面向新工科的建筑環境與能源應用工程專業建設探索*

齊俊峰 蔣迪

摘? 要? 近年來，新經濟發展加快，新產業層出不窮，新技術迅猛發展，需要大批新工科卓越的拔尖創新人才，新工科建設在這樣的時代背景下被提出。在新工科建設理念的引領下，對人才培養目標、課程體系構建和評價體系建設進行探索，并介紹吉林建筑大學建筑環境與能源應用工程專業的實踐。

關鍵詞? 新工科建設；建筑環境與能源應用工程；OBE理念；課程體系；工程教育；一流專業

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）24-0044-04

0? 引言

2017年，復旦共識、天大行動和北京指南[1]奏響了新工科建設的時代樂章。新工科教育改革核心是以發展新興的前沿學科和交叉學科，促進人力資源結構升級，實現從傳統經濟向新經濟轉變。新工科建設與發展以新經濟、新產業、新業態為背景實現五個創新，即理念創新、結構創新、模式創新、體系創新和質量創新。其中，理念創新是指樹立創新型、復合型、全周期工程教育新理念；結構創新是指構建傳統工科與新興工科有機融合的學科專業新結構；模式創新是指探索適應時代工程人才培養的新模式；體系創新是指建立世界一流水平的工程教育新體系；質量創新是指打造具有全球人才競爭力的新質量。

2019年，吉林建筑大學建筑環境與能源應用工程（簡稱“建環”）專業首批評為國家級一流本科專業建設點。在本輪一流專業建設中，建環專業以新工科建設方針為指引，結合成果導向教育（Out-comes-based Education，OBE）理念，在新工科建設理念貫徹、專業培養目標制定、課程體系構建和評價體系建設方面進行探索與實踐。

1? 新工科建設理念的引領與落地

1.1? 新工科教育理念的引領

一流專業建設首要是新工科教育理念的引領。建環專業以培養“德學兼修、德才兼備的高素質創新型工程人才”為理念[2]。

1.1.1? 德學兼修，工匠精神

堅持立德樹人、德學兼修，強化學生的家國情懷、生態意識、法律意識、社會意識、管理意識、可持續發展理念與職業倫理，著力培養具有綜合人文素養和“精益求精、追求卓越”工匠精神的現代工程技術人才。

1.1.2? 創新能力，綜合發展

提升學生的工程和科技創新、創造能力，樹立綜合工程教育理念，推進學科交叉，著力培養跨學科、多學科能力和素質，運用所學知識解決復雜工程問題的綜合能力。

1.1.3? 全面育人，終身學習

培養學生溝通、團隊合作、終身學習及領導力發展、適應時代要求的關鍵能力，樹立全周期工程教育理念，優化人才培養全過程和各環節。

1.1.4? 成果導向，持續改進

全面落實《華盛頓協議》的“成果導向、學生中心、持續改進”工程教育專業認證理念，建設貼近行業、聚焦需求，關注學習成果，面向全體學生，構建科學評價的質量文化，持續提升工程人才培養水平。

1.2? 新工科教育理念的落地

新工科建設要加強理念的引領與落地，再好的理念如果不落地那都是空喊口號[2]。工程教育必須落實“樹立創新型、復合型、全周期工程教育新理念”，貫徹“成果導向、學生中心、持續改進”的工程認證教育理念。這些理念在思想上引導，在具體落實中，吉林建筑大學建環專業采取兩個途徑：一是制定新工科工程教育相關政策和執行機制，二是兌現在各個教學環節上。其中關鍵在于教師的參與，為避免以往“改革有聲有色、課堂冷冷清清”的現象，反思以往出現以上現象的根本原因在于改者不教、教者不該。本次改革過程中，全體教師全程參加新工科培養方案的制訂、課程體系的構建、培養大綱的設計，并把新工科教育理念落實在人才定位、教學內容、教學方法和課程評價等各個教學環節，保證新工科教育理念的執行。

2? 新工科人才培養目標

2.1? 工程教育畢業要求

新工科建設背景下一流專業人才培養目標以新工科理念為引領，以OBE理念為指導。新工科更加強調學科創新性及實用性，以學科專業的繼承與創新、交叉與融合，產學研共建與共管、協調與共享，互聯網技術與工程教育有機融合為主要途徑，全面落實國際視野與家國情懷、立德樹人與德學兼修、交叉融合與科技創新的建設思想，以及“成果導向、學生中心、持續改進”的工程認證教育理念，更加注重培養學生的知識獲取能力、工程實踐能力和職業倫理素養等，以提升學生的協作與溝通能力、科技創造能力、分析處理問題能力為目標，培養未來多元化、創新型工程人才[3]。

2013年6月，我國成為“華盛頓協議”成員之一，開啟了運用OBE理念引領工程教育的新紀元。中國工程教育專業認證協會制定的《工程教育認證標準》中提出12項本科畢業要求。畢業要求是工程專業的能力結構框架，這是畢業能力水平的底線，其中包括五項專業能力、四項工程素養和三項發展能力，簡稱畢業要求“543”模型[4]。

1）專業能力是基礎，解決“會做什么”，包括知識應用能力、分析問題能力、設計/開發解決方案能力、研究能力和使用現代工具能力。其中，設計/開發解決方案能力是專業能力的核心素質，其他四個目標是實現設計/開發能力的基礎與準備。

2）工程素養是提高、解決“該做什么”的判斷，包括工程與社會、環境和可持續發展、職業規范和項目管理。

3）發展能力是保障，實現“社會完人”的發展，包括個人和團隊、溝通、終身學習。

2.2? 建環專業培養目標

鑒于以上探索，吉林建筑大學制定建環專業培養目標。培養目標是學生畢業五年所能達到的專業水平和職業成就的總體描述。培養目標的制定應緊跟時代和行業等外部需求，滿足學校定位和專業特色等內部要求，著重貫徹新工科教育理念和OBE理念。當今時代特征是“雙碳”戰略背景下的綠色、清潔能源發展，而且整個國家經濟水平位居全球第二，發展動力強勁。新時代人們對美好生活的向往應包含對建筑環境的高品質追求，舒適、智能、低碳、安全等成為人們追求的重要目標。因此，新時代的專業任務可以概括為建筑環境保障、低碳建筑、建筑能源系統三個方面。培養目標與時俱進，從“HVAC技術手段”到“建筑環境目標保障、節能低碳”，體現了理念變化，增加了體現多學科思維融合、跨專業能力融合的內容。

吉林建筑大學建環專業的培養目標如下。

1）道德素養：具有良好的科學素養、職業道德和強烈的社會責任感。

2）業務能力：勝任民用與工業建筑等人工環境目標保障控制和能源供給系統設計、調試與管理工作，具有節能低碳理念，并能靈活應用基礎理論、工程知識和專業技術解決建環領域復雜工程的相關問題。

3）學識水平：能夠開展復雜工程技術和/或專業項目研究，并且具有自主學習意識和終身學習能力。

4）合作精神：具有較好的語言表達和交流能力；具有團隊意識和良好的跨學科、跨職能和跨文化的溝通能力。

5）發展潛力：對專業和社會發展具有敏銳的洞察力，具有獨立創業潛力和/或體現成為專業協會、政府、工程設計和技術咨詢企業專家與領導者的潛質。

3? 以成果導向構建課程體系

OBE理念貫穿工程教育認證工作始終，成果導向就是反向設計、正向實施。反向設計是指根據培養目標確定畢業要求，再根據畢業要求確定課程體系。正向實施是指由課程體系支撐畢業要求，再由畢業要求支撐培養目標。建環專業課程體系構建遵循反向設計工作原則，并著重落實新工科建設理念。

3.1? 以提升學生綜合能力為重點，重塑課程內容

傳統教育重視單元知識結構的完整性，忽略學科知識體系的系統性。將學科知識結構分割成相對獨立的、邊界清晰的課程單元，課程以完成本課程知識傳授為達成目標，既不統籌前后課程知識的貫通與遞進，也不探索橫向課程知識的增益與互補，忽視各知識單元對專業培養目標達成的貢獻與支撐，知識學習往往是盲人摸象。OBE理念強調課程內容重塑，是以畢業要求綜合能力培養為出發點的反向知識體系設計，使課程體系中每門課知識結構均與畢業要求相呼應。課程內容重塑融入系統性教學設計理念，圍繞目標達成、教學內容、教學方法、教學實施和教學評價需求進行整體規劃。

3.2? 整合傳統，優化增量，構建課程體系

堅持立德樹人，落實思政育人建設要求，通過知識學習與思政教育的緊密結合，將立德鑄魂、知識構建和能力養成三者有機融合。體現時代性與前沿性基本要求，反映學科、專業、行業的先進核心成果，增加體現多學科思維融合、跨專業能力融合內容。堅持基礎知識、工程能力、專業素質培養融為一體，注重提升課程的高階性，突出課程的創新性，增加課程的挑戰度，契合學生解決復雜問題的綜合能力養成需要。

3.3? 建立畢業要求指標點與課程矩陣，優化課程體系

建立畢業要求與課程體系間的映射關系矩陣（表1），使畢業要求指標點與課程體系關系一目了然，有利于課程對畢業要求指標點支撐廣度和支撐強度的調整。在專業課程體系構建時提出五項原則。

1）全覆蓋：每個指標點都要有明確的課程來支撐，同時每門課程都要支撐指標點。

2）支撐有力：至少有一門強支撐的課程，保證畢業要求的達成。

3）適度支撐：每一項畢業要求指標點支撐課程不宜過多或過少，一般3～4門課程為宜，核心能力指標除外；每一門課程支撐的指標點不宜過多或過少，一般3～4個指標點為宜，核心課程除外。

4）橫向平臺：建立選修課平臺，避免選修課碎片化，影響支撐效果，如人文平臺、社科平臺、自然平臺。

5）縱向貫通：能力的培養不是一蹴而就的，需要多門課程支撐，各門課程要縱向貫通，保證能力培養螺旋上升，循序漸進向培養目標邁進。

4? 新工科評價體系建設

新工科的質量建設需要提供兩個評價機制保證，一是專業認證，二是專業認定，兩者應相輔相成。

4.1? 專業認證是底線思維

新工科建設著力貫徹工程專業認證的“成果導向、學生中心、持續改進”OBE理念。基于工程專業認證邏輯，持續改進的前提條件是教學質量評價，評價對象是全體學生，評價目的是促進全體學生能力的達成。工程認證的教學質量評價是以學生為中心，評價的不是教師所教，而是學生所學；教學質量評價是以成果為導向，評價的不是學生記住什么，而是學生能做什么；教學質量評價應該是多元化和多維度，既有過程考核又有最終成果考核，但更加強調能力形成的過程考核，如文獻作業、工程作業、討論、實驗、答辯、考試等。總之，質量評價以有利于學生能力達成為宗旨，因此應該認識到專業認證是底線思維，是全體學生的基本要求。專業認證重要在于強化落實OBE理念，適度淡化培養的結果，培養質量在培養過程的規范中加以保證。

4.2? 專業認定是拔尖思維

通過專業認定的專業可以認定等級，如一星級、二星級等。需要指出的是，這樣的專業認定面向學生的引領性、融合性、創新性和實踐性培養，而不是面向學科的。新工科質量評價建設應以OBE理念為指導，但不應受底線思維的約束。為有序推動新工科質量建設，學校可以在教育部門統一制定的教育質量標準指導下，開展學生評教、畢業生評價和同行評價等質量評價。同時建議教育行政部門，有公信力的社會第三方、用人單位、行業協會或行業學會以及學校，制定國家、行業和學校層面的統一質量評價標準，指導和保障新工科專業建設與發展[6]。

5? 結束語

第四次工業革命正在蓬勃展開，新技術、新產業、新業態為特點的新經濟正在迅猛發展，迫切需要培養大批新型工程創新人才，新工科建設正面臨前所未有的機遇與挑戰。一流專業建設關鍵是新工科建設理念的引領，理念引領的關鍵在于落地。吉林建筑大學建環專業建設提出全體專業教師全程參與專業改革與建設，在新工科的繼承與創新、交叉與融合思想指導下進行理念創新，增加跨學科、跨專業的內容，培養目標制定中強化建筑環境目標保障、節能、低碳的要求。建環專業以OBE理念為導向，提出反向設計的課程體系構建模式，并提出畢業要求與課程體系映射矩陣的五項調整原則，即全覆蓋、支撐有力、適度支撐、橫向平臺和縱向貫通，保障課程體系的優化；在課程評價體系建設中提出專業認證和專業認定雙體系，既要滿足專業認證的面向全體學生的底線評價，也要兼顧新工科建設的拔尖思維評價。

總之，在新工科建設背景下，以OBE理念為導向的專業建設有利于進一步提高學生的工程實踐能力和創新能力，培養卓越人才，增強教學效果。

參考文獻

[1] 鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 洪恩強，高穎儀.面向新工科的教師專業素質結構探索[J].南昌工程學院學報，2018，37（5）：85-89.

[3] 陳厚豐，張凡稷.近十年我國高等工程教育的發展軌跡、困境與路徑抉擇[J].大學教育科學，2021（5）：60-68.

[4] 李志義.對畢業要求及其制定的再認識：工程教育專業認證視角[J].高等工程教育研究，2020（5）：1-10.

[5] 韓婧.基于OBE教育模式的高校課程體系研究[J].教育現代化，2019，6（65）：97-98.

[6] 徐曉飛，丁效華.面向可持續競爭力的新工科人才培養模式改革探索[J].中國大學教學，2017（6）：6-10.

*基金項目：吉林省本科2020年度高等教育教學改革立項課題“新工科背景下建筑環境與能源應用專業人才培養模式的改革與實踐”（編號：202028579ZY008K）；吉林省教育科學“十三五”規劃2020年度重點課題“基于OBE理論的建環專業應用型人才培養模式研究與實踐”（編號：ZD20015）；教育部第二批新工科研究與實踐項目“基于新工科創新人才培養的給排水科學與工程專業改革與實踐”（編號：E-TMJZSLHY20202115）；吉林省教育科學“十四五”規劃課題“新工科視域下構建校企合作‘專創融合人才培養模式的創新實踐研究”（編號：ZD21034）。

作者：齊俊峰，吉林建筑大學市政與環境工程學院，教授，研究方向為高等教育教學；蔣迪，吉林建筑大學市政與環境工程學院，講師，研究方向為高等教學管理（130000）。