暖通空调教育现状分析与教学改革探索

［摘 要］ 暖通空调教育是培养该领域专业人才的重要途径，需要持续不断改进以适应行业发展。近年来，虽然暖通空调教育取得了一些显著成绩，但仍然存在教学内容滞后、教学方法单一、缺乏实践教学以及学生创新能力不足等问题。为提升暖通空调的教育质量和培养更具竞争力的专业人才，相关院校应有针对性地调整其教学改革策略，包括更新教学内容以贴合市场需求、创新教学方法以提高教学效果、强化实践教学以培养学生实际问题解决能力，以及鼓励学生参与科研和实践活动以培养其创新精神和实践能力等。有助于暖通空调教育与行业发展深度融合，为未来的专业人才培养提供更好的支持。

［关键词］ 暖通空调；教学创新；实践教学；行业发展

［基金项目］ 2022年度江苏省常州市领军型创新人才引进培育项目“掺杂协同改善碳酸钾水合盐传热传质的机理研究”（KYZ23020035）；2023年度常州大学教育教学研究项目“‘双碳’目标下建筑环境与能源应用工程专业课程思政融合路径探索”（GJY2023011）

［作者简介］ 林建泉（1984—），男，福建漳州人，博士，常州大学城市建设学院讲师（通信作者），主要从事暖通空调节能技术研究；赵 倩（1987—），女，河北晋州人，博士，常州大学城市建设学院讲师，主要从事可再生能源热利用研究；陈孚江（1979—），男，江苏宿迁人，博士，常州大学城市建设学院副教授，硕士生导师，主要从事建筑节能、室内空气品质研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）45-0073-04 ［收稿日期］ 2023-09-27

引言

暖通空调是一门综合性较强的学科，涉及人工环境营造、室内空气品质以及能源效率等多个方面，对人们的日常生活和社会发展有着重要影响。随着科技的不断进步，暖通空调行业也在持续发展壮大，各种新技术和设备层出不穷，这对相关人才提出了更高的要求。

暖通空调教育作为培养未来该领域行业专业人才的重要手段，必须紧跟行业发展的步伐。培养具备专业知识、实践技能、创新潜力和适应能力的人才，能适应不断变革的行业需求，已成为暖通空调教育的核心目标。新工科的兴起和“双碳”目标的确立进一步提高了暖通空调领域人才培养和教学的标准［1］。新工科倡导跨学科融合，“双碳”目标更为强调环保和可持续发展，要求学生具备全面的知识和技能，需要相关院校改变暖通空调教学策略和方法，以创新课程教学模式来适应这一趋势。因此，持续不断地改进暖通空调教育，紧密结合行业发展，才能促进暖通空调教育与行业发展深度融合。

一、暖通空调教育现状

经过数十年的发展，暖通空调教育已经不断完善并取得了一些显著成绩，然而，仍然存在一系列挑战和问题，包括教学内容与市场需求脱节、教学方法单一、实践教学环节不足以及学生缺乏主动性和创新精神等。

（一）教学内容与市场需求脱节

在暖通空调领域，教材更新滞后于行业发展的问题长期存在，其影响深远。主要原因如下：首先，科技进步不断催生新的技术、材料和方法，如可再生能源应用、智能控制系统、病毒传播防控以及绿色建筑等。然而，教材编写和更新过程耗时较久，无法及时反映行业的最新发展动向，导致学生毕业后掌握的知识与市场需求存在较大差距。其次，暖通空调领域涉及跨学科的知识和技能，如工程学、物理学、计算机科学等。然而，教材更新通常受各学科间的协调和整合难题的影响，导致教材难以完整地涵盖这些交叉领域的内容。最后，教材的编写往往依赖于学术研究和理论探讨，但实际行业发展和实践经验往往与理论存在偏差。由于缺乏与业界的紧密合作以及从业者的反馈，导致教材实用性不足。

（二）教学方法单一，缺乏多样性

当前，部分院校在暖通空调教学中主要采用传统的课堂授课和实验室实践的模式。尽管这种方式有助于传授基础理论知识和操作技能，却未能充分激发学生的创新精神和探索意识，也不利于培养学生的协同合作和有效沟通的能力。此外，在满足学生个性化和差异化的学习需求方面，传统教学模式效果不佳，无法充分发挥学生的主动性和积极性。对此，亟须对教学方法进行改革，引入更加多样化的教学手段和资源以应对这些挑战［2］。

（三）实践教学环节不足，理论与实际结合不紧密

暖通空调教学普遍存在实践教学环节不足、理论与实际结合不紧密的问题［3］。受限于资金和场地等条件，一些学校缺乏充足的实践平台和实验设备，限制了学生的实际操作和实践机会。这不仅影响了学生的学习效果，还会降低他们的就业竞争力。在暖通空调领域，学生实践能力的培养至关重要。实践教学有助于学生深入理解理论知识，获得实际操作技能，并提升解决问题的能力。然而，受限于现实条件，学校难以为学生提供充足的实践机会，这在一定程度上制约了学生的综合能力的培养。

（四）学生缺乏主动性和创新精神，解决问题的能力不足

暖通空调学科具有较强的综合性，涵盖了人工环境营造、室内空气品质以及能源效率等多个方面。同时，它还需要融合跨学科的知识和技能，包括工程学、物理学、计算机科学等，导致该学科的理论与实践知识相对复杂。这种复杂性可能会削弱学生对该领域的兴趣，降低他们的学习动力，最终影响学习成果。学生在面对这门学科时，存在主动性不足、创新精神不够充分，以及解决问题能力相对不足等共性问题。这些问题不仅可能对学生的学业表现产生负面影响，还可能影响他们的职业发展前景。

二、暖通空调教学创新与实践路径

在面对暖通空调教育中所出现的诸如教学内容与市场需求脱节、教学方法单一、实践环节不足，以及学生创新能力不足等问题，需要采取一系列有针对性的应对措施，以提升教学质量并培养更具竞争力的专业人才。

（一）更新教学内容，紧密贴合市场需求

为提升暖通空调有关课程的教学质量和效果，须定期更新教学内容，紧密贴合市场需求。具体措施包括：引入最新技术和标准，反映行业发展趋势；加强与企业的合作，引入实际工程案例等。

1.引入新技术和标准，反映行业发展趋势。随着科技的不断发展，暖通空调行业也在不断进步。教师应将新的技术和标准等内容融入课程，以反映行业发展趋势。例如，可涵盖新能源、可再生能源、低碳可持续发展、病毒传播防控以及碳中和技术等，使学生了解最新的行业动态［4］。同时，通过实际工程案例，让学生深入了解新技术和标准在实际应用中的效果。

2.加强与企业的合作，引入实际工程案例。学校应积极与企业展开合作，引入实际工程案例，让学生深入了解实际工程的设计和实施过程。通过实际案例，学生可以更加深入地理解暖通空调系统的设计和实施过程，把握市场需求和行业发展动向［5］。同时，邀请企业专家授课或提供实践指导，有助于学生更全面地认知行业发展与需求。

（二）创新教学方法，利用现代数字化技术提高教学效果

创新教学方法，利用现代数字化技术可以有效提高暖通空调有关课程的教学效果［6-8］。具体措施包括：采用线上线下相结合的教学模式，满足学生的个性化需求；引入翻转课堂，提高学生的主动性和参与度；利用虚拟现实技术，增强实践教学环节等。

1.采用线上线下相结合的教学模式，满足学生的个性化需求。学校可以建立在线学习平台，提供在线课程和学习资源，让学生可以随时随地学习。在线学习平台可以包括视频讲座、教学课件、实践指导、习题和答案等，让学生可以根据自己的节奏和时间进行学习。同时，教师可以组织线下的课堂授课和实践教学，与学生进行面对面的交流和指导，增强学生的学习效果。通过线上线下相结合的教学模式，可以更好地满足学生的个性化需求，提高教学效果。

2.引入翻转课堂方式，提高学生的主动性和参与度。翻转课堂是一种创新的教学方式，将传统的教学过程翻转过来，让学生在课前预习，在课上进行讨论和实践。教师可以在课前提供学习资料和任务清单，让学生在课前自主学习和思考。在课堂上，教师可以组织小组讨论、案例分析和实际问题解决等活动，鼓励学生参与课堂，提高学习的积极性和互动性。通过翻转课堂，增强学生的自主学习能力和问题解决能力，提高教育效益。

3.利用虚拟现实技术，增强实践教学环节。虚拟现实技术可以呈现真实的暖通空调系统，让学生在虚拟环境中进行实验和操作，增强实践教学效果。通过虚拟现实技术模拟暖通空调系统的运行过程、设备操作和故障排除，让学生在实际操作中学习和掌握暖通空调技术。此外，利用虚拟现实技术还可以减少实际设备的磨损和故障，降低实践教学的成本和风险，提高教学质量。

（三）强化实践教学，培养学生解决实际工程问题的能力

为增强学生的实践技能和解决暖通空调实际工程问题的能力，需要加强实践教学，提供更多的实践机会和资源。具体措施包括：建立实践教学基地，提供实际操作机会；设计综合性实验，强化学生系统思维；开展综合课程设计，培养学生独立思考和创新能力等。

1.建立实践教学基地，提供实际操作机会。学校可以与企业合作，设立实践教学基地，为学生创造实际操作机会。实践教学基地可以包括暖通空调系统现场、设备厂家、工程公司等，让学生可以亲自接触和操作暖通空调系统和设备，了解实际工程的设计和实施过程。通过实践教学基地，学生能更深入理解理论，提高解决实际问题的能力。

2.设计综合型实验，强化学生系统思维。教师可以设计一些综合型实验［9］，使学生在实际操作中掌握暖通空调技术。这类实验可以涵盖设计、安装、调试和运行等环节，帮助学生全面了解暖通空调系统的设计和实施过程，培养学生的系统思维，提高他们分析和解决实际问题的能力。

3.开展综合课程设计，培养学生独立思考和创新能力。教师可以组织综合课程设计，促使学生在实际工程中进行独立思考和创新。综合课程设计可以囊括暖通空调系统的设计、计算、选型和优化等内容，激发学生在实际工程中的自主思考和创新潜能。

（四）培养学生的创新精神和实践能力，鼓励开展科研和实践活动

为激发学生的创新意识和实践能力，应鼓励学生积极参与科研和实践活动。具体措施包括：设立创新实验室，提供学生实践场所；鼓励学生参与科研项目，提高研究能力；举办学科竞赛，激发学生学习和创新热情等。

1.设立创新实验室，提供学生实践场所。学校可以设立创新实验室，为学生提供实践场所和所需的设备。创新实验室可以配备3D打印机、电子设备、机械工具等，让学生可以进行设计和制作，实现自己的创意和想法。通过创新实验室，学生可以更加自由地探索和实践，从而培养创新思维和实践技能。

2.鼓励学生参与科研项目，提高研究能力。学校可以鼓励学生参与科研项目，以帮助他们在实际研究中提高研究能力。教师可以引导学生参与自己的科研项目，或者设计一些适合学生的小课题，让他们在实践中学习和掌握科学研究的方法和技能。通过参与科研项目，学生可以更深入地了解科学研究的过程和思维方式，从而培养创新精神和实践能力。

3.举办学科竞赛，激发学生学习和创新的热情。学校可以举办各种学科竞赛，以激发学生的学习热情和创新意识［10］。这些学科竞赛可以广泛涵盖与暖通空调系统相关的设计、施工、建造、安装、运行、调试和优化等内容，让学生在实际操作中展示他们的创新和实践能力。例如，设计与构建高效的供暖、通风和空调系统，以最大程度地降低能源消耗并减少环境影响；提出解决方案，以改善室内环境的空气质量，提高居住和工作空间的舒适性；设计智能控制系统，实现暖通空调的自动化管理，以提高系统效率和用户舒适度；在虚拟环境中模拟整个工程项目的设计、施工和运营，培养学生的项目管理和问题解决能力；评估现有建筑的能源使用情况，并提出改进建议，以减少能源浪费；研究和开发新型材料，以改进暖通空调系统的性能和效率等。通过这些学科竞赛，学生将有机会培养技术技能和解决问题的能力，为社会和环境的可持续发展做出贡献。