建筑環境與能源應用工程專業導論教學改革探索

于曉慧，楊賓，金鳳云，楊華

（河北工業大學 能源與環境工程學院，天津 300401）

基于國家發展戰略新要求，為適應以新技術、新產品、 新業態和新模式為特點的新經濟及多學科交叉會聚及多技術跨界融合新態勢，國家發出了“創新驅動發展”“中國制造2025”“互聯網+”等戰略或倡議，在此基礎上，新工科建設應運而生[1,2]。當前，各界對新工科的范疇已達成共識，建設方向也逐漸明確，建設理念也形成共識，其最終目標是培養多元化、復合型、創新型的卓越工程人才[3]。

建筑環境與能源應用工程專業是國家公布的新工科專業之一[4]。近年來，建筑環境與能源應用工程專業的畢業生社會需求量巨大，麥克斯統計數據表明該專業的就業率在全國所有專業排位持續靠前[5]。然而，2018年課程團隊對全國10 多所高校建筑環境與能源應用工程專業的大二學生轉專業比例進行調研，調查結果表明即使在清華大學、同濟大學這樣的重點高校，轉專業比例也非常高。甚至在新工科大類招生的大環境下，有些學校的建筑環境與設備工程專業生源出現短缺[6]。這說明低年級學生，特別是本專業低年級學生對該專業的了解認識不全面，進而導致專業轉出率較高。

專業導論課程的開設對象是尚未接觸過專業知識的新生。前期的實踐證明傳統單一的課堂式教學內容及教學模式已很難激發學生的興趣且難以滿足新工科的要求，如何通過專業導論課教學增強學生對專業內涵與社會需求的了解、 激發學生對專業知識內容的學習興趣是亟待解決的問題。因此，本專業導論課程團隊對本課程教學中存在的問題進行深入的剖析，改革傳統教學模式、教學內容及教學方法，以期出色地完成新生第一門專業啟蒙課，為大學生四年的學習和生活打下良好基礎。

1 專業導論課教學中存在的問題

1.1 教學模式單一僵化

該專業導論課程多以專業教師講解結合PPT 展示的傳統教學模式進行，大多數情況是教師在上面講，學生在下面聽，師生之間互動交流少，單一的教學模式難以激發學生的興趣，甚至讓學生感覺課堂教學枯燥、乏味[7]。課題團隊之前對該課程的教學采用開設專題講座的形式進行，偏向專而精，導致學生沒有形成對建筑環境與能源應用工程專業的整體認識； 由于專業導論課程面向本科一年級的新生，對于專業性強的內容學生理解又較為困難，學生難以掌握。

1.2 教師和學生積極性不高

該課程是大一學生了解專業學科、 構筑未來的先導課程。作為一門專業啟蒙課程，大部分學校課時較少并且只有1 個學分，有的學校甚至不計入學分，此外由于課程內容比較寬泛，學生理解不夠深刻，因此部分學生對該課程的重視程度不夠。雖然該課程內容并不復雜，但其涉及的知識面卻十分廣泛，尤其是隨著新工科理念的提出，新技術、新產品不斷在該專業涌現，需要授課教師不斷花費時間和精力去汲取新知識和新理念，但部分教師在教學上墨守成規，不愿意接受課程教學改革。

1.3 現代化教學手段和方法滲入不全面

目前，在各大主流網絡教學平臺（雨課堂、超星學習通等） 存在著建筑環境與能源應用工程專業導論課程可用課程資源少的問題。線上與線下教學混合模式、各教學資源及要素導入方法、課堂教學組織、學習支持與教學評價等環節如何設計尚處于探索階段。如何深度系統化地思考和設計教與學的關系，使其突破傳統高等教育教學的固有局限，以達到優勢互補、整體效益最佳更是成為目前亟待解決的問題。

2 專業導論課教學模式及教學方法改革

針對上述該課程亟待解決的問題，本課程團隊成員對該課程的教學模式、 教學方式進行不斷的改革和完善，在沒有可參考、能夠復制的成功教學經驗的情況下，深入探討全新教學模式，實施新的導論課教學理念。經過3年的改革建設，現初步形成了一套基于成果導向（OBE）理念的系統教學模式。

2.1 教學內容及模式的改革

課程教學內容主要涵蓋以下六大教學模塊。

（1）初識專業，暢談熱點。

系主任做專業內涵與外延總體介紹； 學生與本專業教師面對面，針對專業領域熱點問題進行交流。目的是拉近師生距離、解答新生關心的專業相關熱點問題。

（2）個性化教學，提升專業認知。

每個班分成若干學習小組（每組5-6 人），在指導教師帶領下，通過師生1 對1 交流、學習課程平臺各項資料、參觀專業實驗平臺等多種手段，進一步熟知了解專業，提升專業認識。

（3）情景體驗式教學，感受專業魅力。

以建筑環境與能源應用工程專業導論專業使命——如何營造良好適宜的建筑環境為題，布置大作業，引導學生對典型大型公共建筑室內環境開展實地調研測試，身臨其境的體味專業的定位與擔當，感受專業魅力。學生查閱文獻制定研究方案、設計調查問卷，指導教師分組指導、討論確定方案，學生獨立完成既定任務，通過沉浸式的教與學感受專業的魅力。

（4）行業專家、精英進課堂。

邀請業界專家進入課堂，演繹本專業的內涵、外延及使命意義； 邀請行業精英——建環專業校友進入課堂，闡述本專業特點、需求及社會責任。

（5）翻轉課堂。

翻轉課堂以學生為主體，以小組團隊形式匯報展示情景體驗教學中的收獲，其他小組團隊同學可以質疑與交流，教師加以點評，師生互動切磋中完成知識的傳輸。

（6）探知未來。

初探專業未來發展態勢——實地參觀智能化的現代辦公大廈系統運行及室內環境，了解專業發展的新技術，激發專業興趣；增強對“專業未來”的直觀認識，提升專業使命感。

2.2 課程成績評定方式的改革

本課程由學生及教師共同評分進行考核。成績評定主要包括五部分：（1）團隊成果成績（30 分）：學生在對典型建筑實地調研與測試后，團隊成果以PPT 形式按組進行展示匯報，由他組同學和教師給予評分，教師評分0～15 分，學生評分0～15 分。（2）個人總結報告（30分）：在課程任務結束后，每人撰寫一份個人專業認知總結報告，可查閱文獻、結合每次課的所感所想進行撰寫，形成個人總結報告，教師給出評分。（3）平時成績（15分）：各團隊指導教師依據學生平常各項表現、課程平臺資料的研學等綜合給出評分。（4） 五問反思報告（25分）：由他組教師（非指導教師）給出評分，采用追逐評分機制。（5）團隊或個人突出獎勵成績，可由教師或學生給出此部分附加分的原因，由教師團隊共同審議確定獎勵分值具體數值（0-5 分），但總成績最高為100分。

2.3 本課程特色及創新

（1）量體裁衣式的教學體系與內容。以“加深專業認識，增強專業使命”為目標的教學設計，優化課程學習內容模塊，提升學習能效，構建適合當代大學生特點的模塊化的教學體系和教學內容。

（2）以學生為中心的問題導向式教育模式。充分調動學生學習主動性，以教為中心變為以學為中心，通過啟發式、參與式、討論式及問題式等各種不同層次的學習，發揮學生創新能力，提高教學效率。

（3）情景體驗式教學方式的探索與實踐。以學習者的發展為出發點和歸宿，通過引導完成典型建筑環境的調研與測試，利用沉浸式的體驗教學方式，再輔以翻轉課堂的匯報與點評，使學習環境中諸要素之間實現合理配置與協同運行。

（4）多元化的成績評定。優化以“加深專業認識，增強專業使命”為學習目標的考核方式和考核內容，注重學習過程考查與學生能力的綜合評價。

（5）人才社會責任感的培養融入課程。近距離與業界專家、行業精英交流，全面多角度了解專業內涵與外延的同時，促進專業使命感、社會責任感的建立。

3 改革成效及展望

3.1 改革成效

通過課程的教學改革，大一新生對本專業的認識度、關注度均有所提高，依據座談及調查問卷，學生對本專業的學習興趣增強，認識到本專業的重大社會責任和意義。對教學方式方法的改革探索，學生反響積極肯定，2018 級學生轉出率相較2017 級下降了約70%。專業導論課的教學目標達成度得以極大提高。此外，該門課程于2019年獲得天津市一流本科課程。

3.2 改革展望

雖然該專業導論課教學改革取得階段性的成果，但在今后的課程教學中，還需要探索中華優秀傳統文化與專業相結合教學理念的貫徹與實施，以進一步激發學生專業興趣，同時創建并完善部分輔助網絡配套教學資源。根據行業最新動態前沿發展，不斷豐富修正實時教學內容，錄制微課視頻，制作虛擬可視化動畫，為建設“互聯網+”教學平臺儲備素材。將以上成果進行教學實踐檢驗，將教學效果與傳統授課方式進行比較，建立動態反饋機制根據實踐結果對教學模式進行深化完善。此外，還應探索將線下課程與網絡教學素材有機整合利用，以提高學習效果的教學手段改革；持續豐富并完善課程教學平臺內容；收集總結教學模式評價，針對主要問題確定解決方案。

4 結語

河北工業大學建筑環境與能源應用工程專業導論課程團隊面向國家節能減排的重大需求，秉承學校“興工報國”“工學并舉”的辦學傳統及特色，對本課程教學內容、教學模式進行深入探索，改革傳統教學模式、教學內容及教學方法，不斷改革和創新，以期增強學生對專業內涵與社會需求的了解，激發學生對專業知識內容的學習興趣，使其熱愛專業、學好專業，最終成為具備一定創新能力的復合型工程技術人才。