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建筑环境专业实践教学创新

摘要:绿色建筑的兴起给建筑环境与能源应用工程专业提供了良好的发展机遇。在当前新工科建设的热潮下,加强学生的实践能力与创新能力培养是未来建环专业教学的发展方向。结合江苏大学建环专业建设,讨论了本专业实践教学过程中,如何提升学生实践创新能力培养。在校外实习、课程设计、学生创新创业等方面,提出了一些改革思路及建议,以期能对本专业的实践教学改革有所增益,利于本专业学生动手能力、科研能力、适应能力和创新能力的培养。

关键词:新工科;建筑环境与能源应用工程;实践教学

一“新工科”建设的提出

“新工科”倡议是我国工程教育对“互联网+”、“一带一路”等国家重大战略的积极响应,随着讨论的深入,进一步形成“天大行动”、“北京指南”等纲领性文件,为下一步的工程教育创新指明了方向。“新工科”建设也被认为是“卓越工程师教育培养计划2.0”[2]。自2010年教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”以来,我国工程教育改革在人才培养模式改革、实践教学条件建设、师资队伍建设和工程教育国际化等方面取得令人瞩目的成果。截至2016年,我国工科在校生约占高等教育在校生总数的三分之一,工程教育总规模已跃居世界第一[3]。区别于传统的工程教育理念,“新工科”是一种新型的工程教育理念,即“大工程观”[4]。一方面,“大工程观”强调培养具有全球视野、跨界整合能力、创新创业能力、应用实践能力的综合性、复合型工程科技人才,主要面向新技术、新业态、新模式和新产业,服务于产业现实急需和未来经济发展需要;另一方面,“大工程观”要改变以往传统工程教育实践缺乏的缺陷,强调“回归工程设计”,注重工程教育的应用实践性,还要改变以往工程教育专业领域较窄的问题,强调跨学科性,注重传统理科转向工科应用,加强传统工科专业之间的交叉复合,与科学、艺术、人文、社会、经济等其他学科专业之间的交叉融合。

二新工科建设背景下建环专业实践能力的培养需求

2012年教育部将“建筑节能技术与工程”“建筑设施智能技术(部分)”“建筑环境与设备工程”专业合并调整为“建筑环境与能源应用工程”。此次专业名称的调整是基于社会发展需要和必须与国际接轨的现状,强调专业的扩充和专业内容的更新,与时俱进,结合了能源发展的时代背景,增加了建筑物能源应用等方面的内容。近几年来,绿色建筑的兴起为建环专业的发展创造了良好的发展机遇。绿色建筑具体就是在建筑的全寿命周期内,节能、节地、节材、节水,保护环境和减少污染,并提供优质的室内环境。绿色建筑是未来建筑业相关从业者在建造房屋时应该努力追求的目标[5]。追求消耗最少的能源,创造最适宜的环境已成为建筑环境与能源应用工程专业人员的工作重心,这也是绿色建筑的核心内容。无论是从响应国家新工科建设的号召角度,还是新形势下用人单位对本专业毕业生的工程素质要求,工程实践能力与创新能力培养都是建环专业未来发展的重中之重。行业内需要大批熟悉技术、工艺及设备,熟悉政策法规,具有团队合作能力,关注节能减排,关注居住环境健康,具有创新能力的高素质的复合型人才。

三新形势下如何培养建环专业本科生实践创新能力

(一)提高校外实习重要性认识,优选校外实习企业,重点增加创新类企业校外实习过程中,相对于课堂教学,学生自由性较大,在此期间,学生自我约束能力较弱,学习积极性难以保持。同时,智能电子产品的普及也对实践环节开展构成影响,甚至有学生在车间实习时,玩手机游戏,这不仅使得学生实践教学质量下降,也加剧了实习期间的安全隐患。而实习报告的相互抄袭现象屡禁不止,严重影响教师对学生动手能力和创新能力的考察。较有效的教学方法是:1)思想上,要做好动员工作,提升学生对校外实习重要性的认识。除了在专业导论课中介绍本专业的实践性特点以外,在实习前夕开展集中讲座,进行实习动员,向学生介绍:新工科建设的理念;新时代国家与社会对合格大学毕业生的能力要求;学生自身良好就业所需要的能力。2)对实习基地要精心挑选,精心搭配,形成体系,尽可能避免类型重复。例如,2017年江苏大学建环教研室针对2015级本科生的认识实习,详细研究调整,制定了宽知识面,长产业链的认识实习方案。实习中,带领学生参观调研了冷水机组生产企业、空调部件生产企业、汽车空调生产企业、远洋船舶空调生产企业、燃气锅炉生产企业、大型公共建筑空调工程(医院、商场)、空调工程施工单位现场等,其中多家企业为高新技术企业。参观完这些制造业一线的研发中心和实验室后,学生普遍反映学有所得,搞清楚了理论知识的用武之地在哪里,企业需要什么样的人才,有较好的收获。值得注意的是,在当前企业更多的追求生产效率,扩大经济效益的社会发展背景下,实习基地越来越难以稳定建设与维持,这对专任教师提出了更高的要求,非常需要专任教师加强产学研实质合作,深入企业实践交流,拓宽学生实习渠道。

(二)改革课程设计模式,强化工程整体实践能力与团队合作能力的培养在建环专业学生培养过程中,一般空调工程、锅炉房工程、供热通风工程、建筑给排水工程、制冷技术、燃气工程课程会设置课程设计。以往一般开展方式是在该专业课结束后一至二周内,由专业课教师负责指导学生完成。这种模式下,各专业课的课程设计之间相互孤立,只关注自己方向的设计,不考虑交叉协作,虽然学生在各方向上,锻炼了相应的设计知识点,但是最终却缺乏对建筑设备系统整体的综合概念,这与工程实际不相符,也削弱了对学生工程实践能力的培养。针对建筑环境与能源应用实际工程特点,笔者认为,应设置专业课程综合实践类课程设计,开展建筑环境综合系统的一体化设计,内容包括空调系统、建筑给排水系统、冷热源系统、建筑环境设备控制系统等,与实际生产中的建筑环境设计相似。例如,笔者曾调研学习了清华大学的暖通空调课程设计开展模式,认为其做法较好。主要特点如下:(1)以设计小组为单位,每小组由4-5名本科生组成,其中1人为组长,针对某大型公共建筑(3-4万平方米),开展暖通空调综合设计;(2)综合课程设计安排在大四上学期,开展时间较长,达到16个教学周;(3)小组内学生相互合作,对于空调方案进行组内详细讨论,确定整个系统形式和分区原则,之后每位学生都要完成其中一部分设计工作,再进行组内汇总,最终提交完整的设计材料;(4)整个设计过程中,分阶段每小组须进行答辩3次,分别是方案设计答辩,初步设计答辩,施工图最终设计答辩,指导教师进行考核点评;(5)课程设计过程中,特别注意相关设计规范、标准的使用。(6)由所涉专业5-6名专任教师共同参与指导,研究生助教协助。笔者完整跟踪整个课程设计后,认为综合实践类课程设计,能够很好的培养学生针对实际工程的整体分析能力,提高实践能力,同时锻炼团队合作意识,具有较明显优点。

(三)加大大学生各级创新创业项目覆盖率,引导学生参与专业竞赛建环专业是实践性很强的专业,应充分利用各种平台,鼓励本专业学生参加各级创新创业项目,选派经验丰富的专任教师作为指导老师,设置开放性实验室,为在校学生创造科研条件。围绕创新创业项目,鼓励学生自主设计创新性实验,锻炼学生的动手能力、创新能力[6]。建环学生可参与的专业竞赛种类较多,如由全国建筑环境与设备工程专业指导委员会主办的“人工环境”大学生学科竞赛,由中国制冷学会、美国ASHRAE(供热、通风空调学会)、住房和城乡建设部高等学校建筑环境与设备工程专业指导委员会共同主办的CARASHRAE设计竞赛。近年来,江苏大学本专业学生在这两个赛事中多次取得优秀成绩。此外,还有MDV中央空调设计应用大赛、大学生智能建筑工程实践技能竞赛(本科组)、中国制冷空调行业大学生科技竞赛、全国“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛等。培养制度上应鼓励学生主动参加专业竞赛、科研创新项目,激发创新能力。对专业竞赛获奖,有科研突出成果的学生,经学校认定后,可直接获得创新创业类实践学分。

四结论

本文针对新工科建设背景下,讨论了建筑环境与能源应用工程专业实践教学过程中,如何提升学生实践创新能力培养。在校外实习、课程设计、学生创新创业等方面,提出了一些改革思路及建议,以期能对本专业的实践教学改革有所增益,利于本专业学生动手能力、科研能力、适应能力和创新能力的培养。

参考文献

[1]张大良.因时而动返本开新建设发展新工科——在工科优势高校新工科建设研讨会上的讲话[J].中国大学教学,2017,(04):4-9.

[2]朱正伟,李茂国.实施卓越工程师教育培养计划2.0的思考[J].高等工程教育研究,2018,(01):46-53.

[3]吴爱华,侯永峰,杨秋波,等.加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究,2017,(01):1-9.

[4]张海生.“新工科”建设的背景、价值向度与预期效果[J].湖北社会科学,2017,(09):167-173.

[5]张婷.江亿院士:绿色建筑、建筑节能需打破传统体系[J].智能建筑与智慧城市,2016,(04):24-25.

[6]冯昕,袁芳丽,张丰.建筑类专业实践拓展教学体系化探索——以同济大学为例[J].教育现代化,2018,(08):286-288.

作者:徐惠斌 胡自成 葛凤华 王颖泽 郭兴龙 徐荣进 单位:江苏大学能源与动力工程学院

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