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关键词:项目化教学法;流体力学泵与风机;可行性分析
1 前言
最近几年,国内很多高职高T盒?设了与热能与动力工程(火力发电方向)相近的专业。我校也于2009年开设了电厂热能动力装置专业,而流体力学泵与风机作为其专业基础课在课程体系建设中占有及其重要的地位并分的大量学时。项目化教学法则是近年来高职院校教学中一直推广的教学方法,主要是为使学生学习时化被动为主动。此方法对于我校学生来说,在其他专业已经得到了很好的验证,的确能够提高学生的学习积极性和主动性。本文将对项目教学法运用于流体力学泵与风机课程教学的可行性进行分析探讨。
2 项目教学法的基本理论
(一)项目化教学法的起源及定义
在18世纪的欧洲产生了劳动教育思想思潮下,产生了项目化教学法的初步思想,最终到了19世纪美国与合作教育融合产生了项目化教学法,经过了一百余年的发展,到1955年后逐渐趋于完美,并最终成为了一种新的教学理论。
(二)项目化教学法的基本要求
要求一是,学生成为项目化课程的主体,教师以一种配角的形式出现在课堂教学上,这样学生就多了更多的独立思考,更多的动手机会,这样有利于培养创新能力;要求二是,执行项目化教学法的主张。其主张强调学生自主学习,自己查阅,分析的能力,先练后讲,边学边教。
3 项目化教学法在流体力学泵与风机教学中的特点
(一)目的性
项目化教学法的目的性很明确,就是通过一个个围绕知识点设置的项目来锻炼学生的领导能力,并培养分析解决实际问题和团队合作的能力,以此掌握课程所要求的知识内容和岗位能力;而对于教师来说,项目化教学的目的就是改变现行的教学模式,使自身从课堂教学的主体,转变成一个在学生实际完成项目时的促进者,并掌握其中的相关知识和技巧。
(二)授课周期短,效果明显
项目化教学的另一个特点就是效率高,经历过项目化课程的学生都可以迅速完成到职工之间的转变。结合流体力学泵与风机教学内容设置的项目,可以迅速的使学生对实际操作上手。
(三)注重理论与实践相合
在项目设计之初要依据理论原理设计项目,那么在要完成一个项目时,必然涉及如何才能完成这样的问题。这就需要理论与实践相结合。
项目化教学法与其他任何教学手段一样,都会随着时间而组建消沉,其如果想用力不败之地就必须不断随着社会而发生变化。而变化的依据是根据不同的课程或内容而有所不同。通过流体力学泵与风机课程各项目的实施,使学生掌握连续性方程,伯努利方程的应用及具备泵与风机的检修和运行的基本知识和专业知识。
4 项目教学法在流体力学泵与风机教学中的应用(以流体力学泵与风机一次课为例)
(一)项目计划阶段
我校电厂热能动力装置专业的流体力学泵与风机课程项目化课程整体方案与单元设计部分结合学校实际条件和课程的教学目的进行设计。在教材方面我校正在编写该课程的项目化教材,这样,首先是能够对所需要学习的内容章节总结和具体化的作用;另一方面,结合实际操作条件的教材,可以起到理论联系实际的作用,培养学生的应用能力。
(二)实施阶段
第一次课是预备课,教师对课文中的新单词和词组进行讲解,将每个单元的课文划分成几个部分,并设计学习环境。同时完成班内的分组活动,可以依照学号,也可以按照寝室,更可以通过课堂出的设计游戏观察的结果分组。本课程每六人一组,每组内不能有超过1名女生,6人一组。每个小组负责一个部分内容的讲解。然后进行分组的实际操作
(三)评估阶段
后几次课是具体的项目实施阶段,让各小组展示其成果,项目的呈现形式可以是图片、ppt、实物,设计图等。检查评估是本课程的主要不仅可以让老师在实践中检验学生掌握语言的情况,也可以让学生通过小组活动来提高语言的交际能力。这不仅锻炼了学生的语言表达能力,也锻炼了学生专业知识的掌握。学生在讲解中充分发挥特长,学习他人的优点,弥补自身不足。
(四)成绩评价阶段
每个小组都设置一份评分表(此处以项目1-1为例),评分的权利不仅仅在老师,同样将打分权利很大一部分交给各个小组的组长,取其平均分,有利于公平公正和公开。但在评分时要注意,学生之间因为关系亲疏而带来的分数评价的偏差,并在发现问题存在时,及时纠正问题,并及时改正。教师的评分表是另外一张,本文不附上了,但宗旨是考察学生的评分而不是项目结果。
(五)注意事项
1、项目不能凭空乱设。要根据学校的实际情况设计项目,例如学校电脑齐备,再购买软件就可以有充分的空间可以安装,这就是充分利用学校资源;而学校没有实物泵,如果设计实物泵相关是项目,能实现的可能性就大大降低了。
2、上课时一定要记住学生才是这个课堂的主人,老师不要过多干涉,喧宾夺主,这样都是不好的。即时是需要理论上的指导,也要适可而止,指明方向让学生自学或是适当点拨都是不错的选择。
3、项目教学法对教师的课堂组织管理和知识储备提出了更高的要求。每次的项目成绩可以汇总成平时成绩,便于老师在期末总评时一目了然。
(六)结束语
流体力学泵与风机作为专业基础课程,在专业课的授课过程中起着承上启下的作用,基础课程的扎实学习会为日后的专业课学习起到事半功倍的作用。能够让学生自主学习,创新培养模式起到了主导的作用,电厂热能动力装置专业教学改革和探索还在边实践边总结,教学改革模式也会日渐完善。
参考文献
[1]黄蔚雯,朱飚.建设流体力学泵与风机精品课程的实践与认识[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2006,7(21):200-202.
关键词:液压传动;教学改革;实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)07-0085-02
液压传动课程是机械类专业的一门重要的专业基础课,具有实践性较强,与生产联系紧密等特点。液压技术渗透到各个领域,不断在工程机械、机床装备、冶金机械、塑料机械、船舶、汽车、航空等行业得到大幅度的应用和发展。但由于长期受到重理论轻实践思想观念的影响,学校缺乏对学生进行工程意识和动手能力的培养,因此,培养的人才难以适应当代社会及企业发展的需求。论文结合我校在液压传动方向教学中存在的问题,从理论教学和实践教学方面,探讨课程教学改革,培养学生获取知识的能力和创新意识,提高其分析、解决问题的工程能力。
一、液压传动课程教学中存在的问题
1.课程内容与课程体系不合理。目前在液压方面的课程主要分为《流体力学》和《液压传动》两门课程。课程设置较为单一,且课时总数较少,无法具体讲授重点和难点。且讲授《流体力学》和《液压传动》这两门课程为不同的教师单独教授,不能将这两门课程的相互关联分析透彻。同时随着液压技术和电气传动技术的发展,电液相结合是一种必然趋势,而当前的液压传动类课程和电气传动类的课程基本上是分开设置的,导致学生不能真正理解液压与电气的相互交叉优势,且侧重理论知识及专业知识的传授,缺乏工程实践训练和综合素质与能力的培养。
2.教学实践对学生工程素养的培养力度不够。多年来,实践教学平台依然选用专用的本科教学液压试验台,这种试验台的液压回路均已事先设计好,对学生而言只是单纯的记录数据,无创新可言。目前的本科教学平台设计的实验技术滞后于时展的技术,甚至部分实验手段和方法的原理也出现错误。比如液压动态流量的检测,大多本科教学平台采用容积式的流量计进行检测,事实上,由于容积式的流量计的动态响应较慢,根本不能检测动态流量。而超强的能力和素质对刚踏入社会的毕业生而言无疑是最大的筹码,但目前绝大多数毕业生在面临实际的工程项目问题时,多表现为动手能力差,不能独立思考,创新意识不强,缺乏团队合作精神和应有的工程意识及能力。
3.教学模式偏重于传统教学方式。目前,教学过程以教师为中心,按自拟的教学方案进行授课,照本宣科;但在教学过程中没有注重学生的兴趣,这些不利于学生对液压传动知识的掌握和运用。现行的教学仍沿用传统的灌输方式,缺乏启发式、讨论式的教学方式以及师生之间的互动交流,导致学生缺乏独立思考的能力和创新精神。
4.与企业社会沟通和交流过少。许多工科院校在实践培养环节上存在较多问题,如与相应的企业联系不够紧密,致使学生不仅不能明确区分课堂教学和企业生产、制造、检验和调试的不同;而且缺乏对基础设备、工艺装备技术及国家行业标准的了解,使其在工作过程中表现为自身的专业性不强。
二、教、学、做一体化教学内容改革
1.课程体系的改革。将《流体力学》与《液压传动》相结合,将流体力学的各个基本知识交叉在《液压传动》的基本知识内,并将电气传动中与液压课程交叉较多的知识点,全面提高实验学时数。液压系统由包含多种液压元件的各种回路组成,各种回路之间协调工作,完成液压系统的既定功能。在液压系统工作过程中,需要控制各种阀的开启、关闭和比例调节,这就需要通过适当的电气回路设计实现液压阀和液压回路的相应功能,因此液压传动的讲授还应与电气传动知识点相结合,真正地实现机电液一体化。
2.启发式、项目式与精讲相结合的教学方式。《液压元件》教学中教师发挥主导作用,学生发挥主动学习精神。新增课程《液压系统仿真和设计》在学生基本掌握新知识的基础上,只要求教师发挥主导作用,学生发挥主动学习精神,结合教师精讲使学生进一步加深对新知识的理解。在课程的教学中,除配备有综合性系统实验支持外,课程的教学内容实现讲授与现场教学(科研实验室进行)、讲授与研讨(专题讨论)、讲授与自主学习(科研论文及宣讲)等综合型教学模式,培养学生的综合素质。
3.强调实践与研究融入教学过程。在实施教、学、做一体化的教学中,将部分课堂放在实验室,讲解元件结构、原理时,直接使用实物,辅助动画教学,并让学生动手拆装,使学生对元件及系统设计有更为直观的理解,通过教、学、做一体化教学方式增加主动学习和动手实践的机会,强调分析问题和解决问题的能力。给学生科学实践的时间和空间,增加课内实践教学学时,教学中安排丰富的设计项目,让学生亲自动手和全情投入。设置讨论型、项目训练型课程,采用课堂教学、科研项目训练与学生论文宣讲相结合的教学模式激发学生的学习兴趣。
三、实践教学方法改革
建设完善的专业实验教学体系,包括基本型,综合型、设计型、创新性型实验等多个系列,注重培养学生的个人实践能力、团队合作能力以及调控系统能力。建立实验实践结合、课内课外结合、校内校外结合、理论实验互动,能促进学生能力培养,模块化、分层次的实验教学体系。在教学体系设计中,注重遵循教育规律,科学地设置实验类型,通过基础层、综合层、设计层和创新层实验项目的训练,全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析问题的能力,使学生具有良好的创新精神和实践能力。如图1所示为流体传动与控制等基础课程模块化、分层次的实验教学体系。
第一层次为基础能力的培养。学生通过基础的实验项目的全面训练,掌握本学科实验的基本操作方法及技能,掌握液压元件的基本结构、拆装方法和工作原理,理解液压元件的基本性能测试方法,学校液压基本回路的控制特性,同时培养学生正确使用仪器、处理实验数据和写作实验报告的方法,达到培养学生严肃认真的实验精神的目的。第二层次为综合能力的培养。即学生通过提高型、综合型和设计型实验项目的训练,达到学生会自己设计实验内容,自组简易实验,实验后会总结经验,培养学生的综合实践能力和素质。第三层次为设计能力与自主思考的培养。通过增加大量的液压实训模型,比如挖掘机模型、叉车模型、推土机模型、起重机模型等,培养学生理论联系实际的能力,学生通过创新研究型实验项目的训练,培养学生对实际液压技术的观察能力、发现问题及分析问题的能力,并将所掌握的理论知识实验方法应用到实际中,培养其研究与解决问题的能力。第四层为创新能力的培养。该层是对课内实验教学的重要补充,通过创新研究型实验项目的训练,即由创新想法到创新设计,再到创新模型制作,最后形成产品创新的实践全程训练,培养学生提出自主创新课题、自主创新构思、创新设计和创新实践动手的能力。在实验过程中,鼓励学生自主命题,自行制定实验目标,进而完成自主设计、分析、实践、总结与汇报等全部环节。另一方面,可组织部分高年级学生,尤其是立志想读研究生的学生,参与教师的科研项目研究,辅助教师做一些试验性实验,为后期的科研实践打下基础。
传统的演示性、验证性实验已不能满足现代人才的要求。因此,在实验教学中,应引导学生向研究型、创新型发展,以小组为单位增加设计型和研究型实验。教师在实验中起指导性作用,以学生为主体,这样不仅能提高学生的动手实践能力,还有助于其创新思维的发展。
四、结束语
随着液压传动技术的迅速发展,不断地对教学改革提出新的目标和要求。本文从实际情况出发,提出了理论教学和实践教学相结合的方案,通过学生的实践环节和老师的科研环节,培养学生的创新思维和能力,有助于提高教学效果,培养学生的动手实践能力,实现教、学、做一体化的教学目标。
参考文献:
[1]李辉.液压与气压传动课程教学改革探索和实践[J].装备制造技术,2013,(1):202-203.
[2]左倩.液压传动实验教学改革的思考[J].廊坊师范学院学报,2009,9(5):125-126.
关键词:创新型人才;培养实践;安全工程
中图分类号:F241 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2012)33-0135-02
一、研究背景
中国政府历来重视煤矿安全工作,2006年国务院专门会议讨论瓦斯治理问题,加之煤矿安全的严峻形势以及安全欠账的实际情况,近几年数次拨专款投入煤矿安全(每年约30亿元),各地方政府也积极响应,配套相应的资金,这些措施都会直接推动煤矿安全工作的发展。另外,《安全生产法》及其行政追究制度等的颁布与实施,也迫使各级政府及企业领导进一步重视安全工作。还有企业领导自身的觉悟及认识的提高,必将进一步推动煤矿安全工作的发展。鉴于国家对煤炭生产企业安全重视,因此,如何培养高素质、具有实践和创新能力的安全技术与管理人才,如何将煤炭进行过程中事故率降到发达国家水平,加强煤矿安全与管理人才的培养是非常必要的,而且是十分迫切的,加强煤矿安全人才的培养,确保煤矿安全生产形势根本好转,促进中国煤炭工业可持续发展,同时对中国煤炭工业安全生产和经济可持续发展都有着重要意义。
二、培养目标
培养满足新时期煤矿安全生产的需求,具有良好的基础理论、实践技能、外语和计算机应用能力,掌握安全工程系统理论,具有宽广的国际视野、开拓创新意识以及结合生产实际提出和解决问题的能力,能在煤矿从事工程设计与施工、科技开发与生产经营管理等方面工作,具有较好的人文社会科学素养与团队精神、较强的社会责任感和良好的工程职业道德的本科工程型创新人才[1~2]。
三、培养标准
1.掌握相关的自然科学和工程理论基础知识。(1)自然科学基础知识与人文、社会科学知识。掌握中国特色社会主义理论与唯物主义哲学思想,具有社会责任感;经济、管理、法律、英语等方面的基础知识。(2)理论基础知识。掌握并能应用数学、物理、化学等基础知识;掌握安全工程所需要的工程力学、流体力学以及工程热力学等深厚的力学基础知识;熟练应用计算机软件、高级编程语言等现代工具与及相关信息技术;掌握电工、电子等相关基本理论知识;掌握地质学基础理论及工程制图基本方法;具有系统工程知识及系统思维方法。(3)工程专业知识。掌握矿井开采工艺及相关设计与管理技术;掌握矿井通风技术基本原理及相关设计与管理技术;掌握井巷工程设计与施工基本知识;掌握矿井灾害防治理论及防治工程设计方法;掌握矿山安全生产相关法律法规;掌握矿山经济理论基础及矿山企业管理知识;掌握矿山安全与劳动卫生基本原理;掌握矿山环境保护与可持续发展政策及相关技术;熟悉采矿技术规范,掌握矿山设计和数字矿山技术的基本方法。
2.具有运用理论知识和专业技能解决工程实际问题的能力。(1)工程项目评价、分析与决策能力。具备认识和系统表述安全工程领域各环节设计、技术和施工管理等问题,以及初步系统规划研发的能力;具备建立本领域技术分析模型的能力;具备识别及分析影响矿山安全生产的不确定性因素、风险因素的能力;具备提出解决矿山安全生产问题的方法和建议的能力;具备应对危机与突发事件的初步能力。(2)实验和分析能力。熟悉本专业国家和行业的标准与规范;具备查询相关资料或者电子文献的能力;掌握相关实验操作技能,具备分析实验数据、书写实验报告与归纳总结的能力。(3)系统思维能力。具备运用整体思维方式,全局性和系统性地考虑矿山通风与安全工程项目实现的能力;具备梳理矿山安全生产各环节的关键问题、难点以及影响因素的能力;具备针对解决问题的方案进行论证、总结并得出结论的能力。(4)创新精神以及吃苦耐劳的敬业品质。积极探索安全工程领域的新问题、新发展;具有执着的工作态度,并能够结合具体条件善于运用灵活方式合理解决问题;敢于质疑,勇于创新的精神;谦虚谨慎,戒骄戒躁;保持求知欲和终生学习的态度;高效、合理地管理时间和资源;培养吃苦耐劳的精神 [3~4]。(5)职业道德和职业精神。具有高尚的职业道德,正直,富有责任感;遵守职业行为规范,遵纪守法,遵守行业准则;主动规划个人职业方向与发展;与世界安全工程界保持同步,与时俱进。(6)进行安全工程专业技术产品开发和技术改造与创新的初步能力具备发现问题的能力;具备创新的意识;具备创新所需的专业知识;掌握一定的创新方法。
3.具有团队协作和沟通交流的能力。(1)团队精神。培养合同协作的团队精神;具备组织协调和领导能力;善于技术分工和协作,共同完成目标。(2)交流与沟通。具备交流与沟通的意识和能力;建立与安全工程界进行交流的组织结构;具备运用写作、图表、电子和多媒体进行交流的能力;善于口头表达,能够作报告和会议进行交流。(3)国际交流。能够运用外语进行交流;具备参加国际专业合作项目的初步能力;熟练运用外语查阅相关文献。(4)团队管理及组织协调能力。具有丰富的团队管理经验,善于调动团队积极性,激发团队战斗力;良好的组织能力以及冲突协调能力。(5)项目评估能力。掌握正确的项目评估方法;了解项目评估的过程;具有发现问题并及时提出改进意见的能力。
4.具备在一定的企业和社会环境下的综合工程实践经验。(1)参与矿山安全国际化。了解矿山通风与安全的发展及矿业工程发展国际化趋势,了解相关国家矿山安全生产领域的政策和法规,具备参与矿山安全国际化的能力。(2)适应社会背景环境。应用矿山通风与安全专业基础知识与可持续发展相关理论,分析矿山通风与安全对社会财产、生命安全、矿山绿色可持续发展的推动作用,能够利用专业知识为社会作贡献。(3)矿山通风与安全工程项目设计。应用学科基础知识和安全工程专业知识,进行矿山通风与安全工程项目的设计能力。(4)矿井灾害防治规划与设计。综合应用学科基础知识和专业知识,进行矿井灾害防治规划、技术设计及施工设计的能力。(5)安全工程实施能力。应用安全工程专业知识及管理知识,进行矿山工程项目施工组织管理、质量控制及成本控制能力。(6)矿山企业运营与管理。熟悉矿山企业运营特征,确定矿山企业生产运行的方式和资源优化,规范企业职工培训与岗位管理,具备通风与安全技术管理、矿井灾害防治和矿山生产经营管理能力。
四、培养方案
培养模式为“3+1”模式:即三年在校培养,以及累积一年在企业的生产实训培养。第1~4学期按安全工程专业大类培养。第4学期末,采取双向选择的方式,在安全工程大类学生中选拔有志于从事“矿山通风与安全”工作的学生60名左右进入本计划,按本培养方案培养[5~6]。
企业参与学生培养的整个过程:除参与学生在企业实训期间的指导工作外,企业导师还参与学生培养方案的制定、教学计划的编制、部分校内课程的讲授以及毕业答辩等过程。
以矿业工程、安全科学与工程主干学科,主要课程为:流体力学与流体机械、工程力学、工程热力学、传热学、物理化学、安全系统工程、煤矿地质学、采矿学、矿井通风学、煤矿安全管理、矿山安全法规、安全经济学等。特色课程为:矿井通风学、矿井瓦斯灾害防治工程实践、矿井火灾防治工程实践、矿井安全新技术讲座。
主要实践性环节:矿井开拓开采工程实训、矿山地质工程实训、矿井通风系统测控工程实训、矿井灾害防治工程实训、矿井灾害应急救援工程实训、矿井开拓开采与通风安全综合设计等。
学生至少应修满200学分,其中理论课程151学分,实践环节4分(含素质拓展环节4学分)。标准学制为四年,学分修满后授予工学学士。
五、结论
通过优化安全科学技术专业课程体系,凝练基础理论课教学内容,更新专业核心课程的内容,突出专业课新知识和实践教学环节、新技术;改革现有选修课的设置提高学生的科技创新能力,构建既实用又可灵活衔接的专业课程体系,带动专业整体教学质量的提高。形成安全科学技术专业人才“基础实、知识面宽、能力强”素质高、创新能力强的鲜明特色。
参考文献:
[1] 窦培谦,胡广霞.安全工程专业实验课程体系设置研究[J].中国安全科学学报,2008,(6):51-54.
[2] 宋守信,杨书宏,傅贵,等.安全工程本科教育专业认证的方法与实践[J].中国安全科学报,2008,(8):50-57.
[3] 袁昌明,谢正文.安全工程高等教育人才培养模式的探讨[J].安全与环境学报,2006,(6增刊):35-37.
[4] 田震,马小明.安全工程专业本科生多样性人才培养[J].安全与环境学报,2006,(6增刊):17-19.
一、在理综模式下学生自学能力的培养
在这种高考模式下,物理学科和其他两门学科会同时进行考试,成为了一个综合类的理综考试。当然。随着高考越来难度越大,有些题目学生甚至于连读题都成问题,所以学生的自学能力一定需要提上去。书本和课堂固然是物理教学过程中最为主体的部分,但是在课后学生对于这些课程的知识点的学习往往取不到预期的效果所以物理学科在进行教学的过程中一定需要主意培养学生的自学能力,在预习、复习和作业完成的过程中,都需要这样的一种学习的技能,只有学生的自学能力提上去了,才会在语数外三本基础课程学习好的前提下,继续搞好交叉过程中的物理学科的学习。
二、在理综模式下增强例题的示范作用
既然是综合课程的学习,那么在学习的时间上就一定会出现一定的侧重,在现今的理综课程的学习过程中,很明显物理学科还是占据着很大的比重的。高中物理教学过程中,教材上的例题的示范性作用还是需要加强的,教师在完成了基本知识点的教学外,一定需要认真讲解课程中遇到的例题。例题具有典型性,一个例题的讲解,往往包含了基础知识点的复习和解题方法的训练。基础的知识点的训练,当然包括基础的物理解题的格式和物理的术语的运用,还有基础的图表的绘制等方面。而解题的方法,可能对于应试教育下的物理学科的教学会更加有成效。在“3+x”的模式下,对于考生的要求还是偏重于怎样快且准地完成考试,所以一定需要老师在针对于这样的一类型的题目以例题为切入点,培养学生的解题思路和寻找解题突破口的方法。在这样的教学过程中,也实现了师生之间的互动,使老师能够更准确捕捉到这样的一种教学模式下,学生最需要的是什么,学生也更加有机会和勇气进行质疑,得到更为贴切的答案。
三、在理综模式下重视物理实验技能
理综考试的基本题型中必然会出现一到实验设计的题目,这道题目的目的在于考查学生在进行综合课程学习的过程中,相应的实验技能和只是贮备有没有相应得到加强,能否有能力独立地解决一些在实验上的问题。
物理学科中的很多数据和规律,都是由前人反复实验得来的,所以实验室很重要的。教材中几乎每出现一个新的知识点都是由实验切入的,这样的基础入门实验,尽量要让每一位同学都有亲手参与的机会。在这样的氛围下,让学生接受一个新的知识点,不仅提高了速度还是使得学生的学习热情得到激发,让他们有想法去探究一个物理现象背后的奥秘。当然,在进行物理实验教学的过程中,一定需要注意的就是规范的操作,三令五申地进行强调,这是一个学科实验习惯的养成的最佳时间,习惯养成了,才能够有效地在后续的实验过程中快速地发现症结所在,成功地完成一项实验。
在这样的一种将实际操作的比重大大增加的教学模式下,最主要的还是训练学生的创新能力,现阶段着重强调学生的创新性思维。只有发现了问题,才会去想对策,只有开动了脑筋,才会有新的东西出现,这就是所谓的创新。在物理学科的教学过程中,单就实验而言,确实会出现很多的问题,学生一定会去探究这些问题的成因和解决的方法,所以这也不失为一个很好的在“3+x”模式下,训练学生的创新能力的有力措施。
四、在理综模式下,实现学科之间的综合
前面已经提及了“3+x”的主要目的,就是学科之间的交叉和综合,主要训练学生的综合课程的能力。在学科上交叉,在学科内综合,也就是“x”的精髓。物理学科的教学,还是注重以本为本,前者是指教材而后者就是基础,将基础打牢才能高楼耸立。花了大量的时间实现了基础的知识点的学习和基本的实验技能的培养之后,就可以适当地引导学生在一定程度上的小综合了。这样的综合的实现,就是让学生打破学科之间的条条框框,实现学生针对于物理、生物、化学、地理、社会等多个层面的渗透。例如,在学习“能”这一章的时候,要知道除了常见的机械能以外,还有生物体的生物能,化学物质的化学能以及一些其他的能的存在和相互之间的转换,而其中转换所采用的途径就会借助到物理学科中的其他领域的知识,如热力学和流体力学,等等。当然,实现学科间的交叉,最主要的还是依靠大量的阅读,一定需要具备很好的阅读能力,才能充实自身的知识储备,完成学科之间的有力交流。
[关键词]建筑环境;设备工程;应用;设计
中图分类号:TU-024 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0251-01
1.引言
长久以来,在我们居住的城市,绝大部分地区都可以享受到良好的水电暖服务。这些设备和条件为日常生活提供了很大方便,使我们能在一个舒适的环境中度过愉快的时光,人们都渴望有温暖舒适的环境供居住和工作。而这方面的工作正是建筑环境与设备工程专业人员所从事的。近年来人们对节能减排、绿色发展的呼声越来越高,建筑与人们的居住生活息息相关,建筑环境的营造好坏、设备工程的运行好坏,都必须达到或满足健康、绿色、节能的标准,建筑环境与设备专业和这三个方面有着密切的关系。在环保意识不断增强的时代,建筑环境与设备工程专业有着重要的研究领域和应用前景。
除原有的传热学、流体力学、热力学外,我们需要越来越多地掌握人与建筑、人与自然等方面的知识,包括生理学、心理学、气象学、生态学、城市规划、建筑设计等学以及声、光等知识,努力营造建筑物内适宜而健康的人工热湿环境,使之满足于需要。1998年高校扩招以来该专业获得了巨大的发展,培养了无数的专业人才,暖通行业也已成为建筑与房地产各界共同关注的焦点之一。
2.建筑环境与设备工程的专业优势分析
在我国,建筑环境与设备工程专业,是建筑物采暖、空调、通风除尘、空气净化和燃气应用等系统与设备以及相关的城市供热、供燃气系统与设备的设计、安装调试与运行等方面工作的专业。一般来讲,建筑环境与设备工程专业主要学习流体力学、工程热力学及传热学的基本理论,学习供热通风空调系统的设计原理与方法和施工安装与运行管理方面的基本知识,以掌握各种系统的设计及相关设备的选择,具有施工安装及运行管理和科学研究的初步能力。可见,建筑环境与设备工程的专业人员有很大的施展空间。
随着时代的社会发展与城市的不断扩大,现代建筑日新月异,已不再是过去的平房或低楼层、格局死板的建筑,出现了大量新型建筑体系,对内部的设备也提出了更多和更高要求。因此,迫切需要能适应现代建筑发展的建筑环境与设备工程的工程专业技术人才。
3.建筑环境与设备工程的具体设计分析
暖通空调系统是绿色建筑的主要耗能部位,在设计时要特别注意的就是采取节能设计、以降低能耗,下面主要从节能的角度分析一下绿色建筑的暖通空调设计。
3.1 利用结构设计,改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失
通常,对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题。热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数,如采用PMV-PPD指标对空调系统进行调控,可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。
3.2 采取过程设计思路,减少热媒介输送各个环节中的能源消耗
在开展暖通空调系统的节能设计过程中,应在各环节上减少能源的消耗,从具体的设计和运环节出发 , 建立整体的节能空调体系。热媒介输送系统的节能设计应在材料的选择热能输送系统等方面的设计上实现。热媒介输送系统应选择新型的保温材料,如用热水预制保温的直埋管等措施,从而减少热能在运输过程中的损失。还应利用算机系统对空调供暖系统进行全面测试,并采用平衡阀以及智能管网,实现对管流量的科学分配和有效管理,通过提高传输效率实现节能。空调系统的节能设计应建立有效的动力传输系统,从而能实现对动力系统的优化设计和施工,为建立效的空调系统的施工和节能奠定良好的基础。动力系统可选择效率较高、负荷特好,具有大温差、低流速以及低摩阻的动力供应管道,运用输送效率较高的载能的动力设备,有效提高输送效率,建立节能的空调系统运行模式。
3.3 加强空调系统中热回收利用的再开发、再设计、再建设
多年的研究与实践表明,空调系统中热回收是空调节能的又一种新思路,即利用换热方法将空调系统中废弃的热量重新回收利用起来。具体方法是在风系统中使用新风换气机等热回收装置,使用排除的室内低温(高温)空气对引进的室外新风进行预加热,据目前国内此类厂家的检测,换热效率一般可达70%以上,大大减少了用于处理新风的冷热量损失。空调水的热回收利用是对制冷机的冷凝器稍作改动,就可以同时供应35℃-40℃的热水。不需要或用不完热水时,可以从冷却塔排出;大量供热水时,由于进水由自来水补充,水温较低,还会使制冷量适当增加,不会有负面影响,同时可以有效地减少排放的热量对大气的热污染,可以说是一举数得。对已有的制冷机而言,改造工作量很小,这种设备在国外已有大量的应用。例如:(1)新风系统变频变风量控制,包括主送风机、和楼层新风机。在夏季中央空调运行过程中,主机40%的能耗用于冷却新风,因此,对新风量进行合理的调节,可以使主机消耗功率降低。新风的作用是为楼宇提供清洁、卫生的新鲜空气,保障楼宇环境的健康舒适,但是楼宇外部气温高或湿度大时新风过多会将更多的外部热湿空气带入楼宇,增加主机制冷功率、运行时间和新风设备电能消耗。因此通过计算机对楼宇内外环境温度、湿度、焓值及空气品质的检测,在每年的不同季节、每天的不同时刻利用变频装置对新风机进行转速调节,可以便新风系统明显地节能。(2)空调机变频变风量控制,由于空调设备至少有10%设计余量,因此根据空调机制冷区环境温度,在50%-90%范围内对空调机进行交频调速,可使空调机动态节能25%-75%。另外由于变频调节时风机电流大幅降低,功率因数提高到1,风机发热率可降低70%以上,使用寿命延长3-5倍。并且可以使楼宇内“忽冷、忽热、过冷、过热”现象将不再出现。(3)排风机变频变风量控制(或定时开停控制)。排风机的作用和新风机相反,是将楼宇内的污浊空气排出,其运行条件是对空气品质的测量数据。因此,在楼宇内加装空气品质传感器,根据空气品质决定排风机的变频转速(即排风量)或起、停,至少可使排风机节能25%-75%,并同时减少冷量散失。