基于工程能力培養的建環專業課程設計教學改革與探索

胡志培 孫志高 李翠敏

（蘇州科技大學天平學院環境科學與工程學院，江蘇 蘇州 215009）

0 引言

在節能減排、低碳環保的時代背景下，涉及建筑、環境及能耗三方面的建筑環境與能源應用工程專業（后簡稱“建環專業”）正面臨前所未有的發展與挑戰[1，2]。然而，實際應用暴露出當下我國建環專業教育普遍存在專業工程能力較弱、社會適應性較差等問題。

實踐教學是夯實學生理論基礎、培養專業實踐能力、拓寬專業知識面的重要途徑。建環專業的實踐教學環節包括實習、實驗、設計等多種形式，其中設計又分為課程設計和畢業設計兩部分。主干專業課程一般都有課程設計環節，旨在培養學生利用基礎理論知識解決實際問題的能力，掌握建環專業工程設計的內容與方法[3，4]。

為此，筆者結合建環專業主干專業課程設計存在的主要問題及自身多年的教學經驗，進行建環專業課程設計的教學改革與探索，引入應用型教學理念，加強對學生創造力、實踐能力的培養，實現課程設計教學效果的提升。

1 專業課程設計存在的問題及改革的必要性

構建綠色建筑，提高建筑供暖、通風與空氣調節系統的能源利用效率，是建環專業的重要使命。畢業生除需掌握扎實的理論基礎外，還需具備較強的動手操作和實踐能力[5，6]。因而，在人才培養中應始終堅持教學與實踐緊密結合的方針，以培養更多高素質的工程技術人才。現階段的課程設計環節普遍存在以下問題[7]。

1.1 理論教學與課程設計脫節

設計是工科專業學生必須經歷且極為重要的實踐教學環節。除畢業設計外，專業課的課程設計通常安排在理論課結束后，利用一到兩周的時間集中完成。由于時間短、任務重，且距離理論課結束的時間較長，大多數同學會出現相關知識點生疏甚至遺忘的現象，進入設計狀態所花時間過長。

1.2 各門課程設計不連貫，缺乏綜合性實踐環節

專業課程的教學內容與工程實踐相對應，每門課程分別對應工程中的部分問題，各門課程分別設置獨立的課程設計，常導致學生對專業系統缺乏整體性、系統性認知。由于工程實踐能力要求學生具備整體觀，因此在理解并掌握各課程的關聯，建立專業知識體系的基礎上，建立培養學生綜合實踐能力的課程設計就成為更好的選擇。

1.3 忽視工程規范

遵照標準和規范進行工程設計是每個工程師的基本素養。作為在校學生，雖無法完全按照實際工程的要求進行設計，但同樣可通過課程設計、畢業設計環節熟悉、理解相關標準和規范。然而，實際的課程設計過程中，學生通常習慣性選擇教材作為參考書，忽視了工程規范在設計中的地位與作用。直接后果是畢業在設計時仍然不熟悉專業規范，很多參數的取值不夠合理。

1.4 忽視對學生創新意識的培養

由于學生人數眾多，課程設計時間緊張，現階段建環專業的課程設計通常是每人一個題目，題目類似而設計參數不同，該操作模式直接導致老師無暇顧及學生創新、創造力的培養。主要體現在方案選擇階段，部分同學明顯存在方案不合理甚至方案抄襲的現象，缺少方案對比及尋優的過程，未能通過課程設計提高學生的分析能力及創造力。

2 建環專業課程設計教學改革與探索

2.1 課程設計嵌入理論教學

課程開始時就明設計任務，并將課程設計任務分解、貫穿至理論課教學，通過算例的方式說明理論知識如何用于實際項目，實現課程設計與理論教學同步進行。帶著設計任務聽課，有目的地學習會提升學生主動學習的積極性，使學生在掌握理論知識的同時，建立起綜合應用專業知識解決具體問題的能力[8]。同時，學生有充裕的時間分析設計題目，并通過反復思考、查閱資料的過程進一步加深對設計題目的理解，并在此過程中提升學生發現問題、分析問題及解決問題的能力，也為學生創新意識、創造能力的培養提供了更為廣闊的空間。

2.2 建立基于實際項目的綜合課程設計

選擇難度適宜、體量適中、基礎資料齊全的實際項目為載體，將專業課程中緊密聯系的課程整合在一起并形成綜合性課程設計。將原來獨立的空調工程課程設計、空調用制冷技術課程設計合并為空調制冷綜合課程設計，將供熱工程、鍋爐及鍋爐房設備課程設計合并為供熱工程綜合課程設計。通過對原本形式上相互獨立的兩門課程的有機融合，形成對制冷空調、熱源熱網的系列設計，在避免以往大量重復性工作的同時，更有利于學生對設計項目的整體把握。

采用多名教師建立團隊，集體指導，各有側重的指導方式。各指導老師分別將對應的設計任務在自己負責的理論教學中完成，以服務于后續的設計環節，如此環環相扣，在指導學生完成綜合課程設計的同時，加深學生對各門課程聯系的理解，建立知識網絡，形成知識體系，提高綜合實踐能力。

2.3 將工程規范引入課堂教學及課程設計

建環專業是典型的工科專業，專業教學過程應與工程規范緊密相連。首先，在理論教學中適時引入工程規范，例如，空氣調節的負荷計算部分，可結合GB50736-2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》的相關內容展開。

課程設計中，使學生明白工程規范是設計的主要依據，鼓勵學生多查規范，多看規范，理解標準規范的具體使用條件，并指導學生依據適用條文展開設計；基于對規范的正確理解合理選擇設計參數，盡可能實現設計的規范化、合理化。

2.4 實現學生創新實踐與課程設計的有機融合

首先，題目選擇方面，盡量選擇多樣化、實用性的題目，以充分調動學生的積極性，使學生直觀感受專業知識在實際項目中的應用。其次，方案的制訂、分析和比選，是培養學生全面思考、綜合定奪的過程，是整個課程設計的核心和關鍵。雖然課程設計時間有限，但對學生創新、創造力的培養是一個相對漫長、持續的過程。鼓勵學生積極參與暖通類設計比賽，并將此作為學生創新能力培養的擴展平臺，實現對學生創新、創造力的持續培養。

3 結語

工程類專業教學須走向工程實踐，課程設計是在老師指導下引導學生從理論到實踐的重要環節。將課程設計嵌入理論教學，加強實踐教學與理論教學的聯動性，通過對同一項目展開綜合性課程設計，幫助學生將所學知識融會貫通、綜合應用，提升專業素養。