“双创”人才培养模式下建筑环境与能源应用工程专业实践教学调研分析

董建锴，苗艳姝，曹慧哲

（哈尔滨工业大学，黑龙江 哈尔滨 150006）

“双创”即创新创业，“双创”人才培养模式即在人才培养环节中加强对人才创新创业意识和能力的培养。我国高校“双创”教育开始于20 世纪90 年代[1]，经过多年的推行和实践，教育部在2010 年出台的《关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》中强调，“提高自主创新能力,建设创新型国家”是国家的重要发展战略，明确提出要把“双创”教育纳入高校人才培养的全过程，把大学生“双创”教育提升到了一个新的高度，进一步突出了“双创”教育在高校人才培养体系中的地位[2]。然而，在高校多年来的“双创”人才培养模式中，始终存在着创新创业意识薄弱、创新创业教育体系不健全、敬业精神和反思能力缺失等问题，阻碍我国高校“双创”教育进一步发展[3]。

为了解决目前高校人才培养中存在的创新创业理念缺失、“双创”实践教学环节不完善的问题，国务院办公厅在2015 年出台的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中明确指出“要以提高人才培养质量为核心，以创新人才培养机制为重点，加快培养双创人才队伍”[4]。“双创”教育的核心在于培养创新创业能力，创新人才培养模式，提升人才培养质量，构建实践平台[5]。因此，将“双创”人才培养模式彻底融入人才培养过程，建立“双创”教育实践体系成为了高校教学改革的重点。

高校实践教学是培养学生实践和创新能力的重要环节，是高校建筑环境与能源应用工程专业（简称“建环专业”）等工科专业中实现人才培养目标的重要组成部分[6-7]。建环专业承担着为祖国培养建筑能源和环境控制方面管理人才和高级工程技术人才的任务[8]，其作为教育部定义的新工科专业之一[9]，实践教学环节是建环专业连接理论教学与工程应用及行业运行的桥梁[10]，对提高学生自主创新和实践能力具有不可替代的作用。加快改革高校建环专业实践教学体系，加强培养学生工程系统观和创新创业实践能力迫在眉睫[7]。然而，目前建环专业的教育实践环节仍存在诸多问题，影响了高校“双创”教育教学改革的进一步深化。因此，本文对国内典型高校建环专业的教育实践环节进行调研，分析了建环专业实践教学现状以及存在的问题，并对如何深化创新创业教育实践改革提出建议。

一、高校建筑环境与能源应用工程专业实践教学环境调研背景

建环专业是一个注重创新与工程实践的传统工科专业。面对第四代工业革命和日益复杂的城市建筑环境与能源问题，建环专业的内涵与外延发生了深刻的变化。当前，所倡导的人居环境可持续发展对建环专业提出了新的要求，以绿色技术、BIM技术和建筑工业化等新兴技术热点为中心的建筑产业现代化成为行业发展的动力；社会及行业发展对“专”“通”结合、交叉融合、满足行业科技创新需求的宽口径人才的需求日益增多；以“互联网+、人工智能、大数据”为主要增长点的新经济模式对社会生活的影响已深入方方面面。在日新月异的社会发展进程中，如何适应时代的发展，满足国家和社会的需要是建环专业需要思考的重要命题。

因此，为了促进专业发展，夯实建环学科基础，瞄准未来发展方向，加大“暖通”相关专业的交叉融合创新型复合人才培养模式，构建与新时代发展相适应的、可持续发展的学科体系，笔者等五组教师共计14人次于2020 年8 月至9 月期间对连同哈尔滨工业大学在内的20 所代表性高校建环专业的实践教学环节进行了调查研究，相关高校基本情况如表1 所示（按调研先后时间排序）。对调研结果从实践教学环节学分占比、实践教学环节主要内容、实验室建设发展面临的问题和建议三个方面进行分析。

表1 调研高校基本情况

二、建筑环境与能源应用工程专业实践教学现状

（一）典型高校实践教学环节学分占比

在20 所高校中，选取建环学科发展良好、学科历史相对悠久、招生规模较大、学科实践教学环节具有特色的7 所典型高校进行重点分析，典型高校实践教学环节学分占比如图1 所示。7 所典型高校的建环专业总学分数相仿，西安建筑科技大学最高，总学分为175.5分，同济大学最低，为160 分。在实践教学环节学分占比方面，由于图中只计入了华中科技大学的集中性实践环节学分，所以华中科技大学的实践教学学分占比偏低。除华中科技大学外，其余高校实践教学学分占比相差不大。其中，广州大学实践环节学分占比最高，为30.4%；同济大学次之，实践环节学分占比为26.0%。

图1 典型高校实践教学环节学分情况

（二）典型高校实践教学环节主要内容

1.哈尔滨工业大学。哈尔滨工业大学的实践教学环节包括实验、课程设计、毕业设计（论文）、实习实训、创新创业实践等，旨在强化培养学生的工程实践能力、创新精神、创业意识和创新创业能力，要求实践教学学分数原则上不少于总学分数的25%。学校强调校企协同育人机制，聘请企业专家开设选修课或讲座，并鼓励聘请企业专家与在校教师共同指导学生毕业设计（论文）。学校对学生开设个性化发展课程，由学生根据自己的兴趣爱好自主选择，包括创新创业课程、创新创业实践等。此外，学院需要选择3~4 个国内外一流大学的同类学科专业作参照系，聘请3 位以上国内外高水平学科专家、3 位以上企业专家和学生、毕业生代表参加培养方案修订工作，建立与国际接轨的专业实践课程体系，以保障培养方案的前瞻性和适应性。

2.广州大学。广州大学的实践教学环节主要包括实验与实习两部分，实验部分主要包括传热学、流体力学和环境课堂实验。实习环节主要包括为期一年的校企实习以及为期2 个月的设备制造、管理和施工实习，主要引导学生观察设备制作过程及管理过程和设备安装过程。在一流专业建设方面，广州大学大力建设公开课和网络课，充分提高学生课程学习的自主性和实践性，三年总计建成12 门网络课，并且加强了虚拟仿真实验课的开发，加深学生对实验的理解，提高授课效率，减轻实验室的运维负担。此外，大力发展大学生竞赛，鼓励更多大学生参与“人环奖”等创新竞赛。计划成立广州大学总工论坛，由本专业毕业的总工校友参加，进一步将社会对本专业毕业生的期待和需求做到心中有数。

3.同济大学。同济大学的实践教学环节主要包括实践课程、课程设计及实验、实习和创新实践。其中，实践课程采用任课教师主持，分模块邀请工程界设计人员主讲的形式授课，讲师单位包括同济大学建筑设计研究院、华东建筑设计研究院、核工院等知名设计院，以及大金、柯耐弗等设备制造单位；课程设计和实验主要包括空调、通风、供热、燃气工程及输配等课程。实习环节主要包括认识实习、专业实习和毕业实习。认识实习包括暖通和燃气环节，包含通风空调、热泵及燃气方向知识讲解和参观认知，实习单位主要包括上海通用联合灯泡厂、上海林内有限公司等；生产实习主要带领学生到社会企业进行临岗实习，企业包含多联机制造企业、中央空调制造企业以及电气自控企业，并与大金（中国）上海分公司、北京绿建软件有限公司、上海市建筑科学研究院等多家企业签订实习基地合同。另外，同济大学建环专业毕业设计中设计类和研究类的课题比例为1∶1，并且邀请校外导师担任指导教师，为学生的职业选择提供支持。

4.华中科技大学。华中科技大学开设了创新创业课程，主要包括创新意识启迪类、创新能力培养类以及创新实践训练类课程，积极培养学生创新创业意识，提高学生创新能力。课程设计方面强化燃气方向，特色课程为智慧燃气（SCADA 系统）设计，引导学生初步掌握燃气场站及管网SCADA 系统构成与设计内容和方法，以实现燃气管网远程监测控制、科学调度。在实践教学环节方面强化与校企合作，建立新工科实践基地，共建能源技术中心平台。

5.西安建筑科技大学。西安建筑科技大学在实践教学环节方面更加注重学生自学和知识融合，鼓励学生积极参加专业竞赛，先后开设了建筑设备自动化、自控原理必修、供配电技术、传感器技术以及创新创业教育等课程。对于毕业设计，采取强调学科交叉联合融合的形式，为每位学生配备“暖通”和“电气”两名指导教师，培养学生学科交叉的能力，提高学生跨领域跨学科的创新意识。

6.西安交通大学。西安交通大学将建环专业与土木工程专业、环境科学专业进行了交叉融合和“互联网+”技术的升级，整合成了人居环境科学与技术专业。以智慧宜居城市基础设施建设的核心技术和人才需求构建专业课程体系，使学生在具备扎实主修方向基础知识和专业能力的同时，在土木、建筑、环境、信息等多学科领域跨专业学习，拥有宽广的视野，能从人居环境科学的视角思考城市建设问题，具备多学科协同合作和创新能力，能够在未来智慧宜居城市建设领域从事跨专业的创新和引领性的工作。建环专业作为人居环境科学与技术专业的一个方向，增加了城市规划、大数据、人工智能、地球遥感等方面的课程内容，实现了与其他专业的交叉融合，实现了专业人才培养的与时俱进。

7.北京工业大学。北京工业大学立足于新工科时代背景下，更加强调人工智能、大数据等学科在暖通工程方面的应用，已先后开设智慧能源及数据挖掘等多门课程，增强建环专业学生数据处理与数据分析等方面能力。除生产实习、认识实习等建环专业传统实践环节外，北京工业大学还开设建筑能耗计算（模拟）、BIM、HVAC 等课程设计的讲座，培养学生的系统设计能力和创新能力。

从以上7 所典型高校的情况来看，在当前倡导新工科，推行“双创”人才培养模式的时代背景下，建环专业在“传统课程设计+专业实习”的实践基础教学环节上，更加强调学科交叉、校企联合，立足于各高校本身的专业特色，以就业为导向，培养学生学科交叉融合的创新意识和能力，为“建环”专业培养高水平的复合型人才。

（三）建筑环境与能源应用工程专业实验室建设发展面临的问题和建议

当今社会对应用型人才的需求不断增长，行业不仅要求学生具有坚实的理论知识，更需要有一定的实践和创新能力。而在高校培养过程中，实验教学是提高人才动手和实操能力的有效途径之一，其对培养学生的实践、分析和解决问题的能力，扩展学生的创造性思维具有重要作用。本文通过对20 所代表性高校建环专业实验室进行实地参观，发现高校建环专业的实验室建设发展迅速，各高校对建设高质量高水平实验室投入巨大，在传统建环专业实验研究方向的基础上，有向其他相关研究领域实验室建设倾斜的趋势。根据调研走访情况，并结合自身实验室发展情况，提出以下建环专业实验室发展存在的共性问题。

1.实验室的人才引进问题。目前，多数学校面临实验室管理人员不足的问题，实验室配置的教师较少，导致实验设备台套数远大于管理人员数量的现象比较普遍。经常存在一位实验室教师管理很多个实验室的情况，使实验室设备管理维护难度增大，影响工作效率，也为实验室安全建设增加隐患。

2.实验室的设备管理问题。实验室设备管理，尤其是老旧设备的管理缺乏相关措施。对于不能满足现行标准、无法进行升级改造和元部件损坏无法维修的设备，缺乏相应的设备及时报废机制，对于历史悠久且具有保留价值的仪器设备也缺乏统一的保管和维护制度。随着陆续采购新型实验台和设备仪器，实验室空间成本升高，对设备的管理维护也造成困难。

3.实验室的培养方式问题。实验室建设和发展应该面向行业、面向未来，以解决实际操作问题和与社会行业接轨为目标。应当更加注重培养学生的动手和实操能力，要结合社会和行业的需求，更大程度地使学生以后在实际工作中充分运用所学知识。

4.加强对实验系统和操作平台的学习。应结合专业特色，加强实验系统的搭建和操作，加强暖通、建筑、电气等相关专业的融合，例如搭建智慧热网或变频器、PLC 对风机、水泵等综合系统的控制平台等。这样使学生从系统的上端到负载都有全面的了解，可以让学生对整个系统的认识更加清晰。

5.实验类课程建设问题。所调研各高校大部分专门设置实验课程，按照专业基础类和课程类实验配置专门的实验教学人员。但仍有部分高校的实验课程包括在理论课程中，专职实验教师严重短缺，建议加快实验室专职教师的培养或者采用专业课教师和实验教师共同指导的形式。

三、“双创”模式下建筑环境与能源应用工程专业实践教学环节发展的方向与思考

（一）加快发展校企联合的实践教学模式

1.毕业设计推广校企“双师”模式。聘请具有高级职称的设计院工程设计人员作为企业导师，与校内教师形成毕业设计指导的“双师”模式，从毕业设计题目的选定、毕业设计的指导与审图到毕业设计答辩，企业导师全程参与，发挥其设计经验丰富的优势，与校内专业教师优势互补，开拓学生设计思路与视野，提高学生设计能力。通过企业人员丰富的行业项目经验，为学生做好行业启蒙，帮助学生建立对行业乃至社会发展环境的宏观认识。

2.调整实习内容，与时俱进。要结合专业特点和高校特色，调整实习内容，将实习环节真正代入到专业课程的授课过程中，将知识点与实际工作中的应用场景结合起来，让学生对专业特点和工作过程产生感性认识，加强学生对本专业工作意义的认识，结合当代学生兴趣方向，增强专业吸引力，加强学生对从事本专业的认同感。加强对学生自主性的培养，增大自主选题、小组互评的实习实践课程比例，让学生自主发现问题、解决问题，进一步培养学生的创新实践意识和能力。

3.加快建立校外实习实训基地。在建环专业本科阶段需要进行的认识实习、生产实习及毕业实习中，与国内各高水平建筑类设计院、研究院、房地产企业、设备制造企业、燃气运营企业等合作设立校外实习实训基地，聘请企业中高层管理人员、设计人员作为企业导师，形成校企协同指导的实践教学团队，在实践教学阶段，到各企业中参加学习培训、工程实践、临岗实习，打破原有以参观为主的走马观花式实习模式，实行“理论—实践—创新”的培养模式，培养学生的创新能力和实践应用能力。

（二）建立多元化的专业实践教学环节

结合各学校专业特色与强项，针对不同专业分流方向，打造特色化实践教学环节。在上文提到的建立“校企联合”校外实习实训基地的基础上，结合分流方向特点，设置具有本方向特色的实践教学环节，并邀请本方向业界专家以及优秀校友作讲座，向学生介绍专业前景和就业方向。此外，对虚拟仿真平台的建立要加大投入，利用BIM等虚拟技术引导学生对本专业的兴趣和认识，加深学生对建环专业的理解。积极引导学生对本专业的未来发展方向进行思考，鼓励学生在实践课程中着手解决发现的行业问题，培养学生提出问题并解决问题的能力。

（三）加强对建筑环境与能源应用工程专业实验室建设的规划与管理

完善实验室的设备管理与维护保养制度，落实责任人制度，对于老旧设备进行及时更换或维修，对于新购设备做到一机一码，集中维护和管理。加强对实验教学教师和实验室管理人员的培养和引进，将实验室管理工作与实验教学工作分开，避免一人身兼数职的情况，提高工作效率。顺应时代趋势，结合社会发展热点，增设单片机、智能控制等实验课程，加强暖通与计算机、自控及电器等专业的融合，培养学生的多学科交叉应用能力。针对行业发展和社会需求，不但要培养和提高学生分析解决实际问题的能力，而且要帮助学生建立行业大局观，开阔视野，将思维从原本的如何解决问题转变为如何发现问题，加强对学生创新创业意识的培养，鼓励学生率先发现问题抢占先机。

四、结论

建环专业作为一个工程应用学科，其实践教学环节对提高学生自主创新和实践能力、培养“双创”人才具有不可替代的作用。为了解决目前高校“双创”实践教学环节不完善的问题，本文对国内20 所典型高校建环专业的实践教学环节进行详细调研，分析了建环实践教学现状以及存在的问题，并对如何深化“双创”教育实践改革提出建议，从而进一步提高学生的创新创业和综合实践能力。