供热工程课程教学改革与创新——基于OBE理念及BIM技术

刘元芳

(黑龙江东方学院，哈尔滨 150060)

1 供热工程课程教学现状

教学内容较为陈旧。按照课本内容进行授课已不能满足教学需要，教学内容应时刻更新，过时的内容应删除，陈旧的内容应替换，缺少的内容应补充。

教学目标不够明确。现阶段不仅要培养设计、施工、管理类人才，还应与建筑节能目标、创新目标相结合。

教学模式较为单一。教师虽然采用了结合蓝墨云班课的线上线下教学模式，但仍难以实现以学生为中心的教学模式，仍以传统的教学模式为主，学生处于被动接受状态，学生发现问题、思考问题的主动性较差。

考核方式有待优化。部分高校仍实行平时成绩占30%、期末成绩占70%的考核方式，过程性考核不足，且过程考核方式仅包括出勤、作业、平时表现和实验等环节。期末试卷不能全面覆盖教学大纲内容，教学目标无法与教学内容相契合。

2 供热工程课程教学改革策略

2.1 明确教学目标、优化教学内容

供热工程课程教学目标不应仅局限于工程的设计、施工、运行管理等实际运用能力，还需要增加新技术、新设备、新规范等内容，如热泵技术、新能源技术、太阳能与建筑一体化技术。掌握了解本课程涉及的建筑节能相关知识，具备建筑节能建筑设计、改造能力，具备建筑节能产品如节能门窗、节能墙体的设计能力。具备发现本课程涉及实际问题并提出解决方案能力，具备本课程领域创新能力，具备供热工程领域BIM应用能力，了解各种节能新设备和供热系统节能新理念等。针对新的教学目标对应新版人才培养方案中的毕业要求编制新的培养大纲，教学大纲中预期学习成果汇总如表1所示。

表1 课程知识点预期学习成果汇总表Tab.1 Summary of expected learning outcomes of course knowledge points

2.2 建设教学资源库

本课程在开展教学改革前，教师需要做好充分的准备，搜集多方面资料，丰富教学内容，形成一套完善的课程体系支持教学活动的开展。通过搜索资料和多方筛选，建设能够服务于课程教学活动开展的视频资源库。将课程中涉及的常用部分、重点部分摘录出来，形成文档并进行分类，建设应用规范库。关注公众号、相关网站等，查阅筛选后分享给学生，建立网页新技术库，并且在使用过程中不断更新、完善。选择规模适中、难易程度适当的项目及生活中常用的案例，建设案例项目库。从试卷、教材、网站中筛选试题，灵活改变题目形式，建立测试试题库。

2.3 改进教学方法

任务教学与项目教学结合法。以“项目导向、任务驱动”为核心组织教学。以特定的任务为目标，以具体项目为导向，使学生的实际操作能力在真实的项目中得到锻炼和提高。划分的教学任务主要包括室内供暖施工图识读、室内供暖施工图设计、室外管网施工图识读以及综合实训等。

案例问题教学法。将工程中经常遇到的问题总结整理分配到相应的知识点下，在掌握相应知识点的基础上设置解决问题环节，让学生们集思广益，发散思维，寻找问题的根源，找出解决的办法，能够活跃课堂气氛，开阔思路，提高学生动脑思考、举一反三的能力，实现理论与实践的有机结合。

创新教学法。在掌握了供热工程理论知识后，学生能够总体上把握和理解供热行业的要求，供热领域的任务，并能够将降低采暖能耗等作为建筑节能的一项突破点。为大学生普及创新创业相关知识，并要求学生根据在生活中遇到的供热问题或社会问题进行思考、调研并寻求解决途径。

小组讨论法。将班级学生分成若干小组，选出组长，在组长的组织下，组内成员以项目为中心进行角色分工，主动参与实践，针对问题互相讨论，提出设计实施方案、进行汇报等，组内成员进行补充，最后小组成员进行互评，再由教师给出评价、提出建议。这一过程中，教师以鼓励为主，对学生进行点评、启发、引导，突出学生的课堂主体地位，提高学生的团队合作能力。

平台教学法。供热工程课程采用三轮蓝墨云班课教学以及一轮超星学习通教学。利用平台进行资源共享、任务分配、试题测试、评价、讨论、经验值统计等。平台教学法能够有效调动学生的学习积极性，活跃课堂氛围。

2.4 完善课程考核方式

最终成绩以百分制体现，满分100分，包括过程性考核(70%)和期末考试(30%)。其中，期末考试的30%是以闭卷形式进行考查，过程性考核包括10%的实验成绩，20%的创新环节成绩，10%的实训环节成绩，30%的平台显示经验值成绩。各环节考查内容及要求如图1所示。

制订各个环节的考核评价标准及评分表，如实验成绩评价标准(占总成绩的10%)、创新环节评价标准示例(占总成绩的20%，按照小组进行答辩)、实训环节成绩评价标准(占总成绩的10%)、平台成绩评价标准及统计表(占总成绩的30%)。

3 BIM技术在供热工程课程中的应用

供热工程课程共有56学时，其中课程讲授48学时，实验4学时，实训4学时，并安排2周课程设计，在毕业设计环节设置某工程水暖工程BIM设计。在第四学期开展32学时的BIM基础课程，在第五学期开展40学时的BIM应用课程。BIM技术主要应用于实训环节、课程设计环节和专业竞赛中。

3.1 实训环节

2020年末已建成规模大、节点多的工程实训中心即建筑工法楼，其中包括采暖的整套系统，安排4学时的实训课，通过参观使得学生认知集中供热系统热源、热网、热用户连接方式，建筑采暖系统入户即热力入口连接方式及设备组成，建筑室内采暖系统的连接方式及散热器及阀门等附件的连接及样式，散热器的种类及特点，膨胀水箱、集气罐、水泵等连接方式及作用，锅炉房布置示意及锅炉房设备连接方式，太阳能集热器种类及太阳能集热器连接方式及作用等。要求学生在参观后利用BIM软件绘制节点的三维模型，并通过参观绘制出工法楼采暖系统的系统图。此环节学生看到了实物且掌握了运用BIM技术绘制采暖系统节点及系统图的本领。

3.2 课程设计环节

供热工程课程设计包括热负荷计算、散热器片数计算、方案布置、水力计算、热源布置等步骤，这些步骤均可以通过BIM技术来实现，打破了以往用电脑EXCEL计算及CAD绘图的习惯，全程采用BIM技术的设计模式。首先，利用BIM软件建立建筑的BIM三维模型，利用BIM技术的负荷计算软件进行建筑的热负荷计算，并进行节能分析，采取调节围护结构的传热系数等方法，使建筑节能标准达到要求。其次，进行方案布置，课程设计为多层建筑，不考虑分区因素，确定好建筑引入口、采暖管井后进行布管，选取机械样板进行绘制，不同管路采取不同的系统，并采用插入族的方式，绘制散热器、膨胀水箱、阀门、集气罐等附件，将整个系统绘制完毕，进行碰撞检查和修改，进行水力计算、不平衡率分析和调整，从而确定管段的阻力损失及管径粗细。最后，确定水泵的选择和热源的布置，得出各层的平面图、立面图及采暖系统图，并对采暖系统图进行渲染，制作管路走向的漫游视频。整个过程利用BIM技术完成，成果丰富且生动。

3.3 BIM专业竞赛

利用学校教室、电脑设备、软件资源等建立了建筑设备BIM协同中心，组织学生在课余时间进行BIM社团活动，积极参与大学生创新创业训练项目申报，积极参加BIM类相关比赛，以赛促教，以赛促学，提高学生的专业知识水平和BIM运用能力。

4 结语

以OBE教学理念为前提，剖析本门课程涉及的毕业要求及专业核心能力，展开一系列改革，建立了多方面的教学资源库，为开展教学做好充足的资料准备。采取多种教学方法相结合的手段，丰富教学活动，全方位调动学生积极性，改革了考核方式，加大了过程管理，建立了全面的课程考核体系。融入BIM技术，将课程所学知识点与BIM技术紧密结合，应用到实训环节、课程设计环节和专业竞赛中，使学生在学好理论知识的同时掌握BIM技能，实践证明教学效果较好，为供热工程课程教学改革提供了参考。