建环专业本科生课程设计组织与效果分析

潘嵩 王新如 李娜 王未 许传奇 王云默

摘要：本科生课程设计是针对建筑环境与能源应用工程专业一个重要的实践环节，北京工业大学建环专业开设9学分的课程设计。通过对2010级课程设计的教学组织介绍以及效果分析，体现该课程设计的基本内容以及教学方法在学生对设计内容、设计方法、方案确定等几个方面的能力培养都起到了重要的作用。通过有效的课程设计指导，培养学生独立思考和分析解决问题的能力，以及工程应用能力，实现理论和实践相结合的目标。

关键词：建筑环境与能源应用工程；课程设计；组织；问题

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）09-0071-02

一、课程设计的目的

“建筑环境与能源应用工程专业”是与实际工程紧密相关的专业学科，学生仅仅通过在校期间理论知识的学习，对于本专业知识的理解和应用是远远不够的。课程设计这一教学环节的设置意在指导学生将理论知识与实际工程相结合，将自己所学知识融会贯通；与此同时，结合实际的工程设计，了解设计的内容、方法和步骤，增强收集资料、理论联系实际的能力。最后，以小组的方式进行的课程设计，能够在培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力的同时，也培养学生的创新精神和团队合作意识，提高对未来工作的适应能力。

二、课程设计的教学组织

北京工业大学建环专业本科生课程设计安排在大四上学期第四周至十六周共14周，成绩总计9学分。课程设计内容主要以“空气制冷”、“供热锅炉”课程的教学内容为基础，要求学生以小组形式分工合作，完成从冷热源到末端的供暖空调系统的设计。

（一）课程设计步骤

（1）布置设计任务。北京工业大学建环专业的教师团队共同商讨确定课程设计的题目以及内容要求，针对以往同学们出现的问题进行改进，细化设计任务，制定详细的综合课程设计指南及任务书，并且为学生们提供必要的设计参数，设计对象为某高校办公楼供暖空调系统设计。

（2）授课讲座答疑。在课程设计过程中，针对学生在课设中出现的问题，围绕课程设计的重点、难点，分阶段集中不定期安排几次专题讲座，如典型建筑暖通空调设计方法、计算机辅助软件应用、工程案例剖析等。通过专题讲座解决学生设计过程中存在的问题，引导学生将理论知识贯穿在整个设计过程中，并能熟练使用标准、规范和设计手册等资料。

（3）导师监督考核。为了做到因材施教，努力发挥学生的积极性并且及时解决问题，提高设计效率，同时锻炼良好的团队合作精神，采取分组导师制度，每位教师负责3～4名学生。

（4）课程设计答辩。课程设计答辩时间安排在第11周以及第17周，分别进行供暖和空调设计答辩，答辩方式为集中答辩，所有教师分组根据学生答辩情况提问，独立给分，最后全体教师汇总给出综合答辩成绩。

（二）课程设计讲座与内容

为了使学生了解整个课程设计时间安排并且增加对内容的了解，由课程设计负责老师安排一次课程设计动员及任务布置，选择两名研究生作为助教，由于他们对本专业内容熟知，并且熟悉课程设计流程以及内容，易于引导学生更快的从理论知识转化成实践设计中，建立学生与教师之间有效地沟通机制。具体的授课讲座内容分为以下五个部分。

（1）采暖空调系统设计引论。综述本科生在前三年里学习的专业知识以及相关的专业课程，针对暖通空调设计基本常识，让学生讲理论知识转化为实践中，同时介绍在设计中基本注意事项，避免出现设计失误。

（2）采暖负荷计算及常规设备选型。首先回顾学过的《供热工程》等相关课程，提出设计必须遵循行业规范，让学生逐步从学习转向设计，讲座教师介绍采暖设计步骤，为学生们详细讲解采暖中走廊、卫生间、楼梯间等供暖常见问题，避免学生走进误区。

（3）锅炉房设计。结合《锅炉与锅炉房设备》课程以及锅炉房设计规范，从锅炉容量、循环泵流量、扬程确定、软化水系统、补水系统、定压系统以及送引风系统等各个方面介绍锅炉房设计的步骤。

（4）空调系统设计及设备选型。结合《空气调节》课程，以及前面关于供暖设计的相关讲座，学生独立完成空调系统的设计，让学生在设计中体会到设计与理论知识的不同，设计中应当结合建筑中各领域的要求，融合到一起，完成设计要求。

（三）课程设计考核方式

课程设计的考核方式分为导师考核和集体答辩两个方面，各个设计阶段的考核，由各位指导教师灵活安排、分工负责。集体答辩分为两个部分：供暖设计以及空调设计。组织全学科部教师分组答辩，每次答辩每位学生限时15分钟，学生汇报8分钟，教师提问7分钟。最终的考核成绩总分为100分，学分为9学分。

三、课程设计的效果分析

通过一学期的课程设计，学生在各个方面都有了很大的提高，主要表现有：

（1）学生能将自己的专业知识与理论进行有效的结合。在课程设计初期，学生由于没有经验，对于工程会犯一些常识性问题，比如管道的设计中，没有考虑阀门的分类和使用。经过锻炼，学生能够很好的更加全面的考虑问题，考虑实际工程的需要，将自己的理论知识与实际工程更好的结合。

（2）自主学习以及分析问题解决问题的能力提高。学生在校期间学习的理论知识都是书本上的，而实际的项目中会遇到许许多多的意想不到的问题，学生通过自己动手，通过收集资料，查阅规范，与同学探讨等方式，不仅仅加深了对专业知识与行业规范的了解，更加加强了自己独立分析和解决问题的能力。

（3）培养了团队合作能力与教师的沟通能力。得益于团队合作的教学方式，学生通过团队合作，使得学生能够更好的培养团队意识；教师的直接指导，加强了学生与老师之间的交流，使得学生与教师共同学习，交流，增强了他们的表达能力。

四、问题分析及解决方法探讨

通过本次的课程设计，可以看出大部分同学能够对整个暖通设计的流程及基本的设计问题有比较清晰的认识和把握，但从平时的答疑、课程设计讲座的提问及答辩的情况来看，很多同学的课程设计还是存在着一些不足，现主要提出以下几点：

（1）设计手册及节能规范的熟知度不够。工程设计手册及国家、地方行业规范、标准作为暖通工程设计的基本依据，理应是最为重要的参考资料，理论教学难以涵盖工程设计的各个方面，需要从这些参考资料中寻求答案。由此看出，面对诸多暖通行业的参考资料，在理论教学中进行适当的解读与学习很有必要。

（2）系统方案的确定缺乏深入的思考和有力的依据。供暖、空调系统形式的确定是整个课程设计中最重要的环节。很多同学在系统形式确定这一环节只懂得选用而不懂得比较。从最终课程设计的结果可以看出，在方案确定这一环节，不同方案的思考与评比这一内容还有待完善。

（3）水力计算部分有所不足。风系统及水系统合理的水力计算不仅关系到冷热源部分所输出的冷热量能否按需分配到末端用户，更关系到整个系统的运行是否稳定、有效、节能。水力计算的理论学习往往是最难掌握的部分，一个简单的小系统就需要很大的计算量，不同的系统形式往往有多种不同的计算方法，并且计算步骤繁杂，虽然很多同学的水力计算部分能够完成，但其中的步骤并不明晰。如何寻求理论设计与软件辅助设计的平衡变得极为重要。

（4）分类设计理念不强。同一建筑往往有不同形式、不同使用功能的房间，尤其对于综合性建筑，很多房间的使用时间不一，所以，对不同的房间、空间，应有不同的分类，同时应划分不同的系统。通过本次课程设计的情况来看，系统划分单一。另外，对各类型房间的供暖、空调的形式不明确，对特殊类型空间如走廊、楼梯间、卫生间、地下车库、门厅的设计知识缺乏，是普遍存在的又一问题。无论在参考书籍还是在理论教学中，往往重视供暖、空调的共性而忽视适用于不同类型空间的个性。所以，此方面理论的学习与指导还有待加强。

（5）对系统的认识缺乏整体性。无论是空调系统还是供暖系统，都是与冷热源机房相连。所以，冷热源侧与用户侧是不可分割的整体，系统设计应该有整体的理念。但很多同学只知道供暖系统需要补水定压而不知锅炉房需要有补水定压装置，只知道供暖系统需要补水定压而不知空调系统需要补水定压，只知道用户侧需要水力计算而不会机房侧的管路平衡与确定。多数时候，理论教学教授的是共性的知识，但往往，这种共性没有推广到个性中去，这同样是理论教学有待完善的重要内容。

五、结语

通过专业课程设计的学习，学生不仅仅对于专业知识有了更深的了解，同时对于将来从事的行业，有了更近一步的认识，根据课程设计过程中反映的问题，教学工作还需要从以下几方面进行改进：

（1）在平时的教学中，注重将实际与理论相结合。学生在课程设计中，尤其对于工程知识，会犯一些常识性错误。这就要求在平时的教学过程中，教师能够针对一些重要的工程常识性问题进行归纳总结和讲解。

（2）在课程设计过程中，给予及时有效的指导。学生对于一个完整的设计，缺乏整体的认识，指导老师应当给予及时有效的指导。这需要指导教师和学生能够进行密切的联系，良好的沟通，使老师能够及时了解学生的问题，并给与恰当的指导。

（3）课程设计完成后，及时进行总结。由于课程设计中会遇到很多意想不到的问题，学生需要多次进行修正和完善，这就需要在每一个阶段学生和指导老师都需要进行设计的总结，通过总结，学生能够学会如何更好的解决问题，避免类似错误的出现，老师能够总结经验，对今后的教学进行更好的指导。

参考文献

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