《工程設計方法與系統分析》教學(xué)改革的探索與研究

　　論文關(guān)鍵詞:工程設計 系統分析 教學(xué)改革
論文摘要:通過(guò)實(shí)例教學(xué)使學(xué)生系統地掌握具體的工程設計流程,培養學(xué)生發(fā)現問(wèn)題的主動(dòng)性,在系統分析中引入能源領(lǐng)域最新的技術(shù)、案例,拓寬學(xué)生的知識面,有助于提高學(xué)生對課堂教學(xué)內容的關(guān)注程度以及培養學(xué)生對課程所在領(lǐng)域進(jìn)行探索的積極性,加深學(xué)生對原有知識的理解并增強其靈活運用知識的能力。

一、“工程設計方法與系統分析”課程改革的必要性
“工程設計方法與系統分析”是建筑環(huán)境與設備工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課,課程設置在第七學(xué)期進(jìn)行,共28學(xué)時(shí)。在時(shí)間上,學(xué)生已完成全部專(zhuān)業(yè)基礎課和絕大部分專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習,具備了建環(huán)專(zhuān)業(yè)較為完備的基礎知識和一定的專(zhuān)業(yè)認識。通過(guò)這門(mén)課程的有效學(xué)習,可以使學(xué)生系統地、明確地掌握暖通空調工程的設計方法,并針對不同形式的暖通空調系統能夠對實(shí)際工程的可行性、經(jīng)濟性以及節能性做出客觀(guān)、正確的分析。該課程的學(xué)習不僅能夠產(chǎn)生溫故而知新的效果,同時(shí)可以使學(xué)生對本專(zhuān)業(yè)及今后可能的工程應用有更深入的認識,對今后的學(xué)習和工作都有很好的指向性。但是,根據以往的教學(xué)反饋,學(xué)生普遍反映該課程較為抽象,難以與實(shí)際發(fā)生聯(lián)系,學(xué)習起來(lái)有困難。在這種情況下,作為教師,怎樣提高課堂教學(xué)效果,引導學(xué)生主動(dòng)發(fā)現問(wèn)題,培養其學(xué)習興趣,是值得認真探討、研究的問(wèn)題。通過(guò)總結、分析與摸索,筆者在近兩年的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了如下改革探索,取得了較好的教學(xué)效果。
二、課堂教學(xué)的改革重點(diǎn)
1.注重實(shí)例教學(xué)
暖通空調系統的設計本身是面向工程應用的,對于這種實(shí)踐操作性很強的課程,只講課本中的理論和設計規范中的條文,不可能讓學(xué)生真正掌握實(shí)際工程的具體設計方法與步驟,過(guò)多的理論、條文灌輸,甚至會(huì )使學(xué)生在學(xué)習中產(chǎn)生認識混亂和厭學(xué)情緒。只有結合具體實(shí)例,讓學(xué)生對設計流程產(chǎn)生全面的感性認識,真正體會(huì )到設計方法的實(shí)用性,才會(huì )產(chǎn)生學(xué)習興趣,有進(jìn)一步探索的渴望。同時(shí),在講解實(shí)例時(shí),教師要用深入淺出的語(yǔ)言對工程設計的步驟進(jìn)行分析。例如,在講授負荷計算時(shí),可結合教室中的墻體和窗戶(hù)對圍護結構導熱系數、遮陽(yáng)系數、朝向修正系數以及窗墻比等參數的選用進(jìn)行逐一分析,并讓學(xué)生通過(guò)查表和對比自己求得結果,這樣,絕大多數同學(xué)都可以正確地理解這些參數的含義并掌握其選取方法,同時(shí),通過(guò)這種“貼身”實(shí)例的親自實(shí)踐,也會(huì )加強學(xué)習過(guò)程中的記憶效果。
2.重視新技術(shù)、新方法的補充介紹
眾所周知,教材中編入的是課程領(lǐng)域內最基本的、通常也是經(jīng)受了長(cháng)時(shí)間檢驗的素材,這些內容無(wú)疑是應當掌握的根本內容,但其內容的新穎性相對而言則有所不足。教師在授課過(guò)程中應注意根據學(xué)科的發(fā)展向學(xué)生補充介紹課程涉及的新技術(shù)和新方法。例如,在講授怎樣確定初步設計階段的設備容量時(shí),可以地埋管地源熱泵系統為例,補充介紹地埋管換熱器長(cháng)度的設計。這樣,不僅可以及時(shí)地將這種已在我國經(jīng)濟較為發(fā)達地區得到大量應用但尚未在課本中系統地出現的新能源利用技術(shù)介紹給學(xué)生,開(kāi)拓其知識面,同時(shí),新事物也更容易引起學(xué)生的好奇心和求知欲,使之產(chǎn)生課堂教學(xué)不僅僅是照本宣科,還可以獲得課本以外的新體驗的認識。需要注意的是,介紹新技術(shù)時(shí),應緊密與專(zhuān)業(yè)基礎知識相聯(lián)系,以學(xué)生容易接受的方式進(jìn)行。仍以地埋管換熱器為例,講解其長(cháng)度設計時(shí),應將地埋管的傳熱分析與專(zhuān)業(yè)基礎課“傳熱學(xué)”中的傳熱過(guò)程一節的內容進(jìn)行對照分析,并與常規空調散熱器從傳熱方式、傳熱介質(zhì)、設備形式等方面進(jìn)行比較,使學(xué)生感覺(jué)到這種換熱設備是其所熟悉的換熱器的一種變化而已。這樣,在輕松、易掌控的心態(tài)下學(xué)習,可以提高學(xué)生的興趣和持久性。
3.培養學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性
專(zhuān)業(yè)課不同于英語(yǔ)或計算機等基礎課程,有等級考試或升學(xué)考試成為學(xué)生為之長(cháng)期努力的現實(shí)目標。作為專(zhuān)業(yè)課教師,使學(xué)生專(zhuān)注于一堂課容易,但要培養其長(cháng)期的學(xué)習自覺(jué)性,則非調動(dòng)學(xué)生的內在求知欲并提高其解決問(wèn)題的能力不可。這就要引導學(xué)生主動(dòng)發(fā)現問(wèn)題、分析問(wèn)題進(jìn)而解決問(wèn)題,使之通過(guò)學(xué)習產(chǎn)生充實(shí)感和自信心,才能使學(xué)生長(cháng)期保持學(xué)習的動(dòng)力和熱度,不至輕易放棄或中斷。在課堂教學(xué)中,講授暖通空調的系統分析這一部分內容時(shí),可以聯(lián)系我國正在建設節能型社會(huì )這一時(shí)代特點(diǎn),重點(diǎn)強調各種暖通空調系統的能耗特點(diǎn)和節能潛力,促使學(xué)生找出既有建筑中暖通空調系統需要改進(jìn)的問(wèn)題。例如,在講授熱源的設計時(shí),可向學(xué)生介紹近年來(lái)我國對小型燃煤鍋爐的應用限制,以及國外污水源熱泵的供暖應用,同時(shí)可安排學(xué)生進(jìn)行既有建筑采暖能耗的家庭調研,引導其關(guān)注節能和可再生能源技術(shù),而這一方向將是今后我國社會(huì )的長(cháng)期目標,隨著(zhù)日新月異的技術(shù)發(fā)展,只有不斷地更新知識儲備才能跟上社會(huì )的需求。如此,學(xué)生會(huì )感受到該課程的重要性和緊迫性,促使其加強學(xué)習的自覺(jué)性。
4. 有效利用多媒體教學(xué)設備
與建環(huán)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課相比,“工程設計方法與系統分析”這門(mén)課程沒(méi)有繁瑣的公式推導和大量的計算,而是更強調對已有知識的系統運用。實(shí)踐表明,基于圖表進(jìn)行數據對比分析,根據流程圖進(jìn)行步驟講解,以及通過(guò)照片給予學(xué)生全面、直觀(guān)的感性認識,比單一的口授、板書(shū)更有效。舉例來(lái)說(shuō),對常規供暖系統與地熱供暖系統的能效比和經(jīng)濟性進(jìn)行比較分析時(shí),通過(guò)柱狀圖的直觀(guān)對比,可使學(xué)生更好地掌握兩種系統的量化差異;將初步設計、深化設計和施工圖設計等階段及各階段的重點(diǎn)步驟用流程圖表示,有利于學(xué)生更清楚地把握整個(gè)設計過(guò)程的層次和任務(wù);對太陽(yáng)能輔助熱泵供暖的應用等新能源技術(shù)的講授,如果配以適當的照片實(shí)例,則更容易使學(xué)生了解這些平時(shí)不常見(jiàn)到的暖通系統的形式和工作原理。這些都是在有限的學(xué)時(shí)內達到預期教學(xué)效果所應采取的措施,也是建環(huán)教改組近年教學(xué)研究的成果之一。
三、“工程設計方法與系統分析”教學(xué)改革的初步成果
專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)是一個(gè)復雜的系統工程,關(guān)系到前后知識的銜接與拓展,以及今后的實(shí)際工程應用,筆者近年來(lái)將以上一些改革和探索應用在“工程設計方法與系統分析”課程教學(xué)中,取得了一些效果,但教無(wú)定法,只要將教學(xué)過(guò)程中獲得的啟發(fā)積極地付諸教學(xué)改革的探索與研究,在實(shí)踐中摸索提高教學(xué)效果的新模式,都將是有助于改善課堂教學(xué)的有益嘗試。實(shí)踐證明,通過(guò)“工程設計方法與系統分析”課程教學(xué)改革的實(shí)施,提升了建筑環(huán)境與設備工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對課本知識內涵的理解力,以及應用知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力,對學(xué)生的就業(yè)或進(jìn)一步深造都產(chǎn)生了非常好的影響。

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