《建筑节能技术》课程教学方法探讨

    张琳邡，姚丽  

中国矿业大学 徐海学院 江苏徐州221008

[摘  要]基于建筑节能技术在建筑环境与能源应用工程专业中的重要性及本专业的特点，针对建筑节能技术课堂特点，从课程体系和教学方法两个方面进行了探讨，不断优化课程体系，保证教学内容的先进性、适用性及整体性；课堂教学与实践教学相结合，激发学生学习的主动性，培养学生知识的应用能力，提高教学质量和教学水平，实施多元化的考核方式，突出学生学习过程和知识应用能力的考核，培养出具备专业基础理论知识和专业技术能力的应用型人才。

[关键词]建筑节能技术；课程体系；教学方法

[基金项目]2020年度中国矿业大学徐海学院“专业建设与教学改革一般项目”，项目名称：《建筑节能技术》课程建设与教学改革；项目编号：YA2041；2020年度江苏省教育厅江苏省高等学校“自然科学研究面上项目”，项目名称：徐州地区小型蓄能能源站在住宅中应用研究；项目编号：20KJD560008。

[作者简介]张琳邡(1986-)，女，汉，山西太原，硕士，中国矿业大学徐海学院建筑工程系，讲师，研究方向：建筑节能、能源管理;姚丽，（1987-），女，汉，河南信阳，硕士，中国矿业大学徐海学院建筑工程系，讲师，研究方向：建筑节能。

[中图分类号]G642.4    [文献标识码]A        [文章编号]      

一、 引言

随着人们生活水平不断提高，人们对居住环境舒适性要求越来越高，为了营造一个舒适的室内环境，必须消耗大量的能源，据统计，世界平均建筑能耗占总能耗的37%，其中采暖、通风、空调、照明等建筑设备能耗又占建筑能耗的80%以上。在能源供应日趋紧张的当前情况下，迫切要求在保持室内舒适度的前提下，最大限度的降低建筑设备的能耗，而建筑环境与能源应用工程专业（以下简称“建环”）学习和工作的重点就是耗最低的能，创最佳的环境。因此，建环专业开设建筑节能技术课程的重要性不言而喻，但建筑节能技术在教学中存在一些问题。

（1）建筑节能技术日新月异，课程教学内容更新不及时，专业教师在课堂教学和实践教学中不能很好结合，使得课堂教学内容陈旧，学生们了解不到行业最新科技，授课内容与行业人才需求联系不紧密。

（2）课堂教学中虽然有多种教学手段，但学生主动参与环节较少，体现不出以学生为主体的教学理念；课堂教学设计欠合理，专业知识点较分散，不能很好的衔接；实践教学环节偏少，教师参与实践教学培训的机会较少，教学模式与产业需求相对脱节，不能有效锻炼学生的实际工程能力，不能提高学生的综合素质。

因此，教师需针对该门课的特点以及存在的问题，不断更新和丰富课程教学内容，做到与时俱进，并探索合适的教学模式，进而培养出具备专业基础理论知识和专业技术能力的应用型人才。

二、课程体系

建筑节能技术这门课在开设前，相关专业基础课如工程热力学、传热学、暖通空调、制冷技术、建筑环境学等课程都已经学完，而建筑节能技术是已学理论知识付诸实际应用的一门课，在构建课程知识体系时，首先要注意课程之间的衔接，体现出已学课程在本课程中的作用，引导学生构建体系化的知识结构，进而将专业所学的知识融会贯通。其次需要根据建筑环境与能源应用工程专业的特点，建筑节能技术主要将供暖系统与空调系统节能技术、供暖系统与空调系统运行调节节能、可再生能源利用等内容作为重点讲授内容，而对于建筑围护结构节能设计与建筑规划节能设计等内容，适当缩短课时，如表1所示。

表1  建筑节能技术课程体系

此外，授课内容不仅限于以上内容，课程体系还需要有一定的深度和广度，教师需积极关注建筑节能的前沿动态，不断更新和拓展教学内容，将先进的知识、技术融入课堂内容，保证课堂知识体系的先进性、适用性及整体性。

1.先进性

随着我国建筑科技的飞速发展，建筑节能新技术、新标准、新规范都不断更新，但是传统教材的更新却很缓慢，作为专业老师要上好这门课，就须与时俱进，不断的扩充和改变知识体系，及时优化教学体系，了解和掌握建筑节能的新技术、新材料、新成果、新规范等，将具有实用性的教学内容整合到课堂教学中，建立新的课程体系，让学生全面了解、掌握最前沿的建筑节能技术，进而培养创新型工程科技人才。

2.适用性

建筑节能技术这门课涉及内容和知识较广泛，且从事建筑节能的专业人员数有限，任课教师大多数时间都在从事教学和科研工作，不能深刻把握当前实际工程需要哪些专业知识，这就要求教师及时去了解和掌握市场的需求需要，校企合作，教师可以到企业寻求实际工程实例，也可邀请有经验的工程师和教师混合教学，结合已有的实际问题探讨其解决方案，总结出技术相关的重要内容，进而让学生学到重要的专业知识，培养出工程技术人才。

3.整体性

建筑节能技术是一门跨学科、跨行业、综合性和应用性很强的技术，涉及热能、设备、机电、建筑学、城乡规划、土木、材料、电子、信息、生态等多学科综合交叉课程。在教学过程中，要从整体上把握，抓住重点和难点，根据不同专业的特点，统筹安排教学内容，突出各个专业的特色，且保证教学内容的整体性，提高学生具体操作能力。

三、教学方法

建筑节能技术以基本概念和原理为主，没有复杂的公式、繁琐的推理过程，课程体系之间既相互联系，又自成体系，这样有利于开展“学生为主，教师为辅”的教学模式。此外，建筑节能技术侧重于工程实践，在教学过程中需要有工程案例分析、实习、实训等教学环节。再次，可依托学生项目和学科竞赛，使建筑节能技术融入工程项目中，进一步培养学生建筑节能意识、建筑节能思维，提高自身的工程素养。

1.课堂教学

课堂教学中，教师需要精心设计知识体系结构、前后内容衔接、逻辑表达形式等整个教学过程，针对建筑节能技术这门课的特点，理论教学部分适当压缩，案例教学环节适当增加，引入国内外典型的建筑节能的案例进行分析，如清华大学超低能耗示范楼、世博中国馆、德州太阳谷微排大厦、IKAROS House等，以及与学校特色相关联的某矿井回风的热利用、矿井降温等，还有学生们在实习中参观过的当地某些节能建筑和节能改造项目。通过案例教学，将理论、实践以及应用结合起来，进一步增加学生对专业知识的掌握，并且通过节能建筑与传统建筑的对比，让学生真切感受到建筑节能技术的意义所在，也在一定程度上提升了学生解决实际工程问题的能力。

课堂教学过程中，教师还需引导学生前后知识点的衔接，使得知识结构体系化，进而对专业知识融会贯通。此外，本课程还需培养学生自主学习能力，不是单纯的听老师讲授，而是变被动为主动，激发学生的兴趣，进一步培养学生分析问题、解决问题的能力，提高自身的工程能力素养。如表2所示，在讲新的一个节能技术前，设置专题讲述环节，让学生以个人、以小组的形式，课前查阅资料，观察生活中的实例，制作PPT，在课堂上教师随机抽取学生上讲台讲述，其他同学可以针对所讲内容提出疑问或补充自己的观点，最后，教师对所讲内容进行归纳总结，查缺补漏，起到穿针引线的作用。这样不仅节约了课堂教学时间，且培养了学生自学能力、团队合作能力及语言表达能力，在一定程度上也激发了学生的热情，提高了学习的主动性。

表2  建筑节能技术专题

2.实践教学

实践教学是理论教学与工程应用之间的桥梁，能提升学生理论知识的应用能力、动手能力，进而培养出高素质工程应用型人才。但现目前有些实践环节多是现场观摩，学生实际动手操作的机会较少，需要进一步加强工程实践教学。一方面充分利用大学期间实习、实验、实训等教学环节，另一方面依托学生项目和学科竞赛，使学生在实践教学中加强理论知识的掌握、培养工程意识、提高工程素养。

a．实习、实验、实训

建筑节能技术是大三第二学期开设，而生产实习也是大三第二学期开设，教师可以合理安排开课时间，将生产实习融入建筑节能技术实践教学中，教师联系实际施工现场，获得进入施工现场的资格后，做好安全措施，在不影响施工正常工作的情况下，给学生们实地讲授相关知识，将教学与生产实际相结合，理论和实践相联系，学生在实践教学中获得本专业的相关知识，巩固和加深所学的专业理论，培养学生分析解决现场生产实际问题的能力。

大学期间实验课大多是针对某一门专业课而设置相关的实验内容，通过实验学生们能更好的理解掌握某一门专业课知识点，但对于不同专业课之间的知识点很难融会贯通及综合应用，因此，需要增设融合几门课程知识的综合实验，综合实验应从建筑供能技术和建筑节能技术两方面出发，可选择合作紧密的企业共建符合社会需求和时代发展的综合实验室，进而丰富学生实验和实践的内容，也为企业和社会培养了最佳的复合型专业人才。

综合实训是我校应用型人才培养方案中重要实践教学环节，实训过程以学生自学为主，教师仅起到引导、保障、监督的作用，教师可以充分利用综合实训围绕专业知识安排不同的实训任务，让学生们综合应用所学的理论知识和操作技能，将不同的知识技能进行融合与提升，形成一个完整的知识技能体系，提高分析问题、解决问题的能力，为就业打下基础。

b．学生项目、学科比赛

鼓励学生积极参加CAR-ASHRAE学生设计竞赛、全国高等院校绿色建筑设计技能大赛以及大学生创新创业训练计划项目等，依托学生项目和学科竞赛，让建筑节能技术融入学生的课外科技活动，构建大学生课外科技平台，进而成为建筑节能技术实践教学的另一种方式。通过实践教学，理论和实际工程完美结合，学生掌握知识更直观、更透彻，提高了学生学习的兴趣。

CAR-ASHRAE学生设计竞赛是中国制冷学会（CAR）、住房和城乡建设部高等学校建筑环境与设备工程学科专业指导委员会和美国供热制冷空调工程师学会（ASHRAE）共同举办的，面向我国建筑环境与能源应用工程及相关专业的大学四年级本科生，和本科生毕业设计紧密结合。学生根据所给建筑类型、功能以及地区环境特点，结合空调运行的可靠性、经济性、节能以及环保效果，对不同设计方案进行比较和优选，最终确定最佳方案。该竞赛不仅能培养学生们工程设计能力、理论知识应用能力，且能增强团队协作意识、创新精神，也推动我国高等院校建筑环境与能源应用工程学科的教学改革，发现和培养未来的暖通空调工程师，促进国际交流。

全国高等院校绿色建筑设计技能大赛是中国建设教育协会、中国城市科学研究会绿色建筑与节能专业委员会共同举办的，建筑环境与能源应用工程专业大学三年级以上的同学即可报名参加。学生的参数作品采用实际地形地貌，配套已建建筑现状，基于项目所在气候区，因地制宜开展绿建设计，运用相关模拟软件对不同方案进行风环境、光环境、热环境和声环境等分析与计算，获得最佳设计方案。通过比赛学生所学知识得到了深化和升华，学生的综合素质、科学研究能力和实践能力都得以全面提高。

大学生创新创业计划项目面向本科生申报，包括创新训练项目、创业训练项目和创业实践项目三类。创新训练项目是在导师指导下，学生以个人或团队的形式自主完成研究项目的设计、研究条件准备、项目实施、研究报告撰写、成果交流等工作。创业训练项目是在导师指导下，学生组建团队，在项目实施过程中每位学生扮演不同的角色，并编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、参加企业实践、撰写创业报告等工作。创业实践项目是在学校导师和企业导师共同指导下，团队采用前期创新训练项目的成果，提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务。通过参加大学生创新创业计划项目，不仅培养了学生综合运用所学的基础理论，专业知识和基本技能，且提高分析和解决问题的能力，以及从事科学研究的能力，使学生受到一次较为系统的实践和科研训练，培养了适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。

3.考核方式

经过32个学时的学习，学生掌握知识的情况需要通过平时成绩和考试成绩综合进行考核，由于建筑节能技术是一门综合性和应用性很强的课程，要注重实践能力的培养，因此，在考核时，平时成绩占40%，考试成绩占60%。

平时成绩主要包括课堂互动、习题作业、专题研讨和实践活动。课堂互动是课堂提问环节中学生回答的积极性和正确性进行打分，虽然课堂互动所占总成绩的份额不高，但学生上课的专注力和参与度会得到一定的提高。习题作业主要包括课堂小论文和课堂大作业，课堂小论文可以培养学生查阅文献、撰写论文以及科学研究的能力，课堂大作业可以拓展和加深学生对知识点的理解掌握。专题研讨是学生通过习题作业，在专题研讨环节中利用语言、文字、图表、动画等方式展示课下自学的成果。实践活动主要包括撰写实习报告、科研训练和参加学科竞赛等方面构成。

虽然考试成绩仍然依靠卷面考试的形式，但出题时要侧重知识应用能力的测试，重点考核学生分析问题、解决问题的能力，试卷中概念型题目所占比重低，案例分析题、论述题所占比重高。如针对某一案例，分析该案例中应用了哪些建筑节能技术，是否合理，如不合理，提出改造措施；不同方案之间的对比，评价其优缺点等等。通过多方面的考核，不仅检验了学生们对所学知识的掌握程度，而且学生们的专业综合能力也得以提高。

通过开展“学生为主，教师为辅”的教学模式，激发学生的学习热情，学习的积极性提高，对课程的理解更深刻，学生工程素养与综合能力得以提升，且师生之间的互动增强，教师能更好的掌握学生的学习情况，更利于实时的调整课程编排，取得更好的教学效果。

四、结语

在严峻的能源危机大环境下，建筑节能技术课程的开设尤为重要，该门课实践性较强，课程体系与教学方法需贴合建筑环境与能源应用工程专业的特点，不仅让学生学习现有的节能技术，而且要培养具有节能意识、工程素养、发现问题、解决问题等应用型人才，真正能为我国的节能事业做出贡献的人才。

[参考文献]

1.黄建恩、冯伟、张东海.“建筑节能技术”课程教学方法探讨与实践[J].煤炭高等教育.2012.09(5):121-123

2.王海涛、刘恺、王军.《建筑节能技术》课程教学改革的探讨[J].课程教育研究.2015.08:245

3.毕明华、王斌武等.工程教育理念下建筑节能原理与技术教学改革探讨[J].高等教育.2019.07：51-52

4.范梦婷、彭靖等.基于BIM技术的《建筑节能技术》课程改革研究[J].经济管理综述.2020.04：181-182

5.林道光、黎娇等.“建筑节能技术”课程教学改革探讨[J].科技资讯.2015.32:134-135

Discussion on teaching methods of building energy saving technology

Discussion on Teaching Methods of Building Energy Saving Technology Course

 Zhang Lin, Yao Li,

 Xuhai University of China, Xuzhou 221008, Jiangsu Province

Abstract: Based on the importance of building energy saving technology in the major of building environment and energy application engineering and the characteristics of this major，aiming at the characteristics of building energy saving technology classroom，this paper discusses the course system and teaching method，Continuously optimize the curriculum system，ensure the advanced, applicability and integrity of the teaching content；combine classroom teaching with practice teaching，stimulate students' initiative in learning，cultivate students' ability to apply knowledge，improve the quality and level of teaching，implement diversified assessment methods，highlight students' learning process and knowledge application ability assessment，cultivate applied talents with professional basic theoretical knowledge and professional technical ability.

Key words:Building energy saving technology; Curriculum system; Teaching method