基于OBE教育理念的空氣調(diào)節(jié)課程教學(xué)改革探索

張銳

摘 要：空氣調(diào)節(jié)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門非常重要的核心專業(yè)課，傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能滿足工程培養(yǎng)需要。本文首先分析了傳統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向下的空氣調(diào)節(jié)課程教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題;然后在OBE教育理念的指導(dǎo)下，結(jié)合中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院建環(huán)專業(yè)現(xiàn)狀，對(duì)空氣調(diào)節(jié)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行教學(xué)改革，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的目的。

關(guān)鍵詞：OBE教育理念;空氣調(diào)節(jié);教學(xué)改革

1 OBE教育理念

OBE（outcome-based education）教育理念是以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，反向組織、實(shí)施和評(píng)價(jià)教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的全面發(fā)展。OBE教育理念符合目前工程教育認(rèn)證的理念和培養(yǎng)模式，學(xué)生在以O(shè)BE教育理念的培養(yǎng)目標(biāo)下，明白自己完成學(xué)習(xí)后能干什么，帶著這樣的目標(biāo)知道自己去學(xué)習(xí)什么知識(shí)和如何學(xué)習(xí)。目前，OBE已經(jīng)在眾多高校專業(yè)建設(shè)及課程改革中進(jìn)行應(yīng)用，并取得了一定的成效。

在專業(yè)建設(shè)方面，吉林建筑大學(xué)的楊金剛等在OBE教育理念指導(dǎo)下，對(duì)該校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的畢業(yè)要求進(jìn)行了研究，制定了相應(yīng)的培養(yǎng)方案，總結(jié)出建環(huán)畢業(yè)生應(yīng)具有的工程知識(shí)、分析問(wèn)題的能力、設(shè)計(jì)研究能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，并在師資建設(shè)和實(shí)習(xí)基地建設(shè)方面提出了改進(jìn)意見(jiàn)[1]。鹽城學(xué)院的潘梅等基于OBE教育理念，結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)在專業(yè)認(rèn)證過(guò)程中的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核體系和實(shí)驗(yàn)室管理模式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革和探索，目的是滿足學(xué)生未來(lái)工業(yè)化生產(chǎn)需要和工程能力的提升[2]。上海工程技術(shù)大學(xué)的朱海燕以O(shè)BE教育理念為指導(dǎo)，確定交通運(yùn)輸專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，建立符合以產(chǎn)出為導(dǎo)向的專業(yè)課程體系，滿足應(yīng)用型工程技術(shù)人才的需求[3]。在課程改革方面，德州學(xué)院的趙先花等以O(shè)BE教育理念為指導(dǎo)，確定了機(jī)械制造基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)成果，對(duì)課程內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行了改革，實(shí)現(xiàn)了以理論知識(shí)為主向以學(xué)生綜合能力培養(yǎng)為主的根本轉(zhuǎn)變[4]。中國(guó)石油大學(xué)（華東）的李強(qiáng)等基于中國(guó)工程教育的OBE教育理念，對(duì)過(guò)程流體機(jī)械課程的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，更新教育理念，重構(gòu)教學(xué)模式，以期培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力[5]。東莞理工學(xué)院的胡冰等在OBE教育理念的指導(dǎo)下，對(duì)專業(yè)課供熱工程課程進(jìn)行了改革探索，包括教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以及考核評(píng)價(jià)等方面[6]。中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)于2017年第一年招生，引入先進(jìn)的OBE教育理念，對(duì)于建環(huán)專業(yè)建設(shè)發(fā)展具有良好的促進(jìn)作用。本文首先對(duì)于建環(huán)專業(yè)中一門重要的專業(yè)核心課——空氣調(diào)節(jié)，在OBE教育理念的指導(dǎo)下進(jìn)行教學(xué)改革與探討。

2 空氣調(diào)節(jié)課程現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

空氣調(diào)節(jié)課程是建環(huán)專業(yè)的核心專業(yè)課之一，該課程以傳熱學(xué)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、建筑環(huán)境學(xué)、熱質(zhì)交換原理與設(shè)備等課程知識(shí)為基礎(chǔ)，是一門工程應(yīng)用性非常強(qiáng)的課程。本學(xué)校的空氣調(diào)節(jié)課程包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分，其中理論教學(xué)44學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)4學(xué)時(shí)，共48學(xué)時(shí)。理論教學(xué)內(nèi)容主要包括空調(diào)負(fù)荷計(jì)算，空氣的熱濕處理，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，空調(diào)房間的空氣分布，空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)，空調(diào)系統(tǒng)的消聲、防震等六部分;實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要包括空氣處理過(guò)程的測(cè)試，空調(diào)制冷供熱綜合實(shí)驗(yàn)。目前，傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題有：（1）理論教學(xué)注重于空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算，空調(diào)系統(tǒng)的選擇和計(jì)算，氣流組織，空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)等，在教學(xué)過(guò)程中偏重計(jì)算和概念性知識(shí)點(diǎn)的記憶，對(duì)于沒(méi)有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這些知識(shí)點(diǎn)都很抽象，無(wú)法把各類計(jì)算、系統(tǒng)的選擇和實(shí)際工程、運(yùn)行過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。通常學(xué)生在結(jié)束這門課程的學(xué)習(xí)之后，在畢業(yè)設(shè)計(jì)以及工作崗位中，仍然無(wú)法獨(dú)立完成實(shí)際建筑空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及解決工程中的實(shí)際問(wèn)題。（2）空氣調(diào)節(jié)課程的考核由平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)兩部分組成，平時(shí)成績(jī)主要考慮學(xué)生的出勤和課后作業(yè)，考核方式過(guò)于單調(diào)，對(duì)學(xué)生的區(qū)分度不大;期末成績(jī)以閉卷考試的形式進(jìn)行，考試題型主要包括填空題、名詞解釋、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題等類型，主要考察的是學(xué)生記憶性知識(shí)點(diǎn)和計(jì)算能力。這種考核方式總體上注重結(jié)果，不能反映學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的真實(shí)學(xué)習(xí)情況和真實(shí)的能力水平。（3）空氣調(diào)節(jié)課程與建環(huán)專業(yè)的工業(yè)通風(fēng)、供熱工程等專業(yè)課程有相互交叉和滲透，學(xué)生在學(xué)習(xí)空氣調(diào)節(jié)課程時(shí)需要綜合各門課程的相關(guān)知識(shí)，對(duì)整個(gè)知識(shí)體系融會(huì)貫通，難度較大。

3 空氣調(diào)節(jié)課程的教學(xué)改革

工程教育認(rèn)證模式是目前我國(guó)高等學(xué)校培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型專業(yè)人才的新方向。為滿足工程教育的要求，基于OBE教育理念，對(duì)空氣調(diào)節(jié)的課程進(jìn)行教學(xué)改革，主要從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面開(kāi)展。

3.1 教學(xué)目標(biāo)

基于OBE教學(xué)理念的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生能夠把所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決復(fù)雜工程的能力。所以，空氣調(diào)節(jié)課程的教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生學(xué)習(xí)完本門課程后，能夠把空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算、空調(diào)系統(tǒng)的選擇、空調(diào)設(shè)備的選型和氣流組織等理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際空調(diào)工程的案例分析和實(shí)際工程的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。

3.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

建環(huán)專業(yè)在我國(guó)高校中經(jīng)歷了幾十年的變革和發(fā)展，其中的核心課空氣調(diào)節(jié)課程體系和內(nèi)容已經(jīng)非常成熟了，理論知識(shí)不需要調(diào)整和修改，需要做的是把理論知識(shí)進(jìn)行重新梳理和內(nèi)容設(shè)計(jì)，需要改進(jìn)的有以下幾方面：（1）在原有理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，增加當(dāng)前空氣調(diào)節(jié)方面的節(jié)能新理念新技術(shù)和各種空調(diào)節(jié)能新設(shè)備，使學(xué)生的知識(shí)體系能夠符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展形勢(shì)。（2）從工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，梳理出符合工程能力培養(yǎng)需要的知識(shí)體系，避免大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)。比如冷負(fù)荷計(jì)算中的諧波反應(yīng)法，教材中有大量的篇幅利用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)的方法進(jìn)行得熱量和冷負(fù)荷計(jì)算，公式冗長(zhǎng)復(fù)雜，學(xué)生難以理解;而實(shí)際工程中計(jì)算冷負(fù)荷時(shí)主要是利用工程簡(jiǎn)化方法或者用計(jì)算機(jī)模擬軟件，清晰又簡(jiǎn)便。所以在今后的教學(xué)內(nèi)容中，把利用高等數(shù)學(xué)的公式進(jìn)行的理論推導(dǎo)部分進(jìn)行簡(jiǎn)化，只要求學(xué)生理解諧波反應(yīng)法的計(jì)算原理，重點(diǎn)是能夠通過(guò)工程案例講解空調(diào)負(fù)荷計(jì)算的工程簡(jiǎn)化算法和計(jì)算機(jī)模擬軟件方法。（3）將教學(xué)內(nèi)容梳理成具有邏輯性的知識(shí)體系，使各部分內(nèi)容能夠有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生能夠沿著這條邏輯線進(jìn)行學(xué)習(xí)，明白為什么要學(xué)，學(xué)完之后能夠解決什么問(wèn)題，為了解決問(wèn)題需要掌握哪些知識(shí)內(nèi)容。對(duì)于空氣調(diào)節(jié)課程，可以按照實(shí)際工程的設(shè)計(jì)過(guò)程梳理，實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程是空調(diào)負(fù)荷計(jì)算，空調(diào)系統(tǒng)形式的確定，空調(diào)設(shè)備的選型，氣流組織設(shè)計(jì)（包括風(fēng)口、風(fēng)管的布置），風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)的水力計(jì)算。（4）在教學(xué)設(shè)計(jì)中，在整體上先從一個(gè)實(shí)際工程案例引出，讓學(xué)生明白一個(gè)建筑完整的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要哪些環(huán)節(jié);然后對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)展開(kāi);最后再引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)到的理論知識(shí)去完成空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)于每一環(huán)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)預(yù)習(xí)視頻或者預(yù)習(xí)PPT引出學(xué)生需要解決的問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題思考，提出自己的解決思路，然后老師根據(jù)學(xué)生的反饋有重點(diǎn)的講解知識(shí)點(diǎn)，在此過(guò)程中，有重點(diǎn)的引入工程實(shí)際案例。

3.3 教學(xué)方法

（1）從根本上轉(zhuǎn)變“以教師講為主”的教學(xué)理念和教學(xué)思路，減少老師的理論講授時(shí)間，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，適當(dāng)?shù)匕颜n堂時(shí)間交給學(xué)生。（2）空氣調(diào)節(jié)課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，在教學(xué)中采用案例教學(xué)法，找到典型的空調(diào)系統(tǒng)案例讓學(xué)生開(kāi)展課堂討論，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)分析并解決問(wèn)題;或者讓學(xué)生分小組去尋找空調(diào)系統(tǒng)的案例，利用課上時(shí)間和大家分享，對(duì)于積極主動(dòng)參與的學(xué)生給與一定的激勵(lì)措施。在這個(gè)過(guò)程中，有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)專業(yè)課學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)認(rèn)可度。（3）在疫情期間，開(kāi)展了線上教學(xué)活動(dòng)，在今后的教學(xué)中可以探索線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。在線下的教學(xué)過(guò)程中，以云班課為平臺(tái)，提前發(fā)布預(yù)習(xí)視頻或預(yù)習(xí)PPT，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去聽(tīng)課，主動(dòng)獲取自己需要的知識(shí);課中開(kāi)展隨堂測(cè)試、頭腦風(fēng)暴等活動(dòng)，讓每個(gè)學(xué)生都參與到課堂中，同時(shí)檢查學(xué)生當(dāng)堂課的知識(shí)掌握情況;課后布置作業(yè)，發(fā)布章節(jié)課件及擴(kuò)展材料，以便學(xué)生鞏固已學(xué)知識(shí)。

3.4 考核方式

在以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向的教學(xué)改革中，應(yīng)該采用更加多元的分階段的考核評(píng)價(jià)方法?？己藨?yīng)該包括理論知識(shí)考核和應(yīng)用能力考核，把以期末考試成績(jī)?yōu)橹鞯目己藱C(jī)制延伸到分階段的過(guò)程考核，突出學(xué)習(xí)的過(guò)程性，使得成績(jī)的構(gòu)成能反映學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí)的真實(shí)水平。理論知識(shí)的考核包括課上隨堂測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)和期末考試成績(jī)，應(yīng)用能力考核包括課上隨堂表現(xiàn)和開(kāi)放式的大作業(yè)。期末考試的題目減少記憶性知識(shí)點(diǎn)的考察，比如填空、概念性的選擇題、名詞解釋等，增加綜合分析類題目，如案例分析題、綜合性的選擇題。開(kāi)放式的大作業(yè)是對(duì)典型工程案例進(jìn)行分析，把空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算、空調(diào)系統(tǒng)的確定、冷熱源和空氣處理設(shè)備的選型以及氣流組織的設(shè)計(jì)融合到案例中，引導(dǎo)學(xué)生利用理論知識(shí)找到解決工程問(wèn)題的思路和方法，最終達(dá)到學(xué)以致用的目的。通過(guò)過(guò)程性的綜合考核方式，老師能夠及時(shí)把握每位學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，由此能夠及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)思路，使教師的教和學(xué)生的學(xué)能夠更好的配合，達(dá)到成果指導(dǎo)過(guò)程，過(guò)程作用成果的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)課程的以老師講授為主，偏重于理論知識(shí)的講解，考核方式偏重于記憶性知識(shí)和計(jì)算的考核，不注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思考能力，學(xué)生完成學(xué)習(xí)后不能對(duì)實(shí)際工程案例進(jìn)行分析和實(shí)際建筑進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。將OBE教育理念引入教學(xué)模式的改革中，以學(xué)生為中心，以提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容中引入大量的案例分析，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考和分析，考核時(shí)結(jié)合學(xué)生的過(guò)程表現(xiàn)，力爭(zhēng)反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況。以O(shè)BE教育理念為導(dǎo)向的教學(xué)模式有利于鍛煉學(xué)生把所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)際中，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，符合現(xiàn)代工程教學(xué)的需要。

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項(xiàng)目：中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目：基于OBE教育理念的新建建環(huán)專業(yè)建設(shè)研究（項(xiàng)目號(hào)：JGYB201903）

作者簡(jiǎn)介：張銳（1987—），女，漢族，山東東營(yíng)人，碩士，中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院油氣工程學(xué)院，從事暖通空調(diào)研究。