1、浅谈建筑环境与设备工程专业实验教学体系探讨论文关键词:课外能力 教学平台 考核标准 论文摘要:为了适应社会对建筑环境与设备工程专业人才的创新精神和实践能力的要求,从实验教学角度出发,文章提出对建筑环境与设备工程专业的实验教学体系进行重新构建的思路, 并对实施过程中可能出现的问题进行了探讨。 建筑环境与设备工程专业是根据教育部 1998 年颁布的全国普通高校本科专业目录将“供热通风空调工程”和“燃气工程”整合而成的新专业。根据资料显示,本专业现在校学生 3 万人。每年约 6500 名毕业生走向工作岗位。随着我国大学本科招生规模的扩大,毕业生就业压力逐年增大,如何提高学生创新实践能力以适应社会需求
2、的任务摆在了我们的面前。为了适应人才市场的要求,笔者从实验教学角度出发,指出实验教学体系重新构建的迫切性,并提出构建新型实验教学体系的思路。 一、实验教学体系重新构建的迫切性 1.以适应建筑环境与设备工程专业的特点 建筑环境与设备工程专业是以建筑环境科学为依托,运用科学理论方法和工程技术研究人们与建筑环境之间的关系,规划并进行创造人工环境的一门综合型应用学科。是由通风、传热、声、光、材料、生理、心理学等多门学科内容交叉而形成的一门学科,具有以下特点: (1) 建筑环境与设备工程专业集理论、实践和工程技术于一体,是多学科形成的交叉专业,专业的发展在一定程度上依赖于相关学科的进步。 (2) 建筑环
3、境与设备工程专业更注重创新性、实践性,高效节能是本专业技术的主要目标,新型技术的发展主要以该目标为基础。 (3) 社会对本专业人才的要求是以应用型为基础,逐步发展为对创新和综合能力的要求。 2.安徽建筑工业学院(以下简称“我校”)建筑环境与设备工程专业的发展 我校建筑环境与设备工程专业相对全国同类专业起步较晚,从 1992年由暖通空调专业专科发展到 2000 年建筑环境与设备工程专业本科至今,经过多年来的努力,该专业建设取得了跨越式的发展。我校建筑环境与设备工程专业现为安徽省具有特色专业建设点,并于 2009 年通过了教育部的专业评估。学科的发展在取得成绩的同时也暴露了一些问题,其中构建新型的
4、实验教学体系成为目前需要解决的主要问题。 3.强化“课外能力”,加强实践的需要 建筑环境与设备工程专业的教育应该加强实践,强化“课外能力” 。目前实验传统的教学理念落后,实验教学内容陈旧,教学方法和手段单一,实验教学管理薄弱,实验教学仪器设备不完善。理论重于实践,课堂重于课外的状况要有所改变。这些问题不仅制约了实验教学的发展,而且也阻碍了学生实践能力的培养和创造性潜能的发挥。学生一定程度上存在“知识”和“实践”相分离,缺乏将所学的理论知识转化为实践、创新的能力。建筑环境与设备专业是工程应用型专业,涉及应用领域广泛,根据我校 2008 届、2009 届本专业毕业生就业信息的反馈,大部分毕业生从事
5、于本专业或与本专业相关的岗位,如在设计部门、设备安装公司、热力公司、燃气公司、设备销售部门从事本专业的具体工作。若缺乏实践创新能力,学生将不能够很好地融入社会,如何使学生将所学的知识更好地应用于工作中,满足用人单位对人才结构的需求,是本专业教育需要面对的问题。构建新型实验教学体系,以增强学生的实践、创新能力,从而培养合格的现代工程师是解决这个问题的主要方法之一。 二、新型教学实验体系的构建 1.开设实验课程,实验教学集中化 建筑环境与设备工程专业是一个工程性很强的专业,其专业课程的设置有着很强的工程背景,各主干专业课之间有很强的联系性,适合开发综合性、创新性、工程性实验。学生能够结合自己的专业
6、方向,充分应用所学的技术基础知识,在实验课中发挥自己的主观能动性和创造性。基础实验教学开设的实验课程可集中在第四学期和第六学期。通过实验教学集中化强化课程之间的联系,同时也有利于教学的连续性。 2.建立多级教学平台的实验教学体系,强化学生的创新、实践能力 我校建筑环境与设备工程专业在本科教学评估之前,实验室已有一定的规模,主要实验设备系统有:传热学实验台、工程热力学实验台、流体力学实验台、燃气实验台、空调系统模拟实验台等,实验条件基本上满足了理论教学基础实验的要求,但专业的综合、创新、工程实验缺乏。鉴于上述情况,我校以建筑环境与设备工程专业评估为契机,对建筑环境设备专业实验室进行了扩建。扩建过
7、程中尽量统筹兼顾,提高原有设备资源的利用率,并且尽可能与工程实际相结合,投资 180 万元建立了风冷热泵中央空调系统,制冷机锅炉为冷热源的中央空调系统,地源热泵中央空调工程系统。上述中央空调系统均采用先进的控制系统进行监控测量。根据建筑环境与设备工程实验室现有的基础实验、工程实验设备,实验教学内容须进行优化,实验教学体系须重新构建。 通过对建筑环境与设备工程专业实验教学内容进行优化,为培养实践创新能力的实验教学体系进行重新构架。将实验教学内容分级设置,构建基础综合设计(创新)工程四级教学平台的实验教学体系: (1)基础实验平台针对专业基本技能进行训练,实验教学的进行是在指导教师讲解实验原理、方
8、法及注意事项后由学生在特定的时间里按步骤操作测量验证,使学生掌握本专业的基本实验理论知识和实验方法,多数为验证性实验。主要实验名称:二氧化碳临界状态观测及 P-V-T 关系、干空气定压比热测试实验、空气横掠单圆管表面时的放热实验、中温辐射时物体黑度的测试、雷诺实验、伯努利方程仪实验、水泵风机性能曲线实验、热网水力工况实验、散热器热工性能实验、表冷器热工性能实验、火焰传播速度测定实验、燃气管网的水力工况实验、燃气热水器性能测试实验等。 (2)综合实验平台重点培养学生分析问题和解决问题的能力,针对选定的专业方向问题,运用掌握的专业技能提出最终的解决方案。实验可给定实验目的、要求和实验条件,或指定实
9、验仪器,由学生根据目的要求去独立查阅资料、制定实验方案,包括实验原理、实验仪器的选择、实验装置设计、实验步骤的拟订等。这类实验也可以是实验方法的改进。主要实验名称:流体力学组合试验、空调房间温度湿度调节控制实验、室内空气质量检测实验、燃气发热量测定实验、燃气管网安装、调试、运行实验、热水采暖系统安装、调试、运行实验等。 (3)设计(创新)实验平台重点培养学生的科研创新能力,教师不给定任何实验目的与要求,由学生自行研究自己感兴趣而在平时的实验时间内无法完成的实验。学生针对自己的实验命题,完全自主地运用各种方法进行实验研究,也可参与教师的科研。主要实验名称:热湿环境对人体的影响试验、中央空调系统多
10、工况调试、运行实验、地源热泵空调系统多工况调试、运行实验、中央空调自动控制系统的设计与组态实验等。 (4)工程平台完全针对实际工程,全部由学生(组)自己去发现问题、分析问题,独立提出可行的试验方案,并经过多次实验优化方案,最后解决问题,着重培养学生对实际工程的应用能力以及团队合作能力。充分利用校外教学实习基地、学院建筑设计研究院等资源,由学生自行组织参观大型公共建筑中央空调,同运行管理人员交谈,了解空调运行状况,发现问题后及时提出设计方案,全过程有专门的老师进行相应的技术指导。主要实验名称:中央空调系统工程实验、地源热泵空调系统工程实验等、地能空调岩土热响应实验。 四级教学平台的实验教学拟安排
11、:基础综合实验教学主要针对二、三年级;设计(创新)工程实验教学主要针对四年级。 3.建立科学的实验教学考核标准 科学的实验教学考核标准对引导学生重视实验教学,正确处理理论知识、实践能力和素质的关系有很重的导向作用。据相关数据显示,学生对实验的重视度不够,参与性不强,没有真正在实验环节中得到锻炼。在实验成绩评定时,忽视了实践效果,且制定标准答案来评判实验成绩限制了学生的发散思维。对学生综合、创新、工程实验的考核应分为四部分:第一部分,实验方案的考核。学生需要在查阅资料的基础上首先给出实验方案。第二部分,实验过程的考核。实验过程教师在加强指导的同时,对学生在实验过程中独立的分析问题、解决问题的能力
12、进行考核。第三部分,实验结果的考核。第四部分,实验过程中团队协作精神的考核。确定四个部分得分权重,最终给出学生的实验成绩。同时要引进激励机制,允许全班三分之一左右的学生申请“优秀”成绩,对于该部分的学生再次进行考核(如对实验项目按要求写出总结;根据情况做一些实际操作;回答老师的问题等),通过者才能获得优秀,未完全通过者根据情况给予一定的成绩以示鼓励。 4.适用的实验室管理制度 新的实验教学方法和实验内容体系以及高水平的实验教师和先进的实验设备应结合完善的实验室管理制度,才能为创新人才的培养创造有利条件。目前的实验室管理主要还是按计划、按规定开放,平时学生不易进入实验室,即使进入实验室,老师也已
13、经把实验仪器准备好,学生只需按照实验指导书根据实验步骤被动地做相关验证性实验,因此目前的实验室管理制度的修订迫在眉睫。根据存在的问题和实际需要,实验室开放应根据学校制定的实验室管理实验方法,制定各实验开放的实施细则和安全措施,建立开放实验审批制度,学生自选课程论证及实验室开放质量管理办法等制度,并由学校实验室主管部门负责组织实施,以保证实验室开放的顺利进行。建立实验室开放的网络管理系统,适时提供开放实验室的使用情况查询和实验仪器的使用情况,管理员可以在网上和学生进行实验时间和实验内容的预约等。 三、结论 通过对实验教学体系的构建,本专业的实验教学将逐渐得到发展和完善,学生的实践能力、创新能力、工程能力将逐渐得到增强。当然,实验教学体系的建立和完善需要很长时间的努力,需要我们在实验中逐渐调整和完善。实验教学体系的发展,会使我们培养出越来越多的具有实践应用能力和创新能力的建筑环境与设备工程专业现代工程师。 参考文献: 1楼盛华.基于培养创新实践能力的高校实验教学体系改革探讨J.高等理科教育,2008,(3):109-113. 2付祥钊,等.建筑环境与设备工程专业实践教学效果调查与分析J.高等建筑教育,2009,(1):16-21.
