宮克勤　賈永英　劉立君　李棟　王忠華

[摘 要] 根據(jù)新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量標準，分析了建環(huán)專業(yè)目前課程體系存在的問題和不足，提出建環(huán)專業(yè)課程體系改革的基本原則，以及課程體系改革的要點，探討了課程體系框架和課程設(shè)置調(diào)整的改進建議，為建環(huán)專業(yè)課程體系改革提供參考。

[關(guān)鍵詞] 新工科;建環(huán)專業(yè);課程體系;教學改革

[中圖分類號]G642? ?[文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2021） 04-0070-02

相關(guān)研究表明，新工科人才培養(yǎng)通用標準，是以具有廣泛認可度的《華盛頓協(xié)議》標準作為底線，以“卓越計劃”本科工程型人才培養(yǎng)通用標準為基礎(chǔ)，充分考慮未來工程發(fā)展趨勢及特征提出的標準，包括九個方面一十六條。根據(jù)新工科標準，在“學科專業(yè)知識”方面，應達到以下要求：第一，基礎(chǔ)知識：具有從事工程工作所需的數(shù)學、自然科學及經(jīng)濟管理等人文與社會科學知識。體現(xiàn)專業(yè)領(lǐng)域知識與人文學科的交叉與融合要求;第二，專業(yè)知識：掌握工程基礎(chǔ)、工程專業(yè)和相關(guān)學科知識，了解本學科前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。體現(xiàn)解決復雜工程問題所必需的專業(yè)知識;第三，工具使用：針對復雜的工程問題，能夠開發(fā)、使用恰當?shù)募夹g(shù)和現(xiàn)代工程工具開展模擬和測試研究，并理解其局限性。上述新工科知識體系的基本要求，是新工科課程體系設(shè)計的基本依據(jù)。

一、建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)課程體系分析

新工科專業(yè)，主要指針對新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)，以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心的相關(guān)工科專業(yè)。建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)（以下簡稱“建環(huán)專業(yè)”），被列入新工科專業(yè)。建環(huán)專業(yè)屬于土木類專業(yè)之一，主要培養(yǎng)從事采暖、通風、空調(diào)、凈化、冷熱源、供熱、燃氣等方面的規(guī)劃設(shè)計、施工安裝，及運行管理的高級工程技術(shù)人才。目前我國有近200所高校開設(shè)了建環(huán)專業(yè)。

（一）課程結(jié)構(gòu)體系及主要課程

我國建環(huán)專業(yè)源自20世紀50年代初期設(shè)立的“供熱、供煤氣及通風”專業(yè)。目前，我國高校建環(huán)專業(yè)的專業(yè)方向，主要包括傳統(tǒng)的暖通空調(diào)方向，以及建筑環(huán)境控制、城市燃氣應用、建筑節(jié)能、建筑設(shè)施智能技術(shù)等。

工科專業(yè)課程體系的結(jié)構(gòu)框架，一般包括公共基礎(chǔ)課平臺、專業(yè)基礎(chǔ)課平臺、專業(yè)教育課平臺，以及實踐教學平臺構(gòu)成，如表1所示。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)規(guī)范，建環(huán)專業(yè)基礎(chǔ)課主要包括“工程熱力學”“傳熱學”“流體力學”，以及“建筑環(huán)境學”“流體輸配管網(wǎng)”“熱質(zhì)交換原理與設(shè)備”等。不同高校專業(yè)課程的設(shè)置并不一致，體現(xiàn)了高校的辦學特色。傳統(tǒng)暖通方向的專業(yè)課程，主要有“集中供熱”“工業(yè)通風”“空調(diào)制冷技術(shù)”“建筑冷熱源”“建筑自動化”等。

（二）課程體系問題分析

結(jié)合當前人工環(huán)境領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢以及新工科人才培養(yǎng)標準要求，目前傳統(tǒng)建環(huán)專業(yè)課程體系急需升級改造，存在的主要問題包括：第一，不重視人文社科類課程，學生知識體系不完整。人文社科類課程設(shè)置缺乏系統(tǒng)科學的論證，課程門數(shù)少、與專業(yè)契合度小，通常僅起到“點綴”和“修飾”作用，人文社科類課程設(shè)置的象征意義大于實際教育意義。對培養(yǎng)工程師職業(yè)素質(zhì)和人文社會科學素養(yǎng)存在欠缺。第二，課程設(shè)置偏重主干課程，忽視學科前沿課程。建環(huán)專業(yè)屬于傳統(tǒng)的土木類工科專業(yè)，同時也是與當今能源問題、環(huán)境問題、氣候等緊密聯(lián)系的專業(yè)，與人們的健康和生活質(zhì)量息息相關(guān)。但是由于專業(yè)課學時有限，在課程設(shè)置中突出強調(diào)建環(huán)專業(yè)主干課程，忽視必要的學科前沿課程的設(shè)置。教學內(nèi)容不能體現(xiàn)當前新興的暖通行業(yè)的科技進步，不適應未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。第三，選修課趨于形式化，“多學科交叉融合”體現(xiàn)不足。針對“多學科交叉融合”缺少必要的理論研究，選修課程中簡單羅列幾門與專業(yè)相近的學科課程，學生缺乏宏觀意識和“工程系統(tǒng)”概念，缺少解決復雜工程問題所必需的其他相關(guān)學科知識，知識結(jié)構(gòu)不夠完善。第四，實踐教學內(nèi)容陳舊，制約學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。建環(huán)專業(yè)實踐教學主要包括專業(yè)實習、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，以及金工實習、制圖訓練、專業(yè)實驗等。由于實踐教學條件限制，通常教學內(nèi)容比較陳舊、更新緩慢，學生對實踐教學內(nèi)容興趣不足，缺少創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)節(jié)的訓練。實踐教學環(huán)節(jié)并沒有真正發(fā)揮激發(fā)學生的專業(yè)學習興趣、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的應有作用。

二、建環(huán)專業(yè)課程體系新工科改革基本原則

新工科建設(shè)目標，是為了適應我國在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、工程等領(lǐng)域面臨著重大的改革，為新經(jīng)濟和未來新興產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)專業(yè)綜合素質(zhì)高、工程實踐能力強，具有創(chuàng)新能力、智能創(chuàng)造能力，以及國際視野的創(chuàng)新型卓越工程師。

為實現(xiàn)新工科卓越工程師培養(yǎng)目標，必須為建環(huán)專業(yè)學生提供立體式的課程體系，從“專業(yè)知識廣度和深度”“創(chuàng)新實踐和創(chuàng)造能力水平”“技術(shù)管理能力”等方面，深化課程體系改革，實現(xiàn)從學科導向轉(zhuǎn)變?yōu)橐援a(chǎn)業(yè)需求為導向的課程體系。

課程體系改革基本原則，是要兼顧前瞻性、前沿性、交叉性，以及實踐創(chuàng)新性?？茖W設(shè)置人文社科類課程，注重學生綜合素質(zhì)培養(yǎng)，構(gòu)建廣義的通識教育課程體系;注重培養(yǎng)批判性思維的課程理念，加強跨學科的課程組織，體現(xiàn)“多學科交叉融合”，加強學生創(chuàng)新能力培養(yǎng);結(jié)合“信息化、智能化”新工科產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，加強人工智能等前沿課程設(shè)置;注重學生解決“工程復雜問題”的能力培養(yǎng)。

三、建環(huán)專業(yè)課程體系改革探索

（一）傳統(tǒng)課程體系構(gòu)架的升級改造

根據(jù)新工科人才培養(yǎng)需要，對傳統(tǒng)工科課程體系結(jié)構(gòu)（表1）進行升級改造。在原來的課程體系框架內(nèi)，增加“交叉學科選修課程”平臺以及“綜合素質(zhì)能力培養(yǎng)”平臺，以適應新工科人才培養(yǎng)標準需要，更新和優(yōu)化升級傳統(tǒng)課程體系構(gòu)架。

堅持“先進、有用、有效”的原則，通過優(yōu)化和改造課程體系構(gòu)架，構(gòu)建適合“新工科”人才培養(yǎng)的課程平臺，為培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、批判性思維、解決復雜問題能力、綜合職業(yè)素養(yǎng)、可持續(xù)發(fā)展等奠定基礎(chǔ)。在符合新工科人才培養(yǎng)的體系框架中，通過合理設(shè)計專業(yè)課程內(nèi)涵，增減課程內(nèi)容，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，圍繞工程人員的職業(yè)要求和未來發(fā)展勢態(tài)，搭建全新的建環(huán)專業(yè)人才培養(yǎng)方案。

（二）以專業(yè)能力為根本，構(gòu)建核心課程主體

建環(huán)專業(yè)培養(yǎng)人工環(huán)境領(lǐng)域的卓越工程技術(shù)人才，學生應具備從事本專業(yè)技術(shù)工作所需的堅實基礎(chǔ)理論知識及專業(yè)技能。專業(yè)核心課程的設(shè)置，應該按照建環(huán)專業(yè)指導規(guī)范提出的“本專業(yè)知識結(jié)構(gòu)”為基本依據(jù)。

根據(jù)建環(huán)專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)范，本專業(yè)知識體系由知識領(lǐng)域、知識單元及核心知識點三個層次組成。專業(yè)知識體系包括的主要知識領(lǐng)域為：⑴熱科學原理和方法;⑵力學原理和方法;⑶機械原理和方法;⑷電學與智能化控制;⑸建筑領(lǐng)域相關(guān)基礎(chǔ);⑹建筑環(huán)境控制與能源應用技術(shù);⑺工程管理與經(jīng)濟;⑻計算機語言與軟件應用。

（三）基于新工科理念的課程設(shè)置改革建議

對照新工科標準下人才培養(yǎng)知識體系要求，結(jié)合建環(huán)專業(yè)目前課程設(shè)置中存在的不足，建議對課程體系進行適當整合、改革，以滿足新工科人才培養(yǎng)要求。

第一，調(diào)整“公共基礎(chǔ)課平臺”教學內(nèi)容，增加經(jīng)濟管理、人文與社會科學類課程，全面提高工程人才的綜合素質(zhì)。經(jīng)濟管理類課程，如建筑設(shè)備工程管理、建筑設(shè)備施工經(jīng)濟與組織等;人文與社會科學類課程，包括：科學技術(shù)哲學、倫理學、社會心理學等，奠定培養(yǎng)學生“職業(yè)素質(zhì)”和“責任與倫理”基礎(chǔ)。

第二，調(diào)整“專業(yè)教育課程平臺”課程，增設(shè)本專業(yè)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)前沿課程及講座，將前沿科技融入建環(huán)專業(yè)教學中，使學生了解本學科專業(yè)的前沿現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。例如，增加智慧建筑環(huán)境與能源系統(tǒng)、可再生能源、智能建筑控制、綠色建筑、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等相關(guān)選修課程，使學生適應當前和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。

第三，在“交叉學科課程選修”平臺中，根據(jù)本專業(yè)領(lǐng)域特點，增加相關(guān)學科課程設(shè)置。相關(guān)學科是指影響、滲透或融入本學科專業(yè)的學科知識或解決復雜工程問題所必需的其他學科知識。與建環(huán)專業(yè)密切相關(guān)的專業(yè)包括：建筑、環(huán)境、能源、健康、氣候，以及計算機、控制專業(yè)等。體現(xiàn)不同領(lǐng)域的建環(huán)專業(yè)的方向特色課程。

第四，在“綜合素質(zhì)能力培養(yǎng)”平臺中，突出“現(xiàn)代工具和信息技術(shù)工具使用”能力培養(yǎng)。增加BIM、創(chuàng)新教育、專業(yè)技能實訓等內(nèi)容;與課外科技創(chuàng)新實踐等環(huán)節(jié)相結(jié)合，制定實踐能力培養(yǎng)方案，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和解決復雜工程實踐能力。

新工科課程體系改革是一項復雜的工程，許多方面的工作還有待于深入探討。通過新工科課程改革研究和實踐，不斷加快我國創(chuàng)新型卓越工程師培養(yǎng)步伐，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，對于培養(yǎng)具有國際視野、綜合能力和高素質(zhì)的人才具有重要意義。

參考文獻：

[1]蔡磊，向艷蕾，管延文，等.建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)體系探索[J].高等建筑教育，2018（5）.

[2]林健.新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量通用標準研制[J].高等工程教育研究，2020（3）.

（責任編輯：王義祥）