劉仙萍，郝小禮，李永存

(湖南科技大學(xué)能源與安全工程學(xué)院，湖南湘潭411201)

1 引言

暖通空調(diào)課程是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)重要的主干必修課程，也是一門(mén)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的專業(yè)課程，體現(xiàn)了建筑環(huán)境科學(xué)的學(xué)科特色，目的是使學(xué)生具備建筑空間環(huán)境系統(tǒng)工程中的工程設(shè)計(jì)、施工管理與運(yùn)行調(diào)試等方面的綜合能力［1］。課程教學(xué)方式是由理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)組成。為了實(shí)施本科培養(yǎng)計(jì)劃“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力”的要求，專業(yè)課程的學(xué)時(shí)大為減少，然而暖通空調(diào)的新技術(shù)、新手段在室內(nèi)環(huán)境控制中的應(yīng)用卻越來(lái)越多，為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)傳授專業(yè)涉及面廣的“暖通空調(diào)”教學(xué)內(nèi)容，課程理論教學(xué)部分普遍為以老師為中心向?qū)W生傳授理論，學(xué)生則被動(dòng)地接收和消化，這種以教師為中心的教學(xué)模式，忽略了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對(duì)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)和技能的能力培養(yǎng)非常不利。并且教材內(nèi)容缺乏專業(yè)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容的滲透，忽視對(duì)未來(lái)從業(yè)人員的工程素質(zhì)和節(jié)能環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)。因此，教師在相對(duì)較少的課時(shí)內(nèi)，要努力達(dá)到教學(xué)目標(biāo)、確保教學(xué)質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生的綜合分析和工程問(wèn)題解決的能力，研究和采取有效的教學(xué)方法勢(shì)在必行。

2 基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的概念

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式PBL(Project－based learning)是一種新型的教與學(xué)模式，有多種定義，但都強(qiáng)調(diào)通過(guò)學(xué)生的協(xié)作而解決問(wèn)題［2］。此模式關(guān)注的是學(xué)科的核心概念和原理，強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問(wèn)題情景中，通過(guò)學(xué)習(xí)者的自主探究和合作來(lái)解決問(wèn)題，最終以作品的形式自主實(shí)現(xiàn)知識(shí)體系的構(gòu)建和能力的培養(yǎng)［3－4］?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)模式蘊(yùn)含著建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的學(xué)習(xí)觀認(rèn)為學(xué)習(xí)不是被動(dòng)接收信息刺激，而是主動(dòng)建構(gòu)意義，學(xué)生是學(xué)習(xí)信息加工的主體，是意義建構(gòu)的主動(dòng)者，教師是教學(xué)的引導(dǎo)者，是意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者。根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式被認(rèn)為主要由內(nèi)容、活動(dòng)、結(jié)果和評(píng)價(jià)四大要素構(gòu)成。內(nèi)容為學(xué)科的核心概念和原理，可以分解為一個(gè)個(gè)具體的嚴(yán)格設(shè)計(jì)好的具有挑戰(zhàn)性的實(shí)際任務(wù)或問(wèn)題;活動(dòng)為通過(guò)情景，利用工具和研究方法，通過(guò)一系列探究實(shí)際問(wèn)題的行為與協(xié)作，解決實(shí)際問(wèn)題，完成知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程;結(jié)果為探究式學(xué)習(xí)的成果，包括一系列形式;評(píng)價(jià)為項(xiàng)目完成效果的綜合評(píng)判［5］。

3 基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的教學(xué)意義

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式教學(xué)方法能夠突破傳統(tǒng)教學(xué)中的三個(gè)中心:以教師為中心、以課程為中心、以課堂為中心。它是一種強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、學(xué)科交叉、協(xié)作學(xué)習(xí)、自主探究、與真實(shí)世界和生活實(shí)踐相聯(lián)系的學(xué)習(xí)模式，在“暖通空調(diào)”課程教學(xué)中可以發(fā)揮如下顯著優(yōu)勢(shì):

3.1 以學(xué)生為中心，學(xué)生享有話語(yǔ)權(quán)與選擇權(quán)

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，學(xué)生是教學(xué)的主體，在學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方式上，學(xué)生享有話語(yǔ)權(quán)和選擇權(quán)。暖通空調(diào)課程專業(yè)知識(shí)覆蓋面廣，在有限的課程學(xué)時(shí)內(nèi)，教師理論授課不可能做到面面俱到，而是把課程體系的內(nèi)容分解成系列啟發(fā)式問(wèn)題或任務(wù)，學(xué)生自主選擇感興趣的問(wèn)題，通過(guò)自主分組，以共同協(xié)作的方式，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮每個(gè)參與成員的積極性和長(zhǎng)處。以往理論授課的后續(xù)課程設(shè)計(jì)，題目單一，畢業(yè)設(shè)計(jì)也往往只是設(shè)計(jì)一個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)，成為課程設(shè)計(jì)的一個(gè)延伸，學(xué)生沒(méi)有選擇性也沒(méi)有發(fā)揮的余地，因而學(xué)習(xí)興趣不濃，大多抄襲或機(jī)械套用教材的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程被動(dòng)完成任務(wù)，設(shè)計(jì)完成了也不知其所以然［6］?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)模式將學(xué)科核心問(wèn)題分解、滲透到理論教學(xué)中，讓學(xué)生有選擇性地帶著“項(xiàng)目”思考，讓有限的課堂學(xué)時(shí)結(jié)合課后自主探究發(fā)揮“1+1＞2”的效果，并且為后續(xù)的實(shí)踐環(huán)節(jié)奠定良好的專業(yè)基礎(chǔ)，增強(qiáng)學(xué)生綜合分析與解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生對(duì)所選項(xiàng)目不但知其然，更知其所以然。

3.2 學(xué)科交叉，體現(xiàn)厚基礎(chǔ)與高素質(zhì)

暖通空調(diào)課程最大的特點(diǎn)是涵蓋專業(yè)范圍面廣，涉及本學(xué)科的新技術(shù)與新進(jìn)展，需要貫徹節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的法規(guī)和理念，需要學(xué)生拓寬專業(yè)面，課程教學(xué)采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式將學(xué)生引導(dǎo)至一系列啟發(fā)式實(shí)際項(xiàng)目中，使學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展變化，從課程理論學(xué)習(xí)到走出課程，在具備良好的公共、專業(yè)理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)自主探究重構(gòu)知識(shí)，使學(xué)科的知識(shí)得到深化，實(shí)現(xiàn)從厚基礎(chǔ)到高素質(zhì)的飛躍，完成具備良好素質(zhì)的工程師角色的初步轉(zhuǎn)化。

3.3 協(xié)作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)責(zé)任精神與統(tǒng)籌能力

暖通空調(diào)課程采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生以啟發(fā)式項(xiàng)目為載體，面對(duì)的是現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)性問(wèn)題，學(xué)生在項(xiàng)目中有各自的任務(wù)分工與責(zé)任，項(xiàng)目成員相互影響、相互促進(jìn)，組成學(xué)習(xí)共同體，形成一種密切合作的關(guān)系。個(gè)別有懶惰思想或者基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的學(xué)生，在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式中通過(guò)協(xié)作交流、分享學(xué)習(xí)資源、成員之間的促進(jìn)而激發(fā)自主學(xué)習(xí)的積極性，爭(zhēng)先恐后避免拉下項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組集體的后腿，從而達(dá)到小組成員全面成長(zhǎng)。項(xiàng)目小組長(zhǎng)則在項(xiàng)目完成過(guò)程中，統(tǒng)籌各種角色和任務(wù)，實(shí)際工作能力得到鍛煉。

3.4 自主探究，發(fā)展創(chuàng)新能力

自主探究最能體現(xiàn)傳統(tǒng)教育區(qū)別于基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式，體現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)中以學(xué)生“學(xué)”為中心。在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式中，學(xué)生根據(jù)親自參與項(xiàng)目探究的實(shí)踐，通過(guò)猜想、觀察、實(shí)驗(yàn)、推理等方式去探究問(wèn)題而獲取、重構(gòu)知識(shí)。例如暖通空調(diào)工程的系統(tǒng)、冷熱源、氣流形式等都有很多選擇，沒(méi)有固定的模式，學(xué)生通過(guò)對(duì)各種形式的特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)、適應(yīng)條件等因素進(jìn)行綜合分析，從而作出決策，在探究過(guò)程中，學(xué)生批判與創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)與再構(gòu)建知識(shí)，加深了對(duì)課程內(nèi)容的理解，并對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用和深入研究產(chǎn)生興趣，有利于激發(fā)創(chuàng)新性思維。

4 基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的教學(xué)實(shí)踐

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式通常其流程或操作程序?yàn)?選定項(xiàng)目、制定計(jì)劃、活動(dòng)探究、成果與評(píng)價(jià)幾個(gè)過(guò)程。

4.1 選定項(xiàng)目

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式中，項(xiàng)目的選定非常重要，項(xiàng)目為一系列啟發(fā)式問(wèn)題或任務(wù)，由教師嚴(yán)格設(shè)計(jì)，它應(yīng)緊扣建筑環(huán)境學(xué)科的核心概念和原理，項(xiàng)目群能覆蓋課程體系的主要子內(nèi)容，并且與實(shí)際生活或熱點(diǎn)問(wèn)題、熱點(diǎn)技術(shù)等相聯(lián)系，具有一定的挑戰(zhàn)性。例如“南方供暖方式”的子項(xiàng)目，涉及到國(guó)家能源政策、南方氣候累年變化、南方開(kāi)窗通風(fēng)生活習(xí)慣、集中供暖方式的可行性、各種分散供熱方式的利弊、城市與建筑節(jié)能改造等問(wèn)題，融合了暖通空調(diào)課程的核心內(nèi)容，也是關(guān)系到國(guó)家未來(lái)能源消費(fèi)格局，與百姓生活品質(zhì)和利益緊密相關(guān)的民生問(wèn)題。還例如，“冷熱源方案的選擇”是暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)重要的決策環(huán)節(jié)，關(guān)系到工程的投資、運(yùn)行費(fèi)用、能耗、環(huán)境影響、管理等重要問(wèn)題，科學(xué)合理地選擇冷熱源，成為工程技術(shù)人員關(guān)注的問(wèn)題?？傊?，教師設(shè)計(jì)合適的項(xiàng)目和制定科學(xué)的實(shí)施計(jì)劃，是激發(fā)學(xué)生自主探究興趣和創(chuàng)造性思維潛力的引擎。

4.2 制定計(jì)劃

項(xiàng)目的實(shí)施計(jì)劃體現(xiàn)為參與項(xiàng)目的學(xué)生的分工合作，包括項(xiàng)目簡(jiǎn)介、完成時(shí)限、實(shí)施方法、角色分配、任務(wù)分工、以及需要注意的事項(xiàng)等內(nèi)容，主要由項(xiàng)目小組成員自主協(xié)調(diào)各自的任務(wù)、責(zé)任和進(jìn)度。學(xué)生由3～7人組成一個(gè)組，為防止學(xué)生扎堆選個(gè)別項(xiàng)目，每一個(gè)項(xiàng)目限報(bào)2個(gè)小組。項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃及進(jìn)度與教師的指導(dǎo)計(jì)劃同步，相互反饋調(diào)整。

4.3 活動(dòng)探究

這一階段是基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式的主體部分，學(xué)生大部分的知識(shí)內(nèi)容和技能技巧是在此過(guò)程中完成。小組成員利用豐富的圖書(shū)館藏資源、網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放資源和網(wǎng)絡(luò)論壇獲取相關(guān)資料，或由小組成員直接深入實(shí)地調(diào)查研究，然后借助一定的研究方法和技術(shù)工具收集信息，再對(duì)信息進(jìn)行加工處理?；顒?dòng)探究過(guò)程中，小組成員密切協(xié)作交流，以群體協(xié)作模式推進(jìn)項(xiàng)目的進(jìn)展，逐漸訓(xùn)練和掌握了正確的計(jì)算和分析方法、制圖技能和使用行業(yè)規(guī)范、查閱資料的基本技能，同時(shí)也在探究過(guò)程中再認(rèn)識(shí)、體驗(yàn)和再構(gòu)建專業(yè)知識(shí)體系。

活動(dòng)探究過(guò)程中，學(xué)生會(huì)接觸大量的實(shí)際問(wèn)題和教材中只有簡(jiǎn)略介紹或者未提及的問(wèn)題。例如新能源應(yīng)用子項(xiàng)目“太陽(yáng)能輔助熱泵地板輻射供熱系統(tǒng)”，相對(duì)于傳統(tǒng)熱水散熱器供暖方式更加節(jié)能的原因分析，其中原因之一涉及到地板輻射供暖方式供水溫度低和室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度低導(dǎo)致計(jì)算熱負(fù)荷降低，學(xué)生需要查找《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程》(JGJ142)和《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50736)的相關(guān)條文及說(shuō)明?！澳戏焦┡绞健弊禹?xiàng)目中，學(xué)生通過(guò)實(shí)地調(diào)研的方式了解南方居民的通風(fēng)生活方式，查閱最近科技期刊了解關(guān)于南方供熱技術(shù)的科技爭(zhēng)鳴?！袄錈嵩捶桨傅倪x擇”子項(xiàng)目中，學(xué)生自學(xué)“層次分析方法”“模糊評(píng)價(jià)方法”等分析方法對(duì)冷熱源的選擇進(jìn)行決策。

4.4 成果與評(píng)價(jià)

成果的形式不限定，可以為論文、研究報(bào)告、電子幻燈片、實(shí)物模型、圖片、錄音、錄像、網(wǎng)頁(yè)等?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)模式最后的環(huán)節(jié)是對(duì)活動(dòng)和成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以小組自評(píng)、小組互評(píng)、師評(píng)相結(jié)合。項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組以答辯的形式，在限定的時(shí)間內(nèi)對(duì)他們所探究的項(xiàng)目完成情況進(jìn)行描述，交流所獲得的知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，并且展示他們的研究成果，回答其他學(xué)生或者教師的提問(wèn)。

5 結(jié)論

“暖通空調(diào)”是一門(mén)專業(yè)涵蓋面廣、不斷融合環(huán)境控制新技術(shù)與新理念的專業(yè)課程，理論性與實(shí)踐性強(qiáng)，教學(xué)方法與內(nèi)容應(yīng)該適應(yīng)社會(huì)與技術(shù)的進(jìn)步而與時(shí)俱進(jìn)。基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式應(yīng)用于理論教學(xué)中，有限的課時(shí)讓課程內(nèi)容發(fā)揮以點(diǎn)帶面、深入啟發(fā)的作用，并且培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)和技能的能力和技巧。同時(shí)，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式促進(jìn)了教與學(xué)的互動(dòng)，教師在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與指導(dǎo)過(guò)程中不再是照本宣科，而是不斷更新自身的知識(shí)體系，成為學(xué)習(xí)過(guò)程的協(xié)助者和引導(dǎo)者，使教學(xué)資源得到充分的利用?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)模式克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，通過(guò)學(xué)生的協(xié)作與探究去尋找解決問(wèn)題的途徑，能激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)協(xié)作精神，發(fā)展創(chuàng)新思維。

［1］陸亞俊，等.暖通空調(diào)(第二版)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

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