《流體輸配管網(wǎng)》課程教學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題探討

馬立

（西南科技大學(xué)，四川　綿陽(yáng)　621010）

《流體輸配管網(wǎng)》課程教學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題探討

馬立

（西南科技大學(xué)，四川綿陽(yáng)621010）

《流體輸配管網(wǎng)》是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的重要核心課程，為改進(jìn)教學(xué)方法，總結(jié)歸納了作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，形成了基本設(shè)計(jì)法，指出了教學(xué)的關(guān)鍵是構(gòu)建系統(tǒng)的理論構(gòu)架和知識(shí)的應(yīng)用，提出了工程案例教學(xué)法。同時(shí)，教材和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也是該課程教學(xué)重要的內(nèi)容。

《流體輸配管網(wǎng)》；系統(tǒng)；知識(shí)應(yīng)用；基本設(shè)計(jì)法；工程案例教學(xué)法

一、概述

在建筑安裝工程行業(yè)中，管網(wǎng)問(wèn)題是最為突出的。調(diào)查表明，大多數(shù)的工程質(zhì)量問(wèn)題都是存在于各種管網(wǎng)。同時(shí)，管網(wǎng)設(shè)計(jì)與調(diào)試不良也造成了巨大的能源浪費(fèi)。因此，管網(wǎng)知識(shí)和技術(shù)方法成為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的重要教學(xué)內(nèi)容。1998年教育部頒布了新的高等教育專業(yè)目錄，將原來(lái)的“供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)”專業(yè)與“城市燃?xì)夤?yīng)”專業(yè)合并，調(diào)整為“建筑設(shè)備與環(huán)境工程”專業(yè)。為了適應(yīng)專業(yè)調(diào)整和新的教學(xué)思想以及教學(xué)改革的需要，全國(guó)高等學(xué)校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)在認(rèn)真總結(jié)多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，設(shè)立了反映本專業(yè)共性的《流體輸配管網(wǎng)》課程。該課程于2002年3月正式為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科生開(kāi)出。《流體輸配管網(wǎng)》教材第一版、第二版以及第三版分別于2001年9月、2005年7月和2010年2月由中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版。

建筑環(huán)境與設(shè)備工程本科教學(xué)改革的中心任務(wù)是拓寬專業(yè)口徑，增強(qiáng)適應(yīng)性。平臺(tái)課程的設(shè)置是為了實(shí)現(xiàn)“拓寬專業(yè)面，增強(qiáng)適應(yīng)性”的重要手段。《流體輸配管網(wǎng)》課程是系統(tǒng)闡述建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)各種工程中，普遍涉及的流體輸配工程技術(shù)原理與方法的一門(mén)專業(yè)平臺(tái)課程，是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門(mén)核心課程。該課程是將各專業(yè)課程中的管網(wǎng)系統(tǒng)原理歸納提煉而形成的新的平臺(tái)課程。通過(guò)教學(xué)和實(shí)踐，使學(xué)生掌握各類工程中的流體輸配管網(wǎng)原理，掌握進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析、調(diào)試和調(diào)節(jié)的基本理論和方法，并形成初步的工程實(shí)踐能力。

工程實(shí)踐中與本專業(yè)有關(guān)的流體輸配管網(wǎng)，種類很多，技術(shù)繁雜。同時(shí)，平臺(tái)課的教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)又非常有限。《流體輸配管網(wǎng)》課程一般設(shè)置48學(xué)時(shí)教學(xué)，其中理論教學(xué)為44學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)，從講精講細(xì)的要求來(lái)說(shuō)略顯不足。同時(shí)，《流體輸配管網(wǎng)》課程要求主講教師工程經(jīng)驗(yàn)豐富，能用充足的工程案例引導(dǎo)和促進(jìn)教學(xué)。若采用原來(lái)專業(yè)課的教學(xué)方法，面面俱到，講授新構(gòu)成的平臺(tái)課程，難以獲得好的教學(xué)效果。曾有年輕教師講授該課時(shí)照本宣科，課堂教學(xué)味同嚼蠟。為此，全國(guó)相關(guān)高校的教師進(jìn)行了不斷地研究探討與實(shí)踐[1-9]，提出了許多有效和富有特色的教學(xué)方法。本文作者長(zhǎng)期主講該課程，并獲得學(xué)院資助完成了《流體輸配管網(wǎng)》精品課程建設(shè)。對(duì)幾年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)與提煉，在此拋磚引玉，期望和同行進(jìn)行深入研究，共同搞好《流體輸配管網(wǎng)》課程的教學(xué)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和能力的專業(yè)人才。

二、課程教學(xué)的關(guān)鍵問(wèn)題探討

《流體輸配管網(wǎng)》課程教學(xué)的兩個(gè)關(guān)鍵如下。

1.構(gòu)建完整系統(tǒng)的理論知識(shí)。必須把本專業(yè)各類流體輸配管網(wǎng)共同的技術(shù)原理和方法進(jìn)行歸納整合并講深、講透、講完整，即構(gòu)造一個(gè)系統(tǒng)的共性體系。王文新等探討了管網(wǎng)水力計(jì)算的相關(guān)問(wèn)題[10]。以管網(wǎng)設(shè)計(jì)方法為例，分析枝狀管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的假定流速法、壓損平均法和靜壓復(fù)得法等從實(shí)質(zhì)上講是相同的，只是在管徑、流速、流量、比摩阻等四個(gè)參數(shù)中的已知條件有不同的區(qū)別，只要給出這四個(gè)量中任意的兩個(gè)量即能算出另外兩個(gè)量，因此筆者將上述涉及方法統(tǒng)一歸納成一個(gè)普遍適用的設(shè)計(jì)方法——基本設(shè)計(jì)法，使得學(xué)生能從本質(zhì)上掌握管網(wǎng)設(shè)計(jì)原理，而不至于被各種方法的名稱所困惑。基本設(shè)計(jì)法原理框圖見(jiàn)圖1。

圖1　管網(wǎng)基本設(shè)計(jì)方法原理框圖

2.培養(yǎng)應(yīng)用理論解決工程問(wèn)題的方法。多年的教學(xué)效果反饋調(diào)查表明，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的最薄弱之處就在于如何應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題。因此，要注意平臺(tái)課溝通基礎(chǔ)課與專業(yè)課的橋梁作用，不能脫離具體的工程實(shí)踐，講授純粹的網(wǎng)絡(luò)理論。共性原理要能解決個(gè)性（具體管網(wǎng)）的問(wèn)題。

三、工程案例教學(xué)法應(yīng)當(dāng)成為工程類專業(yè)的主要教學(xué)方法

大學(xué)工程類專業(yè)教學(xué)根本在于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，而不僅是給予學(xué)生書(shū)本知識(shí)，是“漁”和“魚(yú)”的問(wèn)題。多少年來(lái)，總能聽(tīng)到學(xué)生工作后感嘆把知識(shí)還給老師和學(xué)校，分析這個(gè)現(xiàn)象，問(wèn)題歸根結(jié)底還在教師教學(xué)方法的問(wèn)題。目前，不少大學(xué)教師學(xué)歷很高，但都沒(méi)離開(kāi)過(guò)學(xué)校，嚴(yán)重缺乏工程經(jīng)歷，解決工程問(wèn)題能力更為薄弱。

案例教學(xué)法由來(lái)已久，得到了廣泛運(yùn)用，如哈佛大學(xué)的工商管理課程就主要采用案例教學(xué)。多年教學(xué)效果證明，《流體輸配管網(wǎng)》課程非常適用工程案例教學(xué)法。工程案例教學(xué)法對(duì)主講教師要求較高，不僅要求流體力學(xué)等理論功底扎實(shí)，更要具有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和積累，能給予學(xué)生清晰的應(yīng)用理論解決工程問(wèn)題的技術(shù)路線，培養(yǎng)學(xué)生解決工程問(wèn)題的思維模式和方法，這也就是要達(dá)到“雙師型”（工程師+教師）教師的要求。

《流體輸配管網(wǎng)》課程的工程案例主要包括：常見(jiàn)管網(wǎng)系統(tǒng)的形式，氣體管網(wǎng)常見(jiàn)問(wèn)題及分析，液體管網(wǎng)常見(jiàn)問(wèn)題及分析，泵與風(fēng)機(jī)選用問(wèn)題和管網(wǎng)調(diào)節(jié)方法與實(shí)踐。上述工程案例均應(yīng)是教師親歷所為，在教學(xué)中可先給出案例問(wèn)題，再分析和給出解決案例問(wèn)題的理論知識(shí)，找出問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，查閱資料文獻(xiàn)，最后運(yùn)用理論知識(shí)提出解決方法，給出案例的處理結(jié)果印證方法的可行性。如果再運(yùn)用圖片或錄像等輔助手段則效果會(huì)更佳。例如，對(duì)熱水采暖中同程式管網(wǎng)和異程式管網(wǎng)導(dǎo)致水力失調(diào)末端散熱器不熱的案例分析就可以生動(dòng)地講解同程式管網(wǎng)和異程式管網(wǎng)的異同、阻力平衡的原理以及采暖系統(tǒng)的調(diào)試方法。多年的教學(xué)實(shí)踐證明，工程案例教學(xué)法的效果是良好的。

《流體輸配管網(wǎng)》課程的教學(xué)還可以結(jié)合國(guó)家注冊(cè)公用設(shè)備工程師考試安排適當(dāng)?shù)木毩?xí)和考試內(nèi)容。注冊(cè)公用設(shè)備工程師考試是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)學(xué)生今后工作中的一件大事，該考試緊密聯(lián)系了專業(yè)相關(guān)規(guī)范和工程實(shí)踐，其中“流體輸配管網(wǎng)”占了不少的內(nèi)容，所以在教學(xué)中讓學(xué)生提前接觸可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和能力。

四、教材與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

教材是學(xué)生自學(xué)的主要工具。分析目前出版的《流體輸配管網(wǎng)》教材，由于建設(shè)周期短、編者工程實(shí)踐不足等原因，前述二大關(guān)鍵主要問(wèn)題還沒(méi)有很好解決。在理論知識(shí)的組織上仍顯得分割、凌亂，系統(tǒng)性不足，并沒(méi)有形成《流體輸配管網(wǎng)》課程獨(dú)有的系統(tǒng)理論和技術(shù)方法，在工程應(yīng)用方面則更為缺乏。同時(shí)，教材還應(yīng)適當(dāng)聯(lián)系目前的專業(yè)技術(shù)規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的工程習(xí)慣。建議以典型案例為引，進(jìn)而學(xué)習(xí)相關(guān)概念和理論，最后歸納出管網(wǎng)共性。

《流體輸配管網(wǎng)》課程需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)其實(shí)也是一種工程實(shí)踐。對(duì)于目前常見(jiàn)的枝狀管網(wǎng)而言，只需花少量的錢(qián)分別建設(shè)一個(gè)空氣和水的枝狀管網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，把工程中常見(jiàn)的一些設(shè)計(jì)和安裝錯(cuò)誤設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)管網(wǎng)中，例如水力失調(diào)、管道中管徑突變?cè)斐伸o壓負(fù)值等，就可以生動(dòng)、鮮明地讓學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識(shí)，還可以讓學(xué)生動(dòng)手完成管網(wǎng)測(cè)試和調(diào)試等多項(xiàng)內(nèi)容。

五、結(jié)論

《流體輸配管網(wǎng)》是建筑設(shè)備與環(huán)境工程專業(yè)一門(mén)非常重要的核心平臺(tái)課程，不僅是聯(lián)系其他專業(yè)課程的平臺(tái)，而且應(yīng)當(dāng)是聯(lián)系學(xué)生理論知識(shí)與工程應(yīng)用能力的平臺(tái)。其教學(xué)關(guān)鍵是構(gòu)建完整、系統(tǒng)的理論知識(shí)和培養(yǎng)應(yīng)用理論解決工程問(wèn)題的方法，所以對(duì)教師和教材以及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)有專門(mén)的要求。各種教學(xué)方法的最終目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)并會(huì)應(yīng)用知識(shí)解決工程問(wèn)題，因此應(yīng)用工程案例教學(xué)法證明是行之有效的。

[1]肖勇全.深入進(jìn)行建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教學(xué)改革[J].暖通空調(diào)，2003，（3）.

[2]肖勇全，李岱森.建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃總體框架的制定與研討[J].高等建筑教育，2002，（2）.

[3]李志生，張國(guó)強(qiáng)，李念平.建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)[J].高等建筑教育，2008，（1）.

[4]陳勁，胡建雄.面向創(chuàng)新型國(guó)家的工程教育改革研究[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2006.

[5]建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì).全國(guó)高等學(xué)校土建類專業(yè)本科教育培養(yǎng)方案及主干課程教學(xué)基本要求 [M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

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[10]王文新，王宏偉，楊晨光.流體輸配管網(wǎng)水力計(jì)算幾個(gè)變量關(guān)系分析[J].內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，（2）.

The Discussion on Key Teaching Methods of the Pipe Network for Fluid Distribution Course

ByMa Li
Southwest University of Science and Technology，59 Qinglong Road，Mianyang，Sichuan，P.R.China 621010

The pipe network for fluid distribution isa core course of building environment and equipmentengineering.In order to improve the teaching method，the author summarizes years of teaching experience.The key of teachingmethod are constructing a systematic theory framework and application ofknow ledge.The fundamentaldesign method and engineering case teachingmethodology are presented.The teachingmaterialand laboratory building are also importanteventsof the course teaching.

Fluidpipeline networkcourse teaching，System，Know ledge application，F(xiàn)undamental design method，Engineering case teachingmethodology

G642.0

A

1674-9324（2014）45-0206-03

馬立（1969-），男，博士（在讀），西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院副教授。