建环专业论文范文

2022-05-09

第一篇:建环专业论文范文

绿色建筑技术融入建环专业课程体系探讨

摘要:中国绿色建筑已经进入全面发展阶段,绿色建筑理念大众化之前,必须在建筑从业人员中普及化,从事建筑业相关工作的大学生有必要清楚绿色建筑知识技术与评价标准。绿色建筑理念与建筑环境与能源应用工程专业课程体系的融合,是当前绿色建筑全面发展的必然要求。将课程体系分成七个模块,将绿色建筑技术添加到七个课程群中详细论述,形成具有绿色理念的专业培养方案,科学地设计知识结构以此来适应绿色建筑发展的需要。

关键词:绿色建筑; 建筑环境与能源应用工程; 教学改革; 课程体系

有限的资源和脆弱的环境是全球发展面临的两大问题,为实现人类的可持续发展,必须高度关注环境问题。绿色建筑的核心就是“节约资源”和“保护环境”。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。随着国家《绿色建筑评价标准》和《建筑工程绿色施工评价标准》的发布,要求从建设全过程对建筑的绿色节能进行控制,绿色建筑已经成为建筑行业发展的趋势。建筑环境与能源应用工程专业(以下简称建环专业)毕业生绝大多数都将从事建筑业相关的工作,顺应形势要求,把绿色建筑理念尽快融入建环专业教学已成为当前专业教师的首要任务。

绿色建筑从无到有,从试点到大面积推广,实现了跨越性发展。但是,高校还存在知识传授滞后于社会发展需求的现象。针对建环专业来说,只有个别学校在单门课程中应用绿色建筑技术,很难见到绿色建筑理念在课程体系中的应用情况。

人才培养模式必须通过完善的课程体系实现,紧密关注绿色建筑行业动态,进行课程体系调整,适时引入绿色建筑行业标准,与时俱进更新教学内容,重构理论教学体系。从教学内容上看,绿色建筑包括节地与室外环境、节能与

能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理和运营管理七个方面,涉及建筑环境与能源应用工程、建筑学、土木工程、建筑材料和工程管理等诸多学科[1]。其中节能、节水、室内环境质量、施工管理、运营管理和部分节地内容与建环专业紧密相关。将这些绿色建筑技术与标准分别添加到建环专业的课程体系中,形成七個模块的教学内容改革,进行七个模块课程群建设。

一、建筑环境学教学内容建设

建筑环境学主要由建筑外环境、室内空气品质、室内热湿环境、建筑声环境、建筑光环境以及人对热湿环境的反应等知识组成,涉及建筑、热工、声、光、地理、气象、材料、生理、心理及生物等多门学科。这门课与GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》中节地与室外环境部分的光污染控制、环境噪声控制、自然通风和降低热岛强度条款紧密相关。在教学内容上,既要灌输“以人为本”、舒适与健康的环境设计理念,又要关注能源消耗、环境保护问题, 改善建筑物的风、光、热、声等物理环境,在保证舒适度的基础上节约建筑能耗[2]。引导学生利用课余时间,通过网络教学资源,自学环境模拟软件,进行绿色建筑设计方案研究,包括自然通风、自然采光、热舒适性能等软件模拟。

二、传热学、热质交换原理与设备、供热工程、暖通空调系统教学内容建设

这是一些跟热传递有关的课程群,涉及供暖、通风与空调等热质交换系统和设备,是绿色建筑节能与能源利用的重要内容。在教学过程中,除了要有意识地培养学生的节能、环保意识,培养学生用创造性思维解决实际专业问题的能力,还要讲清与节能紧密相关的供暖空调系统的冷热源机组能效、热水循环泵的耗电输热比、风机的单位风量耗功率等内容。增加新能源知识,包括地下水源热泵、土壤源热泵、污水源热泵、太阳能采暖制冷等可再生能源应用技术知识。

三、建筑给排水、流体输配管网教学内容建设

在课程中增设绿色建筑节水与水资源利用的教学内容,是当前绿色建筑发展的迫切需要。在教学过程中着重对《绿色建筑评价标准》中“节水与水资源利用”的各条文进行详细分析与讲解,并运用案例教学法,将工程实践与理论相结合,指导学生相关内容的学习,在节水系统上避免管网漏损,在节水器具上选择用水效率等级较高的卫生器具,合理使用非传统水源,增加中水回用系统、雨水收集系统、太阳能热水系统等内容。

四、计算机应用基础、工程制图、CAD绘图教学内容建设

在传统计算机应用技术基础上,增加建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)内容讲授。BIM是在CAD技术基础上发展的多维模型信息集成技术,是一种全寿命周期管理建设信息化方法,贯穿建设项目的规划、设计、采购、施工和运营等各阶段,为建设项目各参与方提供协同管理工作和信息交流的平台[3]。当前BIM技术主要应用于辅助设计、可视化展示、碰撞检测和施工进度模拟等方面。应用BIM技术可以有效解决绿色建筑设计中存在的各个专业和环节之间无法协同的问题,可以运用数字化平台进行绿色建筑的模拟分析、优化设计、施工设计以及运行维护管理,数字化模拟技术对绿色建筑设计起到革命性改变,在科研和工程领域也得到广泛应用,对推动中国绿色建筑良性发展意义重大。

五、自动控制原理、建筑测试技术、建筑设备自动化内容建设

建筑的运行阶段占整个建筑生命周期的 95%以上,因此运行管理模式和策略关系到绿色建筑建设的成败,是实现绿色建筑内涵的关键。系统的智能化控制和节能管理是控制建筑实际能耗,实现终端能耗下降的关键环节。 在“智能化”课程群的授课中,增加绿色建筑运营管理的部分内容,让学生明白在保证系统正常运行的前提下,尽可能做到以人为本、环境友好、运行高效,保证智能化系统的运行效果满足建筑运行与管理的需要。为保证绿色建筑高效节能运行,在绿色建筑中应进行综合效能调适。综合调适的目的是使建筑在动态负荷变化和实际使用功能复杂的情况下,使建筑各个系统满足用户的使用要求,构建能源管控平台,对绿色建筑的能源消耗情况实时监控,通过统计分析、数据挖掘等方法,对建筑能耗数据进行综合分析和预测预警,为绿色建筑高效运行提供全方位的信息支撑,是加强绿色建筑能源管理、提升能源使用率的重要管理手段。

六、 电工电子学、建筑电气课程内容建设

在不改变教学大纲的前提下,对课程适度调整,增加绿色建筑相关内容,有针对性地将绿色建筑理念与技术方法融入教学环节,增加绿色建筑节能与能源利用部分的照明与电气内容,明确照明系统要采取分区、定时、感应等节能控制措施,照明功率密度值要达到现行国家标准规定的目标值,合理选择变压器等节能型电气设备。

七、建筑设备施工经济与组织、建筑设备施工技术课程内容建设

绿色施工是指工程建设中,在保证质量、安全等基本要求的前提下,通过科学管理和技术进步,最大限度地节约资源和减少对环境的负面影响,是项目建设做到“四节一环保”的关键。 在课堂教学中,讲授绿色施工的理念,增加绿色施工技术及绿色施工管理内容。在进行施工组织设计时,对施工策划、材料采购、现场施工、工程验收等阶段均进行控制,加强对整个施工过程的管理与监督。

八、结语

绿色建筑已经获得世界范围内的广泛认同,正在蓬勃发展,中国启动绿色建筑至今已经十年,十年来,随着中国绿色建筑政策的不断完善、标准体系的不断完备、绿色建筑实施的不断深入,以及国家对绿色建筑支持力度的不断加大,绿色建筑规模以年均翻番的速度持续增长。中国绿色建筑发展已经从示范起步进入规模发展阶段,迫切需要加大

对绿色建筑教学的研究,紧跟时代步伐,将绿色建筑的理论和技术尽快融入课程,将绿色建筑纳入传统建环专业教学体系,形成具有绿色理念的专业培养方案,主动适应绿色建筑发展的要求,探索新的教学培养模式。

参考文献:

[1]王薇,周圆圆. 基于绿色建筑教育目标的建筑设计课程创新教学模式研究[J]. 廊坊師范学院学报:自然科学版,2014,14(5): 107-108.

[2]党睿,王立雄,刘刚.跨学科背景下绿色建筑模拟技术教学方法研究[J]. 高等建筑教育,2014,23(6):100-102.

[3]黄锦涛.BIM技术在绿色建筑中的应用[J].山西建筑,2015,41(8):206-207.

(编辑 周 沫)

作者:顾祥红 李晓颖 赵剑峰

第二篇:建环专业“卓越计划”人才培养模式改革探讨

doi:10.11835/j.issn.1005-2909.2013.03.006

收稿日期:2012-08-14

基金项目:广东省高等教育教学改革项目(2012316);广州市高等学校教育教学改革研究项目

作者简介:丁云飞(1967-),男,广州大学土木工程学院教授,博士,主要从事暖通空调技术的研究,(Email)dingyf@126.com。

摘要:文章在分析“卓越计划”人才培养模式的基础上,对建筑环境与设备工程专业“卓越计划”人才培养体系进行了探讨,并结合社会对该专业人才的新要求,提出将传统的生产实习环节细分为设备制造生产实习、设备管理生产实习和设备安装生产实习三个阶段,制订了融合递进式企业实践环节培养方案。

关键词:“卓越计划”;建筑环境与设备工程;培养方案;工程能力;创新能力

一、基于“卓越计划”的人才培养方案

“卓越计划”要求面向行业企业培养人才,因此,人才培养方案必须满足行业企业对人才素质和能力的新要求。广州大学建环专业“卓越计划”人才培养方案(见图1)具有一定的代表性。该方案将创新能力、工程能力和国际化视野的培养贯穿于人才培养的全过程,并对学生从事社会服务工作提出了具体的考核要求。该方案实施“3+1”培养模式,明显增加了人才培养的实践环节。图2是广州大学在建环专业“卓越计划”人才培养方案基础上拟订的融合递进式实践环节培养体系。该实践教学体系结合社会对建环专业人才能力的新要求,将生产实习环节细分为设备制造生产实习、设备管理生产实习和设备安装生产实习三个阶段。各阶段的生产实习与理论课程紧密联系,相互促进,互为一体,内容循序渐进。如学生在学习土木工程概论、建筑概论及专业导论课程后安排认识实习,不仅可以加深学生对专业的了解,而且可以为其后续专业基础课程的学习打下基础;学生在学习热质交换原理与设备及机械设计基础课程后到设备生产企业学习设备制造工艺,将加深对课程内容的理解,同时也为后续专业课程学习奠定基础。通过理论课程与实践过程的融合递进式教学,实现理论与实践的互相融合和促进。

图1 广州大学建环专业“卓越计划”人才培养方案

图2 广州大学建环专业融合递进式培养体系

二、 “卓越计划”人才培养模式的改革

(一)“卓越计划”强调夯实理论基础,加强综合素质的培养

1.创新能力的培养需要深厚的理论素养

“卓越计划”的实质就是培养造就一大批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量的各类工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。“卓越计划”强调创新能力的培养,创新能力培养是一个贯穿整个培养过程的系统化过程,需要学生掌握系统的理论知识,具有扎实的理论功底。在制订人才培养方案时,要加强学科基础课程及专业基础课程环节。在设计教学环节时要注重授人以“渔”,教育学生学会学习的方法,培养学生自我更新知识的能力,以适应不同岗位的就业需求。

2.工程能力的培养需要以理论知识为基础

“卓越计划”强调学生工程能力的培养,并不意味要弱化理论知识的学习。虽然“卓越计划”强化了实践能力的培养,在增加实践环节的同时适当压缩了课堂教学内容,但理论教学的地位并未改变。因此,这就要求在制订人才培养方案时科学安排和优化教学内容,同时兼顾基础理论和实践训练的教学,将理论教学与实践训练互相融合,互相补充。

3.建环专业学生需要有扎实的理论功底

建环专业的人才培养面向各类建筑设计院、施工企业、监理企业、制冷空调设备制造企业、造价咨询企业、物业管理企业等,学生毕业后主要从事建筑暖通空调系统的设计、施工安装、运行管理、技术经营、建筑节能规划、设计、施工、改造及检测等,而学生在校期间不可能对所有相关知识进行系统学习,这就要求该专业的学生要有系统化的基础知识及深厚的专业理论功底,教学过程应着重培养学生使用理论知识解决实际问题的能力,使学生毕业后能尽快地适应所从事的工作。

(二)“卓越计划”人才培养模式的核心是工程能力的培养

1.应强化实践教学环节

建环专业现行的实践教学环节主要包括认识实习(1周)、生产实习(2~3周)、课程设计(附属于各专业课,共计4~5周)、毕业实习(2周)和毕业设计(13~15周),存在着实践环节时间不足、系统性差等问题。而且实习环节又多以参观为主,学生缺乏对实际工程的深入了解,达不到培养学生工程能力的要求;课程设计及毕业设计也未能有效地与实际工程接轨,存在“闭门造车”现象。作为应用型工程类专业,建环专业的学生不仅应满足实用性与工程性的要求,还要满足国家注册工程师执业资格制度的要求。“卓越计划”实行“3+1”培养模式,明确要求需有1年的企业培养过程,行业企业深度参与人才培养过程。“卓越计划”人才培养模式明显增加了实践环节的教学时间,使教学实践环节更加系统化,彻底改变了实习环节多以参观为主的现状,使学生能系统地深入实际工程,加入企业设计队伍,真正地参与工程设计,用所学的理论知识分析工程设计过程,从而达到培养学生工程能力的目的;同时也能引导学生对实际工程存在的问题进行思考,并主动寻求解决问题的方法,以培养学生的创新能力。

2.应建立稳定的企业培养基地

与传统的以校内为主的人才培养模式不同,“卓越计划”强调行业企业深度参与人才培养过程,在人才培养上校企联合。除了校内培养方案以外,还要制订企业培养方案。为了保证企业的有效参与和培养质量,应建立稳定的校企联合培养基地,这是“卓越计划”正常实施的重要保障。

3.应重视教师工程能力的培养

“卓越计划”强调学生工程能力的培养,这就要求高校要建立一支具有较强工程能力的教师队伍,加强双师型教师队伍建设。专业课程教师必须具备工程实践经历,青年教师必须到生产单位实践、学习,了解工程动态,积累工程实践经验。同时,鼓励教师参加各类执业资格考试。此外,应借鉴国外“实践教授”模式,从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员和管理人员担任兼职教师,指导实践教学,建立一支稳定的、来自生产一线的、实践经验丰富的企业教师队伍。

(三) 强化学生创新能力培养是“卓越计划”的灵魂

1.打造创新训练平台,强化创新能力考核

要建设创新型国家,必须重视学生的创新能力和创新意识的培养。在人才培养方案设计中,创新能力的培养要贯穿整个培养过程,逐渐形成一套适合学生能力拓展的培养体系。在教学过程中,要制定大学生科技创新培养方案,将创新能力培养落到实处;要建立大学生科技训练基地,充分利用课程实验、课外科技活动、大学生创新(创业)项目、参与教师科研课题等,为学生的创新学习和专业实践提供平台,系统地培养学生的创新能力。同时,在人才培养方案中增加创新能力学分,即学生完成规定的创新能力训练内容,可获得相应的学分,强化创新能力的考核,将培养学生创新能力真正纳入教育教学的中心内容。

2.积极引导学生参加各类学科竞赛

大学生参加课外科技活动是培养创新精神和创新能力的一个重要渠道,应利用国家、省、学校各级部门设立的大学生创新(创业)项目,行业组织的各类知识竞赛、设计大赛等平台,引导学生成立项目研究小组,自觉参与项目的研究工作,逐渐形成教师高度重视、学生积极参与、学校保障条件的良性机制。同时,鼓励大学生自主提出各类研究课题,包括研究性项目、创造性设计项目等,积极开展课题研究。

3. 鼓励教师将最新的科学研究成果融入教学实践

积极引导教师将科研课题转化为学生的创新型实验,形成科研带动教学、教学与科研相互促进的良性循环。鼓励教师吸收学生参与实际科研课题,充当科研助手,让学生有机会了解科研过程,学会数据采集方法和实验技术,懂得利用网络电子资源收集文献资料,在科学研究中潜移默化地影响学生,培养学生初步的探索性研究能力。

4.增加设计性、研究性实验项目

实验课程应增加设计性、研究性实验内容,引导学生自主设计实验过程,探究实验结果,积极开设体现“开放性、探索性、研究性”的实验课,培养学生的自主精神、创新意识和创造能力。

5.改革教学方法

在重视基础课和专业课教学的同时,增加有关科学研究理论和方法的课程;在启发式教学中,教师可以把有关的学术论点、争论性问题、当前学术动态等向学生作引导性讲解,鼓励学生发表个人见解,引导学生相互讨论。

(四)培养学生的国际化视野是实施“卓越计划”面临的最大挑战

“卓越计划”要求培养学生的国际化视野。要使学生具有未来“卓越工程师”素质,必须培养学生的国际化视野和国际化能力,但目前在高校,特别是广大地方高校实施国际化教学的条件不够,经验不足,渠道不畅。因此,要千方百计创造条件,努力探索行之有效的培养方式。

国际化能力的培养一方面需要走出去,学习国外的成功经验。这方面可借鉴交换生、联合培养“2+2”或“3+1”等国际合作培养模式。此外,可充分利用港澳优势,全方位加强与香港、澳门同类院校的交流、学习,取长补短。另一方面应重视“本土国际化”的培养,利用在国内举行的各类国际性展会、学术会议等平台,让更多学生参与其中,接受国际化训练。同时及时更新教学内容,将课程内容与国际接轨,加大双语教学力度,提高学生获取本行业国际先进技术信息的能力,使多数学生在国内也能接受一定程度的国际化训练。

(五) 质量监控体系是实施“卓越计划”的关键

长期以来,高校人才培养主要立足校内,各高校都有一套完善的校内人才培养过程质量监控体系。“卓越计划”要求学生到企业接受一年的培养学习,人才培养的重点在于能力培养,因此,建立适应“卓越计划”人才培养模式特别是企业培养环节的质量监控体系显得十分重要和迫切。

1.建立健全质量监控体系

“卓越计划”是一种全新的人才培养模式,没有成功的经验可供借鉴,而且培养过程涉及学校、企业、社会等多方面,因此,严格的质量监控是保障“卓越计划”实施的关键。由教务处牵头,专业教学指导委员会、教学督导委员会、学位委员会、学生教学信息员等组织协同,建立“全员”(包括教师、学生、教学管理人员、教学督导、企业指导教师)参与的质量监控组织机构,对教学“全过程”(包括人才培养方案的制定、实施、效果评价等)进行“全方位”(包括课堂教学、实践环节、第二课堂、企业培养环节等)的监控,并确保质量监控的有效实施。

2.加强企业培养过程的监控

“卓越计划”要求学生经历一年的企业培养过程,学生到企业接触实际工程,真刀真枪地做毕业设计。与传统的实习环节不同,“卓越计划”企业培养过程是一个系统性的培养过程,学生在企业学习时间长,学习内容多,这对传统的教学管理工作提出了新的挑战,加强企业培养过程的质量监控尤为重要。在学生进入企业培养环节之前,要制订详细的企业培养方案。企业培养方案要具有可操作性,必须对企业培养的每一个环节、每一个过程编制详细的大纲,建立质量监控体系、管理制度及考核标准,逐步做到企业培养过程的管理与学校管理的接轨。

3.建立完善的专业负责人、课程负责人、基地负责人制度,细化各负责人的职责

专业负责人要组织论证人才培养方案、课程体系、专业建设规划,落实实习基地建设、课程负责人、骨干课程教师的安排、学生专业思想教育、实验教学与理论教学的衔接、教学方法研究等工作,加强学生和任课教师的沟通,了解和跟踪本专业教学实施过程。

课程建设是高校教学工作中的一项基础建设,课程负责人要承担课程建设规划、组织制订或修订课程教学大纲、课程教学规范等工作。

基地负责人要参与制订人才培养方案,负责制订基地建设规划及企业培养方案的实施工作,并负责企业培养过程的质量监控,保证企业培养工作的顺利进行。

三、结语

“卓越计划”的实施是中国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,“卓越计划”强调学生工程能力和创新能力的培养。“卓越计划”在建环专业的有效实施,除了要制订适应社会需求的人才培养方案外,还必须加强学校与企业之间的联系,制订与建环专业相适应的企业培养方案,在人才培养过程中将工程能力、创新能力和国际化视野的培养落到实处,并建立与之相适应的质量监控体系。

参考文献:

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010(4):21-29.

[2]肖勇全.深入进行建筑环境与设备工程专业教学改革[J].暖通空调,2003,33(3):49-51.

[3]王海涛,沈恒根,程海峰.注册工程师制度下建筑环境与设备工程专业课程体系的研究[J].制冷与空调,2012,26(5):521-525

[4]邹国荣.建筑环境与设备工程专业教育改革思考[J].西南科技大学高教研究,2009,90(1):72-74.

[5]董春桥,杨家宽.建环专业应用型创新人才培养探讨[J].高等建筑教育,2010,19(6):49-52.

Talent training mode reform of building environment and equipment engineering

specialty based on the excellent engineer talent cultivation plan

DING Yunfei, WU Huijun, ZHU Chihui, XU Xiaoning

(School of Civil Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006, P. R. China)

(编辑 王 宣)

作者:丁云飞 吴会军 朱赤晖 徐晓宁

第三篇:多层次培养建环专业大学生创新能力

摘要:高校人才培养的重点是大学生创新创业能力的培养。通过对建筑环境与能源应用工程(简称建环)专业232名学生的问卷调查,分析建环专业的课程设置、培养模式在大学生创新创业能力培养中的作用及存在的问题,提出了多层次培养学生创新能力的具体措施。通过改革建环专业的课程体系和授课模式、构建创新平台及组织创新活动、指导学生参加各类创新竞赛、升级线上线下活动等,形成了大学生创新能力的多层次培养模式。此培养模式经过多年的实施,取得了阶段性成果,对工科学生创新能力的培养具有参考作用和实践意义。

关键词:多层次培养模式; 创新能力; 课程改革; 工科学生培养

DOI:10.13256/j.cnki.jusst.sse.2021.01.013

在我國“科教兴国”“人才强国”的方针指引下,大学生创新能力的培养成为人才培养工作的重中之重。当代大学生是最具创新力、最有活力的群体,其创新能力的强弱决定着国家尖端科技和经济社会发展的水平,影响我国的综合国力和国际竞争力。随着中国科学技术和经济的快速发展,社会对工科技术人才的需求逐步加大,据相关统计数据,目前工科学生占全国高校学生人数的35%左右[1]。

培养创新型工程科技人才是建设创新型国家、实施科教兴国战略和人才强国战略的关键所在,而我国高等工程教育中存在诸多问题,如人才培养模式单一、实践环节薄弱、缺乏多样性、适应性和工程性,重论文、轻设计、轻实践等,因此关于如何培养大学生创新能力已成为高校教育教学研究的热点。

高校为更好地推进创新性人才的培养,不断修订大学生培养计划、改进培养模式。上海理工大学杨杰等基于创新创业类数值计算实训课程中存在的问题,提出了“IBT”教学模式[2]。何延宏等以土木专业为例,从学生创新创业的意识培养、知识培养、能力培养等多方面提出建议[3]。王承鑫等对“新工科”背景下实验教学的改革问题进行探讨,以土木工程实验中心为例,提出了设置创新型实验课程、单独设置实验课程等措施,重视大学生的实验环节,旨在培养“新工科”人才的实践能力及创新能力[4]。有学者进行了混合式教学模式的研究,将传统课堂和网络课堂进行有机结合,提升教学效率[5-6]。 Zhang提出了一种灰色综合评价模型,对高校的工程创新能力进行定量评价,从“资源转换能力、社会影响力、家庭辐射能力和可持续发展能力”四大方面展开了研究[7]。Zhao等指出在新工科教育中学生创新创业能力培养的重要性,构建了新的创新创业实践认知体系,以学生和社会需求为中心,具有信息交流、专业跨界、服务地方经济、评价体系完善等特点[8]。有学者指出工科大学生应具备科学的思维方式、多元化的工程能力以及系统思维能力等[9]。对于建环专业而言,已颁布的“建筑环境与能源应用工程专业规范”也已明确将学生创新能力培养作为建环专业的培养目标。

本文从建环学生自身、学校制度、创新活动形式等方面,对我校建环专业大一至大四的学生进行了问卷调查,分析了存在的问题,并提出多层次培养学生创新创业能力的优化方案。经过几年的实施和实践,建环专业学生的工程能力和创新能力得到了提升,取得了阶段性成果,对工科学生创新能力的培养具有实践意义和指导作用。

一、学生现状分析

自大学扩招以来,大学招生人数越来越多,大学生普遍缺乏创新意识和信念、创新技能和意志力不足。如何把握专业发展趋势、激发大学生创造力和想象力、培养学生的工程和创新能力以适应当今经济和科技的高速发展,尤其对于如何培养合格的建筑环境与能源应用工程专业人才是一个亟待解决的问题。通过对我校建环专业大一至大四学生的问卷调查,了解建环专业学生对创新的认识、态度及存在的问题,从而可以“对症下药”,有的放矢地开展创新能力培养的活动。

(一)思维受局限,缺乏创新想法

问卷调查结果如图1所示,62.93%的建环专业学生对参与创新项目有兴趣,超过36.64%的学生没有创新的想法,不愿意主动开展创新活动。这一结果与学生参加校内创新项目的情况一致,虽然参加校内创新课程的人数较多,但多数学生对于创新活动缺乏兴趣,且从未参加过任何形式的创新实践活动,说明学生缺乏主动进行创新活动的兴趣。

大学生所接受的中小学教育,大多以接受教师的知识灌输为主,学生被动接受教学模式,学生学习的优劣大多通过考试成绩的高低来判断[10]。在我国大学教育中,对于刚进入大学的学生而言,由于长期接受被动式的应试教育,其思想还停留在过去被动接受知识的阶段,并没有意识到在大学阶段应该转变学习模式。被动式的教育导致学生创新思维受限、主动思考能力不足,还停留在被动接受教师安排的任务,没有主动寻找感兴趣问题进行学习和研究的兴趣和能力,学生创新热情不高,没有创新想法,没有参加创新活动。

学生更偏向于迎合评价机制,被动地根据评价标准来完成任务,这抹杀了学生的差异性,限制了学生创新能力的发挥。如果在创新项目、创新课程等实施过程中对学生进行引导,创建一个良好的学生进行创新活动的环境,有助于学生的创新意识形成。

(二)创新能力的匮乏

在信息时代,知识的增长速度越来越快,知识的更新替代周期不断缩短。接受知识是最基本的能力,更为重要的是如何进行知识的选择、整合、转换和运用,这就需要学生具备主动理解、重新构建、再创造的能力,创新意识和创新能力在其中发挥作用。

创新过程需要学生掌握一定的专业理论知识,具备较强的实践动手能力。部分学生不重视理论基础的積累和学习,导致在完成创新项目的过程中,无法按照计划设计制作出原理正确和结构合理的装置,或装置无法正常运行,但却不知道问题发生在哪里,如何解决问题。另一部分学生则过分偏重理论,最终造成“纸上谈兵”的现象,在实施、实验过程中举步难行。

学生综合能力培养是开展创新项目的主要目的,在实施过程中,培养团队协作能力、逻辑思维能力、解决问题等多方面的培养。由于学生受到专业知识、研究手段和技能的限制,缺乏教师的指导、时间的制约、资助经费的不足等原因的影响,学生难以开展更广泛、“天马行空”的创新项目,导致创新内容形式简单、深度不够,不具新颖性,结果不尽如人意。

(三)创新信念和毅力薄弱

近几年,我国高校致力于创新能力的培养,各级教育部门为学生设置了“大学生创新项目”并进行资助,大学设立了众多创新课程及创新项目等,学生们积极参与其中,逐渐形成一个利于学生创新能力培养的平台和环境。但是,创新能力培养过程是一个漫长、艰辛的过程,也是一个不断发生状况、出现问题、解决问题的过程。许多学生在初始阶段有自己的创新想法,也雄心勃勃希望能做出创新产品。但是随着时间的推移、创新过程中问题的出现、研究的难度不断增加,42.24%的学生认为创新活动周期长,耗费精力过大,影响正常的学习和考试,部分学生不能将已承担的创新项目顺利完成,甚至中途退场、半途而废。恰恰这些问题的出现,正是对学生信念和毅力的考验和磨炼,更需要他们有坚定的创新信念及坚持不懈的毅力坚持下去,才能有成功的可能性[11]。

二、高校创新能力培养中存在的问题

本研究从建环学生的角度研究高校体制中存在的问题,并基于关键问题进行深入分析,结果如图2所示。65.95%的学生认为自身缺乏创新技能,是阻碍创新能力发展的最重要原因;56.03%的学生认为学校的课程死板,无法有效地培养学生的创新思维及能力;55.17%的学生认为学校的创新氛围薄弱,不足以激发学生创新兴趣。针对以上学生给出的反馈,也基于现行高校的体制,分析了存在问题的原因如下。

(一)课程设置的不完善

目前创新课程的设置重视程度不够,仅仅停留在形式上设置创新课程,与其他课程的设置并无差别,教学方式刻板。在创新课程中,并没有针对创新能力培养的目标和“量身定制”式的课程内容。创新课程一般是通过课堂授课、考试或论文的方式进行,没有新意。课程设置的不完善造成了事倍功半的结果,仍然以分数作为评价标准,没有配套的评价和激励机制,学生仍然没有兴趣也没有能力开展创新活动,创新课程形同虚设,学生的创新能力没有得到改善和提升,没有发挥应有的作用。

(二)教学方式单一

创新培养的教学方式过于单一,主要还是采取授课的模式,学生被动接受知识。创新能力的培养不仅需要理论知识,更需要学生内化成为自己的知识体系,从而主动运用知识解决问题。被动式的教学方式存在诸多弊端,师生之间缺乏互动和交流,学生不积极沟通、教师也无法提供有效的指导,单一化的教学方式并没有提升当代大学生创新的兴趣及能力,反而挫伤了学生学习的主动性和积极性,导致学生听课无动力、教学无效果,影响了学生创新思维和创新意识的发展[12]。

从调查中学生希望参加更多创新性的实验,能够自己亲自动手完成试验,训练和培养自己的实践能力,不只是通过被动授课的方式进行理论的学习,而是愿意在实践活动中学习理论知识。

(三)硬件设施和资金不足

资金、设备问题一直是创新过程中难以规避的问题。大学生创新活动的开展过程中经常面临着创新仪器、试验场地、资金缺乏等问题,尤其是精密的实验更需要高精度实验仪器及高要求的实验条件。同时,除了硬件设施外,还需要软件系统的支持。硬件、软件设施的短缺也是造成大学生创新活动难以深入开展的原因。

三、大学生创新能力培养模式探索

培养大学生适应当今经济和科技的高速发展、把握专业发展趋势、激发创造力和想象力,培养学生具有应对各种建筑、各种工程,能创新性地解决特定问题的能力,成为合格的建筑环境与能源应用工程专业人才是一个重要而且紧迫的任务。

建环专业所从事的工作都是根据建筑各功能区的不同特性、运用先进的设计理念和新技术,设计合理的空调方案,创建节能、绿色、宜居的建筑环境。每个建筑形态、功能各异,很难用一把尺子去衡量实现某一功能的方案、方法、措施是否合理、最优。

基于对学生问卷调查结果(见图3),结合建环学科的学科特点,我们从以下几个方面进行了学生创新能力培养的探索。

(一)改革课程体系和授课模式

创新兴趣的激发以及创新思维的培养一直是建环学生培养体系的重中之重。为此,学院设置了不同专业、多样性的创新课程,满足学生的需求。具体措施如下。

1)增设创新创业类课程2~3门,提高实践类课程的比例达25%,增设专业领域新进展、新技术等选修课程。课程体系的改革,使学生了解行业的最新动态和新技术的应用,开拓视野,增强学生的创新兴趣和意识,加强学生创新实践能力的培养。

2)改革创新课程的授课方式,由被动式授课改为互动式授课模式。以学生为主体,发挥学生的主观能动性,以学生的创新想法作为授课的内容,有针对性地进行指导。强调师生间的交流、互动,给与学生思考和表达自己意见的空间,在相互交流中锻炼和提高其创新思维能力。

3)改革考核方式,在考试、打分等考核指标以外,根据学生对奖励措施接受度的问卷结果(见图4),改进其奖励措施,采用物质奖励、学分奖励、奖学金评定加分奖励、推免研究生深造加分等,起到有效激励学生的效果。

(二)构建创新平台、组织创新活动

针对大学生开放、自由、思维活跃的特点,开展多样化创新活动,积极营造创新的氛围,不断提升建环专业学生创新的积极性、创新意识以及团队合作精神。每一个创新项目的实施,是一个需要教师的长期指导、持续跟进、不断解决问题的过程,教师对学生的指导至关重要。

1.开设创新性试验、构建创新试验平台

建环专业的学习过程中包含了大量的理论研究,实验研究则可以进一步验证理论,更可以在实验中激发同学的研究热情甚至是研究灵感。对学生的调查研究也证明,最能激励学生参加创新活动的是,提供给学生感兴趣、有价值的实验创新项目,让他们真正动起手来。为此,学院鼓励学生参加创新项目,为申请创新项目的学生提供实验室等试验条件,将创新想法落实到实验当中,做到实验室的“落地”过程。我们建立了多个新能源、新技术、新材料的试验平台,为建环学生实践能力的培养创造了硬件条件,学生在我系已建成的建筑热回收变风量系统节能、大空间室内热环境、超临界二氧化碳热泵、建筑太阳能一体化等试验平台上,完成了国家级、上海市级及校级创新项目20余项,并在各级创新创业竞赛中取得好成绩。

2.组织创新活动、培育创新项目

在教师队伍中,建立大学生创新活动的指导团队,吸纳部分学生参与教师的科研项目,有目的地组织学生成立创新小组、有计划地申请各级各类创新项目,教师全过程参与指导。在创新活动中,鼓励学生互相协作,求同存异,培养其团队合作能力。在创新项目实施的过程中,鼓励学生大胆尝试,从最初创新想法的指导,到设计实验及搭建实验系统的指导、成果的分析、开发等,引导学生申請专利,指导学生撰写研究论文,形成了一个完整的创新项目实施完成的闭环过程,使学生解决问题、实践创新的能力得到很大提升。

3.创新活动内容和形式的升级

超过半数的学生认为高校应该开展更多有意义、有乐趣的创新活动,同时利用现代化信息设备的优势,紧密连接线上与线下活动。为此,我们开创了关于学生创新活动的公众微信号,及时更新各类创新活动的报名时间,推送关于创新小点子的文章,推送创新思维类培养的相关文章,做到让学生更方便了解各类活动的开展时间,在课余时间也可利用零散的时间阅读到关于创新的知识,在潜移默化中培养学生的创新兴趣及创新思维。基于调查,我们也发现70.26%的学生认为创新项目的侧重更应该放于线下活动,因此线下活动的筹备依旧是提升大学生创新能力的主要手段。利用线上推广、线下实践、线上线下紧密联合的方式,使得建环专业学生的创新能力上了一个新台阶。

(三)参加比赛、提升能力

引导并组织学生参加各级各类比赛,是快速提升学生专业水平和能力的良好途径。 一方面可以完善专业知识结构,有更多的实践锻炼的机会,让创新思想的转化更为理性、科学并落到实处;另一方面可以与其他高校的学生同台竞技,在比赛中开阔眼界,了解同一创新领域内的不同创新思路,创新思想相互碰撞并擦出火花。

学院每年以各类创新大赛为契机,组织教师和学生组队参加比赛,以前期的创新创业项目为基础,将所学专业知识用于解决实际工程问题,在各类比赛中实战练兵,检验建环专业大学生创新能力培养模式的可行性和合理性。建环专业的学生参加各级大学生创新创业类项目的人数和比例逐年提高,并在国家级“世界暖通空调学生科技竞赛中国区赛”夺冠,全国大学生“挑战杯”、 全国高等学校人工环境学科奖(人环杯)、全国Car-Ashrae学生设计大赛、全国MDV中央空调设计应用大赛等比赛中取得了全国一等奖2项、二等奖4项、三等奖6项,上海市 “科创杯”及“上汽杯”等上海市大学生竞赛中连续多年获奖。这样的好成绩,使学生的创新意识、创新思维逐渐形成,实践经验和团队合作得到了加强,综合素质不断提高,竞争力得到了很大提升。

四、小结

本文通过对建环专业学生进行问卷调查,结合学生的反馈及相关情况做了客观的分析。文章对建环专业课程体系和授课模式进行了改革实践,构建了有助于学生创新创业的试验平台,组织线上与线下的创新创业活动,在教师的指导下学生完成了各类丰富多彩的创新活动,参加创新比赛促进了创新能力的提升。学院通过大学生创新能力多层次培养模式的建设,在建环专业学生创新能力培养方面取得了阶段性成果,这对工科学生创新能力的培养具有重要的理论意义和实践意义。

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(编辑:程爱婕)

作者:吕静 刘洪芝 徐唐富仪 陈树薇 田媛媛

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