疫情防控常態下建環專業實踐教學模式探討及實施

張 立 金 光 張亞竹 顧 潔 牛永紅

（內蒙古科技大學，內蒙古 包頭 014010）

0 引言

畢業設計和畢業實習是大學生本科畢業前的最后一部分學習任務， 也是本科教育的重要組成部分。需要學生針對實際工程獨立或協作的進行設計，這不僅可以增強學生的動手能力和解決實際工程問題的能力，而且畢業設計和畢業實習的實踐教學過程對學生的創新能力和團隊協作精神也有較大的幫助，同時它也是培養學生工程意識和工程設計能力的主要途徑。 在畢業實習的實踐教學過程中，傳統的模式是組織安排學生去現場參觀、 記錄本專業的工程內容，然后查資料，豐富相關的專業知識，對本專業的知識融會貫通，最后應用到工程實踐中。 畢業設計是通過面對面安排具體工程案例， 并講解相關的工程實例，運用所學的知識，在以前課程設計的基礎上，完成較大的、具體的工程實例的設計，為以后的工作和學習打下良好的基礎，從而為面向更廣泛領域和區域的工程教育提供中國方案和人才培養貢獻。

自2020年年初爆發新冠疫情以來， 已經接近兩年的時間，新冠肺炎疫情從未從身邊離開，疫情防控已經常態化，尤其是對于各大院校來說，學生來自全國各地，如何避免發生“學校聚集性”疫情事件，如何開展正常的教學工作是擺在高校面前的一個難題。2020年1 月28 日教育部發布延期開學通知， 各學校采取相應措施，倡導“停課不停學”并開通了線上課程，兩年來各大院校根據疫情情況采用了線上和線下教學相結合的教學方式。 針對建筑環境與能源應用工程專業的大四學生在實踐教學環節中存在的部分問題，同時也是所有工程類專業都會面臨的問題，本文重點從畢業設計這個方面進行分析與探討，為以后疫情防控常態下的常規教學提供一定的經驗和參考。

1 網絡教學的優缺點

目前，互聯網已經走入千家萬戶，網絡高度發達，網絡教學具有以下優點：

（1）學習方式具有靈活性，不受時間和空間的限制，可以隨時隨地安排自己的學習計劃。

（2）資源形式多樣化，線上教育的資源形態媒介多，能滿足學生當前的各種求知需求。

（3）線上教育課程選擇范圍更廣，網絡資源幾乎包括了本專業的所有內容，包括通風、制冷、空調、供暖、鍋爐、燃氣等各個方面。

網絡教學的缺點有以下幾點：

（1）高校開展網絡教學，教育者和受教育者在教學觀念、教學習慣上需要一個適應過程。

（2）開展網絡教學需要教師和學生雙方都必須具備一定的現代信息技術知識，而目前國內高校信息技術教育相對滯后，因此也限制了網絡教學的發展。

（3）網絡教學是一種基于現代高科技的教育技術，無論在技術上還是設備上都需要一定的投入。

2 線上教學中存在的問題

建筑環境與能源應用工程專業“畢業設計”教學目標：

（1）通過畢業設計，使學生鞏固、驗證和深化已學到的本專業基本概念、基本知識和基本技能。

（2）培養學生運用專業知識提出問題、分析問題和解決問題的能力，提高學生的綜合素養，為學生的職業發展和繼續深造打好基礎。

（3）了解本課題國內外發展動態與水平，培養學生檢索、閱讀國內外文獻資料的能力。 在教學中要注重培養學生運用技術專業課的能力，培養其分析和解決實際工程問題的能力，要求學生掌握工程中常見的問題及解決的方法，為學生的工作和進一步深造打下堅實的基礎。

建筑環境與能源應用工程專業在去年疫情下的畢業設計教學實踐中，存在以下三個問題：

第一是畢業設計的課題大多情況下是指導教師自己擬定的，題目的內容及難易程度與教師的水平密切相關，不同的教師擬定的題目難易程度不同，知識面覆蓋也不同，命題的隨意性較大，這樣畢業設計無法保證學生得到全面的、系統的工程訓練。 同時由于時間的限制，學生對工程規范及大型工程設計軟件難以熟練掌握，導致畢業設計出現一人做，多人抄的現象，缺乏了實際工程的復雜性和可變性。 一人一題，真題真做這是目前最為提倡的畢業設計教學改革，需要教師和同學共同努力，才能完成這個目標。 由于學生的實際水平及時間的限制， 學生只能完成題目較大，但是設計內容單一的項目，或者題目較小內容較復雜的內容，無論從哪一方面都無法滿足覆蓋面較寬符合教學需要，加上實際工程的復雜性和可變性，學生根本沒有辦法在規定的時間內完成畢業設計任務針對以上存在的問題，如何改革畢業設計的模式，有效利用原有的學習時間、在原有掌握的理論基礎上，培養學生整體工程意識，提高學生的工程設計能力是本文要研究探討的。

第二是以前的畢業設計是教師通過安排面對面答疑來解決同學們畢業設計過程中可能遇到的問題，疫情期間學生們無法來到學校，無法面授同學們的問題。 同時以前在學校內做設計，有固定的設計教室，同學們可以在教室內相互討論。 通過討論使同學對一些問題能夠有更深的了解。 現在只能通過網絡討論，及時性較差。 同時學生在家無法有效利用學校圖書館的資源，這也是畢業設計過程中可能遇到的問題。

第三是以前傳統的教學模式是，同學們在每個設計階段，教師現場檢查同學們的設計進度，掌握學生們的設計情況，同時安排下一步的工作計劃。 由于疫情防控目前學生無法到校，同學們所繪圖紙發給教師以后由于軟件版本及使用熟練程度等問題，不能清晰發現同學們的問題，無法準確把握同學們所遇到的問題從而不能針對具體問題做深入透徹的講解。

3 線上教學的關鍵點及實施

畢業設計與課程設計不同，不是一個工程項目的單一內容，畢業設計是拿一個實體工程的案例進行完整的設計，學生不僅需要解決課程設計的一些工程基本問題，還需要對以前課程設計中遇到的問題進行更加深入、熟練的掌握，比如工程繪圖軟件，基本知識的掌握，本行業規范、標準的熟悉以及跟當前社會發展和新技術的應用的融合，比如BIM、VR 等。 線上授課的一個重要方法是在“畢業設計”教學實踐引入共享屏幕、在線直播的方法或者以Vlog 的方式對現場提前拍攝，建立多媒體視頻庫來加強教學工作，降低理論學習的枯燥性，對設計過程中遇到的問題及時反饋于工程實踐，提高課程內容參與性，有效激發學生的積極性與創新意識。

在案例教學中涉及的關鍵問題如下：

（1）讓學生理解“畢業設計”的重要性。 畢業設計是大學生活中最后一部分的學習內容，是學生走向社會，步入工作的最后的“練兵”的機會，如何利用這個時間更好的復習大學期間所學的內容， 同時有的放矢，對以后工作中可能遇到的問題做一個全面了解對大四學生來說是非常重要的。 旨在檢驗學生綜合運用所學理論、知識和技能解決實際問題的能力。 在教師指導下， 學生就選定的課題進行工程設計和研究，包括設計、計算、方案論證、繪圖等，最后提交一份合格的施工圖。 學生只有在完成教學計劃所規定的理論課程、課程設計與實習，經考試、考查及格后方可進行，是評定畢業成績的重要依據， 學生通過畢業設計答辯，成績評定及格才能畢業。

2005年以后國家教育部門提出新的要求，結合工程需求加入了三維設計、模擬仿真、及程序分析研究。其中包括：畢業設計圖紙（三維BIM +CAD 二維工程圖）+開題報告+任務書+實習報告+說明書正文。 這足夠的說明了做一份優質的畢業設計是要付出相當的努力的。

（2）在線互動，直接交流，問題現場解決。 畢業設計過程中可能會遇到很多問題，需要及時回答，比如文獻檢索過程中，負荷計算過程中，需要及時解決問題，以免影響下一步的工作。 比如文獻檢索應該注重查找哪些前沿的問題，本專業目前比較前沿的技術有哪一些，目前工程應用中側重哪些內容。 負荷計算的傳熱系數的選取是否符合目前的節能規范等，室內外參數的選取是否符合最新現行的規范，以及對某些房間功能的要求，暖通方案是否合理，等等。 這些都需要及時溝通，在無法到學校的情況下，對教師和學生都是一種考驗。 針對疫情，筆者通過各種在線交流軟件，如騰訊會議、釘釘課堂、雨課堂、微信群等隨時或者按時進行線上交流，這樣不但可以隨時解決問題，還能通過共享屏幕跟同學們現場演示一些CAD 的快捷鍵和一些繪圖方法，充分發揮了優勢和長處。 同時設計小組指定一個組長，在平時教師較忙的時候，由組長帶領大家討論問題， 解決不了的問題匯總給教師，教師安排固定時間線上答疑，同時線上考勤，保證每個同學都能學會，線上討論會議每周安排2～3 次。 同學們也可以隨時把自己的開題報告、說明書、任務書、圖紙等發給教師，教師批注完成在小組討論后發給個人修改。

（3）網上答辯。 6 月初進行畢業答辯，疫情有所緩解，部分同學已經返回學校，但是整個“畢業設計”從任務布置到過程答疑都是在網上進行的，最后的畢業答辯的環節也是通過線上來完成的，所有同學圖紙由到校的圖紙打印完畢上交指導教師，部分同學遠程答辯。 每個人5 分鐘自我展示，通過PPT 和CAD 展示自己的設計內容，在線回答老師的問題，然后根據自述工作內容、工作量大小、圖紙質量、問題回答的情況等給出最終成績。

畢業設計是建筑環境與能源應用工程專業的必修課，主要是為后續工作的學習打下基礎。 具有很多實踐問題。 工作中會碰到的問題可能會非常多，同時邀請很多設計院和施工單位的專家做了很多的在線講座，對以后工作過程中可能碰到的問題進行深入的講解， 講座后同學們跟專家進行了多方面的交流，同學們熱情都很高漲，將他們遇到的工程實際項目歸納整理，然后與課程知識對接，可以使學生更好地體會到如何將理論知識應用于實際工程，這擴寬了學生的視野，消除了學生認為學習理論知識無用和不知如何用的想法，激發了學生的學習興趣，強化了學生的工程觀念。

4 實施效果

通過2020年的畢業設計， 每個畢業設計小組的教師花費了巨大的精力但也取得了豐碩的成果。

（1）學生畢業設計水平比起往年正常畢業設計有明顯的提高。 本小組圖紙整體質量比去年有較大的提高，今年有畢業生8 人，其中獲得院級優秀畢業設計人數2 人，占25%，成績良以上5 人，占62.5%，沒有出現不及格同學。

（2）運用網絡教學提高了教師繪圖能力及網絡授課能力，教師們的實際工程水平、網絡授課水平得到明顯的提高，為以后多媒體授課打下了良好的基礎。

（3）在畢業設計的過程中教師集體討論、互相學習，積極向設計院的同仁請教，提高了教師們之間相互協作的能力。

5 結語

在疫情下的畢業設計過程的教學實踐中，通過在線任務布置、在線答疑和互動輔導以及在線答辯出色的完成了教學大綱教學任務，同時為以后疫情防控常態下的教學提供了一種良好的參考。 雖然疫情阻斷了學生面對面交流的機會，通過這種全新授課模式搭建起“師生學習的新模式”將工程知識和技能學習與工程實踐經驗結合起來， 培養學生的現代工程師素養，適應“新工科”的教學要求。 為以后疫情防控常態下的常規教學提供了一種新的模式。