“暖通空调工程设计方法与系统分析”课程教学方法探讨

夏燚

摘 要 本文用“思维导图”梳理暖通空调工程设计课程与专业基础课的内在联系，提出用“工科思维”模式学习该课程，把专业基础课的“知识线”构织成该课程的“知识网”。本文用“暖通空调工程设计过程图”帮助学生从全局上掌握该“知识网”，采用“案例教学”帮助学生掌握暖通空调工程设计技能，帮助学生实现由专业知识向解决工程问题专业技能的转变，从而达到本课程的教学目的。

关键词 暖通空调工程设计 思维导图 工科思维 案例教学

中图分类号：G424 文献标识码：A   DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.10.061

Discussion on "HVAC Engineering Design and

System Analysis" Teaching Method

XIA Yi

（School of Energy and Mechanical Engineering， Nanjing Normal University， Nanjing， Jiangsu 210046）

Abstract In this paper， we use "the mind map" to comb the relationship between the course of "HVAC engineering design method and system analysis "and the specialized basic course. The"engineering thinking mode" is put forward to study the course， and use the "knowledge line" of the specialized basic course to construct the "knowledge network". We use the "HVAC engineering design flowchart" to help students master the "knowledge network" from the global， using "the case teaching method" to help students master the skills of HVAC design to help students realize the transformation from knowledge to skills， so as to achieve the purpose of teaching the course.

Key words HVAC engineering design; the mind map; engineering thinking mode; case teaching method

0 引言

“暖通空調工程设计方法与系统分析”课程（后面简称“暖通设计课程”），是“建筑环境与设备工程专业”（后面简称“建环专业”）学生的一门专业课程。该课程在大学四年级开设，它教授学生如何为特定建筑设计一套合理的暖通空调系统，具体包括：方案论证、设计计算、设备选型、图纸绘制等。该课程需要以先修的专业课程为基础，但思维方式又不同于先修课程，需要通过专业流程解决具体工程问题。该课程在教学上有很多东西需要我们去思考、研究和改变，教师才能教好这门课，学生才能学好这门课并将它转化为解决具体工程问题的能力。

1运用“思维导图”帮助学生梳理专业知识的“线”

“暖通设计课程”是解决问题的课程，是专业知识的具体应用，要完成一套暖通空调系统的设计，需要大脑调用大量的专业知识。学生在学习这门课之前，需要先修大量的专业基础课、专业课。这些课程是分在三个学年学习的，在学生的脑中是无序的，引导学生把先修课程进行有效的梳理，对学生系统复习已学课程，提升专业课认知层次有很大的好处。

从教学实践经验中，我们发现“思维导图”是引导学生思考的有效工具。“思维导图”是英国人托尼·巴赞于20世纪60年代创造的一种笔记方法，与传统的直线记录方法不同，它以直观形象的图示建立起各个概念之间的联系。“思维导图”运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来。它简单却又极其有效，是一种革命性的思维工具。我们在教学过程中，采用“思维导图”这个工具引导学生思考：要做好一个暖通空调工程设计，需要用到哪些专业课程知识？经过师生的共同思考和整理，我们绘制出了图1“暖通空调工程设计方法与系统分析”先修课程“思维导图”。通过该图的绘制，学生将先修课程进行了有效的梳理，把零乱的“线”构织成了清晰的“网”，对每个课程在我们暖通设计过程中哪个环节需要应用也有了清晰的认识，这有助于提高学生的思维能力，同时也有利于学生有针对性地去复习先修课程，为“暖通设计课程”的教学打好基础。

2运用“工科思维模式”帮助学生完成专业知识“织网”过程

梳理了先修课程，意味着我们有了学习“暖通设计课程”的基础，但要学好该课程还需要转变思维模式。“传热学”、“空气调节”之类的专业基础课或专业课都偏重于理论，着重于基本原理描述和计算推导，学生需要良好的数学基础和分析能力，课程的学习以理解和掌握知识点为目的。这类础课的教学是“理科思维”模式，呈线性状态由一点推导至另外一点，通过数学推导，实现从一个知识点向更复杂知识点的推进。而“暖通设计课程”要解决非常具体的工程问题，它要求我们根据建筑的特点，结合我们所学的专业课程，应用专业的工具，针对建筑和气候的特点完成暖通空调系统的设计计算、设备选型及图纸绘制。它要解决具体的工程问题，它需要我们把已经学过的知识应用起来解决问题。如果专业基础课和专业课是“线”，那么“暖通设计课程”就是用这些“线”构建成一个“网”解决工程设计问题。这对我们教学提出了更高的要求，我们需要在教学上从“理科思维”模式向“工科思维”模式转变。如表1，这两种思维模式下教学过程、教学方法和培养目标都是不一样的，我们只有用“工科思维”模式才能做好这门课程的教学，只有引导学生转变思维模式才能学好这门课程。

表1 理科思维和工科思维下的教学方法比较

3 运用“工程设计过程图”帮助学生完成“用网打鱼”的能力训练

学生学习先修专业课程，掌握了专业知识的“线”。学生通过“思维导图”梳理先修课程，运用“工科思维”学习“暖通设计课程”，是用“线”构建一张“网”的过程。而我们教学最终目的是教会学生做暖通空调设计，即为特定建筑设计暖通空调系统。这个过程我们可以形象称为，用这张“网”来“打鱼”的过程。教会学生如何使用这张“网”，是一个使用“工具”解决“工程问题”的过程，是一个从“知识”向“技能”转化的过程。要学会使用工具，首先要从全局上建立起概念，知道要做什么、先做什么、后做什么，这对没有任何工程经验的在校大学生来说是很困难的。如图2，我们用“思维导图”画出了“暖通空调工程设计过程图”。学生可以清晰地知道，完成一套暖通空调设计，有6项主要工作：熟悉建筑图纸、负荷计算、系统选择、管路计算、设备选型、图纸设计。每项工作的具体内容也有相应说明，这样学生在实践操作过程中就不会出现遗漏，能够保证能力训练的完整性。再通过案例讲解和分析，学生这种技能就可以得到训练和强化。

4 运用“案例教学”帮助学生提升能力

“CASE”，汉语称之为“案例”“个案”等，最早运用在法律、医学和工商管理的教学，用来教授业务实践中重要思想、技能及内在原理。案例教学具有实践性，案例本身就是一个实践的过程，具有丰富的内涵。传统教学中，教师向学生提供现成的知识，教学实践表现为“灌输式”的，学生作为知识的接受者，是被动的接受。知识传授的过程几乎是单向的，学生的学习动机得不到有效激发，更无法有效培养能力。案例教学具有实践性特质，案例的形成是一个实践的过程。案例教学过程中，以案例为中心引导学生思考，将已有知识汇总、应用并升华，是一个理论联系实践同时又通过实践转化为能力的过程。

“暖通设计课程”是一门实践性非常强的课程，前面几个教学手段分别帮助了学生完成了原有知识的梳理、编织，并初步掌握了设计的流程。而这种能力的提升，则需要通过“案例”教学来完成。我们教学实践中，会向学生提供建筑图纸，让学生分成每组5人左右的设计小组，由每个小组独立完成该建筑的暖通空调设计。在设计过程中，采用小组讨论、分工，教师答疑的方式推动设计的进行。设计工作完成以后，由该小组成员向全班同学做设计方案的陈述。陈述完毕以后，全班同学对该设计案例进行讨论提意见。讨论结束以后，要求设计小组根据讨论中提出的问题进行设计方案的优化，完成修改方案。修改方案结束以后，老师拿出设计院的设计方案供所有学生对比、讨论。通过“初稿”—“陈述”—“讨论”—“修改”—“再陈述”—“设计院方案比对”—“总结再提高”。通过这种案例教学，学生的实践能力可以得到有效训练和提升。

5 结语

“暖通空调工程设计方法与系统分析”课程是一门应用性非常强的课程，它培养学生的专业设计能力，是建环专业学生培养计划的重要一环，该课程帮助建环专业学生掌握工程设计这一就业必备技能。本文提出用“思维导图”和“工科思维”帮助建环专业学生梳理和提炼专业知识并转化为专业能力，用“暖通空调工程设计过程图”从全局上知道学生完成能力训练，实现从知识向技能的跨越。

参考文献

[1] 潘志信.暖通空调工程设计方法与系统分析.暖通空调工程设计方法与系统分析[M].华中科技大学出版社，2010.

[2] 章晔.脑图在大学英语精读教学中的应用[J].人口与社会，2009.25（3）：74-78.

[3] 郭向明.实践性课程观下的學科案例教学的研究与实践[J].淄博师专学报，2010（1）：14-16.