基于工程能力培养的建环专业课程设计教学改革与探索

胡志培 孙志高 李翠敏

（苏州科技大学天平学院环境科学与工程学院，江苏 苏州 215009）

0 引言

在节能减排、低碳环保的时代背景下，涉及建筑、环境及能耗三方面的建筑环境与能源应用工程专业（后简称“建环专业”）正面临前所未有的发展与挑战[1，2]。然而，实际应用暴露出当下我国建环专业教育普遍存在专业工程能力较弱、社会适应性较差等问题。

实践教学是夯实学生理论基础、培养专业实践能力、拓宽专业知识面的重要途径。建环专业的实践教学环节包括实习、实验、设计等多种形式，其中设计又分为课程设计和毕业设计两部分。主干专业课程一般都有课程设计环节，旨在培养学生利用基础理论知识解决实际问题的能力，掌握建环专业工程设计的内容与方法[3，4]。

为此，笔者结合建环专业主干专业课程设计存在的主要问题及自身多年的教学经验，进行建环专业课程设计的教学改革与探索，引入应用型教学理念，加强对学生创造力、实践能力的培养，实现课程设计教学效果的提升。

1 专业课程设计存在的问题及改革的必要性

构建绿色建筑，提高建筑供暖、通风与空气调节系统的能源利用效率，是建环专业的重要使命。毕业生除需掌握扎实的理论基础外，还需具备较强的动手操作和实践能力[5，6]。因而，在人才培养中应始终坚持教学与实践紧密结合的方针，以培养更多高素质的工程技术人才。现阶段的课程设计环节普遍存在以下问题[7]。

1.1 理论教学与课程设计脱节

设计是工科专业学生必须经历且极为重要的实践教学环节。除毕业设计外，专业课的课程设计通常安排在理论课结束后，利用一到两周的时间集中完成。由于时间短、任务重，且距离理论课结束的时间较长，大多数同学会出现相关知识点生疏甚至遗忘的现象，进入设计状态所花时间过长。

1.2 各门课程设计不连贯，缺乏综合性实践环节

专业课程的教学内容与工程实践相对应，每门课程分别对应工程中的部分问题，各门课程分别设置独立的课程设计，常导致学生对专业系统缺乏整体性、系统性认知。由于工程实践能力要求学生具备整体观，因此在理解并掌握各课程的关联，建立专业知识体系的基础上，建立培养学生综合实践能力的课程设计就成为更好的选择。

1.3 忽视工程规范

遵照标准和规范进行工程设计是每个工程师的基本素养。作为在校学生，虽无法完全按照实际工程的要求进行设计，但同样可通过课程设计、毕业设计环节熟悉、理解相关标准和规范。然而，实际的课程设计过程中，学生通常习惯性选择教材作为参考书，忽视了工程规范在设计中的地位与作用。直接后果是毕业在设计时仍然不熟悉专业规范，很多参数的取值不够合理。

1.4 忽视对学生创新意识的培养

由于学生人数众多，课程设计时间紧张，现阶段建环专业的课程设计通常是每人一个题目，题目类似而设计参数不同，该操作模式直接导致老师无暇顾及学生创新、创造力的培养。主要体现在方案选择阶段，部分同学明显存在方案不合理甚至方案抄袭的现象，缺少方案对比及寻优的过程，未能通过课程设计提高学生的分析能力及创造力。

2 建环专业课程设计教学改革与探索

2.1 课程设计嵌入理论教学

课程开始时就明设计任务，并将课程设计任务分解、贯穿至理论课教学，通过算例的方式说明理论知识如何用于实际项目，实现课程设计与理论教学同步进行。带着设计任务听课，有目的地学习会提升学生主动学习的积极性，使学生在掌握理论知识的同时，建立起综合应用专业知识解决具体问题的能力[8]。同时，学生有充裕的时间分析设计题目，并通过反复思考、查阅资料的过程进一步加深对设计题目的理解，并在此过程中提升学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，也为学生创新意识、创造能力的培养提供了更为广阔的空间。

2.2 建立基于实际项目的综合课程设计

选择难度适宜、体量适中、基础资料齐全的实际项目为载体，将专业课程中紧密联系的课程整合在一起并形成综合性课程设计。将原来独立的空调工程课程设计、空调用制冷技术课程设计合并为空调制冷综合课程设计，将供热工程、锅炉及锅炉房设备课程设计合并为供热工程综合课程设计。通过对原本形式上相互独立的两门课程的有机融合，形成对制冷空调、热源热网的系列设计，在避免以往大量重复性工作的同时，更有利于学生对设计项目的整体把握。

采用多名教师建立团队，集体指导，各有侧重的指导方式。各指导老师分别将对应的设计任务在自己负责的理论教学中完成，以服务于后续的设计环节，如此环环相扣，在指导学生完成综合课程设计的同时，加深学生对各门课程联系的理解，建立知识网络，形成知识体系，提高综合实践能力。

2.3 将工程规范引入课堂教学及课程设计

建环专业是典型的工科专业，专业教学过程应与工程规范紧密相连。首先，在理论教学中适时引入工程规范，例如，空气调节的负荷计算部分，可结合GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》的相关内容展开。

课程设计中，使学生明白工程规范是设计的主要依据，鼓励学生多查规范，多看规范，理解标准规范的具体使用条件，并指导学生依据适用条文展开设计；基于对规范的正确理解合理选择设计参数，尽可能实现设计的规范化、合理化。

2.4 实现学生创新实践与课程设计的有机融合

首先，题目选择方面，尽量选择多样化、实用性的题目，以充分调动学生的积极性，使学生直观感受专业知识在实际项目中的应用。其次，方案的制订、分析和比选，是培养学生全面思考、综合定夺的过程，是整个课程设计的核心和关键。虽然课程设计时间有限，但对学生创新、创造力的培养是一个相对漫长、持续的过程。鼓励学生积极参与暖通类设计比赛，并将此作为学生创新能力培养的扩展平台，实现对学生创新、创造力的持续培养。

3 结语

工程类专业教学须走向工程实践，课程设计是在老师指导下引导学生从理论到实践的重要环节。将课程设计嵌入理论教学，加强实践教学与理论教学的联动性，通过对同一项目展开综合性课程设计，帮助学生将所学知识融会贯通、综合应用，提升专业素养。