李栋　高梦　张姝　孟凡斌　宫克勤

[摘 要]为适应新工科建设背景下建筑环境与能源应用工程专业应用型人才培养的需求，课题组针对现有实践教学内容有限、实习方式不足和缺乏创新性的现状，通过“多方协同+虚实结合”的手段探索面向未来的新工科视域下建筑环境与能源应用工程专业实践教学的创新发展模式，以培养学生的创新意识，提升学生的综合实践能力。

[关键词]新工科;实践教学;教学改革

[中图分类号] TK1633;G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）04-0051-03

当今世界综合国力竞争愈演愈烈，新一轮的科技革命和产业变革正在悄然进行。为应对经济发展趋势，为加快建设工程教育强国提供学科支撑，迫切需要培养一批新型工科人才。大力推进新工科建设对于促进我国产业转型升级、实现经济平稳健康发展具有重要意义。

新工科建设要求学生拥有较高的实践能力和创新意识，具备较好的工程实践素养。建筑环境与能源应用工程（以下简称建环）专业是应用性较强的工科专业，实践教学环节对建环专业学生的培养尤为重要[1]。学生不仅要掌握专业基础知识，还要通过实践教学深入理解专业基础知识，并具备一定的操作和实践能力[2]。为更好地适应以新技术、新业态、新产业为特点的新经济的蓬勃发展，地方高校应以此为契机，对实践教学环节提出新思考，不断深入改革，完善培养模式，以满足国家对高层次应用型人才的需求[3-5]。因此，建立理论授课之外的新型实践教学平台，推进建环专业实践教学改革，对于培养新工科人才、解决企业入职再培训问题，具有重要的指导意义。

目前，各高校纷纷针对自身存在的问题，对实践教学环节开展实践教学改革探索，通过在实习师资队伍中增加企业技术人员、缩减课堂理论实践课时、添加现场提问答疑环节、利用大数据进行远程AR实习等技术手段，提高了实践教学质量。本文结合东北石油大学（以下简称我校）建环专业实践教学经验，以提升学生创新意识和实践能力为目标，通过“多方协同+虚实结合”的手段探索建环专业实践教学改革新途径，见图1。

一、现有建环专业实践教学存在的问题

在应用型人才培养过程中，实践教学是提高学生实践能力、创新意识的重要环节，但当前建环专业实践教学存在以下问题。

（一）实践教学环节薄弱

随着科学技术的不断发展，知识更新换代不断提速，实践教学应紧跟时代步伐。但是目前建环专业实践教学内容缺乏系统性和创新性，形式主要为课程设计、校内实验课程与校外实践基地参观学习。校内实践课程大多为传统的讲座授课模式，不能通过实践教学实现训练学生动手操作能力的目的，且教师缺乏实际工程经验，导致实践教学偏理论教学，学生不能学有所用，得不到真正的锻炼;而校外实践仅为参观实践基地，学生缺乏实际动手操作的机会，且校外实践时间较短，实践难度低。这些都导致学生步入社会参加工作时，实际应用能力不足，不能立即满足企业、岗位工作需要。

（二）实践技术手段落后

科学技术的发展是社会进步的综合体现，社会进步对应用型人才提出了更高的知识能力及素质的要求。科技进步也为实践教学创新发展提供了新的契机。基于目前建环专业实践教学平台过于单一，滞后于科技发展以及职业环境的现状，结合专业需求，利用现代信息科学技术发展构建虚拟实践教学系统，结合实际工程工况，弥补实践基地单一性的不足，是高校实践教学改革的重要一步。通过实践技术的提升改革传统学科人才培养模式，可以辅助学生接受行业内不同岗位相对应、相匹配的训练，为学生提供全方位的实践教学培养，从而达到培养高素质、高技能应用型人才的目的。

（三）考核评价指标单一

现行的考核指标单一，高校在学生培养质量评价中处于主导地位，评价内容及方式也局限于考勤、平时表现、实验报告或课程设计报告以及实践内容的完成情况，这样很难正确评价学生实践的成果。因此，实践教学考核还应该与行业领域的评价或实践单位的认可度评价相结合，构建能够全方位评价学生实践质量的评价方法。

二、多方协同的培养模式

（一）校企协同

高等教育的培养模式须紧跟时代发展，满足学生和用人单位的需求，而对于建环专业的学生而言，实践环节是将其所学理论知识应用到实际工程中的最好机会。为培养学生的整体性思维，越来越多的大学与企业建立合作教育模式，通过积极探索校企、校所深度融合，联合开设实践型课程，改变学生单一的思维模式，将学生所学理论与实际相结合，使其在实际的工作中学会运用和创造。

我校建环专业的校外实习基地一般以热电厂、冷库为主，传统的参观实习模式存在实践教学内容系统性较差、实习时间短暂、实习容易产生走马观花现象等问题。以往在选择校企合作对象时，考虑到学生安全以及企业接待能力等问题，学校通常會选择在企业检修期让学生进行参观，由企业资深员工进行系统讲解，这样虽然能够满足建环专业实践教学的基本需求，但是学生的感受不够直观，参与性较差，未能真正结合实践锻炼动手能力，实践教学内容存在局限性。课题组在新工科视域下重新整合产学研合作模式，以在国家“三供一业”政策下宝石花热力公司入驻大庆为契机，对校企合作对象进行了适当的更新和拓展。我校建环专业与大庆宝石花热力有限公司进行了多次合作，在认识实习、生产实习中由多名指导教师及企业内部人士带领学生深入企业内部，实地学习供热知识。2019年，我校建环专业毕业实习首次以顶岗实习的方式与大庆宝石花热力有限公司进行了合作，解决了以往自由实习流于形式，大多数学生找不到专业对口的实习岗位的问题，让学生真正将所学专业知识应用于实际工作中，提升了学生的专业综合运用能力，打通了学生从学校迈向工作岗位的最后一公里。

组织学生深入行业企业进行“工学结合”，不仅能够将企业的技术和工程经验融入教学，更能使企业参与到学生的工程实践能力培养过程中，找到学校人才培养与企业需求的结合点，进一步提升学生科学研究能力、提高专业人才培养质量、深化产教融合。请企业的资深技术人员制订教学内容并亲自指导教学，能够培养出更符合高素质技术技能型人才和社会服务型人才，使得学生在相关领域内具有较高的从业能力及竞争力。

（二）学科协同

多方协同还包括学科间的协同配合，它能填补学科交叉的空白，超越学科边界，构建出新的知识体系。现有工程、科研等涉及多个专业的知识，涵盖面广，呈现出多学科融合态势，学科之间的融合能够延伸知识内涵，使其成为孕育创新与发展的温床。学科间的协同方式多种多样，学科群可根据教学和工程实践需要，与若干学科相结合，在多个视角下阐述问题、解决问题，具有较强的协调性和灵活性。

建环专业是一门综合性和应用性很强的学科，涉及供热、空调、制冷、建筑给排水等相关知识，多学科的知识来源奠定了其跨学科合作的教学基础。首先，学科间团队人员应相互支撑，即将所有学科团队的聪明才智、创新能力汇集在一起，进行有效的转化和输出，建立一支具有宽广的学术视野、深厚的学术造诣、高水平的融合性学科队伍。其次，学科间的成果应相互支撑。学科协同是为了适应社会进步、科学发展和人才培养的需要孕育而生的理念，理念起点就是要突破学科分界的限制，培养融合学科意识，共享学科成果，共同发展。最后，学科间资源平台应相互支撑。学科协同需要充分利用多类学科的资源优势互补，在实践教学中共享重点产学研创新基地，打破学科壁垒。在大数据背景下，将计算机科学等学科的知识与建环专业实践教学有机结合，可有效拓展应用型人才的教学培养维度。学科协同育人对于拓展学生视野、丰富人生阅历、培养全方位人才具有重要意义。

（三）行业协同

行业的发展动向决定着学生的培养方向，行业牵头举办专业竞赛是培养创新人才、推进学科发展的有效途径。行业与学校协同开展学科竞赛一方面可加强学生对专业知识的理解，使其在竞赛中收获对建环专业的认同感;另一方面也可以帮助学生了解建环专业的工作专业领域，提升学生的专业能力，使学生得到行业认同，为以后的就业打下良好基础。我校建环专业以组织学生参加行业内竞赛为切入点，提高学生发现问题、解决问题的能力，使学生的理论知识得到深化和升华。所参加的竞赛涉及中国制冷空调行业大学生科技竞赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、CAR-ASHRAE学生设计竞赛、全国高等院校人工环境工程学科奖学金等多项行业内顶级赛事，这些赛事拓展了学生的视野，加强了学生相互间的交流与学习。从行业角度来看，引进创新性人才是企业发展的重要途径，学科竞赛的开展也是促进行业改革、提高企业创新能力及企业储备人才培养的有效手段。同时，举办学科竞赛还能提高企业知名度，对外展示企业文化与成果，可以在一定程度上提升招聘质量。

可邀请企业管理者、工程专家参加建环专业教学改革研讨会、人才培养模式研讨会等，分析建环专业人才培养与企业需求间的矛盾，对如何布局专业课、实验课、配套课程设计和毕业设计等教学工作交流想法。企业管理者、工程专家具有丰富的实践经验，掌握相关的行业标准，熟悉工程项目管理的流程，对社会需求和行业发展形势有深刻的理解，让他们来指导学生有助于提高人才培养质量。应根据专家意见改革人才培养模式、优化培养方案、改进教学过程、探索建环专业实践教学改革方向、充实践教学环节，以更好地培养学生的工程思想。可定期邀请业内专家、杰出校友开展讲座，充实课堂内容，让学生了解所学知识在工程实际中的运用情况，从而提高学生的学习主动性，培养出符合社会需求的复合型应用性人才。行业协同进一步加强了校内教师与企业人员的沟通交流，在实践教学中进一步落实“以本为本，四个回归”教育思想，把OBE教学理念落到实处。

三、虚实结合的教学方法

虚实结合的实践教学方法是对现有實践教学的“低成本”升级，利用现代化计算机科学技术建设虚拟实践教学平台，开设网络虚拟实验室、云课堂，可在课前推送录课、短视频等课程资料，设置知识点过关考核，采用虚实结合的方式提高学生学习的兴趣，强化学习效果。

虚拟仿真系统是对传统实践教学的一种重要补充和拓展。现有传统的实验教学仪器造价昂贵，且年久失修，一般只能通过讲解系统运行过程来加深学生对理论知识的理解，学生的实际动手能力得不到有效锻炼，不仅影响学习积极性，也降低了教学效果。且由于经费有限，传统的实践教学资源不能够随着新兴技术的发展而快速地更新换代，实践环节与时代脱轨，毕业后学生所学理论知识不能很好地应用到工作中。设计制作虚拟仿真实践教学资源能够减少实验室建设投入，降低维护成本。同时，随着教学内容的更新，只需在虚拟仿真软件后台完成更新升级即可，这可显著提高实验教学资源建设的经济实用性。利用虚实结合的教学手段，将实践教学内容完整系统地展示给学生，使得学生熟悉整个实验流程，同时虚拟仿真实践系统具备虚拟操作性功能，可提供多样化的培养模式，提高实践的效率。虚拟仿真实践系统贴近实际工程操作，可帮助学生将所学内容应用到日后的工作中，能激发学生的学习兴趣，提高其学习的主观能动性。

然而，虚拟仿真实践系统和云课堂等在线学习模式只是对传统实践教学的补充和延伸，无法替代真实实验系统的操作感受和体验。因此，在实践教学过程中，需要以实际教学为主，以虚拟仿真实践系统为辅，通过虚实结合的教学方法取长补短，将传统实验和虚拟实验有机结合，构建工程实践的多元化培养体系，从而既提高学生对知识的理解程度，又提高学生的自主性，保证教师的主导作用，达到提高教学效果的目的。

四、过程导向考核制度

学生实践质量评价体系影响着学生对整个实践环节的积极性，在建环专业实践教学改革中至关重要。传统考核模式以结果导向为主，在实习结束后，教师主要根据学生提交的实习报告、实习日志给定评价分数，对于实习过程中学生的表现难以量化考核。

应制定以过程导向为主的考核制度，充分发挥企业在实践教学培养中的作用，将企业标准纳入评分制度中，采取层次分明的考核制度。首先是师带徒的考核制度。此阶段为最基础也是最重要的阶段，实习单位的师傅是学生全过程的引导人、带领人，全方位地了解学生的技能掌握程度以及理论与实际结合的能力，最终由师傅给定该阶段的分数，师带徒考核制度占40%。其次为实践单位考核制度。实践单位与学院领导根据专业特性共同制定合理的考核制度。此过程的评价人为企业领导，根据每个学生的情况进行全方位的考核，企业考核制度占30%。最后考核制度为学校考核制度。学校根据课程知识制定相应的考核制度，设置答辩环节，学校考核制度占30%。应在充分结合实践单位的意见后，由学校整体给出学生最终的实践考核分数。学校应根据实践课程培养目标以及多层次递进式的实践教学方式，逐步完善并形成多元化的实践教学评价体系，注重实践学习过程的评价，综合考虑学生的过程表现、报告撰写、团队协作能力、实践收获等因素，促进人才培养质量的提升。

五、结语

建环专业作为新工科培养专业，应利用多方协同育人、虚实结合教学手段，认真落实成果导向、以学生为中心、持续改进的工程教育专业认证理念，以工科专业认证标准为指导，持续深化教学改革，构建系统、科学、特色的课程体系，提高教学质量，深化专业培养目标，提升学院人才培养质量，满足行业需求，培养具有工程实践能力和创新意识的高素质应用型、复合型、创新型人才。

本文在对现有建环实践教学模式进行深入剖析的基础上，通过“多方协同+虚实结合”的手段探索建环专业实践教学改革。本文的研究能够为暖通类学生的培养模式改革提供借鉴，同时为探索新工科视域下的建环专业实践教学创新发展提供新思路。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郑伟南. 虚实结合教学模式下的实践教学质量评价体系研究 [J]. 通讯世界， 2020（4）：176-177.

[2] 刘恩海， 周挺， 赵坤正，等. 基于应用型建环专业实践环节教学的改革研究 [J]. 高教学刊， 2016（15）： 136-137.

[3] 刘玉荣， 韩涛， 张进， 等. 科教协同育人培养材料类创新型人才的探索与实践 [J]. 教育现代化， 2018（6）：1-2，19.

[4] 刘波， 吴其林， 孙佑明， 等. 应用型本科高校中网络工程专业教学改革探索[J]. 计算机教育， 2018（4）： 156-158.

[5] 刘敬， 刘衍聪. OBE-CDIO 理念下工业设计专业课程实践教学体系构建 [J]. 图学学报， 2019（2） ： 416-421.

[责任编辑：钟 岚]