基于CDIO理念的工业通风课程设计教学方法探讨

基于CDIO理念的工业通风课程设计教学方法讨论〔〕:

摘要：根据新工科人才培养要求，结合工业通风的理论教学内容，通过分析工业通风课程设计现状，发现工业通风课程设计教学过程中，主要存在课设时间安排不合理、课设选题单一、课设组织和施行不合理、学生设计思路狭窄、考核方式不合理的问题。本文将CDIO理念与工业通风课程设计课程特征相结合，对课程设计的选题、施行、考核等几个方面进展改革与讨论，构建新的工业通风课程设计教学形式与方法。

关键词：CDIO理念；工业通风；课程设计；教学方法

本文引用格式：皮子坤，等.基于CDIO理念的工业通风课程设计教学方法讨论[J].教育现代化,2022,7(44):111-113.

DiscussiononIndustrialVentilationCourseDesignTeachingMethodsBasedontheConceptofCDIO

PIZi-kun,DONGZi-wen,LIRui,LUOChen,YICan-nan

〔SchoolofSafetyandEnvironmentEngineeringofHunanInstituteofTechnology，HengyangHunan〕

Abstract:binedwithtrainingrequirementsofnewengineeringtalentsandthetheoryofindustrialventilationofteachingcontent,throughtheanalysisofindustrialventilationdesigncurriculumpresentsituation,thereareproblemsinthecourseofindustrialventilationdesignteachingsuchasunreasonabletimearrangementoflessons,singletopicselection,unreasonableorganizationandimplementationoflessons,narrowdesignideasofstudents,andunreasonableassessmentmethod.Inthispaper,theCDIOconceptandthecharacteristicsofindustrialventilationcurriculumdesignarebinedtoreformanddiscussthetopicselection,implementation,assessmentandotheraspectsofcurriculumdesign,soastobuildanewteachingmodeandmethodofindustrialventilationcurriculumdesign.

Keywords:CDIOconcept;Industrialventilation;Curriculumdesign;Teachingmethod

一引言

湖南工学院是湖南省一所普通二类本科院校，平安工程专业于2022年通过全国工程教育认证，所以对理论性教学特别重视。?工业通风?课程设计作为工业通风的理论性教学环节，是对工业通风相关理论知识的灵敏运用和检验，综合考察学生针对工业粉尘、有毒有害气体、余热余湿问题的处理方案、设计步骤、相关尺寸设计计算以及查阅设计标准和工程制图绘图的才能。

CDIO工程教育理念是近十几年来国际工程教育改革的最新成果【1】。主要包括构思〔Conceive〕、设计〔Design〕、实现〔Implement〕和运作〔Operate〕4个环节【2】。为了让学生以积极的，理论的方式学习，实现以培养学生个人动手才能、团队协作才能及系统适应才能为目的【3】。

工业通风理论课程主要是通过通风工程与空气调节技术，一方面，改善消费车间和居住建筑的空气质量，以保护车间一线员工的生命安康，进步劳动消费率；另一方面，许多工业部门又是消费正常进展，进步产品质量所不可或缺的重要组成局部。通过理论课的学习，使学生掌握通风除尘相关理论知识，以及通风除尘系统设计的步骤及相关计算，为后续的工业通风课程设计打下理论根底。

在工业通风课程设计理论教学环节中引入CDIO理念，对其进展教学改革，以便能更好地进步学生的理论转化理论、理论动手、团队协作、沟通与交流等才能，从而真正进步理论教学环节的教学效果。

二工业通风课程设计教学现状

平安工程专业的?工业通风?课程安排在第五学期，课程分为理论教学和理论教学两个局部，课程设计的理论教学环节是培养学生解决实际复杂工程问题才能的重要环节。目前，工业通风课程设计教学主要存在以下几个方面的问题。

〔一〕课设时间安排不合理

工业通风课程设计往往安排在理论课程与实验理论课程之后，接近本学期中后段，学生面临一些提早考试课程复习和期末复习，时间短，任务重，学生花在工业通风课程设计上的时间较短，往往存在局部学生以应付了事，导致本环节的教学效果不理想。

〔二〕课设选题单一

工业通风课程设计选题比拟单一，往往是由指导老师直接布置一个题目，题目数量单一，学生没有参与选题，虽然对每班进展了分组，但由于题目的单一而未考虑学生的差异性，没有真正发挥不同类型学生的特长和兴趣。

〔三〕课设组织和施行不合理

工业通风课程设计是由指导老师统一组织施行，对班级进展分组，每组不超过4个，但小组内部没有进展有效组织，往往只是进展简章的任务分工：文献查阅与设计说明书编写、方案设计、工程图纸制图、水力计算及设备选型，导致最终的设计成果各局部之间存在不匹配现象。这主要是没培养起小组间的有效团队协作、沟通与交流才能。工业通风课程设计由于时间较短，往往借助于CAD软件进展方案设计，学生没有亲自动手制作实物，学生的理论动手才能进步有限。

〔四〕设计思路狭窄

平安工程17-1班学生总人数为42人，在工业通风方案设计过程中，设计思路狭窄，以该班所设计中采用的除尘器为例，如图1所示。

由图1可知，该班大局部学生的设计方案都采用旋风除尘器或袋式除尘器，占83.3%，而少局部学生选择了湿式除尘器、电除尘器、采用多级除尘方式，占16.7%。可以看出，一方面受到选题单一的影响，学生的设计思路放不开；另一方面学生的设计思路相对保守，设计方案千篇一律，缺乏创新与勇气。

工业通风课程设计的最后一个环节风机选型与工况确实定方面。该班学生在这个环节中存在问题比拟多，主要是对风机选型设计思路与结果均较为单一，如图2所示。

由图2可知，该班大局部同学在风机选型设计环节中，思路比拟简单，并没有真正进展风机选型设计，仅仅是简单地给出选择何种风机，或风机所需要为通风除尘系统提供的风量、风压等，未能根据风机特性曲线与管网特性曲线，来确定风机的理论工况点和实际工况点等参数。

〔五〕考核方式不合理

工业通风课程设计的考核方式及所占权重，如表1所示。

由表1可知，工业通风课程设计的考核方式主要是出勤率、图纸质量、设计说明书质量三个方面。考核方式比拟单一，考核内容不合理，缺乏过程考核，不能全面、客观地反响学生的真实程度。

三CDIO理念在工业通风课程设计教学中的应用

将CDIO工程教育理念引入到工业通风课程设计课程特征相结合，综合考虑课设现状，从课设时间安排、选题、组织施行、设计思路、考核方式等方面进展改良。运用CDIO理念的构思、设计、施行、运行形式应用到课设教学形式中，以培养学生的理论动手和团队协作才能。

〔一〕调整课设时间安排

考虑到以往工业通风课程设计时间安排在第五学期中后段，理论课程和实验课程之后，设计时间短，任务重，学生精力集中度不够。因此，将课设开始时间提早布置，在上理论课时，将设计题目布置给学生，一方面，学生可以根据设计题目，在上理论课时，带着问题学习，更加有的放矢，更能激发学生的学习兴趣和积极性；另一方面，进一步延长了课设时间，让学生有更多的精力，投入到课设当中，进一步保证了课设完成的质量。

〔二〕课设选题方案改革

针对以往课设题目单一的问题，充分考虑学生个体差异，进一步丰富课设题目内容，施行一组一题，各题难易程度不一，学生可以根据自己的兴趣，自由组织团队，自主选题，经指导老师同意后确定设计题目即可[4,5]。题目内容丰富多样性，一方面保证课设知识面涵盖性；另一方面，学生自主选题，满足不同个体的差异需求，进步学生的积极性与参与度。

以通风除尘系统方案设计为例，运用CDIO工程教育形式融入课设当中，着重培养学生的专业知识、个人才能、人际团队才能，如表2所示。

〔三〕课设组织施行

根据CDIO教育理念，课设的组织施行过程以学生自主设计为主，指导老师为辅，详细施行流程如表3所示。

〔四〕拓宽学生设计思路

学生的设计思路狭窄的原因是多方面的【6】。一方面，是学生的理论根底知识掌握不够全面，造成方案设计时的局限性；另一方面，是学生缺乏深化考虑，发散性思维不够，重视程度不够，容易形成跟风设计，由于课设时间短，任务重，造成别人怎么设计，自己也怎么设计的跟风现象。为了拓宽学生的设计思路，在理论课学习时，采用工程式、案例式和引导式教学，重点培养学生的发散性思维与自主考虑解决问题的才能，课设期间，指导老师要有意识地引导学生进展横向和纵向的设计思路拓展，进一步进步学生的设计质量。

〔五〕优化课设考核

课设考核是检验教学成果的重要环节，一方面不能客观反映学生的实际学习情况；另一方面，不能真实反响课程教学效果和存在的问题。甚至，考核的不合理性，会对学生的积极性和参与度造成一定的影响。针对以往课设以考勤、设计说明书、设计图纸"三件套";决定成绩的传统考核方式，将考核分为学生自评〔占20%〕、小组内部互评〔占20%〕、指导老师评价〔占40%〕的过程考核和辩论质量〔占20%〕，使课程考核更加客观、更能反响老师教学和学生学习的真实程度。

四结论

通过将CDIO理念与工业通风课程设计的课程特征相结合，通过调整课设时间、选题改革、组织施行过程调整、引导和培养学生的发散性思维与自主考虑解决问题的才能、优化课设考核方式，促进了学生自主学习的积极性与参与度，培养了学生的团队沟通与协作的才能，在一定程度上具备解决复杂工程问题的才能，为学生到达毕业要求打下了坚