基于工程教育认证的空气调节课程实验教学改革

张锐

摘  要：全国有越来越多的高校在工程教育认证的指导下进行人才培养体系的改革，其中实验教学的改革同样重要。空气调节课程是建筑环境与能源应用工程专业一门重要的核心专业课，中国石油大学胜利学院的空气调节课程的实验教学与工程教育认证标准相比还存在较大的差距，本文首先分析了存在的问题，然后在实验教学方法、实验教学内容和考核评价指标等方面提出了改革措施。

关键词：空气调节  实验教学  教学改革

中图分类号：G642                             文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2020）10（b）-0206-04

Abstract： More and more colleges and universities carry out the reform of personnel training system under background of engineering education certification， in which the reform of experimental teaching is equally important. Air conditioning course is an important core professional course of building environment and energy application engineering. There is a big gap between the experimental teaching of air conditioning course in Shengli College of China University of petroleum and the certification standard of engineering education. This paper first analyzes the existing problems， and then puts forward the improvement in the experimental teaching method， experimental teaching content and evaluation index reform measures.

Key Words： Air conditioning; Experimental teaching; Teaching reform

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证的核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。专业认证的三大核心理念是以学生为中心的教育理念、“产出导向”的教育体系和持续改进的质量关[1]。为了实现这三大核心理念，人才培养体系的改革势在必行，其中重要的是实践课程体系的建设，而实验教学又是实践环节非常重要的一部分，对培养学生的工程实践能力和创新能力十分重要。通过实验环节，学生可以更好地理解理论知识，能够学以致用，同时也能提高发现问题、思考问题和解决问题的能力以及动手能力。

目前，有越来越多的高校在工程教育认证的指导下，进行人才培养体系的改革，其中就包括实验课程体系的改革。胡标等结合安徽理工大学工程类专业实验教学当前现状和存在问题，对实验室建设、实验内容、师资队伍建设、实验教学等方面进行了改革，目的是全面提升学生综合素质和工程技术人才培养质量[1]。颜曦明等基于北部湾大学应用型本科高校特点和工程认证要求，对化工原理实验教学提出了改革措施，在改善实验教学设施的基础上，优化教学内容，改良教学方法，规范考核标准，提高教师实践教学水平，重点培养学生的创新思维和实践能力[2]。李俊等从实验教学理念、实验教学模式、实验教学内容等五个方面分析了“提高采收率”课程实验教学存在的问题，然后提出了基于应用型创新能力培养的石油工程专业选修课程实验教学改革措施[3]。赵常松等在新工科背景下针对通信工程专业实验课程改革中存在的问题引入OBE的教学理念，对通信工程专业的实验教学课程体系进行深入的教学改革[4]。付林杰等结合新工科背景、建设理念和基本要求，重点对大学物理实验课程的教学进行改革，通过多种物理实验教学模式来培养学生良好的实验技能，从而更加深刻地认知、掌握、运用所学的物理知识，推动大学生更好地开拓创新，培养“雙创”人才[5]。张义伟等为了提高学生的学习兴趣、实践能力以及创新和综合应用能力，针对安徽工业大学材料类专业“材料学基础实验”教学中存在的问题，在教育部“卓越工程师教育培养计划”的背景下，进行了改革探讨[6]。

空气调节是建筑环境与能源应用工程专业一门非常重要的核心专业课，内容包括理论课程和实验课程两部分，其中实验课程的学习能够促进学生对理论知识的理解，学生通过实验课程的动手实操能够明白理论知识如何去应用。但是目前中国石油大学胜利学院的空气调节课程的实验教学相较于工程教育认证标准还存在较大的差距，具有较多的问题，下面将针对存在的问题进行分析，并提出相应的教学改革措施。

1  传统空气调节课程实验教学存在的问题

1.1 实验时间安排不合理

目前空气调节课程的实验是4个学时，包括两个实验，没有专门安排实验教学时间，由教师根据学生和教师的时间进行自主安排。由于实验室空间有限，实验仪器台数有限，需要通过增加分组数的方式使学生都能够动手参与实验，但是这样增加了教师的工作量和总的实验时间，教师为了能够在规定的时间内完成教学任务，就会适当压缩每次实验的时间，导致学生做实验不充分，没有充足的时间思考和研究。学生在有限的时间内仅仅是为了完成实验而操作，兴趣不高，缺乏主动性。

1.2 实验内容不合理

目前空气调节课程的实验所用实验台如图1所示，包括空气处理过程的测试（图a），空调制冷供热综合实验（图b），都是验证性实验。空气处理过程实验主要是测试空气在不同的热湿处理过程（加热、冷却、加湿、除湿）中空气参数的变化，以及各个过程中冷热量和湿量的计算;空调制冷供热综合实验主要包括空调过程演示、通过改变风量、温度、流量等参数测定制冷压缩机的性能，测定表面式换热器的性能。学生通过实验得到的结果只是验证了已有的结论，并且学生在实验的过程中主要是按照既定的实验步骤进行实验，所进行的操作主要是改变实验工况、读取数据、数据分析和误差处理。在整个实验的过程中，并没有发挥学生的主观能动性，学生可操作部分有限，并且没有给学生留有主动思考问题、分析问题和解决问题的空间，这样的实验实践内容，无法培养学生解决复杂工程问题的能力。

1.3 教学方法陈旧

在现有的实验教学中，先把实验手册发给学生预习，实验过程时由老师讲解和演示实验步驟，接下来由学生按照实验步骤进行操作。这种教学过程，仍然是以教师教为主，学生只是按照既定的实验步骤进行实验，不能调动学生的积极性，不能发挥学生的主观能动性。

1.4 考核评价机制单一

空气调节课程实验部分的考核成绩主要以实验报告的成绩为主，并且该部分成绩是计算在空气调节课程的平时成绩中的，占平时成绩的比例由任课老师结合考勤、作业等其他项目自主确定，而平时成绩只占总成绩的30%，所以实验课的成绩对总成绩的影响不大。另外，仅凭实验报告判定学生的实验成绩不能反映学生实验过程中的真实表现和真正理解掌握情况。因此，这种考核评价机制不能够调动学生进行实验探究的积极性，学生只是以完成实验报告为目的，有的同学实验时不动手、实验数据用同组同学的，有的同学不能对实验数据进行误差分析，甚至还有的同学只记录数据，不进行数据的处理分析，还存在雷同的实验报告的情况。

2  工程教育认证背景下的空气调节课程实验教学改革

在工程教育认证的背景下，针对目前空气调节课程的实验教学中存在的问题，将在以下几个方面进行教学改革。

2.1 实验教学内容

本校传统的空气调节课程实验教学内容不能满足培养学生创新能力和动手能力的要求，不具备培养学生解决复杂工程问题的条件，与工程教育的要求相比较落后，所以实验教学内容的改革势在必行。在本校已有的实验条件下，改变教学思路，调整教学内容。

（1）把验证性实验转变为设计性实验和综合性实验，向学生提出要解决的问题，让学生利用已有实验台自行设计实验步骤，完成实验，得出结论，由此可以锻炼学生的创新能力和分析问题能力。将目前有的两个实验内容进行教学思路的转变，具体如下。

空调制冷供热综合实验，实验内容改为：测试在等湿冷却和减湿冷却时表冷器的冷却性能随水流量、进水温度等参数的变化;测试压缩机的制冷量和性能系数COP随冷凝器、蒸发器的进水温度的变化规律。对于空气处理过程实验，实验内容改为：想要把空气处理到规定的温湿度状态，学生应如何设计空气的处理过程，在这个过程中所消耗的冷量或热量，除湿或加湿量分别是多少。学生首先熟悉实验台的原理，然后根据要达到的目标自己设计实验过程，完成实验数据的读取和处理。

（2）增加拆装类型的实验，本校实验室有家用分体式空调，学生通过自己动手拆装分体式空调，去了解空调的内部构造和工作原理，以及分析故障发生的原因和解除故障的方法，提高学生的动手能力和发现问题的能力。

（3）利用虚拟仿真软件模拟整个建筑的中央空调系统运行，学生通过在软件中漫游可以熟悉中央空调系统的组成，学习各个组成部分的设计方法、设备工作原理、设备的选型方法等，本校的暖通空调虚拟仿真综合实验台已完成验收，能够完成此实验部分，由此学生能够学习到在实习实践过程中无法直接观察和实践的内容。

2.2 实验教学方法

改变以教师教为主的教学模式和方法，变为以学生学为主的模式。课前把预习课件、实验相关视频和实验手册发给学生，学生自学之后带着问题去上课，做实验前通过学生提出自己的疑问——老师解答和老师提问——学生回答的方式进行师生互动，同时检查学生的理解情况;实验过程中以学生动手为主，让学生自己设计实验步骤，通过自己的方法去完成实验，以达到锻炼学生独立思考问题和解决问题的能力[7]。

2.3 考核评价方式

改变原有的以实验报告为单一考核依据的评价方式，增加过程性考核，把最终的成绩评定分为50%的平时表现和50%的实验报告。对于平时成绩，一是可以通过观察学生在实验过程中的操作水平和表现，二是通过增加提问环节来判断学生对实验的理解情况，从而为每位学生评定平时成绩;对于实验报告，通过学生对实验原理的理解程度、实验数据的处理分析、误差分析、实验反思等几部分来评定成绩。另外，在下次的培养方案修订中，可以把核心专业课程中的实验部分分出来形成实验课，单独评定分数，使学生从思想上提高对实验课程的重视。

3  结语

基于工程教育认证标准对人才培养体系进行改革已成为目前全国高校都亟需去做的事情，其中的实践教学课程体系也是其中重要的一部分[8]。目前，本校建环专业空气调节课程的实验教学内容主要是验证性实验，课程的时间安排不合理，教学方法也比较陈旧，考核方式比较单一，不能完全调动学生进行实验研究的积极性，不能充分锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，不能提高学生的动手能力，不符合培养学生解决复杂工程问题的要求。结合工程教育认证标准，以学生为中心，以成果为导向，把实验教学内容改为设计性实验、拆装类实验、虚拟仿真类实验，同时对教学方法和考核方式也进行改革，以达到培养学生工程实践能力和创新能力的目的。

参考文献

[1] 胡标，刘振英，王庆平，等.工程教育专业认证背景下工程类专业实验教学改革探索[J].华北理工大学学报，2020（5）：104-107.

[2] 颜曦明，王晓丽，刘子杰，等.工程认证背景下应用型大学化工原理实验教学改革[J].广东化工，2020（10）：194-195.

[3] 李俊，罗陶涛，曾顺鹏，等.基于应用型创新能力培养的石油工程专业选修课程实验教学改革[J].高等教育，2020（1）：194-195.

[4] 赵常松.新工科背景下基于OBE教育理念的工科专业实验课程体系改革[J].福建茶叶，2020（4）：268-269.

[5] 付林杰，王献立，许坤，等.关于新工科背景下大学物理实验课程教学改革的思索[J].科技风，2020，4：43-44

[6] 张义伟，方俊飞.基于卓越工程师计划的“材料学基础实验”课程改革探索[J].科技创新导报，2020（2）：176-178.

[7] 朱婕，徐刚.基于OBE理念的自动控制原理实验课堂教学改革与实践[J].赤峰学院学报，2019（12）：149-151.

[8] 许登科，张文清.专业认证背景下空气调节课程体系教学改革新思路[J].长春师范大学学报，2020，39（4）：178-181.