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摘要：
结合暖通学科人才培养特点，探讨空调冷源课程教学与CDIO工程教育理念相结合的教学改革。文章详细论述了从教学方案改革、专业人才培养、工程型教师引进等多方面，将实践教学融入空调冷源课程教学的具体做法，目的在于培养全面的适应性专业人才。
关键词：CDIO；空调冷源；实践教学；适应性人才
中图分类号：G6420；TK 文献标志码：A 文章编号：
10052909（2016）06008104
注重知识结构上的立体交叉整合，在专业课程设置中加深工程知识，近年来大型设计、施工企业对建筑环境与能源应用工程专业人才的要求[1]。空调冷源课程是建筑环境与能源应用工程专业的主干课程，在人才专业化的过程中有着举足轻重的地位。该课程是以让学生具有设计管理空调制冷系统的基本能力、具有设计管理其他用途制冷系统的基础知识为目的[2]。随着我国工程教育与国际的接轨，教学过程中结合CDIO工程教育模式，让学生将理论知识和工程实践相结合成为教育发展的必然要求。
CDIO是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学创立的工程教育理念，CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。它将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，要求以综合的培养方式使学生达到这四个层面的预定目标[3]。CDIO的12条标准是一个对实施CDIO工程教育模式的指引和评价系统，它包括工程教育的背景环境、课程计划的设计与实施、学生的学习经验和能力、教师的工程实践和教学能力、学习方法、实验条件以及评价标准。本文结合CDIO的12条标准，对空调冷源课程教学进行尝试性改革探索。
一、教学方案的规划和设计
在以往的传统教学方式中，理论教学占有相当大的比重，“重理论，轻实
践”一度成为工程教育的通病。工科毕业生往往无法将所学理论知识应用到工作中，在一定程度上反映出传统教育与实际工程的脱节。此外，缺乏团队合作精神、创新能力不足等问题也存在于很多毕业生身上。因此，教学方案的实践性、创新性改革势在必行。
空调冷源课程是典型的需要理论结合实际教学的课程。课程中大量涉及制冷设备的工作原理和运行性能，若只是讲授原理知识，一则太过抽象，让学生望而生畏，留下“空中楼阁”的印象；二则缺乏实践性，无法全面详细阐述设备的实际工作过程，导致学生无法形成“系统”的概念，因而不能主动地参与到教学过程中来。
（一）理论课的实践性改革
下面以空调冷源课程中“制冷与热泵系统的主要设备”这一知识单元为例，详细阐述教学方案的改革。该部分教学设计如表1所示。该部分的实践活动分为三部分。第一部分为观看制冷设备生产车间录像，了解生产工艺，进行认知实习。教师利用科研活动机会，在制造商的许可下，专门录制了针对教学内容的4段影像资料，并进行配音和文字介绍，供学生观看。有条件时，则组织学生直接进入设备制造商车间参观，与生产人员交流。第二部分为学生进入专业实验基地，进行压缩机的组装和制冷系统的学习。在本科教育经费的资助下，学校搭建了300 m2的建环专业实践基地，并自制了3台套涡旋压缩机的制冷/热泵系统。第三部分为参观冷冻站，根据观察手绘制冷原理图、流程图，进行生产实习。该部分实践活动在一个大型超市的冷冻站进行。通过实践活动，培养学生的自主学习能力、动手能力，鼓励学生发现问题、解决问题，增强其工程意识。
（二）空调冷源课程设计的CDIO模式训练
以往空调冷源课程设计的内容较为单一，时间较短。通过修订培养方案，将该课程设计由4周增加到6周，并采用多种设计题目备选的方式，让学生自主选择设计题目、设计地点，增加了学生设计的主动性，并让其自主制定任务完成进度表，强化其规划协调能力。此外，划分设计小组，由组长督促全组完成设计，最终除上交规定的设计任务外，还要以组为单位汇报设计成果（如图1所示），这样有利于小组成员交流互助，同时培养学生团队工作的能力。
（三）实验环节的延展性改进
实验是工程学生必须完成的学习环节。空调冷源课程设置了2个实验项目（如表2所示）。从原来的演示性实验改革为学生动手的操作性实验，以配合理论课的实践性改革。此外，为了通过科研促进教学，该课程还进行了两项延展性教学改革。
1.鼓励本科生进实验室
完善实验室制度，促进专业实验室制度的改革，开发实验室资源，向本科学生开放实验室。采用小组教学模式，严格控制每组的人数，确保每个学生都能亲自参与实验，并从实验中获得实际经验。对希望今后从事制冷方面科研工作的本科生，提供其参与项目研究的机会。如鼓励有意向攻读研究生的本科生进入专业实验室参与项目研究。此外，鼓励学生充分利用课余时间进实验室学习研究，多观察多动手，在实验中思考和總结问题。
2.采用任课教师指导实验制度
针对该课程理论与实践结合紧密的特点，也为学生能更好地理解空调冷源课程的知识体系，采用“理论实验一体化”教学方法，将实验融于理论教学中，在实验中渗透理论知识。如在“蒸汽压缩式制冷的热力学原理”这一章中，教学贴合实际生活，讨论常见的制冷系统（家用电冰箱等）的故障检测与分析，为“制冷循环原理与测试”实验的实际应用做好铺垫，实现实验与实际、实验与理论的完美结合。
（四）考核方式的多样化
采用多样化的考核方式鼓励学生主动参与到工程学习中来。在笔试的基础上，增加课堂讨论、课程论文、制冷/热泵创意设计环节，根据创新性、参与性等综合表现，将其各项成绩按40%计入期末成绩。
在课程讨论环节，采用自主学习的教学模式，以学生为主导，要求学生通过PPT演示等方式展示自己所学的成果及发现的问题。讨论的主题多样化，如“夏热冬冷地区冷源的选择特点”等，引发学生的自主思考。在讨论过程中重视增强学生的团队意识，加强锻炼其合作能力和交流能力。 二、适应性专业人才的培养
CDIO教育理念注重创新能力的培养，针对这一理念，学校邀请企业专家来校讲座，以此加强学生的创新意识，开拓其专业视野。
（一）企业专家讲座开拓视野
开设企业专家的产品性能研习课程，便于学生了解产品市场的现状，了解应用于实际产品的前沿技术。如太阳能驱动制冷机等，引导学生产生有关改进技术促进生产的思考。此外，通过实地参观制冷、热泵设备，与当地运行人员交流，学生间接积累了实际操作经验。企业专家进课堂，为学生讲授工作经验，与工程经历丰富的专家座谈既便于学生系统理解所学知识，促进理论和实践的融合，又能丰富学习方式，增强学习的趣味性，让学生在企业专家的一个个工程故事中受到启迪。
（二）鼓励学生参加专业创新大赛
鼓励学生参加专业性创新大赛，如节能减排大赛、CAR-ASHRAE学生设计大赛等，给予学生充分锻炼并展现其构思能力、设计能力的机会。其中CAR-ASHRAE学生设计大赛的参赛者以团队形式参赛，参赛者为全日制在读本科生，在参赛过程中叙述设计方案等环节能锻炼学生的表达能力。
通过参加专业创新大赛，鼓励学生将所学知识转化为生产力，可锻炼其创新能力、团队协作能力、工程系统能力，是促进学生之间相互学习的一种良好方法。在参赛过程中培养学生的发散性思维，应用DeST、FLUENT等多种专业软件，在“做中学”，同时又能将所学基础知识灵活运用。
（三）把握专业动态，建立终身学习的观念
大学教育旨在传授学生学习的方法。随着社会发展和科技进步，越来越多的先进思想先进技术将会出现，制冷领域更是如此。所以，培养适应性人才就要培养其终身学习、与时俱进的观念，培养其自我反思的意识。制冷技术不断发展，专业教育也要跟上，在教学过程中多涉及新技术，如太阳能吸附制冷技术等，这样才能避免与社会实践的脱节。
通过鼓励学生参与就业市场调研、与同专业往届毕业生交流等方式，帮助学生们工作前就了解社会所需要的人才类型，以及所需要具备的专业素质，从而为更好地适应社会，有针对性地锻炼自己的能力
、丰富自己的学识。
三、加强教师队伍建设
引进更多工程经验丰富的教师，并加强对已有教师实践能力的培养，教师应进入与制冷专业相关的设计研究院、施工企业、监理公司进修，时间至少半年。在企业统一安排下，参与完成某个项目的全过程，如制冷工程设计、现场施工等。
建立专业教师监督机制，举办课程研讨会，完善听课制度。为了确保CDIO工程教育思想的渗透，提高教学质量与教师的教学水平，应经常性地开展空调冷源课程教学研讨活动。研讨会主要内容为空调冷源课程在CDIO工程教育思想下的改革及存在的问题。每次研讨会前要做好充分的准备工作，结合空调冷源课程提出改进措施。
鼓励教师参与优秀教师的课堂观摩活动，促进同专业教师之间的教学交流，推动与提升空调冷源课程教学改革与教学水平。成立专业教学督导组，对专业的教学工作进行有效地监督、检查、评估、指导。教学督导组由本专业德高望重、工程经验丰富、工作责任心强的在职和退休教授构成。主要对本科生专业课程设计进行全程监督和检查，及时发现问题、解决问题，加强本科生培养各环节的管理和监督，提高制冷系统课程设计质量，确保CDIO工程教育思想下课程改革实践环节的落实。
四 、结语
国家亟需适应性强、综合素质高的工科人才，在CDIO工程教育理念的指导下，工程毕业生将不再是学术能力突出、实践能力不足，个人能力优秀、团队意识不够的具有“短板”的人才。将工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四者有机结合，成为新教育模式下人才应具有的基本素质。空调冷源课程改革将“做”与“学”无缝接合，有利于培养服务于社会实践的、团队意识强、创新能力好的制冷专业人才。
参考文献：
[1]倪龙， 姚杨. 建筑环境与设备工程专业人才需求及培养探讨 [J]. 高等建筑教育， 2010， 19（4）：46-50.
[2]陆亚俊， 马最良， 姚杨. 空调工程中的制冷技术 [M]. 哈尔滨：哈工程大学出版社， 2001.
[3]顾佩华， 陆小华， 沈民奋. CDIO大纲与标准 [M]. 汕头：汕头大学出版社， 2008.
[4]高等学校建筑环境与设备工程学科专业指导委员会. 高等学校建筑环境与能源应用工程本科指導性专业规范 [M].中国建筑工业出版社， 2013.
结合暖通学科人才培养特点，探讨空调冷源课程教学与CDIO工程教育理念相结合的教学改革。文章详细论述了从教学方案改革、专业人才培养、工程型教师引进等多方面，将实践教学融入空调冷源课程教学的具体做法，目的在于培养全面的适应性专业人才。
关键词：CDIO；空调冷源；实践教学；适应性人才
中图分类号：G6420；TK 文献标志码：A 文章编号：
10052909（2016）06008104
注重知识结构上的立体交叉整合，在专业课程设置中加深工程知识，近年来大型设计、施工企业对建筑环境与能源应用工程专业人才的要求[1]。空调冷源课程是建筑环境与能源应用工程专业的主干课程，在人才专业化的过程中有着举足轻重的地位。该课程是以让学生具有设计管理空调制冷系统的基本能力、具有设计管理其他用途制冷系统的基础知识为目的[2]。随着我国工程教育与国际的接轨，教学过程中结合CDIO工程教育模式，让学生将理论知识和工程实践相结合成为教育发展的必然要求。
CDIO是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学创立的工程教育理念，CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。它将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，要求以综合的培养方式使学生达到这四个层面的预定目标[3]。CDIO的12条标准是一个对实施CDIO工程教育模式的指引和评价系统，它包括工程教育的背景环境、课程计划的设计与实施、学生的学习经验和能力、教师的工程实践和教学能力、学习方法、实验条件以及评价标准。本文结合CDIO的12条标准，对空调冷源课程教学进行尝试性改革探索。
一、教学方案的规划和设计
在以往的传统教学方式中，理论教学占有相当大的比重，“重理论，轻实
践”一度成为工程教育的通病。工科毕业生往往无法将所学理论知识应用到工作中，在一定程度上反映出传统教育与实际工程的脱节。此外，缺乏团队合作精神、创新能力不足等问题也存在于很多毕业生身上。因此，教学方案的实践性、创新性改革势在必行。
空调冷源课程是典型的需要理论结合实际教学的课程。课程中大量涉及制冷设备的工作原理和运行性能，若只是讲授原理知识，一则太过抽象，让学生望而生畏，留下“空中楼阁”的印象；二则缺乏实践性，无法全面详细阐述设备的实际工作过程，导致学生无法形成“系统”的概念，因而不能主动地参与到教学过程中来。
（一）理论课的实践性改革
下面以空调冷源课程中“制冷与热泵系统的主要设备”这一知识单元为例，详细阐述教学方案的改革。该部分教学设计如表1所示。该部分的实践活动分为三部分。第一部分为观看制冷设备生产车间录像，了解生产工艺，进行认知实习。教师利用科研活动机会，在制造商的许可下，专门录制了针对教学内容的4段影像资料，并进行配音和文字介绍，供学生观看。有条件时，则组织学生直接进入设备制造商车间参观，与生产人员交流。第二部分为学生进入专业实验基地，进行压缩机的组装和制冷系统的学习。在本科教育经费的资助下，学校搭建了300 m2的建环专业实践基地，并自制了3台套涡旋压缩机的制冷/热泵系统。第三部分为参观冷冻站，根据观察手绘制冷原理图、流程图，进行生产实习。该部分实践活动在一个大型超市的冷冻站进行。通过实践活动，培养学生的自主学习能力、动手能力，鼓励学生发现问题、解决问题，增强其工程意识。
（二）空调冷源课程设计的CDIO模式训练
以往空调冷源课程设计的内容较为单一，时间较短。通过修订培养方案，将该课程设计由4周增加到6周，并采用多种设计题目备选的方式，让学生自主选择设计题目、设计地点，增加了学生设计的主动性，并让其自主制定任务完成进度表，强化其规划协调能力。此外，划分设计小组，由组长督促全组完成设计，最终除上交规定的设计任务外，还要以组为单位汇报设计成果（如图1所示），这样有利于小组成员交流互助，同时培养学生团队工作的能力。
（三）实验环节的延展性改进
实验是工程学生必须完成的学习环节。空调冷源课程设置了2个实验项目（如表2所示）。从原来的演示性实验改革为学生动手的操作性实验，以配合理论课的实践性改革。此外，为了通过科研促进教学，该课程还进行了两项延展性教学改革。
1.鼓励本科生进实验室
完善实验室制度，促进专业实验室制度的改革，开发实验室资源，向本科学生开放实验室。采用小组教学模式，严格控制每组的人数，确保每个学生都能亲自参与实验，并从实验中获得实际经验。对希望今后从事制冷方面科研工作的本科生，提供其参与项目研究的机会。如鼓励有意向攻读研究生的本科生进入专业实验室参与项目研究。此外，鼓励学生充分利用课余时间进实验室学习研究，多观察多动手，在实验中思考和總结问题。
2.采用任课教师指导实验制度
针对该课程理论与实践结合紧密的特点，也为学生能更好地理解空调冷源课程的知识体系，采用“理论实验一体化”教学方法，将实验融于理论教学中，在实验中渗透理论知识。如在“蒸汽压缩式制冷的热力学原理”这一章中，教学贴合实际生活，讨论常见的制冷系统（家用电冰箱等）的故障检测与分析，为“制冷循环原理与测试”实验的实际应用做好铺垫，实现实验与实际、实验与理论的完美结合。
（四）考核方式的多样化
采用多样化的考核方式鼓励学生主动参与到工程学习中来。在笔试的基础上，增加课堂讨论、课程论文、制冷/热泵创意设计环节，根据创新性、参与性等综合表现，将其各项成绩按40%计入期末成绩。
在课程讨论环节，采用自主学习的教学模式，以学生为主导，要求学生通过PPT演示等方式展示自己所学的成果及发现的问题。讨论的主题多样化，如“夏热冬冷地区冷源的选择特点”等，引发学生的自主思考。在讨论过程中重视增强学生的团队意识，加强锻炼其合作能力和交流能力。 二、适应性专业人才的培养
CDIO教育理念注重创新能力的培养，针对这一理念，学校邀请企业专家来校讲座，以此加强学生的创新意识，开拓其专业视野。
（一）企业专家讲座开拓视野
开设企业专家的产品性能研习课程，便于学生了解产品市场的现状，了解应用于实际产品的前沿技术。如太阳能驱动制冷机等，引导学生产生有关改进技术促进生产的思考。此外，通过实地参观制冷、热泵设备，与当地运行人员交流，学生间接积累了实际操作经验。企业专家进课堂，为学生讲授工作经验，与工程经历丰富的专家座谈既便于学生系统理解所学知识，促进理论和实践的融合，又能丰富学习方式，增强学习的趣味性，让学生在企业专家的一个个工程故事中受到启迪。
（二）鼓励学生参加专业创新大赛
鼓励学生参加专业性创新大赛，如节能减排大赛、CAR-ASHRAE学生设计大赛等，给予学生充分锻炼并展现其构思能力、设计能力的机会。其中CAR-ASHRAE学生设计大赛的参赛者以团队形式参赛，参赛者为全日制在读本科生，在参赛过程中叙述设计方案等环节能锻炼学生的表达能力。
通过参加专业创新大赛，鼓励学生将所学知识转化为生产力，可锻炼其创新能力、团队协作能力、工程系统能力，是促进学生之间相互学习的一种良好方法。在参赛过程中培养学生的发散性思维，应用DeST、FLUENT等多种专业软件，在“做中学”，同时又能将所学基础知识灵活运用。
（三）把握专业动态，建立终身学习的观念
大学教育旨在传授学生学习的方法。随着社会发展和科技进步，越来越多的先进思想先进技术将会出现，制冷领域更是如此。所以，培养适应性人才就要培养其终身学习、与时俱进的观念，培养其自我反思的意识。制冷技术不断发展，专业教育也要跟上，在教学过程中多涉及新技术，如太阳能吸附制冷技术等，这样才能避免与社会实践的脱节。
通过鼓励学生参与就业市场调研、与同专业往届毕业生交流等方式，帮助学生们工作前就了解社会所需要的人才类型，以及所需要具备的专业素质，从而为更好地适应社会，有针对性地锻炼自己的能力
、丰富自己的学识。
三、加强教师队伍建设
引进更多工程经验丰富的教师，并加强对已有教师实践能力的培养，教师应进入与制冷专业相关的设计研究院、施工企业、监理公司进修，时间至少半年。在企业统一安排下，参与完成某个项目的全过程，如制冷工程设计、现场施工等。
建立专业教师监督机制，举办课程研讨会，完善听课制度。为了确保CDIO工程教育思想的渗透，提高教学质量与教师的教学水平，应经常性地开展空调冷源课程教学研讨活动。研讨会主要内容为空调冷源课程在CDIO工程教育思想下的改革及存在的问题。每次研讨会前要做好充分的准备工作，结合空调冷源课程提出改进措施。
鼓励教师参与优秀教师的课堂观摩活动，促进同专业教师之间的教学交流，推动与提升空调冷源课程教学改革与教学水平。成立专业教学督导组，对专业的教学工作进行有效地监督、检查、评估、指导。教学督导组由本专业德高望重、工程经验丰富、工作责任心强的在职和退休教授构成。主要对本科生专业课程设计进行全程监督和检查，及时发现问题、解决问题，加强本科生培养各环节的管理和监督，提高制冷系统课程设计质量，确保CDIO工程教育思想下课程改革实践环节的落实。
四 、结语
国家亟需适应性强、综合素质高的工科人才，在CDIO工程教育理念的指导下，工程毕业生将不再是学术能力突出、实践能力不足，个人能力优秀、团队意识不够的具有“短板”的人才。将工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四者有机结合，成为新教育模式下人才应具有的基本素质。空调冷源课程改革将“做”与“学”无缝接合，有利于培养服务于社会实践的、团队意识强、创新能力好的制冷专业人才。
参考文献：
[1]倪龙， 姚杨. 建筑环境与设备工程专业人才需求及培养探讨 [J]. 高等建筑教育， 2010， 19（4）：46-50.
[2]陆亚俊， 马最良， 姚杨. 空调工程中的制冷技术 [M]. 哈尔滨：哈工程大学出版社， 2001.
[3]顾佩华， 陆小华， 沈民奋. CDIO大纲与标准 [M]. 汕头：汕头大学出版社， 2008.
[4]高等学校建筑环境与设备工程学科专业指导委员会. 高等学校建筑环境与能源应用工程本科指導性专业规范 [M].中国建筑工业出版社， 2013.