建筑节能原理与技术教学改革

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摘要：本文结合课程教学实践，以培养工程科技人才的工程教育理念为指导，对桂林航天工业学院建筑节能原理与技术课程的教学现状进行了思考，深入分析了课程在内容配置和培养创新型技术人才模式等方面存在的问题，提出了重构教学内容、培育高效课堂、加强工程实践等切实可行的改革措施，将工程实践能力的提升贯彻于课程教学的全过程，对学生综合素质与创新能力的培养具有参考意义。

关键词：建筑节能原理与技术；教学改革；工程教育；创新能力

一、课程教学现状分析

建筑节能原理与技术涉及土木、环境、材料、设备、热能、机电等工程学科的专业知识，是一门综合性技术课程。在教育部发起首批新工科教育教学研究与实践和大力培养应用型技术人才的背景下，课程教学要适应教育重任和形势发展，就得解决目前教学中存在的问题。

（一）课程内容配置不尽合理

工程是科学与技术的应用和归宿，持续深化工程教育改革，对培养适应行业发展的工程科技人才提出了更高的要求。大学本科课程结构和课程内容配置上，应更加适应和符合产业需求。相较于日新月异的建筑节能科技，课程目前的教学内容没能及时得到拓展和更新，新知识、新技术还没有及时地体现在课程教学之中。专业教师在工作中，学术研究与教育教学不能得到合理的结合与平衡，这也是课程内容相对陈旧、授课与行业科技及产业需求联系不够紧密的根本原因。

（二）缺乏培养创新型工程科技人才的有效模式

我国应届毕业生面临的最大求职障碍就是工程经验欠缺，而且即使是在岗的工程师，能够符合跨国公司要求的比例也很低，远不及发达国家。究其原因，主要是教学模式与工程教育及产业需求存在相对脱节的现象，学生的工程能力难以得到培养，综合素质不能得到有效提高。对于课程教学，一方面，在课堂授课方式上，虽然结合了多种教学手段，但是学生在学习中的主体地位仍得不到充分体现，教学效果没能获得突破性的提高，主要存在课堂教学设计不够合理、教学过程学生主动参与较少、学生专业知识记忆分散等问题；另一方面，对工程实践环节重视不足，不仅仅体现在实践课时偏少，而且对实验、实训场地及设备的投入相对不足，从事实践教学的教师获得的培训机会较少，学生的工程能力得不到有效锻炼。

二、课程改革具体措施

（一）重构教学内容

应用型本科教育的课程设置须体现高级应用型人才的培养规格，工程教育理念下的课程内容选择与组织也应遵循这一规律，课程内容应与行业科技相适应。结合学生的特点和需求，为保证具备系统性和实用性的教学内容，采用了中国建筑工业出版社出版的由天津大学王立雄、党睿编著的《建筑节能》一书作为教材。根据建筑环境与能源应用工程专业的特点，教学中选定热泵技术在建筑中的应用、制冷节能设计、采暖节能设计、既有建筑节能改造、太阳能利用等章节作为重点讲授内容，并适当增加课时。同时缩减了围护结构节能设计、建筑规划设计与节能等章节内容。因讲授课时有限，课程中关于遮阳设计、采光与照明节能设计等内容由学生通过自学来完成，相应减少考核要求。同时，为使课程知识具有一定的广度和深度，教学内容不限于教材，适度将行业科技新成果与新技术引入教学，及时更新和拓展教学内容，丰富了课程知识的内涵。近些年来，我国建筑科技和建筑设备工程技术有了较大发展，比如空气能热泵热水工程和水源热泵工程。随着相关技术的不断进步和配套设备的完善，它们在生产和生活中的应用越来越广，其重要原因就是具备节能环保的优势。讲授行业新成果、新技术能使专业教学及时跟上科技发展态势，将先进的知识、工艺合理地融合在课程内容当中。

（二）培育高效课堂

教学方式要为学生的学习方式服务，课堂是教学的主阵地，培育高效课堂就成为课程改革的重要环节。建筑节能原理与技术这门课程不仅要求任课教师在有限时间内完成教学目标，更要注重培养学生应用建筑节能设计相关的基本理论、方法分析和解决工程问题的能力。实践中，为有效缓减任务重而时间紧的矛盾，本着提高课堂教学质量与效率的目的，积极改进并尝试案例教学法、任务驱动法等更为有效的授课方式。为打造高效课堂，使教学的实施更为有效，主要从优化课堂教学过程、培养高效学习方式以及促进知识体系构建等方面进行了突破。

1.优化课堂教学过程

课堂教学是由专任教师来主导设计的，教师的教学理念和方式决定了课堂的特点。首先，针对学生特点确立明确的教学目标，从新课导入、演示讲解到总结，精心设计整个教学过程。由于概念多、理论多，课程以掌握基本概念及基本理论、强化实践应用为主线，适度淡化复杂公式理论推导，侧重工程能力培养。重视新课导入，以纲要的形式提炼主要内容，引导学生建立清晰的思路和层次感。其次，在课堂授课当中，选择合理的教学形式和方法。比如课堂教学的具体组织上，可以以班级教学为基础，结合面向小组、面向个别的交流形式。可以针对不同的知识环节灵活采用不同的教学方式，尤其重视采用案例教学法、任务驱动法等更为先进有效的方式。此外，在课堂结束之前做好小结，实时地了解学生对课程内容的掌握情况，查漏补缺，以提高授课效果。课后进行反思，针对课堂教学的效果评价及信息反馈及时整改和完善教案，进一步明确课堂教学改进的努力方向和具体措施。课堂教学改革尤其要重视课后备课，因为教学反思会将专业教师的传道授业与自我学习统一起来，有利于教师的技能提高与专业成熟，有助于教师练就一套能够出色驾驭课堂教学的、能够及时应对教学变化的过硬本领。与传统的课堂教学不同，教师不仅要讲解教材知识，还要注重其他理论和实践知识与教材知识的互相充实、相辅相成。课堂上专任教师更多的是发挥组织、引导教学活动的作用，以学生为中心的教学理念要贯彻在课堂始终，切实打造现代课堂，使课堂焕发出应有的生机和活力。

2.培养自主学习能力

课堂是为学生而建构的，学生才是课堂真正的核心。高效课堂要求学生适应角色，变被动为主动，充分体现主体性。学生不是单纯地听课及死记硬背，更多的是理解与思考，提升学习的自主性和有效性。学习效率反映了一个学生的综合学习能力，学习能力、学习兴趣以及学习效率三者之间是相互促进、相互统一的。要提高学生的学习效率，尤其是要提高课堂学习的听课效率。首先，教学中要促使学生学习内在动机的激发，这是学生能够主动参与课堂教学、成为主体角色的前提。学生对课程有了兴趣，就会自觉地主动学习，学习效率自然也会得到相应提高。例如在课程导入和教学中结合案例，适时强调课程在建筑设计、施工和使用维护中的实用价值，从整个专业的角度让学生认识体会到该课程的重要地位，使学生的求知欲望和学习热情得到激发。其次，要培养学生的思维能力，教育的本质和目的就是传承人类的智慧。传统的课堂往往被看作是教师的领地，而学生只是授课对象，听课和思考相对脱节，学生一味被动地学习而缺少主动参与。教师应该摈弃和抵制这种单向交流的方式，建立师生之间通畅的双相沟通。教学中，任课教师可以创设学生比较感兴趣的情境与主题，引导学生主动探究，并耐心指导和悉心点拨。自主学习、独立思考、合作交流等多种模式均能使学生的思维能力得到培养和锻炼，综合能力得到提高。

3.促进知识体系构建

真正的学习，应当是一个自主构建和完善知识体系的过程。一门课程是由诸多概念、理论等所构成的，这些知识点之间是彼此关联、互为支撑的。课堂上教师要积极引导学生勤于思考，促进学生对知识的有效吸收与整合，帮助学生形成对专业知识的高效记忆，并在解决实际工程问题时能够加以灵活应用。在学习建筑节能原理与技术课程之前，学生已完成工程热力学、建筑概论、流体力学泵与风机、建筑环境学、建筑冷热源等课程的学习任务，对于功与能量之间的转换、热力学定律的内涵以及建筑通风空调工程冷热源设备的换热机理等都有了一定程度的掌握，具备更深入学习这些专业理论在工程中应用的基础。课堂讲授绪论部分进行课程导入时，应首先介绍课程的主要内容和知识架构，再介绍先修课程如建筑冷热源、建筑环境学等相关知识在本课程中的作用，并引出该课程与后续课程如绿色建筑与可持续发展、建筑能源评估技术之间的关系。课堂教学当中，任课教师应适时简要地回顾前期课程的相关知识内容，引导学生建立知识点之间的相互联系，构造体系化的知识结构，形成对专业知识的融会贯通。

（三）加强工程实践

工程实践可进一步加强理论教学与工程应用的接轨，是培养学生掌握科学方法并提升应用能力的重要平台，是培养高素质工程科技人才的关键过程。传统的课程教学是“重理论、轻实践”，工程教育理念缺失，课堂教学的比重远远大于工程实践。而且有些实践环节多是现场观摩或者是教师示范教学，学生得到实际操作和训练的机会较少。针对这一课程现状，一方面，要继续加强工程实践投入力度，建筑节能技术相关实验、实习、实训等教学环节要与工程应用进一步紧密融合，体现针对性与实用性，使学生在实践教学中树立工程意识，培养工程思维，提高工程素养；另一方面，可依托学生项目和学科竞赛，与课程实践相结合，构建大学生课外科技活动平台，使得建筑节能技术相关工程知识能够有一方用武之地。近年来，相关专业学生在中国制冷空调行业大学生科技竞赛、大学生创新设计与制作大赛以及大学生BIM应用技能大赛中多次获奖，优秀毕业设计的数量也明显增多，但深化工程实践依然任重道远。面向应用型本科学生的工程教育，更应当与日益发展的现代科技相适应，包括与现代工业制造水平相适应的产品开发、工程设计和生产管理等方面的能力训练，以及与社会经济发展相适应的安全意识、质量意识、节能环保意识和团队协作意识的培养。

三、结语

基于我国经济转型升级的迫切需求，在地方普通本科高校向应用型本科高校转型发展的过程当中，培养具有创新精神的工程科技人才具有非常重要的现实意义。工程素质培养的涉及面很广，工程能力的提升也不能拔苗助长、一蹴而就，而是需要在长期的实践过程中循序渐进。专业教师应能研善教、勇于开拓，促进课程内容与行业需求良好对接，促使学生以主体地位参与高效课堂和工程实践当中，逐步形成学生工程素质与综合能力的提升。

作者：毕明华 王斌武 龙鹏 陈洪杰 单位：桂林航天工业学院 南京航空航天大学