杨 岳
(重庆大学电气工程学院,重庆400044)
建筑电气与智能化专业产生于上世纪90年代,是一个工程应用型的交叉学科专业。它涉及电气工程、控制科学与工程(以下简称控制工程)、信息与通信工程、计算机科学与技术、建筑学、土木工程等多个一级学科[1]。从工程现状来看,前三个学科与该专业的相关性更大。
随着社会需求的变化和培养层次的提高,尤其是面对教育部卓越工程师教育培养计划所提供的良好发展空间,急需我们在新的条件下使该专业的培养质量提升。
按照批判性思维的模式[2],需要我们探讨的更深层次问题是:建筑电气与智能化专业为什么会与多个学科关联?是什么内在动力驱动着这些学科在这里发生交叉?这些学科又是如何交叉形成该专业的?这些都涉及到一个根本问题,就是工程应用型本科专业的行业针对性与学科属性的关系问题。
在我国高等教育体系中,传统的工科本科专业设置,几乎都是与学科一一对应的,专业的学科属性非常明确。由于建筑电气与智能化专业产生的基础和发展的动力涉及多类行业需求,因此其学科属性长期未得到充分的重视。但对于一个本科专业来说,要达到高水平的培养目标,学科支撑是必不可少的,这需要我们在实践基础上进行深入思考。
建筑物中物质、能源和信息的供给是现代建筑实现其功能的必要条件。物质主要涉及给排水、空气调节和废弃物处理等工程技术;能源涉及电气和动力等工程技术;信息涉及信息和通信工程技术。工程现状显示,建筑物中物质部分主要由给排水和暖通工程师负责,燃气和供热等能源部分由动力工程师负责,信息部分和能源中的电能部分,由电气工程师负责。给建筑物提供物质、能源和信息的系统,处于持续不断的运行过程中,对运行的要求,需要通过技术手段和管理措施来达到,技术手段主要涉及控制工程。这就从行业针对性的角度回答了该专业所涉及学科的范围问题。
接下来的问题是,学科交叉的动力和内在逻辑是什么?建筑电气与智能化专业的服务对象表面看是建筑物,实质上是末端用户。
与末端用户相关的特有的技术称为末端用户技术。相对于生产技术而言,末端用户技术的特征主要表现为:技术目标的需求主导(而非供给主导)性,所处环境和人员的非专业性,空间的“面”分布特性,技术任务的随机性和不可控性,环境条件的复杂性,不同系统之间的兼容性,系统及用户之间的博弈性等。这些特征大多需要专门的技术手段甚至技术体系去应对。
建筑电气与智能化就是以末端用户技术特征为导向的技术综合,末端用户技术是其内涵,所涉及的技术领域是其外延。因此,建筑电气与智能化专业以宽口径的电气信息类学科为依托,具有宽学科基础及多学科交叉的属性。而其所具有的末端用户技术内涵,构成了该专业行业针对性的基础,也形成了该专业与电气、控制和信息通信等学科各专业的主要差别。
本专业本科人才培养的目标是:具备电气工程、控制工程、信息与通信工程学科宽口径基础理论知识和工程实践能力,面向建筑物及城乡公共设施内的电能供给、信息通信和设备运行控制等技术领域,以满足现代建筑安全、节能、智能化和低排放等要求为目标,能在工程建设和物业管理等行业从事建筑电气、建筑智能化系统的设计、制造、运行、施工安装、监理、检测、评估和管理等方面工作的复合型专门人才。据此,我们对建筑电气与智能化专业课程体系作出如下安排。
该类课程通常又称为公共基础课,由学校统一安排,与专业的关联性较小。
该类课程通常又称为专业基础课或技术基础课。该层次课程应体现建筑电气与智能化专业电气、控制和信息通信三个支撑学科的主要内容。由于课程比较多,考虑到总学时学分、必修课学分比重、理论教学与实践教学环节学分比例等诸多约束条件,以及建筑电气行业中电气部分所占比重较大和应用程度较深的工程现状,我们将电气学科的专业基础课按本专业要求设置,控制和信息通信学科的专业基础课则按相关专业要求设置,并对一些课程的学时学分作适当调减。具体课程设置见表1。
表1 建筑电气与智能化专业学科大类基础课设置
专业课程设置应充分体现卓越工程师教育培养计划按行业标准培养的要求。建筑电气与智能化专业依托于工程建设行业,该行业涉及面广,有不同体系和层次的行业标准。我们认为,勘察设计是工程建设的核心环节,能集中体现工程建设行业最高层次的技术要求。因此,我们将勘察设计环节的标准作为行业标准的主要依据。
现在部分高校建筑电气与智能化专业的专业课程,是按与建筑物内电气及智能化系统一一对应的原则设置的。我们认为,这种设置既没有体现学科的支撑,又没有体现知识的内在逻辑关系,课程间内容的切分和知识点的先后关系等比较混乱。我们采种了如下不同的做法。
(1)从国家注册电气工程师执业资格制度入手,挖掘勘察设计环节的行业标准。注册电气工程师分为供配电和发输变电两个专业,其中供配电专业除了要求掌握传统的供配电技术以外,还要求掌握照明、自动控制、信息通信、建筑智能化、安全防护及节能等专业技术。其详细要求体现在注册电气工程师(供配电)考试大纲中,见表2。我们认为,该考试大纲比较全面地反映了勘察设计行业对电气工程师知识结构与技术能力的要求,可以作为本专业行业标准的主要参考依据。
表2 注册电气工程师(供配电)考试大纲主要内容
(2)以注册电气工程师(供配电)考试大纲为主要依据,深入分析工程建设行业对电气工程师知识结构和技术能力的要求,提炼出支撑这些要求的知识点,按照学科属性和知识结构的内在逻辑对这些知识点进行梳理,理清知识点之间的承接关系,在归纳的基础上做好内容切分,最后按教学规律将它们组织为若干门课程。由此便形成了如表3所示的专业课程设置。
表中列出了注册电气工程师(供配电专业)考试大纲章节与依托的学科与专业课程的对应关系。其中“课程名称”栏内“供配电系统”与“电气安全”、“电气控制技术”与“电气传动”可合并为一门长课时课程。“建筑电气工程设计基础”可设定为满足实践能力培养面向卓越计划所要求的企业开设的课程。
表3 建筑电气与智能化专业课程设置
按行业标准培养社会所需的高水平人才,是社会对高校的现实要求,这与高校按学科和学术研究水平自我评价的模式是有所冲突的。如何在学科与行业之间达成协调,使学科发展与学生的行业美誉度达成正的相关性,是我们应该深入思考并积极践行的事情。对于工科的应用型专业,这一点尤显重要。没有行业针对性的培养模式,难以得到社会认可;而没有学科支撑的专业,培养层次和水平不可能得到质的提升。
[1]周齐国、童明俶.建筑电气与智能化学科及学科建设[J].重庆:重庆大学学报(社会科学板)2001年第5期
[2][美]布鲁克·诺埃尔·摩尔,理查德·帕克.批判性思维[M].朱素梅译.北京:机械工业出版社,2012