談建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)實驗教學體系

　　論文摘要:為了適應對與設(shè)備工程專業(yè)人才的創(chuàng)新精神和實踐能力的要求,從實驗教學角度出發(fā),文章提出對建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的實驗教學體系進行重新構(gòu)建的思路, 并對實施過程中可能出現(xiàn)的問題進行了探討。

建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)是根據(jù)部1998年頒布的全國普通高校本科專業(yè)目錄將“供熱通風空調(diào)工程”和“燃氣工程”整合而成的新專業(yè)。根據(jù)資料顯示,本專業(yè)現(xiàn)在校學生3萬人。每年約6500名畢業(yè)生走向工作崗位。隨著我國大學本科招生規(guī)模的擴大,畢業(yè)生就業(yè)壓力逐年增大,如何提高學生創(chuàng)新實踐能力以適應社會需求的任務(wù)擺在了我們的面前。為了適應人才的要求,筆者從實驗教學角度出發(fā),指出實驗教學體系重新構(gòu)建的迫切性,并提出構(gòu)建新型實驗教學體系的思路。
　　一、實驗教學體系重新構(gòu)建的迫切性
1.以適應建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的特點
建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)是以建筑環(huán)境科學為依托,運用科學理論方法和工程技術(shù)研究人們與建筑環(huán)境之間的關(guān)系,規(guī)劃并進行創(chuàng)造人工環(huán)境的一門綜合型應用學科。是由通風、傳熱、聲、光、、生理、學等多門學科內(nèi)容交叉而形成的一門學科,具有以下特點:
(1) 建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)集理論、實踐和工程技術(shù)于一體,是多學科形成的交叉專業(yè),專業(yè)的發(fā)展在一定程度上依賴于相關(guān)學科的進步。
(2) 建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)更注重創(chuàng)新性、實踐性,高效節(jié)能是本專業(yè)技術(shù)的主要目標,新型技術(shù)的發(fā)展主要以該目標為基礎(chǔ)。
(3) 社會對本專業(yè)人才的要求是以應用型為基礎(chǔ),逐步發(fā)展為對創(chuàng)新和綜合能力的要求。
2.安徽建筑學院(以下簡稱“我校”)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的發(fā)展
我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)相對全國同類專業(yè)起步較晚,從1992年由暖通空調(diào)專業(yè)�？瓢l(fā)展到2000年建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科至今,經(jīng)過多年來的努力,該專業(yè)建設(shè)取得了跨越式的發(fā)展。我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)現(xiàn)為安徽省具有特色專業(yè)建設(shè)點,并于2009年通過了教育部的專業(yè)評估。學科的發(fā)展在取得成績的同時也暴露了一些問題,其中構(gòu)建新型的實驗教學體系成為目前需要解決的主要問題。
3.強化“課外能力”,加強實踐的需要
建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的教育應該加強實踐,強化“課外能力”。目前實驗傳統(tǒng)的教學理念落后,實驗教學內(nèi)容陳舊,教學方法和手段單一,實驗教學薄弱,實驗教學儀器設(shè)備不完善。理論重于實踐,課堂重于課外的狀況要有所改變。這些問題不僅制約了實驗教學的發(fā)展,而且也阻礙了學生實踐能力的培養(yǎng)和創(chuàng)造性潛能的發(fā)揮。學生一定程度上存在“知識”和“實踐”相分離,缺乏將所學的理論知識轉(zhuǎn)化為實踐、創(chuàng)新的能力。建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)是工程應用型專業(yè),涉及應用領(lǐng)域廣泛,根據(jù)我校2008屆、2009屆本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)信息的反饋,大部分畢業(yè)生從事于本專業(yè)或與本專業(yè)相關(guān)的崗位,如在設(shè)計部門、設(shè)備安裝公司、熱力公司、燃氣公司、設(shè)備銷售部門從事本專業(yè)的具體工作。若缺乏實踐創(chuàng)新能力,學生將不能夠很好地融入社會,如何使學生將所學的知識更好地應用于工作中,滿足用人單位對人才結(jié)構(gòu)的需求,是本專業(yè)教育需要面對的問題。構(gòu)建新型實驗教學體系,以增強學生的實踐、創(chuàng)新能力,從而培養(yǎng)合格的現(xiàn)代工程師是解決這個問題的主要方法之一。
　　二、新型教學實驗體系的構(gòu)建
1.開設(shè)實驗課程,實驗教學集中化
建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)是一個工程性很強的專業(yè),其專業(yè)課程的設(shè)置有著很強的工程背景,各主干專業(yè)課之間有很強的聯(lián)系性,適合開發(fā)綜合性、創(chuàng)新性、工程性實驗。學生能夠結(jié)合自己的專業(yè)方向,充分應用所學的技術(shù)基礎(chǔ)知識,在實驗課中發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性�；�礎(chǔ)實驗教學開設(shè)的實驗課程可集中在第四學期和第六學期。通過實驗教學集中化強化課程之間的聯(lián)系,同時也有利于教學的連續(xù)性。
2.建立多級教學平臺的實驗教學體系,強化學生的創(chuàng)新、實踐能力
我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)在本科教學評估之前,實驗室已有一定的規(guī)模,主要實驗設(shè)備系統(tǒng)有:傳熱學實驗臺、工程熱力學實驗臺、流體力學實驗臺、燃氣實驗臺、空調(diào)系統(tǒng)模擬實驗臺等,實驗條件基本上滿足了理論教學基礎(chǔ)實驗的要求,但專業(yè)的綜合、創(chuàng)新、工程實驗缺乏。鑒于上述情況,我校以建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)評估為契機,對建筑環(huán)境設(shè)備專業(yè)實驗室進行了擴建。擴建過程中盡量統(tǒng)籌兼顧,提高原有設(shè)備資源的利用率,并且盡可能與工程實際相結(jié)合,180萬元建立了風冷熱泵中央空調(diào)系統(tǒng),制冷機鍋爐為冷熱源的中央空調(diào)系統(tǒng),地源熱泵中央空調(diào)工程系統(tǒng)。上述中央空調(diào)系統(tǒng)均采用先進的控制系統(tǒng)進行監(jiān)控測量。根據(jù)建筑環(huán)境與設(shè)備工程實驗室現(xiàn)有的基礎(chǔ)實驗、工程實驗設(shè)備,實驗教學內(nèi)容須進行優(yōu)化,實驗教學體系須重新構(gòu)建。
通過對與設(shè)備工程專業(yè)實驗教學內(nèi)容進行優(yōu)化,為培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力的實驗教學體系進行重新構(gòu)架。將實驗教學內(nèi)容分級設(shè)置,構(gòu)建基礎(chǔ)—綜合—設(shè)計(創(chuàng)新)—工程四級教學平臺的實驗教學體系:
(1)基礎(chǔ)實驗平臺針對專業(yè)基本技能進行訓練,實驗教學的進行是在教師講解實驗原理、方法及注意事項后由學生在特定的時間里按步驟操作測量驗證,使學生掌握本專業(yè)的基本實驗理論知識和實驗方法,多數(shù)為驗證性實驗。主要實驗名稱:二氧化碳臨界狀態(tài)觀測及P-V-T關(guān)系、干空氣定壓比熱測試實驗、空氣橫掠單圓管表面時的放熱實驗、中溫輻射時物體黑度的測試、雷諾實驗、伯努利方程儀實驗、水泵風機性能曲線實驗、熱網(wǎng)水力工況實驗、散熱器熱工性能實驗、表冷器熱工性能實驗、火焰速度測定實驗、燃氣管網(wǎng)的水力工況實驗、燃氣熱水器性能測試實驗等。
(2)綜合實驗平臺重點培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,針對選定的專業(yè)方向問題,運用掌握的專業(yè)技能提出最終的解決方案。實驗可給定實驗目的、要求和實驗條件,或指定實驗儀器,由學生根據(jù)目的要求去獨立查閱資料、制定實驗方案,包括實驗原理、實驗儀器的選擇、實驗裝置設(shè)計、實驗步驟的擬訂等。這類實驗也可以是實驗方法的改進。主要實驗名稱:流體力學組合試驗、空調(diào)房間溫度濕度調(diào)節(jié)控制實驗、室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測實驗、燃氣發(fā)熱量測定實驗、燃氣管網(wǎng)安裝、調(diào)試、運行實驗、熱水采暖系統(tǒng)安裝、調(diào)試、運行實驗等。
(3)設(shè)計(創(chuàng)新)實驗平臺重點培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力,教師不給定任何實驗目的與要求,由學生自行研究自己感興趣而在平時的實驗時間內(nèi)無法完成的實驗。學生針對自己的實驗命題,完全自主地運用各種方法進行實驗研究,也可參與教師的科研。主要實驗名稱:熱濕環(huán)境對人體的影響試驗、中央空調(diào)系統(tǒng)多工況調(diào)試、運行實驗、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)多工況調(diào)試、運行實驗、中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與組態(tài)實驗等。
(4)工程平臺完全針對實際工程,全部由學生(組)自己去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,獨立提出可行的試驗方案,并經(jīng)過多次實驗優(yōu)化方案,最后解決問題,著重培養(yǎng)學生對實際工程的應用能力以及團隊合作能力。充分利用校外教學基地、學院建筑設(shè)計研究院等資源,由學生自行組織參觀大型建筑中央空調(diào),同運行人員交談,了解空調(diào)運行狀況,發(fā)現(xiàn)問題后及時提出設(shè)計方案,全過程有專門的老師進行相應的技術(shù)指導。主要實驗名稱:中央空調(diào)系統(tǒng)工程實驗、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)工程實驗等、地能空調(diào)巖土熱響應實驗。

　　四級教學平臺的實驗教學擬安排:基礎(chǔ)—綜合實驗教學主要針對二、三年級;設(shè)計(創(chuàng)新)—工程實驗教學主要針對四年級。
3.建立科學的實驗教學考核標準
科學的實驗教學考核標準對引導學生重視實驗教學,正確處理理論知識、實踐能力和素質(zhì)的關(guān)系有很重的導向作用。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,學生對實驗的重視度不夠,參與性不強,沒有真正在實驗環(huán)節(jié)中得到鍛煉。在實驗成績評定時,忽視了實踐效果,且制定標準答案來評判實驗成績限制了學生的發(fā)散思維。對學生綜合、創(chuàng)新、工程實驗的考核應分為四部分:第一部分,實驗方案的考核。學生需要在查閱資料的基礎(chǔ)上首先給出實驗方案。第二部分,實驗過程的考核。實驗過程教師在加強指導的同時,對學生在實驗過程中獨立的分析問題、解決問題的能力進行考核。第三部分,實驗結(jié)果的考核。第四部分,實驗過程中團隊協(xié)作精神的考核。確定四個部分得分權(quán)重,最終給出學生的實驗成績。同時要引進激勵機制,允許全班三分之一左右的學生“優(yōu)秀”成績,對于該部分的學生再次進行考核(如對實驗項目按要求寫出;根據(jù)情況做一些實際操作;回答老師的問題等),通過者才能獲得優(yōu)秀,未完全通過者根據(jù)情況給予一定的成績以示鼓勵。
4.適用的實驗室管理制度
新的實驗教學方法和實驗內(nèi)容體系以及高水平的實驗教師和先進的實驗設(shè)備應結(jié)合完善的實驗室管理制度,才能為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)創(chuàng)造有利條件。目前的實驗室管理主要還是按計劃、按規(guī)定開放,平時學生不易進入實驗室,即使進入實驗室,老師也已經(jīng)把實驗儀器準備好,學生只需按照實驗指導書根據(jù)實驗步驟被動地做相關(guān)驗證性實驗,因此目前的實驗室管理制度的修訂迫在眉睫。根據(jù)存在的問題和實際需要,實驗室開放應根據(jù)學校制定的實驗室管理實驗方法,制定各實驗開放的實施細則和安全措施,建立開放實驗審批制度,學生自選課程論證及實驗室開放質(zhì)量管理辦法等制度,并由學校實驗室主管部門負責組織實施,以保證實驗室開放的順利進行。建立實驗室開放的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),適時提供開放實驗室的使用情況查詢和實驗儀器的使用情況,管理員可以在網(wǎng)上和學生進行實驗時間和實驗內(nèi)容的預約等。
　　三、結(jié)論
通過對實驗教學體系的構(gòu)建,本專業(yè)的實驗教學將逐漸得到發(fā)展和完善,學生的實踐能力、創(chuàng)新能力、工程能力將逐漸得到增強。當然,實驗教學體系的建立和完善需要很長時間的努力,需要我們在實驗中逐漸調(diào)整和完善。實驗教學體系的發(fā)展,會使我們培養(yǎng)出越來越多的具有實踐應用能力和創(chuàng)新能力的建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)現(xiàn)代工程師。

參考文獻:
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