余晓平,彭宣伟,曾莉
2012年教育部颁布的本科专业目录中建筑环境与能源应用工程 (专业代码081002)(以下简称建能专业),是合并了建筑节能技术与工程、建筑设施智能技术(部分)和建筑环境与设备工程而来的[1]。建能专业的建筑节能方向已成为许多高校建能专业探索建设的特色方向,专注于培养未来的绿色建筑工程师和能源管理工程师。面对建筑节能领域对高效建筑设备、再生能源和新能源技术的研发、生产与应用一体化等人才的需求,如何通过专业实践教育提升所培养的人才质量,满足企业对人才提出的新要求,都需要专业建设者不断探索与实践。笔者以重庆科技学院建能专业为例,针对建筑节能方向实践课程体系的构建进行探讨。
专业实践教学是培养学生初步工程能力的重要环节,专业理论知识只有通过实践才能转化为学生的工程能力。专业知识一般分三个层次,即专业基础知识、专业平台知识和专业方向知识,不同专业方向在前两个层次的课程上所涵盖的知识单元和知识点比较一致,而专业方向的课程设置则不同,主要是面对不同技术领域的不同岗位,体现专业方向人才培养的特色。
实践知识系统的方法体系可用四维空间关系如图1所示。
图1 建筑节能专业方向实践方法体系的四维空间
专业实践教育是在学生掌握专业基本原理基础上,通过实践来培养学生具备初步的工程师素质,这就需要学生具备科学的思维方法。建筑节能专业方向实践教育的方法体现在四个维度:从时间维度体现建筑节能全过程中不同阶段的实践方法,这有助于学生建立全过程节能理念;从知识维度构建科学观、建筑节能科学、工程、技术体系的实践方法;从逻辑维度提出建筑节能的基本问题和目标,通过方案分析、模型化、优化仿真后进行试验或测试验证,开展综合评估,为建筑节能项目决策提供方法依据;环境属性维度包括管理方法、工程方法、经济方法、社会方法和生态方法[2]。
有了科学的实践方法,还需要针对学生未来的职业岗位特性,培养学生相应的职业技能。我国《建筑节能管理条例》中指出,建筑节能的市场主体是“建设单位、设计单位、施工单位、监理单位及其它与建筑节能有关的单位和个人”。建能毕业生可能被派到政府部门、开发商、材料设备供应商、施工单位和第三方规划设计、监理、物业管理等单位的相应岗位从事建筑节能工作,建筑寿命周期过程中主体的相互关系,决定了毕业生可能从事的岗位,用图2表示。
图2 建筑节能产业不同阶段不同企业岗位的角色关系
由此可见,面向建筑节能产业发展的人才需求,建能专业主要培养未来的设备师和能源师,其岗位职责要求其应具备相应的专业知识和工程实践能力。高校专业教育必须根据这一要求进行课程设置,并确保实践环节的教学质量。
实践课程体系既要涵盖本科专业实践环节传统的专业实验、专业实习和专业设计这三种类型,又不局限于学校实验室;既考虑利用软件模拟教学和实验室动态仿真等现代手段,又要求结合实际的建筑节能工程现场,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。建筑节能实践教学内容包括从方案设计、安装调试到运营管理的全过程模拟与实践,按功能模块可分为建筑环境与能耗调查、建筑环境模拟与测试分析、建筑设备安装与管道工艺实训、建筑能源及设备性能测试、工程现场系统运行调试和系统评价等不同方面。笔者探索建立的具体课程设置如表1所示。
以专业实习为例,调研实习不能只是现场参观,而应以建筑项目为对象,根据具体问题和任务,开展建筑环境质量与运行能耗调查,要求学生去了解建筑能耗的构成及分布特点,理解“建筑能耗是什么?是多少?”“什么样的设备消耗多少能源?消耗的是什么类型的能源?”等“是什么”的问题。岗位生产实训利用建筑现场测试和运行调控等手段,引导学生理解 “建筑能耗高低与建筑环境质量之间是什么关系?”“为什么有的建筑能耗高,而有的建筑能耗低?”“建筑设备的运行控制和建筑运行管理水平与建筑能耗是什么关系?”等“为什么”的问题。毕业实习则是结合毕业设计或论文题目进行主题调研实习,回答“怎么做”及方案优选等问题,为毕业设计或论文的综合训练奠定基础。
表1 建筑节能专业方向实践课程体系设置
要实施表1中的课程,通过校内外实训平台,实现建能专业实践教学内容与方法的系统性融合,确保学生工程实践能力的有效提升。按教学内容模块开设系列项目实践课程,突出项目之间的相关性,有助于增强学生的工程系统观念[3]。通过校外企业或校内部门的协同工作,用专业实验、实训教学打破按课程开设单一课内实验和集中实验的格局;实训项目设置紧跟专业发展前沿,紧密结合企业人才素质要求,开发建设以设计性、综合性项目为主,使学生能充分运用所学的专业理论知识,将多门课程或一门课程的多个知识点联系起来,培养学生应用理论知识分析和解决实际问题的能力,形成建筑节能专门人才综合实践能力。
建能专业与格力、美的空调重庆公司合作,组织学生到空调与制冷设备生产线上实习实训,系统开展管道工艺、设备装配和设备整机性能测试等实训,提高学生工程现场发现问题并解决问题的能力。学校与美的公司共建校内空调实操培训中心,建成了空调实操培训环境,并作为学生暖通空调系统运行测试实训基地,创造了开放育人的良好环境。
建能专业先后与深圳建科院、重庆海润节能研究院、重庆星能节能技术公司等企业进行了深入的合作,充分利用企业资源去开展建筑节能专业方向的实训,并组织学生利用课余时间和假期开展绿色建筑环境测试、建筑用能监测和建筑能效分析等实训项目,将专业学习拓展为全过程全方位的专业实践,将工程问题带入专业理论学习中去,形成了针对具体工程实际来探索解决问题并以此为目标的学习机制。
同时,在专业建设与教育过程中可充分利用校内资源,与校内后勤公司能源处、物业公司、石油天然气实训中心等单位协同合作,开发建设适合建能专业的实训实习平台,将学生校内实训融入日常生活,学会从身边发现问题,并带着问题去实践,形成以问题为导向的实践教育。
建能专业实践教学以校企合作平台为龙头,以实践教学示范中心建设、特色实践课程建设、学生创新活动以及教学教改项目为重点,以开设学科专业工程系统实训和综合创新性实践为切入点,按照“分层次系统教学、实践性学习小组开放实验、实时模拟工程环境”的教学组织方式,促进学生知识、能力、素质全面协调发展。这一教学目标的实现,关键还需有一支工程教育能力突出的专业师资队伍。
学校实施专业老师工程实践能力提升计划,如专业教师挂职锻炼,实现专业教师的工程化。鼓励老师将企业的技术问题与自己的研究方向结合,从事工程技术创新研究与开发,将工程问题带入实践教学;或专业老师定期带领学生参与项目实践,提升自身的工程实践能力。学校通过引进一批企业的高级工程师到教学团队,参与实践教学环节的指导,带动本校教师工程教育能力的提升。此外,教师与企业工程技术人员合作,开发建设针对性更强的实验实训项目,并且编制实践环节指导教材,开展工程技术领域创新项目申报等,都可为高校人才的培养和企业人力资源的建设提供可持续动力。
专业实践教育是为了培养高级应用型工程人才,其实践能力和岗位技能要得到企业的认可,还需要学校工程人才培养体系和管理制度的支撑。开展校企研讨交流,形成信息反馈的良性机制,实时把握人才需求[4]。专业建设中实践教学基地建设应遵循人才培养的规律,从本学科发展出发,使实践环节课程体系与教学内容能适应行业对人才能力的要求和应用技术大学自身的办学资源优势。还应去解决以下教学问题:
(1)通过对现有实践教学问题的探索,更新教师专业教育理念,解决“如何充分转变实践教学的育人理念,使实践课程体系适应人才培养目标定位需要”的专业可持续发展问题。
(2)校企协同、深度合作,创新实践课程体系及实践教学方法,解决“如何利用校企平台资源提升建能专业实践教学质量,解决学生能力与素质水平的反馈评价问题”[5]。
工程教育的实践能力体现在学生是否具有工程意识,在工程实践中是否具有发现问题、分析问题和最终解决问题的初步能力等。在建筑节能专业方向实践课程的构建中,通过五个方面的结合(即理论课程与实践课程的结合、课内与课外的结合、校内基地实训与校外企业带薪实习的结合、学期与假期时间的结合以及阶段实习内容与工程全过程不同岗位要求的结合)在校企共建平台上把实验、实习、设计、工程案例、课外科技活动等实践性环节作为知识传授、创新能力培养的载体,通过实践教学环节来深化对专业理论知识的掌握。
协调好专业教育的规范性与特色发展,实践教学内容既要适应战略性产业发展对人才的需求,又需要解决国家教育部学科专业建设规范基本要求与地方应用技术大学本科专业发展特色相协调的问题,探索出如何实施适合自身的实践教学质量标准和考核办法。同时,针对实践教学环节的教学现状,还需要继续提高专业教师的工程实践指导能力,优化教学质量监控与评价机制,探索校企人才培养与技术服务的协同机制等,为培养建筑节能领域工程应用型人才提供可持续发展和动力。
[1]高等学校建筑环境与设备工程学科专业指导委员会.高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范[M].中国建筑工业出版社,2013:3.
[2]余晓平.建筑节能科学观的构建及应用研究[D].重庆:重庆大学,2011.
[3]王建,刘胜吉.工科大学生工程素质和工程能力的培养与实践[J].社科纵横,2010(5).
[4]许士群,张荣华.校企合作与工学结合三级平台人才培养模式的探索与实践[J].教育与职业,2011(2).
[5]余晓平,刘丽莹,付祥钊.校企合作培养建环专业学生工程能力的实践分析[J].暖通空调,2013(8).