中加暖通空調人才培養的思考—以廣州大學和渥太華大學為例

朱赤暉

(廣州大學，廣東 廣州 510005 )

引言

面向綠色、節能、健康、環保的建筑發展需求，中加高校在暖通空調人才培養中如何適應社會對暖通空調人才的更高要求，使得人才培養密切結合社會經濟發展及工程建設需要？在國家留學基金委的資助下我參加了高等教育教學法出國學習項目(工程類)，在加拿大渥太華大學進行了六個月的學習，通過主題報告、教學研討、旁聽課堂教學等環節，學習渥太華大學在工程教育方面的先進經驗。本文總結本期研修的學習成果，以廣州大學和渥太華大學為例，分析中加兩國在暖通空調人才培養上的特點，為改進人才培養模式提出建設性意見。

1 培養方案總體情況

為培養暖通空調及建筑節能的設計、施工、調試、運行管理能力和建筑自動化系統方案的制定能力的高級工程技術人才和管理人才，中國教育部在《普通高等學校本科專業目錄(2012年)》中設置了建筑環境與能源應用工程專業。廣州大學建筑環境與能源應用工程專業，積極開展工程教育改革方面的探索，為國家綜合改革試點專業、廣東省重點專業、廣東省“卓越工程師教育培養計劃”試點專業，并已通過三輪專業教育評估，在暖通空調人才培養上具有代表性。

廣州大學建筑環境與能源應用工程專業培養計劃滿足“卓越工程師教育培養計劃”要求[1]，加強實踐環節，企業深度參與人才培養，實施“3+1”人才培養模式(即3年在校培養，累計1年與企業聯合培養)。專業課程體系設通識教育課程平臺、學科基礎課程平臺、專業課程平臺、實驗教學及集中性實踐教學環節，培養計劃總體結構如表1所示。

表1 廣州大學建筑環境與能源應用工程專業培養計劃總體結構

課程類型 學分數%學時數%必修課通識類必修課程3520.166029.8學科基礎課程2715.547421.4專業必修課程22.512.936816.6集中性實踐教學環節4123.6選修課通識類選修課116.31767.9專業選修課程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，在工程專業學生創新能力和實踐能力培養方面有著豐富的經驗。與中國相比較，更加注重“厚基礎，寬口徑”，高校沒有設置專門的暖通空調專業，一般在機械工程或建筑學設置類似的專業方向。渥太華大學的機械工程涉及石油、天然氣、航空航天、能源、汽車、生物醫學工程等領域，設置有Fluid Mechanics - Heat Transfe(流體與傳熱)方向，培養暖通空調、動力方面的專業人才，其Program Requirements如下表2所示[2]：

表2 渥太華大學機械工程(Stream A：Fluid Mechanics - Heat Transfer)畢業要求

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、動力、節能方向的學生，可從Stream A：(Fluid Mechanics - Heat Transfer)課程組中選修Building Energy Systems，Fluid Machinery，Internal Combustion Engines，Energy Conversion，Basic Nuclear Engineering，Computational Methods in Fluid and Heat Transfer，Gas Dynamics，Aerodynamics等課程，深入學習暖通空調方面的專業知識。

廣州大學的培養方案中，理論課1學分為16學時，集中性實踐環節1周為1學時。渥太華大學在課程設置上，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，有的課程還有每周1次3小時的實驗。另外廣州大學與渥太華大學在通識類必修課及選修課上的要求也差異較大，渥太華大學更注重對專業基礎的學習，按“厚基礎，寬口徑”要求拓寬專業面，注重理論學習與實踐能力培養相結合，基礎知識學習注重對原理的掌握，專業知識注重培養應用能力。

2 綜合能力培養

現代工程教育應以社會需求為導向，改革現有人才培養模式，強化學生創新能力、實踐能力和協調適應能力培養，解決人才培養與社會需求的對接問題，為經濟建設培養更多創新應用型人才。廣州大學和渥太華大學在學生綜合能力和創新能力培養上各有特色。

廣州大學建筑環境與設備工程專業實施“卓越計劃”人才培養方案，集中性實踐教學環節共計41周，企業深度參與人才培養，實施“3+1”人才培養模式，強調學生對工程技術的現場學習和應用的能力，強調工程實驗技術和測試技術的培養。將實驗內容進行整合，獨立開設實驗課程(熱工基礎實驗課程、建筑環境測量實驗課程、暖通空調系統及控制實驗課程)，構建模塊化實驗教學內容。實驗課程強化了設計性、綜合性實驗內容，實驗課程獨立進行考核，獨立計算學分。將“創新能力”培養和社會服務納入人才培養方案，設置第二課堂設置4個學分，其中創新能力培養3學分，要求學生結合學科競賽、挑戰杯、設計大賽、參與教師科研課題、自主開放實驗課題等形式，培養創新能力；國情教育與社會服務1學分，要求學生在讀期間，必須完成72小時社會服務工作。在人才培養方案的各個環節，有意識地培養學生的創新能力、組織協調能力、團隊協作精神和環境適應能力。

渥太華大學在學生綜合能力、創新能力培養上也有很多值得借鑒的地方。渥太華大學在大學一年級開設Technical Report Writing，通過課堂講授和小組討論等方式，進行技術報告撰寫的訓練。通過大量的寫作，學習觀點闡述、論證、技術數據處理、學術規范等，為后續課程的學習打下堅實的基礎。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的補充性研究選修課complementary studies electives。工程專業的學生可以探索自己特別更感興趣的領域，選修一門涉及人文，社會科學，藝術，管理，工程經濟學等的補充性研究課，進行人文和社會科學中心思維的訓練，滿足加拿大工程認證委員會的要求。

渥太華大學設置有Co-operative education，通過選撥的學生可參與該計劃，在原培養方案中加入4個 work terms，每工作學期為4個月，通過有薪工作學期，應用所學知識，獲得寶貴的工作經驗，發展專業技能。此外Entrepreneurship，Undergraduate Research Opportunity Program (UROP)，Makerspace等項目提供從學習到設計、制造、測試滿足客戶需要產品的機會，通過在工業界的體驗式學習機會，發展學生的創業和工程設計技能。

總的來說，渥太華大學在學生綜合能力培養上制度設置更合理，社會、行業實際參與度更高，效果更好。

3 課程建設及教學組織

近年來，國內在建筑環境與能源應用工程專業人才培養計劃制定上總的趨勢是進一步減少總學分，維持人文社科學分，增加實踐課程學分。然而實際效果并不理想，人文社科學分對提高學生人文思維作用有限；實踐環節由于缺少必要的政策支持，企業參與度不高，僅憑高校的力量難以取得實效。而由于學分和學時的縮減等多種原因，專業基礎課的內容不斷縮減、難度越來越低，在專業課程設置上也存在碎片化和流于科普性的趨勢，對學生工程能力和綜合能力的培養造成很大的沖擊。

研修期間通過查閱教學計劃、課程大綱，旁聽相關課程，對渥太華大學在課程設置和教學方式、考核方式等方面的情況有較深入的了解。為培養必須的人文社科思維，渥大并不是通過設置較高的人文社科必修課和選修課學分達到要求，而是通過1門研究選修課complementary studies electives達到培養目的。渥大沒有設置專門的課程設計、實習等實踐教學環節，而是在相關課程中完成對知識的傳授和技能的訓練，在Co-operative education，Entrepreneurship，Undergraduate Research Opportunity Program (UROP)，Makerspace等項目中培養實際工作能力和創新能力。

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行業非常重要的課程，理論性較強，從課程要求和內容上看，總體比國內高校要求高。主講教授在授課時主要采用板書的傳統教學方法，鼓勵學生隨時提問，國內片面強調多媒體教學的做法值得反思。教授都比較重視例題講解，通常會將有關理論的分析推導融入例題的講解中，有意識地培養學生分析問題的能力，并且例題與工程實際結合緊密，有較強的實用性。課程每周安排一次分組討論和實驗，由助教組織實施。分組討論一般會安排測驗、答疑、例題講解、討論等教學活動，是對教授課堂講授的有益補充。助教制度是一項值得國內高校學習借鑒的好制度。

同時渥大課程的考核方式更加注重平時的學習過程，例如Thermodynamics課程的考核標準如表3所示[3]：

表3 Thermodynamics課程的考核標準

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生更注意平時的學習積累，學生學習狀態普通比國內好，課堂上認真記筆記，積極回答問題，積極完成Quiz和Assignments。老師也能及時了解學生的學習情況，并且在教學中做出調整和改進。對筆者觸動最深的是，渥大教授普遍認為當學生做得不夠時，最有效的方法不是提出嚴厲批評，而是提出有建設性的建議，幫助學生做的更好。

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

4 結語

這次教學法出國研修項目使我們有機會學習借鑒渥太華大學在工程教育上的先進經驗。本文以廣州大學和渥太華大學為例，從培養方案總體情況、綜合能力培養、課程建設與教學組織等方面分析了中加兩國在暖通空調人才培養上的特點及引起的思考。渥大在助教制度、教學平臺建設、學生綜合能力培養等許多方面的先進經驗值得我們學習借鑒。