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2 变风量空调(VAV)系统控制发展
VAV空调系统的控制方式的发展大体上经历了三个阶段:第一个阶段,80年代开发并实际投入使用的定静压定温度控制形式;第二个阶段,90年代前中期开发并实际运用的定静压变温度控制形式;第三个阶段,90年代后期开发并实际运用的变静压变温度控制形式,在此阶段同时并存的还有总风量控制形式,已运用于实践。
目前,VAV空调系统已经成为欧美发达国家集中空调系统的主流模式。进入九十年代后,能源危机的紧迫使得日本对国内七十年代以前建设的中央空调系统进行改建或重建,将原有的定风量系统改造为变风量系统,并加大了对VAV空调控制系统的研究力度,形成了自己的控制模式及标准。目前,在我国发达地区新建公建项目中采用VAV空调系统者已占到较大比例。
我国虽然在VAV空调系统的理论研究上取得了不小的成绩,但具体到实践上与国外同类研究还有不小的差距,由于VAV空调系统真正在国内大范围得以推广使用的时间还很短,缺少实践经验,加之该控制技术相对复杂,控制环节多,尤其是对VAV空调系统控制部件的复杂性还存在研究上的困难,关键部件还需国外产品支持,另外价格较高、实际工程效果不理想等客观原因也阻碍了VAV空调系统的推广使用。
3 变风量空调(VAV)系统末端控制与装置
VAV空调系统的控制机理并不是很复杂,末端送风装置是实现变风量功能的关键,而选择何种控制系统并与末端送风装置进行有机结合是整个VAV空调系统最重要的环节之一。VAV空调系统并非是简单地在定风量系统上加装可调变速风机及末端装置,它还包括由多个控制回路所组成的控制系统,要保证VAV空调系统运行随着空调负荷变化而进行相应改变就必须依靠自动控制系统。变风量控制系统的主要作用是:自动调节系统送风量以适应房间空调负荷变化;通过相对独立的控制单元分别实现对不同房间、不同功能区域的不同温度参数要求;能够根据负荷变化自动调节送风主机的运行频率以降低空调系统运行能耗,实现节能目的。
目前在过程控制领域中应用最为广泛的控制器是常规PID(比例,积分,微分)控制器,简单、稳定性好、可靠性高等特点使其对于线性定常的控制是非常有效的,一般都能够得到比较满意的控制效果,至今在全世界的过程控制中有84%的控制器仍是PID控制器,VAV系统末端装置也大多采用PID)控制器。
PID控制以其巧妙的构思和良好的控制效果一度成为应用最广泛,实现最简单的控制策略。PID控制理论内涵给人们留下了较大的研究空间,关于PID参数自整定的方法也相继问世,但随着控制理论及应用范围的不断发展,控制对象也日趋复杂,有些系统的过程模型难以建立,并且具有高度的非线性、时变性;比如VAV变风量空调系统的时变控制,因此传统的PID控制策略就显露了它的不足。虽然研究人员试图通过简化控制算法或采取优化集合控制等来解决这一不足,但效果并不很理想。
基于PID控制所存在的问题,相关研究人员根据变风量空调系统的特点结合控制技术在不断改进PID控制算法的基础上积极寻找其它更为高级的控制方式,通过实践,逐步将最优控制、自适应控制、模糊控制及神经网络控制等智能化控制手段应用于VAV空调系统的控制实践。
随着控制技术、空调技术的发展以及将二者相结合运用于建筑系统的发展趋势来看,VAV空调系统控制技术从最初的定静压控制到变静压控制再到后来直接数字控制、总风量控制再到智能化控制已经取得了很大的发展,其中清华大学有关学者提出的总风量控制法具有一定影响,该方法不采用静压送风量,而是根据压力无关型VAV空调系统末端装置的设定风量来确定系统送风总量并据此计算出送风风机的转速,从而对送风量进行控制。他们通过对总风量控制法与定静压控制法、变静压控制法的节能效果比较,认为虽然总风量控制法的节能效果虽不如变静压控制法,但因其没有压力控制环节,所以运行稳定性很好。另外,还有学者通过分析变VAV空调系统的局部控制,利用其送风末端装置风阀的开度作为各空调区域相关负荷的指示信号,提出送风静压优化控制方法。
4 变风量空调(VAV)控制系统模型
VAV空调系统主要应用于大中型建筑物,它是全空气空调系统与控制技术相结合并不断发展的产物。与常规的全空气空调系统相比,VAV空调系统最主要的特点就是在每个空调房间的送风管处设置一个VAV空调系统末端装置(VAV Box),该末端装置的主要功能部件是一个风量调节阀门或末端调速风机。
一是对待群众存有冷、横、硬、推、烦的现象。二是宗旨观念不够牢固。表现在:对待群众不能始终保持热情服务的态度,当手头工作多时,性子就有些急躁,态度不够和蔼,如遇到需要重复解释的问题时,噪门就会比平时响,显得没有耐心,没有合理调整自己的情绪,没有切实做到为群众所想,急群众所急。三是服务经济的大局意识有待加强,思想狭隘,只满足于做好眼前的工作。四是工作作风不扎实,对业务工作满足于现状,缺乏对工作的主动性、积极性和创造性。五是少数民警在执勤中还存有执法不规范、警容不整的现象。
二、存在问题的原因
一是从主观上讲,缺乏超前预见性,缺乏开拓创新精神,看成绩多了,看问题少了,工作标准不高,只求过得去,不求过得硬。
二是为群众服务观念不牢固。未牢固树立全心全意为人民服务的宗旨观念,没有深刻体会“一切为了群众,一切依靠群众,从群众中来到群众中去”的实质,没有坚持任何时候都要以群众满意不满意,答应不答应,赞成不赞成作为工作的出发点和落脚点,没有拿出百分之百的热情接待每一位群众,工作中对待群众缺乏耐心,没有真正做到全心全意为人民服务。
三是制度定的不少,墙上本上都有,个别制定了只停留写在纸上,挂在墙上,没有落实到行动上,抓落实不够好,有的民警违犯了只在会上点点说说,不提名不提姓引不起触动。
三、整改措施
(一)要规范勤务管理。要严格执行公安部《交通民警道路执勤执法规范》,交通民警在执勤执法时,要使用规范用语,做到准确恰当,用语文明,执法公正,路面执勤民警在继续保持规范化执勤形象的同时,做到“纠章时主动走到车前,说话时敬礼问好在前”,任何时候不辱骂、训斥群众。交通民警需要检查车辆时,应当根据道路条件和交通情况,选择安全和不妨碍通行的地点进行,避免造成交通堵塞,禁止逢车必查。交通民警在道路上执勤执法时,在无明显违法和突发事件、自然灾害、交通事故等紧急情况下不得随意拦截检查机动车。交通民警在道路上执勤执法时,不得擅自改变处罚种类、幅度,少填罚款额多收钱,故意拖延处理时间,不给违法驾驶员交付处罚决定书和暂扣凭证,使用非标准的处罚决定书和暂扣凭证,不按规定上交或者不归还暂扣的驾驶证、行驶证。交通民警在道路上执勤、执法时,不得利用职务之便索要物品或者收受他人财物,不得要求或者接受宴请。
1引言
“流体力学”作为理工科的一门专业基础课和必修课,它的重要性是众所周知的,作为力学分支,其在安全工程专业有着广泛的应用,与泄漏、火灾、爆炸、通风等有着密切的关系,是后续工业通风、消防工程等专业课程学习的重要基础。近年来流体力学学科发生深刻变化,对流体运动认识加深,测量手段更为先进,对流体运动分析和处理的能力空前强大,与工程应用结合更加紧密。然而“流体力学”这门课程概念抽象、数学公式多,在以往课程教学过程中更多重视理论知识的传授,人才培养过程中存在着过分偏重理论知识学习,缺乏对学生工程能力的培养等不足之处。因此,本文借鉴国际流行的CDIO工程教育理念,拟对安全工程专业“流体力学”课程进行教学改革,使理论知识服务于后续的安全知识学习及工作实际,将知识教育和能力培养有机地结合起来,增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,使学生专业理论知识的学习真正地更好地融入之后的安全工作中。
2CDIO工程教育理念
CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Imple-ment)和运行(Operate)的简称。“C”构思指系统性的构想、思考,明确产业需求。“D”设计是把将要被实现的计划通过视觉的形式描述出来的活动过程;“I”实施是执行、施行实际的行为,指把设计转变为产品的过程;“O”运行是指产品实现之后(即实施之后)使用其来达到想要的价值的过程。从构思、设计、实施到运行的全过程就是产品的整个生命周期,用它来代表工程的范畴[1]。CDIO教育模式提倡培养具有较高专业理论水平和符合产业需求的综合性应用能力并重的高等工程教育专业学生,这种模式在安全工程专业领域具有一定的借鉴意义[2]。CDIO强调在系统和产品构思、设计、实施、运行的真实工程实践环境中培养学生的工程能力,通过引导学生以主动的、实践的、知识之间有机联系的方式培养学生的工程能力,使学生在创新思维能力、终生学习能力、团队合作能力和工程实践能力等方面得到全面的训练和提高。
3基于CDIO理念的流体力学课程实施
3.1优化教学内容
在教学时,教材的选取是非常重要的,首先要选择一本好的教材,然后围绕教材的内容,进行全方位的内容设计。湖南工学院安全工程专业选用的教材为蔡增基、龙天渝主编的《流体力学泵与风机》,该教材详细介绍了流体力学及泵与风机的基础知识,并配有丰富的习题供学生课后练习巩固,另围绕教学大纲,每章设置了思考题。但教材内容多是从供热通风空调类专业角度出发,内容较多。按照安全专业职业能力与素质需求为导向,结合我校安全工程专业对该课程课时安排较少,学生文科生多,理科基础薄弱的特点、安全工程专业需求及其与后续专业课程之间的关系,课程教学内容分为四部分:(1)流体静力学。掌握流体平衡的规律,对其中与安全工程关系不大的小节进行删除。(2)流体动力学。研究流体在运动状态时,作用于流体上的力与运动要素之间的关系,以及流体的运动特征与能量转换等。(3)有关流体静力学和流体动力学在生产和生活中的应用,如孔口与管嘴恒定流、管道恒定流等。注重与工业通风、消防、安全工程中常见的泄漏等问题相结合。(4)泵与风机工作原理及运行知识,重点掌握如何选择泵与风机。由于课时有限,其他知识可通过学生自主学习来完成。内容设置注重培养学生的创新能力、学习能力和分析解决问题的能力,不因课时少而删除其物理背景、力学建模和求解过程等方面的学习,只讲授结果、计算公式、图表等这种短视的做法培养出来的学生只是现成公式的计算机器,面对新的问题将束手无策,学生没有创新能力,没有利用所学知识解决实际问题的能力。只有掌握正确的基本概念和流体运动一般规律,才能认识特殊规律,才能有分析实际问题的能力,才能正确应用和处理流体力学商业软件。
3.2转变教学方法
在课堂教学中注重学生综合思维、系统思维和工程能力的培养。结合传统的教学方法,采用以问题学习的形式,要求学生基于问题学习。(1)首先要讲授该门课程的性质及作用,让学生掌握该课程在整个专业培养中的作用以及工程实践中的具体应用价值,以及该课程与其他课程之间的关系,从而在学生的整体知识架构中建立起清晰的课程逻辑联系[3],培养学生的系统思维能力。(2)各知识点的教学过程采用启发式教学法,先由老师设置问题,让学生带着问题进行学习;学完之后让学生思考学了什么,有什么用;除了基本的教学过程外,在课程中设置一些小专题讨论,培养学生分析问题、解决问题的能力。(3)传统的教学模式由于缺乏对知识的应用,学生通常将通过考试作为学习目标而专注于记忆考试内容。因此在教学中注重相应知识点的讲解的同时,注重对各知识点的应用和拓展,各知识点多方面地与安全工程专业相结合(如在讲述孔口管嘴出留时与危险化学品物质泄漏进而导致火灾、爆炸、中毒事故相结合;讲述流动阻力时与工业通风管道设计、消防水管道设计相结合),强调其对专业的支撑作用,要求理论知识必须服务于安全工作实际,将知识教育和工程能力培养有机地结合起来。
3.3实验教学改革
实验环节是CDIO模式下教学环节的非常重要的组成部分,学生工程能力的培养和综合应用能力的提高,有赖于此环节[4]。实验教学方面通过建设流体力学实验室,将实践教学贯穿于学生的整个学习过程,实现对学生的动手实践能力、技术应用能力、研究创新能力的培养。实验模块分为基础验证类实验模块、综合性实验模块和开放性实验模块。基础验证类实验主要包括雷诺实验、能量守恒验证实验、沿程阻力实验、局部阻力实验、文丘里管实验、流量计实验、离心泵实验等[5]。这些实验过程简单,能帮助学生更好地理解流体力学的基本原理和定律,但缺乏创造性,没有与安全工程专业实际相结合。综合性实验如与工业通风课程相结合,设计一个通风除尘管道模型,学生通过流体力学知识制定实验方案,使用仪器测量风速、压强等相关参数计算通风阻力。让学生把流体力学知识更好地与安全工程专业相结合,解决专业实际问题。综合类型的实验相对较复杂,采用团队协作的方式,通过互相交流讨论解决实验过程中遇到的问题,发散思维,实验结束后进行汇报,培养学生的团队协作能力和沟通能力。开放性实验模块通过建设开放性实验室,为学生参加各类学科竞赛、科技创新活动、自主实验、参与大学生研究性与创新性实验项目、参与教师科研项目提供实践平台。如学生可进行计算机虚拟流体力学实验、利用flunet软件模拟火灾发生时烟气流动过程。开放性实验可锻炼学生创新能力。
4结论
1)安全工程专业“流体力学”课程作为一门学科基础课,其教学改革应以专业能力需求为导向、学生能力培养为目标,引入CDIO理念进行教学改革,可提高学生创新思维能力、系统思维能力、和工程能力的培养,提高学生的工程意识及大工程观。2)基于CDIO理念的“流体力学”课程教学改革应注重学生主体作用的发挥,以学生为主体、教师为主导,采用问题学习的形式进行教学,培养学生用基础理论分析、解决实际问题的能力。3)在“流体力学”课程教学改革中,应注重实验教学环节,实验教学除了基本的基础验证类实验外,组织学生做一些综合性、设计性、开放性实验,教学中注重学生团队协作能力,人际交往能力和创新能力的培养。
参考文献
[1]顾佩华,等.重新认识工程教育一国际CDIO培养模式与方法[M].北京:高等教育出版社,2009.
[2]张景钢.基于CDIO的创新型安全工程培养方式研究[A]//安全科学理论与创新[C].郑州:郑州大学出版社,2016:92-96.
[3]赵庆贤,葛秀坤,毕海普,等.“变焦式”教学法在专业基础课程教学中的应用[A]//第26届全国高校安全工程专业学术年会论文集[C].北京:气象出版社,2014:262-265.
中图分类号:X752文献标识码:A文章编号:
作者简历:
乔马东(1979—),男,汉族,山西晋城人,于1999年毕业于山西煤炭工业学院(长治煤校),所学专业通风与安全,通风助理工程师,现在从事煤矿通风与安全管理。论文方向:通风安全作者:乔马东。
引言
众所周知,保证矿井能够进行安全生产,其最基本的条件就是有关矿井的通风系统;同时开展“一通三防”各项工作的前提和基础也是这个矿井通风系统。在煤矿生产中,瓦斯的问题,通风的问题以及粉尘对矿工身体造成伤害的问题等都给煤矿“一通三防”的管理工作带来了许多的难题。我国煤矿“一通三防”的安全管理体系的可行性虽然已经通过了三大体系的认证,它通过对煤矿“一通三防”体系的内容和构造进行了介绍,对煤矿生产中存在的各种不利因素采取了有效的措施,让煤矿生产的管理水平有了很大的提高,从而也为煤矿的安全生产提供了更有力的保证。
一.加强煤矿安全管理的几个方面问题
1.对瓦斯的防治问题,必须注意以下几点:
(1)在现场作业中如果回风流里的二氧化碳大于百分之一点五或者瓦斯浓度大于百分之零点八时,就不能继续作业,要安全撤离作业人员,立即采取措施给予解决。
(2)作业面或其他作业地点的回风流如果瓦斯浓度大于百分之零点八时,电钻打眼就不能继续操作。在掘进工作面或者其他作业地点风流中、电动机以及开关周围二十米范围以内的如瓦斯浓度在百分之一点五时,就不能继续作业,要马上切断电源,撤离作业人员并采取措施解决。
(3)对瓦斯的监测
在作业时一定要挂上瓦斯便捷仪,要把它挂在迎头非风筒出口旁边,如果遇到顺槽作业,就可以挂在迎头向后第二棚的非风筒出口旁。在作业面还要安装甲烷传感器,放的位置可以根据实际情况而定。
2.矿井通风问题,必须注意以下几个方面:
(1)采用了局散压入的掘进通风方式,这种方式要有两台机器,一台可以提供风,另一台可以备用,它们可以自动切换。把局扇和自动装置安装在进风的巷道,距离掘进巷道回风要超过十米,在全负压的状态下给予提供的风量不能少于局扇的吸入风量。
(2)必须要在巷道支护完好,没有滴水的条件下才能安装局扇,局扇台离地坪的距离要三百毫米以上,并且要紧固好,不能发生松动现象。
(3)局扇不能停止运作,如果突然停止,要立即切断电源,撤离作业人员。在通风恢复之前要检查瓦斯,在局扇开启前局扇和开关周围十米内风流中瓦斯的浓度不能高于百分之零点五。
(4)主局扇要用三专供电,也可以用装有选择性漏电保护装置的供电线路给予供电,还要装设两闭锁,每天都要进行检查,保证局扇正常运行。
3.对粉尘管理的问题
企业应该采取相关的防粉尘措施,工作人员在进行作业时必须戴上防尘口罩,还要安装防尘的管道。尤其是在开采有煤尘爆炸危险的煤层时,很多企业没有采取防尘措施,井下巷道中也没有预防和隔绝煤尘爆炸的设施。
4.对防火的管理问题
在作业时如果发生火灾,根据火灾的性质、瓦斯情况以及灾区通风情况采取对应的方法灭火,要立即控制火势,寻找安全出口对作业人员进行马上撤离危险地域。如果电气设备发生着火,要马上切断电源,并采用不会导电的灭火器材进行灭火。
二.“一通三防”安全管理体系的评价重点
1.建立“一通三防”安全管理体系的意义
由于三大体系认证是有很多个部门而构成,工作起来很繁琐也很复杂,又没有效率,存在着很多不足。在这样的情况下,就必须建立“一通三防”安全管理体系。它有以下这些作用:操作起来更加简单、方便;可以提高各个阶层人员的整体素质;可以调动全体企业职工的积极性,提高了企业的经济效益和社会效益;可以让企业培养出更多复合型的人才,从而工作效率也大大提高。建立“一通三防”安全管理体系和三大体系从总体上说出发点是一致的,而且管理的原理和模式很多地方是一致的。它们都是为了让社会、客户和员工等各方面的要求得到满足,同时也是为企业创造更大的效益,从而推动了企业的发展。
2.在煤矿企业中,“一通三防”安全管理体系主要有以下几个方面的内容:
(1)“一通三防”安全管理工作的内容
首先,在安全管理体系中建立“一通三防”安全岗位责任制。在各个岗位和各个工种都明确指定岗位责任制。其次,建立“一通三防”主要按照三个程序来进行,即对工作进行安排的程序、开展安全会议的程序以及安排各个工种的工作程序。最后,要制定一套“一通三防”安全管理的规定。这个管理体系详细制定了矿井通风系统、巷道贯通、安全监测、密闭质量、综合防尘、瓦斯管理、防灭火管理、局部通风以及对瓦斯进行检查的现场交接等各个项目的详细内容,对瓦斯检查员的权威性和重要职能做了相关的规定。
(2)“一通三防”安全工作的控制
这个安全管理体系对矿井的通风问题、防灭火、瓦斯的防治以及对仪表仪器的管理等工作和对本身的考核控制程序、对现场发生的各种情况流程都进行了相关的规定。
(3)审核培训制度
这种安全管理体系审核的职权、目的、范围以及控制要点明确以后,每年都要进行一次的内部审核工作。这个安全管理体系对审核的目的、职责、范围和控制要点都作了相关的规定,对所有参加“一通三防”的相关工作人员都要加强培训学习,对于参加特殊工种和特殊工作岗位工作的专业人员要分门别类给予相关培训,还要求具有专业资格证书方能上岗。
(4)纠正和预防措施
在这个安全管理体系里面,具体规定了纠正和预防措施的职责、目的、范围以及详细措施,这样有利于消除不安全的隐患,防止发生灾害。
三.结束语
在煤矿生产作业中,始终要把安全问题放在首要的位置,要为作业人员提供一个安全良好的作业环境,作业人员要时刻保持高度警惕,还要不断引进新的科学技术。煤矿通过“一通三防”安全管理体系,要把人和机器环境互相协调,达到对系统的安全管理,从而推动了煤矿事业的快速发展。
【参考文献】:
[1]朱雨.煤矿“一通三防”工作分析[J].煤炭科学技术,2008.
中图分类号:S891文献标识码: A
生态建筑无疑是解决经济发展与环境污染矛盾的有效方法,同时还具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力。而自然通风就是在生态建筑中广泛关注的一种技术。风是人类生存空间中的生态因子,它降低了能耗,减少了污染,提高了室内空气品质和舒适感觉,为居住者和使用者提供了良好的生活与工作空间。研究者调查发现,人们对室外的自然风有着更好的接受性。调查结果显示,尽管许多家庭配有完善的空调装置,但大部分人都喜欢打开窗户,依靠自然通风来保持室内空气环境,只有当自然通风无法满足要求时,才会使用空调设备。在炎热地区的建筑中,自然通风降低室温,驱除异味,保持房间空气新鲜,是实现生态建筑的重要手段。
1 自然通风的机理
通常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口,产生空气流动。这种流动直接受建筑外表面的压力分布和不同开口特点的影响。压力分布是动力,而各开口的特点则决定了流动阻力。就自然通风而言,建筑物内空气运动主要有两个原因:风压以及室内外空气密度差。这两种因素可以单独起作用,也可以共同起作用。
1.1 风压作用下的自然通风
风的形成是由于大气中的压力差。如果风在通道上遇到了障碍物,如树和建筑物,就会产生能量的转换。动压力转变为静压力,于是迎风面上产生正压(约为风速动压力的015 -018倍),而背风面上产生负压(约为风速动压力的013 -014倍)。由于经过建筑物而出现的压力差促使空气从迎风面的窗缝和其他空隙流入室内,而室内空气则从背风面孔口排出,就形成了全面换气的风压自然通风。某一建筑物周围风压与该建筑的几何形状、建筑相对于风向的方位、风速和建筑周围的自然地形有关。
1.2 热压作用下的自然通风
热压是室内外空气的温度差引起的,这就是所谓的"烟囱效应"。由于温度差的存在,室内外密度差产生,沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外,建筑物的上部分将会有较高的压力,而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时,空气通过较低的开口进入,从上部流出。如果,室内温度低于室外温度,气流方向相反。热压的大小取决于两个开口处的高度差H和室内外的空气密度差。而在实际中,建筑师们多采用烟囱,通风塔,天井中庭等形式,为自然通风的利用提供有利的条件,使得建筑物能够具有良好的通风效果。
1.3 风压和热压共同作用下的自然通风而在实际建筑中的自然通风是热压和风压共同作用的结果,只是各自的作用有强有弱。由于风压受到天气,室外风向,建筑物形状,周围环境等因素的影响,风压与热压共同作用时并不是简单的线性叠加。因此建筑师要充分考虑各种因素,使风压和热压作用相互补充,密切配合使,实现建筑物的有效自然通风。
2 自然通风的应用
人们利用自然通风主要是利用其两大功能:一是通风换气,改善室内空气品质;二是利用自然通风解决夏季或过渡季节的热舒适性问题,取代或部分取代空调。目前自然通风在一些建筑物中的应用如下:
(1)利用门、窗户的相对设置,在建筑物内形成自然通风。在大多数情况下,自然通风系统以窗户、门作为风口,因此窗户和门的大小,形状和安装位置都会对室内气流组织、通风效率和热舒适性产生影响。通常在建筑物进深小的部位利用风压实现自然通风,在建筑物进深大的地方利用热压实现自然通风。Per Heiselberg等人研究了不同类型窗户的通风特性,认为对于单侧自然通风、贯流通风或热压驱动的自然通风来说,在冬季最好选择底悬式窗户,在夏季最好选择侧悬式窗户。窗户的通风系数Cd随着开口面积、窗户类型和室内外温差的变化而变化,不能认为是常数,仅当开口面积较大时,通风系数才近似等于0.6。
(2)利用"竖井"实现自然通风,改变建筑物内部气候。一般来说作为共享空间的中庭就能起到"竖井"的职能。这种中庭一般具备两种功能:一是让太阳射入中庭,加热中庭内的空气,使上下空气形成温差;二是这种中庭一般是可开启的,在需要通风时可使空气流出。冬天,阳光透过玻璃屋顶直射进来,中庭屋顶的侧窗关闭,使中庭成为一个巨大的"暖房",到了夜晚,白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射;夏天,中庭屋顶的侧窗开启,将从门厅引进的自然风带着热量一并排出,使建筑在夜间能冷却下来。可作为"竖井"空间的,除了中庭外,还可以利用建筑的楼梯间。
(3)利用烟囱实现自然通风。这种烟囱是自然
通风和太阳能相结合的产物--太阳能烟囱。在太阳能烟囱的上部一般安装有太阳能集热器,集热器吸收的太阳能,可加热烟囱内的空气,产生抽吸作用,使冷空气从建筑物的下部进入,热空气从上部排出,这样在建筑物内形成空气流动,达到室内通风降温的目的。这种系统类似于风管系统。这种利用太阳能强化自然通风的烟囱还可做成风塔或风帽的形式。但如何使那些突出屋面的部分在外观上和屋顶协调,甚至使其成为整个建筑造型的亮点,对每个建筑师来说既是挑战,更是机遇。
3 自然通风在实际应用中应注意的几点问题
自然通风与机械通风不同,它受气候、建筑周围的微环境、建筑结构及建筑内部热源分布情况的强烈影响,所以它的设计是与气候、环境、建筑融为一体的整体设计。
(1)不同的气候条件,对自然通风建筑的要求也不尽相同。根据建筑所在地区的宏观气候条件,如宏观风速分布和风向、宏观气温分布、太阳辐射照度、室外空气湿度等来确定该地区气候的自然通风潜力。在确定自然通风方案之前,有必要收集建筑物所在地区的气象参数逐时变化情况资料并进行分析。地区不同,采用的自然通风能力、方式也不尽相同。
(2)建筑微环境不同,对自然通风的设计要求也不尽相同。建筑微环境是指建筑周围风速分布及气温分布、城市地形与布局(建筑平均高度、建筑分布情况、街道的布局、植被分布等)、建筑内部布置、建筑高度、室外噪声水平、室外污染。建筑的微环境对自然通风的影响很复杂,在建筑设计中应尽量全面考虑。比如在设计中应选址在有利的外部风环境中;使房间的纵轴垂直于夏季主导风向,以获得良好得通风效果;建筑物的正压区和负压区都会延伸一段距离,其大小和建筑物的高度形状有关,在此距离内其他建筑的通风会受到影响,因此应该合理安排相邻建筑的合理间距。另外在设计中也应考虑自然通风系统进风口位置的选择,一般绿色建筑周围都应当尽量种植树木,这不仅可以改善景观,保持生态平衡而且可以起到降温、减速,同时还可以改变风的流动路线。
4 结束语
自然通风已经成为生态建筑中的一项重要内容,越来越受到建筑师和居住者的重视。它是一种具有很大潜力的通风方式,它具有节能、改善室内热舒适性和提高室内空气品质的优点,但也受室外气候、建筑周围环境及建筑内部布局等因素的强烈影响,故其设计和控制很复杂计算流体力学和传热学的发展使工程师可以描绘出建筑单体、小区和房间内的空气流动状况,便于人们直观,迅速的了解风场流动情况。随着科学技术的发展,我们有理由相信,自然通风这种廉价、舒适、健康的通风方式会在生态建筑中得到广泛的应用。
参考文献:
Practice teaching reform of engineering major in local universities based on engineering application cultivation model
Xie Dong, Liu Zehua, Chen Gang, Xiong Jun, Li Huimin
University of south China, Hengyang, 421001, China
Abstract: This paper studied current status of practice education for engineering major in local universities, then built a set of practice education teaching system for building environment and equipment engineering major from practice curriculum setting, practice base construction and arrangement, curriculum design and thesis arrangement, etc. around engineering practice ability. The reform results show practical abilities and the engineering quality of the students have significantly improved, and this also can provide new concepts for reforming of engineering application talents training in local universities.
Key words: local universities; building environment and equipment engineering major; practice teaching; reform and practice
1 地方高校工程类专业实践性教学的现状
当前,高等教育已进入大众化教育,应用型人才培养与社会需求的矛盾尤为突出。一方面,在激烈的市场竞争压力下,用人单位对高校工科毕业生的实践能力和操作水平要求越来越高,另一方面,随着高校的扩招,地方高校受地域和教育资源的限制,相当一部分毕业生不能找到合适的岗位。因此,地方高校如何扬长避短,发挥自身办学优势促进就业,便成为解决其生存与发展问题的关键。受教学经费和资源的限制,地方院校工程类专业实践性教学质量和教学效果大打折扣,甚至出现专业实习是参观性的,专业实验是验证性的,专业设计是模版性的等问题,如此造成实践教学失去了综合应用和工程实践的本质功能,扼杀了学生的积极性和创造性,无法培养出社会需要的高素质、具有一定创新能力的工程应用型人才[1]。
2 实践性教学体系的构建与改革内容
针对当代社会对于建环专业人才素质的新要求[2],结合建筑环境与设备工程专业(以下简称建环专业)生源结构特点和在相关学科改革和实践中积累的经验,本课题组建立了使现代工程素质培养贯穿于实践教学全过程的新型教学模式,培养学生的工程素质和实践能力,提高学生在就业和科研中的竞争能力。按照教学的总体要求和学生的知识、能力水平,对目前分散于教学中的“专业实验”“专业实习”和“设计(课程设计和毕业设计)”等实践性教学的子环节进行整合重组,制定新的实践教学计划与大纲,建立一体化的实践教学培养体系,采用模块化设置(实验、实习及设计3个模块)的模式构建教学内容,通过各模块环节的落实来保证实践教学整体目标的实现。
2.1 优化配置实验内容,单独开设实验课程
课题组针对原有实验课程中验证性实验较多,内容单一等缺点,建立以综合性和设计性实验为主,以验证性和演示性实验为辅的突出工程应用能力培养的实验教学体系。将原来依附于理论课程的实验内容进行分类,整合为专业基础性实验和专业实验,设置基础实验课程和专业实验课程,并分别单独设置学分,同时将暖通空调、建筑环境学、建筑环境测试等课程中内容重复的部分实验项目进行整合,增加了综合性和设计性实验,减少了验证性实验,如将建筑环境测试技术和暖通空调中关于温湿度测试部分及建筑环境学和暖通空调中关于室内环境参数测试部分,一并放到室内环境与空气品质测试中。专业实验室面向学生全面开放,结合教师承担的科研课题,通过毕业设计和创新型实验的方式开展各种创新能力训练和实践活动,锻炼学生的工程应用能力和创新实践能力。
2.2 强化校内外实习基地建设,创新实习内容和实习管理
建环专业实习一般包括认识实习、生产实习和毕业实习3个部分,独立开设,各有侧重点。认识实习的特点是实习单位较多、实习时间较少。针对这种情况,我们在与友好实习单位建立长期实习合作的同时,积极寻找一些节能型和环境友好型的企业。除了重点把握通风空调系统和冷源热系统外,还引入一些新的节能型或环保型工程项目,从系统到设备,从中央机房到末端系统,让学生从设备的生产到系统的安装、调试、运行管理都有一个初步认识,建立专业系统轮廓,为专业基础课程的学习做好准备。
生产实习强调“生产过程”和“以动手为主”。2008年建环专业与南华大学三力高科技公司合作建立了“工艺风力与湿能技术”湖南省产、学、研示范基地,并建立了建环专业校内生产实习基地。实习的一半时间安排在校内生产实习基地完成,主要实习内容包括:风管(圆形、方形)制作与连接、水管套丝与连接等,涉及下料、剪切、折方、焊接、铆接、咬口连接、法兰制作等工艺流程。此外,我们与南华大学附二新医院、晶珠广场、电力宾馆、江东冷库等合作建立了5个校外生产实习单位,学生可以去现场进行系统和设备的操作实习,学习系统的运行和管理过程,进一步加深对专业课程的理解。
毕业实习是实习的重头戏。我校建环专业已经与广州凌云置业有限公司、广州鼎泰净化工程有限公司、广州市华德工业有限公司、广东西屋康达空调有限公司等合作5个企业单位签订了长期实习基地合同,每年安排学生到1~2个新开工的建设工地进行实习,既带来了新建项目“新”的效果,同时能达到一定“量”的要求,能够保证毕业实习顺利完成。经过长期实践,我们探索了集中与分散相结合的毕业实习形式,在保障毕业实习教学要求的前提下,一方面采用集中实习,由带队教师集中指导,集中答疑,方便学生集中学习;一方面提倡部分学生分散实习,针对学生个性化的需求,有针对性地扩展学生的兴趣,为这部分学生“学习-就业-创业”的发展之路创造条件。作为对分散实习的补充和延伸,我们还实行了开放性实习,以实习单位负责指导为主,定期向带队教师汇报实习状况,甚至可以与毕业设计融为一体,在毕业实习中进行毕业设计,如此实现了毕业实习、毕业设计和就业的一体化教学,在弹性教学与弹性就业方面不失为一种有益的尝试。
2.3 面向工程设计,注重实践,突出应用能力培养
2.3.1 课程设计
课程设计是工科学生从理论学习向工程应用能力过渡的一个重要综合性实践环节,是培养学生工程素养的重要部分,是毕业设计的预演,要求学生能够综合运用基础理论知识和专业技能解决具体工程实际问题。为了加强对工程应用能力的培养,我们结合专业实际,整合课程设计内容,优化开设方案,紧密结合工程应用型人才培养的需求,体现综合性、系统性和应用性的原则。
针对建环专业水、电、暖紧密结合的特点,课题组提出了水电一体化、冷暖不分家和风系统、水系统并重的课程设计总思路,将相关课程中涉及冷暖、水电、风和水系统等分别综合设置课程设计内容,即提出了空调冷热源课程设计、建筑水电课程设计和暖通空调设计(包括风系统设计和水系统设计)。三大课程设计内容涵盖了冷热源工程、暖通空调、建筑电气、通风工程、建筑消防设备、建筑给排水等多门专业课程,体现了综合性和系统性;同时课程设计内容上紧密结合节能减排和低碳设计的思路,体现了时代性和应用性。
2.3.2毕业设计
毕业设计是本科教育阶段最后也是最重要的一个实践教学环节,是学生综合应用所学的各种理论知识和技能,进行全面、系统、严格的训练及工程能力和工程素养培养的过程,是架起学生从学校走向社会的桥梁,是学生从应试能力走向工程素养的分水岭,是学生从学校步入工作岗位进行的“总决赛”,是4年大学教育的总阅兵。
除了继承课程设计遵循的综合性、系统性和应用性的指导原则外,我们更注重学生工程素养的锻炼。工程素养是对工程概念、范围及应用等所具备的常识和技能。课程设计注重工程应用能力的培养,注重技能的学习。而毕业设计是学生从工程能力向工程素养过渡的过程,是应用型人才培养的升华。
毕业设计的重点是工程方案优化设计、系统的经济性分析和社会效益分析、方案可行性分析、方案的实现方法和手段等,针对当前“系统设计可能节能,但施工和管理都不节能”,一味追求“空调系统就是要冷”的现状,结合自身实践教学特点和实践经验,课题组确定了“节能贯穿系统设计、安装及运行管理全过程”的总方针,提出了“地位突出化、设计综合化、题目多样化、方案个性化、过程立体化”的改革总目标[3],结合教师的科研课题和大学生创新课题,总结出“一题多方案、一方案一人,多方案比较”毕业设计新的指导方法,既体现了“一人一题”总思路,又体现了毕业设计的个性,同时还利用各方案之间的相互比较,确定优化系统方案,以上过程大大提升了工程能力和工程素养。
计算机和网络技术迅速发展的今天,使得毕业设计中融入信息技术和网络技术成为可能。CFD(Computational Fluid Dynamics)技术就是在计算机上做模拟预试验,是计算机技术飞速发展的产物。目前已经应用到我校建环专业通风空调系统方案设计中,通过对风系统的数值模拟,确定最优的气流组织方式、风速、温湿度等参数,为系统方案设计提供参考依据。网络技术为毕业设计指导提供了一个很好的交流平台,目前,我校建环专业的毕业设计部分内容可以在网络上完成(如负荷计算、设备选型等),通过QQ、微博等方式完全实现了毕业设计小组在线答疑,此平台的建设有利于学生和教师、学生和学生之间进行有效的交流。
3 实践教学改革实施效果
经过近三年建环专业(建环2005级、建环2006级、建环2007级)共计6个班210人的实践教学环节改革试验,学生普遍反映实践学习兴趣提高,工程能力和工程素养显著增强。其中有3人次参与导师的科研项目取得了成果,分别发表科研论文并获得国家专利;2010年有2名学生到清华大学进行毕业论文的研究;近三年本科毕业生考取研究生的比例均在20%以上;建环专业毕业生以扎实的理论基础、良好的工程素质和较强的工程实践能力备受用人单位和企业的青睐。从最新的2007级就业信息了解到,98%以上学生已签订就业意向,通过实践教学效果的改善促进了学生就业和考研。与此同时,以工程应用为目标的实践教学改革模式对师资队伍提出了更高的要求,在很大程度上促进了教师的科研能力和教学水平的提高。
参考文献
摘要:针对全日制专业学位硕士研究生培养模式改革问题,探讨了校企结合的“1+2”培养模式,即1年学校学习、2年企业学习,提出了企业学习“三段式”培养模式,并应用于机械工程领域的专业学位研究生培养,取得了良好效果,实现了兼有学术性与职业性的培养目标。
关键词 :职业能力;专业学位研究生;培养模式;企业学习
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)05-0055-03
一直以来,我国硕士研究生培养主要以学术型研究生为主,专业学位研究生培养规模较小,且与社会经济发展需要之间存在一定的脱节现象,严重影响了研究生教育的可持续发展。
为此,自2009年起,教育部决定面向应届毕业生招收专业学位研究生,并实行全日制培养。大力发展全日制专业学位硕士研究生教育将成为我国研究生教育的一种必然趋势。
然而,目前高校对全日制专业学位研究生教育缺乏深入和系统的研究,还没有形成一套行之有效的培养模式,在教学方式、课程设置、论文选题等方面照搬学术型学位研究生模式,不能真正适合全日制专业学位研究生的培养。
鉴于此,笔者提出以职业能力为导向的全日制专业学位硕士研究生创新教育理念,强调企业学习的重要作用。以机械工程领域的专业学位研究生培养为例,采用“1+2”培养模式,即1年学校学习,2年企业学习。企业学习以职业能力培养为导向,采用实习+实践+研发的“三段式”培养模式,对职业能力、实践能力和研发能力进行系统训练,以期探索出一套符合以应届本科毕业生为主的全日制专业学位研究生的创新型培养模式。
以职业能力为导向的培养模式
(一)专业学位研究生的定义
面向应届毕业生招收专业学位研究生,并实行全日制培养,其目的是通过调整目前研究生教育方式,加大应用型人才的培养力度,促进人才培养与经济社会发展实际需求的紧密联系。国务院学位委员会早在1996年的《专业学位设置审批暂行办法》中就明确指出:“专业学位作为具有职业背景的一种学位,是为培养特定职业高层次人才而设置。”这表明:专业学位教育形式是根据社会经济发展、职业需要来确定人才培养目标的,即培养过程具有特定的职业指向性。
与学术型研究生教育相比,专业学位研究生教育所培养的人才应具有职业性、实践性、应用性和技术性等特点,体现着明显的职业教育特征。然而,由于全日制专业学位研究生来源于应届毕业生,他们在入学的时候并没有职业背景,而毕业后要在专业领域从事工作,他们的学术能力、实践能力以及职业素养的培养都需要在学校内完成。并且学生毕业后主要不是从事学术研究,而是从事具有职业背景的工作,如工程师、医师、会计师等。因此,全日制专业学位硕士的培养模式与非全日制专业学位硕士以及学术型学位硕士的培养模式必然是不同的。
(二)职业能力描述
职业能力是人们从事某种职业的多种能力的综合,主要包含三方面基本要素:(1)为胜任一种具体职业而必须具备的能力。(2)在步入职场后表现的职业素质。(3)开始职业生涯之后具备的职业生涯管理能力。具体来说,职业能力不仅包括从事某一职业的专业能力,还包括与人交流、数字应用、信息处理、与人合作、解决问题、自我学习、创新革新、外语应用等多种能力。
对于工程领域的高层次技术人员来说,其职业能力可细化为五方面:一是人格特质,包括责任心、毅力、正直诚实、道德伦理等;二是专业知识,包括工程推理、系统思考等专业基础能力,以及现场管理、项目管理、质量控制、市场调研等能力;三是工具运用能力,包括语言和文字、信息处理等运用基本沟通工具的能力;四是社交与沟通,包括人际沟通、和谐相处、团队合作、适应能力等;五是学习能力,包括制定学习规划能力、快速学习能力、终身学习意愿等。
(三)以职业能力为导向的培养模式
职业能力培养模式比较成功的是德国“双元制”教育模式,这种模式已获得世界各国教育界的肯定和认可。所谓“双元”,是指理论与实践,“双元制”则指受教育者在学校接受专业基础理论学习,在企业接受专业技能培训,职业教育任务由两者紧密结合来完成。“双元制”教育模式以塑造受教育者的能力和职业技能为出发点,将学生职业能力发展和企业人才需求相结合。
笔者借鉴德国“双元制”教育模式,针对全日制专业学位研究生教育提出“1+2”培养模式,即1年学校学习、2年企业学习。1年学校学习主要以课程学习为主,获得专业理论基础。2年企业学习强调以职业能力为导向,采用“三段式”培养方法。第一段是企业实习阶段(0.5年),主要培养职业能力;第二段是项目实践阶段(0.5年),主要通过参与企业项目训练实践能力;第三段是论文完成阶段(1年),以企业课题作为硕士论文题目开展相关研究与实践。这种 “实习+实践+研发”的“三段式”培养模式具体内容见表1。
“三段式”培养模式,企业学习时间占整个研究生在校时间的2/3,企业成为职业能力训练和实践非常重要的场所。以职业能力为导向的专业学位研究生培养模式,必须建立一种有效的校企合作模式,通过增强高校和企业之间的交互和衔接,促进学校人才培养目标与企业人才需求标准的统一。虽然校企合作已有很多成功模式可借鉴,但对研究生培养来说,主要解决的问题包括管理机制、企业选择、企业环境等。这些问题将在下面实例中分析说明。
应用实例
以三峡大学机械工程领域全日制专业学位研究生培养为例。三峡大学是一所地方性普通院校, 1996年正式招收研究生。2010年开始在机械工程领域招收全日制专业学位研究生。该学位点依托机械设计及理论和机械制造及其自动化两个已有硕士点的办学条件,积极探索专业学位研究生培养模式,鼓励学生以校企合作方式开展专业学位论文研究。为此,我们采用“1+2”培养模式,探索出了“三段式”的企业学习模式,强调以职业能力为导向,在企业进行“实习+实践+研发”的研究生培养实践,取得了良好效果。“三段式”企业学习模式的目标、任务和方法见表2。
实例一:校企合作企业为省内某建筑工程机械公司,该企业主要从事建筑工程机械的设计、开发和制造。学生进企业实习前已具备结构力学、起重机械设计、金属钢结构等相关专业基础知识。第一阶段的实习主要了解企业产品设计、制造、销售等过程,熟悉该专业领域工程技术人员应具备的能力和素质;第二阶段的实践是参与某型号塔机的设计和制造工作,全面了解一个产品的研制过程,同时加深对专业理论知识的理解和应用。在此阶段,学生可以对设计过程、前沿研究成果的应用提出一些小建议;第三阶段的任务是研发,通过前两阶段的学习,学生已经发现和理解了产品改进方向,通过与导师组讨论,确定了以“起重机运行参数检测与监控仪器开发”作为论文题目开展研究,帮助企业解决提升产品技术含量的难题。
实例二:校企合作企业为省内某风机设计制造厂,该企业主要从事各种通用鼓风机和通风机的设计和制造。学生进企业实习前已具备机械设计、机械优化设计、测试与信号处理等相关专业基础知识。第一、二阶段与实例一基本相同;第三阶段是通过实习和参与项目工作,学生对产品设计和制造工艺方面存在的问题进行研究,通过与导师组讨论,确定了以“风机整机结构优化设计与制造工艺改进”作为论文题目开展研究,帮助企业解决产品振动噪声较大的难题。
通过上述实例可见,“三段式”企业学习模式充分发挥了高校人才和企业场所的优势,实现了专业硕士研究生培养兼有学术性和职业性的目标。在校企合作中,对管理机制、企业选择、企业环境等关键问题,我们采取的做法是:在企业选择方面,主要选择宜昌周边和湖北区域的中小型企业,特别是民营企业和私有企业,因为这些企业科研力量相对比较薄弱,对研究生实习比较欢迎,接收方式快速灵活,可以安排学生在企业担任一定的技术岗位助理,参与企业研发与技术管理工作,对学生职业能力的训练比较全面。在企业环境方面,主要考虑企业属于机械工程领域,必须有机械产品以及设计和制造工作,有较好的企业经营理念和企业文化,所销售的产品至少在区域内有一定市场和享有较好信誉。在管理机制上,通过成立导师组,实行“双导师制”,由企业导师与校内导师共同把握研究生的研究方向,共同确定研究生的论文选题。校内导师关注职业能力的通用性培养,负责培养过程的质量和规范;企业导师关注职业能力的专业性培养。在校企合作中,各种保障措施也是必要的,如学校监管制度、企业研发条件、双方经费支持等。
结语
通过“实习+实践+研发”的过程,学生的职业能力、实践能力和研发能力得到了系统培养和训练。与此同时,企业通过参与学生培养过程,将产品设计、制造和使用过程中的问题交给学生研究解决,弥补了企业研发力量薄弱的不足,一些实际问题得到解决。实践表明,这种培养模式是符合全日制专业学位研究生培养要求的创新型模式。
参考文献:
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[2]李姚矿,娄敏.全日制专业学位研究生培养模式探讨[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2012,26(1):128-133.
[3]朱永梅,任家隆.全日制专业学位硕士培养模式初探——以机械类专业学位硕士生培养为例[J]. 齐鲁师范学院学报,2012,27(5):118-123.
高等职业教育在一定程度上是就业教育,高职院校人才培养目标及培养模式必须紧紧围绕学生就业这个目标,满足社会、经济、岗位的需求的前提下制订,最大程度地实现学生就业。浙江水利水电专科学校(以下简称“浙水专”工程造价专业通过对毕业生就业情况调查,以就业市场的需求为导向,制订了浙水专工程造价专业人才培养方案,学生就业率连续四年均保持在98%以上,毕业生得到社会用人单位的认可。
l工程造价毕业生市场需求情况分析
1.1近三届毕业生就业岗位流向调查
通过对2003届毕业生就业岗位专业流向问卷调查,浙水专工程造价专业毕业生主要流向的岗位为建筑工程造价员、安装工程造价员、水利工程造价员、市政、装饰、及园林造价员岗位。
1.2用人单位对毕业生满意度调查
用人单位满意度调查指标设计为25小项,每小项分4个等级,评价标准和分值分别为:好,3分;较好,2分;一般,1分;差,0分;满分为75分。25个小项规类分别归为以下6个大项:政治思想道德素质教育效果评价、专业知i,nvak平教育培养评价、能力培养效果评价、身体素质评价、内在素质评价和工作适应度评价。其中六项评价指标的得分情况分别如下:1O.58±0.46、8.20 4-0.33、10.40±0.41、5.70±0.28、3.50±0.42、0.70±0.35,调查数据为90个。
1.3毕业生专业对口率
通过对2003届浙水专工程造价专业毕业生的问卷调查,毕业生专业对口率为74.4%。
2以职业市场为导向制订工程造价专业人才培养方案
通过问卷调查后,将工程造价专业人才培养方案从新调整和设计,紧紧围绕用人单位的需求、岗位的需求,以就业为核心制订了适合本专业的人才培养方案。
2.1工程造价专业人才培养总体目标
工程造价专业人才培养总体目标为:与浙江省经济建设相适应,面向浙江省范围内的施工、建设、中介、造价主管部门等企事业单位造价员岗位,培养具有工程造价员职业能力的应用性人才。
2.2工程造价专业人才培养模式的制定
建筑工程造价、安装工程造价、水利工程造价是浙水专毕业生就业最多的岗位。浙水专工程造价专业人才培养思路按照“一个核心,四大模块,多元拓展”方案进行,即,以造价员职业岗位能力为人才培养的核心;以土建工程造价员、安装工程造价员、水利工程造价员、市政园林工程造价员为人才专业岗位技能培养模块;向建筑工程管理与工程经济两个方向进行专业知识拓展模块的培养,实现工程造价专业学生多方位就业的目标。
2-3工程造价专业人才培养要求
用人单位对毕业生专业知识水平教育培养评价度较好。对毕业生能力素质和工作适应度的评价较低。通过走访众多用人单位,具体分析了不同的岗位对知识、能力、技能等水平的需求,制订了浙水专工程造价专业学生具体的人才培养的标准:
2.3.1毕业生应具备的知识要求:掌握应用写作知识;b.掌握本专业所必需的自然科学基础和社会科学基础知识Ic.掌握计算机的基本知识;d.了解我国基本国情及国家对建筑行业的方针、政策及法规;e.了解水利、建筑、装饰、安装材料及制品的名称、规格性能、质量标准、检验方法、储备保管、使用等方面的知识;掌握水利、建筑、市政园林工程施工图的识读;掌握给排水、通风空调、电气照明工程施工图的识读;掌握工业与民用建筑、结构的一般构造及施工工艺;掌握水工建筑物的一般构造及施工工艺;掌握给排水、通风空调、电气照明工程的系统组成、工作原理和施工工艺;£掌握建筑工程造价、安装工程造价、水利工程造价的基本原理和应用方法;熟悉工程招投标的基本流程;熟悉工程造价控制的基本方法:熟悉建设工程法规制度;昏掌握建筑企业财务报表的编制方法,了解建筑企业财务管理的基本方法和基本知识、掌握建筑工程项目管理的一般内容和方法等相关专业知识。
2l3.2岗位基本技能要求:a.具有良好的语言表达能力和一定的应用文写作能力;b.熟悉施工组织设计文件的拟定Ic.熟悉计算机应用,掌握ofice办公软件,能用计算机完成各类文字处理、表格设计和数据处理等工作;熟悉相关工程造价软件的操作;d.能结合建筑工程、安装工程、水利工程施工生产活动过程,从事工程造价计价和控制工作。e.具有良好沟通与协作能力。
2.3_3岗位综合技能或技术应用能力要求:具备编制工程技术标书的能力.b.能运用所学知识进行工程统计主要指标的计算和初步分析,能在工程造价管理工作中依法办事案例分析.c.具备工程造价商务标书编制的能力;d.具备土建、安装、水利造价员的基本技术与技能。
2.3.4执业素质要求:注重自身修养。具备良好的思想品德和政治素养.b.具有勇于开拓的创业精神和强烈的事业心;c.具有强烈的社会责任感和真诚奉献社会的意识;d.能够适应时代的发展与变革,具有灵活的社会适应能力.e.具有较强的自学能力和信息获取能力,在工作中不断充实自己、完善自我;f-具有勤于思考、不断探索新知识、勇于创新的意识与能力。具有良好的团队协作能力。
2.3.5职业资格证书要求:学生毕业时除获得毕业证书外,并要取得至少一种职业资格证书。职业资格证书有:造价员、施工员、资料员、质检员、材料员、监理员等。
根据上述具体标准,合理科学地规划了三年教学的学习内容,在理论与实践的教学环节上紧紧围绕上述标准,制订了详细周密的课程名目、教学内容、教学大纲、考核指标,并编制了各种教材、指导书、任务书等等。
2.4人才培养方案科学性评价指标
工程造价专业人才培养方案是否科学、适当,最终以三项评价指标来检验其合理性:毕业生就业率、用人单位对毕业生的满意度、毕业生专业对口率。
2.5文中资料和数据的统计学处理方法
研究中所涉及的数据均采用spssl1.0统计软件进行处理,p<O.05视作差异有显著性。
3工程造价专业人才培养方案调整前后的比较分析
3.1调整前后就业率的变化
2006至2008年浙水专工程造价专业就业率分别为98.8%,98%、98.6%,就业形势良好。
3.2调整前后毕业生就业岗位流向分析比照
2006至2008届三届毕业生就业岗位逐年向建筑造价员、安装造价员、水利造价员、市政造价员、装饰造价员、园林造价员递增,集中在建筑、安装、水利三个造价员岗位。
3_3调整前后毕业生用人单位满意度评价分析比照
近三年用人单位对浙水专工程造价毕业生的六项评价指标分值均有所上升,其中能力培养指标上升最快,由此引发毕业生对工作的适应性的评价也在逐年递增。
3.4调整前后专业对口率比照
2006至2008届学生专业对口率分别为74.4%、83.91%、86.05%。
4对高职高专工程造价专业人才培养方案的一些思考
4.1现状及问题
工程造价具体业务的操作具有非常鲜明的地域特色,不同的地区不同的学校其工程造价专业人才培养方案都应具有明显的地域特色和行业特色。人才培养方案的制订建立在合理科学的人才培养目标上,如何制订符合本地区要求的人才培养总体目标,必须摸清毕业生的流向和岗位需求情况,而这种数据信息的收集必须是及时的、新鲜的,对数据处理要体现严肃性和科学性,要使用必要的统计处理方法,目前大多数高职高专院校在人才培养目标的制订工作上尚缺以上的操作。
用人单位对毕业生满意度指标设定的合理性也是一个重要的内容,虽然每个地区每个企业对人才满意度均有相同性,但也要考虑到地域和企业对人才期望值的个别需求,因此用人单位对毕业生满意度评价指标体系的设置也兼顾到地域、企业的个别性。
4.2经验和体会
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0147-02
“热质交换原理与设备”是建筑环境与设备工程专业的专业基础课程之一,[1,2]是将“空气调节”、“供热工程”、“制冷技术”、“工业通风”等专业课程中牵涉到流体热质交换原理及相应设备的内容抽出,经过整理、充实而形成的一门课程。整个课程不仅覆盖面广,且各章内容相互比较独立,整体逻辑性较差,这就形成了这门课程如下特点:知识点多并相对独立,内在规律性知识融合力度不够。这样一门课程,对于授课教师的知识面及授课技能与方法是一种挑战,对于学生的学习归纳及演绎能力也有较高的要求。
本文针对“热质交换原理与设备”课程的这些特点,结合普通高等工科院校学生的实际情况,从提高教师的教学水平和学生的学习效果两个方面,对激发学生学习兴趣,提高“热质交换原理与设备”教学效果进行了探讨。
一、提高教师素质
教师是学生知识增长和思想进步的导师,教师的一言一行,都会对学生产生影响。当今社会对当代大学教师应具备的素质提出了更高的要求,除了教师爱岗敬业、良好的师德等传统要求,还要求教师具有新的教学理念和教学方法。作为一名当代大学教师,不仅要具有广博的专业知识,掌握所授学科教学的系统设计,还要深入了解当代大学生的生理、心理和行为特点。特别地,也要研究不同个人的具体情况,采用灵活的教学方式方法,因材施教,实现教学目标。
如今,青年教师占全国高校教师总数比例高达62%。对于广大青年教师而言,研究和掌握教学艺术,逐步形成个人的教学风格,这对于教师自身的成长以及提高教学质量都非常必要。青年教师应当发挥本身与大学生年龄相近的优势,在学生中间树立教师的人格魅力和建立“自己人”效应,学生一旦对教师产生“自己人”感觉,就会逐步对课程产生兴趣。[3]这就要求青年教师了解教学规律并掌握专业教学方法,了解并掌握教育学、心理学的理论和方法,并将这些理论和方法灵活运用到日常教学工作中,不断提高教学质量与教学水平。
二、组织活跃的课堂氛围
大学课程教学主要包括课堂教学、试验教学和实践教学,其中,课堂教学是教学的基本形式,也是试验和实践教学的基础,在大学生的整个学习生活中占有重要的地位。但是,现在的课堂教学仍然普遍存在以教师为中心的思想,整个课堂教学以教师“灌输式”教学为主,教师只管“教”,不管“学”。相较于这种消极的课堂氛围,教师应当努力营造一种积极的教学氛围,笔者认为可以从以下几个方面考虑:一是通过课前的时间积极与学生交流,了解学生的状态和想法,以便在后面的课堂中有效地将课堂内容与学生感兴趣的东西相联系;或者在课堂中穿插学生关心的问题,以便迅速抓住其注意力。二是借鉴欧美课堂教学方法,注意课堂多样化,加强教师与学生之间真正平等的互动。在互动过程中,教师改变传统教学中的“高高在上”的审判者态度,做到从学生出发,以学生为中心,培养学生的自信,鼓励并引导学生展现自己的理解,允许学生犯错,不以标准答案或简单的对错给学生最终结论。比如说,给定一个热量交换要求,让学生选择热量交换设备,调动学生积极发言。在这个过程中,首先,让同学们从第一直觉给出自己的方案;然后,让同学们结合热质交换原理这门课给出较深入的方案;最后,让同学们相互分析所提出的方案的可行性和经济性等。在整个过程中,学生处于一种轻松活泼的氛围中,更有利于理解并应用专业知识,有利于知识的传播和培养学生的主观能动性和创新精神。
三、合理安排教学内容
“热质交换原理与设备”课程主要由两大部分组成,即原理和相应设备。由于本课程是将原专业中的供暖工程、区域供热、工业通风、空气调节、空调用制冷技术等课程中牵涉到流体热质交换原理及相应设备的内容抽出整合而成的一门课程,所以,课程涉及面广,知识点比较零碎,容易给学生造成系统性不强、逻辑性较差的印象,这就要求教师在把握本课程的体系结构方面作出努力。
首先,要讲好绪论中的内容,以便使学生建立起对本门课程的整体的系统印象,[4,5]并且在后面的理论和设备学习中,不断加深学生从整体扩展到具体知识点的理念。
其次,对于理论部分,笔者认为要做到以下两点:第一,虽然课程原理部分公式繁多,内容复杂,但是与先导课程中的“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”有很好的衔接性和类比性。如果学生对上述课程掌握不好的话,教师需对工程热力学中焓湿图的构成和空气各状态参数以及流体力学、传热学中动量传递、热量传递的相关概念和基本定律进行回顾,并且在教学过程中不断强化学生自己通过类比的方式理解知识点。第二,提倡基本公式的推导,要求学生掌握重点公式的物理意义及各项参数的物理含义。通过推导公式可以使学生理解基本公式的来龙去脉,进而引导学生对基本公式进行拓展,得到更多的相关公式。另外,通过公式推导也让学生学会一种处理问题的方法,通过这些方法的介绍来说明公式的产生及适用条件,从而加深对其的理解和记忆。在推导过程中,始终强化学生对“取微元体”方法的理解和应用。
最后,对于设备部分,这是热工计算的重点也是难点,可以从以下三步展开教学:第一步,建立学生对设备组成及结构的直观印象;第二步,通过选取典型设备介绍详细计算过程;第三步,通过对所有设备的横向比较和与理论部分的纵向联系,回顾和应用本课程原理部分的知识,解决实际传热传质问题,引导学生做优化思考。
四、与工程实际和科研相结合
我国现在高校毕业生的去向主要是就业和继续深造,对于大三的学生来讲,他们已经基本明确了自己的毕业去向,多数人是进入专业相关行业,解决与专业相关的问题。那么,如果教学内容与将来学生可能从事的工程实际相结合,必然会大大提高学生的兴趣。将书本知识与实际工程应用相联系一直是工科学生的弱项。因此,在“热质交换原理与设备”的教学过程中,教师应通过具有工程背景的案例将教学内容与工程实际紧密联系起来,努力激发学生兴趣。比如,在讲授热质传递的理论时,可以对健身中心的游泳池进行举例,说明游泳池中水的蒸发问题,解决向游泳池补水时间及水量的实际问题。通过该例子,使学生感受到热质传递现象就在自己身边,并且对他们的就业有切实的帮助,树立知识是有用的这样一种概念,从而增强他们对本课程的学习兴趣。
另外,需要注意教学与科研之间的结合,使二者相辅相成,相得益彰。这不仅有利于知识的传播,还对学生未来从事科研以及教师本身的科研活动有帮助。大学生处于一种对新鲜事物的有着强烈好奇的阶段,如果将最新的科研成果、科研动向和具体的科研问题融入到教学中,同样会引起学生极大的兴趣,学生不再认为这些知识是一直存在的、旧的,而是新鲜的、不断更新的。比如,在讲授空气中水分子迁移的问题时,涉及到传质速率问题,可以引导学生向室内甲醛等污染物的挥发和转移进行思考,引入国际该领域的研究前沿和研究热点,深化学生对基本理论的理解、掌握和应用。
五、丰富教学手段
鉴于“热质交换原理与设备”这门课程的特点,丰富的教学手段也是激发学生学好该课程的关键。目前主要的教学手段有板书教学和多媒体教学,笔者认为在本课程中将二者相结合更有利于学生的学习。
板书是一种课堂艺术,是教师口语的书面表达形式,是课堂上教师常用的教学辅助手段。而在时兴多媒体教学的今天,板书在教学中越来越被老师忽略,尤其是当代大学青年教师,一方面没有受到系统的师范教育,在板书方面没有经验;另一方面,大多数青年教师来自高校,多年的科研报告生涯使他们过度依赖多媒体。笔者认为,板书能够发挥对课堂知识的规划性、整体,仍然应该是课堂教学的重要组成部分。
本课程的重要特点是内容相互比较独立,整体逻辑性较差,那么,教师在课堂板书过程中就可以以一个点展开建立知识内在的逻辑顺序,使学生一步步跟着教师的思路建立部分与部分之间,部分与整体之间的关系。这些都可以从板书上清晰地反映出来,学生只要把握了板书,实际上也就把握了教材的整体框架,这对于学生理解和把握教材内容来说都是十分有益的。
比如,对于第二章传热传质原理部分,教师可以通过板书给学生建立从基本概念到基本过程,从基本过程再到基本原理,然后,基本原理部分再分别包括扩散传质中的传质微分方程和斯蒂芬定律以及对流传质中的传质边界层微分方程等。如果这些仅仅在多媒体课件中展示,则很容易给学生造成一闪而过的印象,学生对整体框架不清楚,就会认为学习内容多而乱,从而失去学习兴趣,反之,则能够激发他们的学习兴趣。对于后面几章的教学也是同样的道理。因此可以看出,板书能够大大激发学生的学习兴趣。
多媒体教学作为现代化的教学手段已被高校教师广泛使用,主要是借助多媒体课件来完成教学活动。在“热质交换原理与设备”课程教学中,可以通过多媒体工具建立抽象的原理知识与直观的设备之间的联系,发挥多媒体的图文声像的优势,培养学生浓厚的学习兴趣,提高学生的思维能力。但是,教师应当注意掌握好多媒体使用的“度”,避免将大段的文字、公式、计算过程直接打在屏幕上,讲课时照“屏”宣科,以致教学对象对所学内容难以消化。
多媒体教学与传统板书教学各有优势和不足,应当彼此取长补短,相辅相成,既发挥教师的主导作用,又充分体现学生的认知主体作用。只有两者互为兼容,才能把教学工作做得更好。
六、改进考核方式
传统的课程考核方式一般采用闭卷考试的形式,结合平时成绩,按一定比例最终评定课程成绩。这样的考试内容和形式趋于定向化,只能考查学生对已有专业知识的记忆水平,体现不出学生的应用知识的能力和解决问题的能力,不利于发挥学生的想象力和创造力,因此,必须对现行考核方式进行全面改进。
鉴于“热质交换原理与设备”是一门联系基础课程和专业课程的平台课,考核时应该既注重考查学生对专业知识的掌握,又注重检验学生应用这些知识解决实际工程问题的能力。基于以上考虑,笔者认为将本课程的考核分为以下三个部分比较合理。第一部分为卷面考试,占总成绩的50%。考试内容包括基础知识点和具有工程背景的综合性试题,重点考查学生的基本概念、基本解题能力和推导运算能力,同时考查学生分析实际工程问题,将书本理论知识与实际应用联系起来的能力。第二部分为论文加课堂PPT介绍,占总成绩的30%,这一部分的考核通过给学生提供一些研究课题,要求学生自己收集资料,完成对问题的分析、研究和解决,最终形成研究报告,并以PPT的形式在课堂上做汇报。通过这一过程,以学生感兴趣的方式锻炼学生运用本门课程的能力,激发学生的兴趣。第三部分为课后习题、课堂提问和考勤。通过这些方式将一次考试的“一锤定音”改为多阶段的考核,这样一方面有利于激发学生的学习积极性,也便于教师及时发现教学中的不足并及时加以改进。
七、结语
笔者作为一个青年教师,结合自己在“热质交换原理与设备”中的教学体验,对激发学生学习兴趣,提高“热质交换原理与设备”的教学效果进行了一些思考,对本课程以及教学方法的认识也在不断深化。其他老师的一些教学经验和教学方法也对笔者的教学有所启发和帮助。总之,在教学中应该通过学习和借鉴,不断总结,不断完善,促进教学水平的提高。
参考文献:
[1]连之伟,张寅平,陈宝明,等.热质交换原理与设备[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]魏琪,吴玺,戴苏鹏.热质交换原理与设备[M].重庆:重庆大学出版社,2007.
为系统了解和分析用人企业对中原工学院建筑环境与设备工程专业(以下简称建环专业)毕业生的反馈意见和要求,2006年12月,笔者对2004年~2006年三年间的128名本科毕业生进行了追踪调查。结果表明,用人单位对本专业新就业毕业生整体上是满意的,认为学生具备较强的工作能力及实际操作能力,但82.6%的用人单位希望学校加强暖通以外知识的传授,要求学生能够有效掌握建筑、给排水、热能、自动控制等专业知识。其中多数施工单位希望学生能够在工程现场充当项目经理的职责,多数设计院则希望学生能够在专业对接中更好地与其他专业人员进行沟通,并提出相应专业的设计、施工及安装要求。总之,大多数的用人单位要求学生具有复合型人才的知识和素质。
因此,为进一步与社会接轨,培养社会所亟需的专业人才,很有必要对加强对建环专业学生的复合知识和素质的培养。为此,笔者通过完善建环专业人才培养方案、改革教学课程体系、构建有助于复合型人才培养的实验教学体系来增加学生的复合型知识,通过锻炼学生运用多种知识解决实际问题的能力来培养学生的复合型素质。
一、研究并修订建环专业学生的培养方案
基于对学生复合型知识培养的要求,在全国建环专业指导委员会提出的专业培养规格基础上,进一步加强与建筑、自动控制、电气、给排水、热能、燃气、工业空调、经济与管理、外语、计算机等相关专业知识的交叉融合,适当增加专业交叉型课程的学时数,以在现有课程体系的基础上扩充学生的复合型知识面。如增加《纺织空调除尘技术》、《建筑设备工程施工组织与经济》、《暖通空调工程设计方法与系统分析》等交叉型课程,并把原有15学时的选修课程改为30学时。
二、优化课程体系
基于复合型人才培养方案的研究,在高校建环专业指导委员会所制定的教学基本要求指导下,对课程设置和课时分配进行研究,优化课程体系,如把专业最核心的课程――《暖通空调》进行了授课调整,把《暖通空调》课程分为空气调节、供热工程两部分进行授课,并参阅推荐教材对授课内容进行了优化组合。这经多年实践证实符合本校学生实际且能激发学生的学习兴趣。课题组教师还对课程衔接部分多次探讨并确定在更适宜的课程中讲授。例如,《暖通空调》课程内的负荷计算等内容放在《建筑环境学》课程讲授,并以大作业形式巩固所学知识;把《建筑环境学》的通风内容放在《通风工程》中讲授;把《建筑环境学》中的热传递、湿传递放在《热质交换原理与设备》课程中重点讲授。
原有的教学计划中,特色不够明显,对培养复合型人才支持力度不高。因此,本次教学改革项目强化有助于提升学生综合素质的特色课程。并注重学生主要素质培养课程的建设,目前具有特色的课程共有2门省级精品课程、2门校级精品课程、6门校级优秀课程。
三、改革课程选修机制
为扩大学生的知识面及任选课的多样性,把选修课程归纳为三个方向模块,每个方向都紧密结合社会对复合型人才的要求,包含有四门以上的选修课程,学生可依据自己的兴趣和实际情况任意选修其中一个方向。这种课程选修机制可以结合学生的兴趣来扩大学生的知识面,有助于学生复合型知识的拓展和综合创新能力的培养。三个方向分别为空调节能方向、环境消防方向、燃气方向,每个方向均有4门选修课程。其中空调节能方向的课程包括:蓄能空调技术、热泵技术、太阳能利用、建筑节能技术;环境消防方向的课程包括:建筑给排水、建筑防火、建筑防排烟技术、建筑消防工程;燃气方向的课程包括:燃气燃烧与应用、燃气与热力工程施工、燃气安全、燃气热力运行调节。
四、构建有助于复合型人才培养的实验教学体系
建立复合型人才培养所需要的实验教学平台,构建了“基础实验-综合实验-创新实验”三位一体的实验教学体系,提高综合型、创新型实验的比例,进一步加大实验室开放的力度。从2006年至2010年,共投入350余万元用于加强实验室建设,中央与地方共建基金资助的“恒温恒湿人工环境实验室”“楼宇自动化重点实验室”已经建成并投入使用。这两个实验室主要涉及复合型人才培养所开设的课程中的一些创新型、综合型实验。
五、锻炼学生运用多种知识解决实际问题的能力
要求学生在毕业实习和毕业设计阶段,按照复合型人才的培养要求,综合解决工程实际问题,进行锻炼。鼓励学生参与教师科研项目和实际工程项目,并在公开出版的刊物上发表科研论文。鼓励学生在学有余力的情况下进行兼职,参与并融入社会,获取有益的社会经验。
为了提高专业实习环节的质量,增强建环专业学生的工程实践能力,在已有的8个校外实习基地的基础上,又先后在中原工学院南校区建立了锅炉房、换热站、冷冻站、图书馆中央空调系统等4个校内实习基地。依托校内实习基地可培养学生综合运用专业知识解决实际工程问题的能力。学生不仅可在校内实习基地参观,还可以实际操作,尤其是学生可以在指导教师的指导下,依据季节的不同,对中原工学院南区供热或供冷状况进行系统检测和故障分析诊断,进而提出系统优化方案,提高工程实践能力和综合素质。
六、效果及结论
经过本项目的改革与实践,适合复合型人才培养的学生培养计划、课程建设、实验室建设、实习基地建设及专业建设均取得明显的成效。2007年获批河南省特色专业建设点,2008年被批准建设河南省高校空调节能工程技术研究中心,2009年被教育部批准为国家级特色专业建设点,2010年建环专业教学团队被河南省教育厅批准为河南省省级教学团队,2011年本校的建环专业再次顺利通过建设部组织的专业复评估。同时,在2011年5月组织的毕业生质量追踪调查表明,用人单位高度认可我校建环专业毕业生所具有的知识、能力和素质方面的复合型特质,并认为本专业的毕业生具有较强的工作能力及实际操作能力,来单位后适应能力强。这表明本项目培养复合型人才的改革与实践很好地完成了预定任务,可供国内同类专业借鉴和参考。