中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1005-2909(2025)04-0094-10
專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)是人才培養(yǎng)的基本單元,也是應(yīng)對(duì)新工科建設(shè)發(fā)展變化的時(shí)代使命。應(yīng)用型高校占全國(guó)高等教育的一半以上,對(duì)推動(dòng)\"十四五\"高質(zhì)量發(fā)展有著重要影響[2]。國(guó)內(nèi)外形成了以“工程知識(shí)”“工程思維”為不同主導(dǎo)的特色課程體系[3,工科專(zhuān)業(yè)人才更傾向于培養(yǎng)具備系統(tǒng)分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的應(yīng)用型人才,這就需要在工程知識(shí)和工程經(jīng)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)雙向互補(bǔ)和交叉融合。主要實(shí)現(xiàn)方式是構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研一體化的平臺(tái),并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的交叉融合,在課程體系構(gòu)建上形成“螺旋遞進(jìn)\"的總體設(shè)計(jì)。
“螺旋遞進(jìn)\"理念源于20世紀(jì)中葉布魯納結(jié)構(gòu)主義教育課程理論,主張以學(xué)科結(jié)構(gòu)為課程中心、螺旋式編排課程,調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的能力,并建立與之適應(yīng)的課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[4。早期應(yīng)用于自主學(xué)習(xí)模型的研究5,后被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)學(xué)研深度融合的各地方院校實(shí)踐教學(xué)體系建構(gòu)。產(chǎn)學(xué)研行業(yè)背景下,曾德偉等[6對(duì)常州大學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了基本原則的設(shè)計(jì),按照系統(tǒng)性、層次性、創(chuàng)新性三個(gè)方面設(shè)置實(shí)踐教學(xué)體系;羅自生等對(duì)課程群進(jìn)行了雙螺旋教學(xué)模式的探索;王瑞錦等[8對(duì)電子科技大學(xué)軟件工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的螺旋遞進(jìn)式設(shè)計(jì)展開(kāi)研究;滕道明[9]倡導(dǎo)六步螺旋遞進(jìn)教學(xué)法適應(yīng)職業(yè)院校實(shí)踐教學(xué);胡錚等[探索電子信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)“工學(xué)交替、螺旋遞進(jìn)”人才培養(yǎng)模式,實(shí)現(xiàn)崗位和能力的雙重提升。螺旋遞進(jìn)的工學(xué)交替教學(xué)方法,使學(xué)生的思維在抽象化與具體化間不斷轉(zhuǎn)換,對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握與認(rèn)知更加立體,工科專(zhuān)業(yè)最早實(shí)踐,在職業(yè)院校蓬勃發(fā)展,通過(guò)平臺(tái)建設(shè)、時(shí)間層次、實(shí)踐應(yīng)用等不同維度,滿足學(xué)時(shí)學(xué)分的精細(xì)化調(diào)整需求,是工科專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)的有效方法。
一、“螺旋遞進(jìn)”課程體系的構(gòu)建原則
結(jié)合教學(xué)場(chǎng)地的空間、教學(xué)過(guò)程的時(shí)間、實(shí)踐應(yīng)用的檢驗(yàn)等方面,綜合考量系統(tǒng)性、層次性、創(chuàng)新性三個(gè)指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行課程教學(xué)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化,建立多元共享、結(jié)構(gòu)均衡、可持續(xù)發(fā)展的融合型高質(zhì)量課程體系[1]。
(一)空間分布的系統(tǒng)性一產(chǎn)學(xué)研用一體化平臺(tái)
課程體系要解決兩個(gè)問(wèn)題:一是,理論與實(shí)踐的關(guān)系、課程與課程之間的關(guān)系。各教學(xué)環(huán)節(jié)需要根據(jù)人才培養(yǎng)的總體目標(biāo),按照畢業(yè)要求的達(dá)成需求進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的組織,運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的方法,結(jié)合學(xué)生學(xué)情進(jìn)行綜合測(cè)算,分析理論課與實(shí)踐課的先后順序,明確生產(chǎn)實(shí)踐教學(xué)和課堂教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)。二是,在構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用一體化平臺(tái)的基礎(chǔ)上,對(duì)多元主體的教學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)組織,厘清不同教學(xué)階段的關(guān)鍵任務(wù)、明確各教學(xué)主體的責(zé)任義務(wù),實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的全面提升,以及分析解決實(shí)際工程問(wèn)題的雙重育人目標(biāo)。
(二)時(shí)間計(jì)劃的層次性一貫穿本科學(xué)習(xí)全過(guò)程
課程體系由課程模塊呈現(xiàn),課程模塊細(xì)分為課程、知識(shí)點(diǎn)。將各知識(shí)點(diǎn)由淺人深貫穿到本科學(xué)習(xí)的全過(guò)程。以學(xué)生為中心,注重人才培養(yǎng)全過(guò)程中的職業(yè)能力提升主線,按教學(xué)要素整合課程,通過(guò)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)課、實(shí)踐與創(chuàng)新等模塊,培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)、溝通交流的能力[12],按照一定的課程強(qiáng)度,分層整合、逐步浸潤(rùn),充分利用產(chǎn)學(xué)研用的平臺(tái)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展,由人學(xué)階段的基礎(chǔ)理論、認(rèn)知型實(shí)踐到畢業(yè)階段的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、應(yīng)用研究,形成知識(shí)點(diǎn)緊密關(guān)聯(lián)的課程體系。
(三)實(shí)踐應(yīng)用的創(chuàng)新性 一 螺旋遞進(jìn)式能力培養(yǎng)
課程教學(xué)的最終成效通過(guò)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的應(yīng)用研究成果來(lái)體現(xiàn)。構(gòu)建專(zhuān)業(yè)能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)相融合的教學(xué)模式,完成課程體系向育人成效的漸進(jìn)轉(zhuǎn)化[13]。在課程建設(shè)過(guò)程中不斷提升和凸顯專(zhuān)業(yè)特色和地方院校特色,在合作企業(yè)中發(fā)掘科研方向、凝練科學(xué)問(wèn)題,在服務(wù)地方行業(yè)的過(guò)程中提升骨干教師的核心素養(yǎng),在解決區(qū)域發(fā)展的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過(guò)理論和實(shí)踐的不斷循環(huán)過(guò)程,把握學(xué)生全面發(fā)展的特征規(guī)律,運(yùn)用教育理論科學(xué)構(gòu)建課程體系,在生產(chǎn)實(shí)踐中探索教學(xué)方式改進(jìn)路徑。
二、“螺旋遞進(jìn)”課程體系的架構(gòu)
以赤峰學(xué)院建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)為例,為主動(dòng)適應(yīng)新工科產(chǎn)教融合的發(fā)展導(dǎo)向,針對(duì)中國(guó)北方地區(qū)清潔取暖、低碳供熱等問(wèn)題,結(jié)合我校應(yīng)用型轉(zhuǎn)型發(fā)展,瞄準(zhǔn)服務(wù)區(qū)域行業(yè),深度整合了6個(gè)地區(qū)的供熱技術(shù)企業(yè)資源,搭建了“校-研-企-行\(zhòng)"協(xié)同育人平臺(tái)。課程體系上,以北方清潔供熱行業(yè)的人才培養(yǎng)為目標(biāo),將認(rèn)知實(shí)習(xí)提前到入學(xué)第一個(gè)學(xué)期,專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)貫穿本科學(xué)習(xí)全過(guò)程,并以解決供熱企業(yè)的實(shí)際工程問(wèn)題作為高年級(jí)課程和實(shí)踐的主要內(nèi)容,從供熱系統(tǒng)診斷調(diào)試、供熱行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)調(diào)研、供熱系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)三個(gè)方面開(kāi)展教學(xué)評(píng)價(jià),探索形成“以實(shí)踐能力培育為核心,貫穿本科學(xué)習(xí)全過(guò)程,螺旋遞進(jìn)式能力培養(yǎng)\"的課程體系,如圖1所示。
(一)課程體系的總體布局
為解決既有課程體系中的教學(xué)內(nèi)容實(shí)踐體驗(yàn)不強(qiáng)、教學(xué)過(guò)程線下理論授課單一化、教學(xué)評(píng)價(jià)一張卷等問(wèn)題。以實(shí)踐能力培養(yǎng)為抓手,引人行業(yè)專(zhuān)家參與教學(xué)評(píng)價(jià),增加課程設(shè)計(jì)、工程匯報(bào)等過(guò)程性考核方式,在教學(xué)模式、合作模式上探索符合學(xué)生發(fā)展的教學(xué)路徑,通過(guò)OBE理念引導(dǎo)知識(shí)點(diǎn)的主次關(guān)系,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)評(píng)價(jià)三個(gè)方面分析課程體系存在的問(wèn)題,并探索解決途徑[14]。
搭建了“校-研-行-企\"深度融合的平臺(tái),形成四方聯(lián)動(dòng)的效應(yīng)。清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心(研)指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì);依托內(nèi)蒙古供熱工程技術(shù)研究中心、供熱技術(shù)研究專(zhuān)家工作站(研)實(shí)踐指導(dǎo);中國(guó)城鎮(zhèn)供熱協(xié)會(huì)(行)提供行業(yè)評(píng)價(jià)和信息資訊;企業(yè)(企)共建實(shí)踐基地和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),形成北大慶、南濟(jì)南、東赤峰、西呼和浩特的實(shí)習(xí)基地格局,大連、上海等地的技術(shù)企業(yè)響應(yīng)。四方專(zhuān)家共同設(shè)置特色課程、參與專(zhuān)業(yè)教學(xué),使用真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境開(kāi)展浸潤(rùn)式實(shí)景、實(shí)操、實(shí)地教學(xué),解決了校企合作互動(dòng)不足、協(xié)作育人效果不佳的問(wèn)題,同時(shí)解決了引企人教深度不足、教學(xué)主體單一的問(wèn)題;調(diào)整實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目、增加實(shí)踐學(xué)時(shí)比例,完善重構(gòu)了課程體系,引導(dǎo)行業(yè)企業(yè)深度參與,推動(dòng)了課程內(nèi)容與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)流程等科學(xué)對(duì)接,解決了教學(xué)內(nèi)容滯后于區(qū)域行業(yè)發(fā)展問(wèn)題,以及學(xué)生就業(yè)后需要二次培養(yǎng)的問(wèn)題;增加了過(guò)程性考核,側(cè)重考核學(xué)生復(fù)雜工程問(wèn)題解決、團(tuán)隊(duì)協(xié)同等方面的能力評(píng)價(jià),解決了傳統(tǒng)課程評(píng)價(jià)“期末一張卷,學(xué)生死記硬背”不能真正反映學(xué)生能力、不能有效驅(qū)動(dòng)教與學(xué)的問(wèn)題,解決了考試評(píng)價(jià)單一、缺乏綜合素質(zhì)能力評(píng)價(jià)機(jī)制的問(wèn)題。
“校-研-行-企\"全過(guò)程全環(huán)節(jié)深度參與實(shí)踐教學(xué)的計(jì)劃、安排、部署、指導(dǎo)、答辯、總結(jié)等,企業(yè)提供場(chǎng)地、儀器設(shè)備,技術(shù)骨干與教師聯(lián)動(dòng)、全程指導(dǎo),所有實(shí)踐環(huán)節(jié)都進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)化。學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中,達(dá)到認(rèn)知學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作、問(wèn)題研究的目的。
(二)以實(shí)踐能力為主線的實(shí)踐教學(xué)課程體系建設(shè)
應(yīng)用型本科的實(shí)踐教學(xué)從入校開(kāi)始,以實(shí)習(xí)基地群的建設(shè)和項(xiàng)目化實(shí)踐展開(kāi),分布在本科階段的8個(gè)學(xué)期,圍繞知識(shí)浸潤(rùn)生產(chǎn)實(shí)踐的方式構(gòu)建實(shí)踐課程體系。根據(jù)學(xué)校定位,結(jié)合專(zhuān)業(yè)特色建設(shè),以低碳供熱為特色方向的建環(huán)專(zhuān)業(yè),由淺入深地實(shí)行認(rèn)知到應(yīng)用研究的不同階段設(shè)計(jì),構(gòu)筑了“技術(shù)-技能-應(yīng)用研究\"的三個(gè)階段,形成\"專(zhuān)業(yè)-校內(nèi)-企業(yè)-行業(yè)\"四層次全周期遞進(jìn)式的實(shí)踐育人體系[15]。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)設(shè)置強(qiáng)度不等的實(shí)驗(yàn),專(zhuān)業(yè)課中結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐項(xiàng)目,與企業(yè)導(dǎo)師通過(guò)線上線下混合教學(xué)的模式,設(shè)置帶有課程設(shè)計(jì)性質(zhì)的\"大作業(yè)”,采取“探索-翻轉(zhuǎn)-應(yīng)用\"模式進(jìn)行深層次知識(shí)應(yīng)用的教學(xué)引導(dǎo)[16,課程上設(shè)計(jì)2~4個(gè)研究性命題,融入一線先進(jìn)生產(chǎn)者的榜樣性思政元素,探索課程為國(guó)家建設(shè)的作用點(diǎn)。隨著教學(xué)的展開(kāi),生產(chǎn)實(shí)踐研究的比例不斷提高,在第八學(xué)期由學(xué)生獨(dú)立完成研究工作,向國(guó)家級(jí)的專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)會(huì)議投稿,并進(jìn)行公開(kāi)交流,與行業(yè)精英同臺(tái)論道。實(shí)現(xiàn)“課程教學(xué)-畢業(yè)要求-行業(yè)需求\"三者的同頻共振。
以實(shí)踐為中心的課程體系,強(qiáng)調(diào)實(shí)踐學(xué)時(shí)的比重和形式的多樣化。首先,強(qiáng)化集中實(shí)踐的內(nèi)涵和層次性,根據(jù)行業(yè)需求,經(jīng)行業(yè)專(zhuān)家論證,確定集中實(shí)習(xí)實(shí)踐項(xiàng)目9個(gè),共計(jì)40周,貫穿整個(gè)大學(xué)階段。一年級(jí)認(rèn)知實(shí)習(xí)2周、金工實(shí)習(xí)3周;二年級(jí)供熱運(yùn)行實(shí)習(xí)3周、市政實(shí)習(xí)2周、燃?xì)馍a(chǎn)與輸配實(shí)習(xí)2周;三年級(jí)熱網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)及診斷4周、供熱調(diào)研4周;四年級(jí)熱源運(yùn)行實(shí)習(xí)4周、畢業(yè)設(shè)計(jì)16周。其次,實(shí)踐項(xiàng)目作為理論教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn),融人理論教學(xué)。27門(mén)專(zhuān)業(yè)課程中有13門(mén)課程設(shè)置了“大作業(yè)”,占比為 48% ,每門(mén)課程3~4項(xiàng)。選題為工程常見(jiàn)、企業(yè)亟需、學(xué)術(shù)熱點(diǎn)問(wèn)題,學(xué)生按照4\~5人一組,隨機(jī)分配,課外協(xié)作完成“大作業(yè)”。教師從工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)解決方案等方面給予指導(dǎo)和評(píng)價(jià),重點(diǎn)考查學(xué)生專(zhuān)業(yè)技術(shù)素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。部分課程大作業(yè)匯報(bào)學(xué)時(shí)比例如圖2所示。工程表達(dá)的課時(shí)占課程教學(xué)的 10% 以上,以項(xiàng)目課題的形式,讓學(xué)生體驗(yàn)項(xiàng)目管理、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的工作定位,在任務(wù)中逐步形成職業(yè)素養(yǎng),強(qiáng)調(diào)全面育人的過(guò)程在課堂中的呈現(xiàn)。最后,考核方式全面引人行業(yè)評(píng)價(jià),形成從課程到畢業(yè)設(shè)計(jì)的多元化課程考核方式。課程考核取締“一張卷”,采用以大作業(yè)答辯、開(kāi)卷考試、閉卷考試等結(jié)合為主,兼顧課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、問(wèn)題討論等形式。評(píng)價(jià)結(jié)果參考教師、自評(píng)、組內(nèi)互評(píng)、組間互評(píng)的多角度評(píng)價(jià);集中實(shí)踐考核通過(guò)分組PPT匯報(bào)、工程報(bào)告、科技論文等形式,參評(píng)人包含指導(dǎo)教師、帶隊(duì)教師、其他高校的學(xué)生、企業(yè)代表等。從任務(wù)完成的社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)上,以工程方案評(píng)審的要求標(biāo)準(zhǔn)給學(xué)生完成的工作評(píng)分。畢業(yè)設(shè)計(jì)聚焦供熱行業(yè)亟待解決的工程熱點(diǎn),畢業(yè)論文體現(xiàn)學(xué)術(shù)前沿的研究?jī)?nèi)容,包括設(shè)備研發(fā)與測(cè)試、新技術(shù)應(yīng)用的效能評(píng)估、既有運(yùn)行系統(tǒng)的優(yōu)化方案設(shè)計(jì)、國(guó)內(nèi)外供熱領(lǐng)域的調(diào)查研究等方面展開(kāi)應(yīng)用研究,聯(lián)動(dòng)行業(yè)專(zhuān)家、企業(yè)骨干、學(xué)校教師等多方共同指導(dǎo),每名學(xué)生至少配備三位指導(dǎo)教師,形成的成果在經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)后提交中國(guó)城鎮(zhèn)供熱技術(shù)委員會(huì),由相關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行評(píng)審,并在中國(guó)供熱學(xué)術(shù)年會(huì)上公開(kāi)交流。
上述課程體系框架中,總體實(shí)踐學(xué)時(shí)約占總學(xué)時(shí)的 45% ,實(shí)踐學(xué)分占總學(xué)分的比例超 30% 。通過(guò)優(yōu)化課程內(nèi)容、改革教學(xué)方法及評(píng)價(jià)方式,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效率、課內(nèi)外教學(xué)質(zhì)量得以充分提高。
(三)螺旋遞進(jìn)式提升學(xué)生的綜合能力
1.以學(xué)年為周期的螺旋式教學(xué)規(guī)劃
形式的多樣化體現(xiàn)在實(shí)習(xí)實(shí)踐按照認(rèn)知過(guò)程的梯級(jí)分類(lèi),如圖3所示。在認(rèn)知實(shí)踐后,將專(zhuān)項(xiàng)實(shí)操能力訓(xùn)練設(shè)計(jì)為\"技術(shù)訓(xùn)練”,分析和解決專(zhuān)項(xiàng)問(wèn)題的能力訓(xùn)練設(shè)計(jì)為\"技能訓(xùn)練”,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工程問(wèn)題、分析問(wèn)題特征、設(shè)計(jì)技術(shù)方案并實(shí)踐驗(yàn)證的綜合訓(xùn)練命名為“應(yīng)用研究”。從行業(yè)基礎(chǔ)的操作,經(jīng)過(guò)專(zhuān)項(xiàng)工程設(shè)計(jì),進(jìn)而到科學(xué)問(wèn)題的應(yīng)用研究,形成逐級(jí)遞進(jìn)的要求梯度。并將此過(guò)程濃縮在每學(xué)年,按照\(chéng)"技術(shù)-技能-應(yīng)用研究\"組織教學(xué),形成全過(guò)程和分階段的螺旋遞進(jìn)的學(xué)習(xí)過(guò)程,培養(yǎng)面向行業(yè)發(fā)展前沿問(wèn)題自覺(jué)開(kāi)展\"專(zhuān)項(xiàng)調(diào)研-工程設(shè)計(jì)-診斷調(diào)試\"的職業(yè)習(xí)慣,有效提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的綜合能力。技術(shù)訓(xùn)練,側(cè)重對(duì)工作方法的學(xué)習(xí)和行業(yè)基本操作技能,主要關(guān)注金工實(shí)習(xí)、熱網(wǎng)調(diào)節(jié)、燃?xì)鉄嵩础⑷細(xì)廨斉?、市政管網(wǎng)的工作流程的了解、施工工藝的重現(xiàn),通過(guò)實(shí)踐活動(dòng),對(duì)專(zhuān)業(yè)一線技術(shù)人員的工作性質(zhì)、工作內(nèi)容進(jìn)行全面認(rèn)知,同時(shí)對(duì)專(zhuān)業(yè)所需的知識(shí)體系有一個(gè)總體印象,理論課程匹配學(xué)科基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、通識(shí)課程,總體上是通識(shí)教育從宏觀向具體問(wèn)題的逐步展開(kāi)、專(zhuān)業(yè)課程從通用性問(wèn)題向?qū)I(yè)性問(wèn)題的逐步演進(jìn)過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,形成正確的行業(yè)認(rèn)識(shí)、地方需求的主觀印象。技能訓(xùn)練,側(cè)重專(zhuān)業(yè)建設(shè)方向的具體化專(zhuān)業(yè)能力的強(qiáng)化。主要開(kāi)展供熱熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三部分的專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查和測(cè)試,并從中調(diào)查系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)、提取系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)并分析工藝節(jié)能潛力、進(jìn)而對(duì)某項(xiàng)目的工藝環(huán)節(jié)提出優(yōu)化方案。理論知識(shí)圍繞分析方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)、現(xiàn)代工具,結(jié)合各地企業(yè)的優(yōu)秀案例進(jìn)行教學(xué),展開(kāi)調(diào)研和實(shí)測(cè),并按照工程中的班組形式進(jìn)行理論學(xué)習(xí)分組、實(shí)踐項(xiàng)目分組,在不同的分組條件下體會(huì)個(gè)人與團(tuán)隊(duì)、項(xiàng)目的組織與管理的復(fù)雜性,并要求學(xué)生嘗試在不同工程環(huán)境背景下探索最優(yōu)工程方案。應(yīng)用研究是在大量的實(shí)踐過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)工程現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題并逐步歸類(lèi)分析、理論提升,并設(shè)計(jì)解決方案、組建團(tuán)隊(duì)、明確分工和任務(wù),自主設(shè)計(jì)任務(wù)的流程和目標(biāo),階段性成果和潛在風(fēng)險(xiǎn),由指導(dǎo)教師協(xié)助組成企業(yè)、行業(yè)、高校協(xié)同的指導(dǎo)團(tuán)隊(duì),保障研究工作的順利完成。
如圖3所示,以學(xué)期為周期形成了“理論-實(shí)踐\"循環(huán)遞進(jìn),深入研究探索課程與實(shí)踐的關(guān)系,分為專(zhuān)業(yè)科普知識(shí)的“認(rèn)知性實(shí)習(xí)”、先授課再實(shí)踐的“驗(yàn)證性實(shí)習(xí)”先實(shí)習(xí)再授課的“探究性實(shí)習(xí)”。在每個(gè)學(xué)期內(nèi),同樣按照問(wèn)題的調(diào)研和提出、工程專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練、實(shí)踐檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)的學(xué)習(xí)過(guò)程,形成認(rèn)知過(guò)程的小循環(huán)。從知識(shí)的覆蓋面上,自低年級(jí)向高年級(jí)逐級(jí)具體化;從知識(shí)的深度和專(zhuān)業(yè)細(xì)分上,逐步專(zhuān)題化?!皺M向束窄、縱向延伸”,培養(yǎng)供熱行業(yè)的專(zhuān)門(mén)人才,為區(qū)域和地方發(fā)展提供掌握最新技術(shù)和研究方法的“準(zhǔn)工程師”。按照不同的知識(shí)類(lèi)型,在理論與實(shí)踐的學(xué)習(xí)程序上感受二者一體兩面的特性,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增加學(xué)生分析問(wèn)題的視角,逐步培養(yǎng)多維思考的明辨性思維模式。在知識(shí)深度上,大一以通識(shí)課、專(zhuān)業(yè)認(rèn)知為主;二年級(jí)側(cè)重專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基本實(shí)操技術(shù)的應(yīng)用技能;大三進(jìn)行專(zhuān)業(yè)核心課程的理論學(xué)習(xí),實(shí)踐在偏向末端節(jié)能診斷的熱網(wǎng)測(cè)試、側(cè)重城鄉(xiāng)能源發(fā)展的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研兩方面展開(kāi)專(zhuān)項(xiàng)研究;大四提升和拓展綜合能力的理論課,開(kāi)展熱源調(diào)節(jié)對(duì)熱網(wǎng)和末端影響的綜合優(yōu)化實(shí)習(xí),并在供熱系統(tǒng)中提出典型工程問(wèn)題進(jìn)行應(yīng)用研究,形成畢業(yè)論文。形成了理論實(shí)踐的循環(huán)交替中,對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的梯級(jí)遞進(jìn)學(xué)習(xí)過(guò)程。
3.以課程知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容確定教學(xué)安排
教學(xué)安排的三部六級(jí)、雙向互動(dòng):專(zhuān)業(yè)課程按照主要研究的方向,細(xì)分為室內(nèi)外環(huán)境控制、冷熱源及設(shè)備、能源輸配系統(tǒng)三部分;集中實(shí)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)形成基礎(chǔ)實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)兩級(jí);理論課程分為數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)特色、專(zhuān)業(yè)核心四級(jí)。在課程設(shè)置的時(shí)間上按照遞進(jìn)的原則設(shè)計(jì),如圖4所示。課程類(lèi)型一致的,按照課程授課時(shí)間進(jìn)行遞進(jìn)排序;在同一部分、不同課程類(lèi)型的,按照先基礎(chǔ)后專(zhuān)業(yè)、先核心再拓展的原則排課,并注重同學(xué)期課程間的互相作用。如第5學(xué)期課程,以供熱工程為核心,建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)提供測(cè)試工具的使用方法;水處理與設(shè)備、管道設(shè)計(jì)施工等課程關(guān)注管道設(shè)備的化學(xué)影響、受力狀態(tài)及環(huán)境變化對(duì)供熱系統(tǒng)的影響,研究從施工到運(yùn)行的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)與解決方案;經(jīng)濟(jì)與工程管理由企業(yè)運(yùn)行主管的工程師授課,從企業(yè)管理的角度介紹供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)手段、供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)策略和決策方法。共同圍繞建筑熱負(fù)荷、庭院管網(wǎng)的兩個(gè)供熱工程主題展開(kāi)教學(xué),形成了內(nèi)蒙古自治區(qū)一流實(shí)踐課程供熱工程熱網(wǎng)測(cè)試部分的理論前序課程基礎(chǔ)。
注:圖內(nèi)各課程均為簡(jiǎn)寫(xiě),課程名稱(chēng)前的數(shù)字為開(kāi)設(shè)學(xué)期,課程名稱(chēng)后的數(shù)字為課程學(xué)分。如\"6流體管網(wǎng)與熱量輸配.5\"表示開(kāi)設(shè)在第6學(xué)期的課程流體管網(wǎng)與熱量輸配學(xué)分為2.5。
4.以模塊為單位組織課程教學(xué)實(shí)施
在課程教學(xué)要求上,注重各學(xué)科的交叉融合和知識(shí)結(jié)構(gòu)的前后銜接。如結(jié)合建筑、機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程制圖;建筑工程基礎(chǔ)要求側(cè)重機(jī)電結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)的碰撞與交叉;新興的大數(shù)據(jù)與人工智能(AI)與電工電子、單片機(jī)等課程前后銜接,將供熱系統(tǒng)的硬件調(diào)試與負(fù)荷模擬預(yù)測(cè)的大數(shù)據(jù)控制措施緊密結(jié)合,形成傳感器、執(zhí)行器、控制邏輯等教學(xué)內(nèi)容的小學(xué)時(shí)緊湊化設(shè)置,呼應(yīng)“雙碳”目標(biāo),為智慧供熱供燃?xì)獾葘?zhuān)業(yè)課奠定基礎(chǔ)。在各學(xué)科之間探索低年級(jí)完成各學(xué)科基礎(chǔ)課程教學(xué)的要求,為三年級(jí)開(kāi)展專(zhuān)題性、模塊化的學(xué)期課程做好充分準(zhǔn)備。按照專(zhuān)業(yè)建設(shè)的核心任務(wù),供熱工程、城市能源系統(tǒng)為本專(zhuān)業(yè)最重要課程;流體管網(wǎng)與熱量輸配、燃?xì)馊紵c輸配等作為課題研究的主要內(nèi)容;建筑設(shè)備自動(dòng)化、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)是行業(yè)研究的熱點(diǎn)。在核心課程中進(jìn)行層次分類(lèi),并合理設(shè)計(jì)課程學(xué)時(shí)學(xué)分,滿足教學(xué)深度和教學(xué)學(xué)時(shí)的匹配。1—4學(xué)期的課程,數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)與工程基礎(chǔ)相互交叉,課程內(nèi)容中體現(xiàn)相關(guān)學(xué)科的知識(shí),5—7學(xué)期的課程展開(kāi)為不同模塊主題,如第五學(xué)期圍繞熱網(wǎng)運(yùn)行的節(jié)能診斷與調(diào)試,第六學(xué)期掌握熱源不同形式與技術(shù)特點(diǎn),第七學(xué)期開(kāi)展新技術(shù)與技術(shù)影響評(píng)估方法的知識(shí)拓展,共同服務(wù)第八學(xué)期的綜合性應(yīng)用研究。以相關(guān)學(xué)科為參照,形成獨(dú)立的遞進(jìn)結(jié)構(gòu),如供熱技術(shù)類(lèi)課程,二年級(jí)的工程熱力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué);三年級(jí)的供熱工程、城市能源系統(tǒng)、四年級(jí)熱泵技術(shù);電氣控制類(lèi)課程:一年級(jí)開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ),二年級(jí)開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)與人工智能(AI)、電工電子技術(shù)、單片機(jī),三年級(jí)開(kāi)設(shè)機(jī)械工程基礎(chǔ)、建筑設(shè)備自動(dòng)化,四年級(jí)開(kāi)設(shè)智慧供熱供燃?xì)狻?/p>
在不同的相關(guān)學(xué)科知識(shí)中,體現(xiàn)逐級(jí)遞進(jìn)的學(xué)習(xí)理念;在學(xué)習(xí)過(guò)程中,設(shè)計(jì)以實(shí)踐為主題的模塊化課程體系;在認(rèn)知過(guò)程中,從提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案到工程評(píng)估的學(xué)習(xí)過(guò)程。多方耦合,在“校-研-行-企\"的平臺(tái)上展開(kāi),形成特色鮮明的課程體系。
三、課程體系改革成效
(一)參照規(guī)范、產(chǎn)出導(dǎo)向的課程體系
按照《高等學(xué)校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程本科指導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)規(guī)范》對(duì)專(zhuān)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的要求,在滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)門(mén)人才需求的基礎(chǔ)上,重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,在寬口徑基礎(chǔ)上辦好本專(zhuān)業(yè)。多樣化與規(guī)范性相統(tǒng)一,以供熱為目標(biāo)的人才培養(yǎng),在力學(xué)、熱力學(xué)原理方法上,突出與供熱設(shè)備結(jié)合的熱質(zhì)交換、水泵、熱泵原理與應(yīng)用技術(shù),流體管網(wǎng)中突出城市級(jí)的環(huán)狀管網(wǎng)課程設(shè)計(jì)要求。拓寬專(zhuān)業(yè)口徑,為滿足供熱運(yùn)行企業(yè)的人才要求,結(jié)合行業(yè)用人需求,增設(shè)了熱源系統(tǒng)、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展兩方面的專(zhuān)題課程,以滿足城市與農(nóng)村資源稟賦、能源環(huán)境發(fā)展與供熱系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化等方面的特殊需求。
(二)育人方式的轉(zhuǎn)變與成效的提升
1.圍繞實(shí)踐教學(xué)構(gòu)建的課程體系
課程體系實(shí)施改革前,實(shí)踐內(nèi)容以空調(diào)、公共建筑暖通設(shè)計(jì)等為主,特色不鮮明,設(shè)計(jì)內(nèi)容滯后于行業(yè)。調(diào)整后的課程體系圍繞供熱系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐展開(kāi),培養(yǎng)目標(biāo)直接面向行業(yè)人才需求,強(qiáng)化鍛煉學(xué)生工程能力的同時(shí),對(duì)教師的教學(xué)、科研、服務(wù)地方能力實(shí)現(xiàn)全面提升。夏季實(shí)習(xí)關(guān)注行業(yè)共性問(wèn)題,冬季重點(diǎn)解決供熱運(yùn)行、調(diào)節(jié)等系列問(wèn)題。內(nèi)容上增加典型工程的診斷調(diào)試、面向行業(yè)的專(zhuān)項(xiàng)調(diào)研、綜合性工程設(shè)計(jì)等實(shí)踐項(xiàng)目;方法上,行業(yè)專(zhuān)家深入課堂教學(xué)、實(shí)踐項(xiàng)目浸入理論教學(xué)、集中實(shí)踐浸入每學(xué)期、生產(chǎn)問(wèn)題浸入畢業(yè)設(shè)計(jì),通過(guò)大作業(yè)對(duì)學(xué)生的技術(shù)水平、工程表達(dá)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作進(jìn)行綜合培養(yǎng)。校企合作人才培養(yǎng)體系、實(shí)踐教學(xué)模式分獲2018、2022年內(nèi)蒙古自治區(qū)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。
2.思政元素的融入與實(shí)施
“課程思政”是新時(shí)代對(duì)高校教育工作提出的新要求,全程、全員、全方位育人是高校土木工程教育的必然目標(biāo)[17]。專(zhuān)業(yè)實(shí)踐是思政體系設(shè)計(jì)的重要組成部分,課程內(nèi)容上,圍繞專(zhuān)業(yè)發(fā)展史、社會(huì)發(fā)展史,結(jié)合集中實(shí)踐中的典型工程案例、先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)過(guò)程,融入愛(ài)國(guó)情懷、工匠精神、工程倫理、民族情懷等思政元素,通過(guò)線上教學(xué)資料發(fā)布、課堂案例講述、小組學(xué)習(xí)匯報(bào)中的認(rèn)知分享等步驟完成。線上線下混合教學(xué)的模式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)、翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源,深人挖掘課程思政元素,融人CFD模擬案例教學(xué)中,提升學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力[18]。通過(guò)社會(huì)熱點(diǎn)結(jié)合典型工程引入創(chuàng)設(shè)情境、頭腦風(fēng)暴設(shè)定角色身份和工作任務(wù)、查閱資料并形成課堂討論、小組互評(píng)并總結(jié)反饋,在對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的分析和探索中鞏固知識(shí)綜合運(yùn)用的能力,并形成正確的工程表達(dá)、增強(qiáng)對(duì)工程與社會(huì)的綜合認(rèn)知[19]。
3.緊跟行業(yè)發(fā)展的學(xué)術(shù)應(yīng)用研究與效果檢驗(yàn)
課程體系實(shí)施后,畢業(yè)設(shè)計(jì)真題真做比例大幅提升,對(duì)就業(yè)的導(dǎo)向作用效果顯著。第三方本科畢業(yè)生評(píng)價(jià)顯示,實(shí)際工作崗位需求的核心知識(shí)、培養(yǎng)效果、設(shè)計(jì)教育與培訓(xùn)、工程與技術(shù)等方面的知識(shí)滿足度 87% ;畢業(yè)生就業(yè)率 100% ,工作與專(zhuān)業(yè)相關(guān)度 100% 、學(xué)生反饋課程重要程度 95% 。組織學(xué)生參與企業(yè)的熱網(wǎng)節(jié)能診斷5個(gè)年度,服務(wù)4個(gè)企業(yè)共60個(gè)小區(qū)的冬季供熱,參與行業(yè)調(diào)研5次,調(diào)研范圍覆蓋10余個(gè)省市、參與省級(jí)技術(shù)報(bào)告1份。
本科生在校期間獲得\"挑戰(zhàn)杯”二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng),署名參與市級(jí)科研項(xiàng)目1項(xiàng),全國(guó)高校BIM畢業(yè)設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)各1組。自2018年連續(xù)5屆本科生在全國(guó)供熱學(xué)術(shù)大會(huì)上獲評(píng)優(yōu)秀論文近30篇、9人次獲熱力新秀獎(jiǎng),3項(xiàng)優(yōu)秀論文金獎(jiǎng),學(xué)校連續(xù)3年獲評(píng)優(yōu)秀組織獎(jiǎng)。該會(huì)議每年僅評(píng)出不超過(guò)10項(xiàng)供熱新秀和金獎(jiǎng)?wù)撐模喾鍖W(xué)院的本科生論文占 10%~20% 。
四、結(jié)語(yǔ)
面向新工科的應(yīng)用型高校課程體系建設(shè),構(gòu)建側(cè)重實(shí)踐教學(xué)的課程體系,是發(fā)展區(qū)域性辦學(xué)的有效途徑。在\"新工科\"的建設(shè)背景下,面向“雙碳”目標(biāo)的人才需求變化,以O(shè)BE的理念設(shè)計(jì)和調(diào)整專(zhuān)業(yè)辦學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo),是高等教育工作者始終不渝的使命。“螺旋遞進(jìn)\"的課程體系,經(jīng)過(guò)4輪畢業(yè)生的實(shí)踐檢驗(yàn),是有效可行的。通過(guò)該課程體系的教學(xué)實(shí)踐,對(duì)學(xué)生深人理解專(zhuān)業(yè)、熱愛(ài)專(zhuān)業(yè)、較早地投入專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,由被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí),從而大幅度提高了學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果,培養(yǎng)出特色鮮明的區(qū)域性地方專(zhuān)門(mén)人才。
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Construction and practice of the three parts and six levels, spiral progressive curriculum system for building environment and energy application engineering specialty
WANG Chunlin,LI Xinyang,SHI Hongyan (School of Resources, Environment and Architectural Engineering, Chifeng University, Chifeng 024000, P. R. China)
Abstract:Under the background of carbon peaking and carbon neutrality,there are new missions and requirements for talent cultivation in the fields of architectureand energy,and the curiculum system provides paths and tools for achieving the goals of talent cultivation.It is an urgent task to construct an undergraduate curriculum system of three parts, six levels,spiral progresson and two-way interaction based on the industryuniversity-research integration platform,emphasizing the feedback efectof practical teaching on currculum knowledge.This paper explores the research directions of professional courses,forms of centralized practice and theoretical courses.Practice has proven that the teaching research and reform ispromoted,and the construction path of the curriculum system to actively adapt to the development of the industry and the deep integration of schools and enterprises to meet local needs is effective.Considering the three indicators of systematicness, hierarchy and innovation,the design and optimization method of the curriculum teaching system structure meets the design requirements of curriculum system of applied undergraduate colleges .
Key words: curriculum system; practical teaching; spiral progression; industry-education integration
(責(zé)任編輯 鄧 云)