新工科背景下建環(huán)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐

張紅英　高蓬輝　張東?！↑S建恩　王義江

[摘 要] “新工科”是基于國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新形勢(shì)、立德樹(shù)人新要求而提出的中國(guó)工程教育改革方向。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)教師對(duì)新工科背景下的建環(huán)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了深入研究與實(shí)踐，針對(duì)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)，建環(huán)專(zhuān)業(yè)從人才培養(yǎng)特色定位、優(yōu)化課程體系、高水平教學(xué)科研隊(duì)伍建設(shè)、綜合特色教學(xué)資源平臺(tái)、拓展學(xué)科競(jìng)賽、國(guó)際化培養(yǎng)等方面進(jìn)行探索和實(shí)踐，取得了豐碩成果。

[關(guān)鍵詞] 建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程;新工科;人才培養(yǎng);創(chuàng)新能力

[基金項(xiàng)目] 2020年度中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目“面向工程認(rèn)證的建環(huán)本科生‘暖通空調(diào)綜合課程設(shè)計(jì)’實(shí)踐教學(xué)模式改革與探索”（2020YB09）

[作者簡(jiǎn)介] 張紅英（1975—），女，天津人，碩士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與土木工程學(xué)院副教授，主要從事建筑環(huán)境及暖通空調(diào)新技術(shù)領(lǐng)域研究;高蓬輝（1979—），男，山西興縣人，博士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與土木工程學(xué)院教授，主要從事能源轉(zhuǎn)化利用與海水淡化技術(shù)研究;張東海（1977—），男，江蘇徐州人，博士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與土木工程學(xué)院教師，主要從事地源熱泵理論和技術(shù)研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0;TU-4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）04-0119-04 [收稿日期] 2021-05-11

國(guó)家實(shí)施的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大發(fā)展戰(zhàn)略及“一帶一路”建設(shè)，為中國(guó)的創(chuàng)新發(fā)展提供了新的機(jī)遇，注入了新的動(dòng)力[1]。為支撐快速發(fā)展的新經(jīng)濟(jì)，培養(yǎng)新型工程創(chuàng)新人才，“新工科”教育理念應(yīng)運(yùn)而生，2017年正式推出“新工科計(jì)劃”[2，3]。

“新工科”建設(shè)是我國(guó)高等教育的里程碑，確定了新工科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的主要內(nèi)涵，即“以需求為導(dǎo)向，開(kāi)放辦學(xué)，培養(yǎng)應(yīng)用型復(fù)合人才”與各類(lèi)交叉復(fù)合型“卓越工程”科技人才[4，5]。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)作為新工科專(zhuān)業(yè)，對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了探索，以期能對(duì)本專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革有所增益，利于本專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力、科研能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，促進(jìn)人才培養(yǎng)綜合素質(zhì)的提高。

新工科背景下，一個(gè)直接相關(guān)的問(wèn)題是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)一流本科創(chuàng)新型人才應(yīng)該如何培養(yǎng)。為此，本文以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)為例，介紹中國(guó)礦業(yè)大學(xué)新工科背景下建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)建環(huán)專(zhuān)業(yè)）創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的實(shí)踐探索。

一、建環(huán)專(zhuān)業(yè)發(fā)展背景及人才培養(yǎng)特色

（一）建環(huán)專(zhuān)業(yè)發(fā)展背景

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)于1988年設(shè)置供熱通風(fēng)與空調(diào)工程專(zhuān)科專(zhuān)業(yè)。1999年，教育部調(diào)整本科目錄，設(shè)立建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)，在建筑環(huán)境、建筑節(jié)能、智能建筑、建筑電氣等領(lǐng)域延伸和發(fā)展。1999年，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)開(kāi)辦本科建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)，成為江蘇省較早創(chuàng)辦該專(zhuān)業(yè)的高校之一。2006年，該專(zhuān)業(yè)獲學(xué)科博士學(xué)位、碩士學(xué)位授予權(quán)。2012年，專(zhuān)業(yè)更名為建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)，專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵不斷拓新，更加強(qiáng)調(diào)能源和環(huán)境舒適、可持續(xù)發(fā)展。2012年，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)遴選為江蘇省“十二五”高等學(xué)校重點(diǎn)建設(shè)專(zhuān)業(yè)，2016年確定為江蘇省首批中外合作辦學(xué)高水平示范性建設(shè)項(xiàng)目，2014年和2019年先后2次通過(guò)住建部本科教育評(píng)估工作。2017年，建筑節(jié)能和新能源的特色定位適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家節(jié)能減排形勢(shì)對(duì)建環(huán)專(zhuān)業(yè)的迫切要求，為建環(huán)專(zhuān)業(yè)發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，建環(huán)專(zhuān)業(yè)進(jìn)一步被確定為新工科專(zhuān)業(yè)。

（二）中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)特色

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)“雙一流”建設(shè)總體依托學(xué)院深部地下工程領(lǐng)域的特色資源，立足于建環(huán)專(zhuān)業(yè)新工科發(fā)展方向，科學(xué)定位“深部地下空間+能源高效利用+國(guó)際化”的人才培養(yǎng)特色，逐步實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展。

“深部地下空間環(huán)境+能源高效利用+國(guó)際化”的辦學(xué)特色，符合學(xué)校特色鮮明、國(guó)際一流的總體戰(zhàn)略定位，實(shí)現(xiàn)了新工科與傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)了中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

二、建環(huán)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐

（一）注重創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究，構(gòu)建通識(shí)和特色融合的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)，在專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)上，注重通識(shí)和特色結(jié)合，以通識(shí)教育為基礎(chǔ)，在寬口徑培養(yǎng)的前提下，開(kāi)設(shè)地下工程人工環(huán)境、新能源利用技術(shù)等特色課程，突出地下空間環(huán)境控制、建筑節(jié)能以及能源高效綜合利用培養(yǎng)特色，并增設(shè)專(zhuān)業(yè)拓展模塊課程，拓寬學(xué)生就業(yè)方向。針對(duì)人才培養(yǎng)模式，在2020年版建環(huán)本科培養(yǎng)方案中強(qiáng)化大類(lèi)培養(yǎng)、學(xué)科交叉，彰顯建筑節(jié)能、新能源開(kāi)發(fā)與利用及人工智能等特色新工科可持續(xù)發(fā)展，豐富專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵建設(shè)。

在課程體系建設(shè)上，采用縱向優(yōu)化、橫向貫通、模塊組合的“三系列、五模塊”人才培養(yǎng)課程體系（圖1），充分體現(xiàn)以人為本、個(gè)性化培養(yǎng)的現(xiàn)代教育觀(guān)，保證創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

注重實(shí)踐能力培養(yǎng)，突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建“三層次、六模塊”的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系框架（圖2），提高學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具有寬口徑專(zhuān)業(yè)知識(shí)、較強(qiáng)實(shí)踐能力、彰顯地下空間環(huán)境控制和能源高效利用培養(yǎng)特色的創(chuàng)新型國(guó)際化人才。

（二）組建課程群，建構(gòu)學(xué)科融合的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)

對(duì)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)進(jìn)行全面探索和實(shí)踐，以?xún)?yōu)勢(shì)學(xué)科教授為課程負(fù)責(zé)人，構(gòu)建了巖土傳熱傳質(zhì)、深部地下空間環(huán)境、建筑節(jié)能與新能源利用三個(gè)學(xué)科融合的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，形成了礦井降溫與熱能利用、建筑節(jié)能與新能源技術(shù)、土壤傳熱傳質(zhì)等研究方向，出版了《太陽(yáng)能與地?zé)崮艿鸟詈侠谩返榷嗖刻厣滩摹＝陙?lái)，承擔(dān)各級(jí)教改項(xiàng)目35項(xiàng)，發(fā)表教改論文23篇，獲各級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)30項(xiàng)。

（三）注重大學(xué)生的科研訓(xùn)練，實(shí)施產(chǎn)學(xué)研一體化

針對(duì)大學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)實(shí)施各級(jí)“大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃”，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。同時(shí)，教師開(kāi)展高層次、有特色的科學(xué)研究，將最新研究成果引入教學(xué)環(huán)節(jié)，以科研推動(dòng)教學(xué)、反哺教學(xué)。

通過(guò)大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目，學(xué)生與教師共同設(shè)計(jì)研發(fā)了具有行業(yè)特色的“礦井降溫綜合模擬裝置”“太陽(yáng)能與地?zé)崮荞詈舷到y(tǒng)”等多套具有開(kāi)放性、設(shè)計(jì)性、研究性的綜合實(shí)驗(yàn)裝置，不斷完善科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。近五年，學(xué)生積極申請(qǐng)國(guó)家級(jí)、省級(jí)、校級(jí)等大創(chuàng)項(xiàng)目71項(xiàng)，申請(qǐng)專(zhuān)利16項(xiàng)，發(fā)表論文38篇，極大地提高了大學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。建環(huán)教師研發(fā)了深部地下空間環(huán)控虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)或手機(jī)上分別實(shí)現(xiàn)實(shí)習(xí)場(chǎng)景的漫游。

為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，學(xué)校堅(jiān)持?jǐn)U大校內(nèi)、校企、校際的教學(xué)科研交流，建成國(guó)家、省和市校三級(jí)33個(gè)校內(nèi)外特色實(shí)踐平臺(tái)、基地，為實(shí)踐教學(xué)開(kāi)展提供了強(qiáng)有力的支撐。

（四）以學(xué)科競(jìng)賽推進(jìn)新工科與新型工程教育

學(xué)科競(jìng)賽是地方高校推進(jìn)“新工科”實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)的有效手段。通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽，可以切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新能力。

以科技競(jìng)賽和科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)以賽促教、以創(chuàng)促學(xué)，不斷提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)及實(shí)踐能力。教師積極組織學(xué)生參加和開(kāi)展國(guó)家、省、學(xué)校數(shù)學(xué)建模及國(guó)家“人環(huán)杯”等競(jìng)賽，擴(kuò)大參加競(jìng)賽學(xué)生的覆蓋面，并將學(xué)科競(jìng)賽納入人才培養(yǎng)方案。

建環(huán)專(zhuān)業(yè)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生人工環(huán)境工程學(xué)科競(jìng)賽、CAR-ASHRAE學(xué)生設(shè)計(jì)大賽、中國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)大學(xué)生科技競(jìng)賽、全國(guó)英語(yǔ)競(jìng)賽等國(guó)家級(jí)及省級(jí)競(jìng)賽，均取得佳績(jī)。

（五）注重對(duì)外合作及國(guó)際化人才的培養(yǎng)

針對(duì)對(duì)外合作及國(guó)際化人才培養(yǎng)目標(biāo)，建環(huán)教師中，有9人次赴英國(guó)、新加坡等國(guó)家進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，并定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名專(zhuān)家學(xué)者來(lái)校交流，教師參加學(xué)術(shù)會(huì)議交流百余次。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)深入開(kāi)展與英國(guó)諾丁漢大學(xué)土木工程“3+1”的聯(lián)合培養(yǎng)，與澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)合作舉辦建環(huán)專(zhuān)業(yè)本科項(xiàng)目，目前已有四屆學(xué)生共計(jì)60余人在海外學(xué)習(xí)，為建環(huán)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的國(guó)際化培養(yǎng)進(jìn)一步奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的推廣應(yīng)用效果

（一）大學(xué)生的科研創(chuàng)新能力增強(qiáng)

學(xué)生主動(dòng)參與到教師的相關(guān)課題中，結(jié)合大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)研制了多套行業(yè)特色創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)裝置，獲得教育部高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)優(yōu)秀獎(jiǎng)2項(xiàng)、校自制設(shè)備二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、江蘇省制冷學(xué)會(huì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。承擔(dān)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目71項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)8項(xiàng)、省級(jí)16項(xiàng)。學(xué)生發(fā)表論文38篇，獲得國(guó)家專(zhuān)利16項(xiàng)。

（二）大學(xué)生的競(jìng)賽成果顯著

建環(huán)專(zhuān)業(yè)學(xué)生獲全國(guó)大學(xué)生人工環(huán)境工程學(xué)科競(jìng)賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)8項(xiàng)。2019年，建環(huán)團(tuán)隊(duì)因本科畢業(yè)設(shè)計(jì)獲江蘇省優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。2010—2019年，建環(huán)本科生獲得中國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)大學(xué)生科技競(jìng)賽三等獎(jiǎng)30人次。學(xué)生不斷加強(qiáng)英語(yǔ)學(xué)習(xí)，獲得全國(guó)英語(yǔ)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)2人次、二等獎(jiǎng)10余人次，擴(kuò)大了中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)的影響力。

同時(shí)，獲得“CAR-ASHRAE學(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽”二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，優(yōu)秀獎(jiǎng)多項(xiàng)。此外，獲得其他國(guó)家級(jí)及省級(jí)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)70余項(xiàng)，其他校級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)百余項(xiàng)。在各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽中，建環(huán)學(xué)生均取得了優(yōu)異成績(jī)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

（三）推動(dòng)了教師的成長(zhǎng)

團(tuán)隊(duì)教師的教學(xué)研究能力明顯提高，奠定了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。建環(huán)教師研制了深部地下空間熱濕調(diào)控虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)或手機(jī)上分別實(shí)現(xiàn)實(shí)習(xí)場(chǎng)景的漫游，提升了學(xué)習(xí)效率。

團(tuán)隊(duì)教師發(fā)表教學(xué)論文23篇，獲得各類(lèi)教學(xué)獎(jiǎng)35項(xiàng)，承擔(dān)各級(jí)教改項(xiàng)目35項(xiàng)，出版教材和專(zhuān)著12部。教師教學(xué)科研水平得到全面提升，奠定了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（四）加強(qiáng)師生國(guó)際化交流，開(kāi)拓師生國(guó)際視野

師生國(guó)際交流為建環(huán)學(xué)生的國(guó)際化培養(yǎng)進(jìn)一步奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2017—2019屆合作辦學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生去向統(tǒng)計(jì)，其中53.6%的畢業(yè)生赴英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院、哥倫比亞大學(xué)等國(guó)外知名高校繼續(xù)深造。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量得到廣泛認(rèn)可，提升了學(xué)生的國(guó)際視野和競(jìng)爭(zhēng)力。

（五）建環(huán)專(zhuān)業(yè)社會(huì)服務(wù)及影響力不斷擴(kuò)大

2012年，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)獲批江蘇省“十二五”高等學(xué)校重點(diǎn)建設(shè)專(zhuān)業(yè);2016年，確定為江蘇省首批中外合作辦學(xué)高水平示范性建設(shè)項(xiàng)目;2014年和2019年，通過(guò)教育部的專(zhuān)業(yè)評(píng)估工作。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建環(huán)專(zhuān)業(yè)以“新工科”建設(shè)為契機(jī)，基于學(xué)校傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科和特色資源以及建環(huán)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀，對(duì)建環(huán)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)特色進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的定位，并在特色定位的引領(lǐng)下對(duì)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了系統(tǒng)化改革和實(shí)踐，開(kāi)創(chuàng)了一條多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式發(fā)展和辦學(xué)之路，專(zhuān)業(yè)影響力和知名度顯著提升。

參考文獻(xiàn)

[1]顧佩華.“新工科”與新范式：概念、框架和實(shí)施路徑[J].高等工程教育研究，2017（6）：1-13.

[2]林建.深入扎實(shí)推進(jìn)“新工科”建設(shè)——“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目的組織與實(shí)施[J].高等工程教育研究，2017（5）：18-31.

[3]胡波，韓輝，韓偉力，等.加快“新工科”建設(shè)，推進(jìn)工程教育改革創(chuàng)新[J].復(fù)旦教育論壇，2017，15（2）：20-27.

[4]鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動(dòng)[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[5]陸國(guó)棟，李拓宇.新工科建設(shè)與發(fā)展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

Study and Practice on the Talent Training Model in Building Environment Specialty under the Background of Emerging Engineering Education

ZHANG Hong-ying， GAO Peng-hui， ZHANG Dong-hai， HUANG Jian-en， WANG Yi-jiang

（School of Mechanics and Civil Engineering， China University of Mining and Technology， Xuzhou， Jiangsu 221116， China）

Abstract： “Emerging Engineering Education” is the direction of China’s engineering education reform based on the new needs of national strategic development， the new situation of international competition and the new requirements of Enhance Morality， Foster Talents. The professional teachers of Building Environment and Energy Application Engineering of China University of Mining and Technology have conducted in-depth research and practice on the talent training mode under the background of Emerging Engineering Education. Aiming at the cultivation of college students’ practical innovation ability， fruitful results have been achieved in Environmental Construction specialty from the following aspects： talent training characteristic orientation， optimization of curriculum system， construction of high-level teaching and scientific research team， comprehensive characteristic teaching resource platform， expansion of discipline competition， international training and other aspects of exploration and practice.

Key words： Building Environment and Energy Application Engineering; talent training; Emerging Engineering Education; innovative ability

1947501186253