流体输配管网课程线上线下混合式教学探索

陈德敏，陆 彪，林晓飞

(安徽工业大学 建筑工程学院，安徽 马鞍山 243002)

流体输配管网是各种公用设备工程中形成和发展起来的通用理论与技术，随着国内外节能工作的逐渐深入，流体输配管网在能源保障和能源消耗方面的重要贡献成为工程界的共识。近年来，随着国家对建筑节能的重视，建筑环境与能源应用工程专业(以下简称建环专业)所涉及各类设备(包括主机和末端设备)在设计生产阶段采用了大量先进的节能技术，能效不断提升，这就使得公用设备工程的设计、施工、调试及运行管理的工作量和难度越来越集中到流体输配管网上，流体输配管网性能成为公用设备工程节能的关键。因此，流体输配管网这门课程在建环专业课程体系中地位不断攀升。本文根据线上线下混合式教学具体要求，在分析总结流体输配管网课程特点基础上，构架了流体输配管网课程的线上线下混合式教学课程体系，为更好地完成建环专业的人才培养目标提供支撑。

一、线上线下混合式教学的意义

混合式教学具有传统教学和网络教学的双重优点，既发挥了教师的主导作用，又发挥了学生的主体作用。混合式教学中学习的决定权由教师转移给了学生，学习过程变得更加灵活、学生的参与度更强，这为提高人才培养质量起到了很好的推动作用。

流体输配管网课程线上线下混合式教学实现学生的学习目标、教师的教学目标以及学校的育人目标的统一。学生学习流体输配管网课程的目标是掌握本专业及相关专业的通风空调工程、城市燃气工程、供热工程、建筑给排水工程、建筑消防工程、工厂动力工程等各类工程中的流体输配管网设计原理和方法，为从事社会服务打下坚实基础。教师的教学目标是紧密围绕着学生这一教学主体要求而设定的，是根据教学大纲、教材和学生学习实际，对学生学习目标进行的“主观规定”。学生是否把教师的“主观规定”作为自己的“主观追求”，直接影响到教学目标的有效达成。线上教学的有效实施为解决这一问题提供了有效途径，线上教学的主体是学生，所有的教学设计都是围绕主体需求而展开，学生与教师的高效互动有效促成了教学目标的实现。学校的育人目标就是立德树人，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，而学生的培养是一个长期过程，线下课堂教学在引导学生由浅入深学习的同时，让学生发挥自己的潜能，培养认知能力、创造性思维能力、团队协作能力等，最终能够独立解决问题。

二、流体输配管网课程的特点

流体输配管网这门课程是以流体力学、工程热力学为理论基础，以工程制图、建筑概论为背景，研究建环专业各类管网水力特征、水力计算方法、系统运行规律的平台基础课程，是理论联系实际的桥梁和纽带。该课程能为学生后续进行各类管网设计学习提供知识和能力基础。流体输配管网这门课程具有以下特点：

(一)系统性强，知识面广

课程知识体系包含三大块(如图1所示)，其中：各类型管网水力特征与水力计算方法是管网设计基础，流体机械设备是管网运行过程的动力设备，二者联合就构成了完整的流体输配管网系统，通过对这两部分内容的学习可以对目前工程中两类管网进行工况分析与调节。这三块知识体系之间联系紧密，系统性强，并且包含了建环专业所涉及的各类管网的特性、水力计算方法以及运行调节等，涉及内容广泛。

图1 流体输配管网课程体系

(二)重点、难点集中

流体输配管网课程体系中，重点、难点主要都集中在流体机械设备部分。流体机械是流体力学知识与机械设备的结合，既包含了理论知识，又包含了机械设备特性，知识点抽象，难学、难懂。学生前期所修课程没有相关知识基础，只是在认识实习时从外观上了解风机和水泵，而机械设备最复杂的恰恰是内部结构，其所有性能都是与设备内部的结构密不可分，这样就使得课程讲解起来特别困难，也难以让学生理解掌握。

(三)线下授课学时不足

在培养方案中该门课程总学时为32个，计2学分。对于这样一门系统性极强，重点、难点又比较集中的课程，课时相对就显得明显不足。如果不借助于线上教学资源、网络教学平台等根本无法完成课程内容的学习与讲授。

三、线上线下混合式课程教学体系构架

线上线下混合式课程教学体系构架包括线下课程建设和课程应用两个方面，其中：课程建设包括视频资源建设和非视频资源建设；课程应用主要包括课程教学过程模式的构建，包括课前、课堂和课后三个阶段。

(一)课程建设

实施课程资源建设分为视频资源和非视频资源两部分。视频资源建设主要是利用网络教学平台，每学分提供一定的视频学习量，供学生自主学习，并且通过网络平台检测学习时间及学习效果，在课堂教学中对学生自主学习部分进行检测。非视频资源包括完整教学资料，含教学大纲、ppt课件、参考资料、章节测验、课堂讨论、课后作业、课程考试等。

(二)课程应用

课程应用主要是课程资源建设的成果与教学过程的有效结合。首先需具备完善的基础条件，其次需要合理组织教学过程，最后通过考评体系不断对教学目标和教学过程进行优化。

课程实施的基础条件包括移动终端、网络教学平台和互联网学习资源。可以借助学校网络资源进行课程建设，教学过程中产生大量的学习数据，网络教学平台可以对这些数据进行分析，能够详细捕捉师生教学过程中的生成信息，并使之可视化，这些数据信息能够帮助教师分析学生学习情况，并做出教学决策，提高教学效果。

流体输配管网线上线下混合式教学课程体系构架如图2所示，其中：线上部分主要产生在课前和课后两个阶段；线下部分主要在课中(课堂)阶段。每个阶段分角色设置了需要完成的任务，这些任务紧密围绕课程内容而设置。

课前，教师提供给学生自主学习的环境，布置预习任务和练习，学生是课前预习的主体。教师所需完成的任务是根据课程内容、特点提供视频资源，这些视频资源包括ppt课件、录制的讲解视频、关键知识点例题以及为了帮助学生对重点难点内容的理解所拓展(链接)的知识；学生的任务就是在教师提供的资源基础上进行预习，产生疑问，带着问题进入线下课堂学习。为了保证学生课前的学习效果，可以采用碎片化、模块化的方式把知识点进行分解，并且通过设置任务点的方式或者闯关模式让学生分步骤、分阶段完成学习。教师在保证学习质量的同时，也能及时掌握学生的学习效果，例如：各个知识点平均学习时间可以反馈出学生在预习中遇到问题集中在哪些位置，这样在课堂教学中就加强对该部分内容的讲解，强化训练。

课中(课堂)，教师组织学生线下学习，提供给学生解答疑难问题的交流环境。教师是线下教学的组织者，学生仍是主体参与者。教师负责对学生的自主学习情况进行检测、解答学生的疑问，从而检测学生的预习效果。围绕学生自主学习中出现的共性难点问题进行重点讲解，并设置讨论情景，也可以是学生之间设置讨论情景等，实现教师、学生之间的有效互动，培养学生的团队合作意识和解决实际问题的能力。同时，教师也可以根据课程本身的特点，设置讨论专题，把已经取得的教学改革项目建设成果引入到课堂讨论环节，通过自主开发专题系统的演示，引导学生发现规律，加深对知识点理解。

课后，教师对课前、课中(课堂)学生的预习、讨论、检测等情况进行总结分析，形成分析报告，并提供管网设计案例供学生学习讨论，在巩固课程理论知识学习的同时，增强学生对专业的认同感，使学生明确自己在社会主义现代化建设中所承担的责任，增强使命感。学生在课后需要根据课前、课堂学习内容完成综合训练，并在巩固复习的基础上完成课后作业，并进行课程内容小结，记录学习心得。课后教师的分析报告以及学生的学习报告将进入课程评价体系，反馈调节整个学习系统。教师可以根据反馈结果调整、完善课前学习环境、课中(课堂)教学组织、课后综合训练及作业，甚至是课程的教学目标，让其更好适应学生的学习目标要求。

图2 流体输配管网线上线下混合式教学体系框架

(三)应用效果

经过近两年的探索，流体输配管网线上线下混合式教学效果初步显现，主要表现在以下两个方面：

第一，学生学习兴趣增加，课程考核成绩良好。近两年的平均考核结果中卷面成绩达到优秀、良好的学生人数占比分别为15.05%和29.03%，平均成绩为78.55分，较往届学生有了提高。

第二，课程学习效果的辐射作用得以发挥。建环专业的科技竞赛类项目主要是各类管网的绘图设计、三维建模等，这些都要以流体输配管网这门课程为基础。该门课程线上线下混合式教学的实施，使学生加深了对专业知识的理解，增强了自信，提高了参加各类科技竞赛、科技活动的积极性。

四、结语

流体输配管网是建环专业的一门核心基础课，该课程具有系统性强、知识面广，重点、难点集中等特点。从课前、课中、课后三个层次构建了流体输配管网线上线下混合式教学课程体系框架，明确了学生与教师在各层次的任务与学习内容。混合式教学的实施使学生的主体作用和教师的主导作用有效结合，提高了人才培养质量。