暖通空調》教學改革和學生能力培養

李艷瓊++王永喬++趙炎

摘要： 針對云南建筑市場對建筑環境與能源應用工程專業（以下簡稱建環）人才的需求，同時結合建環專業課程特點，提出了對《暖通空調》這門課的課堂教學、實踐教學環節、實驗教學、網絡建設等方面的改革意見。以期通過《暖通空調》課程教學，有力保證建環專業課程體系的連貫性和教學質量，提高學生的學習積極性、學習能力和實踐能力。

【分類號】TU83-4；G642

一、 建環專業設置背景和發展現狀

建環專業是1998年將原暖通專業經調整拓展形成的新專業。2003年，建環專業教學指導委員會重新修訂了專業本科教育目標、人才培養方案及主干課程教學基本要求。教指委要求要求各院校根據本地區、本學校的實際情況，確定具體的課程體系，教學重點和人才培養方案。在各自的教學實踐中不斷探索和總結，使專業課程教學體系與人才培養方案更加契合當地實際情況，更加科學和完善。云南農業大學自2009年開設建環專業，現在已有四屆畢業生，已在云南建筑市場占據一席之地。特別是第一屆畢業生（2009屆），立刻成為社會歡迎的人才。

隨著中國城市化進程的飛快加速，人們對建筑的節能、環保、舒適、低碳的要求越來越高，這為建環專業的發展提供了前所未有的機遇。現階段，全國高校開設建環專業的數量已達100多家，云南省開設建環專業的除了云南農業大學外，還有昆明理工大學，兩所大學對建環專業的專業定位均有不同的側重點，例如昆明理工大學側重于燃氣方面的專業發展，而我校則注重空氣潔凈技術的專業培養。兩所高校的相互補充，為云南的建筑市場做出了一定貢獻。

二、 云南建筑市場對建環專業人才需求的發展趨勢

云南省依托得天獨厚的自然資源，例如豐富多變的氣候資源和生物資源、礦產資源、水能資源的富集，使得生物制藥公司在云南發展迅猛，例如云南滇紅藥業有限公司、云南白藥股份有限公司；根據建設部、國家計劃委員會批準的《綜合醫院建設標準》，加上國家衛生部加大對各省市醫院的投資力度，使云南省各地州醫院潔凈手術室的建設蓬勃發展；中國現階段正處于工業化發展、產業結構升級換代時期，很多工業生產車間對生產環境有著很高的要求，例如地處昆明經濟開發區的中國兵器工業部紅外夜視鏡生產車間、云南馳宏鋅鍺生產車間；中國電子商務的迅猛發展，電子產品的日新月異，電子廠房的建設也是如火如荼。近年來隨著經濟的發展，人們的生活水平已從過去的溫飽型向健康型過渡，人們對環境的質量要求越來越高。空調、中央空調已成為當今社會主要制冷或采暖設備，而凈化空調機組就成了不可或缺的通風設備。

上述這些發展促進了建環專業潔凈空氣技術的的發展，對建環專業的人才需求增大，也對人才質量提出了新的要求。供暖、通風和空調的能耗已占建筑能耗的30%左右，因此建筑節能的需求也在渴求本專業人才。

三、 《暖通空調》課程教學定位與特點

《暖通空調》是建筑環境與能源應用工程專業最重要的主干課程，也是專業發展方向之一，我院有2/3的學生選擇這個專業方向。《暖通空調》由原來的《供熱工程》、《工業通風》、《空氣調節》合并而來，將三門專業課進行分析和整合，將共性進行抽取，壓縮課時，形成了鮮明的課程特點：①教學內容按“系統”進行組合，強調“系統”概念，學生逐步掌握建筑環境控制系統的各項技術；②突出應用性和針對性；③我院建環專業依托云南省制冷協會和云南省暖通空調協會，調查行業對本課程的內容要求，在課程講授中融入當前工程采用的新技術、新設備、新工藝的介紹，例如CO2高溫熱泵熱水技術、溫濕度獨立控制技術、置換通風技術、磁懸浮離心機技術等等；④學生能力提高階段，即課程設計。課程設計有六個知識點，即負荷設計、空調冷熱源設計、空調末端選型設計、水系統設計、風系統設計、氣流組織設計。這些知識點通過《暖通空調》課程設計聯接起來，從而達到正確進行中央空調工程設計這個能力目標。

四、 課堂教學改革

課堂教學的主要方式采用PPT+板書的方式，輔以視頻、動畫等影像加強學生對空調設備、管網、系統的認識。但由于《暖通空調》這門課程內容多，涉及面廣，不但有理論推導和實驗研究，還有大量的規范、公式和圖表；加上學生缺乏實際工程經驗，因此在學習過程中，同學們普遍反映課程難度較大，光靠聽課是不能學好這門課程的。為幫助同學們學好這門重要的專業課，課堂教學改革的方法如下：

1）讓同學們參與課件制作

我院開設建環專業以來，一直處于師資缺乏的狀態，所有任課老師均擔任多門課程，同時還承擔了“建環專業卓越工程師班”的大量工作，因此很難分出精力來完善以前的課件。如果讓同學們參與到課件制作與完善工作，就可以通過主動參與教學活動獲得對新知識的理解與掌握。這種參與式教學模式已有兩屆學生參與，但這些工作是在學生們畢業設計答辯后完成的，有一定效果，但不算理想。最初的目的是想通過課件制作，幫助他們梳理、歸納、整理專業課知識，為進入設計院工作打好基礎。但學生們面臨找工作的壓力，普遍興趣不大。因此，我們希望大三學生在學習《暖通空調》的同時就參與課件的制作，希望他們能進一步發現課件中存在的問題，提出新的見解，對所學內容進行重新整理與表述。老師給的課件刻意地簡單，因此同學們發揮余地較大，因此興趣也較濃厚，要求這屆學生根據課程內容綜合運用現有的電腦技術，包括文字、圖形、照片、動畫等；課件文字要求簡潔、準確，重點闡述思路和方法；要求課件具有啟發性和引導性。

2）增設興趣環節

為培養同學們對《暖通空調》 這門課的濃厚興趣，我們歷年來都在授課過程中邀請各大設計院的暖通總工、口碑較好的工程公司總經理或者較著名生產廠家的工作人員來給同學們開設暖通專業前沿講座；在授課同時向同學們介紹注冊共用設備暖通工程師的考試內容，在期末的考卷中有意識地引入注冊設備師的考試方法；讓同學們參加“人環獎”競賽以及CAR-ASHRAE學生設計競賽，同學們都表現出濃厚興趣。通過興趣環節，提高學生四素（基本素質、基本知識、基本能力、基本技能），形成交叉型的教學指導團隊和興趣型的學生學習團隊。

五、 利用思維導圖幫助學生進行課程設計

在教學實踐過程中，思維導圖是引導學生思考的有效工具。思維導圖應用圖文并茂的層級圖來表現各主題的隸屬關系，簡單有效。通過下圖的繪制，學生將先行課程進行了有效梳理，也有利于學生針對性地復習先行課，為完成高質量的課程設計打好基礎。

課程設計課題一般選用真實工程，為防止抄襲，學生根據各自所在的不同城市計算冷熱負荷，再選擇適合的主機設備。系統選用由于氣象參數不同，因此空調方案迥然不同。由于課程設計課時一周時間，因此，在上完“全空氣系統和空氣-水系統”和“冷劑式空調系統”后就可以布置設計題目，同學們根據下述設計流程進行計算，不用等到期末考試后再來準備。這樣學生們復習先行課和思考方案的時間較多，可以進行方案的從容比選。同學們得以順利完成設計任務，完全轉化為自己的學習應用能力。

設計流程如下：

圖2 暖通空調工程設計過程圖

六、 對生產實習的教學改革

生產實習旨在加強學生工程意識，促進專業知識和實踐相結合，提高分析問題、解決問題的能力。但是與建環專業對口的施工、制造企業，由于生產崗位的特殊性，安全管理責任大，很難大規模接收學生實習。我院由于場地和經費的原因，只能安排學生在學院的實訓基地實習。我院建環專業暑期學生生產實訓歷來分為室內給排水、建筑電氣和暖通空調三個部分。暖通空調實訓主要是讓同學們進行酚醛風管的制作安裝，時間只有一天半，人數眾多，不可避免出現一些同學永遠處于跟班“旁觀”感性階段，少部分同學動手安裝制作的現象。脫離暖通領域的實際水平，無法體現教育本身的科技先導性，因此對生產實訓的教學改革勢在必行。所以，我們需要一個對建設項目全過程的模擬的實訓室，把未來的工作環境和工作內容讓學生提前進行培訓和演練，基于BIM技術和云技術的虛擬仿真建造實訓室成為首選，該模擬實訓室可以完善實施過程中各類建模標準，教學計劃，模擬真實的項目應用，讓學生具備通用技能和實施本領，使其成為符合企事業單位的應用型人才。目前虛擬實訓室正在建設過程中，期望能獲得理想的實習效果。

七、 結語

通過對《暖通空調》課程特點的分析，對如何通過這門重要的專業課培養學生的綜合能力、實踐能力和創新能力，思考如何改革教學內容，以使教學環節能適應市場的需求，打造更多優秀的專業技術人才。

參考文獻：

[1] 王晏平 基于市場需求的建環專業復合型人才培養模式探討--《暖通空調》課程教學與學生能力培養，中國西部科技，2013年03月第12卷第03期總第284期

[2] 夏焱，“暖通空調工程設計方法與系統分析”課程教學方法探討，科教導刊，2015年10月（上）131

[3] 陶求華，暖通空調課程改革與實踐，制冷空調學科教育教學研究

[4] 朱穎心，暖通空調課程設計的改革與實踐，制冷與空調，2002年8月第2卷第4期