《教育理念更新》PPT课件.ppt

教育理念更新与实用型工程人才培养 朱颖心2008年11月 人才培养中存在的问题 通过历年 人环奖 竞赛考评 研究生入学考试发现的问题学生可能掌握了工程制图 施工操作等技能 但却缺乏分析专业相关问题的能力学生可能背熟了书本上的概念定义 但面对一个具体的问题就不知道应该如何运用这些概念学生可能很精于公式计算 但却对问题的大方向却缺乏定性的认识 问题举例 给办公楼设计空调系统 请对比一下VAV和风机盘管加新风两种系统在能耗和环境性能方面优缺点100 的答案 VAV优于FCU OA理由VAV是先进技术VAV可以适应负荷的大变化 所以更节能VAV具有独立调节功能VAV可以维持均匀舒适的室内环境背出一大篇教科书上写的VAV和FCU系统定义 组成 优缺点 反映出来的问题 学生缺乏分析能力和思辨能力 只会纸上谈兵有知识 缺能力不能把背的知识与问题结合 什么样的学生是实用型的人才 遇到一个现象 水泵总被烧坏毕业生A 熟练地修好水泵 装好 但一次一次地又被烧坏 毕业生B 认为系统阻力太大 把泵憋坏了 建议业主换一个大泵或者换一个大电机 毕业生C 观察了水系统的结构和阀门的开度 研究了水泵的性能曲线 翻阅了教科书 认为水泵的扬程选得太大 导致运行电流过大 建议业主换一个小泵 谁是真正的实用型人才 教育理念的问题 效果学生负担加重 厌学学生可能记住的知识增加了 什么都知道一些 但还是不会用学生可能胜任很好的 手 在他人的指挥下计算 操作 但缺乏判断力比高职高专的学生强在哪里 坚持灌输型教学的一些误区 误区一 生源条件不好 讲少了不行 对重复繁琐的讲解 好 学生可勉强忍耐 差 学生更加听不下去 坐不住很多 差 生在自主学习环节中反而表现出色误区二 讲少了 学生得到的知识就少了 我们头脑中的知识有多少是被我们的老师灌的 讲少不是问题 关键看讲什么讲很多细微末节的东西 湮没了重点 多 少很多内容左耳朵进 右耳朵出 讲了也白讲 应该去掉 放到实践环节中教效果更好 本科与高职高专执业能力的区别 本科人才设计 制定方案 做可行性与技术经济分析施工 系统与设备调试运行 优化运行 故障诊断楼宇自动化 做运行决策和控制方案 系统调试 高职高专人才设计 落实已经确定好的方案 绘制施工图施工 安装操作运行 值班 设备维护与维修楼宇自动化 安装 本科与高职高专教育的区别 本科教育以培养工程师为目的基础厚 适应能力较强重分析能力通识型专业人才 有发展后劲培养方法较厚实的基础理论培养专业课训练重思考与分析实习内容要综合运用知识 高职高专以培养技术员为目的基础相对薄 重专门知识传授重操作能力专才 基本定型培养方法较少基础课专业课门类多 介绍为主实习着重操作能力训练 两种人才都是亟需的 最忌两边都够不上 地方院校灌输的知识比高职高专多 但学生记不住分析问题的能力不比高职高专强动手操作能力比高职高专差 重点院校研究生培养和科研水平很高 但与本科教育脱节本科教育不比高职高专强多少 只是靠生源好来弥补如果缺乏对应用问题的思维能力 就不可能培养出对科学问题的思维能力 总结 本科教育的关键打下宽厚的理论基础对建筑环境系统的分析能力定型产品越来越多 掌握性能系统形式越来越复杂 规模越来越大 整体分析如何培养分析问题的能力 从两个角度入手课程体系和教学内容教学方法 为什么课程体系和教学内容非常重要 靠教师讲课技巧的提高是远远不够的更重要的是知识灌输型启发引导型 学生主动参与型专业课程的内容需要合理地设计 规划 专业课到底该讲什么 先搞清楚专业课是什么东西 基础课基础课是Science基础理论是相对稳定的 每一个进步都会带来技术质的重大变化掌握基础知识任务是知识传授 但不是灌输 尽量掌握必备的基础理论 专业课专业课是Technology技术是与时俱进的 是永远教不完的培养运用基础理论去解决专业问题的能力重点是方法和能力 而不是知识的传授并不一定要用尽所有学过的基础理论 基础课与专业课 基础课与专业课之间的互动关系基础课是制造砖石 专业课是用砖石盖房子 如果专业课依然只是制造砖石 那么就永远盖不出房子来专业课也需要传授一定的知识 但只相当于粘合砖石的灰沙 而更重要的是学会盖房子的方法 基础课 专业课 基础课与专业课 创新能力靠的是扎实的基础理论要有足够数量和质量的砖石才能盖好房子没有扎实基础的创新搞出来的是伪科学缺乏宽厚的基础就没有创新的思路专业课的学习反过来会促进理论基础的扎实盖房子的时候能够发现砖石是不是够多 是不是够结实专业课是使基础理论的扎实化的环节 让学生 开窍 专业课的内容 传统的观念 强调知识的灌输从基本原理 系统结构特点 设计计算 校核计算 课程设计 形成一个独立封闭的体系 甚至似乎与前面学过的基础课无关 有大量简化的经验公式 存在的弊病只告诉学生这个技术现在就是这样的 但没有告诉学生为什么现在是这样的 它的历史和未来又是什么样的大量罗列技术和设备 但对其特点 适用条件只是概念化的介绍 缺乏深入的分析 重点放在了教学生做细致的设计计算 但对大方向的问题却没有涉及 分析能力的培养要贯穿整个课程体系 专业课 以暖通空调为例 重点讲方案分析 包括系统构成特点 原理 适用性 空气处理方案 气流组织形式的用法等课程设计 毕业设计重点 设计方案的分析和论证 方案的实现方法施工图并不应该是最重要的环节 实习与实验竣工和运行调试 锻炼系统分析能力 专业课该讲什么 专业课与其他教学环境的关系上要密切联系基础课程 下要密切联系工程实际应该讲的内容技术和设备的特点 原理 发展背景 应用条件 优缺点判断 以工程应用为依托来介绍技术组合方案分析 在某种条件下 为达到某种目的 如何选用不同的技术没有必要讲的内容非关键的技术细节设计和校核计算 专业课该怎么讲 课堂教学中应强调基本概念 原理与宏观的技术分析 讲的是精华 是 导读 切忌 纲 的内容不够 讲得太细 导致只见树木 不见森林突出 纲 是教师的长处 学生的短处教师的体会 思想是最吸引人的 否则大家可以自己去读书技术细节与技巧问题依靠学生自己解决 习题 阅读 习题的设计有讲究 留待动手型环节中解决 靠学生自己体验优点在有限的学时内 提高了效率 提高了教学质量提高了教师讲课的精彩度和吸引力 专业课该怎么讲 应该告诉学生的是 现有的技术是怎么发展过来的 其局限性是什么 对未来的展望 高技术 不是为了 高 而产生的 只要简单技术就可以解决的问题就不需要复杂技术没有包医百病的最优技术 所有技术的发展和应用都必须具体问题具体分析工程问题没有标准 唯一 答案 没有最好只有更好我们这个专业最高的境界不是繁复的计算和高新技术 而是对技术恰到好处的精妙地运用 创新就是这样来的 如何讲课和出习题 空调系统的形式是怎么发展过来的 几种不同系统形式是怎么发展出来的 为什么全空气系统在美国得到充分发展 双风道 VAV 而日本则喜欢半集中系统 风机盘管 VRV多联机 习题举例在需要输送相同能量的情况下 试分析全空气系统和全水系统哪个介质输送的能耗大 注 空调箱风机扬程500 800Pa 风机盘管末端扬程10 15mH2O 商务宾馆群房一层的空调采暖系统分区 给出分区和拟采用的空调采暖系统形式 1 2 空气处理过程的组合 先加热还是先加湿 怎么加 不同空气处理过程组合的特点和长处 工作区 典型上侧送风的温度场 设计标准26 6 温差送风 送风温度20 风口尺寸0 5 0 1 风量0 1m3 s 出口风速2m s 风口位置距吊顶0 1m 降低送风速度的温度场效果 6 温差送风 送风温度20 风口尺寸加大至0 6 0 3 出口风速0 55m s 加大送风温差的速度场 大面积滞留区 气流短路严重 不同气流组织类型组合的实例 中庭 课程设计 课程设计要避免只是学一个死模式课程设计的题目应为学生提供更大综合运用知识的空间设计重点方案设计 要强化方案能力 一定要做空调采暖方案和冷热源方案的对比分析初步设计 细化过程分析施工图设计 了解表述方法 关于实习 安装 制作型实习技能训练 技工操作通过短期训练学习一种技能 与前面学习知识关联不大可以放在入学不久 甚至作为认识实习的一部分不足以完成本科生的生产实习训练 施工调试 运行调试实习知识的综合运用 工程师训练通过一个短期的环节把长期学习的知识进行实际运用一定要放在主要专业课完成之后能够满足本科生生产实习的要求 应大力推动实战型运行调试实习 实战型实习的内容为现有的楼宇空调系统进行调试 能耗诊断实战型实习的可行性大量的公共建筑存在性能与能耗上的问题 有庞大的社会需要实战型实习的必要性锻炼教师队伍的工程能力和对专业的深入认识学生真正学到东西 训练了综合能力从中找到新的科研方向和题目难度教师敢不敢去动手接活 从免费服务入手 工作量和难度加大 清华大学的做法 培养方案与教学安排 总学分要求 175143理论 32实践 理论课学分含实验和课程设计 人文社科类 35自然科学基础 36工程技术基础 43专业课 29必修主干专业课 11综合课程设计 12专业任选课 6实践环节 32夏季学期 17综合论文训练 15 特点 实践教学时间长 任务非常饱满实习认识实习 3周建筑实习 2周运行 生产 实习 5周综合课程设计16周 12学分课程实验设计型课程实验 占用大量课外时间 课程建设特点 把实践教学作为夯实理论基础 培养专业实践能力 拓宽专业知识面 提高教学效率的重要途径 实践教学介绍理顺课程体系 减少纯讲述型的课时 利用专业实践培养灵活应用基础知识的能力 又强化了专业技能 讲授型课程引入实践环节课程设计综合化讲授型环节向实践型环节转化压缩专业课学时 增加设计训练学时运行 生产 实习实战化原有的实践性环节进一步强化 建环专业的实践环节安排 专业基础课 公共基础课 专业基础课 专业基础课 专业课 专业课 综合课程设计12 综合论文训练15 公共基础课 公共基础课 运行 生产 实习5 认识实习3 建筑实习2 金工实习2 第一学年 第二学年 第三学年 第四学年 军训3 专业提高课与任选课 例1 建筑环境学 二年级下学期上课 32学时 学生第一次接触专业内容特点充分利用学生的课外时间进行实践教学要求每人要求做2个大作业 至少有一个实验型的内容期末每人选择一个大作业进行答辩考核平时作业20 期末开卷考试30 大作业50 文字报告20 口头报告30 大作业选题研究生提出并招聘参加者 教师把关 讲授型课程引入实践环节 大作业 学生普遍反映大作业对他们的学习方法影响很大对专业有所了解 并提高了兴趣从被动学习转变到主动学习 学会不依赖课堂和教材 会利用参考书和查阅文献第一次学习做研究型的实验 知道什么叫做研究二年级就开始进入实验室参与专业研究工作 学生对校园不同区域热岛现象进行测试分析 讲授型课程引入实践环节 例2 建筑自动化 江亿院士主讲 大三下学期 专业课课内48学时 增加了没有学分的20学时的课外实验和参观 6个实验 1个现场参观 安排分不同阶段有4个大作业 内容是为某种类型的建筑设计楼宇自控系统 BAS 方案 以学生4人小组为单位来完成作业 不同阶段有多次讨论课 各小组每人轮流做大作业口头报告 其他小组和教师进行质疑 讲授型课程引入实践环节 例2 建筑自动化 考核方式依据几次大作业书面与口头报告的成绩来综合给出效果学生参与感非常强 讨论非常踊跃 大家争相发言抒发己见通过讨论 把老师课堂上没有讲过的问题或者在自己的方案中没有想过的问题都搞清楚了在教学评估中一直在建筑学院名列前茅 1 讲授型课程引入实践环节 其它课程 建筑环境测量技术 课内32 课外实验不计学时 经典小实验基本传感器的使用 热电偶制作 传感器标定等大作业 现场测试 2005年 清华节能楼围护结构热工性能与空调 冷热源系统测试考核 小实验 大作业 期末考试采用大作业答辩考核方法的课程热质交换原理与设备流体网络原理小型空调制冷系统分析 空调与制冷工程案例分析 讨论课 生产企业参观 开卷考试 讲授型课程引入实践环节 建环专业的实践环节安排 专业基础课 公共基础课 专业基础课 专业基础课 专业课 专业课 综合课程设计12 综合论文训练15 公共基础课 公共基础课 运行 生产 实习5 认识实习3 建筑实习2 金工实习2 第一学年 第二学年 第三学年 第四学年 军训3 专业提高课与任选课 暖通空调综合课程设计 安排在运行实习后 可以充分消化运用运行实习获得的知识每周4个半天 有专用教室教师指导教师5人 助教博士生1人学生每组4人 选出1人担任组长 专业课学时压缩 转移到设计中 课程设计教学内容 与建筑学专业合作 三年级的建筑设计作业3 4万平方米的星级宾馆和医院 地点在武汉 北京和青岛等设计内容 暖通空调 冷热源和自动控制系统 医院建筑含超净手术室设计每天有教师在教室讲课或答疑 每周讲一个大主题 先讲大脉络 让学生对设计工作的整体走向先心中有数具体的设计方法一边干 一边讲考核 三次答辩 模拟设计院方案设计评审 第4周末 初步设计评审 第11周末 施工图后最终阶段设计评审 期末 课程设计专用教室 学生与教师一起讨论设计方案 效果 学生反应参与积极性高 纷纷争选难度大 形状怪的建筑显示创新性 尽可能独树一帜 与众不同 超出教师的预料工具使用学会用各种参考书 学术杂志 了解有关政策 还学会与设备厂商打交道 询价 了解产品性能 部分学生学会了使用模拟软件 DeST和CFD等能力锻炼锻炼了组织 协作能力 团队精神锻炼了表达能力 文字 绘图 口头第七学期学生去设计院应聘 已经会做空调采暖和冷热源方案 具有显著的竞争优势 建环专