1、第 PAGE20 頁 共 NUMPAGES20 頁朱穎心教授講話朱穎心教授在青年教師教學培訓和工程訓練會議上的講話 我們該怎么樣教書？ 對專業(yè)課程教學方法改革的思考朱穎心 清華大學 建筑學院 建筑技術科學系一引言隨著我國國民經濟的迅速發(fā)展，同時也是為了滿足國家建設的需要，近年來，我國工程專業(yè)的本科教育得到了長足的發(fā)展，其特征之一就是本科生擴招。不容忽視的是，擴招只是發(fā)展本科教育的一個形式，很多院校在擴招前并沒有做好辦學思路方面的充分準備，因此導致了教學質量下滑的現(xiàn)象。發(fā)展工程專業(yè)本科教育的目的是為國家建設培養(yǎng)更多的符合時代要求的高素質人才。目前在我國，優(yōu)秀的暖通空調工程師和建筑環(huán)境相關專業(yè)的工

2、程技術和研發(fā)人員是奇缺的。而我們現(xiàn)在培養(yǎng)出來的人才能夠滿足這個時代要求嗎？ 當前，絕大部分的院校都在強調教育改革，工科專業(yè)強調“重基礎、寬口徑”，采取了各種新的管理措施，但教學質量的下滑也是顯著的問題。普遍的觀點認為擴招后教學質量下滑的原因一是硬件和師資條件不夠，二是教育管理部門要求壓縮課內學時導致了教學質量下滑，三是社會影響導致學生思想浮躁不愿學習。但筆者認為，教育理念不能與時俱進才是導致工程專業(yè)教學質量下滑的根本原因。二存在的問題問題一：會背書，有技能，缺分析p 能力通過歷年的全國性本科生專業(yè)知識競賽考評以及研究生入學考試評卷，筆者發(fā)現(xiàn)存在這樣的問題：1.學生可能掌握了工程制圖、施工操作等

3、技能，但卻缺乏分析p 專業(yè)相關問題的能力； 2.學生可能背熟了書本上的概念定義，但面對一個具體的問題就不知道應該如何運用這些概念；3.學生可能很精于公式計算，但卻對問題的大方向卻缺乏定性的認識，而且還會人云亦云。由于這些參加考研、專業(yè)競賽的學生基本都是各院校優(yōu)秀的高年級學生，因此這些存在的問題應該是具有代表性的。以學生對一道試題的答案為例可以反映出教學中一些普遍存在的問題。該試題為：“給在北京的一座辦公樓設計空調系統(tǒng)，請對比一下變風量和風機盤管加新風兩種系統(tǒng)在能耗和 環(huán)境性能方面優(yōu)缺點。”變風量和風機盤管加新風這兩種系統(tǒng)是專業(yè)課必講的重點，而且也是現(xiàn)實生活中應用得非常普遍的系統(tǒng)，但極少有學生能

4、夠對這兩個系統(tǒng)做出用自己的正常的邏輯給出的評價和分析p 。絕大部分人答題的時候，會把教材上面關于兩個系統(tǒng)的定義、組成和優(yōu)缺點完整地寫下來，然后給出結論是：“變風量比風機盤管各方面都好”，理由是變風量是國外大量采用的先進技術。但卻忘了自己前面寫的內容中已經提到變風量的優(yōu)點風機盤管也都有，而變風量的缺點他就忽略掉了，邏輯前后矛盾。有的人在回答中明顯反應出他對這些系統(tǒng)形式基本的工作原理都不清楚，只是背書能力很強而已。更嚴重的問題是很多學生在判定一種技術優(yōu)劣時，不是依據(jù)自己所學到的基礎理論和專業(yè)知識來分析p ，而是被商業(yè)宣傳或者一些新技術的介紹左右自己的判斷。當前，在暖通空調應用市場不加分析p 地為某

5、些技術打上節(jié)能環(huán)保的標簽強勢推廣已經是嚴重的社會弊病，很多學生缺乏分辨力，盲目跟著商業(yè)宣傳跑，不加分析p 地人云亦云，不能不說是一個令人失望的現(xiàn)象。問題二：本科教育高職高?；鲜鰡栴}以外，本科專業(yè)培養(yǎng)還有向高職高專方向滑的趨勢。具體體現(xiàn)在：1)為了使學生就業(yè)變得比較容易，大量開設各類專業(yè)課或相近專業(yè)的課程，使得專業(yè)課時嚴重不足的矛盾更為突出。結果是壓縮了基礎課和主干專業(yè)課，導致畢業(yè)生后勁不足，適應性差，樣樣一知半解，卻缺乏真正的了解，最基本的東西都沒有掌握。2)實習環(huán)節(jié)都是參觀、參觀再參觀，或者把生產實習的重點放在了學生的技能訓練上，如把風管制作、設備安裝等操作技能的訓練作為生產實習重點，以

6、為就是培養(yǎng)動手能力了。實際上訓練的學時、強度和門類遠不如高職高專?？赡苡腥苏J為我們學校培養(yǎng)的是實用型工程技術人才，因此應該多學專業(yè)課，多動手干活，而基礎理論課是研究型大學的學生需要學的，對我們來說沒有那么重要。到底什么叫做實用性工程技術人才？拿一個冷凍站水泵經常被燒毀的例子我們可以對比出三種不同的人才的到底哪一種才是我們需要的：第一種：能夠很熟練地拆卸、修理好水泵，但安裝上去運行一段時間又壞了。第二種：認為水泵選得太小了，建議換一個大水泵。結果安上去又燒掉了。第三種：通過基本原理分析p ，認為水泵揚程選大了，導致流量過大而功率過大，因此建議換一個小泵，結果成功。實際上，第三種人才具有基礎扎實、

7、適應能力強的特點，能夠在實踐中靈活運用自己的基礎知識來解決各種各樣的實際問題，是我們真正需要的實用型工程技術人才。以壓縮理論基礎課為代價開一大堆浮淺的專業(yè)課，用技能訓練代替生產實習的結果只是培養(yǎng)出第二種“人才”既缺乏第一種人才的操作技能，又缺乏第三種人才的動腦分析p 、解決實際問題能力，高不成、低不就，是誤人子弟。三問題分析p 我國的工程專業(yè)很多是建國后學習蘇聯(lián)建立起來的。蘇聯(lián)的教育體系特點是學制長，按照工種設置專業(yè)，專業(yè)課程多，每門課程從基礎理論、專業(yè)知識、實驗、課程設計與實習成為一個完整的體系。學生學完一門專業(yè)課就可以馬上動手干活，只要專業(yè)對口，學生馬上就能適應。這樣的教育體系很適合我國建

8、國初期迫切的人才需求，發(fā)揮了很大的作用。但缺點是每門課程體系封閉，與本專業(yè)的其他專業(yè)課程之間缺乏橫向的聯(lián)系，知識的更新和擴充困難。老師灌輸?shù)亩啵瑢W生可以自主學習思考的余地很少。畢業(yè)生一旦從事一個專業(yè)，就很難改行或者適應專業(yè)的知識擴充。例如，做通風的不會做采暖，做冷凍站的只管冷凍機部分，冷卻塔則由給排水專業(yè)來做，畢業(yè)生的能力和知識面很窄，更無法做到系統(tǒng)整體方案的優(yōu)化了。由于當時的技術更新的速度比較慢，所以原有教育體系的缺點并沒有很突出。而現(xiàn)在處于知識爆炸的時代，技術與時俱進，工種界限越來越模糊，更多的是以學科基礎或者應用需求為專業(yè)劃分的原則，原有的教育體系已經不能適應現(xiàn)代工程技術發(fā)展對工程技術人

9、才培養(yǎng)的要求了。因此改革開放后，國家吸取了歐美工程教育體制和理念的優(yōu)勢，對我國的工程教育進行了改革，例如調整專業(yè)設置、拓寬專業(yè)面、縮短學制、強化基礎、縮減課內學時、強調學生的能力培養(yǎng)等。但目前的障礙在于陳舊的教育理念與現(xiàn)有各種改革措施之間存在著矛盾，教育體制處于過渡過程中。因此，在舊教育理念和體制下面培養(yǎng)出來的教師與教育管理者們一定要認清舊教學理念的弊病在什么地方，深入思考、主動地適應新形勢是至關重要的。以下兩個問題應該是我們高等教育工作者首先應該弄明白的。1. 本科教育與高職高專教育有何區(qū)別？灌輸型教學是導致本科教育高職高?；脑?。舊的教育理念的特點是對學生進行大量的知識灌輸，有什么新技術

10、出來了就加開一門課。灌多了學生記不住，老師就覺得教學質量不好，所以更要加課時，多講。結果是學生負擔加重，導致厭學，惡性循環(huán)。大量的知識轟炸下，學生可能記住的知識增加了，什么都知道一些，但還是不會用。另一個現(xiàn)象就是學生可能勝任很好的“手”，在他人的指揮下計算或操作，但缺乏自主判斷和分析p 的能力，實際上是高職高專的培養(yǎng)方法。所以，首先需要澄清的問題是工程專業(yè)的本科教育與高職高專教育應該有什么區(qū)別。高職高專教育絕非本科教育的壓縮版，二者的培養(yǎng)目標、知識特點、培養(yǎng)方法和執(zhí)業(yè)能力有著根本性的區(qū)別，見表 1。從中很容易看出來現(xiàn)在的本科工程教育還存在著多少差距，即雖然灌輸?shù)闹R比高職高專多，但學生記不住；

11、學生分析p 問題解決問題的能力不見得比高職高專強，而操作技能卻肯定比高職高專差。表 1.本科教育與高職高專教育的區(qū)別（建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)）本科教育 高職高專教育 人才培養(yǎng)目標 工程師 技術員、技師 知識結構特點 基礎厚，適應能力較強； 分析p 能力強； 通識型專業(yè)人才，有發(fā)展后勁?；A相對薄，重專門知識； 操作能力強； 專才，基本定型。培養(yǎng)方法 較厚實的基礎理論培養(yǎng)； 專業(yè)課重思考與分析p 訓練； 實踐環(huán)節(jié)重知識的綜合運用。較少基礎課； 專業(yè)課門類比較多； 實踐環(huán)節(jié)重操作技能訓練。執(zhí)業(yè)能力 設計咨詢 制定系統(tǒng)設計方案，做可行性與技術經濟分析p ； 具有為相關專業(yè)提供跨專業(yè)技術支持的能力，如

12、圍護結構的節(jié)能設計。落實已經確定好的方案，繪制施工圖； 對相關專業(yè)有一定的了解即可。安裝施工 暖通空調系統(tǒng)與設備運行調試 安裝操作 運行管理 建筑設備系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化運行，系統(tǒng)故障診斷與分析p 。開關機值班，設備部件維護與維修。樓宇自動化 做運行決策和制定控制方案，進行系統(tǒng)現(xiàn)場調試。安裝測控元件和系統(tǒng)。2 2 不同教學環(huán)節(jié)的作用與相互間的關系目前基礎課跟專業(yè)課似乎成了一對矛盾。一邊是大學要上一流，就拼命增加基礎課學時，壓縮專業(yè)課學時；一邊是要增加就業(yè)能力，就開設大量的專業(yè)課，基礎課被弱化。那么首先應該把基礎課與專業(yè)課的不同性質及其在整個本科培養(yǎng)過程中的不同作用澄清一下，才能對我們本科教育中的基礎

13、課和專業(yè)課如何講有明確的目標。表 2. 基礎課與專業(yè)課的區(qū)別基礎課 專業(yè)課 內容 科學，Science 技術，Technology 特點 是相對穩(wěn)定的，每一個進步都會帶來技術上質的重大變化 是與時俱進的，是永遠教不完的 教學目的 掌握基礎知識 培養(yǎng)運用基礎理論去解決專業(yè)問題的能力 教學重點 知識的傳授（但不能灌輸）訓練運用基礎理論的方法和能力 教學安排 盡量掌握必備的基礎理論 并不一定涉及所有學過的基礎理論盡管基礎課與專業(yè)課有著上述性質上的差別，但二者之間又存在著相輔相成的關系。如果把基礎課看作是教學生如何制造磚石的過程，那么專業(yè)課就是教學生如何用磚石蓋房子。如果專業(yè)課依然還是制造磚石，那么就

14、永遠蓋不出房子來。但在專業(yè)課中也需要傳授一定的知識，但這些知識只相當于粘合磚石的灰沙，而更重要的是要教蓋房子的方法?，F(xiàn)在大家都在強調學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，但創(chuàng)新能力靠的是扎實的理論基礎，否則沒有扎實的基礎搞出來的創(chuàng)新是偽科學，缺乏寬厚的基礎也沒有創(chuàng)新的思路。或者說要有足夠數(shù)量和質量的磚石才能蓋好房子。由于對專業(yè)課學時的剛性限制導致人們把基礎課和專業(yè)課看成是一對矛盾。但實際上好的專業(yè)課教學并不會沖擊基礎，反而還會促進理論基礎的夯實。因為在蓋房子的過程中能夠發(fā)現(xiàn)磚石是不是夠多，是不是夠結實。專業(yè)課是使基礎理論的具體化的環(huán)節(jié)，學生往往在學習專業(yè)課的時候突然對原有的基礎課知識感到“開竅”了，意識到基礎理

15、論的重要性，主動返回去復習基礎課的內容，通過螺旋上升的過程而獲得綜合能力的提高。所以，專業(yè)課講得好不好是至關重要的。四、我們的專業(yè)課該怎么講？舊的灌輸型教育理念認為沒有講到的學生就肯定不會，所以有多少跟本專業(yè)有關的技術都要把課開齊，而且一門專業(yè)課要配幾個實驗，要配一個課程設計，教材要跟知識教學模塊順序一致等，否則在教學管理部門那里就不過關。公共基礎課和專業(yè)基礎課由于課程體系比較完整，重點在于知識傳授，因此與高中差別不大的灌輸型教學方法在此還不能充分凸顯其缺陷，而專業(yè)課教學往往是問題凸顯最為明顯的教學環(huán)節(jié)。我們最常見的專業(yè)課教學方法是面面俱到的知識點灌輸型教學方法。一條條內容羅列出來，叫做“知識

16、點”，期末考試要考的。學生就針對這些“知識點”下功夫，把整個知識鏈條割裂成一塊一塊的碎片，而不是學習一種分析p 問題解決問題的方法。一遇到實際問題，就不知道怎么把這些碎片拼接起來。也就是說，上完課，學生還是面對一塊塊磚頭不知道怎么蓋房子。此外，傳統(tǒng)的一門專業(yè)課從基本原理、系統(tǒng)結構特點、設計計算、校核計算、課程設計，形成一個獨立封閉的體系。由于有大量簡化的工程經驗公式和圖表存在，往往使學生感到與前面學過的基礎理論缺乏關聯(lián)，導致覺得專業(yè)課沒水平，也無法促進基礎理論的提升。我國的教育家們早就明確：“授人以魚，不如授人以漁”， “魚”是知識，“漁”就是方法。我們強調“寬口徑”不能靠教學生打很多的魚，而

17、是要教會“漁”。魚是打不完的，也不必教學生把所有的魚都打一遍，所以打上來的魚只是教學生“漁”的載體和手段，而“漁”是應該可以舉一反三，觸類旁通的。專業(yè)課就應該能夠做到“授人以漁”。傳統(tǒng)專業(yè)課的教學方法往往是只告訴學生這個技術現(xiàn)在就是這樣的，但沒有告訴學生為什么這個技術現(xiàn)在是這樣的，它的歷史和未來又是怎么樣的；大量羅列技術和設備，但對其特點、適用條件只是概念化的介紹，缺乏深入的分析p 。教學重點放在了教學生做細致的設計校核計算，卻很少涉及對大方向的判斷，更缺乏與基礎理論課程的緊密聯(lián)系。學生作為被動的接受者，只是增加了一些專業(yè)知識，對能力培養(yǎng)沒有多少作用。灌輸型教學的誤區(qū)之一是認為“擴招后生條件不

18、好，講少了不行”。但實際上，對重復繁瑣的講解，基礎比較好的學生可勉強忍耐，基礎比較差的學生更加聽不下去，甚至坐不住。很多所謂的“差”生在自主學習、實踐環(huán)節(jié)中反而表現(xiàn)更出色一些。誤區(qū)之二是認為“講少了，學生得到的知識就少了”。但教師頭腦中的知識有多少是被自己的老師灌的？現(xiàn)代技術日新月異，課堂上又豈能講得完？其實講少不是問題，關鍵是看講什么。講很多細微末節(jié)的東西，湮沒了重點，這樣講得多就等于少。因此應該改變傳統(tǒng)專業(yè)課面面俱到的知識點灌輸型教學方法，轉向系統(tǒng)思維型啟發(fā)性教學方法。講課應該強調基本概念、原理運用與宏觀的技術分析p ，技術細節(jié)與技巧性內容學生聽了左耳朵進右耳朵出，講了也白講，這樣的內容應

19、該去掉，留待課程設計和實習等實踐環(huán)節(jié)中靠學生自己體驗。例如，在教“建筑自動化”課程的傳感器一講的時候，可以有兩種講法：第一種是給學生羅列出各種各樣的傳感器，展示了很多多媒體圖片，其中部分傳感器可能是非常新的、高技術產品。老師介紹這些傳感器都含有哪些高技術，甚至細化到這些傳感器的型號是怎么定義的。第二種講法是只舉少數(shù)幾個典型傳感器，重點講傳感器的主要特性參數(shù)是什么，為什么要有不同特性的傳感器，這些傳感器適用于何種應用條件有哪些局限性，原理是什么。然后利用課外作業(yè)或討論題，讓學生針對不同特點的應用案例來選擇不同的傳感器，并要求學生闡明理由?？瓷先?，第一種講法會顯得老師知識很淵博，洋洋灑灑，很“高科

20、技”。但學生聽完了就好像聽了泛泛的一個新技術介紹講座似的，腦子里面沒有留下什么有用的東西。表面看上去采用了現(xiàn)代的多媒體教學，實質上的教學理念還是傳統(tǒng)灌輸型的。而第二種講法似乎沒有那么多高科技，但卻把最基本的東西傳授給學生。學生馬上就知道為什么需要不同類型的傳感器，如何選用，而不是盲目追求“高技術”。而今后在工作中面對新的應用的時候，他就會想到傳感器的特性應該有什么改進。這樣講課，不僅實用，創(chuàng)新的動力也就在其中了。因此這才是我們應該提倡的教學方法。講課與教材的關系還有一種觀念，就是講課內容跟著教材走。擔心講義要是跟教材在知識模塊、流程上不一致的話，學生很難預習和復習。這種觀念走到極端就是照本宣科

21、。實際上，我們的學生都識字，如果講課跟教材一樣，學生還不如自己看書，老師負責答疑，期末參加考試就是了。講課與教材的思路是不同的，與教材之間應該是相輔相成的關系。講課的目的是要為初學者帶一條易于入門的路，因此邏輯順序應該是：工程應用帶出問題 解決方法 基本原理 概念細節(jié)。而一本好教材可能會終身使用，是入門后鞏固與復習的工具，因此具有完整性，使讀者易于查閱，其體系一般是：基本概念 基本原理 基本方法 工程應用。因此，講課與教材的關系應該是：（1）講課不是教材內容的重現(xiàn)，而是教材的導讀；（2）教材從抽象的概念、基本定義、基本原理入門，再落實到實際應用；而講課要從實際問題出發(fā)，引出解決問題的方法，最后

22、才形成普適性的抽象概念； （3）出于完整性的需要，教材有很多技術細節(jié)甚至技巧性內容；而講課著重的則是系統(tǒng)分析p 、基本概念；或者說教材有很多定量計算，而講課著重定性分析p ； （4）教材多經典抽象內容，缺乏現(xiàn)代工程案例的分析p ，而講課則與時俱進，用典型工程案例來反映抽象內容，深入淺出； 跟著教材走的講法是把所有重要的知識點都教給學生，然后再拿出問題，讓學生用學過的方法來解決。而更好的講課方式是先提出要解決的問題，再拿出各種可能的解決問題的方法，之后才再深入到方法的細節(jié)。這樣的好處是從宏觀著眼，逐步深入到微觀，學生在每一步的學習中目標都是明確的。有限的課內學時講授首先應起到導讀作用，為學生理出

23、一條引導他們進入問題的主線；其次是把教師對實際問題與理論方法之間關系的實際體驗傳授給學生，這是教科書中最缺乏的、最珍貴的內容，也是最吸引學生的。專業(yè)技術的講授應從技術和設備產生的歷史背景入手，以工程應用為依托來介紹現(xiàn)狀、技術特點、原理、應用條件、局限性、可能的發(fā)展趨勢。此外還應著重技術組合方案分析p ：在某種條件下，為達到某種目的，如何選用不同的技術。通過這樣的形式，引導學生用分析p 和發(fā)展的思路來看待現(xiàn)有的技術，掌握技術和使用技術，做到舉一反三，從而激勵學生的創(chuàng)新精神。所以說，講課上要密切聯(lián)系基礎理論，下要密切聯(lián)系工程實際，工程案例運用是必不可少的。作業(yè)、思考題、討論題的設計既然課堂上主要是

24、要講主線，是導讀，重點放在技術的系統(tǒng)性和方案分析p ，則細節(jié)部分就需要通過課外作業(yè)促使學生研讀教材和參考書，綜合課堂、教材、參考書的知識來解決。因此，作業(yè)、思考題的設計就十分重要了。筆者以自己講“空調與制冷技術”一課為例來說明課外作業(yè)是如何配合課堂講授的。筆者講完緒論之后就給學生留了一個思考題：房間內有多余的熱量和濕量，你們能想出什么辦法來把它們搬到室外去？這樣的問題其實連高中生都能說出很多五花八門的辦法來，而教材中那么多抽象出來的系統(tǒng)、設備等等只不過是這些五花八門的辦法進一步的提煉而已。要是上來先講各種系統(tǒng)、設備的概念，學生的思路就會被套住了，所以給這么一個能夠天馬行空的空間是必要的。在第三

25、次課介紹完不同類型的空調系統(tǒng)形式和應用特點之后，筆者就用建筑學專業(yè)學生設計的一個星級酒店作為課外習題，讓學生們給酒店的群房和塔樓進行分區(qū)，并為各區(qū)定出空調系統(tǒng)的形式，當然需要給出充分的理由。下一次課如果有富裕時間的話，就請完成作業(yè)的同學上來講一講他是怎么分區(qū)的，理由是什么，大家一起討論。這樣的內容在絕大部分院校是要一直到畢業(yè)設計的時候才會做的，但這樣的“拔苗助長”對于學生來說一點都沒有困難，而且學得立竿見影。筆者在講授“空氣處理設備”的噴水室和表冷器時候，課堂重點放在分析p 這類設備的空氣處理過程途徑、終狀態(tài)可能落在那些區(qū)域、要求的條件是什么、哪些區(qū)域是根本不可能直接處理到，需要通過其他空氣處

26、理設備的組合才可能達到的，而絕對不講設備的設計、校核計算。課外作業(yè)題就是在教材的設計計算的例題的基礎上，假定處理風量減少一半（即負荷減少一半），要求學生回答如何改變水溫或者水量才能保持原來的送風狀態(tài)不變，并要求學生回答兩種設備在負荷變化的時候冷凍水側采用質調節(jié)還是量調節(jié)更有效。用這樣一個實踐中常見的應用問題，使得學生不僅看明白教材中例題介紹的設計計算方法，還要利用書中介紹的校核計算方法來計算水量或者水溫應該怎么改變（采用 excel 計算），而且還能夠自己弄明白為什么噴水室多采用質調節(jié)，而表冷器多采用量調節(jié)。這樣的習題就不止是簡單要求學生學會計算，而是學會通過計算結果來分析p 判斷問題，結論是

27、自己給的，比聽老師講更加有效。綜上所述，習題不能只是訓練學生動手的能力，還要訓練學生動腦的能力，讓他們充分調動自己以前的知識，來解決問題。而且這類習題往往沒有標準答案，考察的是學生寫出的理由是否充分。因為工程問題本來就沒有唯一解，只有更適合的解?？荚噾撛趺纯?？考核的方式和內容應該與講課的理念相一致。傳統(tǒng)的考題往往要求學生背書，比如考學生“什么叫做半集中空調系統(tǒng)？”、 “半集中系統(tǒng)的優(yōu)缺點是什么？”、“半集中系統(tǒng)的新風形式有多少種？”之類，答案自然是教材中的某段話。但為什么半集中系統(tǒng)的新風形式就只能有某教材上介紹的三種，不能是四種、五種？我想出來一種新的方法就不行么？甚至還有考某個具體部件的形狀