基于CDIO理念的工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法探討

基于CDIO理念的工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法討論〔〕:

摘要：根據(jù)新工科人才培養(yǎng)要求，結(jié)合工業(yè)通風(fēng)的理論教學(xué)內(nèi)容，通過分析工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，主要存在課設(shè)時間安排不合理、課設(shè)選題單一、課設(shè)組織和施行不合理、學(xué)生設(shè)計(jì)思路狹窄、考核方式不合理的問題。本文將CDIO理念與工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)課程特征相結(jié)合，對課程設(shè)計(jì)的選題、施行、考核等幾個方面進(jìn)展改革與討論，構(gòu)建新的工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)形式與方法。

關(guān)鍵詞：CDIO理念；工業(yè)通風(fēng)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)方法

本文引用格式：皮子坤，等.基于CDIO理念的工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法討論[J].教育現(xiàn)代化,2022,7(44):111-113.

DiscussiononIndustrialVentilationCourseDesignTeachingMethodsBasedontheConceptofCDIO

PIZi-kun,DONGZi-wen,LIRui,LUOChen,YICan-nan

〔SchoolofSafetyandEnvironmentEngineeringofHunanInstituteofTechnology，HengyangHunan〕

Abstract:binedwithtrainingrequirementsofnewengineeringtalentsandthetheoryofindustrialventilationofteachingcontent,throughtheanalysisofindustrialventilationdesigncurriculumpresentsituation,thereareproblemsinthecourseofindustrialventilationdesignteachingsuchasunreasonabletimearrangementoflessons,singletopicselection,unreasonableorganizationandimplementationoflessons,narrowdesignideasofstudents,andunreasonableassessmentmethod.Inthispaper,theCDIOconceptandthecharacteristicsofindustrialventilationcurriculumdesignarebinedtoreformanddiscussthetopicselection,implementation,assessmentandotheraspectsofcurriculumdesign,soastobuildanewteachingmodeandmethodofindustrialventilationcurriculumdesign.

Keywords:CDIOconcept;Industrialventilation;Curriculumdesign;Teachingmethod

一引言

湖南工學(xué)院是湖南省一所普通二類本科院校，平安工程專業(yè)于2022年通過全國工程教育認(rèn)證，所以對理論性教學(xué)特別重視。?工業(yè)通風(fēng)?課程設(shè)計(jì)作為工業(yè)通風(fēng)的理論性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對工業(yè)通風(fēng)相關(guān)理論知識的靈敏運(yùn)用和檢驗(yàn)，綜合考察學(xué)生針對工業(yè)粉塵、有毒有害氣體、余熱余濕問題的處理方案、設(shè)計(jì)步驟、相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算以及查閱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和工程制圖繪圖的才能。

CDIO工程教育理念是近十幾年來國際工程教育改革的最新成果【1】。主要包括構(gòu)思〔Conceive〕、設(shè)計(jì)〔Design〕、實(shí)現(xiàn)〔Implement〕和運(yùn)作〔Operate〕4個環(huán)節(jié)【2】。為了讓學(xué)生以積極的，理論的方式學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)以培養(yǎng)學(xué)生個人動手才能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作才能及系統(tǒng)適應(yīng)才能為目的【3】。

工業(yè)通風(fēng)理論課程主要是通過通風(fēng)工程與空氣調(diào)節(jié)技術(shù)，一方面，改善消費(fèi)車間和居住建筑的空氣質(zhì)量，以保護(hù)車間一線員工的生命安康，進(jìn)步勞動消費(fèi)率；另一方面，許多工業(yè)部門又是消費(fèi)正常進(jìn)展，進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量所不可或缺的重要組成局部。通過理論課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握通風(fēng)除塵相關(guān)理論知識，以及通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及相關(guān)計(jì)算，為后續(xù)的工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)打下理論根底。

在工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)理論教學(xué)環(huán)節(jié)中引入CDIO理念，對其進(jìn)展教學(xué)改革，以便能更好地進(jìn)步學(xué)生的理論轉(zhuǎn)化理論、理論動手、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通與交流等才能，從而真正進(jìn)步理論教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果。

二工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀

平安工程專業(yè)的?工業(yè)通風(fēng)?課程安排在第五學(xué)期，課程分為理論教學(xué)和理論教學(xué)兩個局部，課程設(shè)計(jì)的理論教學(xué)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際復(fù)雜工程問題才能的重要環(huán)節(jié)。目前，工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)主要存在以下幾個方面的問題。

〔一〕課設(shè)時間安排不合理

工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)往往安排在理論課程與實(shí)驗(yàn)理論課程之后，接近本學(xué)期中后段，學(xué)生面臨一些提早考試課程復(fù)習(xí)和期末復(fù)習(xí)，時間短，任務(wù)重，學(xué)生花在工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)上的時間較短，往往存在局部學(xué)生以應(yīng)付了事，導(dǎo)致本環(huán)節(jié)的教學(xué)效果不理想。

〔二〕課設(shè)選題單一

工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)選題比擬單一，往往是由指導(dǎo)老師直接布置一個題目，題目數(shù)量單一，學(xué)生沒有參與選題，雖然對每班進(jìn)展了分組，但由于題目的單一而未考慮學(xué)生的差異性，沒有真正發(fā)揮不同類型學(xué)生的特長和興趣。

〔三〕課設(shè)組織和施行不合理

工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)是由指導(dǎo)老師統(tǒng)一組織施行，對班級進(jìn)展分組，每組不超過4個，但小組內(nèi)部沒有進(jìn)展有效組織，往往只是進(jìn)展簡章的任務(wù)分工：文獻(xiàn)查閱與設(shè)計(jì)說明書編寫、方案設(shè)計(jì)、工程圖紙制圖、水力計(jì)算及設(shè)備選型，導(dǎo)致最終的設(shè)計(jì)成果各局部之間存在不匹配現(xiàn)象。這主要是沒培養(yǎng)起小組間的有效團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通與交流才能。工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)由于時間較短，往往借助于CAD軟件進(jìn)展方案設(shè)計(jì)，學(xué)生沒有親自動手制作實(shí)物，學(xué)生的理論動手才能進(jìn)步有限。

〔四〕設(shè)計(jì)思路狹窄

平安工程17-1班學(xué)生總?cè)藬?shù)為42人，在工業(yè)通風(fēng)方案設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)思路狹窄，以該班所設(shè)計(jì)中采用的除塵器為例，如圖1所示。

由圖1可知，該班大局部學(xué)生的設(shè)計(jì)方案都采用旋風(fēng)除塵器或袋式除塵器，占83.3%，而少局部學(xué)生選擇了濕式除塵器、電除塵器、采用多級除塵方式，占16.7%?？梢钥闯?，一方面受到選題單一的影響，學(xué)生的設(shè)計(jì)思路放不開；另一方面學(xué)生的設(shè)計(jì)思路相對保守，設(shè)計(jì)方案千篇一律，缺乏創(chuàng)新與勇氣。

工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)的最后一個環(huán)節(jié)風(fēng)機(jī)選型與工況確實(shí)定方面。該班學(xué)生在這個環(huán)節(jié)中存在問題比擬多，主要是對風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)思路與結(jié)果均較為單一，如圖2所示。

由圖2可知，該班大局部同學(xué)在風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，思路比擬簡單，并沒有真正進(jìn)展風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)，僅僅是簡單地給出選擇何種風(fēng)機(jī)，或風(fēng)機(jī)所需要為通風(fēng)除塵系統(tǒng)提供的風(fēng)量、風(fēng)壓等，未能根據(jù)風(fēng)機(jī)特性曲線與管網(wǎng)特性曲線，來確定風(fēng)機(jī)的理論工況點(diǎn)和實(shí)際工況點(diǎn)等參數(shù)。

〔五〕考核方式不合理

工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)的考核方式及所占權(quán)重，如表1所示。

由表1可知，工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)的考核方式主要是出勤率、圖紙質(zhì)量、設(shè)計(jì)說明書質(zhì)量三個方面。考核方式比擬單一，考核內(nèi)容不合理，缺乏過程考核，不能全面、客觀地反響學(xué)生的真實(shí)程度。

三CDIO理念在工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

將CDIO工程教育理念引入到工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)課程特征相結(jié)合，綜合考慮課設(shè)現(xiàn)狀，從課設(shè)時間安排、選題、組織施行、設(shè)計(jì)思路、考核方式等方面進(jìn)展改良。運(yùn)用CDIO理念的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、施行、運(yùn)行形式應(yīng)用到課設(shè)教學(xué)形式中，以培養(yǎng)學(xué)生的理論動手和團(tuán)隊(duì)協(xié)作才能。

〔一〕調(diào)整課設(shè)時間安排

考慮到以往工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)時間安排在第五學(xué)期中后段，理論課程和實(shí)驗(yàn)課程之后，設(shè)計(jì)時間短，任務(wù)重，學(xué)生精力集中度不夠。因此，將課設(shè)開始時間提早布置，在上理論課時，將設(shè)計(jì)題目布置給學(xué)生，一方面，學(xué)生可以根據(jù)設(shè)計(jì)題目，在上理論課時，帶著問題學(xué)習(xí)，更加有的放矢，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性；另一方面，進(jìn)一步延長了課設(shè)時間，讓學(xué)生有更多的精力，投入到課設(shè)當(dāng)中，進(jìn)一步保證了課設(shè)完成的質(zhì)量。

〔二〕課設(shè)選題方案改革

針對以往課設(shè)題目單一的問題，充分考慮學(xué)生個體差異，進(jìn)一步豐富課設(shè)題目內(nèi)容，施行一組一題，各題難易程度不一，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣，自由組織團(tuán)隊(duì)，自主選題，經(jīng)指導(dǎo)老師同意后確定設(shè)計(jì)題目即可[4,5]。題目內(nèi)容豐富多樣性，一方面保證課設(shè)知識面涵蓋性；另一方面，學(xué)生自主選題，滿足不同個體的差異需求，進(jìn)步學(xué)生的積極性與參與度。

以通風(fēng)除塵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)為例，運(yùn)用CDIO工程教育形式融入課設(shè)當(dāng)中，著重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識、個人才能、人際團(tuán)隊(duì)才能，如表2所示。

〔三〕課設(shè)組織施行

根據(jù)CDIO教育理念，課設(shè)的組織施行過程以學(xué)生自主設(shè)計(jì)為主，指導(dǎo)老師為輔，詳細(xì)施行流程如表3所示。

〔四〕拓寬學(xué)生設(shè)計(jì)思路

學(xué)生的設(shè)計(jì)思路狹窄的原因是多方面的【6】。一方面，是學(xué)生的理論根底知識掌握不夠全面，造成方案設(shè)計(jì)時的局限性；另一方面，是學(xué)生缺乏深化考慮，發(fā)散性思維不夠，重視程度不夠，容易形成跟風(fēng)設(shè)計(jì)，由于課設(shè)時間短，任務(wù)重，造成別人怎么設(shè)計(jì)，自己也怎么設(shè)計(jì)的跟風(fēng)現(xiàn)象。為了拓寬學(xué)生的設(shè)計(jì)思路，在理論課學(xué)習(xí)時，采用工程式、案例式和引導(dǎo)式教學(xué)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維與自主考慮解決問題的才能，課設(shè)期間，指導(dǎo)老師要有意識地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展橫向和縱向的設(shè)計(jì)思路拓展，進(jìn)一步進(jìn)步學(xué)生的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

〔五〕優(yōu)化課設(shè)考核

課設(shè)考核是檢驗(yàn)教學(xué)成果的重要環(huán)節(jié)，一方面不能客觀反映學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況；另一方面，不能真實(shí)反響課程教學(xué)效果和存在的問題。甚至，考核的不合理性，會對學(xué)生的積極性和參與度造成一定的影響。針對以往課設(shè)以考勤、設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)圖紙"三件套";決定成績的傳統(tǒng)考核方式，將考核分為學(xué)生自評〔占20%〕、小組內(nèi)部互評〔占20%〕、指導(dǎo)老師評價〔占40%〕的過程考核和辯論質(zhì)量〔占20%〕，使課程考核更加客觀、更能反響老師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)程度。

四結(jié)論

通過將CDIO理念與工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)的課程特征相結(jié)合，通過調(diào)整課設(shè)時間、選題改革、組織施行過程調(diào)整、引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維與自主考慮解決問題的才能、優(yōu)化課設(shè)考核方式，促進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性與參與度，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)溝通與協(xié)作的才能，在一定程度上具備解決復(fù)雜工程問題的才能，為學(xué)生到達(dá)畢業(yè)要求打下了堅(jiān)