工程实践是培养学生专业能力的最好课堂
¾¾暑期实习环节教学建设经验谈
朱颖心
北京 清华大学 建筑学院
建筑技术科学系 建筑环境与设备研究所
根据清华大学本科毕业及学士学位培养要求，必修实践环节为30学分左右，除综合论文训练（毕业论文）以外，必修实践环节基本是在每年的夏季小学期中完成的。四年本科期间，有三次夏季学期，每次为4～5周。目前建筑环境与设备工程专业本科生的夏季学期任务基本是这样安排的：第一次，军训和金工实习；第二次，认识实习和建筑实习；第三次，生产实习（运行实习）。
尽管近年来由于上级划拨的教学经费有限，实习配合单位难找等因素严重影响了各工科专业的实习安排。但我们仍然尽力排除困难，充分保证实践环节的数量和质量，使学生得到很好的工程训练。第一次夏季实习是全校统一安排并负责的，第二次和第三次是由各专业教研室负责的。本专业学生人数为每年级30人左右。在这里仅介绍这两次夏季学期实习的教学心得，以便与各兄弟院校交流。
一． 认识实习
本实践环节2学分，时间为2周。通常指导教师为1～2名，还有一名研究生担任辅导教师。这是学生学习专业知识的入门基础课程，本课程通过现场参观、考察等形式，由指导教师介绍暖通空调系统的概念；识别、分析一些典型空调系统和冷热源的图纸并参观现场；参观一些典型建筑，了解其应用功能、建筑构造与空间特点、对环境的要求、送风方式等。让学生直接接触实际设备的生产和实际工程的设计、施工过程，从而让学生循序渐进地了解、学习专业知识，并逐渐培养学生的工程和系统概念。
实习开始后一般先介绍暖通空调系统的基本概念，然后介绍几个要参观的建筑，有的是已经竣工使用多年的建筑，有的可能是在施工中的建筑。在参观每个建筑前，教师先介绍该建筑和暖通空调系统的概况、该建筑和暖通空调系统的图纸、参观的目的和内容、今后总结报告中可能要涉及的方面等，然后再带领学生到现场分组、分专题进行参观。考核方式为学生以日记形式提交的认识实习书面报告和实习报告会上的口头总结报告。由于现场参观总是要影响合作单位的正常工作的，因此最重要的是做好去现场的前期工作，充分利用有限的现场参观时间，否则在现场学生可能摸不到头绪，变成“外行看热闹”，浪费时间。
二． 建筑实习
本实践环节是在本专业正式更名为“建筑环节与设备工程”后新增加的，目的在于与“建筑概论”课配合，加强学生对建筑本体有关知识的了解，
本实践环节2学分，时间为2周。主要由建筑技术（建筑物理）或建筑学专业教师和研究生指导。本专业教师参与作为口头报告的评委。通常有1～2名教师和一名研究生作为指导和辅导教师。教学内容包括建筑物的专题调研与讨论、小建筑测绘、小设计（房间、门厅等）。要求学生提交书面调研报告、测绘或设计作业，并在报告会上作口头报告。学生通过整个环节可以了解建筑学的基本概念，掌握一定的基本技能。
通过98、99级本科生的建筑实习实践，发现同学们的收获很大。讲课和专题调研一般为时一周，小测绘、小设计为时一周。专题调研内容一般由教师引导、学生自定，教师协助联系。调研分析的内容涉及某些建筑、建筑群的文化、美学、物理环境、空间设计等诸方面。尽管实习时间很短，但有的同学的调查分析还具有相当的深度，工作量也很大。小测绘和小设计的质量也比教师预想的好得多，有的设计水平还是相当高的。因此，只要能够调动同学主动学习的积极性就能够达到最好的效果。
三． 生产实习
在所有的实践环节中，生产实习是我们重点建设的实践环节。实习时间为4周，4学分。78年恢复招生以来，本专业的生产实习基本都是实战项目，即到存在问题的工业、商用建筑暖通空调系统或城市热网现场去进行故障检测、诊断与分析，向业主提出运行改进或系统改造的方案报告。如果能够在现场进行调节改进的，就在现场解决问题。90年代以前一般以工业建筑和城市热网调节为主（热网调节实习一般在11月份），90年代以后一般以商用、公共建筑为主。由于实习任务是以系统运行为主，我们往往把这次实习称作“运行实习”。
本实习目的在于在学习专业课后，通过让学生直接参与实际工程的调研、分析与调试，让其逐渐深入接触、学习专业知识并积累工程实践经验。根据我们对学生培养的定位，我们要求学生对暖通空调系统的设计、运行对其性能的影响要有深入的认识，因此把实习的主要内容定位为：现有商用建筑空调系统的故障检测与诊断、能耗分析与改进、性能评价和改进；对新建商用建筑空调系统或楼宇自动化（BAS）系统进行初调节等。任务一般为外单位委托的实际工程项目，完成任务的形式是向委托单位提交测试分析报告。通过这个实习，锻炼和培养学生各方面的综合能力如测量技术及应用、基础知识和专业知识的应用、分析问题、解决问题的能力以及表述能力等。考核内容包括实习过程中表现出的分析问题、解决问题的能力以及提交的实习报告。
实习分小组进行。实习组小型化，一般为4～6名学生，由教师和经历过这种实践训练的研究生共同指导，由教师负责。本研究所的全体教师除带认识实习的教师以外全部都要带运行实习。指导者与学生的比例一般达到1：2～1：1。非常典型的小组搭配如：一位教授，一位讲师，两位研究生，6名本科生。研究生指导本科生实习的工作计入研究生社会实践的学分。大部分研究生在本科生阶段都有过相同的锻炼过程，因此他们对于指导本科生的实习是有较充足的经验的。
尽管是实习，但由于任务是解决实际工程问题，因此要对甲方负责而非同儿戏。学生在实习中意识到甲方并没有把他们看作是学生而降低要求，而是把他们作为解决问题的专家来要求的，因此学生的责任心得到了很好的强化。在工作中往往会遇到很奇怪的现象和很棘手的问题需要随时研究，尽管这些问题仅靠本科生的知识水平还远不能解决，研讨问题的主角自然是教师和研究生，但本科生必须参与讨论，调动他们的知识各尽所能，同时也很明白分配给自己做的这部分具体工作在整个解决问题的链条中起什么作用。他们通过整个问题的解决过程了解了教师和研究生考虑和解决问题的方法和思路，对他们也是一个很好的学习机会，而不是被动地听指挥，满足于做一双技术熟练的“好手”。在实践教学中我们发现，如果我们仅仅强调学生学习操作技能，服从工作安排，多数学生则失去积极性，操作技能也没有学好。但如果我们强调要求学生动脑筋解决问题，让他们发挥“大脑”的作用，他们的积极性就会高涨，操作技能也会掌握得很好。
在提交成果和考核方面，尽管测试方案、数据分析、改造建议等要依赖教师和研究生的指导，但向甲方提交的报告则要求本科生分工执笔，研究生修改，教师最后把关。在最后给甲方提交书面报告和口头汇报前，因为向甲方的正式口头汇报往往是由研究生来做或由某个表达能力强的本科生来做，因此需要在学校先做汇报预演，让每个本科生有发言的锻炼机会，而且也为自己做的内容答辩。包括研究生在内的指导小组根据学生的平时表现和报告的水平给出最终成绩。
近年来，我们的运行实习为南银大厦、长富宫饭店、亮马河大厦、北京西客站、双安商场、发展大厦、广州世贸大厦、上海金贸大厦等三十余座北京与外地的大型商用建筑进行了全面测试、故障诊断、现场调试和节能改造方案论证，为清华同方股份有限公司做的很多空调系统改造工程和空调控制工程进行改造前的系统测试和施工后的现场调试，例如中央电视台空调系统改造工程、中南海空调系统改造工程、解放军总医院空调系统改造与控制工程等。由于每次都能有效地解决问题，获得甲方的好评，因此每年委托我们的实习任务不断。由于甲方基本上负担全部实习支出，甚至有的还给一定报酬，这样就不仅解决了实习经费问题，还使学生在实践中得到很好的锻炼。
这种对实际系统的分析调研，对教师和学生来说都是很好的能力锻炼，要求我们对专业知识和基础理论的充分掌握、灵活运用，而且还需要大量书本上学不到的相关知识，例如运行维护的问题、居住者使用习惯的问题、施工安装的问题等等都可能影响系统的性能。缺乏这个环节的锻炼，我们的知识很多是纸上谈兵，不了解系统真正运行起来会出现什么现象，会出现哪些问题，这样设计出来的系统也只能是在理想化环境下可以使用的，实际上是不可靠的。比如某些控制系统配置了昂贵的传感器，但由于需要经常更换，业主无法承受费用，导致控制系统失灵，成为摆设，不得不靠人工控制；早期落后的系统设计和运行方式，导致业主在年利润只有三百万元的情况下，能源年费用却接近二千万元；某大型敞开式办公室式写字楼的风口设计没有考虑今后居住者的喜好，所有房间在人们最喜欢的坐位置都出现了“砍头风”；绝大部分的空调系统施工都缺乏认真的初调节，因此水系统水量分配失调成为通病。面对这些问题，需要在对原系统改变不大、投资小、不影响使用的条件下分别作出权宜的改造方案和彻底的改造方案，对我们所有人都是很大的挑战和锻炼。比如我们通过使用超声波流量计把整个水系统调平衡后，还需要给业主建议一个靠他们自己的运行工就可以操作的简易方案来作日常的合理运行。我们看到的这些实际存在的问题，往往成为我们在专业课教学中的生动例子，来告诉学生什么是好的设计、好的运行，什么是不好的，在大家的课程设计中如何避免犯类似的错误。为这些实际存在的问题提出可行的新的彻底解决方法往往也成为我们研究生论文选题的依据。
通过多年的教学实践，我们解决了普遍存在的困扰工科专业的“实习难”的问题。尽管我们有本科生少、研究生多的优势，但这个问题的解决仍然要求研究所全体教师投入很大的努力。多年来，我们全体教师都投入了实习环节，包括临退休的老教授、带病的中年教师、有婴幼儿家庭负担重的青年教师、科研和社会活动繁忙的院士，对于刚入校的青年教师带实习则是上岗必须的锻炼环节。尽管带实习工作量很少且很辛苦，但没有人对实习任务有所推脱，因为大家都认识到这一教学环节的重要性。通过对本科生毕业班的调研，他们认为在校四年的学习中，影响最深刻的两个环节就是生产实习和课程设计，因为这是他们主动学习解决问题的两个环节。我们将会在今后的工作中不断总结经验，使这个实践环节在人才培养上发挥更大的作用。