專業認證背景下的新工科人才培養體系構建

高蓬輝 張東海 黃建恩 王義江 張紅英

（中國礦業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：加快培養新興領域工程科技人才，改造升級傳統工科專業，主動布局未來戰略必爭領域人才培養。新工科明確了我國本科專業教育未來的發展方向，優化本科專業結構，創新組織模式和課程資源，深化產教融合，以產業和技術發展推動高校人才培養改革。按照新工科專業建設的需要，建筑環境與能源應用工程專業在人才培養中要求人才培養結構多元化[1]。新工科專業建設過程中，通過校外實習、課程設計、學生創新創業等環節，加強建環專業學生動手能力、科研能力、適應能力和實踐創新能力的培養[2]。區域性高校以產教融合為核心，建設自適應的地方院校人才培養體系，培養具有較強行業背景知識、工程實踐能力，滿足行業發展需求的應用型人才[3]。在認識實習、生產實習及畢業實習等實踐教學環節中，采用信息化教學手段，如卡紙模型、“互聯網+”、虛擬仿真實驗等方法，提高實踐教學質量和效果[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、產業需求和協作創新四個方面進行改革，以課外學分認定、課程教學場景變換、畢業設計選題及聯合畢業設計方面為主要內容，進一步夯實新工科建設內涵，強化工程實踐能力和創新能力的培養[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新能力的培養。工程認證是工程教育水平評估的基本手段，有利于促進專業教育水平的持續提高。專業教育應該使學生具有堅實的專業知識，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有問題，也應該具有學習新知識、新技術去解決未來發展中出現的新問題的能力。2020年，中國礦業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類教學質量國家標準》，遵循優化課程體系、更新知識結構、改進教學方法、加強內涵建設的目標，啟動制定2020版本科培養方案。建筑環境與能源應用工程專業在這一背景下，將新工科建設內涵融入上述2020版培養方案的制定中，改革人才培養模式，將人才的培養目標上升到知識、能力、素質的提高中，圍繞培養目標設置“4+3+X”課程體系，實現通識教育與專業教育融合、科研與教學融合，將思政教育貫穿本科教學全過程，普及創新創業教育與專業化教育相結合，從而構建全面發展的培養體系。

1 建環專業培養體系改革指導思想

建筑環境與能源應用工程已被列入新工科專業，其在建設中需要進一步交叉融合以培養符合現代智慧建筑環境需要的新型專業人才。結合“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，適應社會發展需求，培養堪當民族復興大任的時代新人。在培養方案的制定中，建環專業總結過去，充分體現專業知識體系的新發展和高等教育改革的新動態，吸收學術研究的最新成果，在學習國內外院校經驗和做法的基礎上，更新知識結構和課程體系，培養實現德智體美勞全面發展，厚基礎、強能力、高素質，具有家國情懷、創新精神、實踐能力和國際視野，好學力行、求是創新，能夠引領科技創新、行業發展、社會進步的棟梁之材。

2 設置“4+3+X”模塊化課程教學體系

適應教育發展新趨勢，以學生發展為中心，以培養質量為導向，以專業教學質量國家標準為基礎，創新培養新模式。結合中國礦業大學實際，進一步優化課程體系，加強內涵建設，提高培養質量，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、專業大類基礎課程、專業課程和拓展課程。通識教育課程包括德智體美勞全面發展所要求的基本課程，重在培養學生的人生觀和價值觀；專業大類課程是專業所屬大類要求的基礎平臺課程，重在培養學生的創新意識和學術素養；專業課程由專業主干課程和專業選修課程組成，重在培養學生的專業知識和專業技能；拓展課程是在專業課程基礎上的提高或拓寬，旨在提高學生的綜合素質和實踐能力。“3”為拓展課程，充分考慮學生個性化發展的需要，包含的三大拓展方向分別為本專業深入拓展、挑戰性課程拓展和跨學科交叉融合拓展。本專業深入拓展為修讀本專業的高階課程，挑戰性課程拓展為修讀高難度的基礎課程、科研訓練或創業教育課程，跨學科交叉融合拓展為修讀非專業課程。“X”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、拓展課程學分構成。畢業學分設置為“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，專業大類基礎課程模塊學分比例不低于25%，專業課程模塊學分比例在45%以內，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類教學質量國家標準》為參照，以專業認證為標準，進一步優化課程內知識結構、理順課程間邏輯關系，提高專業課程的綜合化和系統化。

3 培養體系和方案

中國礦業大學2020版建筑環境與能源應用工程專業本科培養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；將專業教育與通識教育相融合，采取靈活多樣的教學方式，創新實踐教學；將5G技術和人工智能等手段引入教學活動中，革新教學方式；采取全流程的持續改進機制，不斷提升專業教育教學水平。其培養體系框架圖見圖2。

圖2 建筑環境與能源應用工程專業培養體系

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。

加強專業課程在教學過程中的思政工作，深度挖掘和提煉專業知識體系中所蘊含的思想價值和精神內涵，科學合理地拓展專業課程的廣度、深度和溫度。詳細梳理專業課程教學內容，結合不同專業課程的特點、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、運行和管理等環節中落到實處。將課程思政元素貫穿于課堂授課、教學研討、實驗實訓、設計等各環節，融入學生的學習過程中，體現在學習評價中。在課程教學目標中探索有效的多樣化教學方法，創新教學活動。

3.2 專業教育與通識教育相融合

通識教育是培養高素質人才和創意思維的教育基礎，是高等院校素質教育的重要組成部分。通識教育是培養學生“做人”的素質教育，專業教育是培養學生“做事”的素質教育，要將做人和做事有機結合起來，真正學會“做人”“做事”，使通識教育和專業教育相輔相成、相互促進。將基礎通識教育+專業教育+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展的需要。中國礦業大學在通識教育階段，主要設置通識教育課程，人文、創新創業及美譽類課程；在專業教育階段，設置專業大類基礎必修課程、專業主干課程及專業選修課程；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，著力培養具有健全人格、人文情懷、社會責任感、扎實基礎、科學素養、國際視野、求是創新精神的一流建環專業人才。

3.3 革新教學方式

在教學方面，構建以學生為中心的教與學新型關系，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，將通風與空氣調節課程與冷熱源工程課程設置為企業參與課程，提高學生的工程素養。結合大學生創新活動，組建興趣小組，讓學生深度參與教師的科研項目，并在課程教學環節中設置課外討論學習環節，進一步促進教學質量的提高。

隨著5G技術和人工智能的成熟和普及，教學方式呈現出智能化、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。中國礦業大學建環專業建設通風與空氣調節課程、建筑環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和互聯網實時的優勢，消除學生在傳統學習過程中的羞澀感和艱澀感，激發學生的新鮮感和主動探究學習的興趣。同時，實現課堂教學的四個轉變：從灌輸型向對話型課堂轉變，從封閉課堂向開放課堂轉變，從知識課堂向能力課堂轉變，從句號課堂向問號課堂轉變。

3.4 創新實踐教學

為了提高學生對系統的整體認識，能夠將理論知識與工程實際相結合，在建環專業實踐教學環節中增加企業工程師的參與現場授課，讓學生掌握專業的測量儀器和設備的使用方法，熟悉暖通工程的施工、設備調試和系統驗收等工作，熟悉空調、通風、制冷及供暖系統運行中數據的采集、處理工作，能夠結合現場數據對系統運行狀態進行診斷。在課程設計、認識實習等教學環節中，引入虛擬仿真系統（2020年中國礦業大學建成深部地下空間環境調控仿真系統V1.0），通過虛擬現實、多媒體、人機交互使學生加深對空調系統整體的認識，并可在虛擬環境中開展實驗，達到對空調系統全貌及細節的真實現場感受，更好地掌握建筑環境設備的運行及調試。對實踐教學考核方式進行改革，改變傳統單一的實踐報告，將實踐現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實踐教學中空調系統的運行特點、調控策略、節能優化等內容。

3.5 建立持續改進機制

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

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

4 結語

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