新工科背景下地方应用型本科课程教学改革与探索——以供热工程为例

新工科背景下地方应用型本科课程教学改革与探索——以供热工程为例

作者：张爽田刚潘伟英

来源：《黑龙江教育·理论与实践》 2019年第1期

摘要：文章以供热工程课程为例，分析了“新工科”工程教育模式与专业人才培养模式的

差异，提出以工程项目应用需求为导向的课程教学改革，通过采取整合教学内容，优化教学环节，围绕“以学生为中心”的OBE核心教育理念，完善当前新工科背景下地方应用型人才培养

模式。

关键词：新工科；应用型本科；OBE核心教育理念；供热工程

现代教育人才培养主要分为学术研究型培养、应用型专门培养和实用型职业技术培养。建筑环境与能源工程专业隶属于工程类学科，学科特点决定需要应用型专门人才培养。“新工科”突出要求核心能力和有效利用深度学习，对传统的应用型本科课程进行教学改革，是地方

应用型大学应对“新工科”的挑战十分必要的措施。

1 “新工科”工程教育模式与专业人才培养模式的差异

传统的工科人才的培养中传授系统的理论知识学时比重大，而学生实践环节及相关人

文课程的学习比重轻；更重视单门课程知识点全面设置，轻视课程的整体优化；这种以行业为

目标、以专业为中心、知识结构单一的人才培养模式，教学内容更新速度慢，应用型人才很难

根据自己的需要与兴趣选择学习内容。以实践环节为例，传统实践教学模式主要包括集中实践（认识实习、随堂试验、建筑CAD训练、测量实习、课程设计、毕业设计等）和分散实践（生

产实习、毕业实习等）。除了实践教学形式较单一，缺少有实践经验的教师，简单的验证性实

验居多，学生在学习过程中，很少有机会尝试设计型、综合型实验。同时，实习基地建设薄弱，基地的管理体制较乱，缺乏科学评价标准，造成实践基地只是流于形式，实习教学质量难以提高。实践教学是具体的理论课程的延伸，没有构建独立于理论教学的实践教学体系，无法实现

应用型专门人才培养目标，很难培养出具有时代特征的卓越工程师。

“新工科”工程教育模式发生了根本性的改变，教学模式由知识与技能的传授逐渐转

向学生核心能力的培养与测评，以确保毕业生能够满足企业与未来社会对高素质专门人才的需求。以实际工程实践为基石，根据工程发展新趋势采用现代化教学手段，打造适用的实践平台，将提高学生的工程设计、分析及解决问题的能力放在首位，以实现学生知识、能力和素质的一

体化成长。基于“新工科”理念，需要改进传统的建筑环境与能源工程专业人才培养模式和教

学模式，建立“知识探究、能力培养、人格养成”三位一体的育人体系。本文以建筑环境与能

源工程专业核心课程之一的《供热工程》为例，将“新工科”理念融合到课程中，以点带面，

探索新工科背景下地方应用型本科课程新型教学模式。

2 教学模式改革基本措施

供热工程课程包括理论教学及3周的课程设计，传统的课程教学环节主要包括课堂教学、实验、作业与考试等，理论和实践环节脱节，无法高度融合统一。OBE教育核心理念从

“以教师为中心”转向“以学生为中心，以工程项目为导向，开展基于工程项目的的理论教学”。有效地将OBE教育理念融入课堂教学中，不仅满足学院应用型本科人才培养内涵发展的

要求，也是实现理实一体化的有效措施。

2.1整合教学内容

供热工程课程的培养目标是让学生掌握热水和蒸汽作为热媒的建筑物供暖系统原理及应用、水力计算及设计，同时考虑工程实际要求、成本、选型等因素，还要锻炼学生的动手能力、团队协作能力、解决复杂工程问题的能力等。因此，本门课程项目设计时，以“某建筑供热系统”为题，从建筑热负荷计算入手，通过对建筑物供暖系统形式认识，加深对供热原理的理解。教学过程中，利用采暖系统模拟试验台，展示典型供热系统运行方式，在充分了解各个附件特性基础上，进行采暖原理、设计与计算的讲授，再通过热网水力工况实验台测定系统水力工况。OBE教育教学方法成功实施的核心是教师如何去构建一门课的知识框架，如何从传统课的知识点中取其精华。传统教学内容的弊端体现在以下几点：

（1）教学内容多，学时较少。基于学校“宽口径、大平台”的教学方针，近几年专业课的学时不断地压缩，供暖工程讲授为26学时，在有限学时内除了完成理论知识的传授，还要指导学生理论与实践相结合，这个矛盾使整合这部分教学内容的必要性凸显出来。

（2）内容单一，偏重理论。教学内容偏重于理论介绍，介绍工程实际应用需要的设备选型、建筑施工图读识、相关规范的理解、供暖平面及系统图的规范绘制等多课程交叉的内容较少。

（3）内容集中。教材内容按照知识点的形式集中讲解，且过于抽象，无法做到理论实践一体化教学。

针对供暖工程部分的问题，本次教学内容改革以项目为导向，以教学内容为脉络，按照建筑图读识——供暖系统形式介绍——确定方案——选择设备及附件——绘制平面图——绘制系统图形式，建立理论实践一体化教学思路。教学内容以理论够用，适度扩展为原则整合教学内容，整合措施如下：

第一，室内供暖系统的设计热负荷部分，引导学生查阅《暖通空调设计手册》，掌握相关规则后，选用项目分组进行实际应用。

第二，室内热水供暖系统部分是项目方案确定的核心内容，除了讲授系统的分类、形式、特点、原理外，将这部分涉及到的主要设备及附件相关内容整合过来，主要设备选型以专题的形式进行拓展。以项目为引导，分析工程特点，结合理论知识，共同确定供暖系统形式。

第三，教学过程中适当删减项目使用较少的内容，如重力循环双管系统，高层建筑热水供暖系统、室内蒸汽供暖系统的知识与应用。根据项目已确定的方案，训练学生使用CAD绘制相应的系统图，同时融合国家《暖通空调制图标准》，提高学生绘图规范性，使理论学习更加切合实际工程应用需要。

2.2理实一体化设计

以工程项目为导向的课程教学除了传统的课程教学环节（课堂理论教学、随堂实验、作业和考试），还包括项目设计和实施，课时少课容量大的矛盾凸显出来。工程项目为导向的课程教学除了重新设计教学环节内容外，各个教学环节高度融合统一，保证在规定的学时数内高效、高质地完成教学任务尤为重要。

（1）设计以项目为导向的教学环节。在项目设计时，将主要教学知识点按照项目实施过程的特点进行分解，使课堂教学始终围绕项目、服务于项目。过程中，可以融入项目汇报、讨论等，建立学生的课堂中心地位。课余作业不拘泥于课本上相关习题，同时服务于工程项目