面向新工科的建筑环境与能源应用工程专业建设探索*

齐俊峰 蒋迪

摘  要  近年来，新经济发展加快，新产业层出不穷，新技术迅猛发展，需要大批新工科卓越的拔尖创新人才，新工科建设在这样的时代背景下被提出。在新工科建设理念的引领下，对人才培养目标、课程体系构建和评价体系建设进行探索，并介绍吉林建筑大学建筑环境与能源应用工程专业的实践。

关键词  新工科建设；建筑环境与能源应用工程；OBE理念；课程体系；工程教育；一流专业

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）24-0044-04

0  引言

2017年，复旦共识、天大行动和北京指南[1]奏响了新工科建设的时代乐章。新工科教育改革核心是以发展新兴的前沿学科和交叉学科，促进人力资源结构升级，实现从传统经济向新经济转变。新工科建设与发展以新经济、新产业、新业态为背景实现五个创新，即理念创新、结构创新、模式创新、体系创新和质量创新。其中，理念创新是指树立创新型、复合型、全周期工程教育新理念；结构创新是指构建传统工科与新兴工科有机融合的学科专业新结构；模式创新是指探索适应时代工程人才培养的新模式；体系创新是指建立世界一流水平的工程教育新体系；质量创新是指打造具有全球人才竞争力的新质量。

2019年，吉林建筑大学建筑环境与能源应用工程（简称“建环”）专业首批评为国家级一流本科专业建设点。在本轮一流专业建设中，建环专业以新工科建设方针为指引，结合成果导向教育（Out-comes-based Education，OBE）理念，在新工科建设理念贯彻、专业培养目标制定、课程体系构建和评价体系建设方面进行探索与实践。

1  新工科建设理念的引领与落地

1.1  新工科教育理念的引领

一流专业建设首要是新工科教育理念的引领。建环专业以培养“德学兼修、德才兼备的高素质创新型工程人才”为理念[2]。

1.1.1  德学兼修，工匠精神

坚持立德树人、德学兼修，强化学生的家国情怀、生态意识、法律意识、社会意识、管理意识、可持续发展理念与职业伦理，着力培养具有综合人文素养和“精益求精、追求卓越”工匠精神的现代工程技术人才。

1.1.2  创新能力，综合发展

提升学生的工程和科技创新、创造能力，树立综合工程教育理念，推进学科交叉，着力培养跨学科、多学科能力和素质，运用所学知识解决复杂工程问题的综合能力。

1.1.3  全面育人，终身学习

培养学生沟通、团队合作、终身学习及领导力发展、适应时代要求的关键能力，树立全周期工程教育理念，优化人才培养全过程和各环节。

1.1.4  成果导向，持续改进

全面落实《华盛顿协议》的“成果导向、学生中心、持续改进”工程教育专业认证理念，建设贴近行业、聚焦需求，关注学习成果，面向全体学生，构建科学评价的质量文化，持续提升工程人才培养水平。

1.2  新工科教育理念的落地

新工科建设要加强理念的引领与落地，再好的理念如果不落地那都是空喊口号[2]。工程教育必须落实“树立创新型、复合型、全周期工程教育新理念”，贯彻“成果导向、学生中心、持续改进”的工程认证教育理念。这些理念在思想上引导，在具体落实中，吉林建筑大学建环专业采取两个途径：一是制定新工科工程教育相关政策和执行机制，二是兑现在各个教学环节上。其中关键在于教师的参与，为避免以往“改革有声有色、课堂冷冷清清”的现象，反思以往出现以上现象的根本原因在于改者不教、教者不该。本次改革过程中，全体教师全程参加新工科培养方案的制订、课程体系的构建、培养大纲的设计，并把新工科教育理念落实在人才定位、教学内容、教学方法和课程评价等各个教学环节，保证新工科教育理念的执行。

2  新工科人才培养目标

2.1  工程教育毕业要求

新工科建设背景下一流专业人才培养目标以新工科理念为引领，以OBE理念为指导。新工科更加强调学科创新性及实用性，以学科专业的继承与创新、交叉与融合，产学研共建与共管、协调与共享，互联网技术与工程教育有机融合为主要途径，全面落实国际视野与家国情怀、立德树人与德学兼修、交叉融合与科技创新的建设思想，以及“成果导向、学生中心、持续改进”的工程认证教育理念，更加注重培养学生的知识获取能力、工程实践能力和职业伦理素养等，以提升学生的协作与沟通能力、科技创造能力、分析处理问题能力为目标，培养未来多元化、创新型工程人才[3]。

2013年6月，我国成为“华盛顿协议”成员之一，开启了运用OBE理念引领工程教育的新纪元。中国工程教育专业认证协会制定的《工程教育认证标准》中提出12项本科毕业要求。毕业要求是工程专业的能力结构框架，这是毕业能力水平的底线，其中包括五项专业能力、四项工程素养和三项发展能力，简称毕业要求“543”模型[4]。

1）专业能力是基础，解决“会做什么”，包括知识应用能力、分析问题能力、设计/开发解决方案能力、研究能力和使用现代工具能力。其中，设计/开发解决方案能力是专业能力的核心素质，其他四个目标是实现设计/开发能力的基础与准备。

2）工程素养是提高、解决“该做什么”的判断，包括工程与社会、环境和可持续发展、职业规范和项目管理。

3）发展能力是保障，实现“社会完人”的发展，包括个人和团队、沟通、终身学习。

2.2  建环专业培养目标

鉴于以上探索，吉林建筑大学制定建环专业培养目标。培养目标是学生毕业五年所能达到的专业水平和职业成就的总体描述。培养目标的制定应紧跟时代和行业等外部需求，满足学校定位和专业特色等内部要求，着重贯彻新工科教育理念和OBE理念。当今时代特征是“双碳”战略背景下的绿色、清洁能源发展，而且整个国家经济水平位居全球第二，发展动力强劲。新时代人们对美好生活的向往应包含对建筑环境的高品质追求，舒适、智能、低碳、安全等成为人们追求的重要目标。因此，新时代的专业任务可以概括为建筑环境保障、低碳建筑、建筑能源系统三个方面。培养目标与时俱进，从“HVAC技术手段”到“建筑环境目标保障、节能低碳”，体现了理念变化，增加了体现多学科思维融合、跨专业能力融合的内容。

吉林建筑大学建环专业的培养目标如下。

1）道德素养：具有良好的科学素养、职业道德和强烈的社会责任感。

2）业务能力：胜任民用与工业建筑等人工环境目标保障控制和能源供给系统设计、调试与管理工作，具有节能低碳理念，并能灵活应用基础理论、工程知识和专业技术解决建环领域复杂工程的相关问题。

3）学识水平：能够开展复杂工程技术和/或专业项目研究，并且具有自主学习意识和终身学习能力。

4）合作精神：具有较好的语言表达和交流能力；具有团队意识和良好的跨学科、跨职能和跨文化的沟通能力。

5）发展潜力：对专业和社会发展具有敏锐的洞察力，具有独立创业潜力和/或体现成为专业协会、政府、工程设计和技术咨询企业专家与领导者的潜质。

3  以成果导向构建课程体系

OBE理念贯穿工程教育认证工作始终，成果导向就是反向设计、正向实施。反向设计是指根据培养目标确定毕业要求，再根据毕业要求确定课程体系。正向实施是指由课程体系支撑毕业要求，再由毕业要求支撑培养目标。建环专业课程体系构建遵循反向设计工作原则，并着重落实新工科建设理念。

3.1  以提升学生综合能力为重点，重塑课程内容

传统教育重视单元知识结构的完整性，忽略学科知识体系的系统性。将学科知识结构分割成相对独立的、边界清晰的课程单元，课程以完成本课程知识传授为达成目标，既不统筹前后课程知识的贯通与递进，也不探索横向课程知识的增益与互补，忽视各知识单元对专业培养目标达成的贡献与支撑，知识学习往往是盲人摸象。OBE理念强调课程内容重塑，是以毕业要求综合能力培养为出发点的反向知识体系设计，使课程体系中每门课知识结构均与毕业要求相呼应。课程内容重塑融入系统性教学设计理念，围绕目标达成、教学内容、教学方法、教学实施和教学评价需求进行整体规划。

3.2  整合传统，优化增量，构建课程体系

坚持立德树人，落实思政育人建设要求，通过知识学习与思政教育的紧密结合，将立德铸魂、知识构建和能力养成三者有机融合。体现时代性与前沿性基本要求，反映学科、专业、行业的先进核心成果，增加体现多学科思维融合、跨专业能力融合内容。坚持基础知识、工程能力、专业素质培养融为一体，注重提升课程的高阶性，突出课程的创新性，增加课程的挑战度，契合学生解决复杂问题的综合能力养成需要。

3.3  建立毕业要求指标点与课程矩阵，优化课程体系

建立毕业要求与课程体系间的映射关系矩阵（表1），使毕业要求指标点与课程体系关系一目了然，有利于课程对毕业要求指标点支撑广度和支撑强度的调整。在专业课程体系构建时提出五项原则。

1）全覆盖：每个指标点都要有明确的课程来支撑，同时每门课程都要支撑指标点。

2）支撑有力：至少有一门强支撑的课程，保证毕业要求的达成。

3）适度支撑：每一项毕业要求指标点支撑课程不宜过多或过少，一般3～4门课程为宜，核心能力指标除外；每一门课程支撑的指标点不宜过多或过少，一般3～4个指标点为宜，核心课程除外。

4）横向平台：建立选修课平台，避免选修课碎片化，影响支撑效果，如人文平台、社科平台、自然平台。

5）纵向贯通：能力的培养不是一蹴而就的，需要多门课程支撑，各门课程要纵向贯通，保证能力培养螺旋上升，循序渐进向培养目标迈进。

4  新工科评价体系建设

新工科的质量建设需要提供两个评价机制保证，一是专业认证，二是专业认定，两者应相辅相成。

4.1  专业认证是底线思维

新工科建设着力贯彻工程专业认证的“成果导向、学生中心、持续改进”OBE理念。基于工程专业认证逻辑，持续改进的前提条件是教学质量评价，评价对象是全体学生，评价目的是促进全体学生能力的达成。工程认证的教学质量评价是以学生为中心，评价的不是教师所教，而是学生所学；教学质量评价是以成果为导向，评价的不是学生记住什么，而是学生能做什么；教学质量评价应该是多元化和多维度，既有过程考核又有最终成果考核，但更加强调能力形成的过程考核，如文献作业、工程作业、讨论、实验、答辩、考试等。总之，质量评价以有利于学生能力达成为宗旨，因此应该认识到专业认证是底线思维，是全体学生的基本要求。专业认证重要在于强化落实OBE理念，适度淡化培养的结果，培养质量在培养过程的规范中加以保证。

4.2  专业认定是拔尖思维

通过专业认定的专业可以认定等级，如一星级、二星级等。需要指出的是，这样的专业认定面向学生的引领性、融合性、创新性和实践性培养，而不是面向学科的。新工科质量评价建设应以OBE理念为指导，但不应受底线思维的约束。为有序推动新工科质量建设，学校可以在教育部门统一制定的教育质量标准指导下，开展学生评教、毕业生评价和同行评价等质量评价。同时建议教育行政部门，有公信力的社会第三方、用人单位、行业协会或行业学会以及学校，制定国家、行业和学校层面的统一质量评价标准，指导和保障新工科专业建设与发展[6]。

5  结束语

第四次工业革命正在蓬勃展开，新技术、新产业、新业态为特点的新经济正在迅猛发展，迫切需要培养大批新型工程创新人才，新工科建设正面临前所未有的机遇与挑战。一流专业建设关键是新工科建设理念的引领，理念引领的关键在于落地。吉林建筑大学建环专业建设提出全体专业教师全程参与专业改革与建设，在新工科的继承与创新、交叉与融合思想指导下进行理念创新，增加跨学科、跨专业的内容，培养目标制定中强化建筑环境目标保障、节能、低碳的要求。建环专业以OBE理念为导向，提出反向设计的课程体系构建模式，并提出毕业要求与课程体系映射矩阵的五项调整原则，即全覆盖、支撑有力、适度支撑、横向平台和纵向贯通，保障课程体系的优化；在课程评价体系建设中提出专业认证和专业认定双体系，既要满足专业认证的面向全体学生的底线评价，也要兼顾新工科建设的拔尖思维评价。

总之，在新工科建设背景下，以OBE理念为导向的专业建设有利于进一步提高学生的工程实践能力和创新能力，培养卓越人才，增强教学效果。

参考文献

[1] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 洪恩强，高颖仪.面向新工科的教师专业素质结构探索[J].南昌工程学院学报，2018，37（5）：85-89.

[3] 陈厚丰，张凡稷.近十年我国高等工程教育的发展轨迹、困境与路径抉择[J].大学教育科学，2021（5）：60-68.

[4] 李志义.对毕业要求及其制定的再认识：工程教育专业认证视角[J].高等工程教育研究，2020（5）：1-10.

[5] 韩婧.基于OBE教育模式的高校课程体系研究[J].教育现代化，2019，6（65）：97-98.

[6] 徐晓飞，丁效华.面向可持续竞争力的新工科人才培养模式改革探索[J].中国大学教学，2017（6）：6-10.

*基金项目：吉林省本科2020年度高等教育教学改革立项课题“新工科背景下建筑环境与能源应用专业人才培养模式的改革与实践”（编号：202028579ZY008K）；吉林省教育科学“十三五”规划2020年度重点课题“基于OBE理论的建环专业应用型人才培养模式研究与实践”（编号：ZD20015）；教育部第二批新工科研究与实践项目“基于新工科创新人才培养的给排水科学与工程专业改革与实践”（编号：E-TMJZSLHY20202115）；吉林省教育科学“十四五”规划课题“新工科视域下构建校企合作‘专创融合人才培养模式的创新实践研究”（编号：ZD21034）。

作者：齐俊峰，吉林建筑大学市政与环境工程学院，教授，研究方向为高等教育教学；蒋迪，吉林建筑大学市政与环境工程学院，讲师，研究方向为高等教学管理（130000）。