建筑節(jié)能原理與技術(shù)教學(xué)改革

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摘要：本文結(jié)合課程教學(xué)實(shí)踐，以培養(yǎng)工程科技人才的工程教育理念為指導(dǎo)，對桂林航天工業(yè)學(xué)院建筑節(jié)能原理與技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了思考，深入分析了課程在內(nèi)容配置和培養(yǎng)創(chuàng)新型技術(shù)人才模式等方面存在的問題，提出了重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容、培育高效課堂、加強(qiáng)工程實(shí)踐等切實(shí)可行的改革措施，將工程實(shí)踐能力的提升貫徹于課程教學(xué)的全過程，對學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有參考意義。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能原理與技術(shù)；教學(xué)改革；工程教育；創(chuàng)新能力

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

建筑節(jié)能原理與技術(shù)涉及土木、環(huán)境、材料、設(shè)備、熱能、機(jī)電等工程學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，是一門綜合性技術(shù)課程。在教育部發(fā)起首批新工科教育教學(xué)研究與實(shí)踐和大力培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的背景下，課程教學(xué)要適應(yīng)教育重任和形勢發(fā)展，就得解決目前教學(xué)中存在的問題。

（一）課程內(nèi)容配置不盡合理

工程是科學(xué)與技術(shù)的應(yīng)用和歸宿，持續(xù)深化工程教育改革，對培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的工程科技人才提出了更高的要求。大學(xué)本科課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容配置上，應(yīng)更加適應(yīng)和符合產(chǎn)業(yè)需求。相較于日新月異的建筑節(jié)能科技，課程目前的教學(xué)內(nèi)容沒能及時(shí)得到拓展和更新，新知識(shí)、新技術(shù)還沒有及時(shí)地體現(xiàn)在課程教學(xué)之中。專業(yè)教師在工作中，學(xué)術(shù)研究與教育教學(xué)不能得到合理的結(jié)合與平衡，這也是課程內(nèi)容相對陳舊、授課與行業(yè)科技及產(chǎn)業(yè)需求聯(lián)系不夠緊密的根本原因。

（二）缺乏培養(yǎng)創(chuàng)新型工程科技人才的有效模式

我國應(yīng)屆畢業(yè)生面臨的最大求職障礙就是工程經(jīng)驗(yàn)欠缺，而且即使是在崗的工程師，能夠符合跨國公司要求的比例也很低，遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國家。究其原因，主要是教學(xué)模式與工程教育及產(chǎn)業(yè)需求存在相對脫節(jié)的現(xiàn)象，學(xué)生的工程能力難以得到培養(yǎng)，綜合素質(zhì)不能得到有效提高。對于課程教學(xué)，一方面，在課堂授課方式上，雖然結(jié)合了多種教學(xué)手段，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位仍得不到充分體現(xiàn)，教學(xué)效果沒能獲得突破性的提高，主要存在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)不夠合理、教學(xué)過程學(xué)生主動(dòng)參與較少、學(xué)生專業(yè)知識(shí)記憶分散等問題；另一方面，對工程實(shí)踐環(huán)節(jié)重視不足，不僅僅體現(xiàn)在實(shí)踐課時(shí)偏少，而且對實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)場地及設(shè)備的投入相對不足，從事實(shí)踐教學(xué)的教師獲得的培訓(xùn)機(jī)會(huì)較少，學(xué)生的工程能力得不到有效鍛煉。

二、課程改革具體措施

（一）重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

應(yīng)用型本科教育的課程設(shè)置須體現(xiàn)高級(jí)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)規(guī)格，工程教育理念下的課程內(nèi)容選擇與組織也應(yīng)遵循這一規(guī)律，課程內(nèi)容應(yīng)與行業(yè)科技相適應(yīng)。結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)和需求，為保證具備系統(tǒng)性和實(shí)用性的教學(xué)內(nèi)容，采用了中國建筑工業(yè)出版社出版的由天津大學(xué)王立雄、黨睿編著的《建筑節(jié)能》一書作為教材。根據(jù)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的特點(diǎn)，教學(xué)中選定熱泵技術(shù)在建筑中的應(yīng)用、制冷節(jié)能設(shè)計(jì)、采暖節(jié)能設(shè)計(jì)、既有建筑節(jié)能改造、太陽能利用等章節(jié)作為重點(diǎn)講授內(nèi)容，并適當(dāng)增加課時(shí)。同時(shí)縮減了圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)與節(jié)能等章節(jié)內(nèi)容。因講授課時(shí)有限，課程中關(guān)于遮陽設(shè)計(jì)、采光與照明節(jié)能設(shè)計(jì)等內(nèi)容由學(xué)生通過自學(xué)來完成，相應(yīng)減少考核要求。同時(shí)，為使課程知識(shí)具有一定的廣度和深度，教學(xué)內(nèi)容不限于教材，適度將行業(yè)科技新成果與新技術(shù)引入教學(xué)，及時(shí)更新和拓展教學(xué)內(nèi)容，豐富了課程知識(shí)的內(nèi)涵。近些年來，我國建筑科技和建筑設(shè)備工程技術(shù)有了較大發(fā)展，比如空氣能熱泵熱水工程和水源熱泵工程。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步和配套設(shè)備的完善，它們在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用越來越廣，其重要原因就是具備節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢。講授行業(yè)新成果、新技術(shù)能使專業(yè)教學(xué)及時(shí)跟上科技發(fā)展態(tài)勢，將先進(jìn)的知識(shí)、工藝合理地融合在課程內(nèi)容當(dāng)中。

（二）培育高效課堂

教學(xué)方式要為學(xué)生的學(xué)習(xí)方式服務(wù)，課堂是教學(xué)的主陣地，培育高效課堂就成為課程改革的重要環(huán)節(jié)。建筑節(jié)能原理與技術(shù)這門課程不僅要求任課教師在有限時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)目標(biāo)，更要注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)的基本理論、方法分析和解決工程問題的能力。實(shí)踐中，為有效緩減任務(wù)重而時(shí)間緊的矛盾，本著提高課堂教學(xué)質(zhì)量與效率的目的，積極改進(jìn)并嘗試案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等更為有效的授課方式。為打造高效課堂，使教學(xué)的實(shí)施更為有效，主要從優(yōu)化課堂教學(xué)過程、培養(yǎng)高效學(xué)習(xí)方式以及促進(jìn)知識(shí)體系構(gòu)建等方面進(jìn)行了突破。

1.優(yōu)化課堂教學(xué)過程

課堂教學(xué)是由專任教師來主導(dǎo)設(shè)計(jì)的，教師的教學(xué)理念和方式?jīng)Q定了課堂的特點(diǎn)。首先，針對學(xué)生特點(diǎn)確立明確的教學(xué)目標(biāo)，從新課導(dǎo)入、演示講解到總結(jié)，精心設(shè)計(jì)整個(gè)教學(xué)過程。由于概念多、理論多，課程以掌握基本概念及基本理論、強(qiáng)化實(shí)踐應(yīng)用為主線，適度淡化復(fù)雜公式理論推導(dǎo)，側(cè)重工程能力培養(yǎng)。重視新課導(dǎo)入，以綱要的形式提煉主要內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生建立清晰的思路和層次感。其次，在課堂授課當(dāng)中，選擇合理的教學(xué)形式和方法。比如課堂教學(xué)的具體組織上，可以以班級(jí)教學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合面向小組、面向個(gè)別的交流形式?？梢葬槍Σ煌闹R(shí)環(huán)節(jié)靈活采用不同的教學(xué)方式，尤其重視采用案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等更為先進(jìn)有效的方式。此外，在課堂結(jié)束之前做好小結(jié)，實(shí)時(shí)地了解學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握情況，查漏補(bǔ)缺，以提高授課效果。課后進(jìn)行反思，針對課堂教學(xué)的效果評(píng)價(jià)及信息反饋及時(shí)整改和完善教案，進(jìn)一步明確課堂教學(xué)改進(jìn)的努力方向和具體措施。課堂教學(xué)改革尤其要重視課后備課，因?yàn)榻虒W(xué)反思會(huì)將專業(yè)教師的傳道授業(yè)與自我學(xué)習(xí)統(tǒng)一起來，有利于教師的技能提高與專業(yè)成熟，有助于教師練就一套能夠出色駕馭課堂教學(xué)的、能夠及時(shí)應(yīng)對教學(xué)變化的過硬本領(lǐng)。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不同，教師不僅要講解教材知識(shí)，還要注重其他理論和實(shí)踐知識(shí)與教材知識(shí)的互相充實(shí)、相輔相成。課堂上專任教師更多的是發(fā)揮組織、引導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)的作用，以學(xué)生為中心的教學(xué)理念要貫徹在課堂始終，切實(shí)打造現(xiàn)代課堂，使課堂煥發(fā)出應(yīng)有的生機(jī)和活力。

2.培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力

課堂是為學(xué)生而建構(gòu)的，學(xué)生才是課堂真正的核心。高效課堂要求學(xué)生適應(yīng)角色，變被動(dòng)為主動(dòng)，充分體現(xiàn)主體性。學(xué)生不是單純地聽課及死記硬背，更多的是理解與思考，提升學(xué)習(xí)的自主性和有效性。學(xué)習(xí)效率反映了一個(gè)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)效率三者之間是相互促進(jìn)、相互統(tǒng)一的。要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，尤其是要提高課堂學(xué)習(xí)的聽課效率。首先，教學(xué)中要促使學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在動(dòng)機(jī)的激發(fā)，這是學(xué)生能夠主動(dòng)參與課堂教學(xué)、成為主體角色的前提。學(xué)生對課程有了興趣，就會(huì)自覺地主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效率自然也會(huì)得到相應(yīng)提高。例如在課程導(dǎo)入和教學(xué)中結(jié)合案例，適時(shí)強(qiáng)調(diào)課程在建筑設(shè)計(jì)、施工和使用維護(hù)中的實(shí)用價(jià)值，從整個(gè)專業(yè)的角度讓學(xué)生認(rèn)識(shí)體會(huì)到該課程的重要地位，使學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)熱情得到激發(fā)。其次，要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，教育的本質(zhì)和目的就是傳承人類的智慧。傳統(tǒng)的課堂往往被看作是教師的領(lǐng)地，而學(xué)生只是授課對象，聽課和思考相對脫節(jié)，學(xué)生一味被動(dòng)地學(xué)習(xí)而缺少主動(dòng)參與。教師應(yīng)該擯棄和抵制這種單向交流的方式，建立師生之間通暢的雙相溝通。教學(xué)中，任課教師可以創(chuàng)設(shè)學(xué)生比較感興趣的情境與主題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，并耐心指導(dǎo)和悉心點(diǎn)撥。自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、合作交流等多種模式均能使學(xué)生的思維能力得到培養(yǎng)和鍛煉，綜合能力得到提高。

3.促進(jìn)知識(shí)體系構(gòu)建

真正的學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)是一個(gè)自主構(gòu)建和完善知識(shí)體系的過程。一門課程是由諸多概念、理論等所構(gòu)成的，這些知識(shí)點(diǎn)之間是彼此關(guān)聯(lián)、互為支撐的。課堂上教師要積極引導(dǎo)學(xué)生勤于思考，促進(jìn)學(xué)生對知識(shí)的有效吸收與整合，幫助學(xué)生形成對專業(yè)知識(shí)的高效記憶，并在解決實(shí)際工程問題時(shí)能夠加以靈活應(yīng)用。在學(xué)習(xí)建筑節(jié)能原理與技術(shù)課程之前，學(xué)生已完成工程熱力學(xué)、建筑概論、流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)、建筑環(huán)境學(xué)、建筑冷熱源等課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，對于功與能量之間的轉(zhuǎn)換、熱力學(xué)定律的內(nèi)涵以及建筑通風(fēng)空調(diào)工程冷熱源設(shè)備的換熱機(jī)理等都有了一定程度的掌握，具備更深入學(xué)習(xí)這些專業(yè)理論在工程中應(yīng)用的基礎(chǔ)。課堂講授緒論部分進(jìn)行課程導(dǎo)入時(shí)，應(yīng)首先介紹課程的主要內(nèi)容和知識(shí)架構(gòu)，再介紹先修課程如建筑冷熱源、建筑環(huán)境學(xué)等相關(guān)知識(shí)在本課程中的作用，并引出該課程與后續(xù)課程如綠色建筑與可持續(xù)發(fā)展、建筑能源評(píng)估技術(shù)之間的關(guān)系。課堂教學(xué)當(dāng)中，任課教師應(yīng)適時(shí)簡要地回顧前期課程的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生建立知識(shí)點(diǎn)之間的相互聯(lián)系，構(gòu)造體系化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成對專業(yè)知識(shí)的融會(huì)貫通。

（三）加強(qiáng)工程實(shí)踐

工程實(shí)踐可進(jìn)一步加強(qiáng)理論教學(xué)與工程應(yīng)用的接軌，是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法并提升應(yīng)用能力的重要平臺(tái)，是培養(yǎng)高素質(zhì)工程科技人才的關(guān)鍵過程。傳統(tǒng)的課程教學(xué)是“重理論、輕實(shí)踐”，工程教育理念缺失，課堂教學(xué)的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工程實(shí)踐。而且有些實(shí)踐環(huán)節(jié)多是現(xiàn)場觀摩或者是教師示范教學(xué)，學(xué)生得到實(shí)際操作和訓(xùn)練的機(jī)會(huì)較少。針對這一課程現(xiàn)狀，一方面，要繼續(xù)加強(qiáng)工程實(shí)踐投入力度，建筑節(jié)能技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)要與工程應(yīng)用進(jìn)一步緊密融合，體現(xiàn)針對性與實(shí)用性，使學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中樹立工程意識(shí)，培養(yǎng)工程思維，提高工程素養(yǎng)；另一方面，可依托學(xué)生項(xiàng)目和學(xué)科競賽，與課程實(shí)踐相結(jié)合，構(gòu)建大學(xué)生課外科技活動(dòng)平臺(tái)，使得建筑節(jié)能技術(shù)相關(guān)工程知識(shí)能夠有一方用武之地。近年來，相關(guān)專業(yè)學(xué)生在中國制冷空調(diào)行業(yè)大學(xué)生科技競賽、大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作大賽以及大學(xué)生BIM應(yīng)用技能大賽中多次獲獎(jiǎng)，優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)的數(shù)量也明顯增多，但深化工程實(shí)踐依然任重道遠(yuǎn)。面向應(yīng)用型本科學(xué)生的工程教育，更應(yīng)當(dāng)與日益發(fā)展的現(xiàn)代科技相適應(yīng)，包括與現(xiàn)代工業(yè)制造水平相適應(yīng)的產(chǎn)品開發(fā)、工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理等方面的能力訓(xùn)練，以及與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的安全意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、節(jié)能環(huán)保意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)的培養(yǎng)。

三、結(jié)語

基于我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求，在地方普通本科高校向應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的過程當(dāng)中，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的工程科技人才具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。工程素質(zhì)培養(yǎng)的涉及面很廣，工程能力的提升也不能拔苗助長、一蹴而就，而是需要在長期的實(shí)踐過程中循序漸進(jìn)。專業(yè)教師應(yīng)能研善教、勇于開拓，促進(jìn)課程內(nèi)容與行業(yè)需求良好對接，促使學(xué)生以主體地位參與高效課堂和工程實(shí)踐當(dāng)中，逐步形成學(xué)生工程素質(zhì)與綜合能力的提升。

作者：畢明華 王斌武 龍鵬 陳洪杰 單位：桂林航天工業(yè)學(xué)院 南京航空航天大學(xué)