基于OBE教育理念的空气调节课程教学改革探索

张锐

摘 要：空气调节是建筑环境与能源应用工程专业的一门非常重要的核心专业课，传统的教学模式不能满足工程培养需要。本文首先分析了传统教学目标导向下的空气调节课程教学现状和存在的问题;然后在OBE教育理念的指导下，结合中国石油大学胜利学院建环专业现状，对空气调节课程的教学目标、教学内容、教学方法、考核方式等方面进行教学改革，以达到培养学生分析问题和解决实际工程问题能力的目的。

关键词：OBE教育理念;空气调节;教学改革

1 OBE教育理念

OBE（outcome-based education）教育理念是以学生为中心，以成果为导向，反向组织、实施和评价教学活动，实现学生的知识、能力和素质的全面发展。OBE教育理念符合目前工程教育认证的理念和培养模式，学生在以OBE教育理念的培养目标下，明白自己完成学习后能干什么，带着这样的目标知道自己去学习什么知识和如何学习。目前，OBE已经在众多高校专业建设及课程改革中进行应用，并取得了一定的成效。

在专业建设方面，吉林建筑大学的杨金刚等在OBE教育理念指导下，对该校建筑环境与能源应用工程专业的毕业要求进行了研究，制定了相应的培养方案，总结出建环毕业生应具有的工程知识、分析问题的能力、设计研究能力、团队协作能力等，并在师资建设和实习基地建设方面提出了改进意见[1]。盐城学院的潘梅等基于OBE教育理念，结合环境工程专业在专业认证过程中的实践和经验，在教学内容、教学方法、考核体系和实验室管理模式等方面进行了教学改革和探索，目的是满足学生未来工业化生产需要和工程能力的提升[2]。上海工程技术大学的朱海燕以OBE教育理念为指导，确定交通运输专业的培养目标，建立符合以产出为导向的专业课程体系，满足应用型工程技术人才的需求[3]。在课程改革方面，德州学院的赵先花等以OBE教育理念为指导，确定了机械制造基础课程的学习成果，对课程内容、教学方法和考核方式进行了改革，实现了以理论知识为主向以学生综合能力培养为主的根本转变[4]。中国石油大学（华东）的李强等基于中国工程教育的OBE教育理念，对过程流体机械课程的现状进行了分析，更新教育理念，重构教学模式，以期培养学生解决复杂工程问题的能力[5]。东莞理工学院的胡冰等在OBE教育理念的指导下，对专业课供热工程课程进行了改革探索，包括教学方法、实验教学内容以及考核评价等方面[6]。中国石油大学胜利学院的建筑环境与能源应用工程专业于2017年第一年招生，引入先进的OBE教育理念，对于建环专业建设发展具有良好的促进作用。本文首先对于建环专业中一门重要的专业核心课——空气调节，在OBE教育理念的指导下进行教学改革与探讨。

2 空气调节课程现状及存在问题

空气调节课程是建环专业的核心专业课之一，该课程以传热学、流体力学、工程热力学、建筑环境学、热质交换原理与设备等课程知识为基础，是一门工程应用性非常强的課程。本学校的空气调节课程包括理论教学和实验教学两部分，其中理论教学44学时，实验教学4学时，共48学时。理论教学内容主要包括空调负荷计算，空气的热湿处理，空气调节系统，空调房间的空气分布，空调系统的运行调节，空调系统的消声、防震等六部分;实验教学内容主要包括空气处理过程的测试，空调制冷供热综合实验。目前，传统的教学过程中存在的问题有：（1）理论教学注重于空调负荷的计算，空调系统的选择和计算，气流组织，空调系统的运行调节等，在教学过程中偏重计算和概念性知识点的记忆，对于没有实际工程经验的学生来说，这些知识点都很抽象，无法把各类计算、系统的选择和实际工程、运行过程联系起来。通常学生在结束这门课程的学习之后，在毕业设计以及工作岗位中，仍然无法独立完成实际建筑空调系统的设计以及解决工程中的实际问题。（2）空气调节课程的考核由平时成绩和期末成绩两部分组成，平时成绩主要考虑学生的出勤和课后作业，考核方式过于单调，对学生的区分度不大;期末成绩以闭卷考试的形式进行，考试题型主要包括填空题、名词解释、简答题、计算题等类型，主要考察的是学生记忆性知识点和计算能力。这种考核方式总体上注重结果，不能反映学生在整个学习过程中的真实学习情况和真实的能力水平。（3）空气调节课程与建环专业的工业通风、供热工程等专业课程有相互交叉和渗透，学生在学习空气调节课程时需要综合各门课程的相关知识，对整个知识体系融会贯通，难度较大。

3 空气调节课程的教学改革

工程教育认证模式是目前我国高等学校培养高质量应用型专业人才的新方向。为满足工程教育的要求，基于OBE教育理念，对空气调节的课程进行教学改革，主要从教学目标、教学内容、教学方法、考核方式等方面开展。

3.1 教学目标

基于OBE教学理念的教学目标是让学生能够把所学知识转化为解决复杂工程的能力。所以，空气调节课程的教学目标是学生学习完本门课程后，能够把空调负荷的计算、空调系统的选择、空调设备的选型和气流组织等理论知识应用于实际空调工程的案例分析和实际工程的空调系统设计中。

3.2 教学内容设计

建环专业在我国高校中经历了几十年的变革和发展，其中的核心课空气调节课程体系和内容已经非常成熟了，理论知识不需要调整和修改，需要做的是把理论知识进行重新梳理和内容设计，需要改进的有以下几方面：（1）在原有理论知识的基础上，增加当前空气调节方面的节能新理念新技术和各种空调节能新设备，使学生的知识体系能够符合当前社会发展形势。（2）从工程实际应用出发，梳理出符合工程能力培养需要的知识体系，避免大量的数学公式推导。比如冷负荷计算中的谐波反应法，教材中有大量的篇幅利用傅里叶级数展开的方法进行得热量和冷负荷计算，公式冗长复杂，学生难以理解;而实际工程中计算冷负荷时主要是利用工程简化方法或者用计算机模拟软件，清晰又简便。所以在今后的教学内容中，把利用高等数学的公式进行的理论推导部分进行简化，只要求学生理解谐波反应法的计算原理，重点是能够通过工程案例讲解空调负荷计算的工程简化算法和计算机模拟软件方法。（3）将教学内容梳理成具有逻辑性的知识体系，使各部分内容能够有机的联系起来，让学生能够沿着这条逻辑线进行学习，明白为什么要学，学完之后能够解决什么问题，为了解决问题需要掌握哪些知识内容。对于空气调节课程，可以按照实际工程的设计过程梳理，实际设计过程是空调负荷计算，空调系统形式的确定，空调设备的选型，气流组织设计（包括风口、风管的布置），风系统和水系统的水力计算。（4）在教学设计中，在整体上先从一个实际工程案例引出，让学生明白一个建筑完整的空调系统设计需要哪些环节;然后对每个环节的知识点展开;最后再引导学生利用学到的理论知识去完成空调系统的设计。对于每一环节的知识点，通过预习视频或者预习PPT引出学生需要解决的问题，让学生带着问题思考，提出自己的解决思路，然后老师根据学生的反馈有重点的讲解知识点，在此过程中，有重点的引入工程实际案例。

3.3 教学方法

（1）从根本上转变“以教师讲为主”的教学理念和教学思路，减少老师的理论讲授时间，采用启发式的教学方法，适当地把课堂时间交给学生。（2）空气调节课程的教学目标是培养学生解决问题的能力，在教学中采用案例教学法，找到典型的空调系统案例让学生开展课堂讨论，提出问题，引导学生主动分析并解决问题;或者让学生分小组去寻找空调系统的案例，利用课上时间和大家分享，对于积极主动参与的学生给与一定的激励措施。在这个过程中，有助于学生发现专业课学习的乐趣，培养学生对专业认可度。（3）在疫情期间，开展了线上教学活动，在今后的教学中可以探索线上线下相结合的混合式教学模式。在线下的教学过程中，以云班课为平台，提前发布预习视频或预习PPT，让学生带着问题去听课，主动获取自己需要的知识;课中开展随堂测试、头脑风暴等活动，让每个学生都参与到课堂中，同时检查学生当堂课的知识掌握情况;课后布置作业，发布章节课件及扩展材料，以便学生巩固已学知识。

3.4 考核方式

在以学生为中心，以成果为导向的教学改革中，应该采用更加多元的分阶段的考核评价方法。考核应该包括理论知识考核和应用能力考核，把以期末考试成绩为主的考核机制延伸到分阶段的过程考核，突出学习的过程性，使得成绩的构成能反映学生学习和运用知识的真实水平。理论知识的考核包括课上随堂测验、课后作业和期末考试成绩，应用能力考核包括课上随堂表现和开放式的大作业。期末考试的题目减少记忆性知识点的考察，比如填空、概念性的选择题、名词解释等，增加综合分析类题目，如案例分析题、综合性的选择题。开放式的大作业是对典型工程案例进行分析，把空调负荷的计算、空调系统的确定、冷热源和空气处理设备的选型以及气流组织的设计融合到案例中，引导学生利用理论知识找到解决工程问题的思路和方法，最终达到学以致用的目的。通过过程性的综合考核方式，老师能够及时把握每位学生对各个知识点的掌握情况，由此能够及时调整教学内容和教学思路，使教师的教和学生的学能够更好的配合，达到成果指导过程，过程作用成果的目的。

4 结语

传统的空气调节课程的以老师讲授为主，偏重于理论知识的讲解，考核方式偏重于记忆性知识和计算的考核，不注重培养学生的创新能力和思考能力，学生完成学习后不能对实际工程案例进行分析和实际建筑进行空调系统设计。将OBE教育理念引入教学模式的改革中，以学生为中心，以提高学生的工程实践能力为目标，在教学内容中引入大量的案例分析，引导学生独立思考和分析，考核时结合学生的过程表现，力争反映学生的真实学习情况。以OBE教育理念为导向的教学模式有利于锻炼学生把所学理论知识应用到工程实际中，能够提高学生的学习积极性，符合现代工程教学的需要。

参考文献：

[1]杨金钢，邓兰西.基于“OBE”理念的卓越建筑环境与能源应用工程师毕业要求的研究[J].教育现代化，2018，4（18）：158-159.

[2]潘梅，严金龙，陈天明，杨百忍.基于“OBE”理念的环境工程专业实验课程改革与建设[J].教育教学论坛，2018，1（5）：277-278.

[3]朱海燕.基于OBE的交通运输专业课程体系的構建[J].教育教学论坛，2018，5（18）：233-234.

[4]赵仙花，王卫东.基于OBE应用型创新性人才培养的机械制造基础课程改革研究[J].河北农机，2018，12：50-51.

[5]李强，王振波，王增丽，等.基于OBE教育理念的过程流体机械课程建设与探索[J].中国现代教育装备，2019，1：31-33.

[6]胡冰，郭晓娟.基于OBE教育理念的供热工程课程教学探讨[J].东莞理工学院学报，2019，6（3）：116-119.

项目：中国石油大学胜利学院教学研究项目：基于OBE教育理念的新建建环专业建设研究（项目号：JGYB201903）

作者简介：张锐（1987—），女，汉族，山东东营人，硕士，中国石油大学胜利学院油气工程学院，从事暖通空调研究。