多學科交叉融合的建筑電氣與智能化專業人才培養體系構建

楊亞龍 方潛生 汪明月 謝陳磊 周玉蓉

摘要：

建筑電氣與智能化專業是一個涉及土建類學科、信息類學科、電氣類學科等多學科交叉的專業，相關專業人才的匱乏成為阻礙中國智能建筑行業發展的重要原因，因此，國家和社會發展對培育建筑電氣與智能化領域專業人才的需求迫在眉睫。針對建筑電氣與智能化專業人才培養模式單一、培養目標模糊、培養特色不明、培養環節脫節等4個重點問題，安徽建筑大學建筑電氣與智能化專業根據社會發展對復合型專業人才的需要，提出集成學科優勢的特色化人才培養方法，構建基于“新工科”工程應用型人才需求的特色實踐教學體系，形成適應社會和行業需求的“1535”人才培養體系。該人才培養體系匯集了方法創新、模式創新、機制創新等多種創新，展示了多學科交叉融合人才培養的應用成果，為建設建筑電氣與智能化國家級一流本科專業提供參考。

關鍵詞：學科交叉;新工科;人才培養體系;一流專業

中圖分類號：G6420;TU-4? ?文獻標志碼：A? ?文章編號：1005-2909（2021）04-0053-09

在國家實施創新驅動發展、“中國制造2025”“互聯網+”等重大發展戰略的背景下，培養科學基礎厚、工程能力強、綜合素質高的工程技術人才，對支撐服務以新技術、新業態、新產業、新模式為特點的新經濟具有十分重要的現實意義和戰略意義，也是建設制造強國和創新型國家的重要前提[1]。因此，必須構建基于核心能力的“新工科”人才培養模式，為工科學生應對新工業革命的挑戰做好準備[2]。

中國正處于加快轉變發展方式、推動產業結構調整升級的關鍵時期，推進工程教育改革對中國經濟社會發展和地方高校轉型都有非常重要的意義[3]，而人才培養對工程教育改革、新工科建設具有重要作用，人才培養與學科領域的學術研究相輔相成，既需要后者的研究成果用于教育教學，又對后者起到促進和推動作用。因此，新工科的建設和發展重點在專業建設和人才培養上，造就一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的各類交叉復合型卓越工程技術人才[4]。

建筑電氣與智能化專業屬于交叉、復合型專業，專業的主干學科有電氣工程、控制科學與工程、土木工程，相關學科有計算機科學與技術、信息與通信工程等。近年來，隨著智能建筑越來越集成化、智能化和個性化，對從事智能建筑行業的工程技術人員提出了更高的要求。對于建筑電氣與智能化專業來說，應主動把握行業人才需求導向，對建筑電氣、建筑智能化從業人員的知識結構、層次結構進行重新定位與思考[5]。專業建設是新工科建設的基礎，建立并完善新工科背景下的建筑電氣與智能化專業人才培養體系，是培養復合型和應用型人才的重要途徑[6-7]。

2019年12月，教育部公布了首批國家級一流本科專業建設點名單，安徽建筑大學建筑電氣與智能化專業成功入選。安徽建筑大學建筑電氣與智能化專業總結多年專業建設經驗，提出集成學科優勢的特色化人才培養方法，搭建了集成學科優勢的教育資源平臺，形成了具有顯著專業特色的課程體系，面向“新工科”工程應用型人才需求，重新構建了一套特色實踐教學體系，積極探索校企合作協同育人新模式，提高了對學生工程實踐能力和創新能力的培養。

一、建筑電氣與智能化專業的發展歷程與需求分析

（一）建筑電氣與智能化專業的發展歷程

智能建筑領域涉及多學科的交叉與融合，專業人才的嚴重缺乏成為阻礙智能建筑技術發展的重要原因，專業人才需要掌握跨學科知識，單一學科的培養模式顯然不能滿足行業的人才需求。自1993年開始，高校相繼開展智能建筑領域教學內容和課程體系的改革與實踐，經過全國智能建筑領域專家十余年的艱辛探索與不懈努力[8]，2006年，教育部設置了建筑電氣與智能化專業，并在2012年將其正式列入普通高等學校本科專業目錄。到目前為止，全國開設建筑電氣與智能化專業的高校已達98所。由此可見，建筑電氣與智能化專業越來越受到各大高校的重視，社會對該專業人才要求也不斷提高，人才培養模式需要不斷改革和完善。

2000年，為滿足社會發展對智能建筑專業人才的需求，并結合安徽建筑大學辦學特色，在電子信息工程專業新增了智能建筑方向;2003年，編制了全國第一本智能建筑領域的實驗教材《智能建筑實驗指南》;2004年，開發了全國第一套樓宇控制實驗教學平臺;2006年，經省教育廳批準成立安徽省智能建筑重點實驗室，是智能建筑領域首個省部級重點實驗室;2017年，經省科技廳批準成立智能建筑與建筑節能安徽省重點實驗室，經過2年的建設，于2019年通過專家組驗收。2006年，設立了與智能建筑領域相關的“節能工程與樓宇智能化”碩士點，是全國首個在智能建筑領域設立碩士點的單位;2007年，正式設立了“建筑電氣與智能化”本科專業，是全國首批開設該專業的高校; 2010年，獲批“樓宇控制與節能優化安徽省實驗實訓中心”，2014年，中心升格為“樓宇控制與節能優化國家級實驗教學示范中心”，是全國唯一面向智能建筑領域的國家級實驗教學示范中心;2013年，獲批“安徽省特色專業”和“安徽省綜合改革試點專業”，安徽建筑大學作為高等學校建筑電氣與智能化學科專業指導委員會主任委員單位，承擔了《高等學校建筑電氣與智能化本科指導性專業規范》《建筑電氣與智能化專業教學質量國家標準》的起草工作，對智能建筑領域相關學科專業的發展起到了引領作用;2018年，學校成為教育部高等學校建筑電氣與智能化專業教學指導分委員會主任委員單位，主辦了首屆智慧城市與智能建筑國際學術會議，為國內外智慧城市、智能建筑領域學者搭建了一個交流、研討的平臺，推進了建筑電氣與智能化專業國際化進程;2019年，安徽建筑大學建筑電氣與智能化專業入選首批國家級一流本科專業建設點。

（二）建筑電氣與智能化專業的需求分析

建筑電氣與智能化是一門涉及土建類、信息類、電氣類等多個學科的交叉應用型學科。其培養對象不但要掌握側重于強電的建筑電氣基本知識，還應具有適應信息時代的弱電技術[9]，從而建立多學科、多技術有機結合的知識體系。但各高校建筑電氣與智能化專業的辦學特色與學科基礎不同，在人才培養模式中關注的重點存在差異，人才培養目標也不盡相同，每個高校建筑電氣與智能化專業規定的基礎課程相差較大，課程安排和實踐環節的安排也有所不同[10]。因此，在新工科建設過程中注重和突出本校的人才培養特色顯得尤其重要，需要每一所高校在達到新工科專業人才培養共性要求的情況下，突出個性化的特色培養[11]。

針對建筑電氣與智能化專業人才培養模式單一、培養目標與行業需求脫節、培養模式與學科特色不明顯、培養過程與工程實踐脫節的問題，在專業知識和實踐能力培養上突出智能建筑行業特色，在專業基礎理論教學的基礎上，基于“新工科”工程應用型人才需求重新構建特色實踐教學體系，強調與企業結合，通過探索校企合作協同育人新模式，提高學生的工程實踐能力和創新能力。

二、多學科交叉融合人才培養體系構建

（一）集成學科優勢的特色化人才培養方法

將行業特色、地域資源特色有機結合，面向智能建筑、建筑節能、智慧城市等領域，提出集成學科優勢的特色化人才培養方法，提高建筑電氣與智能化專業人才培養目標與智能建筑行業發展的匹配度。注重土建類、信息類、電氣類多學科交叉融合，堅持能力導向，適應行業發展，強化專業特色人才培養，著力培養“知土木理論、會信息技術、通電氣設計、能智慧施工、懂工程管理、具創新精神”的特色人才。以“依托地域資源，凝練辦學特色，培養特色人才，服務區域發展”為指導，提出“面向安徽省地方經濟發展，為建筑電氣與智能化專業及其相關領域培養具有分析解決復雜工程問題能力的工程技術人才”的人才培養定位。依托學校“大土建”學科優勢，以新工科教育改革為導向，主動適應智能建筑行業新技術、新產業、新業態等的發展需要，強化建筑電氣與智能化辦學特色，將創新創業教育融入人才培養全過程，為建筑電氣與智能化專業辦學特色提供支持，保持可持續發展活力和競爭力。

（二）集成學科優勢的教育資源平臺

智能建筑是建筑技術與現代控制技術、計算機技術、信息與通信技術結合的產物，智能建筑領域涉及土建類、信息類、電氣類等多個學科的交叉與融合。以專業認證為牽引，智能化工程為特色，突破傳統人才培養機制壁壘，促進人才培養各要素與資源匯聚融合。通過系統挖掘、轉化、提煉，重構智能建筑領域的特有資源，創造性地搭建情境式教學平臺、信息化教學平臺、教科研成果利用平臺、雙師型教學隊伍平臺、特色教學科研平臺等5個建筑電氣與智能化教育資源平臺。構建土木工程基礎、建筑信息設施、建筑設備與控制、建筑節能技術、建筑電氣設計與施工、工程項目管理等六層次、遞進式課程模塊，形成建筑電氣與智能化專業特色課程體系。

利用五大特色資源平臺，打造人才培養體系與實踐教學體系，實現人才培養模式與學科特色有機融合。充分利用多學科交叉融合的建筑電氣與智能化教育五大特色資源平臺，構建分層次、分模塊特色課程體系。全面修訂專業培養方案，開設土木工程基礎、建筑信息設施、建筑設備與控制等6個特色課程模塊，通過“專業+”“課程+”“實踐+”模式，將交叉學科特色融入人才培養各環節。以“專業+特色課程模塊”形成專業特色;優化課程教學內容，以“課程+特色教學內容”形成特色課程教學體系;豐富實踐教學環節，以“實踐+特色題材”，構建涵蓋“體驗—實驗—實訓—模擬—仿真—全真”6個層次，培養“認識、實踐、綜合、創新”4個能力的特色實踐教學體系。

（三）集成學科優勢的“1535”人才培養體系

集成交叉學科理論，以培養“知土木理論、會信息技術、通電氣設計、能智慧施工、懂工程管理、具創新精神”的特色化人才為最終目標，構建“1535”人才培養體系。“5”個結合的課程體系包括土木與電氣結合、工程與管理結合、技術與技能結合、信息與控制結合、科研與應用結合;“3”個特色融入途徑分別是課程融合融入、科教融合融入和產教融合融入;“5”個度的人才培養評價體系則為專業與行業契合度、職業崗位勝任度、用人單位滿意度、人才培養特色顯示度、對地方經濟社會發展貢獻度。建筑電氣與智能化專業教育體系如圖1所示。

通過改革傳統教育模式，形成分層次分模塊的“1535”特色化人才培養體系，培養了集成交叉學科理論的特色化人才。將土木理論、信息技術、電氣設計、工程管理、設計施工課程以課程融合、科教融合和產教融合形式進行有機結合，滿足建筑電氣設計對具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的各類交叉復合型工程科技人才的需求。基于“5個度”的人才培養質量評價體系，為培養集成學科優勢的專業特色人才提供全方位制度保障。

（四）基于“新工科”工程應用型人才需求的特色實踐教學體系

基于多學科交叉、多模塊組合、多功能集成、多手段教學的構想，依托7個基礎平臺和4個特色平臺，構建涵蓋“體驗—實驗—實訓—模擬—仿真—全真”6個層次，培養學生認識能力、實踐能力、綜合能力、創新能力4個能力，以專業技能提升、科研創作創新、綜合素質拓展為目標的特色實踐教學體系，如圖2所示。

校企合作是科研直接轉化為生產、提高學生動手實踐能力的最有效途徑[12]。基于新工科的工程應用型人才需求，通過探索校企合作協同育人新模式，實現人才培養與企業需求對接、培養方案與行業標準對接、教學過程與企業工作過程對接、教學環境與企業工作環境對接、知識教育與能力教育對接等“五方對接”的協同育人新模式，加強對學生工程實踐能力和創新能力的培養。

將用人單位對人才素質要求引入教學體系，整合各個實踐環節，將行業所需要的專業能力融入人才培養體系，加強教學和行業的結合，促進高校教育和行業的共同發展，進一步提升學生的工程實踐能力與就業質量。真正深化產教融合、科教融合、校企合作，培養學生動手能力與創新創業能力，體現學校應用型辦學的特色。

三、多學科交叉融合人才培養體系的創新

（一）方法創新

集成學科優勢的特色化人才培養方法，形成具有鮮明行業特色的辦學定位。基于交叉學科理論、集成學科優勢，提出集成學科優勢的特色化人才培養方法，經過多年實踐，形成了“面向地方經濟發展，為建筑電氣與智能化專業及其相關領域培養具有分析解決復雜工程問題的工程技術人才”的人才培養定位和“注重學科交叉，堅持能力導向，適應行業發展，強化專業特色人才培養”的辦學理念。在地方高校中彰顯行業特色，在建筑類高校中突出人才培養特色，緊密結合國家創新驅動發展和安徽省“五大發展”行動計劃需求，落實“新工科建設六大理念”的要求，緊緊抓住行業發展帶來的新機遇，探索培養建筑電氣與智能化特色人才的新途徑，破除人才培養同質化困境，提高人才培養與行業發展的匹配度。

（二）模式創新

實施“專業+”“課程+”“實踐+”的教學體系改革和科教融合、產教融合、校企協同的育人模式創新，將學科優勢貫穿人才培養全過程。搭建情境式教學、信息化教學、雙師型教學隊伍等特色教育資源平臺，通過“專業+特色課程模塊”“課程+特色教學內容”“實踐+特色題材”的教學體系改革，將優勢資源全面轉化為人才培養特色。構建梯次有序、功能互補、資源共享、合作緊密的科教融合、校企合作、產教融合網絡，實施“工作室”“設計院”“五方對接”模式，提高學生動手能力、創新思維能力和社會實踐能力。通過改革傳統教育模式，形成分層次分模塊的“1535”特色化人才培養體系。

（三）機制創新

形成制度化、可持續的集成學科優勢的特色化人才培養常態機制。完善和形成教學平臺搭建機制、教學資源整合機制、教學改革研究機制、人才培養創新機制，將集成學科優勢的人才培養內化為本科教學的常態化工作，固化在培養方案中，貫穿于人才培養全過程，形成基于“5個度”的人才培養質量評價體系，為培養集成學科優勢的專業特色人才提供全方位制度保障。經過多年實踐，培養了一大批扎根行業一線“知土木理論、會信息技術、通電氣設計、能智慧施工、懂工程管理、具創新精神”的高層次專業人才，涌現出一批建筑電氣設計專家和工程項目高級管理人員。

四、多學科交叉融合人才培養體系的應用成果

經過多年的研究與探索，面向“新工科”工程應用型人才需求，依托多學科交叉優勢，建筑電氣與智能化專業在人才培養模式與教學體系等方面進行了深入改革，取得了豐碩成果，應用成果展示如圖3所示。

（一）利用教學指導委員會平臺推廣專業辦學特色和經驗

安徽建筑大學建筑電氣與智能化專業特色化辦學的優異表現，得到教育主管部門的高度肯定，以教育部高等學校建筑電氣與智能化專業教學指導分委員會主任委員單位的身份，牽頭負責全國建筑電氣與智能化專業教學理論、人才培養、課程改革、師資培訓、成果推廣等方面的工作。利用教學指導委員會平臺及時將專業辦學特色和經驗予以推廣應用，并積極開展專業教育教學指導。2019年，全國高等學校建筑電氣與智能化學科專業學術年會，學校代表作了題為《以新工科建設引領高質量人才培養——地方建筑類高校卓越人才協同育人模式改革與實踐》的報告，將建筑電氣與智能化專業建設、師資培養、實驗教學和管理等方面的經驗推廣并輻射至全國相關高校，形成了示范引領作用。

（二）向省內外高校輻射推廣教學項目研究成果

依托樓宇控制與節能優化國家級實驗教學示范中心和智能建筑與建筑節能安徽省重點實驗室，安徽建筑大學面向全國相關高校，開展青年教師實踐能力培訓、學術交流和專題研討，并征集智能建筑領域科研與教研開放課題，進一步推動了建筑電氣與智能化專業特色化人才培養體系建設和科教融合發展。同時，積極開展專業國際化交流， “走出去和引進來”并舉，深入研討建筑電氣與智能化專業國際化辦學模式，為建筑電氣與智能化專業國際化建設積累經驗。

（三）積極開展科教融合并利用研究成果反哺教學

基于“四研討一參與”的科研反哺教學體系，依托高水平科研項目，以建筑節能與樓宇智能化高校科研創新平臺團隊為基礎，學生分階段逐步參與專業導師的科研活動，培養學生實踐能力和創新能力。參與過程中引導學生采用科研的態度和方法解決問題，提高學生的主動性，培養獨立解決問題能力和團隊協作能力，孵化學生自己的創新創業項目。例如，在學校承擔的“徽州傳統聚落公共安全品質提升關鍵技術集成研究及示范”國家科技支撐計劃項目中，結合徽州傳統聚落結構特點、地形地貌特征，以徽州傳統聚落消防與安防系統設計為基礎，遵循“預防為主，防消結合”的指導方針，結合電子防范技術與生物防范技術，建立徽州傳統聚落安全防范與應急處置系統，為多發性災害預防與非常規突發性事件處置提供技術支持。多名專業教師在項目示范應用過程中，總結提煉項目工程經驗，設計開發了一系列頗具特色的徽派建筑智能化實踐教學項目。近五年，在校學生創新和實踐能力不斷提高，獲批國家級大學生創新創業訓練計劃項目30余項，獲國家級、省部級競賽獎10余項，尤其在針對建筑與智能化專業舉辦的全國大學生智能建筑工程實踐技能競賽中，2018年學校代表隊以優異的成績獲得特等獎，以學生為主體獲得專利和軟件著作權近30項，進一步提升了學生的創新能力。

（四）實施校企合作協同育人以提高學生實踐能力

專業教師自主開發實驗實訓系統，取得多項國家專利和軟件著作權，并將其轉化應用，在實驗教學中取得了很好的效果，與深圳市松大科技有限公司等企業廣泛開展合作研究，獲批“建筑組態控制技術課程建設”“智能化系統設計與集成課程建設”“基于智能化系統設計與集成專業課程的相關培訓”等多項教育部協同育人項目，充分利用企業云平臺，整合多種社交網絡工具和多種形式的數字化資源，打造精品MOOC。建筑電氣與智能建筑綜合實驗課程已獲安徽省教育廳推薦，參評國家級一流本科課程。以行業需求為導向，促進專業課程建設與師資培訓。利用企業的產業優勢和先進的行業技術，在智能建筑領域廣泛開展校企合作協同育人，健全建筑電氣與智能化專業特色人才培養機制。

五、結語

隨著智能建筑、建筑節能、智慧城市等領域的快速發展，社會對建筑電氣與智能化專業應用型和技術節能型人才培養提出了更高的要求。學科交叉融合是“雙一流”建設下學科建設的必然趨勢。依托 “大土建”學科優勢，以新工科教育改革為導向，主動適應行業發展需求，緊跟行業新技術發展方向，安徽建筑大學建筑電氣與智能化專業不斷完善多學科交叉融合人才培養體系，強化辦學特色，培養專業能力強、綜合素質高的應用型特色化人才。參考文獻：

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Construction of interdisciplinary integration talent training system for

building electricity and intelligence specialty

YANG Yalong，? FANG Qiansheng，? WANG Mingyue，? XIE Chenlei，? ZHOU Yurong

（School of Electronic and Information Engineering， Anhui Jianzhu University， Hefei 230601， P. R. China）

Abstract：

Building electricity and intelligence specialty is an interdisciplinary subject involving civil engineering， information， electrical and other disciplines. The lack of relevant professionals has become an important reason to hinder the development of intelligent building industry in China. Therefore， the demand of national and social development for cultivating professional talents in building electrical and intelligent fields is imminent. Aiming at the four key issues of a single talent training model for building electrical and intelligent professionals， blurry of training objectives， unclear training characteristics， and disjointed training links， building electricity and intelligence specialty of Anhui Jianzhu University puts forward integrated disciplines according to the needs of social development and composite talents advantaged talented person training method， and constructs the engineering application talents based on emerging engineering education . The talent demand reconstructs the characteristic practice teaching system， forms the “1535” talent training system which adapts to the needs of the society and the industry， put forward the solution of the multi-disciplinary cross integration talent training system that integrates method innovation， model innovation and mechanism innovation， and show the application results of the multi-disciplinary cross integration talent training system， provides the reference for the construction of the national first-class undergraduate major of building electrical and intelligent.

Key words： interdisciplinary; emerging engineering education; talent training system; first-rate major

（責任編輯 周 沫）