通过建筑设备学习,建筑环境与设备工程专业的教学改革是成功的,除课程体系改革以外,实践教学的改革在其中也发挥了很重要的作用,下面是小编整理的建筑设备课程的体会,希望大家喜欢。
《建筑设备》可以简单地认为是建筑专业一个专项研究科目,属于建筑物的一部分。
建筑设备是一个系统性很强的一类建筑装备,而且需要精确地计算。
我个人认为可以分为两大块内容:
第一块内容是平日可以看得见的裸露在建筑墙体表面上的建筑装备部分,建筑使用人经常需要调整或更换的这部分内容,非专业人员也需要学会的一个内容,特点是实践性强。
第二块内容是平日看不到埋在墙体里或者地底下的建筑装备部分,一般人不是很了解,调整或者更换需要专业人员帮忙,特点是理论性强。
这门课需要深入浅出,先教会大家认识一个建筑物里所有建筑设备的相关内容和每一系统的结构,包括线路、管线的布置方式和要求,然后再深入了解每个节点计算方法,最后讨论如何跟建筑外围的管道、线路进行衔接等等。
“建筑环境与设备工程”专业是1999年新的本科专业目录中由原“供热、供燃气、通风与空调工程”专业重组更名而来的。这个改变并不仅仅意味着专业名称的改变,更重要的是随着国际上本学科科研与技术应用的发展、人们认识的进步带来我们对本专业定位的一个重新明确,从而导致培养目标的调整和整个课程体系的改革。通过近年来的实践探索,我们对此问题有了更进一步的认识,特别是对于专业基础课的设置与课程设计等实践教学环节的改革是本专业改革拓宽的重要环节。在此重点对本专业的实践教学改革做一个总结。
困惑:“通才”还是“专才”?鱼与熊掌可以兼得吗?
这恐怕是很多应用型工程学科都面临的问题。一边是多数大学都要求增加基础课学时,削减专业课学时,另一边是用人单位对近年来毕业生的专业实践能力下降的抱怨。本专业教学改革也面临着这样一个重大矛盾,就是:在削减了专业课学时的条件下,如何同时满足宽口径的“通才”培养要求以及注册公用设备工程师教育评估标准的“专才”要求?会不会让用人单位认为,清华培养出来的学生今后是搞理论的,不适合到设计单位等应用一线工作?通过深入研究,我们认为,这两者其实可以是不矛盾且相辅相成的,即所谓鱼与熊掌是可以兼得的。
所谓“通才”要求的是基础理论知识宽且扎实,所谓“专才”应该是具有灵活解决专业应用问题的能力。尤其是从国际水平的角度看,现代建筑的发展对建筑设备工程师的宽口径能力与在设计中采用先进理论与技术的要求越来越高。尽管日新月异飞速发展的技术是课堂上教不完的,仍然可以发现它们都是从基础理论中不断衍生出来的。但是,强化基础理论教育仅靠增加基础课学时并不能够解决问题,应该让学生在某种应用中反复强化运用才能把基础理论知识真正学到手,而不仅仅是考卷上的高分。那么,专业应用的实践训练就应当是强化基础理论知识的运用的优良载体。如果能够正确运用基础理论知识灵活解决各类专业应用问题,这样的人就应当既是“通才”又是“专才”,有能力去解决他从来没有学过或者遇到过的实际专业问题。而用人单位批评毕业生只会读书不会干活的问题恰恰正是因为基础理论知识没有学扎实,只会脱离实际地背书,不会在专业实践中正确地灵活运用造成的。
解决了这样一个认识定位上的关键矛盾,一切问题就都能够迎刃而解了。
我们的教学计划中,前三个学期的课程都是由其他院系开设的,只有从第四个学期开始有本研究所开设的课程。我们对自己承担任务的教学环节中的教学方法、培养思路进行了革新,特别是从已往注重知识灌输型的教学方法向启发引导式的教学方法转化。而实现这种转化,光依靠教师在课堂上讲课技巧的提高是远远不够的,还必须对课程的组成进行较大的重组改革。
我们可以把专业基础课和专业课分为教师讲授型课程与学生动手型课程两类。前者以教师讲授为主,辅以实验教学,如传统的讲课;后者以学生动手为主,辅以教师引导,如课程设计。这种引导包括适当的讲课和个别辅导。我们在专业基础课和专业课学分中,适当压缩教师讲授型课程的比例,加大学生动手型课程的比例,在教师讲授型课程中也强化了实践教学的作用。例如在培养方案中专业课有29学分,其中必修课11学分,必修的综合课程设计为12学分,任选课为6学分。因此可以说,在专业课的必修学分中,学生自己动手型的课程设计的学分比讲授型课程学分还大。我们把专业课进行了系统化的重组,课堂教学中强调基本概念、原理与宏观的技术分析,把技术细节与具体技巧剔除。因为技巧不是能够靠讲授灌输的,技术细节与技巧问题留待设计课中解决。这样才可能把课堂讲授的学时压缩下来。
此外,我们还在强化暑期实习的实战性方面做了大量的工作。
1、 教师讲授型课程¾¾引导学生自主学习
针对教师讲授型课程这种比较传统的教学环节,我们所做的工作是在专业基础课与专业课教学中引入实践教学,引导学生自主学习,提前进入专业实践。采用多样化的教学手段有:
¨ 实践型大作业:学生自己动手做研究
¨ 讨论课:以学生为主体,学生进行自我教育
¨ 考核改革:大作业答辩、开卷考试
例一、建筑环境学
专业基础课“建筑环境学”获得了2005年国家级精品课称号。尽管本课程是最能代表学科本质特点的重要专业基础课,但只有32学时、2学分,而学生却感到在这门课上花费的时间最多,而且通过本课程,对专业的特点和意义有了飞跃的认识,成为本科生进入研究室参与专业实践的起步点。
本课程面向的是大二下学期的本科生。由于本课程课内学时少,内容多,教师的讲授不可能面面俱到,而应该讲主线和要点、难点,起到学生学习教材与参考书的“导读”作用,同时在各堂课后必须辅以大量要求分析思考的作业题,帮助学生在读教材的时候深入理解理论内容,搞清那些容易混淆或者容易错误理解的概念和原理。批改好每一本作业以及在网络论坛上答疑成为帮助学生学习的非常重要的途径,当然给助教也带来很重的压力,正所谓“讲一、练二、考三”。
除了课后的作业题(小作业)以外,我们还要求学生做大作业,内容至少包括一个实验型大作业和一个论文,内容可以是文献综述、观点论证等。考核方式是:学生可以选择其中一个大作业做口头报告,占40%;另一篇书面报告占20%;期末开卷考试占20%,平时小作业占20%。以往我们要求学生做3个大作业,但后来发现跟大作业内容有关的概念学生搞得非常清楚,但大作业没有涉及到的内容学生掌握得就不够。因此从今年开始减少一个大作业,以一个期末开卷考试来替代,促进学生对基本概念的全面掌握。
为了避免学生在选题上没有思路,我们提出了一些建议性题目,如:墙体对室外气象参数的热响应、挂窗帘的影响、不同朝向房间的自然室温的区别、攀藤植物对墙体热过程的影响、不同下垫面对微气候的影响、不同小区布局对小区风场的影响、交通噪声对不同楼层的影响等等。除了这些题目以外,学生可以根据自己的喜好自拟题目,教师和助教帮助他们确定具体内容和技术路线,联系熟悉该方面研究内容的研究生,安排实验设备。研究生也可以在网络论坛上发布他们希望本科生帮助做的实验课题,由本科生选择。
学生们对做大作业非常踊跃,拟定题目、查找文献、找研究生咨询,都非常主动。有的同学对校内不同教室、宿舍的室内空气品质、热舒适水平、照明水平等进行了测试分析;有的对校内不同区域的热岛情况进行了测试分析;有的对附近住宅小区的交通噪声水平和风场进行了测试;还有同学自己推出不同朝向房间的自然室温模型,跑回河北农村家中测试没有采暖影响的不同朝向房间的自然室温来进行验证;有的同学总结中西古今建筑的不同生态策略,提出自己对“生态建筑”发展的看法;有的同学则分析了“风水学”合理的和糟粕的内容……。
学生普遍反映实践型大作业对他们的学习方法影响很大,反映在:了解了专业,并大大提高了兴趣;从被动学习转变为主动学习,学会不依赖课堂和教材、利用参考书和查阅文献;第一次做研究型的实验,了解什么叫做研究;从二年级开始迈出了进入实验室工作的第一步;第一次学写学术论文和做学术报告;成绩依赖于平时的积累,与临场发挥等偶然因素关系不大。
由于实验类的课题大部分都是在研究生指导下完成的,其成果都是研究生在课题中需要的基础数据,特别是需要历年积累的实验数据,同时也锻炼了研究生的科研组织能力。所以研究生对指导本科生做大作业表现非常积极,达到了“双赢”的效果。
例二、建筑自动化
专业课“建筑自动化”是江亿院士主讲的课程,48学时3学分,面向大三下学期本科生,采用的是英文教材。该课程由于采用讨论课的教学方法,学生主动参与、自我教学,积极性非常高,受到学生的欢迎,在教学评估中多次在建筑学院名列前茅。
本课程除48个课内学时以外,还有20个实验和参观的课外学时,共有6个实验和1个现场参观。除此以外,整个课程分不同阶段有4~5个大作业,内容是为某种类型的建筑设备系统设计楼宇自控系统(BAS)方案,以学生3~4人的小组为单位来完成作业。不同阶段有多次讨论课,各小组派代表做大作业口头报告,其他小组和教师进行质疑。一个学期下来,每个同学至少有一次机会进行口头报告。期末成绩主要根据几次大作业与口头报告的成绩来综合给出。
在讨论课中,不仅发言的同学参与感非常强,听报告的同学也有强烈的参与感。因为大家都做过BAS方案,所以对他人的方案都很感兴趣,质疑、讨论均很踊跃,大家争相发言表达自己的看法。通过这样的讨论,同学们把老师课堂上没有讲过的问题或者在自己的方案中没有想过的问题都搞清楚了。在2002年建设部学科评估中,该课程课堂的活跃程度令听课的视察组专家印象深刻并给予了很高的评价。
除了上述两个例子以外,其他专业基础课和专业课都不同程度地采用新的课堂教学方法和考核方法,起到了促进学生主动自我学习的作用。
2、 学生动手型课程¾¾仿真型课程设计
专业课程设计的改革方式是(1)综合化(2)实战仿真。目前的专业课程设计是12学分,课内192学时,课外不限,贯穿整个学期。
专业课程设计是在专业课与运行实习完成后的第七学期进行的。改革的方法是不仅把原有的跟在各门专业课后的5个1~3周的小课程设计合并成一个综合课程设计,而且通过压缩专业课学时来获得课程设计总学时的增加。
课程设计综合化的原因是原有的多个小课程设计存在着明显的局限,只训练了学生做子系统(如空调系统、通风系统、采暖系统、冷源、热源)的设计,缺乏对暖通空调系统整体的概念,更缺乏对总体方案的宏观把握、优化能力,因为实际工程中采用什么样的子系统与整个大系统方案有关,例如用热泵做热源就不能用高温采暖,又如辐射板系统是空调与采暖兼用的。原有的方法没有体现训练学生综合运用各种专业技术来解决实际问题的特点,而仅仅是把子系统设计的步骤一二三、怎么定某系数、怎么查表、该用哪个公式过一遍,结果只是训练了学生听从指挥做查表机器和计算器的能力,没有学到技术的精髓,更不可能培养学生的创新能力。
除了把课程设计内容综合化以外,还引入了跨专业合作的内容,让本专业的学生为建筑学同学所设计的3~4万平方米的星级宾馆配合设计暖通空调系统、冷热源系统以及全年运行与自动控制方案。设计分小组进行,每组3~4人,选出设计组长,各成员分工配合完成整个设计。指导小组有教师5人,助教1人,建筑设计院工程师1人,合作指导。进度包括4周的方案论证阶段,6周的初步设计阶段和6周的施工图阶段。其中方案与初步设计阶段的工作包括与建筑师商讨围护结构热工性能确定、遮阳的设置、被动式节能方法的采用、机房与管井的安排、防火分区的划分等,锻炼了学生的跨专业合作的能力。