【《采暖通风》课程中的启发性和实践性教学】实践性课程

【采暖通风课程中的启发性和实践性教学】实践性课程 【摘要】采暖通风是热能工程专业的专业基础课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。在采暖通风的教学中，老师们常常对实践教学重视程度不够，很多学生欠缺实际应用能力。本课程组拟通过实习和教学相结合、CFD技术和多媒体课件相结合、演示性试验和设计性试验相结合的方法，达到了较好的教学效果。 【关键词】实践性教学 建筑能源 实习 多媒体课件 一、前言 在我国，建筑能源问题一直突出。我国单位建筑面积能耗是发达国家的2倍3倍。全国建筑能耗每年约1.3亿吨1.8亿吨标准煤，对社会造成了沉重的能源负担和严重的环境污染，已成为制约我国可持续发展的突出问题。 据国家统计，我国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿m2，其中的80以上为高耗能建筑。这些建筑能耗在能源总能耗量中所占比例已经从1978年的10上升到了xx年的27.45，而采暖和空调的能耗占建筑能耗的55。因此，有效降低建筑能耗，提高供热供冷系统能效与节能，对保持社会的可持续发展，具有显著的社会与经济效益。 国家在“十一五”规划中已经明确提出了“节能减排”的基本发展方向，对暖通空调系统建筑能耗节能也提出了相应的要求。这对于整个行业，既是机遇，也是很大的挑战。为了更好地实现这一目标，培养高素质的人才是必经之路。 南京航空航天大学的能源与动力学院虽然带有鲜明的航空、航天和民航特色，在祖国的航空、航天和民航事业发展中作出了重要的贡献。但随着我国经济的进一步发展，对能源的需求逐步提升，节能减排日益得到了重视；同时，我校位于经济发达的江苏省，该问题尤为突出和重要。本着进一步加强服务江苏省的精神，也是为了更好地响应国家关于能源建设和管理的重大方针政策，需要我们在热能工程专业的教学中作出更多的努力，为国家培养更多高素质、实践能力强的学生。 采暖通风是热能工程专业的专业基础课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。学生不仅要掌握空气调节的理论基础，还要具备较强的实际应用能力。但是，目前的采暖通风的教学中，老师对实践教学重视程度往往不够，很多学生欠缺实际应用能力，同时，学生的综合素质培养没有及时跟上我国经济发展的步伐。在教学时，由于缺少直观的教具。教师授课比较费力，学生也会感到枯燥。甚至不能理解实物的真实构造。虽然有多媒体教学设备，但是仍不能跟实物的效果相比，在讲授和理解各部分结构和工作原理时仍很困难。 本课程组根据多年的教学经验，通过实习和教学相结合、CFD技术和多媒体课件相结合、演示性试验和设计性试验相结合的方法，达到了启发性教学和实践性教学的有机结合，有效提升了采暖通风教学过程中的教学效果。 二、实习和教学相结合 实习是重要的教学环节，不仅有利于加强和巩固学生对所学专业知识的理解和掌握，而且有利于培养学生的创新思维和创造能力。采暖通风是一门工程性很强的课程，所教授的内容很多直接工程设计和工程经验，这也直接导致了教学过程中工程经验公式、规律很多，学生一是难以理解，二是缺乏兴趣，三是不知如何应用。 本课程组在采暖通风的基本原理和设备介绍完成后，进入课程实习阶段。将学生分成若干小组，前往南京市的酒店、地下停车场、写字楼、冷库等具有空气调节设备的大型建筑中，进行调研和实习。重点了解这些建筑中采暖通风装置的基本组成、工作原理、调节机理、运行状态以及存在的问题等。 每个小组利用4个学时的教学时间结合课余时间，完成课程实习并形成实习报告和汇报PPT。小组每一位成员负责采暖通风系统中各自部分(如整体性能分析、送风系统、制冷系统、调节系统等)，在课程的最终面试考核中分别对全体同学和老师汇报，并接受提问。 通过这种课程实习，能够有效地调动学生的积极性，特别是能够让学生知道自己所学知识在实际中如何应用，可能有哪些装置或者设备会用到这些知识，并且通过汇报等措施促动学生对于这些系统和装置。主动利用所学的知识来分析和探索。 三、CFD技术和多媒体课件相结合 教学课件依赖于多媒体素材的优劣。传统上采用FLASH、3DMAX等处理软件制作多媒体素材，这类素材具有动态显示、容易制作等优点，但缺少和实际模型的结合，往往仅是定性演示，无法做到定量数据现身说法的效果。而随着教学的改革实践和理论探索，要求课件素材的真实性、可靠性越高。 CFD(ComputationalFluid Dynamics，即计算流体动力学简称CFD)是国际上一个强有力的研究领域。同FLASH、3DMAX等处理软件对比而言，具有以下优点：(1)投入低，速度快。而传统的FLASH、3DMAX等处理软件。需要专业教师投入较多的时间学习非专业知识；(2)可以相对准确地反映出流体流动的细节，如速度场、压力场、温度场或浓度场分布的时变特性；(3)CFD模拟要比FLASH、3DMAX等处理软件更自由、更灵活，还能对结果做出定量分析；(4)CFD数值具有很好的估计性、重复性，条件易于控制，可以重复模拟过程，更容易得到某些规律性的素材。 本课程组采用商用CFD软件Fluent，对于采暖通风中典型的一次回风、二次回风、全新风系统开展原理模拟和演示，能够让学生清楚的、定量的感受到空气状态(温度、湿度)的变化以及不同系统对输入能量的影响规律。同时，将这些模拟和演示耦合到目前的多媒体课件。可以创设逼真的情境，帮助学生掌握和理解难懂的内容。并且由于参数设置比较贴近实际，可以做到定量分析问题，让学生对教学环节产生兴趣。 四、演示性试验和设计性试验相结合 为了提高学生的实际工程能力，必须要重视实践教学环节。实践教学主要有两种形式：试验和实习。沿袭传统教学方法是不行的，必须在实践教学中把基础知识、基本理论和基本技能转化为专业能力，以实现其培养目标。 本课程组除了建立课程实习制度外，还在试验设置和教学中进行改进，重点是在现有演示性试验的基础上，通过设备改进来开展设计性试验。使学生掌握采暖通风基本设备元器件的认知方法，采暖通风试验的基本方法和仪器仪表的正确使用。 五、总结 通过上述教学方法和教学措施的改进，有效地激发了学生的学习兴趣，提高了学生的综合素