建環專業課程體系優化整合探討

江章寧 梁瑩 蔡磊 管延文 楊群

【摘要】建環專業課程體系中部分課程存在知識點交叉重疊問題，隨著對培養計劃總學分的壓縮控制以及厚基礎寬口徑的人才培養要求，需要對課程體系進行優化整合。本文介紹了建環專業課程體系構成框架以及基于創新型人才培養的課程設置情況，闡述了課程體系的結構優化及主干課程的內容優化，在此基礎上，提出了培養方案及教學大綱的修訂要求。

【關鍵詞】建環專業 培養方案 教學大綱 優化整合

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

建筑環境與能源應用工程（簡稱“建環”）專業具有口徑寬，所涉知識領域廣，研究方向多，課程體系龐大的特點[1]。根據1999年新專業目錄而重構的專業課程體系，加設了建筑環境學、流體輸配管網、熱質交換原理與設備三門專業基礎課程，在強調夯實專業基礎的同時，也更改了原有的專業知識單元教學順序。十余年的教學實踐結果表明，現有的建環專業課程體系中的課程設置沒有達到最佳，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，也擠占了專業課程教學學時數，影響了專業課核心知識點的深入講解，不利于學生建立完整的專業知識結構。隨著學校對培養計劃總學分的壓縮控制以及厚基礎寬口徑的人才培養要求，原專業培養方案和課程教學大綱已經不能適應新時期專業發展的需要。鑒于此，建環系教研室針對教學中存在的問題，進行了課程體系優化整合探討，以使學生在知識、能力、素質等方面協調發展。

一、建環專業課程體系構成

建環專業課程體系包括理論教學和實踐教學環節，在暖通空調、城市燃氣工程和建筑設備自動化方面形成教育特色，以適應國家建筑節能及冬暖夏涼工程、西氣東輸工程等重大項目需求。根據建環專業本科培養計劃要求（以建環專業2014級為例），完成學業最低課內學分（含課程體系與集中性實踐教學環節）160個。主要專業基礎及核心課程有：建筑環境學、流體輸配管網、燃氣燃燒理論基礎、制冷技術、熱質交換理論與設備、空調工程、燃氣輸配、供熱工程、燃氣燃燒與應用、通風工程、建筑自動化等11門；主要實踐教學環節包括：工程訓練、課程設計、生產實習、專業實習、畢業設計（論文）等。學時與學分安排如表1-2所示。

二、基于創新型人才培養的課程設置要求

2016年，中國工程教育正式加入《華盛頓協議》[2]，遵循“以學生為本”，“基于學生學習結果（OBE）”的標準，指出學生的發展和成長是工程教育及其認證的目的，體現在能否用“成果導向”的要求來引領，用“持續改進”的機制來保證。2017年，學校為推進按院（系）招生和對學生實施個性化培養相關工作，對本科專業人才培養計劃的課程設置提出了新的思路，主要表現在以下方面：

1.明晰專業人才培養定位。以國家經濟社會發展需求、我校辦學目標和院（系）學科建設規劃為依據，參考各專業教學指導委員會制定的專業人才培養標準與規范，借鑒國內外“標桿”學校專業人才培養方面的成功經驗，進一步梳理和明晰本專業人才培養目標的定位。

2.優化各類課程和教學環節對培養目標達成度的貢獻，明確各類課程和教學環節與培養學生知識、能力、素質等方面的關聯性以及應達到的水平。

3.重點抓好學科基礎課程、專業課程的設計與建設，建立本專業的核心課程體系，確定核心課程教學內容，開設一批適應國家經濟社會發展需求和反映院（系）學科特點與優勢的專業選修課程。

4.進一步加強創新創業教育。切實貫徹、落實《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》（國辦發〔2015〕36號）文件精神，將創新創業教育課程融入人才培養方案。

5.學時與學分要求。4年制專業總學分嚴格控制在160學分以內，專業選修課學分原則上不低于25學分；每學期修讀課程學分應控制在20個左右，原則上不超過25學分。

三、課程體系優化整合

建環專業課程體系優化整合主要遵循四個原則：滿足學生個性化發展要求；符合“華盛頓協議”精神具有工程教育國際化水平；與大類招生改革相配套；凸顯專業教育特色與學科發展目標。

1.課程體系構建

為了實現以上創新型人才培養目標，重新構建了建環專業課程體系，將原先的11門核心課程整合為5門，即建筑環境學、建筑自動化、空調工程、燃氣供應、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，總學分控制不變。新設了兩個專業方向選修課模塊，即燃氣方向與暖通方向，將原先的主干課程通風工程、熱質交換原理、流體輸配管網、燃氣燃燒應用、制冷技術等分別放在兩個模塊中；同時，為了體現寬口徑要求，開設了跨學科選修課、專業拓展選修課。

2.主干課程內容優化

由于不同任課教師擔任授課任務，對于重復部分的知識點，容易出現以下現象：要么都不講重復的部分，造成學生知識體系的盲點，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容進行優化。以“流體輸配管網”和“燃氣輸配”兩門課的優化整合為例進行說明。

（1）流體輸配管網課程

由于絕大多數專業核心課程均涉及到流體輸配問題，因此流體輸配是建環專業比較突出的“共性”問題。而理論性很強的“流體力學”課程內容很難與應用性強的專業核心課程直接對接，或者在對接過程中每門專業課都必須去提煉、復習“流體力學”的相關內容，造成課程效率的降低與學時浪費。在確保本課程系統性的基礎性上，將理論性很強的相關內容自然、重點地轉換成幾個相應的“應用型知識模塊”，搭建成通往各專業核心課程的橋梁，便于學生能快速進行專業課學習。具體模塊內容為：“均勻送風”知識模塊，主要與“空調工程”、“通風工程”兩門專業課程相關內容對接；“液體管網特性與水力工況分析計算”知識模塊，主要與“空調工程”、“供熱工程”、“鍋爐及鍋爐房設備”等專業課程相關內容對接；“開式枝狀氣體輸配管網特性與水力工況分析計算”知識模塊，主要與“空調工程”、“通風工程”、“燃氣輸配”、“燃氣燃燒應用”等專業課程相關內容對接；“管網系統水力工況分析與調整”知識模塊，主要與“空調工程”、“通風工程”、“供熱工程”、“燃氣輸配”、“燃氣燃燒應用”等專業課程相關內容對接；“流體動力設備選型”知識模塊，主要與“空調工程”、“通風工程”、“供熱工程”、“燃氣輸配”、“燃氣燃燒應用”、“鍋爐及鍋爐房設備”等專業課程相關內容對接。

根據課程特點，逐步將課程考核方式由以結束性考試成績為主，平時成績為輔的模式，轉變成以平時3～5個大作業（大作業的內容為前述的五個知識模塊）的平均成績為主，結束性考試成績為輔的模式，使學生真正能學以致用。

（2）燃氣輸配課程

加強與相關課程之間的聯系，注重基礎課知識點在專業課中的應用。讓學生學會用專業基礎知識解決專業問題；用專業課知識解決實際工程問題；將課本知識與行業實際相結合，靈活應用。

在課程教學大綱中，將課程中燃氣性質、負荷計算、管網系統、管網計算、管網分析、儲氣調峰等內容細化深化，課堂上結合工程案例、實際應用講解。

通過燃氣性質中各項特性參數的講解，使學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系。負荷計算部分除了傳統的指標法計算年負荷外，增加負荷預測方面的知識，重點講解各類用戶不同的用氣特性及用氣規律。管網系統、管網計算、管網分析等內容與“流體輸配管網”課程內容對接，注重利用基礎知識解決專業實際問題。

選擇行業中普遍存在的系列問題設計成專題，開展教學討論，提高學生的學習興趣。在授課過程中對教學內容進行優化整合：

（1）引入行業內新技術，前沿知識，緊隨行業發展；

（2）增加LNG、CNG等氣源部分課時，減少枝狀管網部分課時；

（3）結合管網系統，增加城市燃氣規劃內容，進行技術經濟分析比較及方案論證；

（4）燃氣門站、儲配站、儲氣調峰措施等反映最新行業發展要求；

（5）結合環狀管網計算，增加管網分析、管網可靠性內容，并注意與流體輸配管網課程對應。

四、培養方案及課程大綱的修訂

根據“華盛頓協議”精神，為了培養具備解決復雜工程問題能力的環境類專業工程創新人才，對2017級本科培養方案及課程大綱進行修訂。

1.培養方案修訂

培養方案要求學生通過本專業的學習，獲得以下方面的知識和能力：

（1）具備數學、自然科學、暖通空調和城市燃氣基礎和專業知識，用于發現、描述和分析制冷、供熱和燃氣輸配等相關復雜問題；

（2）具有對建筑環境與能源應用工程及相關復雜工程問題進行建模、設計、實驗和研究等工程綜合實踐能力，具有創新意識；

（3）熟練掌握信息技術工具，具有信息收集、檢索、閱讀分析能力；熟練掌握現代工程工具，能對建筑環境與能源應用工程領域的相關復雜工程問題進行模擬，對解決方案及結果評估優化，體現創新能力；

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

（5）具有開放包容的心態，積極溝通與分享，具有團隊協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，具有自主學習和持續更新核心知識的能力，能在不同和多元環境下有效工作，適應專業或職業發展趨勢。

修改后的課程體系總學分不變，學分分布見表3。

其中在專業選修課程安排上，結合專業方向和將來發展需求，將選修課程分為A、B兩個模塊。同時為學生提供跨學科選修課程和專業拓展選修課程，促進其專業能力的多元化發展。具體安排如表4所示。

2.教學大綱修訂

按照畢業生能力培養要求，對各門主干課程的教學大綱進行修訂，每門課程的教學大綱包括教學目標，課程對學生知識、能力、素質培養的貢獻及作用，對學生畢業要求的支撐；明確每門課程的教學重點、教學難點、教學內容及學時安排。

五、結語

為了抓住專業發展機遇，培養出社會所需的高素質專業人才，今后還需不斷創新和改革人才培養模式。樹立“以人為本”的高等教育理念，堅持“以學生為中心”，提高教學服務意識，把提高教學質量作為專業建設的根本宗旨。優化建環專業教學課程體系。梳理專業基礎課程及專業核心課程的知識點，合理安排授課時間和側重內容，構建邏輯清晰、層次分明、目標明確、特色鮮明的建筑環境與能源應用工程專業基礎課程與專業核心課程教學體系，并逐步與國際教育環境接軌。

參考文獻：

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

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

通訊作者：管延文 博士，華中科技大學建環系副主任。