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摘要：根据新工科人才培养要求，结合工业通风的理论教学内容，通过分析工业通风课程设计现状，发现工业通风课程设计教学过程中，主要存在课设时间安排不合理、课设选题单一、课设组织和实施不合理、学生设计思路狭窄、考核方式不合理的问题。本文将CDIO理念与工业通风课程设计课程特征相结合，对课程设计的选题、实施、考核等几个方面进行改革与探讨，构建新的工业通风课程设计教学模式与方法。
关键词：CDIO理念；工业通风；课程设计；教学方法
本文引用格式：皮子坤，等.基于CDIO理念的工业通风课程设计教学方法探讨[J].教育现代化,2020,7(44):111-113.
Discussion on Industrial Ventilation Course Design Teaching Methods Based on the Concept of CDIO
PI Zi-kun,DONG Zi-wen,LI Rui,LUO Chen,YI Can-nan
（School of Safety and Environment Engineering of Hunan Institute of Technology，Hengyang Hunan）
Abstract:Combined with training requirements of new engineering talents and the theory of industrial ventilation of teaching content,through the analysis of industrial ventilation design curriculum present situation,there are problems in the course of industrial ventilation design teaching such as unreasonable time arrangement of lessons,single topic selection,unreasonable organization and implementation of lessons,narrow design ideas of students,and unreasonable assessment method.In this paper,the CDIO concept and the characteristics of industrial ventilation curriculum design are combined to reform and discuss the topic selection,implementation,assessment and other aspects of curriculum design,so as to build a new teaching mode and method of industrial ventilation curriculum design.
Key words:CDIO concept;Industrial ventilation;Curriculum design;Teaching method
一 引言
湖南工学院是湖南省一所普通二类本科院校，安全工程专业于2018年通过全国工程教育认证，所以对实践性教学特别重视。《工业通风》课程设计作为工业通风的实践性教学环节，是对工业通风相关理论知识的灵活运用和检验，综合考察学生针对工业粉尘、有毒有害气体、余热余湿问题的处理方案、设计步骤、相关尺寸设计计算以及查阅设计规范和工程制图绘图的能力。
CDIO工程教育理念是近十几年来国际工程教育改革的最新成果[1]。主要包括构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）4个环节[2]。为了让学生以积极的，实践的方式学习，实现以培养学生个人动手能力、团队协作能力及系统适应能力为目标[3]。
工业通风理论课程主要是通过通风工程与空气调节技术，一方面，改善生产车间和居住建筑的空气质量，以保护车间一线员工的生命健康，提高劳动生产率；另一方面，许多工业部门又是生产正常进行，提高产品质量所不可或缺的重要组成部分。通过理论课的学习，使学生掌握通风除尘相关理论知识，以及通风除尘系统设计的步骤及相关计算，为后续的工业通风课程设计打下理论基础。
在工业通风课程设计实践教学环节中引入CDIO理念，对其进行教学改革，以便能更好地提高学生的理论转化实践、实践动手、团队协作、沟通与交流等能力，从而真正提高实践教学环节的教学效果。
二工业通风课程设计教学现状
安全工程专业的《工业通风》课程安排在第五学期，课程分为理论教学和实践教学两个部分，课程设计的实践教学环节是培养学生解决实际复杂工程问题能力的重要环节。目前，工业通风课程设计教学主要存在以下几个方面的问题。
（一）课设时间安排不合理
工业通风课程设计往往安排在理论课程与实验实践课程之后，接近本学期中后段，学生面临一些提前考试课程复习和期末复习，时间短，任务重，学生花在工业通风课程设计上的时间较短，往往存在部分学生以应付了事，导致本环节的教学效果不理想。
（二）课设选题单一
工业通风课程设计选题比较单一，往往是由指导老师直接布置一个题目，题目数量单一，学生没有参与选题，虽然对每班进行了分组，但由于题目的单一而未考虑学生的差异性，没有真正发挥不同类型学生的特长和兴趣。
（三）课设组织和实施不合理
工业通风课程设计是由指导老师统一组织实施，对班级进行分组，每组不超过4个，但小组内部没有进行有效组织，往往只是进行简章的任务分工：文献查阅与设计说明书编写、方案设计、工程图纸制图、水力计算及设备选型，导致最终的设计成果各部分之间存在不匹配现象。这主要是没培养起小组间的有效团队协作、沟通与交流能力。工业通风课程设计由于时间较短，往往借助于CAD软件进行方案设计，学生没有亲自动手制作实物，学生的实践动手能力提高有限。
（四）设计思路狭窄
安全工程17-1班学生总人数为42人，在工业通风方案设计过程中，设计思路狭窄，以该班所设计中采用的除尘器为例，如图1所示。
由图1可知，该班大部分学生的设计方案都采用旋风除尘器或袋式除尘器，占83.3%，而少部分学生选择了湿式除尘器、电除尘器、采用多级除尘方式，占16.7%。可以看出，一方面受到选题单一的影响，学生的设计思路放不开；另一方面学生的设计思路相对保守，设计方案千篇一律，缺乏创新与勇气。
工业通风课程设计的最后一个环节风机选型与工况的确定方面。该班学生在这个环节中存在问题比较多，主要是对风机选型设计思路与结果均较为单一，如图2所示。
由图2可知，该班大部分同学在风机选型设计环节中，思路比较简单，并没有真正进行风机选型设计，仅仅是简单地给出选择何种风机，或风机所需要为通风除尘系统提供的风量、风压等，未能根据风机特性曲线与管网特性曲线，来确定风机的理论工况点和实际工况点等参数。
（五）考核方式不合理
工业通风课程设计的考核方式及所占权重，如表1所示。
由表1可知，工业通风课程设计的考核方式主要是出勤率、图纸质量、设计说明书质量三个方面。考核方式比较单一，考核内容不合理，缺乏过程考核，不能全面、客观地反应学生的真实水平。
三CDIO理念在工业通风课程设计教学中的应用
将CDIO工程教育理念引入到工业通风课程设计课程特征相结合，综合考虑课设现状，从课设时间安排、选题、组织实施、设计思路、考核方式等方面进行改进。运用CDIO理念的构思、设计、实施、运行模式应用到课设教学模式中，以培养学生的实践动手和团队协作能力。
（一）调整课设时间安排
考虑到以往工业通风课程设计时间安排在第五学期中后段，理论课程和实验课程之后，设计时间短，任务重，学生精力集中度不够。因此，将课设开始时间提前布置，在上理论课时，将设计题目布置给学生，一方面，学生可以根据设计题目，在上理论课时，带着问题学习，更加有的放矢，更能激发学生的学习兴趣和积极性；另一方面，进一步延长了课设时间，让学生有更多的精力，投入到课设当中，进一步保证了课设完成的质量。
（二）课设选题方案改革
针对以往课设题目单一的问题，充分考虑学生个体差异，进一步丰富课设题目内容，实施一组一题，各题难易程度不一，学生可以根据自己的兴趣，自由组织团队，自主选题，经指导老师同意后确定设计题目即可[4,5]。题目内容丰富多样性，一方面保证课设知识面涵盖性；另一方面，学生自主选题，满足不同个体的差异需求，提高学生的积极性与参与度。
以通风除尘系统方案设计为例，运用CDIO工程教育模式融入课设当中，着重培养学生的专业知识、个人能力、人际团队能力，如表2所示。
（三）课设组织实施
根据CDIO教育理念，课设的组织实施过程以学生自主设计为主，指导老师为辅，具体实施流程如表3所示。
（四）拓宽学生设计思路
学生的设计思路狭窄的原因是多方面的[6]。一方面，是学生的理论基础知识掌握不够全面，造成方案设计时的局限性；另一方面，是学生缺乏深入思考，发散性思维不够，重视程度不够，容易形成跟风设计，由于课设时间短，任务重，造成别人怎么设计，自己也怎么设计的跟风现象。为了拓宽学生的设计思路，在理论课学习时，采用项目式、案例式和引导式教学，重点培养学生的发散性思维与自主思考解决问题的能力，课设期间，指导老师要有意识地引导学生进行横向和纵向的设计思路拓展，进一步提高学生的设计质量。
（五）优化课设考核
课设考核是检验教学成果的重要环节，一方面不能客观反映学生的实际学习情况；另一方面，不能真实反馈课程教学效果和存在的问题。甚至，考核的不合理性，会对学生的积极性和参与度造成一定的影响。针对以往课设以考勤、设计说明书、设计图纸“三件套”决定成绩的传统考核方式，将考核分为学生自评（占20%）、小组内部互评（占20%）、指导老师评价（占40%）的过程考核和答辩质量（占20%），使课程考核更加客观、更能反馈老师教学和学生学习的真实水平。
四结论
通过将CDIO理念与工业通风课程设计的课程特征相结合，通过调整课设时间、选题改革、组织实施过程调整、引导和培养学生的发散性思维与自主思考解决问题的能力、优化课设考核方式，促进了学生自主学习的积极性与参与度，培养了学生的团队沟通与协作的能力，在一定程度上具备解决复杂工程问题的能力，为学生达到毕业要求打下了坚实基础。
参考文献
[1]易灿南,胡鸿,刘美英,等.基于CDIO的安全工程课程教学改革研究——以《工业通风》为例[J].安全,2019,40(10):51-55.
[2]祖一康,徐妙婧,徐纯辉.基于CDIO理念的单片机课程设计教学模式研究[J].计算机教育,2019(09):34-37.
[3]童红兵,姜晓洁,栾晓飞.基于CDIO模式的线上线下融合课程教学改革与实践研究——以“C语言程序设计”课程为例[J].工业和信息化教育,2019(11):24-28.
[4]曹青,郭文杰,申建军,等.基于工程教育专业认证背景下的《工业通风》课程改革探索[J].山东化工,2019,48(11):124.
[5]刘雪莉,英培馨,李月芳.《工业通风与防尘》课程教学改革实施效果的探讨[J].科技视界,2019(14):62-63.
[6]马有营.安全工程专业《工业通风》课程教学实践与改革[J].教育现代化,2019,6(28):72-74.
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