建筑環境與設備工程專業實驗教學體系探索

摘要：以華北水利水電學院為例，分析了現階段國內建筑環境與設備工程專業實驗教學體系的現狀和存在的問題，在構建新型實驗教學體系方面進行了初步探索，并對此過程中可能存在的問題進行了討論。

關鍵詞：實驗教學；創新能力；開放實驗室

華北水利水電學院（以下簡稱“我校”）自2000年開始正式招收建筑環境與設備工程專業（以下簡稱“本專業”）的本科生。我校把本專業的培養目標定位為：培養具備供熱、通風、空調、制冷、供燃氣、建筑給排水、建筑電氣等城市大型建筑熱能供應系統和公共設施系統的設計、安裝、運行、研發能力及具備特殊空間環境的設計開發能力的高級工程技術人才。

實驗教學是本專業學生動手能力和創新能力培養的重要途徑。我校一直很重視專業實驗教學，在實驗室軟硬件建設和實驗項目開發上一直都有較大的投入。但是建筑環境與設備工程專業的實驗內容一般為隨堂實驗，即課程中附帶的實驗內容是作為該課程的一部分出現的，國內大多數院校的實驗情況也基本類似。經過多年的積累，實驗內容基本完善，可以滿足課程大綱要求，但仍存在一些問題。[1]

一、專業實驗教學的現狀

1.對實驗教學的重視不夠

實驗教學一直以來都是工科院校培養學生能力的一個重要途徑。但是，很多學校的實驗教學僅僅是課堂理論教學的補充、驗證和延伸。實驗課一般不單獨計入成績，而是作為理論課成績考核時的一個參考，導致學生對實驗課的重視程度也遠遠不如理論課，甚至使很多學生形成了實驗課上不上都行、上不上一個樣的錯誤認識。另外，對于實驗教師來講，實驗教學是在專業課程之后開設的，在時間和實驗室資源的利用上靈活性很小，這在一定程度上限制了他們的創造力和積極性。

付祥釗[2]等人對即將畢業的學生進行了一項關于建筑環境與設備工程專業實踐環節的調查。調查發現，學生肯定率最低的是實驗。除運行知識獲得32%的肯定率外，其他方面的效果肯定率均只有20%左右，與畢業設計80%的肯定率形成了強烈反差。

2.學生實驗基礎理論、基本技能欠缺

實驗技術是一門嚴謹的學科。從事科學實驗需要很強的實驗素養，如實驗的測量技術、實驗的數據處理和誤差分析、實驗方案的設計、實驗進程的規劃等。這些知識和技能的掌握都需要系統的學習。現在的情況是大多學校的建筑環境與設備工程專業并未專門開設實驗技術課程，學生沒有任何系統的學習。學生在實驗操作過程中并沒有一個科學的實驗方法作指導。這就造成了實驗過程很不規范，實驗結果的處理方法也是千差萬別，非常隨意。這些對學生嚴謹的學習態度和科研素養的培養極其不利。

3.實驗設備陳舊、人均臺套數嚴重不足

近些年，學校加大了對實驗室建設的投入力度，實驗條件也得到了明顯改善。但是對于本專業來講，實驗設備又有其特殊性，仍然不能滿足實驗要求，主要體現在以下幾方面：

（1）專業實驗設備多為大型設備，同型號多臺配置難度大。本專業的實驗設備除了一些基礎測量儀器外，大多都是一些體積比較龐大，占用實驗室面積較大的設備。大量配置需要占用很大的實驗室面積，實際操作起來比較困難。

（2）專業人數較多。雖然我校不斷完善實驗室的硬件建設，但是目前的情況是專業學生人數較多，導致許多實驗項目都是部分學生能夠親自動手操作，多數學生只能夠“圍觀”，得不到很好地鍛煉，大大降低了學生學習的積極性，同時也增加了教師對實驗成績考核的難度。

4.實驗項目配置不合理

本專業開設的實驗項目大致分為演示性、驗證性、綜合性、設計性等幾個類型。但是，目前的情況是演示性、驗證性實驗項目占的比例過大。學校編制的實驗教材對所需儀器設備、操作步驟、觀察內容甚至實驗結果等均已作詳細說明，學生做的只是驗證一下與教材內容是否相符及分析實驗結果。這直接導致了學生實驗程式化，毫無主觀能動性，對學生科研能力、創新能力的培養更是無從談起。[3]

二、新型實驗教學體系構建的幾點想法

1.實驗課程集中化、單獨設立學分

把本專業的主要課程的專業實驗進行整合，開設一門獨立的實驗課，設置單獨的學分，其中包含3～4次的實驗理論教學。這樣做有以下幾個優點：一是通過幾次理論教學可以教會學生一些實驗的基本理論，包括實驗的數據處理、誤差分析、實驗設計的方法等。二是提高了學生對實驗課程的重視程度。三是系統性和綜合性比較強，便于學生將所學到的專業知識統一考慮。四是教師可以通盤考慮，在實驗項目的設置上有更好的自由度，把一些簡單重復的如溫度、壓力、相對濕度、速度以及流量、熱量、環境噪音、照度、潔凈度等實驗項目集中開設，為大型設計性、創新性實驗項目節省出時間。

2.優化實驗項目構成

適當減少演示性、驗證性實驗項目，增加綜合性、設計性實驗項目。這就要求實驗教師在實驗教學方面有更加深入的思考，深度的挖掘實驗室資源，對一些實驗設備進行二次開發，整合一些實驗項目。在完成一些專業理論驗證的演示性、驗證性實驗的基礎上，增加一些能夠發揮學生主觀能動性和創新思考能力的設計性實驗項目。

3.對相關實驗室資源進行整合，最大程度利用現有資源

我校在2004年就成立了環境工程實驗中心，下設給排水實驗室、環境工程實驗室、建筑環境與設備工程實驗室、消防工程實驗室、化學實驗室、微生物實驗室和工程環境檢測室。現在的情況是本專業的學生實驗僅僅局限在本實驗室內部，其他專業實驗室的資源很少甚至沒有得到任何利用。資源整合后，可以適當改善實驗室設備緊張的局面。例如：環境工程實驗室的大氣污染物的檢測、工程環境檢測室的空氣品質檢測可以與本專業的建筑環境測試的部分專業實驗合并；消防工程實驗室的火焰傳播實驗可以作為燃氣工程的實驗開設。

對相關實驗室資源進行整合后，學生專業實驗項目增加，教師在實驗項目開設時選擇的余地更大，可以更好的根據大綱和實際教學情況選擇更加合適的實驗。另外，學生在此過程中可以開闊自己的眼界，眼光不僅僅局限在本專業內部，這對學生創新能力的提高也會起到很大的作用。

4.完善專業實驗室開放制度

近年來，開放實驗室制度在高校創新人才、學生科研能力的培養中的作用已經得到廣泛認可。實驗室的開放不僅是指儀器設備與時間概念上的開放，更是指實驗課程、實驗項目、研究課題的開放。充分利用實驗室的物質條件、學術和技術優勢，將實驗室的資源部分或全部地提供給實驗教學、科研研究，實行一定條件下的資源共享。[4]

開放實驗室一直是高校教師和學生進行科學研究的重要領地。因此實驗室的規范管理、實驗室資源的合理搭配和利用、人員的合理安排和使用對學科的發展與學生的培養就顯得尤為重要。

三、對新型實驗教學體系構建的建議

1.需要進一步完善實驗室管理制度

一個好方法的執行需要一個完善科學的制度來規范與約束。因此，在改進實驗教學體系的同時，首先需要有一個完整的、科學的實驗室管理制度。

2.實驗教師的業務水平需要進一步提高

在新的教學體系下，對實驗教師的實驗教學、專業素質、儀器操作水平有新的要求。另外，在開放實驗室的大環境下，學生的思路會得到進一步開闊，可能會提出一些教師也不曾遇到的問題和實驗方案，這就要求教師要不斷學習，不斷提高自己業務水平。

3.需要加大實驗室資金投入力度

開放實驗室制度的形成，會直接增加實驗室正常運行的費用。在當今教育經費普遍緊缺的環境下，如何使開放實驗室更好的運行，需要實驗室管理者做出進一步思考。例如，可以與有技術需求的企事業單位聯合，設立創新實驗基金、獎學金等，國內外一些院校在這方面已經做出了很好的嘗試。

四、結語

建筑環境與設備工程專業實驗作為本專業實踐教學的重要組成部分，在培養學生動手能力和創新能力方面的作用逐步提高。為了適應新的教學需求，對實驗教學體系的重新定位和創新顯得尤為重要。本文對現在的實驗教學體系存在的問題進行了深入分析，并提出了改進創新的一些方案。相信在新的實驗體系下，實驗設備可以得到更好地利用，學生實驗積極性和實驗效果會得到明顯提高。

參考文獻：

[1]夏國強，孫春華，等.建筑環境與設備工程專業實踐教學環節的建設[J].中國電力教育，2009，（10）.

[2]付祥釗，鄧曉梅，等.建筑環境與設備工程專業實踐教學效果調查與分析[J].高等建筑教育，2009，（1）.

[3]余濤.建環專業實驗教學改革[A].制冷空調學科教育教學研究——第五屆全國高等院校制冷空調學科發展研討會論文集[C].2008.

[4]孔永紅，盧卯旺.新建地方本科院校物理學專業開放實驗室研究[J].湖南科技學院學報，2006，（11）.

（責任編輯：孫晴）