新工科背景下建筑環境與能源應用工程專業生產實習改革與實踐

張登春，郝小禮，于梅春，胡錦華

(湖南科技大學 土木工程學院，湖南 湘潭 411201)

目前，世界正處在新一輪科技革命和產業變革加速進行時期，新經濟的快速發展對工程科技創新人才培養提出了更高要求，世界高等教育也正在發生革命性變化，迫切需要高校加快工程教育范式改革，面向未來產業需求，培養具有創新能力和跨界整合能力的卓越工程科技人才[1]。2017年，教育部推出“新工科計劃”，提出我國高等工程教育要以立德樹人為引領，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養創新型工程人才[2]。“新工科計劃”作為新時期國家推進高等教育改革的新戰略，得到黨和國家及社會各界的高度關注，形成了廣泛共識[3-5]。新工科背景下，建筑環境與能源應用工程專業教育正朝著培養復合型人才和提高工程應用能力的方向發展，在教學內容和課程體系改革中，不僅要加強寬口徑和厚基礎的理論教學，更要重視工程實踐教學，尤其是工程實踐訓練與解決工程實際問題的能力培養[6-8]。

生產實習作為建環專業人才培養過程中重要的實踐教學環節，很多高校都在積極探索改革模式。周文和等[9]針對部分院校生產實習的創新措施較為抽象和局限，提出模塊化實習內容的創新措施。陳海飛等[10]針對很多高校在生產實習過程中以參觀為主，達不到預期的實習效果，提出對實習課程、實習單位和實習內容進行改革。楊會等[11]針對傳統實踐教學存在實習場地困難、學生人數過多、考核方式單一等不足，提出將BIM技術引入實踐性教學中以提高教學質量。趙海謙等[12]針對當前實習教學缺乏工程施工實踐、校外實習基地形同虛設等問題，提出企業加慕課模式和利用BIM技術構建專業教學實訓平臺的改革思路。劉吉營等[13]分析了實習過程中存在的主要問題，從實習時間、實習內容和實習方式等方面提出了改進方法。魏璠等[14]開展了校外實踐教學平臺建設、校企聯合培養機制的探索和實踐。李燦等[15]通過科研平臺與校企合作等途徑，介紹了校內外基地建設的實施過程，分析了基地建設對提高高校人才培養質量、企業科研活力和青年教師工程能力的作用。孟凡彬等[16]通過加強校內外實習基地建設、調整生產實習組織形式和考核方式對生產實習進行改革，該實習新模式對促進畢業生就業方面起到了積極作用。本文以湖南科技大學為例，針對目前建環專業生產實習中存在的問題，提出了具體的改革措施并付諸實踐，取得了良好效果。

1 建環專業生產實習中存在的問題

1.1 參加實習的學生多，實習形式單一

湖南科技大學建環專業每年招生規模為3個班，參加生產實習的學生90人左右，每年指導生產實習的帶隊老師一般是5～6人。以前的生產實習基本上是指導老師帶領學生去施工現場參觀，通過現場施工人員的講解，讓學生了解和熟悉制冷空調系統和設備。由于實習人數多，加之施工現場各種噪音較大，大部分學生聽不清講解內容，只了解表面知識，不能深入掌握相關結構或原理，而且學生在實習過程中處于一種被動接受的狀態，很難形成整體認識。實習形式單一，實習過程大多不是針對實際應用，多次重復的現場講解，讓學生產生疲倦感。學生對于暖通空調系統的相關流程、設備的實際應用興趣不高，缺乏關于實際工程的思考，很難滿足生產實習的要求。

1.2 實習單位接收容量有限，實習單位落實困難

我校建環專業生產實習一般安排在暑假前4周，這一時間段是工科專業學生實習的高峰期。而很多空調設備公司、施工項目部在這一時間段正處趕工期，工期安排緊湊。由于施工場地比較狹小，學生到達工地后可能帶來一定的安全隱患，因此很多企業和施工單位不愿接受高校學生實習。即使項目部接收學生生產實習，一般每個項目部最多安排3～4名學生。因此，實習帶隊老師聯系實習單位難度大。

1.3 實習時間較短，學生參與實訓的機會少

建環專業工程項目具有工期長、內容多等特點，學生只有通過較長時間的生產實習才能掌握設計、施工等專業知識，短期的實習只能使學生膚淺地了解一些知識，實習內容難以深入。按照建環專業人才培養方案，生產實習時間為4周。對實習接收單位而言，實習4周的時間較短，一般只能到實習單位熟悉現場的基本情況，跟著現場師傅了解一些基本的施工或生產工藝，學生不能親自參與實踐鍛煉或頂崗實習，因此動手能力得不到很好的培養。

2 建環專業生產實習改革思路

為實現新工科背景下建環專業生產實習改革，針對建環專業以往生產實習中存在的問題，提出具體的改革措施并付諸實踐，并對實習過程和效果進行科學評價。新工科背景下，我校建環專業生產實習改革思路如圖1所示。

圖1 新工科背景下我校建環專業生產實習改革思路

3 建環專業生產實習改革措施

3.1 人才培養方案實踐教學環節改革

我校建環專業人才培養方案中，生產實習時間為4周，要求學生在較短時間內掌握一定的實踐技能，而企業生產需要提高勞動生產率，需要保障現場安全，不希望有其他外界因素干擾，因而企業不太樂意接收學生實習；一般接收學生實習的單位，要求實習時間不低于2個月。基于以上情況，我們從建環專業人才培養方案入手，彈性增加學生參加生產實習的時間，實習從暑假前4周開始，與暑假相結合，最多有將近3個月實習時間。這樣，學生可以在企業長時間積累設備生產、工程施工等實踐經驗。

3.2 加強產學研合作，建立長期穩定的校外實習基地

加強產學研合作，建立長期穩定的實習基地，是生產實習順利開展的重要保障。我校建環專業現已建立凌天科技有限公司、廣東歐科空調制冷有限公司、廣東志高暖通設備股份有限公司、廣東申菱環境系統股份有限公司和江蘇國特制冷科技有限公司等5個穩定的校外實習基地，這些實習基地都是暖通空調設備生產廠家。目前能長期提供建環專業生產實習崗位的工程公司或施工單位較少，設計院實習崗位更是有限，這就要求實習帶隊老師臨時聯系實習工地、設計院等。一般每個項目部或設計院接收學生人數為3～4人，同時還需要安排現場指導老師。這就要求實習帶隊老師不斷加強與行業內其他單位的聯系與合作，建立長期穩定的實習基地。

3.3 校企合作制定人才培養方案，加強師資實踐技能培訓

校企合作可以讓學校從與企業的交流中掌握暖通空調企業生產、工程施工管理的實際，不斷更新教學內容，也可讓企業了解學生的需求，讓學生具備更高的市場競爭力。企業技術人員長期從事工程實踐，通過校企合作讓高校教師到企業鍛煉，能大幅度提高教師的實踐經驗。教師深入暖通空調設備生產車間，全面了解空調設備生產過程。教師參加工程設計，全面掌握工程設計的程序、方法、設計軟件及設計規范等。教師參加工程施工，從施工組織、施工技術和施工管理等方面全面掌握現場施工實踐技能。

3.4 采用“集中與分散，指派與自聯”雙結合的生產實習模式

我校建環專業畢業生就業率較高，工作去向主要包括施工單位、空調設備制造公司、設計院等。2020年恰逢新冠肺炎疫情，如果按照專業培養方案要求，生產實習安排在暑假前4周完成，既受到實習接收單位的限制，也受到實習時間的限制。因此，我們采用“集中與分散，指派與自聯”雙結合生產實習模式。教師聯系足夠數量的實習單位，批量派遣實習學生，同時鼓勵學生尤其是中高風險地區學生，自主聯系當地實習單位。這樣，生產實習由集中變為分散，把單一培養模式變成靈活多樣的培養模式。

4 “集中與分散，指派與自聯”雙結合生產實習模式和效果

4.1 建環專業生產實習新模式

我校建環專業從2016級開始進行生產實習改革，改變傳統的生產實習集體組織學生去施工工地現場參觀的模式。建環專業在實習單位的選擇和安排上，按照“分散與集中”“本地與外地”“單點與多點”相結合的新模式進行。指導老師根據實習單位提供的實習崗位讓學生挑選，不愿意去這些實習單位的同學可以自己聯系實習單位，但要求實習單位必須是與建環專業相關的設計院、工程公司或空調設備公司，且必須提供公司負責人的姓名和聯系方式，以便實習過程中帶隊老師隨時可以與實習單位聯系。我校建環專業2017級共84名學生，其中52人到教師聯系的單位實習，32人到自己聯系的單位實習，指派2017級學生生產實習具體情況見表1。為了增強學生從事工程項目管理能力，2021年，我們增加指派了一些同學去施工單位和項目管理單位實習。我校建環專業2018級共87名學生，其中60人到教師聯系的單位實習，27人到自己聯系的單位實習，指派2018級學生生產實習具體情況見表2。

表1 教師聯系實習單位和指派2017級學生生產實習情況

表2 教師聯系實習單位和指派2018級學生生產實習情況

4.2 建環專業生產實習效果

我校2017級建環專業有8名學生在廣東歐科空調制冷有限公司進行為期8周的實習，主要內容為空氣處理機組組裝線頂崗實習。經過實習，同學們對組合式空調機組各功能段和吊頂風柜結構有了全面了解；熟悉了空氣混合、均流、過濾、冷卻、一次和二次加熱、去濕、加濕、送風、回風、噴水、消聲、熱回收等單元體；對卷繞式過濾器、靜電除塵器、紫外線殺菌燈和表冷盤管段的擋水板有深刻認識，學會了毛細管與分配器的連接，以及如何校正集管和連接毛細管；掌握了電機常見啟動方式，如直接啟動、星/三角啟動、軟啟動和變頻器啟動等相關電氣知識；熟悉了流水線尾端機組的清潔和打包工作。圖2和圖3展示了部分生產實習的現場畫面。

圖2 流水線上換熱器生產與加工

圖3 校正集管和連接毛細管

通過本次實習，同學們對冷凍水式和直接蒸發式空氣處理機組有了全面認識：①采用冷凍水(或熱水等)作為冷(熱)源的空氣處理機組，一般是作為中央空調系統最主要的末端設備，它與冷水機組，如模塊機、螺桿機、離心機等組成大型中央空調系統；②采用直接蒸發式空氣處理機組，一般設計制造成屋頂機形式，即組合式屋頂空調機，通過外接風管，將處理后的空氣送到空調房間。

我校2017級建環專業有4名學生在江西坤凈凈化工程有限公司進行了為期4周的實習，主要內容為三個空調項目：上饒廣豐區天虹大型商貿城暖通空調系統、廣豐縣卷煙廠除濕系統和八都百利大酒店暖通空調系統。同學們在實習過程中協助工人師傅們安裝主機、鍋爐和屋頂冷卻塔，其中包括水泵、鍋爐上方軟接管及過濾器安裝等，學會了焊接法蘭片和切割鍍鋅鋼管，學會了利用割下的管段制作單頭帶有法蘭片的短接管和雙頭都帶有法蘭片的連接閥件的管段。單頭法蘭片的短接管比較容易焊接，一個人利用水平尺調整好平衡即可，而雙頭法蘭片必須兩個人互相配合，嚴格按照水平尺的傾斜程度提示來確定焊接點，確保兩頭水平無誤，不然會影響后期管子的焊接。實習過程中，同學們還掌握了風幕機、空調末端和風口的安裝。該組學生參加現場實習的照片如圖4和圖5。

圖4 支撐水管的鋼支柱移位

圖5 水泵與水管連接安裝

我校2017級建環專業有4位學生在中國建筑科學研究院天津分院進行了為期2個月的實習，主要內容為寶坻區智慧供熱改造項目。天津市恒安供熱發展有限公司負責寶坻城區集中供熱，現有集中供熱面積約1 300萬平方米，熱源為城南、景苑、寶平、學府、順馳5座供熱站，下屬換熱站共計約193座。為滿足藍天保衛戰要求，2020年，寶坻中心城區燃煤鍋爐房即將取締，恒安供熱通過薊州區熱電廠對寶坻城區進行供暖。隨著新小區逐步接入，恒安供熱規模不斷增加，現有運行管理技術難以保障供熱系統安全、穩定、節能運行。

本次天津市恒安供熱發展有限公司通過供熱智慧化提升改造，旨在充分利用信息化技術，打破供熱系統信息島，解決當前寶坻城區集中供熱系統能耗高、供熱質量低、自動化程度弱等問題。本次供熱智慧化提升改造工程項目主要涉及范圍為現有193座換熱全網平衡改造，133座換熱站及熱源智能化改造末端室內溫度監測、收費管理系統升級、客服維修管理系統建設以及應急指揮調度中心建設等。同學們在實習過程中熟悉了換熱站的基本構造，了解工作流程，巡查換熱站，監督施工；負責換熱站智能化改造的設計監督，每個小區或每兩個小區對應一個換熱站，換熱站改造分別為老化計量設備的更換，增添新計量設備，達到計量和自動控制的要求。巡查換熱站過程中，了解管路走向，按照現場管路制作出原理圖。同學們還參與編寫項目部的制度管理，進行天津市北辰區線上供熱平臺的搭建；負責線上的資料整理，文檔歸置，以及其他項目的收尾工作。圖6和圖7展示了該組學生的現場實習畫面。

圖6 巡查寶坻換熱站管路布置

5 生產實習考核和成績評定

5.1 生產實習考核和成績評定方法

生產實習成績評定考慮以下四個方面：(1)實習態度、遵守紀律情況，占20%；(2)實習日記，占20%；(3)實習報告，占40%；(4)實習答辯，占20%。傳統的生產實習成績一般通過實習報告評定。采用新的生產實習模式后，增加了每天實習視頻匯報和后期PPT答辯過程，生產實習考核更加客觀全面。實習過程中，要求學生按照學院提供的模板文件，認真寫好實習日記，且每天發送現場照片或視頻給帶隊老師。實習報告要求反映生產實習全過程，反映實習期間的工作任務、發現問題的思考與處理等，有實習單位鑒定內容，并蓋好實習單位公章。實習結束后要求學生通過PPT匯報答辯，主要考核學生理論聯系實際及口頭表達能力，答辯成績由答辯小組教師評定。學生生產實習最終成績采用優、良、中、及格和不及格5級記分制。其中，實習態度考核主要由車間師傅、技術人員的實習鑒定決定，遵守紀律情況由實習帶隊教師根據其工作表現進行考核。生產實習目標，即通過實習達到應知應會標準的考核，主要通過實習日記、實習報告和實習答辯來體現。

5.2 生產實習過程中，加強思政教學，堅持立德樹人

實習過程中注重學生的思政教育。引導學生學習工程倫理，積極向工人師傅、技術人員請教，培養學生對建環專業的熱愛。教師深度參與生產實習，帶隊老師每兩周對生產實習的學生進行監督檢查，聽取學生生產實習階段性匯報，了解學生思想動態，協助學生及時解決實習過程中遇到的問題。生產實習成績考核遵循統一的標準，認真考慮學生的實習態度，重視學生的日常表現，按照實習計劃應知應會的考核標準，嚴格考勤和加強紀律檢查，在保證實習效果的同時，確保實習成績的評定公正公平。

6 結語

我們從2016級建環專業進行生產實習改革，從近幾屆學生實習反饋的情況看，大部分學生對生產實習改革持贊成態度，因為這是他們主動學習和解決實際問題的一個重要環節，為同學們就業和快速融入工作崗位提供了很好的實踐平臺。同學們覺得在生產一線頂崗實習雖然辛苦，卻也是一次很好的歷練機會，既鍛煉了意志，又培養了吃苦耐勞的精神，還學會了在實踐操作中去思考問題。為保證生產實習工作落到實處，帶隊老師通過實習日記及時了解學生思想動態，經常鼓勵學生們腳踏實地，虛心向現場技術工人學習。實踐證明，我們在生產實習中采用“集中與分散，指派與自聯”雙結合模式，取得了良好的教學效果。我們將按照新工科專業發展要求和專業認證要求，對生產實習進行持續改進和完善，不斷提高我校建環專業畢業生的綜合素質。