《工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析》教學(xué)改革的探索與研究

　　論文關(guān)鍵詞:工程設(shè)計(jì) 系統(tǒng)分析 教學(xué)改革
論文摘要:通過實(shí)例教學(xué)使學(xué)生系統(tǒng)地掌握具體的工程設(shè)計(jì)流程,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的主動(dòng)性,在系統(tǒng)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(shí)面,有助于提高學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的關(guān)注程度以及培養(yǎng)學(xué)生對(duì)課程所在領(lǐng)域進(jìn)行探索的積極性,加深學(xué)生對(duì)原有知識(shí)的理解并增強(qiáng)其靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。

一、“工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”課程改革的必要性
“工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課,課程設(shè)置在第七學(xué)期進(jìn)行,共28學(xué)時(shí)。在時(shí)間上,學(xué)生已完成全部專業(yè)基礎(chǔ)課和絕大部分專業(yè)課程的學(xué)習(xí),具備了建環(huán)專業(yè)較為完備的基礎(chǔ)知識(shí)和一定的專業(yè)認(rèn)識(shí)。通過這門課程的有效學(xué)習(xí),可以使學(xué)生系統(tǒng)地、明確地掌握暖通空調(diào)工程的設(shè)計(jì)方法,并針對(duì)不同形式的暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)��?shí)際工程的可行性、經(jīng)濟(jì)性以及節(jié)能性做出客觀、正確的分析。該課程的學(xué)習(xí)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(duì)本專業(yè)及今后可能的工程應(yīng)用有更深入的認(rèn)識(shí),對(duì)今后的學(xué)習(xí)和工作都有很好的指向性。但是,根據(jù)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(xí)起來有困難。在這種情況下,作為教師,怎樣提高課堂教學(xué)效果,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題,培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣,是值得認(rèn)真探討、研究的問題。通過總結(jié)、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(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本身是面向工程應(yīng)用的,對(duì)于這種實(shí)踐操作性很強(qiáng)的課程,只講課本中的理論和設(shè)計(jì)規(guī)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(shè)計(jì)方法與步驟,過多的理論、條文灌輸,甚至?xí)�使學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生認(rèn)識(shí)混亂和厭學(xué)情緒。只有結(jié)合具體實(shí)例,讓學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)流程產(chǎn)生全面的感性認(rèn)識(shí),真正體會(huì)到設(shè)計(jì)方法的實(shí)用性,才會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)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言對(duì)工程設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行分析。例如,在講授負(fù)荷計(jì)算時(shí),可結(jié)合教室中的墻體和窗戶對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、朝向修正系數(shù)以及窗墻比等參數(shù)的選用進(jìn)行逐一分析,并讓學(xué)生通過查表和對(duì)比自己求得結(jié)果,這樣,絕大多數(shù)同學(xué)都可以正確地理解這些參數(shù)的含義并掌握其選取方法,同時(shí),通過這種“貼身”實(shí)例的親自實(shí)踐,也會(huì)加強(qiáng)學(xué)習(xí)過程中的記憶效果。
2.重視新技術(shù)、新方法的補(bǔ)充介紹
眾所周知,教材中編入的是課程領(lǐng)域內(nèi)最基本的、通常也是經(jīng)受了長時(shí)間檢驗(yàn)的素材,這些內(nèi)容無疑是應(yīng)當(dāng)掌握的根本內(nèi)容,但其內(nèi)容的新穎性相對(duì)而言則有所不足。教師在授課過程中應(yīng)注意根據(jù)學(xué)科的發(fā)展向?qū)W生補(bǔ)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(shè)計(jì)階段的設(shè)備容量時(shí),可以地埋管地源熱泵系統(tǒng)為例,補(bǔ)充介紹地埋管換熱器長度的設(shè)計(jì)。這樣,不僅可以及時(shí)地將這種已在我國經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū)得到大量應(yīng)用但尚未在課本中系統(tǒng)地出現(xiàn)的新能源利用技術(shù)介紹給學(xué)生,開拓其知識(shí)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(yàn)的認(rèn)識(shí)。需要注意的是,介紹新技術(shù)時(shí),應(yīng)緊密與專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)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,講解其長度設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將地埋管的傳熱分析與專業(yè)基礎(chǔ)課“傳熱學(xué)”中的傳熱過程一節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行對(duì)照分析,并與常規(guī)空調(diào)散熱器從傳熱方式、傳熱介質(zhì)、設(shè)備形式等方面進(jìn)行比較,使學(xué)生感覺到這種換熱設(shè)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(xí),可以提高學(xué)生的興趣和持久性。
3.培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性
專業(yè)課不同于英語或計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)課程,有等級(jí)考試或升學(xué)考試成為學(xué)生為之長期努力的現(xiàn)實(shí)目標(biāo)。作為專業(yè)課教師,使學(xué)生專注于一堂課容易,但要培養(yǎng)其長期的學(xué)習(xí)自覺性,則非調(diào)動(dòng)學(xué)生的內(nèi)在求知欲并提高其解決問題的能力不可。這就要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題進(jìn)而解決問題,使之通過學(xué)習(xí)產(chǎn)生充實(shí)感和自信心,才能使學(xué)生長期保持學(xué)習(xí)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(diào)的系統(tǒng)分析這一部分內(nèi)容時(shí),可以聯(lián)系我國正在建設(shè)節(jié)能型社會(huì)這一時(shí)代特點(diǎn),重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)各種暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗特點(diǎn)和節(jié)能潛力,促使學(xué)生找出既有建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)需要改進(jìn)的問題。例如,在講授熱源的設(shè)計(jì)時(shí),可向?qū)W生介紹近年來我國對(duì)小型燃煤鍋爐的應(yīng)用限制,以及國外污水源熱泵的供暖應(yīng)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(diào)研,引導(dǎo)其關(guān)注節(jié)能和可再生能源技術(shù),而這一方向?qū)⑹墙窈笪覈�社�?huì)的長期目標(biāo),隨著日新月異的技術(shù)發(fā)展,只有不斷地更新知識(shí)儲(chǔ)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(qiáng)學(xué)習(xí)的自覺性。
4. 有效利用多媒體教學(xué)設(shè)備
與建環(huán)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課相比,“工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”這門課程沒有繁瑣的公式推導(dǎo)和大量的計(jì)算,而是更強(qiáng)調(diào)對(duì)已有知識(shí)的系統(tǒng)運(yùn)用。實(shí)踐表明,基于圖表進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析,根據(jù)流程圖進(jìn)行步驟講解,以及通過照片給予學(xué)生全面、直觀的感性認(rèn)識(shí),比單一的口授、板書更有效。舉例來說,對(duì)常規(guī)供暖系統(tǒng)與地?zé)峁┡�系統(tǒng)的能效比和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較分析時(shí),通過柱狀圖的直觀對(duì)比,可使學(xué)生更好地掌握兩種系統(tǒng)的量化差異;將初步設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)過程的層次和任務(wù);對(duì)太陽能輔助熱泵供暖的應(yīng)用等新能源技術(shù)的講授,如果配以適當(dāng)?shù)恼掌瑢?shí)例,則更容易使學(xué)生了解這些平時(shí)不常見到的暖通系統(tǒng)的形式和工作原理。這些都是在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果所應(yīng)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(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”教學(xué)改革的初步成果
專業(yè)課程的教學(xué)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,關(guān)系到前后知識(shí)的銜接與拓展,以及今后的實(shí)際工程應(yīng)用,筆者近年來將以上一些改革和探索應(yīng)用在“工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”課程教學(xué)中,取得了一些效果,但教無定法,只要將教學(xué)過程中獲得的啟發(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“工程設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)分析”課程教學(xué)改革的實(shí)施,提升了建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的學(xué)生對(duì)課本知識(shí)內(nèi)涵的理解力,以及應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,對(duì)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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