建筑环境与设备工程专业实验教学体系探索

摘要：以华北水利水电学院为例，分析了现阶段国内建筑环境与设备工程专业实验教学体系的现状和存在的问题，在构建新型实验教学体系方面进行了初步探索，并对此过程中可能存在的问题进行了讨论。

关键词：实验教学；创新能力；开放实验室

华北水利水电学院（以下简称“我校”）自2000年开始正式招收建筑环境与设备工程专业（以下简称“本专业”）的本科生。我校把本专业的培养目标定位为：培养具备供热、通风、空调、制冷、供燃气、建筑给排水、建筑电气等城市大型建筑热能供应系统和公共设施系统的设计、安装、运行、研发能力及具备特殊空间环境的设计开发能力的高级工程技术人才。

实验教学是本专业学生动手能力和创新能力培养的重要途径。我校一直很重视专业实验教学，在实验室软硬件建设和实验项目开发上一直都有较大的投入。但是建筑环境与设备工程专业的实验内容一般为随堂实验，即课程中附带的实验内容是作为该课程的一部分出现的，国内大多数院校的实验情况也基本类似。经过多年的积累，实验内容基本完善，可以满足课程大纲要求，但仍存在一些问题。[1]

一、专业实验教学的现状

1.对实验教学的重视不够

实验教学一直以来都是工科院校培养学生能力的一个重要途径。但是，很多学校的实验教学仅仅是课堂理论教学的补充、验证和延伸。实验课一般不单独计入成绩，而是作为理论课成绩考核时的一个参考，导致学生对实验课的重视程度也远远不如理论课，甚至使很多学生形成了实验课上不上都行、上不上一个样的错误认识。另外，对于实验教师来讲，实验教学是在专业课程之后开设的，在时间和实验室资源的利用上灵活性很小，这在一定程度上限制了他们的创造力和积极性。

付祥钊[2]等人对即将毕业的学生进行了一项关于建筑环境与设备工程专业实践环节的调查。调查发现，学生肯定率最低的是实验。除运行知识获得32%的肯定率外，其他方面的效果肯定率均只有20%左右，与毕业设计80%的肯定率形成了强烈反差。

2.学生实验基础理论、基本技能欠缺

实验技术是一门严谨的学科。从事科学实验需要很强的实验素养，如实验的测量技术、实验的数据处理和误差分析、实验方案的设计、实验进程的规划等。这些知识和技能的掌握都需要系统的学习。现在的情况是大多学校的建筑环境与设备工程专业并未专门开设实验技术课程，学生没有任何系统的学习。学生在实验操作过程中并没有一个科学的实验方法作指导。这就造成了实验过程很不规范，实验结果的处理方法也是千差万别，非常随意。这些对学生严谨的学习态度和科研素养的培养极其不利。

3.实验设备陈旧、人均台套数严重不足

近些年，学校加大了对实验室建设的投入力度，实验条件也得到了明显改善。但是对于本专业来讲，实验设备又有其特殊性，仍然不能满足实验要求，主要体现在以下几方面：

（1）专业实验设备多为大型设备，同型号多台配置难度大。本专业的实验设备除了一些基础测量仪器外，大多都是一些体积比较庞大，占用实验室面积较大的设备。大量配置需要占用很大的实验室面积，实际操作起来比较困难。

（2）专业人数较多。虽然我校不断完善实验室的硬件建设，但是目前的情况是专业学生人数较多，导致许多实验项目都是部分学生能够亲自动手操作，多数学生只能够“围观”，得不到很好地锻炼，大大降低了学生学习的积极性，同时也增加了教师对实验成绩考核的难度。

4.实验项目配置不合理

本专业开设的实验项目大致分为演示性、验证性、综合性、设计性等几个类型。但是，目前的情况是演示性、验证性实验项目占的比例过大。学校编制的实验教材对所需仪器设备、操作步骤、观察内容甚至实验结果等均已作详细说明，学生做的只是验证一下与教材内容是否相符及分析实验结果。这直接导致了学生实验程式化，毫无主观能动性，对学生科研能力、创新能力的培养更是无从谈起。[3]

二、新型实验教学体系构建的几点想法

1.实验课程集中化、单独设立学分

把本专业的主要课程的专业实验进行整合，开设一门独立的实验课，设置单独的学分，其中包含3～4次的实验理论教学。这样做有以下几个优点：一是通过几次理论教学可以教会学生一些实验的基本理论，包括实验的数据处理、误差分析、实验设计的方法等。二是提高了学生对实验课程的重视程度。三是系统性和综合性比较强，便于学生将所学到的专业知识统一考虑。四是教师可以通盘考虑，在实验项目的设置上有更好的自由度，把一些简单重复的如温度、压力、相对湿度、速度以及流量、热量、环境噪音、照度、洁净度等实验项目集中开设，为大型设计性、创新性实验项目节省出时间。

2.优化实验项目构成

适当减少演示性、验证性实验项目，增加综合性、设计性实验项目。这就要求实验教师在实验教学方面有更加深入的思考，深度的挖掘实验室资源，对一些实验设备进行二次开发，整合一些实验项目。在完成一些专业理论验证的演示性、验证性实验的基础上，增加一些能够发挥学生主观能动性和创新思考能力的设计性实验项目。

3.对相关实验室资源进行整合，最大程度利用现有资源

我校在2004年就成立了环境工程实验中心，下设给排水实验室、环境工程实验室、建筑环境与设备工程实验室、消防工程实验室、化学实验室、微生物实验室和工程环境检测室。现在的情况是本专业的学生实验仅仅局限在本实验室内部，其他专业实验室的资源很少甚至没有得到任何利用。资源整合后，可以适当改善实验室设备紧张的局面。例如：环境工程实验室的大气污染物的检测、工程环境检测室的空气品质检测可以与本专业的建筑环境测试的部分专业实验合并；消防工程实验室的火焰传播实验可以作为燃气工程的实验开设。

对相关实验室资源进行整合后，学生专业实验项目增加，教师在实验项目开设时选择的余地更大，可以更好的根据大纲和实际教学情况选择更加合适的实验。另外，学生在此过程中可以开阔自己的眼界，眼光不仅仅局限在本专业内部，这对学生创新能力的提高也会起到很大的作用。

4.完善专业实验室开放制度

近年来，开放实验室制度在高校创新人才、学生科研能力的培养中的作用已经得到广泛认可。实验室的开放不仅是指仪器设备与时间概念上的开放，更是指实验课程、实验项目、研究课题的开放。充分利用实验室的物质条件、学术和技术优势，将实验室的资源部分或全部地提供给实验教学、科研研究，实行一定条件下的资源共享。[4]

开放实验室一直是高校教师和学生进行科学研究的重要领地。因此实验室的规范管理、实验室资源的合理搭配和利用、人员的合理安排和使用对学科的发展与学生的培养就显得尤为重要。

三、对新型实验教学体系构建的建议

1.需要进一步完善实验室管理制度

一个好方法的执行需要一个完善科学的制度来规范与约束。因此，在改进实验教学体系的同时，首先需要有一个完整的、科学的实验室管理制度。

2.实验教师的业务水平需要进一步提高

在新的教学体系下，对实验教师的实验教学、专业素质、仪器操作水平有新的要求。另外，在开放实验室的大环境下，学生的思路会得到进一步开阔，可能会提出一些教师也不曾遇到的问题和实验方案，这就要求教师要不断学习，不断提高自己业务水平。

3.需要加大实验室资金投入力度

开放实验室制度的形成，会直接增加实验室正常运行的费用。在当今教育经费普遍紧缺的环境下，如何使开放实验室更好的运行，需要实验室管理者做出进一步思考。例如，可以与有技术需求的企事业单位联合，设立创新实验基金、奖学金等，国内外一些院校在这方面已经做出了很好的尝试。

四、结语

建筑环境与设备工程专业实验作为本专业实践教学的重要组成部分，在培养学生动手能力和创新能力方面的作用逐步提高。为了适应新的教学需求，对实验教学体系的重新定位和创新显得尤为重要。本文对现在的实验教学体系存在的问题进行了深入分析，并提出了改进创新的一些方案。相信在新的实验体系下，实验设备可以得到更好地利用，学生实验积极性和实验效果会得到明显提高。

参考文献：

[1]夏国强，孙春华，等.建筑环境与设备工程专业实践教学环节的建设[J].中国电力教育，2009，（10）.

[2]付祥钊，邓晓梅，等.建筑环境与设备工程专业实践教学效果调查与分析[J].高等建筑教育，2009，（1）.

[3]余涛.建环专业实验教学改革[A].制冷空调学科教育教学研究——第五届全国高等院校制冷空调学科发展研讨会论文集[C].2008.

[4]孔永红，卢卯旺.新建地方本科院校物理学专业开放实验室研究[J].湖南科技学院学报，2006，（11）.

（责任编辑：孙晴）

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