供热工程项目化教学模式探索与实践

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　　【摘要】《供热工程》是建筑环境与能源应用工程、能源与动力工程等专业主干课之一。本教学实践以来自产业、能够覆盖主要知识点的项目为教学载体，通过教师引导项目目标、进度、重难点分析、方案点评，学生自主完成项目，在项目过程中获取知识，解决实践问题，理解前沿科研成果在工程中的应用，提高工程实践能力和创新能力。
　　【关键词】项目化教学  应用型本科  产业
　　【基金项目】宁波市教育科学规划重点课题“科教引领、产教支撑”的SEI双融合地方应用型本科高校建设模式设计与实践”（2018YZD004），全国教育科学“十三五”规划2018年度教育部重点课题“地方应用型本科高校建设‘科研-教育-产业（SEI）双融合’模式设计与实践”， 浙江省高等教育“十三五”第一批教学改革研究项目“基于产教融合的建环课程群项目化教学法研究与实践”（jg20180365）。
　　【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）33-0108-02
　　一、前言
　　“供热工程”是高等学校建筑环境与能源应用工程、能源与动力工程等专业的主干课程之一，课程主要阐述以热水和蒸汽为热媒的集中供暖系统和城市集中供热系统的工作原理和设计方法，介绍运行调节的基本知识，知识点多、涵盖领域广，并与工程实践紧密联系[1]。但学生对供热系统的认知仅有“暖气片”，缺少系统整体认识。特别是南方未实行集中供暖的地区，学生对供热系统了解甚少，通过教材和课堂教学无法理解供热系统及系统相关知识点，存在学习目的不明确，主动性不高、教学效果差等方面的问题[2]。根据建环专业人才培养目标及用人单位要求，建环专业毕业生除掌握扎实的专业理论基础，同时还需具备较强动手操作和工程实践技能[3-4]，传统的教学模式无法满足工程实践的要求。特别是在应用型人才培养的背景下，理论教学要以社会需求为导向，突出基础为专业服务、专业为行业服务的理论教学设计思路，培养学生的工程实践能力[5]。
　　项目化教学是基于理论指导实践的一种行动导向教学模式，是在教学中将课程培养目标分解成若干具体可实施的教学任务，形成有时间、资源限定的、目标明确的项目，进而通过实施项目来完成教学任务、实现课程目标。教学过程依托于能承接教学任务的社会实践项目，项目具体实施由学生承担，教师仅起到指导作用，故项目化教学不仅能使学生学到理论知识和操作技能，还能培养学生的系统实践能力，是体现“以学生为中心”理念的极佳载体[6]。
　　因此，本研究将项目化教学模式导入供热工程教学过程中，采取多样化教学手段，使学生明确学习目的，培养自主学习能力和工程实践能力，通过项目加强理论知识与工程实践的联系，建立知识点之间的关联，系统提高工程能力。
　　二、项目化教学内容和实践
　　项目化教学过程的核心是知识点与项目的有机融合。选择能够完整、恰当地反应教学内容的项目，依托项目完成过程学习课程知识，领会知识的作用和原理，掌握工程问题的分析和解决方法，实现工程-知识一体化。
　　（一）教学项目的筛选
　　项目化教学的目的是加强学生学习与工程实践的关联，明确学习的目的性，培养学习兴趣和能动性，加深对所学内容的理解，提高教学效果。因此，项目的筛选应满足以下几点：
　　1.项目应来自工程实践。结合产业的需要，选择覆盖课程内容的典型工程项目作为教学项目。
　　2.项目难度和工作量适中。学生作为初学者，以简单、典型的项目设计入手，目的为掌握知识点，获取项目完成的能力，因此工作量和难度不宜过大。
　　3.项目应覆盖课程教学的主要知识点。教学过程的主要知识模块应在项目完成过程中有所体现，以保证学生得到该部分的锻炼。
　　4.项目可以有多种解决方案，学生可平行完成几种方案，便于各方案的对比分析，提高对各种解决方案的理解及特性的掌握。
　　供热工程课程目的是使学生系统地了解目前以水或蒸汽为热媒的供暖和供热系统的工作原理和设计知识，掌握热源选择和设计计算能力。项目选择建筑面积2000平米的住宅建筑，包含了末端设备、管网、热源系统的设计和相关计算，内容覆盖全课程，工作量适中。学生可以选择多种供热系统、多种热源形式，项目成果多样化。
　　（二）项目化教学实践
　　1.子项目、子任务的划分
　　子项目、子任务的划分是项目化教学成败的關键。根据课程的特点和知识结构，将项目划分为若干相对独立、结构完整、前后关联、易于考核的子项目，每一个子项目完成的同时掌握对应的知识点。子项目不等同于教学章节，一个子项目可以覆盖多个章节，一个章节也可以对应多个子项目。子项目完成应有可呈现、可考核的成果，便于教师对学习情况进行检查。
　　子项目规模不宜过大，以保证子项目过程控制，利于过程成绩评定。
　　2.教学流程
　　教学过程即项目的完成过程，以项目介绍开始，以项目分析和总结结束。过程中的主要路径为“引导明确子任务（课上）——学生完成子任务（课下）——学生成果分享，教师答疑、成果点评、引导明确下一子任务——优化子任务、完成下一子任务（课下）”的模式进行，项目最终设置成果展示，教学流程见表1。
　　课堂教学从传统的理论知识灌输，转变为“学生分享、教师答疑与引导”。针对前一项子任务，学生抽签进行成果展示，教师针对子任务进行点评、答疑、总结，并引导下一子任务的理解和完成。成果展示过程有利于学生明晰项目思路，提高表达能力，同时保证项目进度;点评、答疑和总结过程强化重点难点知识，及时纠正偏差，保障项目完成质量。
　　项目结题成果展示促进学生对项目整体过程进行梳理，加强对知识的理解。项目最终成果点评和总结是教师对整个项目多种解决方案的梳理和比较，促进学生建立知识体系，形成项目整体概念。 　　供热工程子项目及子任务划分如表2。每次课完成1～2个子任务，根据成果进行过程成绩考核。子项目的完成分组进行，组内同学选择不同的方案，并集体讨论比较最佳的方案，子项目完成后安排学生成果展示和讲解，培养沟通表达能力。经过答疑后各自对子项目方案进行优化，提出改进思路。
　　3.规范意识的培养
　　在教学过程和项目实施过程中融入相关设计国家标准、行业标准、地方标准，如《公共建筑节能设计规范》（GB50189-2015）、《地面辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）、《供热计量技术规程》（JGJ173-2009）、《城鎮供热管网设计规范》（CJJ34-2010）等，项目实施需依据相关规范条文进行，培养规范意识，并将成果的规范性纳入考核指标。
　　4.教学考核
　　项目完成过程体现了学生的学习过程和学习成果，对每一次子任务的成绩评定纳入总评成绩，占60%。期末考试以闭卷形式进行，强化考核重点知识点的理解，占40%。具体实施如下：
　　1）项目成绩
　　项目成绩以子任务为单位，采用百分制，评分依据包括成果的合理性、规范性、创新性，分别占70%、20%、10%。合理性主要考核学生设计、计算的正确性及合理性;规范性主要考核设计计算采取的参数、系统等是否符合国家、行业相关标准;创新性鼓励学生脱离教材，提出创新方法、系统，培养创新思维能力。
　　2）考试成绩
　　期末考试采取传统的方式，安排在课程及对应的课程设计结束后，学生通过项目化学习过程及课程设计系统训练过程，期末考试主要考查基础理论知识、基本概念、原理等，作为检验课程学习效果的依据，也为学生毕业后的执业资格证书考试奠定基础。
　　（三）科研成果纳入教学实践
　　项目化教学旨在教学过程中解决产业问题，培养学生的实践能力。将行业最新研究成果纳入项目实施过程，有助于学生了解科技前沿动态，掌握科技前沿知识，培养创新思维。前沿科研成果作为项目方案之一，与传统方案的比较也有助于学生分析能力和综合方案优化设计能力的培养。
　　三、项目化教学效果
　　（一）以生为体，以师为导的教学模式提高人才培养质量
　　项目化教学以学生完成项目为主体，完成各子任务，可以提出多种方案，针对性学习各相关知识点，解决各自难题，有目的的学习知识、获取知识。教师完成项目的筛选、项目目标的确立、子任务的划分，引导、评价、纠正、答疑等环节保证教学过程的进度、目标、路线的顺利实施。从理解项目的意义、完成项目过程的创造性、项目成果的分享等方面，建立学生的主体意识;以过程成绩、成果展示等作为奖励激发学生学习积极性;以与传统相反的“先学生完成任务、后教师讲解答疑”的模式，使学生带着问题听课，强化已获得的知识，解答疑难，培养学生的自学能力;以工程实践问题的分析、解决提高工程实践能力。
　　（二）依托于工程实践的教育载体提升了人才培养的社会契合度
　　课程教学项目来自于工程实践，项目题材、规模、难度适中，基本能够涵盖工程实践常见问题，解决方案能够涵盖课程知识点，多样化解决方案分析可以培养综合分析能力，规范指导的项目实施过程培养规范意识，提高工程实践能力。
　　（三）明晰课程体系，形成知识网络，保障应用型本科人才的学术性和市场性
　　课程内强调知识点的衔接和关联，以项目载体串联各知识模块、知识点，通过项目及案例的提出、理论原理分析、解决思路及方案制定，理解知识模块的多维递阶关系。
　　通过项目实施，理解其它工程系统及课程与本课程的关联，强化各门课程在项目完成中的作用和知识传递路径，形成知识网络，加强知识的理解，确保应用型本科人才具备解决复杂工程问题的能力与创新能力。
　　四、总结
　　项目化教学解决了教学与产业脱节的问题，将其融合在学生为主体的项目实施过程中，明确了学生的主体地位和教师的引导地位，强化了知识体系的构建，培养了学生的工程实践能力，是应用型人才培养的有效路径。
　　参考文献：
　　[1]杨华，于翔，夏国胜 等. “供热工程”课程教学模式的探索与实践[J]. 科教导刊，2016（2）：99-100+189
　　[2]张治. 供热工程课程的教学改革与实践[J]. 安徽工业大学学报（社会科学版），2011（1）：130-131
　　[3]刘恩海，周挺，赵坤正. 基于应用型建环专业实践环节教学的改革研究[J]. 高教学刊，2016（15）：136-137
　　[4]王晏平.基于市场需求的建环专业复合型人才培养模式探讨——《暖通空调》课程教学改革与学生能力培养[J].中国西部科技，2013（3）：96-98.
　　[5]钱国英，马建荣，林怡. 本科应用型人才培养的定位与教学组织设计——浙江万里学院的实践[J].中国高教研究，2010（1）：84-86
　　[6]钱存阳.项目化教学培养大学生系统实践能力[J]. 高等工程教育研究，2015（2）：187-192
　　作者简介：
　　魏莉莉，女，1982年10月出生，热能工程博士，主要从事建筑节能、可再生能源建筑应用、低温热能转化技术研究。
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