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摘要：《太阳能利用与建筑节能》是建筑环境与能源应用工程专业为了适应时代发展趋势和满足创新人才培养需求而开设的课程。本文就该课程的教学目标、教学内容、教学方法等方面进行论述，探讨构建该课程的理论教学、创新实验、参观实习及工程设计等多环节紧密结合的立体化人才培养体系的建设思路。
关键词：建筑环境与能源应用工程；建筑节能；太阳能利用；课程建设
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）19-0222-02
随着能源与环境问题的日益严峻，“节能减排”已经成为国家发展战略的重要组成部分。“建筑环境与能源应用工程”专业在未来社会发展与建设中肩负历史使命，即要从可持续发展的观念出发，利用能源为人类提供生存和发展所必需的建筑环境，一方面要尽可能节约不可再生能源，另一方面要积极开发利用可再生的新能源。
一、课程开设的意义
目前建筑节能是公认的最有潜力和最有效的节能途径，建筑节能的本质是指在保证和提高建筑环境舒适性的前提下，通过合理的建筑用能规划和设计，推进科学用能、提高能源利用效率、降低用能成本。而各类建筑是利用太阳能等可再生能源的良好载体，如太阳能能够为建筑提供供暖、热水、自然采光、强化通风以及空调制冷和部分电力供应等[1]。太阳能作为清洁环保的可再生能源，已经成为我国节能减排目标的主力军，也是建筑环境可持续发展的重要内容。近年来，政府部门在太阳能技术应用方面给予了大力支持，同时由于巨大的市场需求，使太阳能行业目前以30%的速度扩张，这也导致相关专业人才需求量剧增[2]，而建环专业毕业学生在太阳能利用技术方面知识匮乏，已难以满足太阳能建筑规模利用的社会需求。在这样的社会背景下，建筑环境与能源应用工程专业必须肩负起历史的重任，抓住机遇，迎接挑战，引领本领域的创新。国内有多所高等院校的本科教学开设了太阳能利用技术方面的课程，如南京理工大学开设的公共选修课《太阳能的利用》，上海交通大学在热动专业和建环专业开设的《建筑节能与太阳能利用》课程，北方工业大学在建环专业开设的《太阳能利用》课程，安徽工业大学在热动专业开设的《太阳能基础与应用》课程，江苏大学在热动专业开设的《太阳能应用技术》课程，淮海工学院在新能源专业开设的《太阳能热利用技术》、《太阳能光伏发电》、《太阳能建筑一体化》等课程。上述院校中大多数是在热能与动力工程专业或新能源科学与工程专业开设的，而在建筑环境与能源应用工程专业开设的比较少，并且各个院校开设课程的内容及侧重点有较大差异。建筑环境与能源应用工程专业开设《太阳能利用与建筑节能》课程要根据专业特点，明确教学目标，优化教学内容，采用合理的教学方法。
二、课程目标
该课程教学目标遵循本专业人才培养定位原则来确定。首先，要满足社会的需求。太阳能作为近年来快速发展的行业，已经出现人才供应的严重短缺[3]。其次，适应学科发展。太阳能作为实现建筑能源结构可持续发展的重要内容，已经被多个专业关注，而且各个学科之间交叉、融合发展趋向越来越明显。最后，要具有专业特色。各院校要结合自己的地域特点及研究方向，具备自己的特色，以专业特色争取地位和影响。建筑环境与能源应用工程专业开设《太阳能利用与建筑节能》课程，目的是培养学生树立太阳能利用与建筑节能的基本思想，用正确的理论和方法处理气候、资源环境、建筑结构、用能设备以及室内环境需求要素间的关系，最终运用所学知识对特定的建筑太阳能系统进行综合设计和评价，使学生步入社会成为绿色建筑技术方面的倡导者，良好室内环境与健康生活技术的实现者，为国家可持续发展目标的实现做出应有的贡献。
三、教学内容与教学要求
《太阳能利用与建筑节能》课程针对太阳能及其在建筑中的利用方式，其教学内容主要包括三部分：第一部分，太阳能转换利用原理与方法。学生在了解太阳能利用优缺点的基础上，认识我国太阳能资源分布情况，掌握太阳能转换利用基本原理，了解太阳能转换技术途径和方法。掌握太阳辐射能、高度角、方位角等基本概念。学习太阳能光电转换和光化学转换的技术途径和常用设备，理解各类建筑是太阳能利用的良好载体，太阳能结合建筑规模化利用是实现建筑节能的重要手段。第二部分，太阳能光热利用技术。首先，“与建筑结合的太阳能热水系统”要求学生掌握太阳能集热器工作原理和常用集热循环系统方式，学习太阳能热水系统设计计算方法，了解太阳能集热系统性能监测和评估的原则。另外，“太阳能供热与空调系统”要求学生掌握利用太阳能集热器实现供热和空调过程的原理和常用太阳能供热、空调系统方式，包括主动式和被动式。学习太阳能采暖和空调评估以及设计方法，了解太阳能空调、供暖系统的具体应用实例。第三部分，建筑一体化太阳能发电与光伏光热技术。首先，要求学生掌握太阳能光伏发电常用建筑结合应用方式，学习太阳能光伏系统设计计算方法，了解太阳能光伏系统性能监测和评估的原则。另外，建筑一体化光伏光热技术（即BIPV/T）是一种具有广泛应用前景的太阳能综合利用技术与建筑节能方式。这一部分内容要求学生掌握太阳能热电联供系统的常用形式、系统设计方法，了解系统运行控制策略等。当然，太阳能在建筑中的应用还有自然采光、遮阳、通风、储能应用等技术，教学过程中可根据学时安排及学生掌握情况灵活处理。
四、教学方法
该课程采用理论教学与实践教学相结合的教学方法，教学全程加强节能减排理念的渗透与贯彻。首先，学生通过理论学习，初步掌握太阳能利用建筑系统的基本原理、一般设计方法及设备结构等知识。然后，开展实验及参观实习等实践教学环节，深入学习太阳能建筑供能系统的工作性能及运行操作等知识。另外，开设太阳能复合系统工程设计环节，使学生在实际解决工程问题过程中加强独立思考能力与实践能力。最后，鼓励学生参与国内外太阳能相关竞赛及教师所承担的科研项目，了解太阳能利用方向的科学前沿动态，勇于探索创新太阳能利用的新技术与新方法。通过上述系列教学过程及产学研相结合的方法，使学生掌握太阳能利用与建筑节能的基础知识，增强学生科学用能、提高能源利用效率、降低用能成本的节能环保意识，具备太阳能利用建筑节能系统设计、运行、维护管理的综合能力。
针对建环专业开设《太阳能利用与建筑节能》课程进行了探讨。结合专业发展简述了课程开设的意义与目标，介绍了课程教学内容与教学要求，探讨了教学方法。该课程将弥补本校建环专业在“太阳能利用与建筑节能”领域理论与实践教学的空白，也是对应用型创新人才培养体系的一个重要补充。
参考文献：
[1]仲敏波，吉恒松，宋新南.《太阳能利用》课程教学探讨[J].科技创新导报，2011，（28）：171.
[2]刘学东，邵理堂，孟春站，宋祥磊.新能源科学与工程（太阳能利用方向）人才培养探讨[J].淮海工学院学报（社会科学版·教育论坛），2010，8（8）：45-47.
[3]邵理堂，刘学东，孟春站，卢佃清.太阳能利用技术与工程专业方向课程体系建设探讨[J].淮海工学院学报（社会科学版·教育论坛），2011，9（2）：84-86.
关键词：建筑环境与能源应用工程；建筑节能；太阳能利用；课程建设
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）19-0222-02
随着能源与环境问题的日益严峻，“节能减排”已经成为国家发展战略的重要组成部分。“建筑环境与能源应用工程”专业在未来社会发展与建设中肩负历史使命，即要从可持续发展的观念出发，利用能源为人类提供生存和发展所必需的建筑环境，一方面要尽可能节约不可再生能源，另一方面要积极开发利用可再生的新能源。
一、课程开设的意义
目前建筑节能是公认的最有潜力和最有效的节能途径，建筑节能的本质是指在保证和提高建筑环境舒适性的前提下，通过合理的建筑用能规划和设计，推进科学用能、提高能源利用效率、降低用能成本。而各类建筑是利用太阳能等可再生能源的良好载体，如太阳能能够为建筑提供供暖、热水、自然采光、强化通风以及空调制冷和部分电力供应等[1]。太阳能作为清洁环保的可再生能源，已经成为我国节能减排目标的主力军，也是建筑环境可持续发展的重要内容。近年来，政府部门在太阳能技术应用方面给予了大力支持，同时由于巨大的市场需求，使太阳能行业目前以30%的速度扩张，这也导致相关专业人才需求量剧增[2]，而建环专业毕业学生在太阳能利用技术方面知识匮乏，已难以满足太阳能建筑规模利用的社会需求。在这样的社会背景下，建筑环境与能源应用工程专业必须肩负起历史的重任，抓住机遇，迎接挑战，引领本领域的创新。国内有多所高等院校的本科教学开设了太阳能利用技术方面的课程，如南京理工大学开设的公共选修课《太阳能的利用》，上海交通大学在热动专业和建环专业开设的《建筑节能与太阳能利用》课程，北方工业大学在建环专业开设的《太阳能利用》课程，安徽工业大学在热动专业开设的《太阳能基础与应用》课程，江苏大学在热动专业开设的《太阳能应用技术》课程，淮海工学院在新能源专业开设的《太阳能热利用技术》、《太阳能光伏发电》、《太阳能建筑一体化》等课程。上述院校中大多数是在热能与动力工程专业或新能源科学与工程专业开设的，而在建筑环境与能源应用工程专业开设的比较少，并且各个院校开设课程的内容及侧重点有较大差异。建筑环境与能源应用工程专业开设《太阳能利用与建筑节能》课程要根据专业特点，明确教学目标，优化教学内容，采用合理的教学方法。
二、课程目标
该课程教学目标遵循本专业人才培养定位原则来确定。首先，要满足社会的需求。太阳能作为近年来快速发展的行业，已经出现人才供应的严重短缺[3]。其次，适应学科发展。太阳能作为实现建筑能源结构可持续发展的重要内容，已经被多个专业关注，而且各个学科之间交叉、融合发展趋向越来越明显。最后，要具有专业特色。各院校要结合自己的地域特点及研究方向，具备自己的特色，以专业特色争取地位和影响。建筑环境与能源应用工程专业开设《太阳能利用与建筑节能》课程，目的是培养学生树立太阳能利用与建筑节能的基本思想，用正确的理论和方法处理气候、资源环境、建筑结构、用能设备以及室内环境需求要素间的关系，最终运用所学知识对特定的建筑太阳能系统进行综合设计和评价，使学生步入社会成为绿色建筑技术方面的倡导者，良好室内环境与健康生活技术的实现者，为国家可持续发展目标的实现做出应有的贡献。
三、教学内容与教学要求
《太阳能利用与建筑节能》课程针对太阳能及其在建筑中的利用方式，其教学内容主要包括三部分：第一部分，太阳能转换利用原理与方法。学生在了解太阳能利用优缺点的基础上，认识我国太阳能资源分布情况，掌握太阳能转换利用基本原理，了解太阳能转换技术途径和方法。掌握太阳辐射能、高度角、方位角等基本概念。学习太阳能光电转换和光化学转换的技术途径和常用设备，理解各类建筑是太阳能利用的良好载体，太阳能结合建筑规模化利用是实现建筑节能的重要手段。第二部分，太阳能光热利用技术。首先，“与建筑结合的太阳能热水系统”要求学生掌握太阳能集热器工作原理和常用集热循环系统方式，学习太阳能热水系统设计计算方法，了解太阳能集热系统性能监测和评估的原则。另外，“太阳能供热与空调系统”要求学生掌握利用太阳能集热器实现供热和空调过程的原理和常用太阳能供热、空调系统方式，包括主动式和被动式。学习太阳能采暖和空调评估以及设计方法，了解太阳能空调、供暖系统的具体应用实例。第三部分，建筑一体化太阳能发电与光伏光热技术。首先，要求学生掌握太阳能光伏发电常用建筑结合应用方式，学习太阳能光伏系统设计计算方法，了解太阳能光伏系统性能监测和评估的原则。另外，建筑一体化光伏光热技术（即BIPV/T）是一种具有广泛应用前景的太阳能综合利用技术与建筑节能方式。这一部分内容要求学生掌握太阳能热电联供系统的常用形式、系统设计方法，了解系统运行控制策略等。当然，太阳能在建筑中的应用还有自然采光、遮阳、通风、储能应用等技术，教学过程中可根据学时安排及学生掌握情况灵活处理。
四、教学方法
该课程采用理论教学与实践教学相结合的教学方法，教学全程加强节能减排理念的渗透与贯彻。首先，学生通过理论学习，初步掌握太阳能利用建筑系统的基本原理、一般设计方法及设备结构等知识。然后，开展实验及参观实习等实践教学环节，深入学习太阳能建筑供能系统的工作性能及运行操作等知识。另外，开设太阳能复合系统工程设计环节，使学生在实际解决工程问题过程中加强独立思考能力与实践能力。最后，鼓励学生参与国内外太阳能相关竞赛及教师所承担的科研项目，了解太阳能利用方向的科学前沿动态，勇于探索创新太阳能利用的新技术与新方法。通过上述系列教学过程及产学研相结合的方法，使学生掌握太阳能利用与建筑节能的基础知识，增强学生科学用能、提高能源利用效率、降低用能成本的节能环保意识，具备太阳能利用建筑节能系统设计、运行、维护管理的综合能力。
针对建环专业开设《太阳能利用与建筑节能》课程进行了探讨。结合专业发展简述了课程开设的意义与目标，介绍了课程教学内容与教学要求，探讨了教学方法。该课程将弥补本校建环专业在“太阳能利用与建筑节能”领域理论与实践教学的空白，也是对应用型创新人才培养体系的一个重要补充。
参考文献：
[1]仲敏波，吉恒松，宋新南.《太阳能利用》课程教学探讨[J].科技创新导报，2011，（28）：171.
[2]刘学东，邵理堂，孟春站，宋祥磊.新能源科学与工程（太阳能利用方向）人才培养探讨[J].淮海工学院学报（社会科学版·教育论坛），2010，8（8）：45-47.
[3]邵理堂，刘学东，孟春站，卢佃清.太阳能利用技术与工程专业方向课程体系建设探讨[J].淮海工学院学报（社会科学版·教育论坛），2011，9（2）：84-86.