。

為此，筆者結(jié)合建環(huán)專業(yè)主干專業(yè)課程設(shè)計存在的主要問題及自身多年的教學(xué)經(jīng)驗，進(jìn)行建環(huán)專業(yè)課程設(shè)計的教學(xué)改革與探索，引入應(yīng)用型教學(xué)理念，加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)造力、實踐能力的培養(yǎng)，實現(xiàn)課程設(shè)計教學(xué)效果的提升。

1 專業(yè)課程設(shè)計存在的問題及改革的必要性

構(gòu)建綠色建筑，提高建筑供暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的能源利用效率，是建環(huán)專業(yè)的重要使命。畢業(yè)生除需掌握扎實的理論基礎(chǔ)外，還需具備較強(qiáng)的動手操作和實踐能力[5，6]。因而，在人才培養(yǎng)中應(yīng)始終堅持教學(xué)與實踐緊密結(jié)合的方針，以培養(yǎng)更多高素質(zhì)的工程技術(shù)人才。現(xiàn)階段的課程設(shè)計環(huán)節(jié)普遍存在以下問題[7]。

1.1 理論教學(xué)與課程設(shè)計脫節(jié)

設(shè)計是工科專業(yè)學(xué)生必須經(jīng)歷且極為重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。除畢業(yè)設(shè)計外，專業(yè)課的課程設(shè)計通常安排在理論課結(jié)束后，利用一到兩周的時間集中完成。由于時間短、任務(wù)重，且距離理論課結(jié)束的時間較長，大多數(shù)同學(xué)會出現(xiàn)相關(guān)知識點生疏甚至遺忘的現(xiàn)象，進(jìn)入設(shè)計狀態(tài)所花時間過長。

1.2 各門課程設(shè)計不連貫，缺乏綜合性實踐環(huán)節(jié)

專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容與工程實踐相對應(yīng)，每門課程分別對應(yīng)工程中的部分問題，各門課程分別設(shè)置獨立的課程設(shè)計，常導(dǎo)致學(xué)生對專業(yè)系統(tǒng)缺乏整體性、系統(tǒng)性認(rèn)知。由于工程實踐能力要求學(xué)生具備整體觀，因此在理解并掌握各課程的關(guān)聯(lián)，建立專業(yè)知識體系的基礎(chǔ)上，建立培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力的課程設(shè)計就成為更好的選擇。

1.3 忽視工程規(guī)范

遵照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行工程設(shè)計是每個工程師的基本素養(yǎng)。作為在校學(xué)生，雖無法完全按照實際工程的要求進(jìn)行設(shè)計，但同樣可通過課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)熟悉、理解相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。然而，實際的課程設(shè)計過程中，學(xué)生通常習(xí)慣性選擇教材作為參考書，忽視了工程規(guī)范在設(shè)計中的地位與作用。直接后果是畢業(yè)在設(shè)計時仍然不熟悉專業(yè)規(guī)范，很多參數(shù)的取值不夠合理。

1.4 忽視對學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

由于學(xué)生人數(shù)眾多，課程設(shè)計時間緊張，現(xiàn)階段建環(huán)專業(yè)的課程設(shè)計通常是每人一個題目，題目類似而設(shè)計參數(shù)不同，該操作模式直接導(dǎo)致老師無暇顧及學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造力的培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在方案選擇階段，部分同學(xué)明顯存在方案不合理甚至方案抄襲的現(xiàn)象，缺少方案對比及尋優(yōu)的過程，未能通過課程設(shè)計提高學(xué)生的分析能力及創(chuàng)造力。

2 建環(huán)專業(yè)課程設(shè)計教學(xué)改革與探索

2.1 課程設(shè)計嵌入理論教學(xué)

課程開始時就明設(shè)計任務(wù)，并將課程設(shè)計任務(wù)分解、貫穿至理論課教學(xué)，通過算例的方式說明理論知識如何用于實際項目，實現(xiàn)課程設(shè)計與理論教學(xué)同步進(jìn)行。帶著設(shè)計任務(wù)聽課，有目的地學(xué)習(xí)會提升學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生在掌握理論知識的同時，建立起綜合應(yīng)用專業(yè)知識解決具體問題的能力[8]。同時，學(xué)生有充裕的時間分析設(shè)計題目，并通過反復(fù)思考、查閱資料的過程進(jìn)一步加深對設(shè)計題目的理解，并在此過程中提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，也為學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)提供了更為廣闊的空間。

2.2 建立基于實際項目的綜合課程設(shè)計

選擇難度適宜、體量適中、基礎(chǔ)資料齊全的實際項目為載體，將專業(yè)課程中緊密聯(lián)系的課程整合在一起并形成綜合性課程設(shè)計。將原來獨立的空調(diào)工程課程設(shè)計、空調(diào)用制冷技術(shù)課程設(shè)計合并為空調(diào)制冷綜合課程設(shè)計，將供熱工程、鍋爐及鍋爐房設(shè)備課程設(shè)計合并為供熱工程綜合課程設(shè)計。通過對原本形式上相互獨立的兩門課程的有機(jī)融合，形成對制冷空調(diào)、熱源熱網(wǎng)的系列設(shè)計，在避免以往大量重復(fù)性工作的同時，更有利于學(xué)生對設(shè)計項目的整體把握。

采用多名教師建立團(tuán)隊，集體指導(dǎo)，各有側(cè)重的指導(dǎo)方式。各指導(dǎo)老師分別將對應(yīng)的設(shè)計任務(wù)在自己負(fù)責(zé)的理論教學(xué)中完成，以服務(wù)于后續(xù)的設(shè)計環(huán)節(jié)，如此環(huán)環(huán)相扣，在指導(dǎo)學(xué)生完成綜合課程設(shè)計的同時，加深學(xué)生對各門課程聯(lián)系的理解，建立知識網(wǎng)絡(luò)，形成知識體系，提高綜合實踐能力。

2.3 將工程規(guī)范引入課堂教學(xué)及課程設(shè)計

建環(huán)專業(yè)是典型的工科專業(yè)，專業(yè)教學(xué)過程應(yīng)與工程規(guī)范緊密相連。首先，在理論教學(xué)中適時引入工程規(guī)范，例如，空氣調(diào)節(jié)的負(fù)荷計算部分，可結(jié)合GB50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)內(nèi)容展開。

課程設(shè)計中，使學(xué)生明白工程規(guī)范是設(shè)計的主要依據(jù)，鼓勵學(xué)生多查規(guī)范，多看規(guī)范，理解標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的具體使用條件，并指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)適用條文展開設(shè)計；基于對規(guī)范的正確理解合理選擇設(shè)計參數(shù)，盡可能實現(xiàn)設(shè)計的規(guī)范化、合理化。

2.4 實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新實踐與課程設(shè)計的有機(jī)融合

首先，題目選擇方面，盡量選擇多樣化、實用性的題目，以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生直觀感受專業(yè)知識在實際項目中的應(yīng)用。其次，方案的制訂、分析和比選，是培養(yǎng)學(xué)生全面思考、綜合定奪的過程，是整個課程設(shè)計的核心和關(guān)鍵。雖然課程設(shè)計時間有限，但對學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造力的培養(yǎng)是一個相對漫長、持續(xù)的過程。鼓勵學(xué)生積極參與暖通類設(shè)計比賽，并將此作為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的擴(kuò)展平臺，實現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造力的持續(xù)培養(yǎng)。

3 結(jié)語

工程類專業(yè)教學(xué)須走向工程實踐，課程設(shè)計是在老師指導(dǎo)下引導(dǎo)學(xué)生從理論到實踐的重要環(huán)節(jié)。將課程設(shè)計嵌入理論教學(xué)，加強(qiáng)實踐教學(xué)與理論教學(xué)的聯(lián)動性，通過對同一項目展開綜合性課程設(shè)計，幫助學(xué)生將所學(xué)知識融會貫通、綜合應(yīng)用，提升專業(yè)素養(yǎng)。