建環(huán)專業(yè)課程體系優(yōu)化整合探討

江章寧 梁瑩 蔡磊 管延文 楊群

【摘要】建環(huán)專業(yè)課程體系中部分課程存在知識點交叉重疊問題，隨著對培養(yǎng)計劃總學(xué)分的壓縮控制以及厚基礎(chǔ)寬口徑的人才培養(yǎng)要求，需要對課程體系進行優(yōu)化整合。本文介紹了建環(huán)專業(yè)課程體系構(gòu)成框架以及基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的課程設(shè)置情況，闡述了課程體系的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及主干課程的內(nèi)容優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上，提出了培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱的修訂要求。

【關(guān)鍵詞】建環(huán)專業(yè) 培養(yǎng)方案 教學(xué)大綱 優(yōu)化整合

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）24-0040-02

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程（簡稱“建環(huán)”）專業(yè)具有口徑寬，所涉知識領(lǐng)域廣，研究方向多，課程體系龐大的特點[1]。根據(jù)1999年新專業(yè)目錄而重構(gòu)的專業(yè)課程體系，加設(shè)了建筑環(huán)境學(xué)、流體輸配管網(wǎng)、熱質(zhì)交換原理與設(shè)備三門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在強調(diào)夯實專業(yè)基礎(chǔ)的同時，也更改了原有的專業(yè)知識單元教學(xué)順序。十余年的教學(xué)實踐結(jié)果表明，現(xiàn)有的建環(huán)專業(yè)課程體系中的課程設(shè)置沒有達到最佳，一定程度上存在核心知識點重疊，講授次序混亂等問題。這些問題不僅使整個課程體系龐大，也擠占了專業(yè)課程教學(xué)學(xué)時數(shù)，影響了專業(yè)課核心知識點的深入講解，不利于學(xué)生建立完整的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)。隨著學(xué)校對培養(yǎng)計劃總學(xué)分的壓縮控制以及厚基礎(chǔ)寬口徑的人才培養(yǎng)要求，原專業(yè)培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱已經(jīng)不能適應(yīng)新時期專業(yè)發(fā)展的需要。鑒于此，建環(huán)系教研室針對教學(xué)中存在的問題，進行了課程體系優(yōu)化整合探討，以使學(xué)生在知識、能力、素質(zhì)等方面協(xié)調(diào)發(fā)展。

一、建環(huán)專業(yè)課程體系構(gòu)成

建環(huán)專業(yè)課程體系包括理論教學(xué)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在暖通空調(diào)、城市燃氣工程和建筑設(shè)備自動化方面形成教育特色，以適應(yīng)國家建筑節(jié)能及冬暖夏涼工程、西氣東輸工程等重大項目需求。根據(jù)建環(huán)專業(yè)本科培養(yǎng)計劃要求（以建環(huán)專業(yè)2014級為例），完成學(xué)業(yè)最低課內(nèi)學(xué)分（含課程體系與集中性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)）160個。主要專業(yè)基礎(chǔ)及核心課程有：建筑環(huán)境學(xué)、流體輸配管網(wǎng)、燃氣燃燒理論基礎(chǔ)、制冷技術(shù)、熱質(zhì)交換理論與設(shè)備、空調(diào)工程、燃氣輸配、供熱工程、燃氣燃燒與應(yīng)用、通風(fēng)工程、建筑自動化等11門；主要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括：工程訓(xùn)練、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、專業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）等。學(xué)時與學(xué)分安排如表1-2所示。

二、基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的課程設(shè)置要求

2016年，中國工程教育正式加入《華盛頓協(xié)議》[2]，遵循“以學(xué)生為本”，“基于學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果（OBE）”的標準，指出學(xué)生的發(fā)展和成長是工程教育及其認證的目的，體現(xiàn)在能否用“成果導(dǎo)向”的要求來引領(lǐng)，用“持續(xù)改進”的機制來保證。2017年，學(xué)校為推進按院（系）招生和對學(xué)生實施個性化培養(yǎng)相關(guān)工作，對本科專業(yè)人才培養(yǎng)計劃的課程設(shè)置提出了新的思路，主要表現(xiàn)在以下方面：

1.明晰專業(yè)人才培養(yǎng)定位。以國家經(jīng)濟社會發(fā)展需求、我校辦學(xué)目標和院（系）學(xué)科建設(shè)規(guī)劃為依據(jù)，參考各專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會制定的專業(yè)人才培養(yǎng)標準與規(guī)范，借鑒國內(nèi)外“標桿”學(xué)校專業(yè)人才培養(yǎng)方面的成功經(jīng)驗，進一步梳理和明晰本專業(yè)人才培養(yǎng)目標的定位。

2.優(yōu)化各類課程和教學(xué)環(huán)節(jié)對培養(yǎng)目標達成度的貢獻，明確各類課程和教學(xué)環(huán)節(jié)與培養(yǎng)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)等方面的關(guān)聯(lián)性以及應(yīng)達到的水平。

3.重點抓好學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程的設(shè)計與建設(shè)，建立本專業(yè)的核心課程體系，確定核心課程教學(xué)內(nèi)容，開設(shè)一批適應(yīng)國家經(jīng)濟社會發(fā)展需求和反映院（系）學(xué)科特點與優(yōu)勢的專業(yè)選修課程。

4.進一步加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。切實貫徹、落實《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》（國辦發(fā)〔2015〕36號）文件精神，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程融入人才培養(yǎng)方案。

5.學(xué)時與學(xué)分要求。4年制專業(yè)總學(xué)分嚴格控制在160學(xué)分以內(nèi)，專業(yè)選修課學(xué)分原則上不低于25學(xué)分；每學(xué)期修讀課程學(xué)分應(yīng)控制在20個左右，原則上不超過25學(xué)分。

三、課程體系優(yōu)化整合

建環(huán)專業(yè)課程體系優(yōu)化整合主要遵循四個原則：滿足學(xué)生個性化發(fā)展要求；符合“華盛頓協(xié)議”精神具有工程教育國際化水平；與大類招生改革相配套；凸顯專業(yè)教育特色與學(xué)科發(fā)展目標。

1.課程體系構(gòu)建

為了實現(xiàn)以上創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標，重新構(gòu)建了建環(huán)專業(yè)課程體系，將原先的11門核心課程整合為5門，即建筑環(huán)境學(xué)、建筑自動化、空調(diào)工程、燃氣供應(yīng)、供熱工程；另外6門課納入選修課。新的課程體系中選修課比例明顯增大，總學(xué)分控制不變。新設(shè)了兩個專業(yè)方向選修課模塊，即燃氣方向與暖通方向，將原先的主干課程通風(fēng)工程、熱質(zhì)交換原理、流體輸配管網(wǎng)、燃氣燃燒應(yīng)用、制冷技術(shù)等分別放在兩個模塊中；同時，為了體現(xiàn)寬口徑要求，開設(shè)了跨學(xué)科選修課、專業(yè)拓展選修課。

2.主干課程內(nèi)容優(yōu)化

由于不同任課教師擔(dān)任授課任務(wù)，對于重復(fù)部分的知識點，容易出現(xiàn)以下現(xiàn)象：要么都不講重復(fù)的部分，造成學(xué)生知識體系的盲點，要么都講，造成課時的浪費；因此，有必要對各門主干課程的內(nèi)容進行優(yōu)化。以“流體輸配管網(wǎng)”和“燃氣輸配”兩門課的優(yōu)化整合為例進行說明。

（1）流體輸配管網(wǎng)課程

由于絕大多數(shù)專業(yè)核心課程均涉及到流體輸配問題，因此流體輸配是建環(huán)專業(yè)比較突出的“共性”問題。而理論性很強的“流體力學(xué)”課程內(nèi)容很難與應(yīng)用性強的專業(yè)核心課程直接對接，或者在對接過程中每門專業(yè)課都必須去提煉、復(fù)習(xí)“流體力學(xué)”的相關(guān)內(nèi)容，造成課程效率的降低與學(xué)時浪費。在確保本課程系統(tǒng)性的基礎(chǔ)性上，將理論性很強的相關(guān)內(nèi)容自然、重點地轉(zhuǎn)換成幾個相應(yīng)的“應(yīng)用型知識模塊”，搭建成通往各專業(yè)核心課程的橋梁，便于學(xué)生能快速進行專業(yè)課學(xué)習(xí)。具體模塊內(nèi)容為：“均勻送風(fēng)”知識模塊，主要與“空調(diào)工程”、“通風(fēng)工程”兩門專業(yè)課程相關(guān)內(nèi)容對接；“液體管網(wǎng)特性與水力工況分析計算”知識模塊，主要與“空調(diào)工程”、“供熱工程”、“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”等專業(yè)課程相關(guān)內(nèi)容對接；“開式枝狀氣體輸配管網(wǎng)特性與水力工況分析計算”知識模塊，主要與“空調(diào)工程”、“通風(fēng)工程”、“燃氣輸配”、“燃氣燃燒應(yīng)用”等專業(yè)課程相關(guān)內(nèi)容對接；“管網(wǎng)系統(tǒng)水力工況分析與調(diào)整”知識模塊，主要與“空調(diào)工程”、“通風(fēng)工程”、“供熱工程”、“燃氣輸配”、“燃氣燃燒應(yīng)用”等專業(yè)課程相關(guān)內(nèi)容對接；“流體動力設(shè)備選型”知識模塊，主要與“空調(diào)工程”、“通風(fēng)工程”、“供熱工程”、“燃氣輸配”、“燃氣燃燒應(yīng)用”、“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”等專業(yè)課程相關(guān)內(nèi)容對接。

根據(jù)課程特點，逐步將課程考核方式由以結(jié)束性考試成績?yōu)橹?，平時成績?yōu)檩o的模式，轉(zhuǎn)變成以平時3～5個大作業(yè)（大作業(yè)的內(nèi)容為前述的五個知識模塊）的平均成績?yōu)橹?，結(jié)束性考試成績?yōu)檩o的模式，使學(xué)生真正能學(xué)以致用。

（2）燃氣輸配課程

加強與相關(guān)課程之間的聯(lián)系，注重基礎(chǔ)課知識點在專業(yè)課中的應(yīng)用。讓學(xué)生學(xué)會用專業(yè)基礎(chǔ)知識解決專業(yè)問題；用專業(yè)課知識解決實際工程問題；將課本知識與行業(yè)實際相結(jié)合，靈活應(yīng)用。

在課程教學(xué)大綱中，將課程中燃氣性質(zhì)、負荷計算、管網(wǎng)系統(tǒng)、管網(wǎng)計算、管網(wǎng)分析、儲氣調(diào)峰等內(nèi)容細化深化，課堂上結(jié)合工程案例、實際應(yīng)用講解。

通過燃氣性質(zhì)中各項特性參數(shù)的講解，使學(xué)生清楚理解其與燃氣安全、天然氣液化、燃氣可靠輸送、燃氣儲存、液化石油氣氣化等的關(guān)系。負荷計算部分除了傳統(tǒng)的指標法計算年負荷外，增加負荷預(yù)測方面的知識，重點講解各類用戶不同的用氣特性及用氣規(guī)律。管網(wǎng)系統(tǒng)、管網(wǎng)計算、管網(wǎng)分析等內(nèi)容與“流體輸配管網(wǎng)”課程內(nèi)容對接，注重利用基礎(chǔ)知識解決專業(yè)實際問題。

選擇行業(yè)中普遍存在的系列問題設(shè)計成專題，開展教學(xué)討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在授課過程中對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化整合：

（1）引入行業(yè)內(nèi)新技術(shù)，前沿知識，緊隨行業(yè)發(fā)展；

（2）增加LNG、CNG等氣源部分課時，減少枝狀管網(wǎng)部分課時；

（3）結(jié)合管網(wǎng)系統(tǒng)，增加城市燃氣規(guī)劃內(nèi)容，進行技術(shù)經(jīng)濟分析比較及方案論證；

（4）燃氣門站、儲配站、儲氣調(diào)峰措施等反映最新行業(yè)發(fā)展要求；

（5）結(jié)合環(huán)狀管網(wǎng)計算，增加管網(wǎng)分析、管網(wǎng)可靠性內(nèi)容，并注意與流體輸配管網(wǎng)課程對應(yīng)。

四、培養(yǎng)方案及課程大綱的修訂

根據(jù)“華盛頓協(xié)議”精神，為了培養(yǎng)具備解決復(fù)雜工程問題能力的環(huán)境類專業(yè)工程創(chuàng)新人才，對2017級本科培養(yǎng)方案及課程大綱進行修訂。

1.培養(yǎng)方案修訂

培養(yǎng)方案要求學(xué)生通過本專業(yè)的學(xué)習(xí)，獲得以下方面的知識和能力：

（1）具備數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、暖通空調(diào)和城市燃氣基礎(chǔ)和專業(yè)知識，用于發(fā)現(xiàn)、描述和分析制冷、供熱和燃氣輸配等相關(guān)復(fù)雜問題；

（2）具有對建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程及相關(guān)復(fù)雜工程問題進行建模、設(shè)計、實驗和研究等工程綜合實踐能力，具有創(chuàng)新意識；

（3）熟練掌握信息技術(shù)工具，具有信息收集、檢索、閱讀分析能力；熟練掌握現(xiàn)代工程工具，能對建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程領(lǐng)域的相關(guān)復(fù)雜工程問題進行模擬，對解決方案及結(jié)果評估優(yōu)化，體現(xiàn)創(chuàng)新能力；

（4）能了解學(xué)科前沿發(fā)展趨勢，關(guān)注本專業(yè)與其他學(xué)科衍生交叉的新理論、新方法和新技術(shù)，具有國際視野和全球意識；

（5）具有開放包容的心態(tài)，積極溝通與分享，具有團隊協(xié)作能力和組織管理能力；熟練運用一門以上的外語，具有較強的書面和語言表達能力；

（6）保持好奇心，不斷進取，具有自主學(xué)習(xí)和持續(xù)更新核心知識的能力，能在不同和多元環(huán)境下有效工作，適應(yīng)專業(yè)或職業(yè)發(fā)展趨勢。

修改后的課程體系總學(xué)分不變，學(xué)分分布見表3。

其中在專業(yè)選修課程安排上，結(jié)合專業(yè)方向和將來發(fā)展需求，將選修課程分為A、B兩個模塊。同時為學(xué)生提供跨學(xué)科選修課程和專業(yè)拓展選修課程，促進其專業(yè)能力的多元化發(fā)展。具體安排如表4所示。

2.教學(xué)大綱修訂

按照畢業(yè)生能力培養(yǎng)要求，對各門主干課程的教學(xué)大綱進行修訂，每門課程的教學(xué)大綱包括教學(xué)目標，課程對學(xué)生知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的貢獻及作用，對學(xué)生畢業(yè)要求的支撐；明確每門課程的教學(xué)重點、教學(xué)難點、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時安排。

五、結(jié)語

為了抓住專業(yè)發(fā)展機遇，培養(yǎng)出社會所需的高素質(zhì)專業(yè)人才，今后還需不斷創(chuàng)新和改革人才培養(yǎng)模式。樹立“以人為本”的高等教育理念，堅持“以學(xué)生為中心”，提高教學(xué)服務(wù)意識，把提高教學(xué)質(zhì)量作為專業(yè)建設(shè)的根本宗旨。優(yōu)化建環(huán)專業(yè)教學(xué)課程體系。梳理專業(yè)基礎(chǔ)課程及專業(yè)核心課程的知識點，合理安排授課時間和側(cè)重內(nèi)容，構(gòu)建邏輯清晰、層次分明、目標明確、特色鮮明的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)核心課程教學(xué)體系，并逐步與國際教育環(huán)境接軌。

參考文獻：

[1]牛永紅，武文斐，金光，王曉彤，顧潔，溫建軍.建環(huán)專業(yè)課程體系建設(shè)及教學(xué)改革[J].中國冶金教育，2010（05）：47-48.

[2]陳濤，邵云飛.《華盛頓協(xié)議》：內(nèi)涵闡釋與中國實踐——兼談與“新工科”建設(shè)的實質(zhì)等效性[J].重慶高教研究，2018，6（01）：56-64

通訊作者：管延文 博士，華中科技大學(xué)建環(huán)系副主任。