2023年新工科背景下建筑环境与能源应用工程专业一流本科人才培养探讨.doc

新工科背景下建筑环境与能源应用工程新工科背景下建筑环境与能源应用工程专业一流本科人才培养探讨专业一流本科人才培养探讨 倪龙 姚杨 姜益强 摘要：以新经济和新产业为背景的新工科的提出为建筑环境与能源应用工程专业一流本科人才培养提供了前所未有的机遇和挑战。为此，文章以哈尔滨工业大学建筑环境与能源应用工程专业建设为例，总结其在专业教学改革、师资队伍和基层教学组织建设及教学质量保障体系建设方面的主要举措，探讨新工科背景下建筑环境与能源应用工程专业一流本科人才培养方法，以适应高等工程教育的范式转型。关键词：高等工程教育;新工科;建筑环境与能源应用工程;一流本科 高等工程教育作为高等教育的重要组成部分进行了多次转型，从注重技术应用（技术范式）转换为注重科学研究（科学范式），又转换为注重工程实践（工程范式）。“新工科”（Emerging Engineering Education，3E）概念正是在新时代背景下于 2016 年提出，其后教育部组织高等学校进行了深入研讨，很快形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等指导性文件。“新工科”的提出为工程教育的理论和实践探索提供了一个全新的视角，也是对国际工程教育改革发展做出的中国本土化的回应。新工科以新经济、新产业为背景，按照新工科的内涵，里瑟琦智库高等教育委员会梳理了 2012 年专业目录和 2015 年本科专业备案与审批结果（2016 年 2 月发布），081002“建筑环境与能源应用工程”（以下简称“建环”）均入选新工科专业。绿色经济的倡导和节能环保理念的推崇，为建筑环境与能源应用工程专业的发展提供了前所未有的机遇，同时也使其面临新的挑战。新工科背景下，一个直接相关的问题是建筑环境与能源应用工程专业一流本科人才应该如何培养？为此，本文以哈尔滨工业大学建筑环境与能源应用工程专业建设为例，探讨新工科背景下建筑环境与能源应用工程专业一流本科人才应如何培养，供同行批评指正。一、作为新工科的“建环”专业 我国建筑环境与能源应用工程专业的前身是供热、供燃气、通风与空调工程专业，最早于 1949 年在哈尔滨工业大学由前苏联专家指导创建，当时专业名称为“供热、供煤气及通风”，其历史沿革如图 1 所示。从 2002 年开始进入住建部组织的土建类学科专业评估，在工程领域从 2003 年开始实施执业注册考核、考试制度。至 2018 年底全国已有 208 所高校设有暖通专业，且数量不断增加，在校本科生和研究生已近 6 万人。该专业在充分利用自然能源的基础上，以最低的能源消耗构建适宜的人居环境和适应的工艺环境，以及地下工程环境、国防工程环境、运载工具内部空间环境等特殊应用领域的人工环境。其学科基础跨土木工程、建筑学、环境科学与工程、工程热物理 4 个一级学科。暖通专业的主要任务，一方面是人工环境的营造，满足人居舒适健康环境和工艺定量精准环境的日益增长的需求，另一方面是建筑能源的高效利用。数据表明，按照 50 年的建筑寿命来算，建筑运行能耗是建筑材料（132 kgce/m2）和建造能耗（7 kgce/m2）总和的 810 倍。目前，我国建筑运行能耗约占全社会总能耗的 25%，发达国家则通常占 1/3 左右，美国则达 40%左右。在我国建筑能耗中，暖通相关能耗占了 2/3 以上，是建筑能耗的主要组成部分。为此，为满足人居环境需求与建筑能源的高效利用，促使建筑理念不断向前发展，如图 2 所示。目前，该专业以促进健康和可持续发展理念为指导，服务国家创新驱动发展战略，紧密结合节能环保、新能源开发利用等热点方向，利用“互联网+”“大数据”和“云计算”等先进手段提升建筑能效、发展智慧建筑能源和智能热网，成为不折不扣、名副其实的新工科专业，助力以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济。二、深化“建环”专业综合改革的主要举措 哈工大“建环”专业秉承“规格严格，功夫到家”的校训，培养具备坚实的建筑环境与能源应用理论知识，信念执着、品德优良、勇于担当，具有创新思维和国际视野，具备沟通表达和团队合作能力，能够综合运用多元知识解决工程领域问题，引领相关领域未来发展的拔尖创新人才，并建成一流的本科专业，服务国家节能减排和可持续发展的重大需求。（一）专业教学改革 1.优化课程体系 坚持立德树人根本任务，树立“以学生为中心，学生学习与发展成效驱动”的教育教学理念，推动传统工科专业的改造升级，构建与人工智能、能源、电气、建筑等专业交叉融合，创建多元化人才培养体系。强化学生工程创新、专业实践、知识更新能力及优良人文素质和国际化水平，着力培养引领建环领域未来技术和产业发展的拔尖创新人才。2016 年修订的专业培养方案紧跟时代，在“专业规范”的基础上，将人才培养目标和具体要求逐一对应和融入“国际工程教育认证”标准，形成完整课程体系，强化基础课、通识课，拓宽专业课，丰富选修课和创新研修课。2.构建专业创新实践体系，强化培养学生工程实践、跨界整合、融合创新能力 鼓励教师将科研成果转化为实验、实习、课程设计和毕业设计（论文）等实践教学内容。并将课程设计、毕业设计（论文）项目化，打造专业认识实习、生产实习、毕业实习等渐进式实习实训环节，优化课程实验、专业课程设计、创新创业课程/实践、毕业设计（论文）等实践性课程，形成全链条的创新实践课程体系。引导教师利用科研成果开设新生研讨课、创新研修课、创新实验课 6个，每年组织项目学习、大创计划、学科竞赛等科技创新活动近 40 项，并多次获奖。3.鼓励教师构建在线开放课程，促进信息技術与教学深度融合 转变教育理念，丰富课程内容，转变教学模式，更新教学手段，拓展教学时空，引导学生自主性、个性化学习，满足学生全面发展和个性化成长需求，实现优质教学资源开放共享，促进教育公平，提高教育质量。已开发在线课程 2 门，基于虚拟仿真国家级实验教学中心开展课程 3 门。4.建设高水平教材 坚持高标准、高水平教材建设，以精品课程建设带动教材建设，以学科发展带动教材内容更新，鼓励教师及时将科研成果固化为教材内容。先后建成国家级和省级精品课程 2 门，承担省部级教改项目 32 项，出版教材 30 余部，其中，暖通空调、燃气输配、建筑冷热源、工程热力学、流体力学、建筑环境测试技术等专业核心教材，均为“十三五”国家级规划教材。