中加暖通空調(diào)人才培養(yǎng)的思考—以廣州大學(xué)和渥太華大學(xué)為例

朱赤暉

(廣州大學(xué)，廣東 廣州 510005 )

引言

面向綠色、節(jié)能、健康、環(huán)保的建筑發(fā)展需求，中加高校在暖通空調(diào)人才培養(yǎng)中如何適應(yīng)社會對暖通空調(diào)人才的更高要求，使得人才培養(yǎng)密切結(jié)合社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及工程建設(shè)需要？在國家留學(xué)基金委的資助下我參加了高等教育教學(xué)法出國學(xué)習(xí)項(xiàng)目(工程類)，在加拿大渥太華大學(xué)進(jìn)行了六個月的學(xué)習(xí)，通過主題報告、教學(xué)研討、旁聽課堂教學(xué)等環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)渥太華大學(xué)在工程教育方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。本文總結(jié)本期研修的學(xué)習(xí)成果，以廣州大學(xué)和渥太華大學(xué)為例，分析中加兩國在暖通空調(diào)人才培養(yǎng)上的特點(diǎn)，為改進(jìn)人才培養(yǎng)模式提出建設(shè)性意見。

1 培養(yǎng)方案總體情況

為培養(yǎng)暖通空調(diào)及建筑節(jié)能的設(shè)計、施工、調(diào)試、運(yùn)行管理能力和建筑自動化系統(tǒng)方案的制定能力的高級工程技術(shù)人才和管理人才，中國教育部在《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄(2012年)》中設(shè)置了建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)。廣州大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)，積極開展工程教育改革方面的探索，為國家綜合改革試點(diǎn)專業(yè)、廣東省重點(diǎn)專業(yè)、廣東省“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點(diǎn)專業(yè)，并已通過三輪專業(yè)教育評估，在暖通空調(diào)人才培養(yǎng)上具有代表性。

廣州大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)培養(yǎng)計劃滿足“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”要求[1]，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)，實(shí)施“3+1”人才培養(yǎng)模式(即3年在校培養(yǎng)，累計1年與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng))。專業(yè)課程體系設(shè)通識教育課程平臺、學(xué)科基礎(chǔ)課程平臺、專業(yè)課程平臺、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)計劃總體結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 廣州大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)培養(yǎng)計劃總體結(jié)構(gòu)

課程類型 學(xué)分?jǐn)?shù)%學(xué)時數(shù)%必修課通識類必修課程3520.166029.8學(xué)科基礎(chǔ)課程2715.547421.4專業(yè)必修課程22.512.936816.6集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)4123.6選修課通識類選修課116.31767.9專業(yè)選修課程33.519.353624.2第二課堂 4總計 1742214

加拿大等國的工程教育以“工程化”為教育主線，走在世界的前列，在工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。與中國相比較，更加注重“厚基礎(chǔ)，寬口徑”，高校沒有設(shè)置專門的暖通空調(diào)專業(yè)，一般在機(jī)械工程或建筑學(xué)設(shè)置類似的專業(yè)方向。渥太華大學(xué)的機(jī)械工程涉及石油、天然氣、航空航天、能源、汽車、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域，設(shè)置有Fluid Mechanics - Heat Transfe(流體與傳熱)方向，培養(yǎng)暖通空調(diào)、動力方面的專業(yè)人才，其Program Requirements如下表2所示[2]：

表2 渥太華大學(xué)機(jī)械工程(Stream A：Fluid Mechanics - Heat Transfer)畢業(yè)要求

CourseUnitCompulsory First-Year Courses30Compulsory Second-Year Courses36Compulsory Third-Year Courses33Compulsory Fourth-Year Courses18technical electives (Stream A)12complementary studies electives3Total132

有志從事暖通空調(diào)、動力、節(jié)能方向的學(xué)生，可從Stream A：(Fluid Mechanics - Heat Transfer)課程組中選修Building Energy Systems，F(xiàn)luid Machinery，Internal Combustion Engines，Energy Conversion，Basic Nuclear Engineering，Computational Methods in Fluid and Heat Transfer，Gas Dynamics，Aerodynamics等課程，深入學(xué)習(xí)暖通空調(diào)方面的專業(yè)知識。

廣州大學(xué)的培養(yǎng)方案中，理論課1學(xué)分為16學(xué)時，集中性實(shí)踐環(huán)節(jié)1周為1學(xué)時。渥太華大學(xué)在課程設(shè)置上，一般1門課程為3units，一般包括每周3小時的Lecture及每周1次1.5小時的輔導(dǎo)，有的課程還有每周1次3小時的實(shí)驗(yàn)。另外廣州大學(xué)與渥太華大學(xué)在通識類必修課及選修課上的要求也差異較大，渥太華大學(xué)更注重對專業(yè)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，按“厚基礎(chǔ)，寬口徑”要求拓寬專業(yè)面，注重理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐能力培養(yǎng)相結(jié)合，基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)注重對原理的掌握，專業(yè)知識注重培養(yǎng)應(yīng)用能力。

2 綜合能力培養(yǎng)

現(xiàn)代工程教育應(yīng)以社會需求為導(dǎo)向，改革現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和協(xié)調(diào)適應(yīng)能力培養(yǎng)，解決人才培養(yǎng)與社會需求的對接問題，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)更多創(chuàng)新應(yīng)用型人才。廣州大學(xué)和渥太華大學(xué)在學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)上各有特色。

廣州大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)實(shí)施“卓越計劃”人才培養(yǎng)方案，集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)共計41周，企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)，實(shí)施“3+1”人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對工程技術(shù)的現(xiàn)場學(xué)習(xí)和應(yīng)用的能力，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)和測試技術(shù)的培養(yǎng)。將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合，獨(dú)立開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程(熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程、建筑環(huán)境測量實(shí)驗(yàn)課程、暖通空調(diào)系統(tǒng)及控制實(shí)驗(yàn)課程)，構(gòu)建模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)課程強(qiáng)化了設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立進(jìn)行考核，獨(dú)立計算學(xué)分。將“創(chuàng)新能力”培養(yǎng)和社會服務(wù)納入人才培養(yǎng)方案，設(shè)置第二課堂設(shè)置4個學(xué)分，其中創(chuàng)新能力培養(yǎng)3學(xué)分，要求學(xué)生結(jié)合學(xué)科競賽、挑戰(zhàn)杯、設(shè)計大賽、參與教師科研課題、自主開放實(shí)驗(yàn)課題等形式，培養(yǎng)創(chuàng)新能力；國情教育與社會服務(wù)1學(xué)分，要求學(xué)生在讀期間，必須完成72小時社會服務(wù)工作。在人才培養(yǎng)方案的各個環(huán)節(jié)，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、組織協(xié)調(diào)能力、團(tuán)隊協(xié)作精神和環(huán)境適應(yīng)能力。

渥太華大學(xué)在學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)上也有很多值得借鑒的地方。渥太華大學(xué)在大學(xué)一年級開設(shè)Technical Report Writing，通過課堂講授和小組討論等方式，進(jìn)行技術(shù)報告撰寫的訓(xùn)練。通過大量的寫作，學(xué)習(xí)觀點(diǎn)闡述、論證、技術(shù)數(shù)據(jù)處理、學(xué)術(shù)規(guī)范等，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。為了在更廣泛的社會背景下更好地理解工程的作用，此外還需取得3units的補(bǔ)充性研究選修課complementary studies electives。工程專業(yè)的學(xué)生可以探索自己特別更感興趣的領(lǐng)域，選修一門涉及人文，社會科學(xué)，藝術(shù)，管理，工程經(jīng)濟(jì)學(xué)等的補(bǔ)充性研究課，進(jìn)行人文和社會科學(xué)中心思維的訓(xùn)練，滿足加拿大工程認(rèn)證委員會的要求。

渥太華大學(xué)設(shè)置有Co-operative education，通過選撥的學(xué)生可參與該計劃，在原培養(yǎng)方案中加入4個 work terms，每工作學(xué)期為4個月，通過有薪工作學(xué)期，應(yīng)用所學(xué)知識，獲得寶貴的工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展專業(yè)技能。此外Entrepreneurship，Undergraduate Research Opportunity Program (UROP)，Makerspace等項(xiàng)目提供從學(xué)習(xí)到設(shè)計、制造、測試滿足客戶需要產(chǎn)品的機(jī)會，通過在工業(yè)界的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)機(jī)會，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)業(yè)和工程設(shè)計技能。

總的來說，渥太華大學(xué)在學(xué)生綜合能力培養(yǎng)上制度設(shè)置更合理，社會、行業(yè)實(shí)際參與度更高，效果更好。

3 課程建設(shè)及教學(xué)組織

近年來，國內(nèi)在建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)人才培養(yǎng)計劃制定上總的趨勢是進(jìn)一步減少總學(xué)分，維持人文社科學(xué)分，增加實(shí)踐課程學(xué)分。然而實(shí)際效果并不理想，人文社科學(xué)分對提高學(xué)生人文思維作用有限；實(shí)踐環(huán)節(jié)由于缺少必要的政策支持，企業(yè)參與度不高，僅憑高校的力量難以取得實(shí)效。而由于學(xué)分和學(xué)時的縮減等多種原因，專業(yè)基礎(chǔ)課的內(nèi)容不斷縮減、難度越來越低，在專業(yè)課程設(shè)置上也存在碎片化和流于科普性的趨勢，對學(xué)生工程能力和綜合能力的培養(yǎng)造成很大的沖擊。

研修期間通過查閱教學(xué)計劃、課程大綱，旁聽相關(guān)課程，對渥太華大學(xué)在課程設(shè)置和教學(xué)方式、考核方式等方面的情況有較深入的了解。為培養(yǎng)必須的人文社科思維，渥大并不是通過設(shè)置較高的人文社科必修課和選修課學(xué)分達(dá)到要求，而是通過1門研究選修課complementary studies electives達(dá)到培養(yǎng)目的。渥大沒有設(shè)置專門的課程設(shè)計、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，而是在相關(guān)課程中完成對知識的傳授和技能的訓(xùn)練，在Co-operative education，Entrepreneurship，Undergraduate Research Opportunity Program (UROP)，Makerspace等項(xiàng)目中培養(yǎng)實(shí)際工作能力和創(chuàng)新能力。

研修期間，筆者旁聽了Fluid Mechanics，Advanced Thermodynamics，Thermodynamics等課程。這幾門課程都是從事暖通空調(diào)行業(yè)非常重要的課程，理論性較強(qiáng)，從課程要求和內(nèi)容上看，總體比國內(nèi)高校要求高。主講教授在授課時主要采用板書的傳統(tǒng)教學(xué)方法，鼓勵學(xué)生隨時提問，國內(nèi)片面強(qiáng)調(diào)多媒體教學(xué)的做法值得反思。教授都比較重視例題講解，通常會將有關(guān)理論的分析推導(dǎo)融入例題的講解中，有意識地培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，并且例題與工程實(shí)際結(jié)合緊密，有較強(qiáng)的實(shí)用性。課程每周安排一次分組討論和實(shí)驗(yàn)，由助教組織實(shí)施。分組討論一般會安排測驗(yàn)、答疑、例題講解、討論等教學(xué)活動，是對教授課堂講授的有益補(bǔ)充。助教制度是一項(xiàng)值得國內(nèi)高校學(xué)習(xí)借鑒的好制度。

同時渥大課程的考核方式更加注重平時的學(xué)習(xí)過程，例如Thermodynamics課程的考核標(biāo)準(zhǔn)如表3所示[3]：

表3 Thermodynamics課程的考核標(biāo)準(zhǔn)

Homeworks (two or three per month,a selection of the prob-lems will be corrected,but only if all problems are attempted.)10%Lab reports10%Test (closed book)20%Test (closed book) 20%Final Exam (closed book)40%

Evaluation：All components of the course must be completed to pass the course.

這種課程考核方式使得學(xué)生更注意平時的學(xué)習(xí)積累，學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)普通比國內(nèi)好，課堂上認(rèn)真記筆記，積極回答問題，積極完成Quiz和Assignments。老師也能及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并且在教學(xué)中做出調(diào)整和改進(jìn)。對筆者觸動最深的是，渥大教授普遍認(rèn)為當(dāng)學(xué)生做得不夠時，最有效的方法不是提出嚴(yán)厲批評，而是提出有建設(shè)性的建議，幫助學(xué)生做的更好。

此外，渥大在教學(xué)基礎(chǔ)平臺建設(shè)做的很好，在brightspace、edmodo等平臺上教師可以發(fā)布課程大綱、講義等，布置Assignment，組織分組討論，接收學(xué)生作業(yè)，及時評閱反饋等教學(xué)活動，極大地方便了教學(xué)的組織、互動和管理。

4 結(jié)語

這次教學(xué)法出國研修項(xiàng)目使我們有機(jī)會學(xué)習(xí)借鑒渥太華大學(xué)在工程教育上的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。本文以廣州大學(xué)和渥太華大學(xué)為例，從培養(yǎng)方案總體情況、綜合能力培養(yǎng)、課程建設(shè)與教學(xué)組織等方面分析了中加兩國在暖通空調(diào)人才培養(yǎng)上的特點(diǎn)及引起的思考。渥大在助教制度、教學(xué)平臺建設(shè)、學(xué)生綜合能力培養(yǎng)等許多方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)值得我們學(xué)習(xí)借鑒。