新工科建设背景下建环专业科研与教学的互补互需

宿春晓 罗雅婧 孟钦鹏 丁吴彬

（上海理工大学环境与建筑学院 上海 200093）

1 背景

党的十九大明确指出，创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。科学研究是创新的源泉，高等院校是科学研究的前沿阵地，因此，科研育人理念是高校培养创新型人才的突破口，突破了传统教学模式中教学与科研分离，将知识传授与知识创造进行有机融合，为创新型人才培养提供了重要保障。教学与科研作为高校的两大主要职能,如何正确认识并处理好二者的关系，一直是高等教育界争论和不断研究的焦点。由于各大学的办学目的及所承担任务不同,其教学与科研的关系也不一样。在建设新工科这一新形势下，如何正确认识和处理教学与科研c存在的问题和相互关系,是亟需探讨和解决的一个重要课题。本文拟以地方工科院校为例，初探实际教学尤其是专业课教学与相关科研项目的互补互需关系，以适应新工科背景下人才培养新需求。

2 新工科背景下建环专业课教学存在的问题

2.1 专业课课程设置

目前的建环专业课程的设置虽经过几十年的教学实践，已经自成体系，但就具体高校的课程安排上仍可能存在一定的不科学。具体表现包括如下方面，如专业课程安排、教材选用、授课内容以及投入度等。建环专业是一门与实践紧密结合的应用类学科，其专业课修习过程包括理论性极强的流体力学、传热学和工程热力学三门主干专业基础课，课程内容抽象，一般应在二年级修习完毕；在三、四年级的专业课及专业选修课中，则主要包括建筑环境学、空调工程、通风工程等工科课程，强调理论联系实践，解决问题的能力。这两类课程间的递进关系在教学课程安排中需重点保障，但在实际专业课教学安排中，存在前后重叠的现象，则造成学生知识体系形成的不不连贯。另在若授课教师对课程不熟练，将难以胜任教学。国内已有大量建环专业各门专业课的教材，不少出版多年并再版多次，但仍存在一定的经典教材缺乏相关知识前沿性，而最新教材的使用普及面有限；且较多的理论教学与实际应用存在脱节，跟不上新工科对人才培养中强调能力的需要。

2.2 专业课理论与实践的分配

建环专业专业课的特点是一方面专业基础的理论性极强，另一方面又与工程实践结合的十分紧密，但这同时也给专业课教学中理论与实践部分的安排造成困难。在专业培养计划要求的学时下，必然需要对课程中理论知识和实践操作或不得不有所取舍而忍痛割爱，或绞尽脑汁有机结合以达到两者兼顾，但在教学计划和专业课教学的实际操作中，往往只能做到前者，而较难做到后者。同时，建环专业由于其跨学科的特点，往往与很多最新发展趋势如健康建筑、智能制造等紧密相关，而当前的建环专业教学多仅局限于书本教案，忽视了BIM、大数据处理等新兴知识，缺乏与本专业的有机结合，与学科前沿发展脱节，无形中阻碍了新工科的建设。

2.3 教学方式与课堂组织形式

建环专业的专业课教学基本采用传统板书与多媒体相结合的教学模式，教学方式相对单一。在实际教学过程中，教师一般围绕教材内容展开教学，理论性较强的如前述的几门力学专业基础课往往局限于机械讲解知识，由于课程特点而缺乏案例/项目讲授，使得学生难以理解。此外，课堂的教学组织形式，通常集中在教学讲解，虽有一定的问题导向性教学互动，但课堂氛围受多方面综合作用，往往不尽理想。而新工科建设强调更注重考查学生的实际动手能力，单纯的理论知识灌溉，无法让学生有效理解和掌握专业课程精髓，也会进一步影响其学习获得感和主观能动性。

2.4 教学效果评价和学生考核方法

包括建环专业课在内的所有高校课程，其教学评价和学生考核较为机械，恐难适应新工科建设的新要求。对专业课教学效果的评价方式大都为期末学生打分、督导听课等，而对学生学习效果的考核方法绝大多数也是期末考试一种。无论是对教师教学效果还是学生学习效果的考核，均无法体现学生是否学到位、是否理解深入、是否能够创新，这无法适应新工科背景下建环专业人才培养的需求。

3 科研项目与专业课教学的相互需求关系

3.1 培养高素质人才

科研项目往往横跨多学科，覆盖多门教学课程，实际开展中能够极大的锻炼学生的创新能力、根据需要快速有效获取知识的能力、团队合作的能力等，而这些是传统专业课教学过程中所缺少的。因此专业课教学与科研项目的结合，可以使学生通过参加科学研究,在一定程度上整合专业课课程设置的不科学，在实践中把握和深入理解理论课知识。同时，由于科研项目的组织形式往往接近实际项目，可以弥补平时专业课教学的单一组织形式，有利于职业化培养。并且科研项目的产出多样化，可以综合反映学生的创新和实践能力。

3.2 提高教师素质和学术水平

专业课教师教学水平的高低，除了专业基础知识和教学方法外，也与是否掌握本专业及相关领域的科学技术最新发展态势，能否把最新的研究成果应用到教学中去有关，是否从事科学研究，也可以作为衡量教师教学水平标志之一。科研项目的推进本身会使教师不断的完善自身知识结构，紧跟学科前沿，进一步开阔学术视野。这些将有利于其在专业课教学活动中，讲授更具有先进性和科学性的知识，引用最新案例。这一点对于应用性极强的建环专业专业课的教授，显得尤为重要。

3.3 改善办学条件和育人环境

科研项目的往往跳脱书本，针对实际的具体科学问题开展，其项目推进过程通常包括实验仪器设备的投入，从而进一步完善专业实验室的建设，可一定程度作为办学经费不足的补充。科研项目实验装置，不仅能够给学生带来与传统单一教具与实验所不同的直观感受，还能针对更具体的专业问题开展实践能力的培养和发现问题解决问题的锻炼，这些都可以和课堂教学活动互为补充。

3.4 满足增加高校声誉的需求

科研水平的高低和科研成果的多少,也是衡量大学办学水平的重要指标之一,直接影响了大学的生源及声誉。科学研究是大学建立学术声誉和地位的重要手段，工科专业要在未来的社会经济大市场中求得生存和发展，在强调培养高素质人才的同时，科研项目的这一作用显得尤为重要。

4 科研项目与专业课教学的有效结合方式

4.1 优化课程体系

为满足面向新工科背景下建环专业人才的培养需求，建环专业的课程体系需进一步优化，增强有效的实践和实用性教学。首先，要合理安排知识体系和教学计划，使建环专业的专业基础和和专业课乃至专业选修课的修习形成合理的学习路径，从根本上晚上专业教学路线。其次，合理甄选教材，每两年对已选用教材开展适用性评估，并及时吸纳新出版相关教材中的有益之事，安排科研项目与专业课接近的教师授课。再次，授课内容除了基本知识体系，还应对重点问题和重点知识展开强化教学，让学生清晰易懂。最后，应以社会实际需求为指引，围绕工程应用这个目标，不断更新实用性知识内容和课程案例库，优化课程体系。

4.2 融合科研和教学

建环专业课程教师大都以建筑环境、空调设备、建筑节能为研究领域，并主持或参与过多个人工环境学科及制冷领域前沿问题相关的科研项目。因此，新工科背景下，可将科研与教学融合，在建环专业的教学中适当引入科研元素，将传统的书本知识传授模式转为新型的教研融合模式，从而丰富教学内容，培养高素质本科人才。首先，设置科研专题讨论课。从如何发现模式问题、如何查阅文献、如何寻找解决方案、如何制作PPT提交报告等方面开展教学；其次，分享科研项目，将部分科研成果和体会穿插进课堂教学中，引导学生探究知识，激发学生创新能力；最后，鼓励学生参与科研课题，将科研课题进行分解，例如分解成大学生创新创业项目、竞赛项目、毕业设计等，鼓励学生共同参与教师的科研课题。

4.3 改进教学方式

传统灌输式的教学方法，无法激发学生自主学习和探索的热情。针对新工科建设的实际需要，教师需借助各种信息化手段创新教学方式，避免枯燥的教学，进一步培养学生学习主动性。

首先，增强学生课堂参与度。在实际教学中，教师应引入一些更新的教学方式，如翻转课堂、MOOC等；或借助新型的信息化教学手段，如雨课堂、超星学习通等，实现多场景教学，使学生真正融入课堂，提高学生参与学习热情和主管能动性。其次，加强课后指导。鼓励教师课后通过网络等方式沟通，加强对学生的课后指导，提高学生的自主研究性。最后，强化项目实践操作。为学生设置多个工程项目，通过分组研究，培养其团队协作和自主创新能力，提升学生在实践项目中的学习主动性。

4.4 建立教学评价和学生考核机制

教师教学和学生学习是两个紧密关联的部分。新工科背景下建环专业的专业课教学，建立合理、有效、灵活的教学评价和学生考核机制，通过二者相互监督与激励提升教师教学和学生学习质量。首先，建立综合教学评价指标体系。学生通过定性/定量方式从教学内容、教学形式、教学能力、教学态度等方面对教师进行综合评价，实行定期评价，利用学生来督促和激励老师。同时，规范落实督导听课制度。通过督导的针对性听课，及时向授课老师提出改进意见和建议，提高课程教学质量。其次，建立学生考核机制，既注重理论考核也注重实践考核。教师每讲完一个专题，及时进行单元测试。整个课程结束，再进行综合性的知识点测试。

5 结语

科研项目与专业课教学作为大学的主要功能，其影响面包含学生、教师和实验室建设等方方面面，二者的有效融合与相互促进，是新工科背景下，改进建环专业育人工作、提高教师队伍教学与科研水平、扩大专业发展方向与影响力的必由之路。