暖通空调》教学改革和学生能力培养

李艳琼++王永乔++赵炎

摘要： 针对云南建筑市场对建筑环境与能源应用工程专业（以下简称建环）人才的需求，同时结合建环专业课程特点，提出了对《暖通空调》这门课的课堂教学、实践教学环节、实验教学、网络建设等方面的改革意见。以期通过《暖通空调》课程教学，有力保证建环专业课程体系的连贯性和教学质量，提高学生的学习积极性、学习能力和实践能力。

【分类号】TU83-4；G642

一、 建环专业设置背景和发展现状

建环专业是1998年将原暖通专业经调整拓展形成的新专业。2003年，建环专业教学指导委员会重新修订了专业本科教育目标、人才培养方案及主干课程教学基本要求。教指委要求要求各院校根据本地区、本学校的实际情况，确定具体的课程体系，教学重点和人才培养方案。在各自的教学实践中不断探索和总结，使专业课程教学体系与人才培养方案更加契合当地实际情况，更加科学和完善。云南农业大学自2009年开设建环专业，现在已有四届毕业生，已在云南建筑市场占据一席之地。特别是第一届毕业生（2009届），立刻成为社会欢迎的人才。

随着中国城市化进程的飞快加速，人们对建筑的节能、环保、舒适、低碳的要求越来越高，这为建环专业的发展提供了前所未有的机遇。现阶段，全国高校开设建环专业的数量已达100多家，云南省开设建环专业的除了云南农业大学外，还有昆明理工大学，两所大学对建环专业的专业定位均有不同的侧重点，例如昆明理工大学侧重于燃气方面的专业发展，而我校则注重空气洁净技术的专业培养。两所高校的相互补充，为云南的建筑市场做出了一定贡献。

二、 云南建筑市场对建环专业人才需求的发展趋势

云南省依托得天独厚的自然资源，例如丰富多变的气候资源和生物资源、矿产资源、水能资源的富集，使得生物制药公司在云南发展迅猛，例如云南滇红药业有限公司、云南白药股份有限公司；根据建设部、国家计划委员会批准的《综合医院建设标准》，加上国家卫生部加大对各省市医院的投资力度，使云南省各地州医院洁净手术室的建设蓬勃发展；中国现阶段正处于工业化发展、产业结构升级换代时期，很多工业生产车间对生产环境有着很高的要求，例如地处昆明经济开发区的中国兵器工业部红外夜视镜生产车间、云南驰宏锌锗生产车间；中国电子商务的迅猛发展，电子产品的日新月异，电子厂房的建设也是如火如荼。近年来随着经济的发展，人们的生活水平已从过去的温饱型向健康型过渡，人们对环境的质量要求越来越高。空调、中央空调已成为当今社会主要制冷或采暖设备，而净化空调机组就成了不可或缺的通风设备。

上述这些发展促进了建环专业洁净空气技术的的发展，对建环专业的人才需求增大，也对人才质量提出了新的要求。供暖、通风和空调的能耗已占建筑能耗的30%左右，因此建筑节能的需求也在渴求本专业人才。

三、 《暖通空调》课程教学定位与特点

《暖通空调》是建筑环境与能源应用工程专业最重要的主干课程，也是专业发展方向之一，我院有2/3的学生选择这个专业方向。《暖通空调》由原来的《供热工程》、《工业通风》、《空气调节》合并而来，将三门专业课进行分析和整合，将共性进行抽取，压缩课时，形成了鲜明的课程特点：①教学内容按“系统”进行组合，强调“系统”概念，学生逐步掌握建筑环境控制系统的各项技术；②突出应用性和针对性；③我院建环专业依托云南省制冷协会和云南省暖通空调协会，调查行业对本课程的内容要求，在课程讲授中融入当前工程采用的新技术、新设备、新工艺的介绍，例如CO2高温热泵热水技术、温湿度独立控制技术、置换通风技术、磁悬浮离心机技术等等；④学生能力提高阶段，即课程设计。课程设计有六个知识点，即负荷设计、空调冷热源设计、空调末端选型设计、水系统设计、风系统设计、气流组织设计。这些知识点通过《暖通空调》课程设计联接起来，从而达到正确进行中央空调工程设计这个能力目标。

四、 课堂教学改革

课堂教学的主要方式采用PPT+板书的方式，辅以视频、动画等影像加强学生对空调设备、管网、系统的认识。但由于《暖通空调》这门课程内容多，涉及面广，不但有理论推导和实验研究，还有大量的规范、公式和图表；加上学生缺乏实际工程经验，因此在学习过程中，同学们普遍反映课程难度较大，光靠听课是不能学好这门课程的。为帮助同学们学好这门重要的专业课，课堂教学改革的方法如下：

1）让同学们参与课件制作

我院开设建环专业以来，一直处于师资缺乏的状态，所有任课老师均担任多门课程，同时还承担了“建环专业卓越工程师班”的大量工作，因此很难分出精力来完善以前的课件。如果让同学们参与到课件制作与完善工作，就可以通过主动参与教学活动获得对新知识的理解与掌握。这种参与式教学模式已有两届学生参与，但这些工作是在学生们毕业设计答辩后完成的，有一定效果，但不算理想。最初的目的是想通过课件制作，帮助他们梳理、归纳、整理专业课知识，为进入设计院工作打好基础。但学生们面临找工作的压力，普遍兴趣不大。因此，我们希望大三学生在学习《暖通空调》的同时就参与课件的制作，希望他们能进一步发现课件中存在的问题，提出新的见解，对所学内容进行重新整理与表述。老师给的课件刻意地简单，因此同学们发挥余地较大，因此兴趣也较浓厚，要求这届学生根据课程内容综合运用现有的电脑技术，包括文字、图形、照片、动画等；课件文字要求简洁、准确，重点阐述思路和方法；要求课件具有启发性和引导性。

2）增设兴趣环节

为培养同学们对《暖通空调》 这门课的浓厚兴趣，我们历年来都在授课过程中邀请各大设计院的暖通总工、口碑较好的工程公司总经理或者较著名生产厂家的工作人员来给同学们开设暖通专业前沿讲座；在授课同时向同学们介绍注册共用设备暖通工程师的考试内容，在期末的考卷中有意识地引入注册设备师的考试方法；让同学们参加“人环奖”竞赛以及CAR-ASHRAE学生设计竞赛，同学们都表现出浓厚兴趣。通过兴趣环节，提高学生四素（基本素质、基本知识、基本能力、基本技能），形成交叉型的教学指导团队和兴趣型的学生学习团队。

五、 利用思维导图帮助学生进行课程设计

在教学实践过程中，思维导图是引导学生思考的有效工具。思维导图应用图文并茂的层级图来表现各主题的隶属关系，简单有效。通过下图的绘制，学生将先行课程进行了有效梳理，也有利于学生针对性地复习先行课，为完成高质量的课程设计打好基础。

课程设计课题一般选用真实工程，为防止抄袭，学生根据各自所在的不同城市计算冷热负荷，再选择适合的主机设备。系统选用由于气象参数不同，因此空调方案迥然不同。由于课程设计课时一周时间，因此，在上完“全空气系统和空气-水系统”和“冷剂式空调系统”后就可以布置设计题目，同学们根据下述设计流程进行计算，不用等到期末考试后再来准备。这样学生们复习先行课和思考方案的时间较多，可以进行方案的从容比选。同学们得以顺利完成设计任务，完全转化为自己的学习应用能力。

设计流程如下：

图2 暖通空调工程设计过程图

六、 对生产实习的教学改革

生产实习旨在加强学生工程意识，促进专业知识和实践相结合，提高分析问题、解决问题的能力。但是与建环专业对口的施工、制造企业，由于生产岗位的特殊性，安全管理责任大，很难大规模接收学生实习。我院由于场地和经费的原因，只能安排学生在学院的实训基地实习。我院建环专业暑期学生生产实训历来分为室内给排水、建筑电气和暖通空调三个部分。暖通空调实训主要是让同学们进行酚醛风管的制作安装，时间只有一天半，人数众多，不可避免出现一些同学永远处于跟班“旁观”感性阶段，少部分同学动手安装制作的现象。脱离暖通领域的实际水平，无法体现教育本身的科技先导性，因此对生产实训的教学改革势在必行。所以，我们需要一个对建设项目全过程的模拟的实训室，把未来的工作环境和工作内容让学生提前进行培训和演练，基于BIM技术和云技术的虚拟仿真建造实训室成为首选，该模拟实训室可以完善实施过程中各类建模标准，教学计划，模拟真实的项目应用，让学生具备通用技能和实施本领，使其成为符合企事业单位的应用型人才。目前虚拟实训室正在建设过程中，期望能获得理想的实习效果。

七、 结语

通过对《暖通空调》课程特点的分析，对如何通过这门重要的专业课培养学生的综合能力、实践能力和创新能力，思考如何改革教学内容，以使教学环节能适应市场的需求，打造更多优秀的专业技术人才。

参考文献：

[1] 王晏平 基于市场需求的建环专业复合型人才培养模式探讨--《暖通空调》课程教学与学生能力培养，中国西部科技，2013年03月第12卷第03期总第284期

[2] 夏焱，“暖通空调工程设计方法与系统分析”课程教学方法探讨，科教导刊，2015年10月（上）131

[3] 陶求华，暖通空调课程改革与实践，制冷空调学科教育教学研究

[4] 朱颖心，暖通空调课程设计的改革与实践，制冷与空调，2002年8月第2卷第4期