建環(huán)專業(yè)本科生課程設(shè)計組織與效果分析

潘嵩 王新如 李娜 王未 許傳奇 王云默

摘要：本科生課程設(shè)計是針對建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)一個重要的實踐環(huán)節(jié)，北京工業(yè)大學(xué)建環(huán)專業(yè)開設(shè)9學(xué)分的課程設(shè)計。通過對2010級課程設(shè)計的教學(xué)組織介紹以及效果分析，體現(xiàn)該課程設(shè)計的基本內(nèi)容以及教學(xué)方法在學(xué)生對設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方法、方案確定等幾個方面的能力培養(yǎng)都起到了重要的作用。通過有效的課程設(shè)計指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和分析解決問題的能力，以及工程應(yīng)用能力，實現(xiàn)理論和實踐相結(jié)合的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程；課程設(shè)計；組織；問題

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0071-02

一、課程設(shè)計的目的

“建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)”是與實際工程緊密相關(guān)的專業(yè)學(xué)科，學(xué)生僅僅通過在校期間理論知識的學(xué)習(xí)，對于本專業(yè)知識的理解和應(yīng)用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。課程設(shè)計這一教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置意在指導(dǎo)學(xué)生將理論知識與實際工程相結(jié)合，將自己所學(xué)知識融會貫通；與此同時，結(jié)合實際的工程設(shè)計，了解設(shè)計的內(nèi)容、方法和步驟，增強收集資料、理論聯(lián)系實際的能力。最后，以小組的方式進(jìn)行的課程設(shè)計，能夠在培養(yǎng)學(xué)生獨立分析和解決工程實際問題的能力的同時，也培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊合作意識，提高對未來工作的適應(yīng)能力。

二、課程設(shè)計的教學(xué)組織

北京工業(yè)大學(xué)建環(huán)專業(yè)本科生課程設(shè)計安排在大四上學(xué)期第四周至十六周共14周，成績總計9學(xué)分。課程設(shè)計內(nèi)容主要以“空氣制冷”、“供熱鍋爐”課程的教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，要求學(xué)生以小組形式分工合作，完成從冷熱源到末端的供暖空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計。

（一）課程設(shè)計步驟

（1）布置設(shè)計任務(wù)。北京工業(yè)大學(xué)建環(huán)專業(yè)的教師團(tuán)隊共同商討確定課程設(shè)計的題目以及內(nèi)容要求，針對以往同學(xué)們出現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)，細(xì)化設(shè)計任務(wù)，制定詳細(xì)的綜合課程設(shè)計指南及任務(wù)書，并且為學(xué)生們提供必要的設(shè)計參數(shù)，設(shè)計對象為某高校辦公樓供暖空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。

（2）授課講座答疑。在課程設(shè)計過程中，針對學(xué)生在課設(shè)中出現(xiàn)的問題，圍繞課程設(shè)計的重點、難點，分階段集中不定期安排幾次專題講座，如典型建筑暖通空調(diào)設(shè)計方法、計算機(jī)輔助軟件應(yīng)用、工程案例剖析等。通過專題講座解決學(xué)生設(shè)計過程中存在的問題，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識貫穿在整個設(shè)計過程中，并能熟練使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和設(shè)計手冊等資料。

（3）導(dǎo)師監(jiān)督考核。為了做到因材施教，努力發(fā)揮學(xué)生的積極性并且及時解決問題，提高設(shè)計效率，同時鍛煉良好的團(tuán)隊合作精神，采取分組導(dǎo)師制度，每位教師負(fù)責(zé)3～4名學(xué)生。

（4）課程設(shè)計答辯。課程設(shè)計答辯時間安排在第11周以及第17周，分別進(jìn)行供暖和空調(diào)設(shè)計答辯，答辯方式為集中答辯，所有教師分組根據(jù)學(xué)生答辯情況提問，獨立給分，最后全體教師匯總給出綜合答辯成績。

（二）課程設(shè)計講座與內(nèi)容

為了使學(xué)生了解整個課程設(shè)計時間安排并且增加對內(nèi)容的了解，由課程設(shè)計負(fù)責(zé)老師安排一次課程設(shè)計動員及任務(wù)布置，選擇兩名研究生作為助教，由于他們對本專業(yè)內(nèi)容熟知，并且熟悉課程設(shè)計流程以及內(nèi)容，易于引導(dǎo)學(xué)生更快的從理論知識轉(zhuǎn)化成實踐設(shè)計中，建立學(xué)生與教師之間有效地溝通機(jī)制。具體的授課講座內(nèi)容分為以下五個部分。

（1）采暖空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計引論。綜述本科生在前三年里學(xué)習(xí)的專業(yè)知識以及相關(guān)的專業(yè)課程，針對暖通空調(diào)設(shè)計基本常識，讓學(xué)生講理論知識轉(zhuǎn)化為實踐中，同時介紹在設(shè)計中基本注意事項，避免出現(xiàn)設(shè)計失誤。

（2）采暖負(fù)荷計算及常規(guī)設(shè)備選型。首先回顧學(xué)過的《供熱工程》等相關(guān)課程，提出設(shè)計必須遵循行業(yè)規(guī)范，讓學(xué)生逐步從學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向設(shè)計，講座教師介紹采暖設(shè)計步驟，為學(xué)生們詳細(xì)講解采暖中走廊、衛(wèi)生間、樓梯間等供暖常見問題，避免學(xué)生走進(jìn)誤區(qū)。

（3）鍋爐房設(shè)計。結(jié)合《鍋爐與鍋爐房設(shè)備》課程以及鍋爐房設(shè)計規(guī)范，從鍋爐容量、循環(huán)泵流量、揚程確定、軟化水系統(tǒng)、補水系統(tǒng)、定壓系統(tǒng)以及送引風(fēng)系統(tǒng)等各個方面介紹鍋爐房設(shè)計的步驟。

（4）空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備選型。結(jié)合《空氣調(diào)節(jié)》課程，以及前面關(guān)于供暖設(shè)計的相關(guān)講座，學(xué)生獨立完成空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計，讓學(xué)生在設(shè)計中體會到設(shè)計與理論知識的不同，設(shè)計中應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑中各領(lǐng)域的要求，融合到一起，完成設(shè)計要求。

（三）課程設(shè)計考核方式

課程設(shè)計的考核方式分為導(dǎo)師考核和集體答辯兩個方面，各個設(shè)計階段的考核，由各位指導(dǎo)教師靈活安排、分工負(fù)責(zé)。集體答辯分為兩個部分：供暖設(shè)計以及空調(diào)設(shè)計。組織全學(xué)科部教師分組答辯，每次答辯每位學(xué)生限時15分鐘，學(xué)生匯報8分鐘，教師提問7分鐘。最終的考核成績總分為100分，學(xué)分為9學(xué)分。

三、課程設(shè)計的效果分析

通過一學(xué)期的課程設(shè)計，學(xué)生在各個方面都有了很大的提高，主要表現(xiàn)有：

（1）學(xué)生能將自己的專業(yè)知識與理論進(jìn)行有效的結(jié)合。在課程設(shè)計初期，學(xué)生由于沒有經(jīng)驗，對于工程會犯一些常識性問題，比如管道的設(shè)計中，沒有考慮閥門的分類和使用。經(jīng)過鍛煉，學(xué)生能夠很好的更加全面的考慮問題，考慮實際工程的需要，將自己的理論知識與實際工程更好的結(jié)合。

（2）自主學(xué)習(xí)以及分析問題解決問題的能力提高。學(xué)生在校期間學(xué)習(xí)的理論知識都是書本上的，而實際的項目中會遇到許許多多的意想不到的問題，學(xué)生通過自己動手，通過收集資料，查閱規(guī)范，與同學(xué)探討等方式，不僅僅加深了對專業(yè)知識與行業(yè)規(guī)范的了解，更加加強了自己獨立分析和解決問題的能力。

（3）培養(yǎng)了團(tuán)隊合作能力與教師的溝通能力。得益于團(tuán)隊合作的教學(xué)方式，學(xué)生通過團(tuán)隊合作，使得學(xué)生能夠更好的培養(yǎng)團(tuán)隊意識；教師的直接指導(dǎo)，加強了學(xué)生與老師之間的交流，使得學(xué)生與教師共同學(xué)習(xí)，交流，增強了他們的表達(dá)能力。

四、問題分析及解決方法探討

通過本次的課程設(shè)計，可以看出大部分同學(xué)能夠?qū)φ麄€暖通設(shè)計的流程及基本的設(shè)計問題有比較清晰的認(rèn)識和把握，但從平時的答疑、課程設(shè)計講座的提問及答辯的情況來看，很多同學(xué)的課程設(shè)計還是存在著一些不足，現(xiàn)主要提出以下幾點：

（1）設(shè)計手冊及節(jié)能規(guī)范的熟知度不夠。工程設(shè)計手冊及國家、地方行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)作為暖通工程設(shè)計的基本依據(jù)，理應(yīng)是最為重要的參考資料，理論教學(xué)難以涵蓋工程設(shè)計的各個方面，需要從這些參考資料中尋求答案。由此看出，面對諸多暖通行業(yè)的參考資料，在理論教學(xué)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕庾x與學(xué)習(xí)很有必要。

（2）系統(tǒng)方案的確定缺乏深入的思考和有力的依據(jù)。供暖、空調(diào)系統(tǒng)形式的確定是整個課程設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)。很多同學(xué)在系統(tǒng)形式確定這一環(huán)節(jié)只懂得選用而不懂得比較。從最終課程設(shè)計的結(jié)果可以看出，在方案確定這一環(huán)節(jié)，不同方案的思考與評比這一內(nèi)容還有待完善。

（3）水力計算部分有所不足。風(fēng)系統(tǒng)及水系統(tǒng)合理的水力計算不僅關(guān)系到冷熱源部分所輸出的冷熱量能否按需分配到末端用戶，更關(guān)系到整個系統(tǒng)的運行是否穩(wěn)定、有效、節(jié)能。水力計算的理論學(xué)習(xí)往往是最難掌握的部分，一個簡單的小系統(tǒng)就需要很大的計算量，不同的系統(tǒng)形式往往有多種不同的計算方法，并且計算步驟繁雜，雖然很多同學(xué)的水力計算部分能夠完成，但其中的步驟并不明晰。如何尋求理論設(shè)計與軟件輔助設(shè)計的平衡變得極為重要。

（4）分類設(shè)計理念不強。同一建筑往往有不同形式、不同使用功能的房間，尤其對于綜合性建筑，很多房間的使用時間不一，所以，對不同的房間、空間，應(yīng)有不同的分類，同時應(yīng)劃分不同的系統(tǒng)。通過本次課程設(shè)計的情況來看，系統(tǒng)劃分單一。另外，對各類型房間的供暖、空調(diào)的形式不明確，對特殊類型空間如走廊、樓梯間、衛(wèi)生間、地下車庫、門廳的設(shè)計知識缺乏，是普遍存在的又一問題。無論在參考書籍還是在理論教學(xué)中，往往重視供暖、空調(diào)的共性而忽視適用于不同類型空間的個性。所以，此方面理論的學(xué)習(xí)與指導(dǎo)還有待加強。

（5）對系統(tǒng)的認(rèn)識缺乏整體性。無論是空調(diào)系統(tǒng)還是供暖系統(tǒng)，都是與冷熱源機(jī)房相連。所以，冷熱源側(cè)與用戶側(cè)是不可分割的整體，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該有整體的理念。但很多同學(xué)只知道供暖系統(tǒng)需要補水定壓而不知鍋爐房需要有補水定壓裝置，只知道供暖系統(tǒng)需要補水定壓而不知空調(diào)系統(tǒng)需要補水定壓，只知道用戶側(cè)需要水力計算而不會機(jī)房側(cè)的管路平衡與確定。多數(shù)時候，理論教學(xué)教授的是共性的知識，但往往，這種共性沒有推廣到個性中去，這同樣是理論教學(xué)有待完善的重要內(nèi)容。

五、結(jié)語

通過專業(yè)課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅僅對于專業(yè)知識有了更深的了解，同時對于將來從事的行業(yè)，有了更近一步的認(rèn)識，根據(jù)課程設(shè)計過程中反映的問題，教學(xué)工作還需要從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)：

（1）在平時的教學(xué)中，注重將實際與理論相結(jié)合。學(xué)生在課程設(shè)計中，尤其對于工程知識，會犯一些常識性錯誤。這就要求在平時的教學(xué)過程中，教師能夠針對一些重要的工程常識性問題進(jìn)行歸納總結(jié)和講解。

（2）在課程設(shè)計過程中，給予及時有效的指導(dǎo)。學(xué)生對于一個完整的設(shè)計，缺乏整體的認(rèn)識，指導(dǎo)老師應(yīng)當(dāng)給予及時有效的指導(dǎo)。這需要指導(dǎo)教師和學(xué)生能夠進(jìn)行密切的聯(lián)系，良好的溝通，使老師能夠及時了解學(xué)生的問題，并給與恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

（3）課程設(shè)計完成后，及時進(jìn)行總結(jié)。由于課程設(shè)計中會遇到很多意想不到的問題，學(xué)生需要多次進(jìn)行修正和完善，這就需要在每一個階段學(xué)生和指導(dǎo)老師都需要進(jìn)行設(shè)計的總結(jié)，通過總結(jié)，學(xué)生能夠?qū)W會如何更好的解決問題，避免類似錯誤的出現(xiàn)，老師能夠總結(jié)經(jīng)驗，對今后的教學(xué)進(jìn)行更好的指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳超，藺潔，李俊梅，等.課程設(shè)計·畢業(yè)設(shè)計指南（第二版）[M].江蘇鳳凰出版?zhèn)髅焦煞萦邢薰荆?013.

[2]謝靜超，刁彥華，畢月虹，趙耀華.探討科研與教學(xué)結(jié)合的必要性[A].土木建筑教育改革理論與實踐（第12卷）[C].2010.

[3]全貞花，樊洪明，李炎鋒.試論高校教師的教學(xué)基本功[A].土木建筑教育改革理論與實踐（第12卷）[C].2010.

[4]孫立山，姚麗亞.本科生畢業(yè)設(shè)計中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)淺析[A].土木建筑教育改革理論與實踐（第12卷）[C].2010.