專業(yè)認證背景下的新工科人才培養(yǎng)體系構(gòu)建

高蓬輝 張東海 黃建恩 王義江 張紅英

（中國礦業(yè)大學力學與土木工程學院,江蘇 徐州 221116）

2019年教育部在深入推進新工科建設中指出：加快培養(yǎng)新興領(lǐng)域工程科技人才，改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，主動布局未來戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域人才培養(yǎng)。新工科明確了我國本科專業(yè)教育未來的發(fā)展方向，優(yōu)化本科專業(yè)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新組織模式和課程資源，深化產(chǎn)教融合，以產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展推動高校人才培養(yǎng)改革。按照新工科專業(yè)建設的需要，建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)在人才培養(yǎng)中要求人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)多元化[1]。新工科專業(yè)建設過程中，通過校外實習、課程設計、學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等環(huán)節(jié)，加強建環(huán)專業(yè)學生動手能力、科研能力、適應能力和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。區(qū)域性高校以產(chǎn)教融合為核心，建設自適應的地方院校人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)具有較強行業(yè)背景知識、工程實踐能力，滿足行業(yè)發(fā)展需求的應用型人才[3]。在認識實習、生產(chǎn)實習及畢業(yè)實習等實踐教學環(huán)節(jié)中，采用信息化教學手段，如卡紙模型、“互聯(lián)網(wǎng)+”、虛擬仿真實驗等方法，提高實踐教學質(zhì)量和效果[4-5]。蘇州科技大學作為地方高校，從學科交叉、實踐能力培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)需求和協(xié)作創(chuàng)新四個方面進行改革，以課外學分認定、課程教學場景變換、畢業(yè)設計選題及聯(lián)合畢業(yè)設計方面為主要內(nèi)容，進一步夯實新工科建設內(nèi)涵，強化工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[6]。

新工科建設凸顯學科交叉與綜合，注重工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。工程認證是工程教育水平評估的基本手段，有利于促進專業(yè)教育水平的持續(xù)提高。專業(yè)教育應該使學生具有堅實的專業(yè)知識，并具有學科交叉融合的特征，不僅能夠運用所學知識解決現(xiàn)有問題，也應該具有學習新知識、新技術(shù)去解決未來發(fā)展中出現(xiàn)的新問題的能力。2020年，中國礦業(yè)大學落實全國教育大會及教育部本科教育教學改革精神，緊緊圍繞立德樹人根本任務，對照《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》，遵循優(yōu)化課程體系、更新知識結(jié)構(gòu)、改進教學方法、加強內(nèi)涵建設的目標，啟動制定2020版本科培養(yǎng)方案。建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)在這一背景下，將新工科建設內(nèi)涵融入上述2020版培養(yǎng)方案的制定中，改革人才培養(yǎng)模式，將人才的培養(yǎng)目標上升到知識、能力、素質(zhì)的提高中，圍繞培養(yǎng)目標設置“4+3+X”課程體系，實現(xiàn)通識教育與專業(yè)教育融合、科研與教學融合，將思政教育貫穿本科教學全過程，普及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)化教育相結(jié)合，從而構(gòu)建全面發(fā)展的培養(yǎng)體系。

1 建環(huán)專業(yè)培養(yǎng)體系改革指導思想

建筑環(huán)境與能源應用工程已被列入新工科專業(yè)，其在建設中需要進一步交叉融合以培養(yǎng)符合現(xiàn)代智慧建筑環(huán)境需要的新型專業(yè)人才。結(jié)合“雙一流”建設的要求，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面落實黨的教育方針、全國教育大會和新時代全國高等學校本科教育工作會議精神，緊緊圍繞立德樹人根本任務，適應社會發(fā)展需求，培養(yǎng)堪當民族復興大任的時代新人。在培養(yǎng)方案的制定中，建環(huán)專業(yè)總結(jié)過去，充分體現(xiàn)專業(yè)知識體系的新發(fā)展和高等教育改革的新動態(tài)，吸收學術(shù)研究的最新成果，在學習國內(nèi)外院校經(jīng)驗和做法的基礎上，更新知識結(jié)構(gòu)和課程體系，培養(yǎng)實現(xiàn)德智體美勞全面發(fā)展，厚基礎、強能力、高素質(zhì)，具有家國情懷、創(chuàng)新精神、實踐能力和國際視野，好學力行、求是創(chuàng)新，能夠引領(lǐng)科技創(chuàng)新、行業(yè)發(fā)展、社會進步的棟梁之材。

2 設置“4+3+X”模塊化課程教學體系

適應教育發(fā)展新趨勢，以學生發(fā)展為中心，以培養(yǎng)質(zhì)量為導向，以專業(yè)教學質(zhì)量國家標準為基礎，創(chuàng)新培養(yǎng)新模式。結(jié)合中國礦業(yè)大學實際，進一步優(yōu)化課程體系，加強內(nèi)涵建設，提高培養(yǎng)質(zhì)量，設置“4+3+X”課程體系，見圖1。

圖1 課程教學體系

“4”是指四大課程模塊，即通識教育課程、專業(yè)大類基礎課程、專業(yè)課程和拓展課程。通識教育課程包括德智體美勞全面發(fā)展所要求的基本課程，重在培養(yǎng)學生的人生觀和價值觀；專業(yè)大類課程是專業(yè)所屬大類要求的基礎平臺課程，重在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和學術(shù)素養(yǎng)；專業(yè)課程由專業(yè)主干課程和專業(yè)選修課程組成，重在培養(yǎng)學生的專業(yè)知識和專業(yè)技能；拓展課程是在專業(yè)課程基礎上的提高或拓寬，旨在提高學生的綜合素質(zhì)和實踐能力?！?”為拓展課程，充分考慮學生個性化發(fā)展的需要，包含的三大拓展方向分別為本專業(yè)深入拓展、挑戰(zhàn)性課程拓展和跨學科交叉融合拓展。本專業(yè)深入拓展為修讀本專業(yè)的高階課程，挑戰(zhàn)性課程拓展為修讀高難度的基礎課程、科研訓練或創(chuàng)業(yè)教育課程，跨學科交叉融合拓展為修讀非專業(yè)課程?！癤”設置為每個拓展方向包含的多樣化課程組，供學生修讀。學分由基本學分、第二課堂學分、拓展課程學分構(gòu)成。畢業(yè)學分設置為“165+4+N”，其中“165”為基本學分，“4”為第二課堂學分，“N”為拓展課程學分，可取1～5學分。通識教育課程模塊學分比例控制在30%以內(nèi)，專業(yè)大類基礎課程模塊學分比例不低于25%，專業(yè)課程模塊學分比例在45%以內(nèi)，實踐教學學分不少于基本學分的25%。以《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》為參照，以專業(yè)認證為標準，進一步優(yōu)化課程內(nèi)知識結(jié)構(gòu)、理順課程間邏輯關(guān)系，提高專業(yè)課程的綜合化和系統(tǒng)化。

3 培養(yǎng)體系和方案

中國礦業(yè)大學2020版建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)本科培養(yǎng)方案在修訂過程中以立德樹人作為教育的根本任務，將思政教育融入教育教學的全過程；將專業(yè)教育與通識教育相融合，采取靈活多樣的教學方式，創(chuàng)新實踐教學；將5G技術(shù)和人工智能等手段引入教學活動中，革新教學方式；采取全流程的持續(xù)改進機制，不斷提升專業(yè)教育教學水平。其培養(yǎng)體系框架圖見圖2。

圖2 建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)培養(yǎng)體系

3.1 加強思政建設

加強思政課程與課程思政建設，各類課程與思政課程同向同行，將思想政治教育貫穿本科教學全過程。將形勢與政策課程、馬克思主義基本原理課程、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論課程、中國近代史綱要課程、思想道德修養(yǎng)與法律基礎課程安排在1～7學期，做到思政課程教育不斷線。

加強專業(yè)課程在教學過程中的思政工作，深度挖掘和提煉專業(yè)知識體系中所蘊含的思想價值和精神內(nèi)涵，科學合理地拓展專業(yè)課程的廣度、深度和溫度。詳細梳理專業(yè)課程教學內(nèi)容，結(jié)合不同專業(yè)課程的特點、思維方法和價值理念，深入挖掘思想政治教育資源，有機融入課程教學，達到潤物無聲的育人效果。從源頭、目標和過程上強化所有課程，融入育人理念，并在教學建設、運行和管理等環(huán)節(jié)中落到實處。將課程思政元素貫穿于課堂授課、教學研討、實驗實訓、設計等各環(huán)節(jié)，融入學生的學習過程中，體現(xiàn)在學習評價中。在課程教學目標中探索有效的多樣化教學方法，創(chuàng)新教學活動。

3.2 專業(yè)教育與通識教育相融合

通識教育是培養(yǎng)高素質(zhì)人才和創(chuàng)意思維的教育基礎，是高等院校素質(zhì)教育的重要組成部分。通識教育是培養(yǎng)學生“做人”的素質(zhì)教育，專業(yè)教育是培養(yǎng)學生“做事”的素質(zhì)教育，要將做人和做事有機結(jié)合起來，真正學會“做人”“做事”，使通識教育和專業(yè)教育相輔相成、相互促進。將基礎通識教育+專業(yè)教育+拓展教育（個性化）貫穿于本科教育的全過程，其中通識教育為1～1.5年，專業(yè)教育為1.5～2年，拓展教育為1年。通識教育旨在提高學生的基礎及跨學科能力，使其適應未來全方位發(fā)展的需要。中國礦業(yè)大學在通識教育階段，主要設置通識教育課程，人文、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及美譽類課程；在專業(yè)教育階段，設置專業(yè)大類基礎必修課程、專業(yè)主干課程及專業(yè)選修課程；在拓展教育階段，設置拓展課組、科研訓練課組及本碩一體化課組。通過三大模塊的有效銜接，著力培養(yǎng)具有健全人格、人文情懷、社會責任感、扎實基礎、科學素養(yǎng)、國際視野、求是創(chuàng)新精神的一流建環(huán)專業(yè)人才。

3.3 革新教學方式

在教學方面，構(gòu)建以學生為中心的教與學新型關(guān)系，采用導學式、互動式、研討式、探究式等教學方式。加大教學資源建設，將通風與空氣調(diào)節(jié)課程與冷熱源工程課程設置為企業(yè)參與課程，提高學生的工程素養(yǎng)。結(jié)合大學生創(chuàng)新活動，組建興趣小組，讓學生深度參與教師的科研項目，并在課程教學環(huán)節(jié)中設置課外討論學習環(huán)節(jié)，進一步促進教學質(zhì)量的提高。

隨著5G技術(shù)和人工智能的成熟和普及，教學方式呈現(xiàn)出智能化、個性化及普及化的特征，微課、慕課在教學過程中作為教育方式和方法的一種載體和延伸，為學生課前、課后的學習提供了較好的平臺和支撐。中國礦業(yè)大學建環(huán)專業(yè)建設通風與空氣調(diào)節(jié)課程、建筑環(huán)境學課程等一批線上線下混合式教學課程，滿足了學生個性化學習的需求，通過生動形象的表現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)實時的優(yōu)勢，消除學生在傳統(tǒng)學習過程中的羞澀感和艱澀感，激發(fā)學生的新鮮感和主動探究學習的興趣。同時，實現(xiàn)課堂教學的四個轉(zhuǎn)變：從灌輸型向?qū)υ捫驼n堂轉(zhuǎn)變，從封閉課堂向開放課堂轉(zhuǎn)變，從知識課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變，從句號課堂向問號課堂轉(zhuǎn)變。

3.4 創(chuàng)新實踐教學

為了提高學生對系統(tǒng)的整體認識，能夠?qū)⒗碚撝R與工程實際相結(jié)合，在建環(huán)專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)中增加企業(yè)工程師的參與現(xiàn)場授課，讓學生掌握專業(yè)的測量儀器和設備的使用方法，熟悉暖通工程的施工、設備調(diào)試和系統(tǒng)驗收等工作，熟悉空調(diào)、通風、制冷及供暖系統(tǒng)運行中數(shù)據(jù)的采集、處理工作，能夠結(jié)合現(xiàn)場數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行診斷。在課程設計、認識實習等教學環(huán)節(jié)中，引入虛擬仿真系統(tǒng)（2020年中國礦業(yè)大學建成深部地下空間環(huán)境調(diào)控仿真系統(tǒng)V1.0），通過虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互使學生加深對空調(diào)系統(tǒng)整體的認識，并可在虛擬環(huán)境中開展實驗，達到對空調(diào)系統(tǒng)全貌及細節(jié)的真實現(xiàn)場感受，更好地掌握建筑環(huán)境設備的運行及調(diào)試。對實踐教學考核方式進行改革，改變傳統(tǒng)單一的實踐報告，將實踐現(xiàn)場工程師的考聘納入實踐成績中，同時要求學生在實踐報告中歸納總結(jié)實踐教學中空調(diào)系統(tǒng)的運行特點、調(diào)控策略、節(jié)能優(yōu)化等內(nèi)容。

3.5 建立持續(xù)改進機制

按照國家《工程教育認證工作指南》的要求，圍繞培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，以在校學生評價、往屆畢業(yè)生評價、用人單位評價、行業(yè)專家評價和專業(yè)機構(gòu)評價為核心，實施過程性評價和結(jié)果性評價，建立以保障人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標的多方位、多尺度的持續(xù)改進機制，推動教學質(zhì)量的不斷提高。

改革課程考核模式和教學質(zhì)量評價模式，在教學過程中反映教學質(zhì)量的全過程評價、結(jié)果導向性評價，實現(xiàn)教師教學評價的精準化。建立課程目標達成評價機制，根據(jù)課程考核方式的不同，課程考核通過考試、作業(yè)、實驗、報告、設計（論文）說明書、答辯情況等環(huán)節(jié)全面反映課程達成度情況，分析評價結(jié)果和教學過程中存在的問題，并提出改進措施，經(jīng)過教學研討和課程負責人確認后，將相關(guān)改進方案持續(xù)改進。

4 結(jié)語

本文基于新工科及“雙一流”建設的背景和要求，結(jié)合兄弟院校和2016版培養(yǎng)方案，梳理課程體系，以新工科和“雙一流”建設帶動專業(yè)課程結(jié)構(gòu)和體系的調(diào)整優(yōu)化，突出以學生為中心、成果為導向及強化持續(xù)改進為核心，構(gòu)建交叉融合的課程體系，探索企業(yè)參與課程的新模式，建立有效的持續(xù)改進機制，探討思政與專業(yè)課程結(jié)合的新形式，在此基礎上，制定中國礦業(yè)大學建筑環(huán)境與能源應用工程2020版本科培養(yǎng)新方案，為適應新時代社會發(fā)展需要，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會棟梁之材提供基礎和保證。