建環專業與土木工程一級學科課程體系融合改革與探討

趙靖　王佩佩　朱能

摘 ?要：隨著時代日新月異的發展，國家和社會對建筑環境與能源應用工程專業（建環專業）人才的需求也在發生著變化，如何使專業的人才培養模式與時俱進是值得我們探討的問題。在大類招生、分流培養的背景下，建環專業本科生教學在課程設置上與土木、市政等“土木工程”一級學科內的相關專業有很多相通點，進行學科融合建設，能夠使建環和土木工程相關專業的人才培養模式更適應社會的需求。本研究通過問卷調研的形式，獲得建環專業與土木工程一級學科融通建設改革的依據，并結合高校建環專業現行的培養計劃，對其課程體系融合改革進行探討，為建環專業課程體系的制定提供建議。

關鍵詞：建環專業;學科融合;課程體系改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）10-0127-04

Abstract： With the rapid development of the times， the demand of the State and society for the talents of the Architectural Environment and Energy Application Engineering is also changing. How to make the professional talent training mode keeps pace with the times is a problem worthy of our discussion. Under the background of large class enrollment and diversion training，there are many similarities in undergraduate teachingbetween Architectural Environment and Energy Application Engineeringof the first-level discipline of civil engineering. The integration of disciplines can make the training mode of personnel of Architectural Environment and Energy Application Engineering and Civil Engineering more suitable for the needs of the society .In this study， the basis of the reform of the discipline integration are obtained through the form of questionnaire investigation. Moreover， the current training plans of Architectural Environment and Energy Application Engineeringin universitiesare researched about the reform of the integration of curriculum system， and provide suggestions for the formulation of the curriculum system of Architectural Environment and Energy Application Engineering.

Keywords： Architectural Environment and Energy Application Engineering; discipline integration; curriculum reform

建筑環境與能源應用工程專業經過近70年的建設和發展，專業在國民經濟方面發揮了越來越重要的作用。由于國家和社會對建環專業的需求也在不斷變化，使得專業領域得到拓展并展示出專業強勁的生命力。另一方面，隨著新工科建設的號角吹響，人才的實踐能力和創新能力的培養得到更多的關注，工科教育應與社會發展相適應，與產業需求相結合[1]。而掌握建環專業與其他相關專業的多向需求并進行學科融合，是實現建環專業進一步滿足國家和社會需求的重要舉措，是實現可持續建設和發展的有力保障。因此，建環專業本科生教學在課程設置、培養模式上與土木、市政等“土木工程”一級學科內的相關專業的融合和協同問題，是建環專業及其他相關專業本科課程體系設置、教學模式設計改革的關鍵之一。

一、國內建環專業現狀

（一）高校建環專業人才培養現狀

目前設有建環專業的高等院校師資和生源質量差別很大，辦學層次參差不齊。近些年建環專業本科教育在“擴寬基礎、淡化專業”的口號影響下，外語、數學、計算機、人文社科類課時比重增加，專業課學時相對減少很多，與 2001年相比，專業課學分減少20個左右，相當于縮減了5-8門的課程，導致畢業生專業知識明顯不能滿足工程師的基本要求[2]。目前國內建環專業一般本科院校每年招生人數約占總招生人數的85%。一般本科院校主要是培養工程應用型人才，可見工程應用型人才是中國高等教育體系中建環專業人才培養的重要組成部分[3]，所以如何培養高質量的工程應用型人才是值得探討的問題。

（二）建環專業人才需求發展的趨勢

中國正處于產業結構升級階段，很多行業向高、精、尖發展，它們中的某些產品對生產環境的要求很高，這提高了對建環專業人才迫切需求。而且由于產業結構的轉型、建筑體量的增加、生活水平的提高，不僅加大了對建環專業人才的需求，更對人才質量提出了新的要求，也對建筑環境控制技術提出了新的挑戰。例如電子制造技術的發展和生物制藥等技術的發展，極大地促進了該專業潔凈控制技術的發展;建筑總量的增加和對建筑節能的重視也使懂得專業技術的運行人員供不應求[4]。

二、各高校建環專業人才培養體系探索

（一）專業方向課程設置調研

本研究對清華大學、重慶大學、同濟大學、哈爾濱工業大學、湖南大學、天津大學、大連理工大學以及中國礦業大學八所高校建筑環境與能源應用工程專業課程體系的設置進行調研，主要研究各高校在專業方向的人才培養內容，調研結果見表1。

由表1可以看出，各高校的專業方向上培養方案基本是一致的，都符合《高等學校建筑環境與能源應用工程本科指導性專業規范》，教學的專業基礎知識課包括工程熱力學、傳熱學、流體力學、建筑環境學、熱質交換原理與設備、流體輸配管網;專業知識課包括暖通空調、建筑熱備自動化、冷熱源設備與系統、建筑設備系統自動化、建筑環境與能源系統測試技術，工程管理與經濟。通過這些課程學生可以系統掌握建環專業理論知識、設計方法和基本技能，了解本專業領域的具體研究方向和方法。但是這些課程中缺少講授與本專業有關的法規、規范和標準的課程;專業課程設置比較偏理論、偏設計，工程應用方面的課程較少;同時，專業課程的知識體系也都是傳統的技術和知識，缺少本專業新發展的相關技術知識，不利于學生對本專業的動態和發展趨勢的了解。

（二）課程體系研究與分析

結合天津大學、大連理工大學以及中國礦業大學三所高校現行的建環專業課程體系進行研究，對比分析它們課程設置的內容，并根據具體情況對其課程體系改革提出合理建議。

三所高校的課程體系設置大同小異，有很多相同的部分，基本都是由通識性知識課、自然科學基礎知識課、工程技術基礎知識課、專業基礎知識課、專業知識課以及實踐教學課組成。其中力學類課程天大分為兩門，分別是材料力學和理論力學，而中國礦業大學和大連理工大學設置了一門工程力學，相對來說學時較少，后兩所大學在力學類相關課程可以進一步加強;對于專業方向課，天津大學的供熱工程、空調工程、通風工程分別授課，而中國礦業大學和大連理工大學將三門課程合并成一門暖通空調，使授課更具有系統性，有利于同學們對專業知識更全面的掌握，貼合實際工程應用;同時可以看出三所高校的課程設置中通識類基礎課所占比重較大，專業方向的學分較少，可能會造成學生對專業類知識了解不夠深刻，從而專業素養不高的問題。

在與土木工程的課程關聯上，天津大學相關的課程有建筑技術經濟學、施工組織與管理、建筑概論三門;大連理工大學相關的課程有建筑概論、建筑法規與施工組織管理兩門;中國礦業大學相關的課程有工程經濟學和土木工程材料兩門。可以看出三所高校課程體系內容與土木工程專業都具有一定的關聯性，但是在專業基礎課中缺乏對土木工程相關專業知識的滲透，而且這些關聯課程偏重理論，缺少對于工程的實際應用關聯，不利于建環專業畢業生與土木工程專業畢業生在工作中的配合，建議可以理清各主干課程主要知識點的內在聯系，整合現有的課程資源，構思實踐性強的綜合性工程題目，在統一規劃的框架下分解題目，以特定的設計任務為目標，分階段作為各課程設計題目供學生協作完成[5]。

三、建環專業與土木工程一級學科的融通

為了探討建環專業與土木工程一級學科如何進行課程融合改革，本研究采用問卷調研的形式收集了各地專家學者的意見。

（一）調研問卷分析

在充分調研重點高校建筑環境與能源應用工程專業的培養計劃的基礎上，編寫了《建環專業與土木工程一級學科融通建設改革調研問卷》，內容上主要包括填表人基本信息、課程體系調研、教育教學方式調研三大部分。

本次問卷調研收到525份有效答卷，其中建環專業畢業生占71.43%，大部分人員的工作單位是高校、設計院、研究院，主要從事教學、科研、技術咨詢等工作。根據問卷調查結果，現行的建環專業畢業生的知識結構對土木工程專業和其他相關專業的工作完全理解且可以配合的占8.57%，基本理解且可以進行一般配合的占63.81%，理解和配合有一定困難的占25.14%;而現行的土木工程專業和其他相關專業畢業生的知識結構對建環專業的工作完全理解且可以配合的占6.29%，基本理解且可以進行一般配合的占57.14%，理解和配合有一定困難的占31.43%;關于開展建環專業與土木工程一級學科融通的課程改革問題，61.33%的人認為有必要，20%的人認為非常有必要，可見建環專業與土木工程兩個專業畢業生工作上的配合是需要學科融通的，建環專業與土木工程一級學科學科融通改革是適應社會發展潮流的。

（二）建環專業課程體系存在的問題

針對目前建環專業的課程體系存在的問題，64.19%的人認為與土木工程一級學科關聯性較少，43.62%的人認為課程體系與目前的工程界脫節，20.57%的人認為課程知識體系陳舊。另外，建環專業課程體系還存在缺少對行業內標準、規范體系應用的培養的問題;傳熱傳濕相關課程多、力學安全相關課程少;重復性知識點在多門課程出現，如流體輸配管網與供熱工程，建筑環境學與空調工程等;傳統建環專業完全是針對設計崗，偏設計比較多，而有關其他方向的課程較少，如自動控制、合同能源管理、建筑熱工、建筑材料等;靈活性不強，特色自主內容缺乏;現場實操不夠、系統性學習不夠;與給水排水、電氣、結構、通信等配合需要加強。而對于土木工程專業的課程體系，70.48%的人認為與土木類其他課程知識體系關聯性有待提高，29.14%的人認為課程體系與目前的工程界脫節，14.29%的人認為課程知識體系陳舊。另外，土木工程課程體系知識還存在偏理論多，與實際工程問題的聯系需要加強以及熱學知識體系不夠的問題。

所以建環專業的課程體系需要加強與土木工程專業的關聯性，在學科基礎課上多普及一些力學、建筑概論、施工管理等與土木工程專業相關的知識;加強與工程應用的關聯性，理論性知識可以適當減弱，增加一些工程案例的講解，提高同學們對所學知識的工程應用能力;課程知識體系也應該與時俱進，這就需要對教材更新，適當減弱一些傳統老舊和重復性的內容，增加一些新技術和行業內標準、規范體系的普及，提高學習的系統性和靈活性。

（三）課程門類和課程設置方式的融通

關于建環專業與土木工程類專業及其他專業可以實現專業融合的課程門類，58.67%的人認為環境類，49.9%的人認為力學類，54.29%的人認為控制類，49.71%的人認為熱學類，46.1%的人認為管理類。由此可以看出建環專業與土木工程專業可以實現專業融合的門類范圍很廣，環境類、力學類、控制類、熱學類、管理類等課程在實現專業融合方面都具有一定的可行性。

對于能夠使得建環更好地與土木工程類專業及其他專業相結合的課程設置方式，78.6%的人認為應在相關專業課程中滲透與土木工程類專業及其他專業相關的內容，34.2%的人認為應單獨增設一些體系化的土木工程類課程。所以專業課老師們在講解專業課時可以相互配合，在講解內容上滲透一些與土木工程類專業及其他專業相關的知識是一個很好的教學方式，對于以后建環專業畢業生與土木工程類相關專業畢業生在工作中的配合和理解很有幫助，這就需要教材在編寫過程中增加一部分土木工程類的知識。也可以共同開設基礎課，增加學生土建工程概念;或者通過案例解讀與產品使用調研，結合現場情況對實際案例予以講解;也可以組織建環專業和土木工程專業的學生現場實地參觀實習，一起做設計項目;加強不同學科之間的學術交流氛圍，周期性舉行不同專業學術之間的交流也是很好的教學方法。

（四）建環專業課程體系改革

在現行的建環專業課程設置中，有關“熱學”方面的課程49.52%的人認為需要進一步加強，43.24%的人認為應保持現狀;有關“力學”方面的課程42.1%的人認為需要進一步加強，40%的人認為應保持現狀，14.33%的人認為可以適當減弱。所以關于“熱學”和“力學”方面的課程學時可能較少，有的達不到學習效果，需要進一步加強。為了增加建環專業本科生對土木類專業及其他專業的理解，建議建環專業課程設置中，應該加強的課程門類60.57%人認為施工管理類，58.86%的人認為控制類和運維管理類，29.71%的人認為力學類。因而可以看出施工管理類、控制類、運維管理類等方面的課程與土木類專業聯系較大，需要進一步加強。

針對目前建環專業的課程體系，55.62%的人認為有必要增加人工智能類相關課程，如電氣基礎控制，機械智能控制，暖通設備智能化控制，建筑設備系統智能控制，AIOT相關的控制理論等自動化控制相關課程，建筑信息化與人工智能，智慧建筑技術，智慧供暖，人工智能的現代方法，智能化運行與維護等智能類相關課程，數據挖掘技術，數據高級處理，大數據分析方法，大數據原理與應用等大數據類課程;34.86%的人認為有必要增加土木工程類相關課程，如土木工程概論，土建基礎，建筑材料、建筑節能，建筑熱工相關，建筑改造，混凝土結構設計基本原理，結構力學，力學基礎及在建環專業中的運用，工程項目組織與管理，房屋建筑學，現場設備、管道的安裝與調試;還有人認為，應保持主干，增加其他方向通識課，增加水、電專業一些基礎知識學習，最好是綜合性概括性強的課，增加環境類如空氣污染控制，可再生能源應用，環境評價，燃氣熱電聯產，余熱利用，固、液、氣三廢治理理論與實踐課程;增加軟件類如新編程語言、HTML5等基礎知識，CFD相關內容的課程;增加工程應用類如工程概預算、招投標知識，增加案例學習與多專業解決方案技術;也應增加目前新技術新設備應用學習，如空調主機水泵智能配電系統，太陽能建筑應用與智能微網。

四、結束語

由于國家和社會對建環專業人才的質量提出了更高的要求，建環專業與土木工程一級學科融通建設是有必要的，可以促進兩個專業的畢業生在工作中的理解與配合，從而提高工作效率。目前建環專業的課程體系存在與土木工程一級學科關聯性較少、與目前的工程界脫節等問題。

建環專業與土木工程相關專業可以實現專業融合的門類范圍很大，環境類、力學類、控制類、熱學類、管理類等課程在專業融合方面都可以很好地實現。在相關專業課程中滲透與土木工程類專業及其他專業相關的內容的課程設置放手，有助于建環專業更好地與土木工程類專業及其他專業相融合。

建環專業課程體系可以適當增加人工智能類和土木工程類相關課程。施工管理類、控制類、運維管理類等方面的課程與土木類專業聯系較大，在建環專業課程體系設置中需要進一步加強。

參考文獻：

[1]喬國朝，張爭艷，張建輝，等.新工科背景下機械專業人才培養模式改革與實踐[J].高教學刊，2020（21）：85-88.

[2]韓如冰，徐志茂，王亮.基于卓越工程師培育的建環專業課程體系研究[J].教書育人，2015（08）：70-71.

[3]謝東，劉澤華，陳剛，等.建環專業工程應用能力培養體系改革與實踐[J].高等建筑教育，2019（04）：158.

[4]王晏平.基于市場需求的建環專業復合型人才培養模式探討——《暖通空調》課程教學改革與學生能力培養[J].中國西部科技，2013，12（03）：96-98.

[5]劉炎，關山，張海波，等.以提升實踐與創新能力為目標的機械專業人才培養模式[J].高教學刊，2020（22）：34-36.

[6]丹媛媛，于化龍，田阿利，等.學科交叉融合的創新型研究生培養模式探索與實踐——以江科大智能海洋監測、分析與管理團隊為例[J].高教學刊，2020（19）：82-88.

[7]黃莉，李林林.土木類聯合畢業設計中的分工與協作[J].高教學刊，2020（21）：102-105.

[8]肖勇全，張志剛，朱穎心，等.建環專業平臺課程體系構建與實踐[J].暖通空調HV&AC，2004，34（06）：39-45.

[9]趙靖，黨淑紅.與現行工程建設標準體系相結合的教學模式探索與實踐研究[J].教育教學論壇，2018（34）：160-162.

[10]高等學校建筑環境與設備工程學科專業指導委員會.高等學校建筑環境與能源應用工程本科指導性專業規范[M].北京：中國建筑工業出版社，2013.

基金項目：教育部首批新工科研究與實踐項目“傳統工科專業改造提升及多元創新人才培養體系的探索與實踐”（教高廳函〔2018〕17號）

作者簡介：趙靖（1982-），女，漢族，天津人，博士，副教授，研究方向：建筑節能。