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浅谈《建筑环境测试技术》教学体会
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摘要:《建筑环境测试技术》是面向建筑环境与设备工程专业本科生的一门基础课程[1-3]。在教学时,采用方修睦主编的《建筑环境测试技术》(中国建筑工业出版社 第二版)作为教学教材,
《建筑环境测试技术》是面向建筑环境与设备工程专业本科生的一门基础课程[1-3]。在教学时,采用方修睦主编的《建筑环境测试技术》(中国建筑工业出版社 第二版)作为教学教材,它涉及供热通风空调、建筑给水排水、燃气供应等公共设计系统及建筑环境中的试验技术、计量技术及非电量电测技术等领域的知识[2]。测试技术在建筑环境与设备工程专业中占有特殊地位,将基础知识运用于专业领域[4],是一门快速发展的学科[5]。本书共有三个篇章,即测试技术基础、测量仪表和测试技术,其中前两个篇章是讲授重点,也是同学们学习的重点,学习这两个篇章的内容,对同学们今后在测试测量方面的工作有所帮助。
一 课程特点
本课程主要讲授前两个篇章内容,即测试技术基础和测量仪表。第一篇章测试技术基础主要讲测试技术的基本概念、知识以及测量误差和数据的分析、处理,这一部分内容主要运用所学的数学(主要是高等数学和概率论)知识即可。由于涉及到概率论中比较难的知识点,这一部分内容有较难的地方,比如随机误差的分析和处理、简介测量的误差传递与分配等。第二篇章主要是各种变量的测量仪表的原理和测量方法、以及误差分析等,其中变量包括温度、湿度、压力、物位、流速流量、热量、建筑环境中的变量等。每一章节中至少给出了3-4种测量仪器仪表,测量仪器仪表的原理也各不相同,因而这一篇章的内容多而复杂,学生容易混淆。
二 教学过程中遇到的问题
(一) 数学基础差
在第一篇章测试技术基础中,需要同学们运用所学的高等数学和概率论等数学知识来对测量数据进行处理、判断、变换、分析等综合过程。在以本科教育为主的工程型大学里,学生们的数学基础显得稍微有些薄弱,到了大学4年级学习本课程的时候,很多数学知识已经忘记,所以同学们在学习第一篇章处理测量数据的时候会比较吃力。尤其是在学习随机误差分析、间接测量的误差传递与分配和误差的合成这三个小节时,里面涉及到的概率论和高等数学知识比较难,在教学过程中,让同学们了解这部分内容,不做其它要求。
(二) 缺乏仪器仪表设备
在本次教学中,重点学习温度测量、湿度测量、压力测量、物位测量、流速及流量测量、热量测量、建筑环境测量,每种测量至少涉及3-4种测量仪表,想要购买本书中所有仪表特别困难,而且目前各种新的测量仪器仪表大量涌现[6],如果具备主要的几种测量仪表,可以在课上展示以及操作给同学们看,对同学们学习本课程具有重要的作用[7]。
(三) 实验课程少
在本次教学过程中,安排了一次课的实验,即两小节课的实验。使用热电偶测量温度以及热电偶测温原理是本书的重点,所以在课程里安排了一次实验课,让学生们使用热电偶测量温度,并对测量结果数据进行处理,校验热电偶是否合格。但是由于课程主要学习各种仪表的测量原理,仅安排一次课的实验远远不够,如果有条件的话,希望对每个章节都安排一次实验课,即分别对温度测量、湿度测量、压力测量、物位测量、流速及流量测量、热量测量、建筑环境测量设置一次实验课,重点讲授每个章节中重要的仪表的设计原理和测量方法、误差分析等,这样学生们在接受理论知识的同时,也能够手动操作仪器仪表,掌握的知识更加牢固。
(四) 仪器仪表种类繁多
在变量测量的每一章节中,至少给出了3-4种变量的测量方法和测量的仪器仪表,本课程讲授了8种变量的测量,有些章节甚至给出了5种变量的测量仪表,比如流量的测量,给出了叶轮式流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡街流量计和容积流量计,仪器仪表种类繁多,原理复杂,学生在学习的过程中容易将相近仪器仪表的测量原理混淆。
(五) 涉及多学科知识
教材里给出了8种变量的测量,涉及面广。而这些变量的特性又不同,因而利用其特性原理来进行的测量仪器仪表的涉及面广。例如普通干湿球湿度计是根据干湿球温度差效应原理进行测量的,而电子式湿度传感器则是将对空气相对湿度的测量转换为对传感器的电阻或者电容值的测量,涉及到物理知识。其他变量的测量也涉及到多学科知识,涉及面广。
三 困难应对方法
(一) 在工程性应用大学里,本科生的数学功底较薄弱。针对这一特征,本课程在讲授误差分析时,重点讲授误差计算方法(即绝对误差和相对误差)和误差分类(随机、系统和粗大误差),而这三种误差的具体计算方法只要求学生了解即可,不要求掌握。同时,在讲授难点误差计算方法时,先利用较短的时间回顾一下相关的数学知识,让同学们回忆起已学习过的知识点,这样在讲授新知识时,能够更快、更方便的让学生理解。
文章来源:《自动化与仪器仪表》 网址: http://www.zdhyyqybzz.cn/qikandaodu/2020/0824/449.html
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