新工科建設背景下建環專業科研與教學的互補互需

宿春曉 羅雅婧 孟欽鵬 丁吳彬

（上海理工大學環境與建筑學院 上海 200093）

1 背景

黨的十九大明確指出，創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。科學研究是創新的源泉，高等院校是科學研究的前沿陣地，因此，科研育人理念是高校培養創新型人才的突破口，突破了傳統教學模式中教學與科研分離，將知識傳授與知識創造進行有機融合，為創新型人才培養提供了重要保障。教學與科研作為高校的兩大主要職能,如何正確認識并處理好二者的關系，一直是高等教育界爭論和不斷研究的焦點。由于各大學的辦學目的及所承擔任務不同,其教學與科研的關系也不一樣。在建設新工科這一新形勢下，如何正確認識和處理教學與科研c存在的問題和相互關系,是亟需探討和解決的一個重要課題。本文擬以地方工科院校為例，初探實際教學尤其是專業課教學與相關科研項目的互補互需關系，以適應新工科背景下人才培養新需求。

2 新工科背景下建環專業課教學存在的問題

2.1 專業課課程設置

目前的建環專業課程的設置雖經過幾十年的教學實踐，已經自成體系，但就具體高校的課程安排上仍可能存在一定的不科學。具體表現包括如下方面，如專業課程安排、教材選用、授課內容以及投入度等。建環專業是一門與實踐緊密結合的應用類學科，其專業課修習過程包括理論性極強的流體力學、傳熱學和工程熱力學三門主干專業基礎課，課程內容抽象，一般應在二年級修習完畢；在三、四年級的專業課及專業選修課中，則主要包括建筑環境學、空調工程、通風工程等工科課程，強調理論聯系實踐，解決問題的能力。這兩類課程間的遞進關系在教學課程安排中需重點保障，但在實際專業課教學安排中，存在前后重疊的現象，則造成學生知識體系形成的不不連貫。另在若授課教師對課程不熟練，將難以勝任教學。國內已有大量建環專業各門專業課的教材，不少出版多年并再版多次，但仍存在一定的經典教材缺乏相關知識前沿性，而最新教材的使用普及面有限；且較多的理論教學與實際應用存在脫節，跟不上新工科對人才培養中強調能力的需要。

2.2 專業課理論與實踐的分配

建環專業專業課的特點是一方面專業基礎的理論性極強，另一方面又與工程實踐結合的十分緊密，但這同時也給專業課教學中理論與實踐部分的安排造成困難。在專業培養計劃要求的學時下，必然需要對課程中理論知識和實踐操作或不得不有所取舍而忍痛割愛，或絞盡腦汁有機結合以達到兩者兼顧，但在教學計劃和專業課教學的實際操作中，往往只能做到前者，而較難做到后者。同時，建環專業由于其跨學科的特點，往往與很多最新發展趨勢如健康建筑、智能制造等緊密相關，而當前的建環專業教學多僅局限于書本教案，忽視了BIM、大數據處理等新興知識，缺乏與本專業的有機結合，與學科前沿發展脫節，無形中阻礙了新工科的建設。

2.3 教學方式與課堂組織形式

建環專業的專業課教學基本采用傳統板書與多媒體相結合的教學模式，教學方式相對單一。在實際教學過程中，教師一般圍繞教材內容展開教學，理論性較強的如前述的幾門力學專業基礎課往往局限于機械講解知識，由于課程特點而缺乏案例/項目講授，使得學生難以理解。此外，課堂的教學組織形式，通常集中在教學講解，雖有一定的問題導向性教學互動，但課堂氛圍受多方面綜合作用，往往不盡理想。而新工科建設強調更注重考查學生的實際動手能力，單純的理論知識灌溉，無法讓學生有效理解和掌握專業課程精髓，也會進一步影響其學習獲得感和主觀能動性。

2.4 教學效果評價和學生考核方法

包括建環專業課在內的所有高校課程，其教學評價和學生考核較為機械，恐難適應新工科建設的新要求。對專業課教學效果的評價方式大都為期末學生打分、督導聽課等，而對學生學習效果的考核方法絕大多數也是期末考試一種。無論是對教師教學效果還是學生學習效果的考核，均無法體現學生是否學到位、是否理解深入、是否能夠創新，這無法適應新工科背景下建環專業人才培養的需求。

3 科研項目與專業課教學的相互需求關系

3.1 培養高素質人才

科研項目往往橫跨多學科，覆蓋多門教學課程，實際開展中能夠極大的鍛煉學生的創新能力、根據需要快速有效獲取知識的能力、團隊合作的能力等，而這些是傳統專業課教學過程中所缺少的。因此專業課教學與科研項目的結合，可以使學生通過參加科學研究,在一定程度上整合專業課課程設置的不科學，在實踐中把握和深入理解理論課知識。同時，由于科研項目的組織形式往往接近實際項目，可以彌補平時專業課教學的單一組織形式，有利于職業化培養。并且科研項目的產出多樣化，可以綜合反映學生的創新和實踐能力。

3.2 提高教師素質和學術水平

專業課教師教學水平的高低，除了專業基礎知識和教學方法外，也與是否掌握本專業及相關領域的科學技術最新發展態勢，能否把最新的研究成果應用到教學中去有關，是否從事科學研究，也可以作為衡量教師教學水平標志之一。科研項目的推進本身會使教師不斷的完善自身知識結構，緊跟學科前沿，進一步開闊學術視野。這些將有利于其在專業課教學活動中，講授更具有先進性和科學性的知識，引用最新案例。這一點對于應用性極強的建環專業專業課的教授，顯得尤為重要。

3.3 改善辦學條件和育人環境

科研項目的往往跳脫書本，針對實際的具體科學問題開展，其項目推進過程通常包括實驗儀器設備的投入，從而進一步完善專業實驗室的建設，可一定程度作為辦學經費不足的補充。科研項目實驗裝置，不僅能夠給學生帶來與傳統單一教具與實驗所不同的直觀感受，還能針對更具體的專業問題開展實踐能力的培養和發現問題解決問題的鍛煉，這些都可以和課堂教學活動互為補充。

3.4 滿足增加高校聲譽的需求

科研水平的高低和科研成果的多少,也是衡量大學辦學水平的重要指標之一,直接影響了大學的生源及聲譽。科學研究是大學建立學術聲譽和地位的重要手段，工科專業要在未來的社會經濟大市場中求得生存和發展，在強調培養高素質人才的同時，科研項目的這一作用顯得尤為重要。

4 科研項目與專業課教學的有效結合方式

4.1 優化課程體系

為滿足面向新工科背景下建環專業人才的培養需求，建環專業的課程體系需進一步優化，增強有效的實踐和實用性教學。首先，要合理安排知識體系和教學計劃，使建環專業的專業基礎和和專業課乃至專業選修課的修習形成合理的學習路徑，從根本上晚上專業教學路線。其次，合理甄選教材，每兩年對已選用教材開展適用性評估，并及時吸納新出版相關教材中的有益之事，安排科研項目與專業課接近的教師授課。再次，授課內容除了基本知識體系，還應對重點問題和重點知識展開強化教學，讓學生清晰易懂。最后，應以社會實際需求為指引，圍繞工程應用這個目標，不斷更新實用性知識內容和課程案例庫，優化課程體系。

4.2 融合科研和教學

建環專業課程教師大都以建筑環境、空調設備、建筑節能為研究領域，并主持或參與過多個人工環境學科及制冷領域前沿問題相關的科研項目。因此，新工科背景下，可將科研與教學融合，在建環專業的教學中適當引入科研元素，將傳統的書本知識傳授模式轉為新型的教研融合模式，從而豐富教學內容，培養高素質本科人才。首先，設置科研專題討論課。從如何發現模式問題、如何查閱文獻、如何尋找解決方案、如何制作PPT提交報告等方面開展教學；其次，分享科研項目，將部分科研成果和體會穿插進課堂教學中，引導學生探究知識，激發學生創新能力；最后，鼓勵學生參與科研課題，將科研課題進行分解，例如分解成大學生創新創業項目、競賽項目、畢業設計等，鼓勵學生共同參與教師的科研課題。

4.3 改進教學方式

傳統灌輸式的教學方法，無法激發學生自主學習和探索的熱情。針對新工科建設的實際需要，教師需借助各種信息化手段創新教學方式，避免枯燥的教學，進一步培養學生學習主動性。

首先，增強學生課堂參與度。在實際教學中，教師應引入一些更新的教學方式，如翻轉課堂、MOOC等；或借助新型的信息化教學手段，如雨課堂、超星學習通等，實現多場景教學，使學生真正融入課堂，提高學生參與學習熱情和主管能動性。其次，加強課后指導。鼓勵教師課后通過網絡等方式溝通，加強對學生的課后指導，提高學生的自主研究性。最后，強化項目實踐操作。為學生設置多個工程項目，通過分組研究，培養其團隊協作和自主創新能力，提升學生在實踐項目中的學習主動性。

4.4 建立教學評價和學生考核機制

教師教學和學生學習是兩個緊密關聯的部分。新工科背景下建環專業的專業課教學，建立合理、有效、靈活的教學評價和學生考核機制，通過二者相互監督與激勵提升教師教學和學生學習質量。首先，建立綜合教學評價指標體系。學生通過定性/定量方式從教學內容、教學形式、教學能力、教學態度等方面對教師進行綜合評價，實行定期評價，利用學生來督促和激勵老師。同時，規范落實督導聽課制度。通過督導的針對性聽課，及時向授課老師提出改進意見和建議，提高課程教學質量。其次，建立學生考核機制，既注重理論考核也注重實踐考核。教師每講完一個專題，及時進行單元測試。整個課程結束，再進行綜合性的知識點測試。

5 結語

科研項目與專業課教學作為大學的主要功能，其影響面包含學生、教師和實驗室建設等方方面面，二者的有效融合與相互促進，是新工科背景下，改進建環專業育人工作、提高教師隊伍教學與科研水平、擴大專業發展方向與影響力的必由之路。