暖通空調教育現狀分析與教學改革探索

［摘 要］ 暖通空調教育是培養該領域專業人才的重要途徑，需要持續不斷改進以適應行業發展。近年來，雖然暖通空調教育取得了一些顯著成績，但仍然存在教學內容滯后、教學方法單一、缺乏實踐教學以及學生創新能力不足等問題。為提升暖通空調的教育質量和培養更具競爭力的專業人才，相關院校應有針對性地調整其教學改革策略，包括更新教學內容以貼合市場需求、創新教學方法以提高教學效果、強化實踐教學以培養學生實際問題解決能力，以及鼓勵學生參與科研和實踐活動以培養其創新精神和實踐能力等。有助于暖通空調教育與行業發展深度融合，為未來的專業人才培養提供更好的支持。

［關鍵詞］ 暖通空調；教學創新；實踐教學；行業發展

［基金項目］ 2022年度江蘇省常州市領軍型創新人才引進培育項目“摻雜協同改善碳酸鉀水合鹽傳熱傳質的機理研究”（KYZ23020035）；2023年度常州大學教育教學研究項目“‘雙碳’目標下建筑環境與能源應用工程專業課程思政融合路徑探索”（GJY2023011）

［作者簡介］ 林建泉（1984—），男，福建漳州人，博士，常州大學城市建設學院講師（通信作者），主要從事暖通空調節能技術研究；趙 倩（1987—），女，河北晉州人，博士，常州大學城市建設學院講師，主要從事可再生能源熱利用研究；陳孚江（1979—），男，江蘇宿遷人，博士，常州大學城市建設學院副教授，碩士生導師，主要從事建筑節能、室內空氣品質研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）45-0073-04 ［收稿日期］ 2023-09-27

引言

暖通空調是一門綜合性較強的學科，涉及人工環境營造、室內空氣品質以及能源效率等多個方面，對人們的日常生活和社會發展有著重要影響。隨著科技的不斷進步，暖通空調行業也在持續發展壯大，各種新技術和設備層出不窮，這對相關人才提出了更高的要求。

暖通空調教育作為培養未來該領域行業專業人才的重要手段，必須緊跟行業發展的步伐。培養具備專業知識、實踐技能、創新潛力和適應能力的人才，能適應不斷變革的行業需求，已成為暖通空調教育的核心目標。新工科的興起和“雙碳”目標的確立進一步提高了暖通空調領域人才培養和教學的標準［1］。新工科倡導跨學科融合，“雙碳”目標更為強調環保和可持續發展，要求學生具備全面的知識和技能，需要相關院校改變暖通空調教學策略和方法，以創新課程教學模式來適應這一趨勢。因此，持續不斷地改進暖通空調教育，緊密結合行業發展，才能促進暖通空調教育與行業發展深度融合。

一、暖通空調教育現狀

經過數十年的發展，暖通空調教育已經不斷完善并取得了一些顯著成績，然而，仍然存在一系列挑戰和問題，包括教學內容與市場需求脫節、教學方法單一、實踐教學環節不足以及學生缺乏主動性和創新精神等。

（一）教學內容與市場需求脫節

在暖通空調領域，教材更新滯后于行業發展的問題長期存在，其影響深遠。主要原因如下：首先，科技進步不斷催生新的技術、材料和方法，如可再生能源應用、智能控制系統、病毒傳播防控以及綠色建筑等。然而，教材編寫和更新過程耗時較久，無法及時反映行業的最新發展動向，導致學生畢業后掌握的知識與市場需求存在較大差距。其次，暖通空調領域涉及跨學科的知識和技能，如工程學、物理學、計算機科學等。然而，教材更新通常受各學科間的協調和整合難題的影響，導致教材難以完整地涵蓋這些交叉領域的內容。最后，教材的編寫往往依賴于學術研究和理論探討，但實際行業發展和實踐經驗往往與理論存在偏差。由于缺乏與業界的緊密合作以及從業者的反饋，導致教材實用性不足。

（二）教學方法單一，缺乏多樣性

當前，部分院校在暖通空調教學中主要采用傳統的課堂授課和實驗室實踐的模式。盡管這種方式有助于傳授基礎理論知識和操作技能，卻未能充分激發學生的創新精神和探索意識，也不利于培養學生的協同合作和有效溝通的能力。此外，在滿足學生個性化和差異化的學習需求方面，傳統教學模式效果不佳，無法充分發揮學生的主動性和積極性。對此，亟須對教學方法進行改革，引入更加多樣化的教學手段和資源以應對這些挑戰［2］。

（三）實踐教學環節不足，理論與實際結合不緊密

暖通空調教學普遍存在實踐教學環節不足、理論與實際結合不緊密的問題［3］。受限于資金和場地等條件，一些學校缺乏充足的實踐平臺和實驗設備，限制了學生的實際操作和實踐機會。這不僅影響了學生的學習效果，還會降低他們的就業競爭力。在暖通空調領域，學生實踐能力的培養至關重要。實踐教學有助于學生深入理解理論知識，獲得實際操作技能，并提升解決問題的能力。然而，受限于現實條件，學校難以為學生提供充足的實踐機會，這在一定程度上制約了學生的綜合能力的培養。

（四）學生缺乏主動性和創新精神，解決問題的能力不足

暖通空調學科具有較強的綜合性，涵蓋了人工環境營造、室內空氣品質以及能源效率等多個方面。同時，它還需要融合跨學科的知識和技能，包括工程學、物理學、計算機科學等，導致該學科的理論與實踐知識相對復雜。這種復雜性可能會削弱學生對該領域的興趣，降低他們的學習動力，最終影響學習成果。學生在面對這門學科時，存在主動性不足、創新精神不夠充分，以及解決問題能力相對不足等共性問題。這些問題不僅可能對學生的學業表現產生負面影響，還可能影響他們的職業發展前景。

二、暖通空調教學創新與實踐路徑

在面對暖通空調教育中所出現的諸如教學內容與市場需求脫節、教學方法單一、實踐環節不足，以及學生創新能力不足等問題，需要采取一系列有針對性的應對措施，以提升教學質量并培養更具競爭力的專業人才。

（一）更新教學內容，緊密貼合市場需求

為提升暖通空調有關課程的教學質量和效果，須定期更新教學內容，緊密貼合市場需求。具體措施包括：引入最新技術和標準，反映行業發展趨勢；加強與企業的合作，引入實際工程案例等。

1.引入新技術和標準，反映行業發展趨勢。隨著科技的不斷發展，暖通空調行業也在不斷進步。教師應將新的技術和標準等內容融入課程，以反映行業發展趨勢。例如，可涵蓋新能源、可再生能源、低碳可持續發展、病毒傳播防控以及碳中和技術等，使學生了解最新的行業動態［4］。同時，通過實際工程案例，讓學生深入了解新技術和標準在實際應用中的效果。

2.加強與企業的合作，引入實際工程案例。學校應積極與企業展開合作，引入實際工程案例，讓學生深入了解實際工程的設計和實施過程。通過實際案例，學生可以更加深入地理解暖通空調系統的設計和實施過程，把握市場需求和行業發展動向［5］。同時，邀請企業專家授課或提供實踐指導，有助于學生更全面地認知行業發展與需求。

（二）創新教學方法，利用現代數字化技術提高教學效果

創新教學方法，利用現代數字化技術可以有效提高暖通空調有關課程的教學效果［6-8］。具體措施包括：采用線上線下相結合的教學模式，滿足學生的個性化需求；引入翻轉課堂，提高學生的主動性和參與度；利用虛擬現實技術，增強實踐教學環節等。

1.采用線上線下相結合的教學模式，滿足學生的個性化需求。學校可以建立在線學習平臺，提供在線課程和學習資源，讓學生可以隨時隨地學習。在線學習平臺可以包括視頻講座、教學課件、實踐指導、習題和答案等，讓學生可以根據自己的節奏和時間進行學習。同時，教師可以組織線下的課堂授課和實踐教學，與學生進行面對面的交流和指導，增強學生的學習效果。通過線上線下相結合的教學模式，可以更好地滿足學生的個性化需求，提高教學效果。

2.引入翻轉課堂方式，提高學生的主動性和參與度。翻轉課堂是一種創新的教學方式，將傳統的教學過程翻轉過來，讓學生在課前預習，在課上進行討論和實踐。教師可以在課前提供學習資料和任務清單，讓學生在課前自主學習和思考。在課堂上，教師可以組織小組討論、案例分析和實際問題解決等活動，鼓勵學生參與課堂，提高學習的積極性和互動性。通過翻轉課堂，增強學生的自主學習能力和問題解決能力，提高教育效益。

3.利用虛擬現實技術，增強實踐教學環節。虛擬現實技術可以呈現真實的暖通空調系統，讓學生在虛擬環境中進行實驗和操作，增強實踐教學效果。通過虛擬現實技術模擬暖通空調系統的運行過程、設備操作和故障排除，讓學生在實際操作中學習和掌握暖通空調技術。此外，利用虛擬現實技術還可以減少實際設備的磨損和故障，降低實踐教學的成本和風險，提高教學質量。

（三）強化實踐教學，培養學生解決實際工程問題的能力

為增強學生的實踐技能和解決暖通空調實際工程問題的能力，需要加強實踐教學，提供更多的實踐機會和資源。具體措施包括：建立實踐教學基地，提供實際操作機會；設計綜合性實驗，強化學生系統思維；開展綜合課程設計，培養學生獨立思考和創新能力等。

1.建立實踐教學基地，提供實際操作機會。學校可以與企業合作，設立實踐教學基地，為學生創造實際操作機會。實踐教學基地可以包括暖通空調系統現場、設備廠家、工程公司等，讓學生可以親自接觸和操作暖通空調系統和設備，了解實際工程的設計和實施過程。通過實踐教學基地，學生能更深入理解理論，提高解決實際問題的能力。

2.設計綜合型實驗，強化學生系統思維。教師可以設計一些綜合型實驗［9］，使學生在實際操作中掌握暖通空調技術。這類實驗可以涵蓋設計、安裝、調試和運行等環節，幫助學生全面了解暖通空調系統的設計和實施過程，培養學生的系統思維，提高他們分析和解決實際問題的能力。

3.開展綜合課程設計，培養學生獨立思考和創新能力。教師可以組織綜合課程設計，促使學生在實際工程中進行獨立思考和創新。綜合課程設計可以囊括暖通空調系統的設計、計算、選型和優化等內容，激發學生在實際工程中的自主思考和創新潛能。

（四）培養學生的創新精神和實踐能力，鼓勵開展科研和實踐活動

為激發學生的創新意識和實踐能力，應鼓勵學生積極參與科研和實踐活動。具體措施包括：設立創新實驗室，提供學生實踐場所；鼓勵學生參與科研項目，提高研究能力；舉辦學科競賽，激發學生學習和創新熱情等。

1.設立創新實驗室，提供學生實踐場所。學校可以設立創新實驗室，為學生提供實踐場所和所需的設備。創新實驗室可以配備3D打印機、電子設備、機械工具等，讓學生可以進行設計和制作，實現自己的創意和想法。通過創新實驗室，學生可以更加自由地探索和實踐，從而培養創新思維和實踐技能。

2.鼓勵學生參與科研項目，提高研究能力。學校可以鼓勵學生參與科研項目，以幫助他們在實際研究中提高研究能力。教師可以引導學生參與自己的科研項目，或者設計一些適合學生的小課題，讓他們在實踐中學習和掌握科學研究的方法和技能。通過參與科研項目，學生可以更深入地了解科學研究的過程和思維方式，從而培養創新精神和實踐能力。

3.舉辦學科競賽，激發學生學習和創新的熱情。學校可以舉辦各種學科競賽，以激發學生的學習熱情和創新意識［10］。這些學科競賽可以廣泛涵蓋與暖通空調系統相關的設計、施工、建造、安裝、運行、調試和優化等內容，讓學生在實際操作中展示他們的創新和實踐能力。例如，設計與構建高效的供暖、通風和空調系統，以最大程度地降低能源消耗并減少環境影響；提出解決方案，以改善室內環境的空氣質量，提高居住和工作空間的舒適性；設計智能控制系統，實現暖通空調的自動化管理，以提高系統效率和用戶舒適度；在虛擬環境中模擬整個工程項目的設計、施工和運營，培養學生的項目管理和問題解決能力；評估現有建筑的能源使用情況，并提出改進建議，以減少能源浪費；研究和開發新型材料，以改進暖通空調系統的性能和效率等。通過這些學科競賽，學生將有機會培養技術技能和解決問題的能力，為社會和環境的可持續發展做出貢獻。

結語

為滿足行業的需求，培養更多優秀人才，暖通空調教育需持續改進，以適應行業的發展。創新和優化暖通空調教育，需要學校、教師和學生共同努力。學校可以通過更新教學內容、強化實踐平臺、引入創新元素等措施，提高教學質量。教師可以運用現代科技手段，采取線上線下相結合、翻轉課堂、虛擬現實等方式，提高教學效果。通過加強實踐教學，設定實踐基地和創新實驗室等，培養學生創新與實踐能力。同時，學生自身也需要積極調整心態，樹立正確的學習態度，努力提高學習效果和就業競爭力。

參考文獻

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［10］王利霞.基于學科競賽的《暖通空調》課程教學改革途徑分析［J］.創新創業理論研究與實踐，2021（12）：37-39.

Analysis of Current Status and Exploration of Teaching Reforms in HVAC Education

LIN Jian-quan， ZHAO Qian， CHEN Fu-jiang

（School of Urban Construction， Changzhou University， Changzhou， Jiangsu 213164， China）

Abstract： HVAC （Heating， Ventilation， and Air Conditioning） education serves as a crucial pathway for nurturing professional talents in this field and demands continuous improvement to align with industry advancements. In recent years， despite notable achievements in HVAC education， persistent issues such as outdated curriculum， limited teaching methods， inadequate practical training， and deficient innovation skills among students remain prevalent. In order to enhance the quality of HVAC education and foster more competitive professional talents， educational institutions should strategically adapt their teaching reform approaches. This encompasses updating the curriculum to align with market demands， employing innovative teaching methods to enhance instructional efficacy， strengthening practical training to nurture students’ problem-solving abilities， and encouraging students to engage in research and practical activities to cultivate innovation and practical skills. These strategies will facilitate a deeper integration of HVAC education with industry development， providing better support for the cultivation of future professional talents.

Key words： HVAC; teaching innovation; practical instruction; industry development