“大类招生”模式下“建环”专业人才培养情况调研分析

摘

要：在大力推行高校“大类招生”人才培养模式的背景下，人才培养质量、学科交叉融合效果获得较大改善，但也对高校学科专业和教师队伍提出了更高的要求。文章以建筑环境与能源应用工程专业为例，调查7所专业发展迅速、实力雄厚的高校，围绕调研高校本科培养方案的变革、专业师资队伍的现状以及专业实验室教学建设的情况，分析了“大类招生”模式下建筑环境与能源应用工程专业在人才培养方面的现状和存在的问题，并提出了相应的改革建议，为更好地实践“大类招生，分类培养”的培养模式，实现专业自身的长足发展开拓思路，为我国高等教育的进一步改革提供参考。关键词：大类招生；建筑环境与能源应用工程；培养方案；实验室建设；调研随着我国经济和文化实力的飞速增长，伟大复兴的中国梦已在逐步变为现实，社会各行业对高水平人才的需求愈发迫切。提高高校本科教育水平，对于培养高素质创新型人才和推进科技强国战略具有重要意义。因此，2018年教育部《关于加快建设高水平本科教育全面提高人オ培养能力的意见》中指出，实现中华民族的伟大复兴，对高等教育的需要，对科学知识和优秀人才的需要，比以往任何时候都更为紧迫。近年来，“大类招生、分类培养”的人才培养模式发展迅速，已逐渐成为高等教育进一步改革和发展的方向。“大类招生”的人才培养模式是指高校只按大类学科而不按具体专业进行招生，经过1～2年的通识教育后，学生通过双向选择原则进行专业分流[1]，是高校实现“三全育人”的有效途径[2]。“大类招生”模式的历史由来已久，早在1870年美国哈佛大学就已逐渐形成“学生选择分流模式”[3]。20世纪80年代后期，北京大学提出在低年级实施通识教育，高年级实施宽口径的专业教育。其后，国内众多重点大学先后实施了“大类招生”的人才培养模式。2010年，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》提出将分类招生作为教育改革中的先进模式，获得了广大高校的推广和认同[4]。2014年，全国有超过50%的“211工程”高校开始逐步实施“大类招生”政策[5]。截至2017年，国内有77.5%以上的“211工程”院校实施了不同程度的“大类招生”的人才培养模式[6]。这彰显出我国对于“大类招生”人才模式的探索愈发深入，高等教育改革进入了新的篇章。高校“大类招生”与培养模式对于学生扩大选择空间、细化学科分支、强化学科交叉融合、培养高素质复合型人才等具有有利作用[7]，但同时也给学科专业、授课教师等带来了全新挑战。建筑环境与能源应用工程专业（简称“建环”专业）作为教育部定义的新工科专业之一[8]，承担着为祖国培养建筑能源和环境控制方面的管理人才与高级工程技术人才的任务[9]。在众多高校推行“大类招生”模式的时代背景下，“建环”专业如何把握时代的重要机遇，实现学生人生价值以及专业自身长足发展的双赢成为需要思考的重要命题。因此，本文以“建环”专业为例，通过对7所学科发展良好、学科历史相对悠久的高校进行实地调研，分析“大类招生”背景下人才培养情况，探讨如何进一步深化人才培养模式改革，为培养出高水平的复合型创新人才打下坚实基础。一、“建环”专业人才培养调研背景作为教育部定义的新工科专业之一，“建环”专业旨在大量培养建筑能源和环境控制方面的工程技术与管理方面人才，是一门注重将工程实践与创新思维相结合的工科专业。人们对人居环境愈发多样化、舒适化的要求，以及面对日益复杂的城镇建筑能源与室内外环境问题，“建环”专业的内涵与外延随之发生了深刻变化。绿色建筑能源、BIM以及建筑装配化技术等新型技术热点已逐渐成为现代建筑产业发展的核心动力；行业发展对多学科交叉融合、一专多能的满足行业多元化、创新化发展的人才需求日益增多；随着“互联网+、人工智能、大数据”对社会和行业发展的影响逐渐渗透到方方面面，国家和行业对“建环”专业的人才培养也提出了更高的要求。因此，在祖国日新月异的发展进程中，在大力推行“大类招生”人才培养模式的当下，如何适应社会的发展，更好地满足国家和社会发展对人才培养的需要，更切实有效地改革人才培养模式是“建环”专业亟需解决的重要命题。为了加快“建环”专业改革，在“大类招生”人才培养模式中帮助“建环”学科稳步发展，总结暖通相关专业创新型多学科交叉融合人才培养的宝贵经验，构建与新时代发展相适应的学科人才培养体系，笔者等5组教师共计14人次于2020年8月至9月期间对哈尔滨工业大学、广州大学、东华大学、湖南大学、同济大学、西安交通大学、西安建筑科技大学等7所高校“建环”专业的人才培养情况进行了调查研究。对调研结果从专业师资队伍、本科培养、专业实验室教学建设情况三个方面进行分析。二、“建环”专业人才培养现状（一）調研高校本科培养方案的发展变革对调研的7所高校在推行“大类招生”前后的“建环”专业本科生培养方案进行系统分析。选取贯穿整个本科生培养过程的通识教育环节、专业教育环节、实践教学环节以及个性化发展环节四个环节进行对比。其中，通识教育环节包括军事理论、思想道德修养与法律基础、大学体育等公共基础课以及大学物理、高等数学等学科基础课；专业教育环节包括工程热力学、流体力学、建筑环境学等“建环”专业必修课程以及其他专业选修课程；实践教学环节主要包括金工实习、毕业实习、毕业设计、认识实习等实习实践环节；个性化发展教育环节主要包括创新创业课程、创新创业实践等。在推行“大类招生”人才培养模式后，7所调研高校的本科培养方案均有不同程度的发展与变革，具体表现为强化通识教育、精简课内学时、突出实践教学。除广州大学及哈尔滨工业大学外，其余高校的总学分数均有所减少。其中，西安建筑科技大学以及同济大学学分减少幅度较大。在具体教育环节中，整体呈现出学分由专业教育环节向通识教育环节及实践教育环节转移的趋势。除广州大学和东华大学外，其余高校通识教育环节学分数均高于专业教育环节，同时哈尔滨工业大学、同济大学、西安建筑科技大学和西安交通大学的通识教育环节学分数高出专业教育环节12%以上。此外，实践教育环节学分数也呈上升趋势。这表明在推行“大类招生”后，对学生的培养由专业技能的培养逐步向能力导向、学科交叉、创新创业实践等方面倾斜。（二）调研高校“建环”专业师资队伍现状通过对7所高校“建环”专业当前师资队伍进行调研，统计各高校“建环”专业教师各职级人数、获得各类学位人数以及青年教师人数等得出，东华大学“建环”专业教师人数最多，达32人，广州大学次之，西安交通大学“建环”专业教师人数最少。在统计的各高校教授及相当职级、副教授及相当职级以及讲师人数中，湖南大学获得教授级职称人数达12人，占比为80%，教授数量和占比均为所调研高校中最高，表明其专业建设的深厚实力和底蕴，其次为哈尔滨工业大学，其获得教授级职称人数为11人，占比为61%。在所有调研高校中，西安交通大学和西安建筑科技大学的教师队伍最为年轻化。西安交通大学的青年教师占总人数的33%，在所有调研高校中青年教师占比最高，其次为西安建筑科技大学，其青年教师占比为22.2%。此外，哈尔滨工业大学和广州大学的青年教师占比偏低，分别为5.6%和7.1%，教师队伍更需补充新鲜血液。7所调研高校的“建环”专业任职教师中获博士学位的人数占比基本在90%以上。其中，同济大学、湖南大学以及西安交通大学的专业教师全部获博士学位。此外，在7所调研高校中，同济大学的海外院校毕业教师人数占比最高，达40%，其次为湖南大学，海外院校占比为20%。上述数据表明，目前高校“建环”专业师资队伍呈现出高学历、青年教师偏少、教授占比较高的特点。（三）调研高校“建环”专业实验室教学建设情况1.哈尔滨工业大学。哈尔滨工业大学的实验教学环节主要包括专业核心和选修课程实验、课程设计、毕业设计（论文）等，旨在强化培养学生的工程实践能力、创新精神、创业意识和创新创业能力。建有建筑节能住房与城乡建设部重点实验室、寒地城乡人居环境科学与技术工信部重点实验室等省部级重点实验室，包含14个子实验室，总建筑面积18500m2，仪器设备约410台套，总值近7800万元。其核心研究方向包括寒地建筑清洁高效用能与绿色建筑工业化、寒地智慧城市与生态景观营建等。2.广州大学。广州大学的本科实验教学环节按专业基础课、专业课和测试与自动控制分成三部分，主要包括传热学、流体力学和环境科学等课程实验。同时，加强了虚拟仿真实验课的开发，加深学生对实验的理解，提高授课效率，减轻实验室的运维负担。专业下设建筑环境与设备工程实验室教育配套实验室，并且建有广东省建筑节能与应用技术重点实验室，建筑面积3300m2，经费充足，获得了广东省和广州市的大力投入，为提高科研水平、发表高水平论文、攻坚科研难题创造了有利条件。3.东华大学。东华大学建筑环境与设备工程系中心实验室属于公共服务平台，为学院本科生提供教学实验，其下有多个教学实验室，主要包括空调综合实验室、通风除尘与净化实验室、激光雾滴测试实验室、室内气流组织实验室、传热、制冷实验室等。学院下设暖通空调研究所、空气环境与建筑节能研究所、新能源与环境研究所等，重点在工业通风与污染物控制、可持续能源利用与建筑节能技术、建筑微气候与人体热舒适、传热与流动的模型与模拟、建筑环境热湿精确控制、城市建筑空气质量与建筑节能等方面开展基础与应用基础研究。4.同济大学。同济大学的“建环”课程实验教学环节主要包括空调、通风、供热、燃气工程及输配等课程的课程设计和实验等，其主要依托于先进城市能源及建筑环境控制与安全综合实验中心，下设热能与环境工程研究所、制冷与低温工程研究所、暖通空调研究所和燃气工程研究所。近5年来，在985、211、双一流学科建设项目和各科研项目的支持下，新增仪器设备超1600万元。此外，学院与大金（中国）上海分公司、北京绿建软件有限公司、上海市建筑科学研究院等多家知名社会企业签订实习基地合同，加强学生的创新能力培養。5.湖南大学。湖南大学重视实验教学，教学内容丰富、因地制宜，其实验成绩在总成绩中比重很高，达到30%，以加强学生对动手实践能力和创新能力的培养。学院下设建筑安全与节能教育部重点实验室，总建筑面积达5000m2。实验室还设有仪表设备室和加工间，制作仪表设备室有近300件仪表可供教学科研使用，加工间备有小钻床、常用工具、零备件，可根据学生科研需要随时进行小零件加工等操作。学院与远大空调公司、中节能建筑节能有限公司、中建五局、中国有色冶金第23公司等企事业单位建立了本科生实习和课程设计基地。6.西安交通大学。西安交通大学实验室职能主要包括室内外空气内污染物检测与评价、空气内含尘量和颗粒物检测与评价、室内热环境检测与评价、新型室内空气环境控制系统研究和比较等。其中，健康环境检测与评价是“建环”与地球环境科学专业和建筑学专业学生必须具备的基本技能，该实验室将承担三个专业主干课程的大部分实验内容，同时也是三个专业科研交叉的主要研究方向之一，实验室增设自主实验环节，承担院级和校级的开放性实验，培养学生的科学探索和创新能力，本实验室建设目标是成为具有符合CNAS认证和中国计量认证CMA各项要求的专业实验室；建成环境实验室涉及室内环境与建筑外环境两个方面，可以为本科生的专业课提供良好的综合创新实验平台服务的课程，包括的本科专业课如建筑环境测试技术、室内空气品质控制技术、建筑环境学、通风与空气调节工程、燃气工程、建筑环境与设备工程专业课程实验、环境质量评价等。7.西安建筑科技大学。西安建筑科技大学更加注重学生自学和知识融合，鼓励学生积极参加专业竞赛，先后开设了建筑设备自动化、自控原理必修、供配电技术、传感器技术等课程。对于毕业设计，采取强调学科交叉融合的形式，为每位学生配备暖通和电气两名指导教师，培养学生学科交叉能力，提高学生跨领域跨学科的能力和意识。西安建筑科技大学建有西部绿色建筑国家重点实验室，人才梯度配置合理，专业实力强劲。建有生态建筑材料国家地方联合工程研究中心、陕西省建筑科技重点实验室、陕西省生态建筑材料工程研究中心、住房和城乡建设部村镇司农房建设技术西部研究中心、体育建筑文化研究基地、西安建筑科技大学建筑经济与管理研究中心等六个省部级实验室（中心）。学院建有智能建筑与楼宇自动化省级实验教学示范中心、智能建筑与楼宇自动化省级虚拟仿真实验教学中心。笔者通过对上述调研高校“建环”专业实验室进行实地调研，发现各高校对建设“建环”实验室投入巨大，发展迅猛，在传统研究方向的基础上，有逐渐向其他相关研究领域倾斜的趋势。根据调研情况，提出以下“建环”实验室发展的共性问题。第一，实验室管理效率问题。目前许多高校仍然面临着实验室管理人员不足的窘境，实验设备数量远大于管理人员数量的现象非常普遍。常有一位教师既要负责实验授课又要承担多个实验室的运行维护工作，影响工作效率，使实验室设备管理维护难度增大，也为实验室增加安全隐患。第二，实验室人才短缺问题。高校实验课程主要包括专业基础类和课程类实验，为保证教学质量应该分别配置专门的实验教学人员。但是实际情况中有许多高校专职实验教师严重短缺，常有授课教师临时代授实验课的情况，建议加快培养实验室专职教师或采用专业课和实验教师共同指导的形式。三、未来“建环”专业人才培养模式发展的方向与思考（一）加快改革实习实践教学模式1.推广校企“双师”授课模式。聘请具有高级职称的企业导师，与校内指导教师共同授课，企业导师全程参与小组实践、课题指导与小组答辩、互评等环节，发挥其行业经验丰富的优势，开拓学生视野，提高学生创新与实践能力，帮助学生建立对行业背景以及社会发展的宏观认识。结合专业特点和高校特色，调整实习实践内容，将课程所学知识点与实际工作场景匹配起来，让学生对工作场景产生感性认识，加强学生对本专业的整体把握和对从事本专业的认同感。2.建立多元化的专业实践教学环节。在“建环”专业需要进行的认识、生产实习等阶段中，与国内行业高水平设计院、研究院以及其他社会企业合作建立校外实习基地。在实践教学过程中，改变传统的参观模式，让学生深入到企业运转过程中，亲身参加学习培训、临岗实践、以用带学等诸多环节，践行“理论—实践—创新”的培养模式，增强学生的实践和创新能力。（二）加强实验室建设的规划与管理加强对实验室的设备管理与维护保养，完善实验室运维管理制度，及时对老旧设备进行更换，保障实验的顺利进行。加快对实验室教学教师和管理人员的培养，将实验室管理与教学工作区分开，提高工作效率。加强对虚拟现实实验课程的开发，充分提高学生的自学能力，提高实验授课效率，缓解实验室运行维护压力，同时减轻授课教师工作量，提高其授课质量。（三）扩充学科融合交叉的教学内容顺应时代趋势，结合社会发展热点，增设自动控制、单片机等课程，加强“建环”专业与计算机、控制等专业的融合，培养学生的多学科交叉创新能力。针对时代发展和社会需求，帮助学生建立宏观视野，培养学生分析并解决问题的能力，加强对学生创新意识的培养。例如，教育部印发的《高等学校碳中和科技创新行动计划》中要求高校布局建设一批碳中和领域科技创新平台，不断调整优化碳中和相关专业、学科建设，推动人才培养质量的持续提升。“建环”专业与碳中和发展方向直接相关，与能源、电气、建筑、化工等多个专业领域均可相互融合。可以从能源生产、输送、消费角度出发，依次从“源、网、荷、储”四个方向对课程设置、实践方式和学生能力培养等方面进行提升