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建筑设备课程教学中混合式教学模式的应用研究

2020-01-10贾静恩

科技创新与生产力 2020年7期
关键词:建筑设备建筑专业

贾静恩

(郑州工业应用技术学院,河南 新郑 451100)

1 混合式教学的内涵

混合式教学是根据教学内容将先进的教学技术、教学方法融合在一起而开展得教学,相比传统的单一教学方法,其教学手段更加多样化,包含了项目教学法、问题教学法、案例教学法,并与信息技术相结合,将网络资源的优势也充分发掘出来,充分尊重学生的学习主体性,发挥学生的学习能动性,从而达到提高教学效率的目的。建筑设备是建筑工程类专业的基础课程之一,其涉及到多个学科领域,包括暖通工程、给排水、电气等,其在建筑工程中的地位十分突出[1]。然而建筑设备课程内容繁杂,且随着科学技术的不断发展,建筑设备技术的更新也是日新月异,学生学习起来难度较大。混合式教学融合了多种教学方式,具有开放性、创新性、包容性的特点,同一门课程通过多种教学方法、多个渠道拓宽教学思路,强调学生的主观能动性、学习自主性,因此正逐渐成为高校教学改革与探索的主流方向。混合式教学可以为学生提供一个相对个性化的学习过程,尊重学生个体差异,课堂上师生互动,有助于老师根据不同学生的情况做到因材施教,将“教”与“学”有机的融合在一起,促进课堂教学的改革创新[2]。

2 建筑设备课程教学普遍存在的问题

实际教学中,建筑设备课程教学普遍存在以下3 个问题。

1) 课程教学目标不明确。教学目标是老师开展教学活动的基本依据,也是检验教学质量的重要参考,因此每门课程都要设置明确的教学目标。然而建筑设备课程是多个专业的基础课程,且知识体系繁杂,同一门建筑设备课程具有相同的教学大纲、教学内容、教学目标等,但不同专业的学生对于该课程的侧重点是不同的,实际教学中针对不同的专业要设置不同的建筑设备课程大纲,根据专业需求划分内容重点,确定不同的教学目标。实际上老师很难根据学生的专业特点开展个性化的教学[3]。

2) 教学内容陈旧落后。建筑设备技术发展日新月异,但是目前很多高校采用的建筑设备教材内容与现代建筑设备技术的发展存在较大差距,学生在学校学习的知识落后于行业,在后续进入工作岗位后需要重新学习,学生的综合竞争力就会大打折扣。在教学内容的取舍上,无法根据专业特点做出合理选择。比如建筑给排水的内容主要集中于低层建筑、多层建筑,针对高层建筑的给排水内容却相对较少;针对一些新型的消防设备、新型的节能地源热泵、空气源空调设备等新型技术介绍较少。

3) 建筑设备课程教学重理论、轻实践的现象一直存在。建筑设备课程涉及多个专业门类,但教学课时却十分有限,在教学过程中受教学资源、教学条件等诸多客观、主观因素的影响,老师多在课堂上讲解专业理论知识,而相关图纸、实践应用等内容介绍较少。实践课堂开设不足,比如建筑学专业有必要开设建筑设备设计课程,学生才能更好地了解设计程序及规范要求;而工程造价专业有必要开设实习课程,学生才能够对设备施工技术形成更立体的认知,然而实际教学中却很难做到。课堂理论教学无法与生产实际紧密联系在一起,学生的知识应用能力就比较欠缺[4]。

3 混合式教学模式在建筑设备课程中的具体应用

混合式教学模式并不是将多个教学方法机械地结合在一起,而是要针对不同的内容、不同的教学情景灵活切换,真正实现各种教学手段的无缝融合,使得教学活动更好地服务于教学目标。

1) 以问题教学为基础,激发学生的学习兴趣。问题教学法是常用的教学方法之一,老师合理设计问题,学生深入分析问题,并在思考解决对策的过程中学习知识,掌握知识的应用技巧。问题的提出要直接涉及到教学重点内容,能够让学生产生思考,并能够举一反三,由一个问题展开联想到其他问题。比如在学习建筑给排水相关知识时,老师就可以在开始讲课时提出3 个最直接的问题:一个建筑中哪些部位需要给水?这些位置如何给水?给水过程中会涉及哪些给水设备?3 个问题看似笼统,但是却可以根据不同的专业做进一步探讨,比如土木、工程管理、造价等专业的学生,需要了解给排水系统的组成、要求、施工等;建筑学专业的学生除上述内容外,还要能够进行给排水系统的设计、计算。专业不同,教学的深度也不同。上述三个问题概括了建筑给排水系统的主要教学内容,课堂教学中老师再补充一些细节问题,可以帮助学生理清学习思路,激发其学习兴趣。

明确问题后再针对问题进行分析:第一个问题分析建筑中需要给水的部位,学生可以了解给排水设备分类及位置,进一步了解给水水质、水压、排水等细节问题;第二个问题主要了解给排水系统的给水方式、系统的具体构成,建筑学专业的学生还要深入了解给排水的设计计算。老师可以应用多媒体技术将一个建筑的给排水系统直观的展示出来,根据建筑高度分析给水方式的不同,向学生提出问题:如果建筑所需水压高但市政用水压力不足时,如何解决这一问题?第三个问题主要讲解给排水系统涉及到的设备,了解管件、水表、水泵等设备的工作原理、功能等。这些设备知识教师可以在课堂上讲解后,再带领学生到工程实地进行参观,帮助学生建立更加感性的认知。问题教学法可以把杂乱的知识点有序的联系在一起,因此该方法贯穿于整个教学过程[5]。

2) 案例教学提高学生的职业能力。高等教育改革背景下,各高校的人才培养目标均以提高学生的知识应用能力、职业能力为主,因此建筑设备课程的教学改革也要根据教育部的专业设置要求、学校的办学特色开展实践教学。建筑设备课程内容主要包括5 个模块:建筑给排水、暖通空调、通风与防排烟工程、建筑电气工程、建筑节能工程等。仍以给排水系统教学为例,该部分知识点多,具有很强的工程应用性,可以选择一个难度适中、工作量小的建筑作为教学案例。笔者选择的是设计院已经完成的真实案例,是一座三层小别墅,要求学生在建筑施工图上完成一个完整的给排水设计方案。方案设计过程中,首先要确定建筑用水设置的布置,确定给排水方式,然后绘制出给排水平面图及系统图,接下来计算给排水系统各管段设计秒流量、管径、阻力、系统总阻力损失等参数,最后确定水表、阀门、水箱以及确定是否需要水泵。该案例相当于一个完整的设计项目,老师可以帮学生制定一个项目计划表,然后罗列出设计所需的参考书籍、相关规范等,对学生进行分组,明确组内成员的分工、设计进度要求等。每个学习小组各自设计一套方案,先由学生进行组内讨论,分析设计方案的优缺点,然后学习小组之间互相讨论,最后由所有学习小组推选出几套最具代表性的设计方案,再由老师进行集中点评。以实际案例为主线开展教学,可以让学生更深刻地掌握知识的应用方案,增强其对知识的感性认知,从而提高教学效果。

3) 应用BIM 技术丰富教学资源。建筑设备课程教学资源陈旧、落后,导致学生无法接触业内先进的技术知识,不利于提升其职业竞争力,因此要在建筑设备课程中引进先进的教学技术。BIM 是目前广泛应用于建筑专业的先进技术,在建筑设备课程中引入该技术可以丰富教学资源,不断更新技术水平,使学生有机会接触更先进的行业技术。具体教学过程中,可以将BIM 技术应用于建筑模型的构建。首先,可以利用BIM 技术构建三维动画模型,将建筑结构立体、直观地呈现出来,学生理解起来更加容易,并且能够提高教学效率。构建BIM 建筑设备模型,老师要引导学生分析各个建筑设备的数据信息,保证学生能够真正了解、掌握建筑设备对应的标准,将信息数据与模型融合在一起,提高其知识应用能力。其次,利用BIM 技术构建虚拟化的建筑空间形态。建筑设备课程中工程识图是教学的一大难点,学生空间思维能力、想象力不足,很难在脑海中建立起建筑设备的形态,利用BIM 技术可以模拟建筑设备识图中的建筑场景,并通过沉浸式空间构造,带给学生一种更加真实的体验。最后,利用BIM 技术还可以进行管综分析。传统教学中,主要通过规范、施工等知识提前解决好管道与管道、管道与结构之间的平面走向、立体交叉下的碰撞情况,学生进行管综设计时需要考虑各类管道的关系、施工难度等,这对学生而言有一定的难度。而利用BIM 技术可以进行前期管道碰撞检验,优化管线排布、净空方案,并能够进行施工模拟。

总之,在建筑设备课程中应用混合式教学模式,可以真正突出学生的主体地位,师生在课堂上进行多元化的双向互动,可以大大提高教学效果。笔者针对混合式教学的探索还将进一步深化,相信随着建筑设备技术及教学技术的不断发展,混合式教学的应用会得到越来越多的认可。

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