基于CDIO理念的工業(yè)通風課程設計教學方法探討

基于CDIO理念的工業(yè)通風課程設計教學方法討論〔〕:

摘要：根據(jù)新工科人才培養(yǎng)要求，結(jié)合工業(yè)通風的理論教學內(nèi)容，通過分析工業(yè)通風課程設計現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)工業(yè)通風課程設計教學過程中，主要存在課設時間安排不合理、課設選題單一、課設組織和施行不合理、學生設計思路狹窄、考核方式不合理的問題。本文將CDIO理念與工業(yè)通風課程設計課程特征相結(jié)合，對課程設計的選題、施行、考核等幾個方面進展改革與討論，構(gòu)建新的工業(yè)通風課程設計教學形式與方法。

關鍵詞：CDIO理念；工業(yè)通風；課程設計；教學方法

本文引用格式：皮子坤，等.基于CDIO理念的工業(yè)通風課程設計教學方法討論[J].教育現(xiàn)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

湖南工學院是湖南省一所普通二類本科院校，平安工程專業(yè)于2022年通過全國工程教育認證，所以對理論性教學特別重視。?工業(yè)通風?課程設計作為工業(yè)通風的理論性教學環(huán)節(jié)，是對工業(yè)通風相關理論知識的靈敏運用和檢驗，綜合考察學生針對工業(yè)粉塵、有毒有害氣體、余熱余濕問題的處理方案、設計步驟、相關尺寸設計計算以及查閱設計標準和工程制圖繪圖的才能。

CDIO工程教育理念是近十幾年來國際工程教育改革的最新成果【1】。主要包括構(gòu)思〔Conceive〕、設計〔Design〕、實現(xiàn)〔Implement〕和運作〔Operate〕4個環(huán)節(jié)【2】。為了讓學生以積極的，理論的方式學習，實現(xiàn)以培養(yǎng)學生個人動手才能、團隊協(xié)作才能及系統(tǒng)適應才能為目的【3】。

工業(yè)通風理論課程主要是通過通風工程與空氣調(diào)節(jié)技術，一方面，改善消費車間和居住建筑的空氣質(zhì)量，以保護車間一線員工的生命安康，進步勞動消費率；另一方面，許多工業(yè)部門又是消費正常進展，進步產(chǎn)品質(zhì)量所不可或缺的重要組成局部。通過理論課的學習，使學生掌握通風除塵相關理論知識，以及通風除塵系統(tǒng)設計的步驟及相關計算，為后續(xù)的工業(yè)通風課程設計打下理論根底。

在工業(yè)通風課程設計理論教學環(huán)節(jié)中引入CDIO理念，對其進展教學改革，以便能更好地進步學生的理論轉(zhuǎn)化理論、理論動手、團隊協(xié)作、溝通與交流等才能，從而真正進步理論教學環(huán)節(jié)的教學效果。

二工業(yè)通風課程設計教學現(xiàn)狀

平安工程專業(yè)的?工業(yè)通風?課程安排在第五學期，課程分為理論教學和理論教學兩個局部，課程設計的理論教學環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生解決實際復雜工程問題才能的重要環(huán)節(jié)。目前，工業(yè)通風課程設計教學主要存在以下幾個方面的問題。

〔一〕課設時間安排不合理

工業(yè)通風課程設計往往安排在理論課程與實驗理論課程之后，接近本學期中后段，學生面臨一些提早考試課程復習和期末復習，時間短，任務重，學生花在工業(yè)通風課程設計上的時間較短，往往存在局部學生以應付了事，導致本環(huán)節(jié)的教學效果不理想。

〔二〕課設選題單一

工業(yè)通風課程設計選題比擬單一，往往是由指導老師直接布置一個題目，題目數(shù)量單一，學生沒有參與選題，雖然對每班進展了分組，但由于題目的單一而未考慮學生的差異性，沒有真正發(fā)揮不同類型學生的特長和興趣。

〔三〕課設組織和施行不合理

工業(yè)通風課程設計是由指導老師統(tǒng)一組織施行，對班級進展分組，每組不超過4個，但小組內(nèi)部沒有進展有效組織，往往只是進展簡章的任務分工：文獻查閱與設計說明書編寫、方案設計、工程圖紙制圖、水力計算及設備選型，導致最終的設計成果各局部之間存在不匹配現(xiàn)象。這主要是沒培養(yǎng)起小組間的有效團隊協(xié)作、溝通與交流才能。工業(yè)通風課程設計由于時間較短，往往借助于CAD軟件進展方案設計，學生沒有親自動手制作實物，學生的理論動手才能進步有限。

〔四〕設計思路狹窄

平安工程17-1班學生總?cè)藬?shù)為42人，在工業(yè)通風方案設計過程中，設計思路狹窄，以該班所設計中采用的除塵器為例，如圖1所示。

由圖1可知，該班大局部學生的設計方案都采用旋風除塵器或袋式除塵器，占83.3%，而少局部學生選擇了濕式除塵器、電除塵器、采用多級除塵方式，占16.7%?？梢钥闯觯环矫媸艿竭x題單一的影響，學生的設計思路放不開；另一方面學生的設計思路相對保守，設計方案千篇一律，缺乏創(chuàng)新與勇氣。

工業(yè)通風課程設計的最后一個環(huán)節(jié)風機選型與工況確實定方面。該班學生在這個環(huán)節(jié)中存在問題比擬多，主要是對風機選型設計思路與結(jié)果均較為單一，如圖2所示。

由圖2可知，該班大局部同學在風機選型設計環(huán)節(jié)中，思路比擬簡單，并沒有真正進展風機選型設計，僅僅是簡單地給出選擇何種風機，或風機所需要為通風除塵系統(tǒng)提供的風量、風壓等，未能根據(jù)風機特性曲線與管網(wǎng)特性曲線，來確定風機的理論工況點和實際工況點等參數(shù)。

〔五〕考核方式不合理

工業(yè)通風課程設計的考核方式及所占權重，如表1所示。

由表1可知，工業(yè)通風課程設計的考核方式主要是出勤率、圖紙質(zhì)量、設計說明書質(zhì)量三個方面?？己朔绞奖葦M單一，考核內(nèi)容不合理，缺乏過程考核，不能全面、客觀地反響學生的真實程度。

三CDIO理念在工業(yè)通風課程設計教學中的應用

將CDIO工程教育理念引入到工業(yè)通風課程設計課程特征相結(jié)合，綜合考慮課設現(xiàn)狀，從課設時間安排、選題、組織施行、設計思路、考核方式等方面進展改良。運用CDIO理念的構(gòu)思、設計、施行、運行形式應用到課設教學形式中，以培養(yǎng)學生的理論動手和團隊協(xié)作才能。

〔一〕調(diào)整課設時間安排

考慮到以往工業(yè)通風課程設計時間安排在第五學期中后段，理論課程和實驗課程之后，設計時間短，任務重，學生精力集中度不夠。因此，將課設開始時間提早布置，在上理論課時，將設計題目布置給學生，一方面，學生可以根據(jù)設計題目，在上理論課時，帶著問題學習，更加有的放矢，更能激發(fā)學生的學習興趣和積極性；另一方面，進一步延長了課設時間，讓學生有更多的精力，投入到課設當中，進一步保證了課設完成的質(zhì)量。

〔二〕課設選題方案改革

針對以往課設題目單一的問題，充分考慮學生個體差異，進一步豐富課設題目內(nèi)容，施行一組一題，各題難易程度不一，學生可以根據(jù)自己的興趣，自由組織團隊，自主選題，經(jīng)指導老師同意后確定設計題目即可[4,5]。題目內(nèi)容豐富多樣性，一方面保證課設知識面涵蓋性；另一方面，學生自主選題，滿足不同個體的差異需求，進步學生的積極性與參與度。

以通風除塵系統(tǒng)方案設計為例，運用CDIO工程教育形式融入課設當中，著重培養(yǎng)學生的專業(yè)知識、個人才能、人際團隊才能，如表2所示。

〔三〕課設組織施行

根據(jù)CDIO教育理念，課設的組織施行過程以學生自主設計為主，指導老師為輔，詳細施行流程如表3所示。

〔四〕拓寬學生設計思路

學生的設計思路狹窄的原因是多方面的【6】。一方面，是學生的理論根底知識掌握不夠全面，造成方案設計時的局限性；另一方面，是學生缺乏深化考慮，發(fā)散性思維不夠，重視程度不夠，容易形成跟風設計，由于課設時間短，任務重，造成別人怎么設計，自己也怎么設計的跟風現(xiàn)象。為了拓寬學生的設計思路，在理論課學習時，采用工程式、案例式和引導式教學，重點培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維與自主考慮解決問題的才能，課設期間，指導老師要有意識地引導學生進展橫向和縱向的設計思路拓展，進一步進步學生的設計質(zhì)量。

〔五〕優(yōu)化課設考核

課設考核是檢驗教學成果的重要環(huán)節(jié)，一方面不能客觀反映學生的實際學習情況；另一方面，不能真實反響課程教學效果和存在的問題。甚至，考核的不合理性，會對學生的積極性和參與度造成一定的影響。針對以往課設以考勤、設計說明書、設計圖紙"三件套";決定成績的傳統(tǒng)考核方式，將考核分為學生自評〔占20%〕、小組內(nèi)部互評〔占20%〕、指導老師評價〔占40%〕的過程考核和辯論質(zhì)量〔占20%〕，使課程考核更加客觀、更能反響老師教學和學生學習的真實程度。

四結(jié)論

通過將CDIO理念與工業(yè)通風課程設計的課程特征相結(jié)合，通過調(diào)整課設時間、選題改革、組織施行過程調(diào)整、引導和培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維與自主考慮解決問題的才能、優(yōu)化課設考核方式，促進了學生自主學習的積極性與參與度，培養(yǎng)了學生的團隊溝通與協(xié)作的才能，在一定程度上具備解決復雜工程問題的才能，為學生到達畢業(yè)要求打下了堅