“热源设备及供热”课程设计系统化改革与实践

于梅春

(湖南科技大学a．煤矿安全开采技术湖南省重点实验室;b．能源与安全工程学院，湖南湘潭411201)

“热源设备及供热”课程设计系统化改革与实践

于梅春a，b

(湖南科技大学a．煤矿安全开采技术湖南省重点实验室;b．能源与安全工程学院，湖南湘潭411201)

为了改善“热源设备及供热”课程设计的实践效果，增强学生综合素质能力，依据建筑环境与设备工程专业新目录要求，剖析了该专业锅炉课程设计和供热课程设计存在的问题，提出了构建热源设备及供热课程设计系统化设想，并付诸实施，使该专业学生从中受到更好的专业化及系统化训练，得到满意的教学效果。

热源设备;课程设计;系统化;改革

湖南科技大学建筑环境与设备专业2008年被评为湖南省普通高等学校特色专业，该专业具有矿业与建筑相交叉、工业与民用相结合、地面与地下相兼顾和能源开发与节约相并举4个鲜明的特点。同时，依照国家教委高校专业目录改革精神，专业课程要繁简结合，尽量减少课程间的不必要重复，避免知识的相互割裂和脱节［1－2］。为了实现特色专业的人才培养目标，我们制定了相应的培养方案，构建了相应的课程体系。作为一门特色课程，“热源设备及供热”由“锅炉及锅炉房设备”和“供热工程”2门传统专业课程合并而成，合并之后的课程内容综合性、逻辑性明显增强。但是，传统的课程设计相对独立，2门课程的课程设计之间缺乏有机联系，影响了实践环节的教学效果和学生动手能力的提高。因此，为了提高学生的综合素质，提高课程设计效率，按照建筑环境与设备工程专业培养目标，适应用人单位的实际需要，进行课程设计系统化改革无疑具有重要的现实意义。

一 课程设计现状

“锅炉及锅炉房设备”课程设计是一个不超过10 000 kg的生活锅炉房设计，锅炉房工艺布置只要求绘制一张锅炉房平面布置图、一张热力系统图和一张锅炉房主要剖面图。“供热工程”课程设计一般是为北方某一民用建筑进行采暖设计，设计中只要求绘制顶层平面图、底层平面图、标准层平面图和系统图。2门课程设计均采用单独选题和老师定题的设计模式，课程设计内容相互孤立，同时所有的学生都是针对同一个题目设计，设计方案容易雷同，不利于学生主动性和创造性的发挥［3］。

二 课程设计存在的问题

锅炉课程设计和供热课程设计均是在理论课程学习之后所必须进行的一项教学活动。通过相应的课程设计，可加深学生对所学课程内容的理解，使学生更全面、系统地掌握教学内容，是一个理论与实践相结合的教学环节。在设计过程中，需要查阅大量的设计参考资料，绘制一定数量的工程设计施工图，可使学生了解并掌握课程设计的基本思路和过程，为今后的毕业设计及实际工程设计打下良好的基础。但是，课程设计过程中也凸显出一些问题，具体表现在以下几个方面。

(一)缺乏对专业知识的整体认识

以往的“锅炉及锅炉房设备”课程设计和“供热工程”课程设计都是针对本门课程所设置，独立性较强，忽视实际问题的综合性，并且2个课程设计间缺乏有机的联系，使学生在设计过程中，缺乏对专业知识与技能整体的认识，综合运用知识的能力较差。具体而言，“锅炉及锅炉房设备”课程设计中只针对锅炉房工艺布置(热源)进行设计，设计时间为2周，“供热工程”课程设计主要是针对室内采暖进行设计，设计时间为2周，2门课程设计分别在不同学期开设，而实际工程的一个完整的供热系统中，热源、热网和热用户是3个不可或缺的有机组成部分。所以，尽管安排了4周的课程设计时间，教学效果并不理想，学生对热源、热网和热用户缺乏系统的、整体的认识，更谈不上工程造价预算和施工组织管理，直接影响了对学生综合实践能力和创新能力的培养。

(二)学生计算机应用能力有待加强

“锅炉及锅炉房设备”和“供热工程”课程设计中可采用AutoCAD、天正暖通CAD、鸿业暖通空调设计软件HYACS和Dest能耗分析软件等多款软件，学生可以使用这些软件完成各项设计任务。如鸿业暖通空调设计软件HYACS，不但提供一个快速的绘图工具，而且还有专业的计算分析功能。对于传统形式的单管、双管、水平串联、水平跨越等系统，可根据平面图自动生成系统图;灵活可靠的手绘系统图模块，帮助快速完成系统图绘制;单独的单层采暖系统图命令，在厂房供暖设计中使用相当方便;进行单管系统水力计算(顺流、跨越)、双管系统水力计算时，可以从系统图中提取计算数据，进行计算并绘制原理图;软件自动生成Excel计算书，输出各环路不平衡率，并把管径、散热器片数信息赋回系统图、平面图中，用于标注、统计。在分户计量采暖系统设计时，可以进行地热盘管散热量计算、管间距计算，进行回转、往复等多种样式的盘管绘制，在绘制过程中动态提示绘制区域面积和盘管长度，绘制立管系统图、展开图、户内系统图，分户计量水力计算，显示各环路不平衡率，可生成Excel计算书并绘制原理图，可在Excel中调整数据，反复调入软件计算。

由于目前课程设计大多局限于学生的手工操作和简单的AutoCAD，学生不能较好地利用专业设计软件，学生应用计算机技能较为薄弱。

(三)团队协作意识薄弱

以往的“锅炉及锅炉房设备”课程设计和“供热工程”课程设计一般是由任课老师统一定题，学生单独选题，各同学之间只需按照指导老师规定的设计步骤走就行了，似乎不需要相互磨合和协调，这样的设计过程无从培养学生的团队合作精神。应该构建“锅炉及锅炉房设备”和“供热工程”课程设计的系统化改革思路，增强学生的综合运用能力。

三 “热源设备及供热”课程设计系统化改革基本思路

(一)课程设计系统化意义

课程设计系统化［4］是指在紧密围绕理工专业人才培养目标的基础上，以素质与能力培养为中心，确立每门实践教学课程应实现的目标，据此确定相应的内容、方法和手段，按照前面课程为后续课程服务的原则，将部分实践环节串联为一个整体，将前面课程设计的成果作为后续课程设计的依据，通过课程学习和一体化实践活动，使学生最终具备人才培养目标所要求的素质与能力。

为解决“锅炉及锅炉房设备”课程设计和“供热工程”课程设计相互脱节的问题，有必要将2门课程设计进行系统化调整与改革，旨在将热源和采暖通过一个课程设计有机联结成一个整体，使学生在整体感知供热工程的同时，加强实践能力和综合运用能力的培养。

(二)系统化改革的基本思路

按照专业培养目标和特色专业建设要求，改革“热源设备及供热”课程设计模式，设立一个“锅炉与供热”课程设计，将此实践环节列入培养方案，并配备详实的课程设计大纲，设计时间为3周，学生如果圆满课程设计，可以获得3个学分。

“锅炉与供热”课程设计必须满足课程理论教学的需要，能综合热源、供热管线和热用户3大系统，使原来单独的锅炉房课程设计和室内采暖课程设计发生质的变化。

“锅炉与供热”课程设计中，地上、地下能源相结合，能源开发与能源节约相并举，按照统一与分工的原则，由学生自由选择具体设计方案和设计任务，独立完成工艺流程的选择、工艺参数的确定、工艺计算、设备结构设计和材料选择、设备强度计算等过程，使课程设计从方案、计算、出图到技术经济分析都能符合专业设计规范要求。

“锅炉与供热”课程设计可以培养学生的设计理念、绘图能力、创新能力以及选用各种规范、标准的技巧。学生既分工明确，各有侧重，又相互联系，围绕着设计项目有机地组成一个不可分割、相互渗透的整体，对所学专业有非常深刻的认识，从而增强适应将来工作的能力。

四 “热源设备及供热”课程设计系统化改革的实践

(一)选择合适的课程设计题目

课程设计题目要符合3个要求［5］:(1)首先要符合教学要求，使学生能够运用课程所学的基本知识，进行基本技能方面的训练;(2)课程设计题目具有一定应用背景，能在实际中用到，或是在以后的工作中用到;(3)课程设计中的大部分题目都是指导教师给定，但是考虑到学生的兴趣，部分学生可以自己拟定题目，只要经指导教师审核批准，便可实施。

根据我国的地域特点和气候分布特点，采暖工程在北方应用较为广泛。因此，课程设计所选择的工程项目通常为北方的某一民用建筑或工业建筑的供热工程。作为课程设计工程项目的原始设计资料必须齐全，包括建筑资料如建筑底图，气象资料如建筑物所在地区、室外计算温度、冬季室外平均风速、冬季主要风向、冬季日照率等，围护结构如外墙、外窗、外大门、内墙、内门、吊顶、楼板(地下室和一层)、楼梯的传热系数，室内空间如卧室、起居室、浴厕、楼梯间、走廊、厨房、地下室不供暖时的计算温度。

(二)课程设计指导教师的师资配备

“热源设备及供热”的课程特点是术语多、公式繁，且内容显得干涩，能否把相关专业内容化简、讲透、讲活，让学生能够接受、消化并运用到工程项目当中，是对专业老师的严峻考验。作为该课程设计的指导教师不但要熟练掌握自己所授课程的专业理论，而且要具备此课程设计所涉及的工程技术、工程经济、工程管理等实践能力。在一个老师难以独立完成指导任务的情况下，可以成立一个指导小组，小组组长负责协调好各位指导教师，组织小组成员碰头研讨，选择合适的工程项目，确定课程设计内容和步骤，指导同学明确分工，又相互合作，使课程设计形成一个有机整体。

(三)强化学生专业软件应用能力

随着计算机科学的不断发展，校园网、电子图书馆、多媒体教室等数字化教学环境不断完善，为学生的学习和科研提供了丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。“热源设备及供热”课程设计内容多，管线复杂，出图量大，如果要求学生全部手工计算、绘图，3周的设计时间可能不够。因此，为了保证学生按时完成设计任务，必须强化学生的专业软件应用能力。

1．暖通绘图软件:熟练操作暖通CAD、天正暖通CAD和鸿业暖通空调设计软件HYACS，掌握暖通空调、制冷工程、供热工程等的识图方法、制图标准及CAD制图技巧，掌握冷热源机房、采暖工程、空调通风工程的平面图、剖面图的识图与绘制方法，掌握专业图例、标注、设备及管道的表达、系统图与轴测图的绘制。

2．工程造价软件:通过“暖通空调安装工程概预算”课程的教学，使学生掌握暖通空调安装工程概预算的基本概念、基本原理及基本计算方法，培养和提高学生的经济意识和管理能力。学习概预算理论的同时，要求学生熟练应用相应的工程造价软件，学会编制预算，进行经济分析、判断和计算，为从事课程设计、毕业设计和专业工作奠定基础。

3．文本处理软件:要求学生熟练掌握Word进行文字处理，掌握Excel进行表格绘制和数据处理，掌握ppt幻灯片制作和演示、简单数据库的处理、可行性研究报告和招投标文件编制与测算等技能。

五 结 语

“热源设备及供热”是一门综合性较强的新课程，与之相应的课程设计的系统化要求大大提高，这就需要教师在教学过程中进行不断探索。教师不但要传授课程的理论知识，而且需要不断完善课程设计的教学目标、教学模式和教学评价标准，使学生从中受到更好的专业化及系统化训练，培养学生的实际动手能力、创新能力和将来的就业能力。

［1］郑爱平，曹立新．建筑环境与设备工程专业教学计划总体框架的实践与探索［J］．高等建筑教育，2005，14(2):52－54．

［2］周向阳．《暖通空调》课程体系与教学内容改革实践［J］．华东交通大学学报，2006，23(6):57 －58．

［3］张登春．建筑环境与设备工程专业课程教学改革研究［J］．当代教育理论与实践，2009(6):18 －20．

［4］徐淑红．论工程管理专业课程设计系统化改革思路与策略［J］．高等建筑教育，2010，19(4):133 －136．

［5］董玉华，肖 瑛，刘岩川．电子类专业工程应用型人才培养的课程设计教学改革与实践［J］．中国现代教育装备，2010(19):157－159．

G642

A

1674－5884(2011)08－0078－03

2011－04－22

湖南省普通高等学校特色专业建设资助项目(240104);湖南科技大学教育教学改革课题(G30947)

于梅春(1971－)，女，湖南祁阳人，硕士，讲师，主要从事空调节能与控制研究。

(责任编校 龙四清)