基于工匠精神培养的冷热源工程课程教学改革与实践

       中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）38-0132-02
一、引言
建筑环境与能源应用工程专业（简称建环专业）是由建筑节能技术与工程、建筑设施智能技术（部分）、建筑环境与设备工程合并调整形成，其最早期名为供热、供燃气、通风及空调工程专业[1，2]，其主要任务是为人们或者工艺提供符合生活和工作需求的室内环境。作为土木工程学科的下属二级学科专业，已经有上百年的历史，是一个相当成熟的专业。另一方面，近年来，随着国家社会经济的发展，人们生活水平的逐步提高，同时，在可持续发展背景下，能源环境问题成为全世界普遍关注的焦点，成为制约发展的重大问题。节能减排以及人居环境改善作为国家发展的重大战略对建环专业的发展提出了新的需求，需要培养严谨、耐心、精益求精、具有工匠精神的建环工程师。“工匠精神”的核心内涵在于不仅仅是把工作当作职业，而是当作事业，树立起了对职业敬畏、对工作执着、对技术产品负责的态度，注重细节，不断追求完美和极致。
冷热源工程是建环专业的核心专业课程之一，主要介绍空调冷热源设备的基本原理、选择及冷热源系统的设计方法[3]。本文根据近年来国家科技与行业发展需求，分析目前课程讲授中存在的主要问题，介绍基于工匠精神培养的冷热源课程教学改革与实践。
二、衔接专业基础课与专业课学习
对于工科专业，基础课与专业课学习容易脱节是一个较为普遍的现象和问题。按照知识循序渐进的体系，通常，数学、物理等基础课在大一学习，工程热力学、传热学、流体力学等专业基础课在大二讲授，冷热源工程等专业课程安排在大三、大四。但在大三、大四进行专业课学习时，学生会对专业课的“显性”知识感兴趣，如，冷水机组的型式、系统设计方法、冷热源新技术的发展现状等，而忽视技术的内在原理以及基础课和专业基础课的重要性。在教学实践中，采用了以下方法：
1.“说课”环节，给学生建立课程结构图，如图1，理清基础课、专业基础课以及专业课的内在关系，从思想上让学生重视基础课对专业课的作用，明白技術原理对专业实践与发展的重要性。
2.加强对于制冷技术理论与原理部分的讲解，增加对专业基础课中相应基本知识的回顾，强化理论分析中结合压焓图的应用，使学生能够针对性地了解和掌握与专业课程相关的专业基础课程理论知识点。
3.在冷热源部件与设备的讲解中，广泛运用基础课以及专业基础课的知识点进行推导分析。例如，运用工程热力学熵增原理推导制冷系数极值表达式；采用高等数学中偏导数的知识，推导与理解制冷制热系数与相关温度参数的关系；利用压焓图进行制冷设备节能措施的原理；结合传热学知识讲解蒸发器和冷凝器设计上的区别以及性能提升的方法；结合大学物理中的弹簧原理阐述节流机构的设计温差问题。做到“授之以鱼”，更要做到“授之以渔”。
三、增强授课内容的可接受性
冷热源工程作为工科专业的专业课，在课程教学中会大量涉及实际工程应用，然而，本科学生基本上没有任何工程经验，同时，由于目前本科培养强化对学生知识广度方面的培养，促进跨学科创新能力的孕育，培养方案中增加了适当跨专业的通识课程学习，原有专业课程学时数相对以前精简很多，学生掌握专业知识的难度增大。在教学实践中，采用了以下措施：
1.针对授课内容，合理选择授课方式。冷热源工程课程内容中，有些内容偏重基础理论，需要结合实际推导，为提高学生对知识的理解和吸收，通过传统板书讲解；有些内容偏重工程应用，需要强化学生的感性认识，采用多媒体课件进行传授；有些知识点涉及不同观点，采用引导式或讨论式的教学方式。
2.授课知识与案例与生活接轨。冷热源工程课程内容可服务于大型工程，也可服务于普通的家庭。学生没有相关工程经验，通常对实际的大型工程的冷热源机组设备感性认识较弱，而对家庭使用的房间空调器接触较多。在教学实施过程中，通过以房间空调器的各个部件为切入口，阐述原理与性能，然后扩展到大型冷热源设备，通过类比方式，提高学生对实践知识的理解和掌握水平。
3.借助多种通讯交流平台，如QQ群、微信群等，有机整合课上课下时间。课前通过交流平台，以日常生活中的实际问题为引导，促进学生课前预习与思考，带着问题进行学习。例如，家用空调安装接管方式，引导学生思考制冷循环的节能措施；空调冬季运行延迟问题，引导学生理解制冷系统辅助设备的工作原理；冬季房间空调器风口调节以及噪音问题，引导学生思考冬季除霜工况工作原理以及对室内环境的影响。课后通过交流平台，提供相应的网络信息资源，丰富课程内容，同时为学生提供获取相关可靠专业知识的途径。
四、 课程内容与时俱进
随着国家社会经济的发展，人们对室内热环境改善的需求日益提升，同时，节能减排与人的居住环境改善等国家重大战略的实施，使行业发展日新月异，冷热源课程的授课内容也需要与时俱进。
1.结合国家重大科研项目以及行业发展需求，每年更新相关课件内容，将科研与实践的相关成果，应用到课堂教学中，推动产学研的结合。
2.采用相关的社会热点问题作为课件内容，比如：南方供暖、家用变频空调的节能问题、无氟空调等，提高学生对专业知识的兴趣与理解。同时，通过课堂讲授与讨论，引导学生运用专业的基础知识分析实际问题。
3.依托承担的国家和企业重大课题，在学院多个国家级科研、教学等基地平台，以及企业实践教学基地的支撑下，鼓励学生积极参与科研培训计划（SRTP）项目以及相关专业竞赛项目，有机地实现产学研的融合，课上课下的融合。
参考文献：
[1]高等学校建筑环境与设备工程学科专业指导委员会.高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2]陈晓，李小华，张国强，李念平.注册工程师制度和建筑环境与能源应用工程专业教学改革[J].高等建筑教育，2013，（06）.
[3]丁勇，刘猛.冷热源工程课程结构体系建设探讨[J].高等建筑教育，2011，（02）.