“建筑設備”課程教學改革與實踐分析

呂超 姜坪 劉利華

摘? ? 要：文章以浙江理工大學為例，對建筑學、土木工程、工程管理三個專業進行研究，分析了不同專業的教學目標，并從教學內容、教學方法、考核方法三個方面提出了“建筑設備”課程教學改革措施，即合理調整教學大綱與教學內容;采用多種教學方法，優化考核方法;進行多輪授課實踐，對授課效果進行主客觀及實驗法分析，探討“建筑設備”課程教學改革方向。

關鍵詞：建筑設備;教學改革;高校

中圖分類號：G642.3? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2020）09-0031-04

建筑設備，是為建筑用戶提供生活、生產和工作等的各種設施和設備系統的總稱[1]。“建筑設備”課程是一門綜合性的工程學科，涉及水、暖、電三個專業的內容，是土建類專業的必選課程。學生需要掌握建筑設備的基本功能和原理，從而具備綜合解決建筑設備與建筑之間相互關系的能力[2]。

近年來，一些針對“建筑設備”課程的教學改革收到了較好的效果。比如，王鳳華提出的“理論教學+實地教學+實地考核”的板塊教學法，以工程造價專業為試點，取得良好的教學效果[3]。楊秀峰進行了教學內容、教學方法、考核方式等方面的改革，取得了良好的效果[4]。吳學慧引入研討與案例教學法、采用實踐教學方式，使學生對知識的掌握、實踐能力與考試成績都有了顯著提高[5]。梁棟等通過合理安排教學內容和學時、采用理論教學與生活生產實踐結合、優化教學方法、靈活教學方式，達到課程的教學目的和要求[6]。何朝陽等分析了美國大學采用翻轉課堂的教學模式，得出高等工程教育課堂教學適合實施翻轉課堂教學模式，但在實施過程中也要關注一些問題[7]。趙洪總結了幾種典型的研究性教學方法，分析了其實施難點和對策，指出研究性教學將成為綜合性實踐課程的主要教學方法[8]。

很多高校的土建類專業開設了“建筑設備”課程，但由于各專業的特點和培養目標不同，對該課程在教學內容、授課重點上應有一定的調整，然而目前針對不同專業特點的“建筑設備”課程教改研究還不多。本文以浙江理工大學為例，對建筑學、土木工程、工程管理三個專業的“建筑設備”課程教學特點與問題進行研究，分析不同專業的教學目標，從教學內容、教學方法、考核方式三個方面提出具體的改革措施，并應用于授課實踐，而且運用實驗法分析了教學改革的效果。

一、“建筑設備”課程教學現狀分析

目前，“建筑設備”課程教學普遍存在如下問題：（1）課程內容豐富，但課時往往偏少，教學內容沒有針對性，不能體現專業特色;（2）授課主要圍繞基本理論知識的講解，而工程實例結合較少[9];（3）有些教材內容相對陳舊，未能體現近年來的新技術和新出臺的規范標準[10];（4）教學方法主要是教師課堂講授，形式較單一，學生積極性不高;（5）考核方式多為期末考試或寫論文的形式，容易使學生忽略平時的學習，成績評價方法的合理性有待提升。

從授課情況來看，大多數院校都是由一位教師主講該門課程。以浙江理工大學為例，因為該門課程中涉及的很大一部分內容屬于暖通空調專業的內容，所以授課教師往往也是來自暖通空調專業（建筑環境與能源應用工程專業）。但由于“建筑設備”課程涉及水、暖、電三個專業的內容，屬于一門知識覆蓋面較寬的課程，而任何一位教師都只能是某一方面的專家，對另兩個專業知識的了解程度一般不如自己本專業那樣清楚[11]。而且該課程的授課教師又大多是博士畢業直接從教的青年教師，可以說是“從學校到學校”，相對來說缺少工程實踐的經歷和經驗，所以教學效果無法得到保障。另外，對于授課教師來說，該課程的授課對象不是本專業的學生，這就讓教師更難把握授課重點、難點。于是，“建筑設備”課程教學的一個普遍現狀就是：一個專業出身的教師，講授三個專業的知識，授課對象又是其他專業的學生。這就導致這門課程本身就存在一些不足，需要投入更多的精力加以改革。

“建筑設備”課程對土建類專業較為重要。以浙江理工大學為例，建筑工程學院的建筑學、土木工程、工程管理三個專業均開設了該門課程。其中，建筑學專業設置的是48學時的“建筑設備A”，土木工程、工程管理專業設置的是32學時的“建筑設備B”，都為選修課。雖然在學時上有所區分，但通過比較課程以往的教學大綱發現，“建筑設備A”只是比“建筑設備B”多講授了幾章內容，且每章在學時安排上稍多，而并沒有針對不同專業的特點予以詳細區分。各專業的特點和培養目標不同，即使是講授同一門課，也應在教學內容、授課重點上給予有針對性的調整。而且教師若想在有限的時間內傳授更有價值的內容，也必須了解各專業對本課程的要求，真正做到抓大放小、有的放矢。

因此，有必要以不同專業的特點作為切入點，對“建筑設備”課程進行教學改革。根據專業特點調整教學內容，更新教材，完善教學大綱;改進教學方法，提高學生的課堂參與度，加深學生對知識的理解;優化考核方式，引導學生加強平時的學習，全面反映學生的學習效果。通過教學改革及授課實踐來提高課程的教學效果，使這門課能夠更好地適應不同專業的需求、加強對學生的學業指導。

二、“建筑設備”課程教學改革措施

（一）明確教學目標

教學目標是課程教學非常重要的一個環節，每一節課、每一門課程的教學都離不開教學目標，開展課程教學必須要明確各專業的培養方案、教學目標。

1.通過研讀各專業最新的培養方案，分析各專業的特點，了解其培養目標、培養規格及基本要求、核心課程、專業特色等內容。

2.分析“建筑設備”課程在各專業課程體系中的地位、與其他課程的關系，進而合理調整教學內容，對重點內容進行詳細講解。

通過上述工作，浙江理工大學建筑學、土木工程、工程管理三個專業對“建筑設備”課程的主要教學目標分別如下。（1）建筑學專業：掌握建筑設備的功能和原理、系統的布局、規范規定的要求和原則，具有與設備工程師密切配合、合理安排建筑設備及空間的能力;（2）土木工程專業：理解建筑設備的功能和原理、系統的布局、規范規定的要求和原則，具有在土建設計施工時能與設備工程師密切配合、完成相關工作的能力;（3）工程管理專業：理解建筑設備的功能和原理、系統的布局、規范規定的要求原則，具有在完成項目管理、監理及預決算時涉及建筑設備部分的協調工作能力。

從上可以看出，不同專業的培養計劃及畢業要求各有不同，因而不同專業在開設“建筑設備”這一門課程時，其教學目標也應做出相應的調整，以滿足不同專業的教學要求。

（二）優化教學內容

1.教學大綱。根據各專業特點制定“建筑設備”課程相應的教學大綱，包括課程教學目標、教學內容、學時分配及教學方法、考核方式、推薦教材及參考資料等。其中重點是各專業大綱的具體教學內容要求，要明確章節安排、重點內容、學時分配等細節，使教學大綱內容明確、重點突出、專業適用性強。

教學內容可根據不同的學時分配來進行調整。目前，浙江理工大學的“建筑設備”課程學時，土木工程、工程管理專業是32學時，建筑學專業是48學時。對于32學時的課程，需要將一部分知識內容刪除或簡化，以便在有限的課時里主要講解重點知識。可刪除或簡化的內容如下：室外給排水工程的規劃;室內給水中的管材、水箱容積的確定;消防給水中的建筑防火基本知識;室內排水中的污水局部處理設備、中水系統;建筑供暖中的鍋爐房設備及系統;建筑通風中的衛生標準與排放標準;空氣調節中的系統布置、空調機房和制冷機房的建筑設計;建筑弱電系統;智能建筑;建筑節能等。

不同專業的教學重點應有所不同。對于建筑學專業，應重視建筑設備的選擇及統籌布局，以滿足建筑的功能性、安全性和舒適性[12]，比如強調在建筑設計階段預留空調外機設備操作平臺，結合實際建筑案例講授一些綠色建筑與建筑節能的知識，并協調與“建筑物理”課程的內容;對于土木工程專業，應注重建筑設備與建筑主體結構及施工技術的關系[13]，明確設備及管道系統的布置和敷設原則，可通過參觀施工工地，了解建筑設備的安裝過程;對于工程管理專業，重點應放在對建筑設備工程與技術的造價、經濟性評價和建筑設備系統的物業設施管理上[14]，可通過參觀已建成的建筑，了解設備運行過程和造價、學習物業管理知識。根據三個專業教學目標的主要區別，應加大對不同專業的差異化重點教學內容授課學時的投入。

2.教材。通過分析各高校使用較為普遍的典型教

材，筆者遴選出四部教材的主要信息和特點，可供建筑學、土木工程、工程管理三個專業選擇使用（具體見表1）。筆者之前都是使用陳妙芳主編的教材，但由于其出版年代較早，內容相對陳舊，缺少一些新的技術和規范要求;其他三部教材，出版時間較近，且各有特色，土木工程和工程管理專業可以選擇高明遠等主編的教材，建筑學專業可以選擇吳小虎等主編的教材。

另外，本課程涉及面廣，各方面內容都有相應的規范標準予以規定，而近年來這些規范也在不斷更新，比如《建筑設計防火規范》GB 50016—2014（2018年版）。有些新出版的教材對有些內容做了適當的調整跟進，但有些內容仍未能得到及時更新。所以，現有教材通常無法完全滿足授課需求，需要教師通過編寫講義、課件來補充不足的內容，包括補充新規范的內容、相關新知識和新技術、生活熱點專題等，使學生能與時俱進地學到一些新知識。

（三）創新教學手段和方法

目前的課程教學大多是以教師教為主、以課堂教學為主的形式，應逐步將這種教學方式轉變為以學生學為主、課內外結合教學的形式，倡導參與式、啟發式、探究式、討論式等教學方法，盡可能采用現代化多媒體、實物、案例、實踐參觀等教學手段。通過改變只依靠教師講授、板書或PPT中文字過多的形式，采取“舉例比喻—設計問題—思考討論—課后練習”這一系列措施，引導學生多參與、勤思考，將所學知識與實際生活相聯系，培養學生的學習、鉆研、創新的興趣和能力。通過采取適合的教學方法，調動學生的聽課積極性，調整學生的聽課狀態。

采取的具體教學方法如下：將系統運行原理通過動畫的形式展現;展示設備的圖片、視頻甚至實物;結合真實工程和施工圖紙，講解圖紙的識讀方法、基本內容、圖例及符號;帶領學生參觀安裝有中央空調或其他設備和系統的建筑，實地觀看各種設備及管道的形式和連接;邀請相關企業的工程師來給學生上課，講授更加實際的工程問題;引入一些生動的例子，適當活躍課堂氣氛，提高學生聽課的興趣。

（四）變革考核方式

課程評價應向以形成性評價為主轉變，加大平時考核的力度，如平時成績通過出勤、課堂表現、作業來評判，期末成績通過課程學習感受、知識點總結、考試等方式來評判。“建筑設備”課程按照考核方式的不同可分為兩種性質：一種是考查課（土木工程和工程管理專業），一種是考試課（建筑學專業）。可設定考查課的考核內容及成績分配比例為：出勤20%、課堂表現20%、作業20%、課程學習感受10%、知識點總結30%;考試課的考核內容及成績分配比例為：出勤15%、課堂表現15%、作業20%、課程學習感受10%、考試40%。通過調整考核方式，可以增加平時成績的比重，由此引導學生更加注重平時的學習、端正學習態度，進而更好地掌握所學的知識;這種考核方法也更加合理，能全面反映學生的學習效果。

三、“建筑設備”課程教學改革實踐及分析

將教學改革措施應用到實際授課當中，通過學生的學習感受及學習結果來檢驗教學改革的效果。總結分析主客觀數據，包括對學生主觀感受、課程成績的分析，來評價改革的效果，并采用實驗法分析各項改革要素對效果的影響。

目前，教學改革措施已完成了多輪授課，對工程管理專業2014級和2015級、土木工程專業2016級、建筑學專業2015級的學生進行了授課實踐。

（一）主觀分析

學生是聽課的主體，他們的反應和感受能最直觀地評判授課效果。通過教學改革，學生上課狀態有所改善，“低頭族”明顯減少，課堂上學生與教師間的互動有所增加。在課下的交流和學生撰寫的課程學習感受中可以看出，學生對調整后的教學內容更加認可，認為新教材的課程體系更明晰、課程內容更貼近時代;而且學生普遍反映比較喜歡改革后的教學方式，對“知識點總結+課程學習感受”的新型考核方法也非常認可，認為“對知識印象深刻”“激發了學習興趣”“足以顯示對知識吸納的效果”等，學生對該課程教學的整體滿意度有所提高。一些學生意識到該課程對以后的工作、本專業發展、工程實際的作用，而且還對課程內容和上課形式提出一些建議，比如加大播放相關視頻、實地參觀等方式的比重，這些建議將有助于這門課程在以后進行更加深入的改革。

（二）客觀分析

通過分析教學改革前后的學生課程成績數據，可以在一定程度上反映出教學改革的效果。采取教學改革措施前后，學生的成績都有不同程度的提高。其中，工程管理專業的成績優良學生比例從32%提高到89%，土木工程專業的成績優良學生比例從27%提高到64%，建筑學專業的成績優良學生比例從58%提高到71%（選課人數較少、不到20人），而且改革后基本沒有成績不及格的學生。能產生這些可喜的變化，一是由于教學內容和教學方法的改革，提高了教學質量，切實提升了教學效果;二是由于考核方式的改革，能夠引導學生端正學習態度，課程成績的評價也更加合理。

（三）實驗法分析

實驗法是為解決某一問題，根據一定理論或設想（實驗因子），組織有計劃的實踐活動，并對實踐效果進行比較分析，從而得出有關實驗因子的科學結論。本教改進行了多輪教學實踐，可通過實驗法來分析各項改革要素對效果的影響。

在本教改中，改革要素包括：教學內容、教學方法、考核方式、學生、教師，可將這些設定為實驗因子。其中，學生和教師可以作為無關因子，因為教師都是同一人，而學生雖然每屆不同，但由于入學生源水平相近，且一般無法給同一屆學生進行兩次以上授課實踐，所以可認為每次實驗的學生是等同的。這樣所考察的實驗因子即為教學內容、教學方法、考核方式。

在以上多輪授課當中，工程管理專業的數據較為充分，所以主要對其進行實驗法分析。

對工程管理專業完成了兩輪教改后的授課。其中，第一輪授課主要從教學方法和考核方式兩方面進行改革;而第二輪授課又進一步將教材從陳妙芳主編的教材更換成高明遠主編的教材，在教學內容方面進行了較大的調整。分析改革前后的2013、2014、2015級學生的成績，平均分分別為82.5分、85.2分、86.6分。第一輪授課后平均分提高了2.7分，第二輪授課后平均分又提高了1.4分，這說明教學方法和考核方式兩個實驗因子對教學效果的提高有較大影響，而教學內容實驗因子也起到一定作用。

總結發現，通過調整教學大綱和一些授課內容，講授重點更加突出，學生理解得更好;通過使用新版教材并在講授中補充新知識，使內容結構更加優化，學生也學到了近些年的新技術和新規范要求;通過采用適當的教學手段，提高了學生的上課積極性，學生更容易理解一些理論知識;學生通過完成作業和知識點總結，對課程重點內容加深了理解;通過撰寫課程學習感受，學生對課程內容進行深度思考的同時，提高了理論聯系實際的能力，有助于將這門課的知識應用到生活、專業、工程當中;學生通過平時的學習積累和集中復習，可以在考試中從容應對、發揮水平。這一系列改革措施使得學生滿意度和總體成績得到提高。

四、“建筑設備”課程教學改革展望

從近幾年該課程的選課情況來看，有的專業由于選課人數過少，導致課程經常停開。選課人數少的原因大致歸結如下：很多學生認為這門課與其專業的相關性較小，甚至認為學習這門課對專業學習的作用不大;另外，該門課程在專業培養計劃中設置的開課學期較晚，有些學生修滿專業選修課學分之后，覺得沒必要再選修這門課。而如前文分析，這門課的作用是不言而喻的。所以應該加大專業教師（特別是選課指導教師）對學生的宣傳力度，強調該門課程的重要性，引導學生理性選課，優化知識結構。

本研究雖然是針對浙江理工大學的專業設置來進行教改研究，但國內很多高校的土建類專業設置都有一定相似性，研究成果可以推廣到其他高校，并進一步調整和完善。

對于授課教師，建議學科較為齊全的高校盡量安排水、暖、電三個專業的教師來共同講授這門課，這樣能夠解決由一位教師授課可能知識結構不全面的問題，發揮各個專業教師的優勢。并且各位教師之間也要多溝通，避免出現知識點重復、前后內容缺乏聯系等問題，使這門課能夠形成一個有機的整體。在這種情況下，也可進一步分析教師作為實驗因子的影響。

對于教學方法，有些學生反映應該加大播放相關視頻、實地參觀等方式的比重，特別是對于課時安排比較充裕的專業。但這需要大量的資源支持，包括制作生動形象、與時俱進的教學動畫或視頻，聯系實際工程來開放參觀，邀請企業工程師來給學生講授更加實際的工程問題等。因此，該門課程的教改還需要很多相關從業者共同努力合作，通過“產學研用”各方面協同，使學校、企業、社會能夠互惠互利，實現教學上的深入改革。

五、結論

對“建筑設備”課程進行的教學改革，在浙江理工大學的建筑學、土木工程、工程管理三個專業進行多輪授課實踐，得出如下結論：（1）應根據不同專業的特點，明確“建筑設備”課程的教學目標，合理調整教學內容;（2）應盡量選擇出版時間較新、有一定特色、適合各專業的教材;（3）通過采取適合的教學方法，調動學生的聽課積極性，改善學生的聽課狀態;（4）課程考核應加大平時考核力度，引導學生端正學習態度，可采取出勤、課堂表現、作業、課程學習感受、知識點總結、考試等形式相結合，并合理分配各部分比例;（5）對改革效果應進行主客觀分析，采用實驗法分析可明確各項改革要素的效果，指導改革方向。

總體看來，對“建筑設備”課程的教學改革與實踐均取得一定成效，授課效果得到有效提升，學生滿意度和總體成績有所提高，但后續還需要繼續努力完善各項改革措施，進一步深化對本課程的教學改革。

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[責任編輯? 李金波]