建筑熱源熱網(wǎng)課程設(shè)計改革探究

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1新工科和OBE教育理念

為迎接第四次工業(yè)革命的競爭，我國提出了驅(qū)動式發(fā)展，“工業(yè)2025”“一帶一路”等國家級發(fā)展戰(zhàn)略[1]。為適應(yīng)國際競爭和國家戰(zhàn)略發(fā)展需要，2017年，教育部主持召開了新工科建設(shè)會議，“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”，奏響了新工科建設(shè)的三部曲。新工科的內(nèi)涵是以應(yīng)對變化、塑造未來為指引，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)同與共享為主要途徑，實現(xiàn)從學科導向轉(zhuǎn)為以產(chǎn)業(yè)需求為導向，培養(yǎng)未來多元、創(chuàng)新的德才兼?zhèn)涞墓こ倘瞬拧?981年，Spady教授首先提出OBE教育理念，并在美國等西方國家教育界得到極大的追捧，該理念被《華盛頓協(xié)議》全盤接受，成為國際工程教育認證的核心指導思想。2016年6月，我國加入《華盛頓協(xié)議》[2]，標志著我國的工程教育與國際社會實質(zhì)等效，開啟了運用OBE教育理念推動我國工程教育發(fā)展的新紀元。OBE教育理念的核心為“成果導向、學生中心、持續(xù)改進”。

2熱源熱網(wǎng)課程設(shè)計教學現(xiàn)狀

建環(huán)專業(yè)“建筑熱源熱網(wǎng)課程設(shè)計”，經(jīng)過持續(xù)的課程建設(shè)，教學質(zhì)量明顯提高，但仍然存在著一定的不適應(yīng)之處。（1）學習熱情與高校本科教學要求不適應(yīng)。“學生是主體、教師為主導”的教與學關(guān)系沒有得到充分認知，一段時間以來，教學改革只重視“教”的改革，而忽略了“學”的改革，只強調(diào)“教的態(tài)度”而忽視了“學的態(tài)度”。課程設(shè)計中出現(xiàn)了少數(shù)同學主動學、多數(shù)同學跟著學、個別同學放棄學的消極學習現(xiàn)象，學習熱情不能適應(yīng)新工科建設(shè)要求。（2）學習方式與能力培養(yǎng)目標不適應(yīng)。記憶、理解和應(yīng)用是低階認知，分析、解決和創(chuàng)新是高階認知，低階的教學方式只能培養(yǎng)低階的能力。目前，課程仍然存在“教師講學生聽”“工程案例的機械模仿”等低階教學方式，重點培養(yǎng)記憶、模仿的低階能力，與分析、解決和創(chuàng)新的高階能力培養(yǎng)目標不適應(yīng)。（3）教學模式與提高學習效率的要求不適應(yīng)。教學模式單一，“填鴨式”“車廂式”教學痕跡明顯，缺乏以學生為中心的個性化教育理念。課程設(shè)計仍然延續(xù)三中心教學模式，即以課堂為中心、教師講為中心、學生做為中心。每個課程設(shè)計小組學生人數(shù)多，無法開展有效的討論式教學，設(shè)計成果點評也很難照顧到每位同學。學生閉門造車式學習，缺乏實際工程的直觀認識，既影響學生的學習熱情，也影響學生的學習效率。（4）質(zhì)量評價與能力目標不適應(yīng)。課程的教學質(zhì)量評價內(nèi)容片面、方式單一，一般僅通過設(shè)計成果（設(shè)計圖紙和設(shè)計計算書）進行成績評定，只能評價學生設(shè)計的難度、工作量、規(guī)范性及正確性等，不能評價分析問題的能力、語言表達能力、團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新意識等。另外，評價內(nèi)容錯位，課程目標是培養(yǎng)分析、解決復(fù)雜工程問題的高階能力，但考核的卻是基礎(chǔ)知識的記憶與理解的低階能力。因此，造成質(zhì)量評價不能真實反應(yīng)能力水平，分數(shù)高低與能力水平缺乏準確關(guān)聯(lián)，甚至出現(xiàn)高分低能的情況。（5）教師隊伍建設(shè)與新工科理念不適應(yīng)。教師缺乏對新工科建設(shè)和OBE教育理念的深刻理解，在教學中只能“形似”不能“神似”。教師投入教學的精力不足、熱情不高，教學工作成了“良心活”。青年教師盡管學歷水平較高，但工程經(jīng)歷欠缺，工程能力不足，不能適應(yīng)課程設(shè)計指導工作。

3“建筑熱源熱網(wǎng)課程設(shè)計”教學改革與實踐

3.1以成果為導向，聚焦課程目標

成果導向是指教學設(shè)計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果[3]。“成果”是指課程的頂峰成果，是可定性和定量測量的課程目標能力結(jié)構(gòu)框架。教師必須清楚地闡述并致力于在教學中達成最終的學習成果，并將學生的學習目標也清楚地聚焦到這些學習成果上?；贠BE教育理念的基本原則———成果導向，利用鮮明的課程目標推動教學設(shè)計和教學活動的開展：①教學設(shè)計目標清楚，可以協(xié)助教師制定本課程學生學習最終成果的學習藍圖；②教學實施目標清晰，教師可根據(jù)藍圖結(jié)合具體的教學情境，并應(yīng)用團隊協(xié)作的方式開展教學活動，幫助學生學習；③教學評價目標準確，教學評價與學習藍圖呼應(yīng)，以能力為導向，采用多元化評價；④學生學習目標明確，學生的學習以充分展示課程最終成果為出發(fā)點，從第一次課直至最后，以達成學習的最終成果為目標，學生與老師共同分享每一時刻。聚焦“建筑熱源熱網(wǎng)課程設(shè)計”的最終學習成果，制定課程目標如下：目標一，提升工程設(shè)計能力，如建筑熱源工藝流程設(shè)計、工程圖繪制、水力計算、說明書撰寫；目標二，提高分析問題的能力，通過技術(shù)、經(jīng)濟分析，兼顧健康、安全、法律、文化，論證可行的設(shè)計方案；目標三，提升工具使用能力，如CAD、BIM、WORD、EX-CEL等現(xiàn)代化技術(shù)工具使用能力；目標四，培養(yǎng)工程素質(zhì)，如理解工程設(shè)計對環(huán)境、社會和可持續(xù)發(fā)展的影響，以及工程師的社會責任；目標五，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，如溝通、交流和團隊協(xié)作；目標六，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，鼓勵學有余力的同學運用BIM軟件完成設(shè)計，培養(yǎng)卓越的實踐型工程人才。

3.2以學生為中心，踐行知行合一理念

“‘以學生為中心’的教學的關(guān)鍵是想學，教學的本質(zhì)是會學，教學的目的是學會?！盵4]教師要有高效的意識，調(diào)動學生的積極性。確立清晰可達的目標是激發(fā)學習熱情的有效手段，課程設(shè)計中，既要在設(shè)計之初明確課程終極目標，又要在各個節(jié)點闡明分階段目標。目標明確、難易適中、可實施、可評價，有利于調(diào)動學生對知識探索的積極性。教學的本質(zhì)是會學，在于知識積累、能力發(fā)展和素質(zhì)提高三者同步螺旋上升，強調(diào)知識、能力和素質(zhì)相互促進。學是思的基礎(chǔ)，思是學的深化。在“建筑熱源熱網(wǎng)課程設(shè)計”中充分體現(xiàn)學生的主體地位，開展案例式教學、討論式學習和啟發(fā)式教學。啟發(fā)應(yīng)把握好度，通過方案論證、工藝設(shè)計、可行性分析等教學活動，引導學生在學中思、思中做，做到學思結(jié)合，踐行知行合一。“學會”是結(jié)果?！皩W會”不是教師“教了什么”，而是學生“會做什么”?！皩W會”不是記住多少知識，而是用所學理論去分析、解決工程問題，并提出可行的具體方案，同時，在這個過程中掌握解決問題的方法，樹立“從無到有”的信心。在新工科和OBE教育理念引領(lǐng)下，“建筑熱源熱網(wǎng)課程設(shè)計”的首要任務(wù)是發(fā)展建筑熱源熱網(wǎng)設(shè)計能力和設(shè)計方法的學習平臺，通過設(shè)計實踐將工程能力內(nèi)化為工程素質(zhì)，重視工程素養(yǎng)的提高。在工程方案技術(shù)可行性論證中，兼顧社會效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟效益、工程倫理和可持續(xù)發(fā)展，同時，加強溝通交流、團隊協(xié)作和領(lǐng)導能力等人文素養(yǎng)的鍛煉，培養(yǎng)德才兼修的工程人才。

3.3基于學習效率，構(gòu)建混合教學模式

“建筑熱源熱網(wǎng)設(shè)計”是工程能力培養(yǎng)的實踐平臺之一，課程教學團隊以工程圖紙和工程現(xiàn)場創(chuàng)造工程情景，開展直觀感性教學；融合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)課堂與傳統(tǒng)現(xiàn)實課堂，開展線上線下互動教學；結(jié)合集中精講與分組討論，開展講與練互補教學。混合教學模式有利于調(diào)動學生的積極性，提高學生工程能力，兼顧了“以老帶新”的青年教師培養(yǎng)。（1）工程圖紙和工程現(xiàn)場的情景教學模式。教學模式情景介入的時機至關(guān)重要，介入過早，學生會形成先入為主的思維定式，不利于想象力開發(fā)和工程能力的培養(yǎng)；介入過晚，“閉門造車”式學習會使學生無所適從，打擊學習熱情。設(shè)計中采取三步介入：①學生提交第一稿設(shè)計方案，教師點評后提供與之相似的實際工程圖紙，結(jié)合方案進行比較討論學習；②學生提交第二稿設(shè)計方案，教師點評后，安排熱源廠實習基地現(xiàn)場學習，理論與實際相結(jié)合；③學生提交終稿設(shè)計方案后，結(jié)合工程圖紙，在教師幫助下，以學生為主體自由討論，進行方案優(yōu)化。（2）線上線下互動教學模式。在利用課堂教學主戰(zhàn)場的基礎(chǔ)上，充分開展現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)平臺教學，拓展師生之間、同學之間和校內(nèi)外之間互動的時空范圍，有利于教學水平的提高。①線上圖紙評城市與建筑City&Architecture閱。運用互聯(lián)網(wǎng)會議平臺評閱圖紙，保證小組成員同時參與評閱、表1考核目標與考核方式矩陣分析與討論，避免重復(fù)犯同樣錯誤，同時從優(yōu)秀成果中得到啟發(fā)，提高教與學的效率；②線上校外專家指導。運用優(yōu)秀的社會資源，課程組邀請行業(yè)資深人士，結(jié)合建筑熱源熱網(wǎng)設(shè)計的專題報告，保障學生課程設(shè)計的先進性和可行性。（3）集中精講與分組討論互補教學模式。通過建立團隊輔導教學模式，3名教師組成一個團隊，輔導30名學生，其中主講教師1名。集中精講，主講教師負責關(guān)鍵環(huán)節(jié)集中講課，團隊教師和學生均參加，主講教師具有豐富的工程經(jīng)歷和教學經(jīng)驗，保證了教學效果，同時兼顧了青年教師的工程能力培養(yǎng)；分組討論，每位老師負責輔導10名學生，采用討論式學習形式，討論中可兼顧每位學生的學習狀況，開展有效的討論式學習?；旌鲜浇虒W模式對教師的要求更高，為避免“教改熱熱鬧鬧，課堂冷冷清清”，課程組實行統(tǒng)一備課制度，制定詳細的計劃和合理的教學模式，并對每個節(jié)點的學習瓶頸問題做出基本預(yù)判，提高學習的質(zhì)量與效率。

4建立可持續(xù)改進的能力評價體系

基于OBE理念的教育過程，就是一個以成果為導向的持續(xù)改進的過程，持續(xù)改進的前提是質(zhì)量評價，質(zhì)量評價的關(guān)鍵是評價內(nèi)容和評價方式。評價內(nèi)容能體現(xiàn)目標要求的學生能力；評價方式有助于評價，促進可持續(xù)改進，并與能力目標有效關(guān)聯(lián)?；谝陨戏治鼋Y(jié)果建立基于診斷與改進功能的能力評價體系，設(shè)計考核目標與考核方式矩陣（表1），明確評價內(nèi)容與評價方式。評價內(nèi)容應(yīng)準確反映學生課程教學活動達成的高階能力。美國著名心理學家、教育家布魯姆（Bloom）提出的認知層次理論[5]，將認知分成六個等級，即記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)新，并指出前三個為低階認知，后三個為高階認知，低階認知對應(yīng)低階能力，高階認知對應(yīng)高階能力。新工科建設(shè)和OBE教育理念的能力培養(yǎng)是指高階能力，因此，課程評價內(nèi)容應(yīng)是學生通過努力達成的分析、解決和創(chuàng)新的高階能力。評價方式采用了過程考核、成果評閱和設(shè)計答辯，目的都聚焦于持續(xù)改進。過程評價關(guān)注能力形成過程，在教學活動的各個環(huán)節(jié)適時進行多元化評價，促進對學習效果的及時診斷與改進，學習成果向課程目標邁進；成果評閱和設(shè)計答辯關(guān)注課程成果，并客觀反應(yīng)學生的能力與素質(zhì)，評價結(jié)果應(yīng)用于對課程目標達成情況的診斷，促進新一輪教學的設(shè)計與改進。

5新工科背景下的教師隊伍建設(shè)

（1）加強教師隊伍的理論建設(shè)。以卓越工程師（2.0版）為抓手，深入貫徹新工科的“引領(lǐng)性、融合性、創(chuàng)新性和實踐性”基本思想，以專業(yè)認證為當前任務(wù)，著重落實OBE的“成果導向、學生中心、持續(xù)改進”教育理念，以一流專業(yè)、一流課程建設(shè)為契機，全面提升教師的教育理論水平。（2）提升培養(yǎng)學生的職業(yè)熱情。教學不應(yīng)該是“良心活”，教師要有使命感，要有擔當，改變主要應(yīng)從政策入手，把教學質(zhì)量、數(shù)量與個人經(jīng)濟收入、成長的“不相關(guān)”、“弱相關(guān)”變成“強相關(guān)”。（3）培養(yǎng)雙師型教師隊伍[6]。新入職的青年教師雖然學歷高，但沒有工程經(jīng)驗，而沒有工程能力的老師是難以培養(yǎng)出有工程能力的學生的。課程組采取兩種模式提高新教師的工程設(shè)計水平，一是以老帶新的團隊協(xié)作指導課程設(shè)計模式，二是校內(nèi)教師與校外工程師雙向交流模式。充分發(fā)揚“傳、幫、帶”的團隊協(xié)同發(fā)展精神，工程經(jīng)驗豐富的資深教師組織課程設(shè)計輔導團隊，以老帶新培養(yǎng)實踐型青年教師隊伍，有計劃地輸送新教師到一線工程設(shè)計崗位鍛煉，同時，邀請知名設(shè)計專家線上和/或線下面向師生做專題講座。

6結(jié)語

在新工科教育改革的背景下，應(yīng)探索新的教育范式，培養(yǎng)卓越的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。本文以O(shè)BE教育理念為指導，探討了影響“建筑熱源熱網(wǎng)課程設(shè)計”培養(yǎng)目標的關(guān)鍵要素。以培養(yǎng)能力為立足點，在課程目標、教學理念、教學模式、評價體系和師資建設(shè)等方面進行了探索。以成果為導向，建立了聚焦發(fā)展學生能力的課程目標，提高了教學設(shè)計、教學實施、教學評價的針對性，激發(fā)了學生的學習興趣；以學生為中心探究學習的本質(zhì)與規(guī)律，從“想學、會學、學會”全過程發(fā)力，踐行知行合一理念；基于情景教學、線上線下互動、精講與討論互補構(gòu)建了混合教學模式，提高了學習的效率；基于可持續(xù)改進理念，建立了能力評價體系，促進了對學習效果的診斷與改進；探索了提升教師教育理論水平、職業(yè)熱情和工程能力的有效途徑，提升了教師隊伍的素質(zhì)。通過課程改革，學生的工程設(shè)計能力獲得明顯的提高。

參考文獻：

[1]顧佩華.新工科與新范式：實踐探索和思考[J].高等工程教育研究，2020（4）：1-19.

[2]李志義.對畢業(yè)要求及其制定的再認識———工程教育專業(yè)認證視角[J].高等工程教育研究，2020（5）：1-10.

[3]王永泉，胡改玲，段玉崗，等.產(chǎn)出導向的課程教學：設(shè)計、實施與評價[J].高等工程教育研究，2019（3）：62-68+75.

[4]姜曉坤，朱泓，李志義.新工科人才培養(yǎng)新模式[J].高教發(fā)展與評估，2018（2）：17-24.

[5]李志義.中國工程教育專業(yè)認證的“最后一公里”[J].高教發(fā)展與評估，2020（3）：1-13.

作者:齊俊峰 齊子姝 蔣迪 林英姿 單位:吉林建筑大學