建筑節(jié)能原理與技術(shù)教學改革

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摘要：本文結(jié)合課程教學實踐，以培養(yǎng)工程科技人才的工程教育理念為指導，對桂林航天工業(yè)學院建筑節(jié)能原理與技術(shù)課程的教學現(xiàn)狀進行了思考，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)教學內(nèi)容、培育高效課堂、加強工程實踐等切實可行的改革措施，將工程實踐能力的提升貫徹于課程教學的全過程，對學生綜合素質(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)；教學改革；工程教育；創(chuàng)新能力

一、課程教學現(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、機電等工程學科的專業(yè)知識，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研究與實踐和大力培養(yǎng)應用型技術(shù)人才的背景下，課程教學要適應教育重任和形勢發(fā)展，就得解決目前教學中存在的問題。

（一）課程內(nèi)容配置不盡合理

工程是科學與技術(shù)的應用和歸宿，持續(xù)深化工程教育改革，對培養(yǎng)適應行業(yè)發(fā)展的工程科技人才提出了更高的要求。大學本科課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容配置上，應更加適應和符合產(chǎn)業(yè)需求。相較于日新月異的建筑節(jié)能科技，課程目前的教學內(nèi)容沒能及時得到拓展和更新，新知識、新技術(shù)還沒有及時地體現(xiàn)在課程教學之中。專業(yè)教師在工作中，學術(shù)研究與教育教學不能得到合理的結(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

我國應屆畢業(yè)生面臨的最大求職障礙就是工程經(jīng)驗欠缺，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，遠不及發(fā)達國家。究其原因，主要是教學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，一方面，在課堂授課方式上，雖然結(jié)合了多種教學手段，但是學生在學習中的主體地位仍得不到充分體現(xiàn)，教學效果沒能獲得突破性的提高，主要存在課堂教學設(shè)計不夠合理、教學過程學生主動參與較少、學生專業(yè)知識記憶分散等問題；另一方面，對工程實踐環(huán)節(jié)重視不足，不僅僅體現(xiàn)在實踐課時偏少，而且對實驗、實訓場地及設(shè)備的投入相對不足，從事實踐教學的教師獲得的培訓機會較少，學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)教學內(nèi)容

應用型本科教育的課程設(shè)置須體現(xiàn)高級應用型人才的培養(yǎng)規(guī)格，工程教育理念下的課程內(nèi)容選擇與組織也應遵循這一規(guī)律，課程內(nèi)容應與行業(yè)科技相適應。結(jié)合學生的特點和需求，為保證具備系統(tǒng)性和實用性的教學內(nèi)容，采用了中國建筑工業(yè)出版社出版的由天津大學王立雄、黨睿編著的《建筑節(jié)能》一書作為教材。根據(jù)建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)的特點，教學中選定熱泵技術(shù)在建筑中的應用、制冷節(jié)能設(shè)計、采暖節(jié)能設(shè)計、既有建筑節(jié)能改造、太陽能利用等章節(jié)作為重點講授內(nèi)容，并適當增加課時。同時縮減了圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計、建筑規(guī)劃設(shè)計與節(jié)能等章節(jié)內(nèi)容。因講授課時有限，課程中關(guān)于遮陽設(shè)計、采光與照明節(jié)能設(shè)計等內(nèi)容由學生通過自學來完成，相應減少考核要求。同時，為使課程知識具有一定的廣度和深度，教學內(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，及時更新和拓展教學內(nèi)容，豐富了課程知識的內(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)的不斷進步和配套設(shè)備的完善，它們在生產(chǎn)和生活中的應用越來越廣，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)教學及時跟上科技發(fā)展態(tài)勢，將先進的知識、工藝合理地融合在課程內(nèi)容當中。

（二）培育高效課堂

教學方式要為學生的學習方式服務(wù)，課堂是教學的主陣地，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間內(nèi)完成教學目標，更要注重培養(yǎng)學生應用建筑節(jié)能設(shè)計相關(guān)的基本理論、方法分析和解決工程問題的能力。實踐中，為有效緩減任務(wù)重而時間緊的矛盾，本著提高課堂教學質(zhì)量與效率的目的，積極改進并嘗試案例教學法、任務(wù)驅(qū)動法等更為有效的授課方式。為打造高效課堂，使教學的實施更為有效，主要從優(yōu)化課堂教學過程、培養(yǎng)高效學習方式以及促進知識體系構(gòu)建等方面進行了突破。

1.優(yōu)化課堂教學過程

課堂教學是由專任教師來主導設(shè)計的，教師的教學理念和方式?jīng)Q定了課堂的特點。首先，針對學生特點確立明確的教學目標，從新課導入、演示講解到總結(jié)，精心設(shè)計整個教學過程。由于概念多、理論多，課程以掌握基本概念及基本理論、強化實踐應用為主線，適度淡化復雜公式理論推導，側(cè)重工程能力培養(yǎng)。重視新課導入，以綱要的形式提煉主要內(nèi)容，引導學生建立清晰的思路和層次感。其次，在課堂授課當中，選擇合理的教學形式和方法。比如課堂教學的具體組織上，可以以班級教學為基礎(chǔ)，結(jié)合面向小組、面向個別的交流形式。可以針對不同的知識環(huán)節(jié)靈活采用不同的教學方式，尤其重視采用案例教學法、任務(wù)驅(qū)動法等更為先進有效的方式。此外，在課堂結(jié)束之前做好小結(jié)，實時地了解學生對課程內(nèi)容的掌握情況，查漏補缺，以提高授課效果。課后進行反思，針對課堂教學的效果評價及信息反饋及時整改和完善教案，進一步明確課堂教學改進的努力方向和具體措施。課堂教學改革尤其要重視課后備課，因為教學反思會將專業(yè)教師的傳道授業(yè)與自我學習統(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的、能夠及時應對教學變化的過硬本領(lǐng)。與傳統(tǒng)的課堂教學不同，教師不僅要講解教材知識，還要注重其他理論和實踐知識與教材知識的互相充實、相輔相成。課堂上專任教師更多的是發(fā)揮組織、引導教學活動的作用，以學生為中心的教學理念要貫徹在課堂始終，切實打造現(xiàn)代課堂，使課堂煥發(fā)出應有的生機和活力。

2.培養(yǎng)自主學習能力

課堂是為學生而建構(gòu)的，學生才是課堂真正的核心。高效課堂要求學生適應角色，變被動為主動，充分體現(xiàn)主體性。學生不是單純地聽課及死記硬背，更多的是理解與思考，提升學習的自主性和有效性。學習效率反映了一個學生的綜合學習能力，學習能力、學習興趣以及學習效率三者之間是相互促進、相互統(tǒng)一的。要提高學生的學習效率，尤其是要提高課堂學習的聽課效率。首先，教學中要促使學生學習內(nèi)在動機的激發(fā)，這是學生能夠主動參與課堂教學、成為主體角色的前提。學生對課程有了興趣，就會自覺地主動學習，學習效率自然也會得到相應提高。例如在課程導入和教學中結(jié)合案例，適時強調(diào)課程在建筑設(shè)計、施工和使用維護中的實用價值，從整個專業(yè)的角度讓學生認識體會到該課程的重要地位，使學生的求知欲望和學習熱情得到激發(fā)。其次，要培養(yǎng)學生的思維能力，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，而學生只是授課對象，聽課和思考相對脫節(jié)，學生一味被動地學習而缺少主動參與。教師應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。教學中，任課教師可以創(chuàng)設(shè)學生比較感興趣的情境與主題，引導學生主動探究，并耐心指導和悉心點撥。自主學習、獨立思考、合作交流等多種模式均能使學生的思維能力得到培養(yǎng)和鍛煉，綜合能力得到提高。

3.促進知識體系構(gòu)建

真正的學習，應當是一個自主構(gòu)建和完善知識體系的過程。一門課程是由諸多概念、理論等所構(gòu)成的，這些知識點之間是彼此關(guān)聯(lián)、互為支撐的。課堂上教師要積極引導學生勤于思考，促進學生對知識的有效吸收與整合，幫助學生形成對專業(yè)知識的高效記憶，并在解決實際工程問題時能夠加以靈活應用。在學習建筑節(jié)能原理與技術(shù)課程之前，學生已完成工程熱力學、建筑概論、流體力學泵與風機、建筑環(huán)境學、建筑冷熱源等課程的學習任務(wù)，對于功與能量之間的轉(zhuǎn)換、熱力學定律的內(nèi)涵以及建筑通風空調(diào)工程冷熱源設(shè)備的換熱機理等都有了一定程度的掌握，具備更深入學習這些專業(yè)理論在工程中應用的基礎(chǔ)。課堂講授緒論部分進行課程導入時，應首先介紹課程的主要內(nèi)容和知識架構(gòu)，再介紹先修課程如建筑冷熱源、建筑環(huán)境學等相關(guān)知識在本課程中的作用，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、建筑能源評估技術(shù)之間的關(guān)系。課堂教學當中，任課教師應適時簡要地回顧前期課程的相關(guān)知識內(nèi)容，引導學生建立知識點之間的相互聯(lián)系，構(gòu)造體系化的知識結(jié)構(gòu)，形成對專業(yè)知識的融會貫通。

（三）加強工程實踐

工程實踐可進一步加強理論教學與工程應用的接軌，是培養(yǎng)學生掌握科學方法并提升應用能力的重要平臺，是培養(yǎng)高素質(zhì)工程科技人才的關(guān)鍵過程。傳統(tǒng)的課程教學是“重理論、輕實踐”，工程教育理念缺失，課堂教學的比重遠遠大于工程實踐。而且有些實踐環(huán)節(jié)多是現(xiàn)場觀摩或者是教師示范教學，學生得到實際操作和訓練的機會較少。針對這一課程現(xiàn)狀，一方面，要繼續(xù)加強工程實踐投入力度，建筑節(jié)能技術(shù)相關(guān)實驗、實習、實訓等教學環(huán)節(jié)要與工程應用進一步緊密融合，體現(xiàn)針對性與實用性，使學生在實踐教學中樹立工程意識，培養(yǎng)工程思維，提高工程素養(yǎng)；另一方面，可依托學生項目和學科競賽，與課程實踐相結(jié)合，構(gòu)建大學生課外科技活動平臺，使得建筑節(jié)能技術(shù)相關(guān)工程知識能夠有一方用武之地。近年來，相關(guān)專業(yè)學生在中國制冷空調(diào)行業(yè)大學生科技競賽、大學生創(chuàng)新設(shè)計與制作大賽以及大學生BIM應用技能大賽中多次獲獎，優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計的數(shù)量也明顯增多，但深化工程實踐依然任重道遠。面向應用型本科學生的工程教育，更應當與日益發(fā)展的現(xiàn)代科技相適應，包括與現(xiàn)代工業(yè)制造水平相適應的產(chǎn)品開發(fā)、工程設(shè)計和生產(chǎn)管理等方面的能力訓練，以及與社會經(jīng)濟發(fā)展相適應的安全意識、質(zhì)量意識、節(jié)能環(huán)保意識和團隊協(xié)作意識的培養(yǎng)。

三、結(jié)語

基于我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的迫切需求，在地方普通本科高校向應用型本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的過程當中，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踐過程中循序漸進。專業(yè)教師應能研善教、勇于開拓，促進課程內(nèi)容與行業(yè)需求良好對接，促使學生以主體地位參與高效課堂和工程實踐當中，逐步形成學生工程素質(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)學院 南京航空航天大學