“暖通空調工程設計方法與系統分析”課程教學方法探討

夏燚

摘 要 本文用“思維導圖”梳理暖通空調工程設計課程與專業基礎課的內在聯系，提出用“工科思維”模式學習該課程，把專業基礎課的“知識線”構織成該課程的“知識網”。本文用“暖通空調工程設計過程圖”幫助學生從全局上掌握該“知識網”，采用“案例教學”幫助學生掌握暖通空調工程設計技能，幫助學生實現由專業知識向解決工程問題專業技能的轉變，從而達到本課程的教學目的。

關鍵詞 暖通空調工程設計 思維導圖 工科思維 案例教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.10.061

Discussion on "HVAC Engineering Design and

System Analysis" Teaching Method

XIA Yi

（School of Energy and Mechanical Engineering， Nanjing Normal University， Nanjing， Jiangsu 210046）

Abstract In this paper， we use "the mind map" to comb the relationship between the course of "HVAC engineering design method and system analysis "and the specialized basic course. The"engineering thinking mode" is put forward to study the course， and use the "knowledge line" of the specialized basic course to construct the "knowledge network". We use the "HVAC engineering design flowchart" to help students master the "knowledge network" from the global， using "the case teaching method" to help students master the skills of HVAC design to help students realize the transformation from knowledge to skills， so as to achieve the purpose of teaching the course.

Key words HVAC engineering design; the mind map; engineering thinking mode; case teaching method

0 引言

“暖通空調工程設計方法與系統分析”課程（后面簡稱“暖通設計課程”），是“建筑環境與設備工程專業”（后面簡稱“建環專業”）學生的一門專業課程。該課程在大學四年級開設，它教授學生如何為特定建筑設計一套合理的暖通空調系統，具體包括：方案論證、設計計算、設備選型、圖紙繪制等。該課程需要以先修的專業課程為基礎，但思維方式又不同于先修課程，需要通過專業流程解決具體工程問題。該課程在教學上有很多東西需要我們去思考、研究和改變，教師才能教好這門課，學生才能學好這門課并將它轉化為解決具體工程問題的能力。

1運用“思維導圖”幫助學生梳理專業知識的“線”

“暖通設計課程”是解決問題的課程，是專業知識的具體應用，要完成一套暖通空調系統的設計，需要大腦調用大量的專業知識。學生在學習這門課之前，需要先修大量的專業基礎課、專業課。這些課程是分在三個學年學習的，在學生的腦中是無序的，引導學生把先修課程進行有效的梳理，對學生系統復習已學課程，提升專業課認知層次有很大的好處。

從教學實踐經驗中，我們發現“思維導圖”是引導學生思考的有效工具。“思維導圖”是英國人托尼·巴贊于20世紀60年代創造的一種筆記方法，與傳統的直線記錄方法不同，它以直觀形象的圖示建立起各個概念之間的聯系。“思維導圖”運用圖文并重的技巧，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來。它簡單卻又極其有效，是一種革命性的思維工具。我們在教學過程中，采用“思維導圖”這個工具引導學生思考：要做好一個暖通空調工程設計，需要用到哪些專業課程知識？經過師生的共同思考和整理，我們繪制出了圖1“暖通空調工程設計方法與系統分析”先修課程“思維導圖”。通過該圖的繪制，學生將先修課程進行了有效的梳理，把零亂的“線”構織成了清晰的“網”，對每個課程在我們暖通設計過程中哪個環節需要應用也有了清晰的認識，這有助于提高學生的思維能力，同時也有利于學生有針對性地去復習先修課程，為“暖通設計課程”的教學打好基礎。

2運用“工科思維模式”幫助學生完成專業知識“織網”過程

梳理了先修課程，意味著我們有了學習“暖通設計課程”的基礎，但要學好該課程還需要轉變思維模式。“傳熱學”、“空氣調節”之類的專業基礎課或專業課都偏重于理論，著重于基本原理描述和計算推導，學生需要良好的數學基礎和分析能力，課程的學習以理解和掌握知識點為目的。這類礎課的教學是“理科思維”模式，呈線性狀態由一點推導至另外一點，通過數學推導，實現從一個知識點向更復雜知識點的推進。而“暖通設計課程”要解決非常具體的工程問題，它要求我們根據建筑的特點，結合我們所學的專業課程，應用專業的工具，針對建筑和氣候的特點完成暖通空調系統的設計計算、設備選型及圖紙繪制。它要解決具體的工程問題，它需要我們把已經學過的知識應用起來解決問題。如果專業基礎課和專業課是“線”，那么“暖通設計課程”就是用這些“線”構建成一個“網”解決工程設計問題。這對我們教學提出了更高的要求，我們需要在教學上從“理科思維”模式向“工科思維”模式轉變。如表1，這兩種思維模式下教學過程、教學方法和培養目標都是不一樣的，我們只有用“工科思維”模式才能做好這門課程的教學，只有引導學生轉變思維模式才能學好這門課程。

表1 理科思維和工科思維下的教學方法比較

3 運用“工程設計過程圖”幫助學生完成“用網打魚”的能力訓練

學生學習先修專業課程，掌握了專業知識的“線”。學生通過“思維導圖”梳理先修課程，運用“工科思維”學習“暖通設計課程”，是用“線”構建一張“網”的過程。而我們教學最終目的是教會學生做暖通空調設計，即為特定建筑設計暖通空調系統。這個過程我們可以形象稱為，用這張“網”來“打魚”的過程。教會學生如何使用這張“網”，是一個使用“工具”解決“工程問題”的過程，是一個從“知識”向“技能”轉化的過程。要學會使用工具，首先要從全局上建立起概念，知道要做什么、先做什么、后做什么，這對沒有任何工程經驗的在校大學生來說是很困難的。如圖2，我們用“思維導圖”畫出了“暖通空調工程設計過程圖”。學生可以清晰地知道，完成一套暖通空調設計，有6項主要工作：熟悉建筑圖紙、負荷計算、系統選擇、管路計算、設備選型、圖紙設計。每項工作的具體內容也有相應說明，這樣學生在實踐操作過程中就不會出現遺漏，能夠保證能力訓練的完整性。再通過案例講解和分析，學生這種技能就可以得到訓練和強化。

4 運用“案例教學”幫助學生提升能力

“CASE”，漢語稱之為“案例”“個案”等，最早運用在法律、醫學和工商管理的教學，用來教授業務實踐中重要思想、技能及內在原理。案例教學具有實踐性，案例本身就是一個實踐的過程，具有豐富的內涵。傳統教學中，教師向學生提供現成的知識，教學實踐表現為“灌輸式”的，學生作為知識的接受者，是被動的接受。知識傳授的過程幾乎是單向的，學生的學習動機得不到有效激發，更無法有效培養能力。案例教學具有實踐性特質，案例的形成是一個實踐的過程。案例教學過程中，以案例為中心引導學生思考，將已有知識匯總、應用并升華，是一個理論聯系實踐同時又通過實踐轉化為能力的過程。

“暖通設計課程”是一門實踐性非常強的課程，前面幾個教學手段分別幫助了學生完成了原有知識的梳理、編織，并初步掌握了設計的流程。而這種能力的提升，則需要通過“案例”教學來完成。我們教學實踐中，會向學生提供建筑圖紙，讓學生分成每組5人左右的設計小組，由每個小組獨立完成該建筑的暖通空調設計。在設計過程中，采用小組討論、分工，教師答疑的方式推動設計的進行。設計工作完成以后，由該小組成員向全班同學做設計方案的陳述。陳述完畢以后，全班同學對該設計案例進行討論提意見。討論結束以后，要求設計小組根據討論中提出的問題進行設計方案的優化，完成修改方案。修改方案結束以后，老師拿出設計院的設計方案供所有學生對比、討論。通過“初稿”—“陳述”—“討論”—“修改”—“再陳述”—“設計院方案比對”—“總結再提高”。通過這種案例教學，學生的實踐能力可以得到有效訓練和提升。

5 結語

“暖通空調工程設計方法與系統分析”課程是一門應用性非常強的課程，它培養學生的專業設計能力，是建環專業學生培養計劃的重要一環，該課程幫助建環專業學生掌握工程設計這一就業必備技能。本文提出用“思維導圖”和“工科思維”幫助建環專業學生梳理和提煉專業知識并轉化為專業能力，用“暖通空調工程設計過程圖”從全局上知道學生完成能力訓練，實現從知識向技能的跨越。

參考文獻

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