供熱工程課程教學改革與創新
——基于OBE理念及BIM技術

劉元芳

(黑龍江東方學院，哈爾濱 150060)

1 供熱工程課程教學現狀

教學內容較為陳舊。按照課本內容進行授課已不能滿足教學需要，教學內容應時刻更新，過時的內容應刪除，陳舊的內容應替換，缺少的內容應補充。

教學目標不夠明確。現階段不僅要培養設計、施工、管理類人才，還應與建筑節能目標、創新目標相結合。

教學模式較為單一。教師雖然采用了結合藍墨云班課的線上線下教學模式，但仍難以實現以學生為中心的教學模式，仍以傳統的教學模式為主，學生處于被動接受狀態，學生發現問題、思考問題的主動性較差。

考核方式有待優化。部分高校仍實行平時成績占30%、期末成績占70%的考核方式，過程性考核不足，且過程考核方式僅包括出勤、作業、平時表現和實驗等環節。期末試卷不能全面覆蓋教學大綱內容，教學目標無法與教學內容相契合。

2 供熱工程課程教學改革策略

2.1 明確教學目標、優化教學內容

供熱工程課程教學目標不應僅局限于工程的設計、施工、運行管理等實際運用能力，還需要增加新技術、新設備、新規范等內容，如熱泵技術、新能源技術、太陽能與建筑一體化技術。掌握了解本課程涉及的建筑節能相關知識，具備建筑節能建筑設計、改造能力，具備建筑節能產品如節能門窗、節能墻體的設計能力。具備發現本課程涉及實際問題并提出解決方案能力，具備本課程領域創新能力，具備供熱工程領域BIM應用能力，了解各種節能新設備和供熱系統節能新理念等。針對新的教學目標對應新版人才培養方案中的畢業要求編制新的培養大綱，教學大綱中預期學習成果匯總如表1所示。

表1 課程知識點預期學習成果匯總表Tab.1 Summary of expected learning outcomes of course knowledge points

2.2 建設教學資源庫

本課程在開展教學改革前，教師需要做好充分的準備，搜集多方面資料，豐富教學內容，形成一套完善的課程體系支持教學活動的開展。通過搜索資料和多方篩選，建設能夠服務于課程教學活動開展的視頻資源庫。將課程中涉及的常用部分、重點部分摘錄出來，形成文檔并進行分類，建設應用規范庫。關注公眾號、相關網站等，查閱篩選后分享給學生，建立網頁新技術庫，并且在使用過程中不斷更新、完善。選擇規模適中、難易程度適當的項目及生活中常用的案例，建設案例項目庫。從試卷、教材、網站中篩選試題，靈活改變題目形式，建立測試試題庫。

2.3 改進教學方法

任務教學與項目教學結合法。以“項目導向、任務驅動”為核心組織教學。以特定的任務為目標，以具體項目為導向，使學生的實際操作能力在真實的項目中得到鍛煉和提高。劃分的教學任務主要包括室內供暖施工圖識讀、室內供暖施工圖設計、室外管網施工圖識讀以及綜合實訓等。

案例問題教學法。將工程中經常遇到的問題總結整理分配到相應的知識點下，在掌握相應知識點的基礎上設置解決問題環節，讓學生們集思廣益，發散思維，尋找問題的根源，找出解決的辦法，能夠活躍課堂氣氛，開闊思路，提高學生動腦思考、舉一反三的能力，實現理論與實踐的有機結合。

創新教學法。在掌握了供熱工程理論知識后，學生能夠總體上把握和理解供熱行業的要求，供熱領域的任務，并能夠將降低采暖能耗等作為建筑節能的一項突破點。為大學生普及創新創業相關知識，并要求學生根據在生活中遇到的供熱問題或社會問題進行思考、調研并尋求解決途徑。

小組討論法。將班級學生分成若干小組，選出組長，在組長的組織下，組內成員以項目為中心進行角色分工，主動參與實踐，針對問題互相討論，提出設計實施方案、進行匯報等，組內成員進行補充，最后小組成員進行互評，再由教師給出評價、提出建議。這一過程中，教師以鼓勵為主，對學生進行點評、啟發、引導，突出學生的課堂主體地位，提高學生的團隊合作能力。

平臺教學法。供熱工程課程采用三輪藍墨云班課教學以及一輪超星學習通教學。利用平臺進行資源共享、任務分配、試題測試、評價、討論、經驗值統計等。平臺教學法能夠有效調動學生的學習積極性，活躍課堂氛圍。

2.4 完善課程考核方式

最終成績以百分制體現，滿分100分，包括過程性考核(70%)和期末考試(30%)。其中，期末考試的30%是以閉卷形式進行考查，過程性考核包括10%的實驗成績，20%的創新環節成績，10%的實訓環節成績，30%的平臺顯示經驗值成績。各環節考查內容及要求如圖1所示。

制訂各個環節的考核評價標準及評分表，如實驗成績評價標準(占總成績的10%)、創新環節評價標準示例(占總成績的20%，按照小組進行答辯)、實訓環節成績評價標準(占總成績的10%)、平臺成績評價標準及統計表(占總成績的30%)。

3 BIM技術在供熱工程課程中的應用

供熱工程課程共有56學時，其中課程講授48學時，實驗4學時，實訓4學時，并安排2周課程設計，在畢業設計環節設置某工程水暖工程BIM設計。在第四學期開展32學時的BIM基礎課程，在第五學期開展40學時的BIM應用課程。BIM技術主要應用于實訓環節、課程設計環節和專業競賽中。

3.1 實訓環節

2020年末已建成規模大、節點多的工程實訓中心即建筑工法樓，其中包括采暖的整套系統，安排4學時的實訓課，通過參觀使得學生認知集中供熱系統熱源、熱網、熱用戶連接方式，建筑采暖系統入戶即熱力入口連接方式及設備組成，建筑室內采暖系統的連接方式及散熱器及閥門等附件的連接及樣式，散熱器的種類及特點，膨脹水箱、集氣罐、水泵等連接方式及作用，鍋爐房布置示意及鍋爐房設備連接方式，太陽能集熱器種類及太陽能集熱器連接方式及作用等。要求學生在參觀后利用BIM軟件繪制節點的三維模型，并通過參觀繪制出工法樓采暖系統的系統圖。此環節學生看到了實物且掌握了運用BIM技術繪制采暖系統節點及系統圖的本領。

3.2 課程設計環節

供熱工程課程設計包括熱負荷計算、散熱器片數計算、方案布置、水力計算、熱源布置等步驟，這些步驟均可以通過BIM技術來實現，打破了以往用電腦EXCEL計算及CAD繪圖的習慣，全程采用BIM技術的設計模式。首先，利用BIM軟件建立建筑的BIM三維模型，利用BIM技術的負荷計算軟件進行建筑的熱負荷計算，并進行節能分析，采取調節圍護結構的傳熱系數等方法，使建筑節能標準達到要求。其次，進行方案布置，課程設計為多層建筑，不考慮分區因素，確定好建筑引入口、采暖管井后進行布管，選取機械樣板進行繪制，不同管路采取不同的系統，并采用插入族的方式，繪制散熱器、膨脹水箱、閥門、集氣罐等附件，將整個系統繪制完畢，進行碰撞檢查和修改，進行水力計算、不平衡率分析和調整，從而確定管段的阻力損失及管徑粗細。最后，確定水泵的選擇和熱源的布置，得出各層的平面圖、立面圖及采暖系統圖，并對采暖系統圖進行渲染，制作管路走向的漫游視頻。整個過程利用BIM技術完成，成果豐富且生動。

3.3 BIM專業競賽

利用學校教室、電腦設備、軟件資源等建立了建筑設備BIM協同中心，組織學生在課余時間進行BIM社團活動，積極參與大學生創新創業訓練項目申報，積極參加BIM類相關比賽，以賽促教，以賽促學，提高學生的專業知識水平和BIM運用能力。

4 結語

以OBE教學理念為前提，剖析本門課程涉及的畢業要求及專業核心能力，展開一系列改革，建立了多方面的教學資源庫，為開展教學做好充足的資料準備。采取多種教學方法相結合的手段，豐富教學活動，全方位調動學生積極性，改革了考核方式，加大了過程管理，建立了全面的課程考核體系。融入BIM技術，將課程所學知識點與BIM技術緊密結合，應用到實訓環節、課程設計環節和專業競賽中，使學生在學好理論知識的同時掌握BIM技能，實踐證明教學效果較好，為供熱工程課程教學改革提供了參考。