冷熱源設備與系統課程教學改革探究

劉映輝，苗云飛，李 嬌

（1. 安徽工業大學 建筑工程學院；2. 安徽工業大學 能源與環境學院, 安徽 馬鞍山 243002）

當今世界正處在科技發展日新月異的時代，新技術發展為教學改革與創新提供了機遇，同時也帶來了挑戰。各種線上教學平臺、網絡技術與資源使教學手段更加豐富，如何把握機遇運用先進教學手段保證和提升教學質量成為高校教師需要思考的重要問題。開展“新工科”建設對工科專業學生專業知識的綜合運用和創新思維能力提出了更高的要求[1-2]。培養具有扎實專業知識、創新精神和創新能力的卓越工程科技人才成為各工科專業課程教學的主要目標。大學專業課程教學有其共性問題，又有不同專業的特性問題。筆者對建筑環境與能源應用工程專業（簡稱建環專業）核心課程冷熱源設備與系統教學中存在的問題進行了梳理，并進行了教學改革探索。

一、冷熱源設備與系統課程教學中的問題

（一）線上與線下教學融合效果不佳

線上與線下教學二者各自具有不同的優勢和不足。尤其疫情期間，冷熱源設備與系統線上教學的實施可以不受時空限制，平臺視頻、課件資料、課程回看等使學生可以自由選擇學習時間及次數，做到因人而異，突破了地域限制，較好完成了教學任務。然而線上教學存在師生難以互動、課堂難于管理、學生自主學習體驗差，因而教學效果難以保證。傳統線下教學可以實現師生互動，實時獲得學生學習反饋，但教學大環境的改變、高校課堂“智能手機”現象、學生沉默現象及學生“坐后排現象”等使傳統線下教學質量受到沖擊[3-4]。此外，科技迅猛發展，學生需要吸收的前沿知識增多，但是培養方案調整導致該課程課時減少，單一線下教學已無法滿足教學要求。因此，線上與線下教學相結合成為解決以上問題的重要途徑之一。線上與線下具體如何結合，線上與線下的教學內容與時間如何分配，如何實現二者互為促進、取得教學實效，則是課程教學要思考的關鍵問題。

（二）課程內容體系未能與時俱進

冷熱源設備與系統課程體系、教學內容未能與時俱進，學生缺乏對冷熱源前沿和實際工程案例的了解。冷熱源相關的新技術、新設備、新系統等研究成果不斷發展進步，課程教學也必須相應進行動態更新，使學生了解其發展與最新科技成果。教學內容多而細，然而課時有限，甚至因培養方案調整而減少，導致教師難以在有限的課時內完成課程教學。另外課程內容缺乏系統性，與其它專業課程聯系不緊密,知識向能力的轉化效率不高[5]。

（三）課程評價方法單一、滯后

課程評價是督促學生學習和反映教學效果的重要途徑。良好的評價方法應能如實、客觀、實時、公正地反映出教學效果，并能促進學生主動學習。冷熱源設備與系統課程的教學模式和方法不斷發展，而與之相適應的評價方法卻未能跟上其腳步，存在單一、滯后現象。例如學生成績仍以期末考試試卷成績和平時成績簡單統計，其中平時成績僅由到課率和學生課堂問答情況由教師簡單評定，具有很大的主觀性。因此，亟需優化評價方法，使課程評價對教學質量的提升具有實效。

二、冷熱源設備與系統課程教學改革探索

（一）優化線上線下教學安排

線上與線下教學各有優勢，具有一定的互補性。冷熱源設備與系統課程采用線上線下混合式教學需要思考線上與線下教學分配和教學實施過程管理兩大問題。教學分配包括教學功能、內容和時間分配。根據教學目標設置線上、線下教學內容并配置教學時間，相應地基于以上分配實施教學過程管理。

例如冷熱源設備與系統課程中冷源機組“輔助設備”這一部分內容，在再版教材中已刪除，又因課時限制，無法在線下課堂詳細講解，但此部分內容對冷源機組系統流程的學習又很必要。筆者采用錄課視頻并提出啟發式問題引導學生進行課前線上學習，在線下課堂中以問答互動方式直接講解冷源機組系統流程，并就課前提出的啟發式問題進行答疑，最后要求學生畫出冷源機組系統流程圖，并用自己的語言加以簡述。在此例中，線上學習讓學生完成了預習和自學，線下課堂則發揮了師生面對面互動功能，便于教師了解學生課前學習情況，并對教學內容適時做出靈活變通處理。通過設置線上小測試，有效督促學生主動學習。錄課視頻、測試題等在線學習資源還可為學生提供多次復習的良好條件。線上線下混合式教學的有效實施必須根據教學目標和具體內容進行全過程設計，并創新與之相適應的課程管理模式。

（二）優化課程體系和教學內容

對課程內容的優化注重與工程實際相聯系，注重與后續設計實踐類課程的聯系，重構課程教學內容和重難點，實時更新工程案例。例如冷熱源設備與系統原來對冷源部分的壓縮機、蒸發器、冷凝器和節流機構等設備內容的設置非常詳細，涵蓋諸多類型，占用大量課時，學生形成的知識結構松散，而又缺乏對輔助設備的內容了解，對各單體設備連接成的機組系統掌握不足，且與后續暖通系統課程設計缺乏聯系。針對以上問題進行優化，減少各單體設備多種類型的教學，注重各設備連接為系統的整體性教學，采用思維導圖方法使學生對各單元設備知識形成系統認知，各設備的其它類型教學以引導啟發為主，作為學生自學的擴展內容。增加與后續課程設計聯系的“冷熱源方案選擇與論證”相關內容，教學過程體現節能設計理念，結合學生認識實習案例、“火神山”醫院冷熱源實際案例等引導學生進行研討。此外，注重更新與課程相關的科技前沿內容，采用引導式教學擴展學生學科前沿知識，培養其創新思維，同時注重立足實際問題，在校企合作中培養學生解決實際問題能力。在優化教學內容的同時，可引導學生建立思維導圖以加深學生對各單體設備（知識模塊）之間聯系的理解，形成系統知識的網絡結構，對所學知識形成思維和應用脈絡可視化，有助于調動學生自主學習思考。尤其是學生通過自建思維導圖，更有利于將知識融會貫通。

（三）完善課程評價體系和方法

課程評價應成為教學全過程有效督促學生自主學習的重要手段。首先要確定考核內容組成，冷熱源設備與系統課程考核最終成績由平時綜合成績和期末考試成績組成，其中平時綜合成績主要考察錄課視頻觀看、章節學習頻次、隨堂筆記、隨堂測試、作業、到課率、線下問答、線上搶答和討論等。其次要確定各組成部分所占分值比例。筆者通過教學實踐發現，隨堂測試和隨堂筆記對學生學習自主性提升最有幫助，因此加大這部分分值比例。同時注意隨堂筆記須當堂課后即時拍照上傳學習平臺，而不能給予課后補寫筆記的充裕時間，從而促使學生課堂緊跟教師教學而記錄筆記，提升了學習效果。針對重、難點或預習內容設置隨堂測試既能有效評估學生學習效果，又有利于學生對知識點的鞏固掌握。對其它環節如錄課視頻觀看、章節學習頻次等相應減少分值比例，有隨堂測試的督促作用，自然會降低學生“假性”學習概率。線下問答和線上搶答、討論等則作為額外平時加分的依據和活躍課堂氛圍、調動學生主動思考的重要手段。另外課程評價要與課程目標緊密聯系，例如通過專題研討課上的學生報告和討論，評價其創新創業能力、表達交流能力等。通過不斷實踐探索，在冷熱源設備與系統課程評價體系中將平時綜合成績和期末考試成績設置為各占一半，其中平時成績由出勤（占10%）、隨堂測試（占30%）、作業（占20%）、課程音頻視頻學習（占12%）、章節學習頻次（占8%）、討論與問答（占10%）、隨堂筆記（占10%）組成。最后，要在課程最初明示學生考核機制，包括具體組成和比例，并通過在線平臺讓學生隨時看到自己的平時成績動態變化，了解自己的學習情況。尤其對成績偏低的學生發揮警示作用，及時督促其在后續課程學習中通過積極參與課堂問答、線上搶答等提高成績。同樣，教師也可以根據成績動態變化，實時采取應對措施，最終促進教學效果的提升。

（四）加強課程思政建設

《高等學校課程思政建設指導綱要》為課程思政建設指明了方向。冷熱源設備與系統課程的思政教育要有機結合建環專業思維方式、知識元素和價值理念，挖掘課程思政資源時注重結合時事，使學生獲得更多的認同感和思想觸動。例如在抗擊疫情期間，有一條高熱度的話題“疫情期間，你的專業可以做什么”，筆者在冷熱源設備與系統教學中將此問題提出，引起學生主動深入的思考，引發了熱烈討論。有學生直接聯想到工程師建設火神山醫院、雷神山醫院，感嘆中國科技、中國速度和中國力量，繼而進一步思考自身專業在此建設中發揮的具體作用。此時教師結合火神山醫院、雷神山醫院建設案例，引導學生剖析案例中本專業所涉及暖通空調系統設計和建設，進行冷熱源設計部分的教學與討論。在此過程中，學生表現出極大的學習主動性和積極性，發生在同一時空的各行各業人士團結一心抗擊疫情的事跡使學生深受感染，課程教學使學生明白本專業所能做的貢獻，引導學生樹立正確的價值觀，培養學生深厚的家國情懷和社會責任感，促進學生更加努力、認真、主動地學習專業知識。

三、結語

冷熱源設備與系統課程教學基于具體教學目標，設計線上線下混合式教學并實施教學全過程管理，在教學過程中重構教學內容，注重引入科技前沿、更新案例并結合實際工程問題分析研討，引導學生建立思維導圖，形成系統知識網絡結構。挖掘思政資源、注重結合時事，引導學生樹立正確的價值觀，培養學生深厚的家國情懷和社會責任感，從而提升課程教學效果。