基于OBE教育理念的空氣調節課程教學改革探索

張銳

摘 要：空氣調節是建筑環境與能源應用工程專業的一門非常重要的核心專業課，傳統的教學模式不能滿足工程培養需要。本文首先分析了傳統教學目標導向下的空氣調節課程教學現狀和存在的問題;然后在OBE教育理念的指導下，結合中國石油大學勝利學院建環專業現狀，對空氣調節課程的教學目標、教學內容、教學方法、考核方式等方面進行教學改革，以達到培養學生分析問題和解決實際工程問題能力的目的。

關鍵詞：OBE教育理念;空氣調節;教學改革

1 OBE教育理念

OBE（outcome-based education）教育理念是以學生為中心，以成果為導向，反向組織、實施和評價教學活動，實現學生的知識、能力和素質的全面發展。OBE教育理念符合目前工程教育認證的理念和培養模式，學生在以OBE教育理念的培養目標下，明白自己完成學習后能干什么，帶著這樣的目標知道自己去學習什么知識和如何學習。目前，OBE已經在眾多高校專業建設及課程改革中進行應用，并取得了一定的成效。

在專業建設方面，吉林建筑大學的楊金剛等在OBE教育理念指導下，對該校建筑環境與能源應用工程專業的畢業要求進行了研究，制定了相應的培養方案，總結出建環畢業生應具有的工程知識、分析問題的能力、設計研究能力、團隊協作能力等，并在師資建設和實習基地建設方面提出了改進意見[1]。鹽城學院的潘梅等基于OBE教育理念，結合環境工程專業在專業認證過程中的實踐和經驗，在教學內容、教學方法、考核體系和實驗室管理模式等方面進行了教學改革和探索，目的是滿足學生未來工業化生產需要和工程能力的提升[2]。上海工程技術大學的朱海燕以OBE教育理念為指導，確定交通運輸專業的培養目標，建立符合以產出為導向的專業課程體系，滿足應用型工程技術人才的需求[3]。在課程改革方面，德州學院的趙先花等以OBE教育理念為指導，確定了機械制造基礎課程的學習成果，對課程內容、教學方法和考核方式進行了改革，實現了以理論知識為主向以學生綜合能力培養為主的根本轉變[4]。中國石油大學（華東）的李強等基于中國工程教育的OBE教育理念，對過程流體機械課程的現狀進行了分析，更新教育理念，重構教學模式，以期培養學生解決復雜工程問題的能力[5]。東莞理工學院的胡冰等在OBE教育理念的指導下，對專業課供熱工程課程進行了改革探索，包括教學方法、實驗教學內容以及考核評價等方面[6]。中國石油大學勝利學院的建筑環境與能源應用工程專業于2017年第一年招生，引入先進的OBE教育理念，對于建環專業建設發展具有良好的促進作用。本文首先對于建環專業中一門重要的專業核心課——空氣調節，在OBE教育理念的指導下進行教學改革與探討。

2 空氣調節課程現狀及存在問題

空氣調節課程是建環專業的核心專業課之一，該課程以傳熱學、流體力學、工程熱力學、建筑環境學、熱質交換原理與設備等課程知識為基礎，是一門工程應用性非常強的課程。本學校的空氣調節課程包括理論教學和實驗教學兩部分，其中理論教學44學時，實驗教學4學時，共48學時。理論教學內容主要包括空調負荷計算，空氣的熱濕處理，空氣調節系統，空調房間的空氣分布，空調系統的運行調節，空調系統的消聲、防震等六部分;實驗教學內容主要包括空氣處理過程的測試，空調制冷供熱綜合實驗。目前，傳統的教學過程中存在的問題有：（1）理論教學注重于空調負荷的計算，空調系統的選擇和計算，氣流組織，空調系統的運行調節等，在教學過程中偏重計算和概念性知識點的記憶，對于沒有實際工程經驗的學生來說，這些知識點都很抽象，無法把各類計算、系統的選擇和實際工程、運行過程聯系起來。通常學生在結束這門課程的學習之后，在畢業設計以及工作崗位中，仍然無法獨立完成實際建筑空調系統的設計以及解決工程中的實際問題。（2）空氣調節課程的考核由平時成績和期末成績兩部分組成，平時成績主要考慮學生的出勤和課后作業，考核方式過于單調，對學生的區分度不大;期末成績以閉卷考試的形式進行，考試題型主要包括填空題、名詞解釋、簡答題、計算題等類型，主要考察的是學生記憶性知識點和計算能力。這種考核方式總體上注重結果，不能反映學生在整個學習過程中的真實學習情況和真實的能力水平。（3）空氣調節課程與建環專業的工業通風、供熱工程等專業課程有相互交叉和滲透，學生在學習空氣調節課程時需要綜合各門課程的相關知識，對整個知識體系融會貫通，難度較大。

3 空氣調節課程的教學改革

工程教育認證模式是目前我國高等學校培養高質量應用型專業人才的新方向。為滿足工程教育的要求，基于OBE教育理念，對空氣調節的課程進行教學改革，主要從教學目標、教學內容、教學方法、考核方式等方面開展。

3.1 教學目標

基于OBE教學理念的教學目標是讓學生能夠把所學知識轉化為解決復雜工程的能力。所以，空氣調節課程的教學目標是學生學習完本門課程后，能夠把空調負荷的計算、空調系統的選擇、空調設備的選型和氣流組織等理論知識應用于實際空調工程的案例分析和實際工程的空調系統設計中。

3.2 教學內容設計

建環專業在我國高校中經歷了幾十年的變革和發展，其中的核心課空氣調節課程體系和內容已經非常成熟了，理論知識不需要調整和修改，需要做的是把理論知識進行重新梳理和內容設計，需要改進的有以下幾方面：（1）在原有理論知識的基礎上，增加當前空氣調節方面的節能新理念新技術和各種空調節能新設備，使學生的知識體系能夠符合當前社會發展形勢。（2）從工程實際應用出發，梳理出符合工程能力培養需要的知識體系，避免大量的數學公式推導。比如冷負荷計算中的諧波反應法，教材中有大量的篇幅利用傅里葉級數展開的方法進行得熱量和冷負荷計算，公式冗長復雜，學生難以理解;而實際工程中計算冷負荷時主要是利用工程簡化方法或者用計算機模擬軟件，清晰又簡便。所以在今后的教學內容中，把利用高等數學的公式進行的理論推導部分進行簡化，只要求學生理解諧波反應法的計算原理，重點是能夠通過工程案例講解空調負荷計算的工程簡化算法和計算機模擬軟件方法。（3）將教學內容梳理成具有邏輯性的知識體系，使各部分內容能夠有機的聯系起來，讓學生能夠沿著這條邏輯線進行學習，明白為什么要學，學完之后能夠解決什么問題，為了解決問題需要掌握哪些知識內容。對于空氣調節課程，可以按照實際工程的設計過程梳理，實際設計過程是空調負荷計算，空調系統形式的確定，空調設備的選型，氣流組織設計（包括風口、風管的布置），風系統和水系統的水力計算。（4）在教學設計中，在整體上先從一個實際工程案例引出，讓學生明白一個建筑完整的空調系統設計需要哪些環節;然后對每個環節的知識點展開;最后再引導學生利用學到的理論知識去完成空調系統的設計。對于每一環節的知識點，通過預習視頻或者預習PPT引出學生需要解決的問題，讓學生帶著問題思考，提出自己的解決思路，然后老師根據學生的反饋有重點的講解知識點，在此過程中，有重點的引入工程實際案例。

3.3 教學方法

（1）從根本上轉變“以教師講為主”的教學理念和教學思路，減少老師的理論講授時間，采用啟發式的教學方法，適當地把課堂時間交給學生。（2）空氣調節課程的教學目標是培養學生解決問題的能力，在教學中采用案例教學法，找到典型的空調系統案例讓學生開展課堂討論，提出問題，引導學生主動分析并解決問題;或者讓學生分小組去尋找空調系統的案例，利用課上時間和大家分享，對于積極主動參與的學生給與一定的激勵措施。在這個過程中，有助于學生發現專業課學習的樂趣，培養學生對專業認可度。（3）在疫情期間，開展了線上教學活動，在今后的教學中可以探索線上線下相結合的混合式教學模式。在線下的教學過程中，以云班課為平臺，提前發布預習視頻或預習PPT，讓學生帶著問題去聽課，主動獲取自己需要的知識;課中開展隨堂測試、頭腦風暴等活動，讓每個學生都參與到課堂中，同時檢查學生當堂課的知識掌握情況;課后布置作業，發布章節課件及擴展材料，以便學生鞏固已學知識。

3.4 考核方式

在以學生為中心，以成果為導向的教學改革中，應該采用更加多元的分階段的考核評價方法。考核應該包括理論知識考核和應用能力考核，把以期末考試成績為主的考核機制延伸到分階段的過程考核，突出學習的過程性，使得成績的構成能反映學生學習和運用知識的真實水平。理論知識的考核包括課上隨堂測驗、課后作業和期末考試成績，應用能力考核包括課上隨堂表現和開放式的大作業。期末考試的題目減少記憶性知識點的考察，比如填空、概念性的選擇題、名詞解釋等，增加綜合分析類題目，如案例分析題、綜合性的選擇題。開放式的大作業是對典型工程案例進行分析，把空調負荷的計算、空調系統的確定、冷熱源和空氣處理設備的選型以及氣流組織的設計融合到案例中，引導學生利用理論知識找到解決工程問題的思路和方法，最終達到學以致用的目的。通過過程性的綜合考核方式，老師能夠及時把握每位學生對各個知識點的掌握情況，由此能夠及時調整教學內容和教學思路，使教師的教和學生的學能夠更好的配合，達到成果指導過程，過程作用成果的目的。

4 結語

傳統的空氣調節課程的以老師講授為主，偏重于理論知識的講解，考核方式偏重于記憶性知識和計算的考核，不注重培養學生的創新能力和思考能力，學生完成學習后不能對實際工程案例進行分析和實際建筑進行空調系統設計。將OBE教育理念引入教學模式的改革中，以學生為中心，以提高學生的工程實踐能力為目標，在教學內容中引入大量的案例分析，引導學生獨立思考和分析，考核時結合學生的過程表現，力爭反映學生的真實學習情況。以OBE教育理念為導向的教學模式有利于鍛煉學生把所學理論知識應用到工程實際中，能夠提高學生的學習積極性，符合現代工程教學的需要。

參考文獻：

[1]楊金鋼，鄧蘭西.基于“OBE”理念的卓越建筑環境與能源應用工程師畢業要求的研究[J].教育現代化，2018，4（18）：158-159.

[2]潘梅，嚴金龍，陳天明，楊百忍.基于“OBE”理念的環境工程專業實驗課程改革與建設[J].教育教學論壇，2018，1（5）：277-278.

[3]朱海燕.基于OBE的交通運輸專業課程體系的構建[J].教育教學論壇，2018，5（18）：233-234.

[4]趙仙花，王衛東.基于OBE應用型創新性人才培養的機械制造基礎課程改革研究[J].河北農機，2018，12：50-51.

[5]李強，王振波，王增麗，等.基于OBE教育理念的過程流體機械課程建設與探索[J].中國現代教育裝備，2019，1：31-33.

[6]胡冰，郭曉娟.基于OBE教育理念的供熱工程課程教學探討[J].東莞理工學院學報，2019，6（3）：116-119.

項目：中國石油大學勝利學院教學研究項目：基于OBE教育理念的新建建環專業建設研究（項目號：JGYB201903）

作者簡介：張銳（1987—），女，漢族，山東東營人，碩士，中國石油大學勝利學院油氣工程學院，從事暖通空調研究。