面向工程教育認(rèn)證的專業(yè)選修課程改革探索
——以“建筑電氣設(shè)備”為例

廖春暉，余曉平，張豐，楊嘉，李文杰，居發(fā)禮

（重慶科技大學(xué)建筑工程學(xué)院，重慶 401331）

1 引言

重慶科技學(xué)院建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)（簡(jiǎn)稱“建環(huán)”）通過了國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部高等教育專業(yè)認(rèn)證（評(píng)估），是重慶市一流本科專業(yè)建設(shè)立項(xiàng)專業(yè)。堅(jiān)持以產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE（Outcome Based Education）教育理念[1]，產(chǎn)教融合協(xié)同育人，目標(biāo)是培養(yǎng)建筑環(huán)境與能源領(lǐng)域中具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)、適應(yīng)全球化發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

工程教育認(rèn)證的核心是確保培養(yǎng)的工科專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)。工程教育認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，是國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)[2-3]，已經(jīng)取代專業(yè)認(rèn)證（評(píng)估），成為高等學(xué)院工科專業(yè)建設(shè)質(zhì)量評(píng)價(jià)的最重要標(biāo)準(zhǔn)。工程教育認(rèn)證要求專業(yè)課程體系設(shè)置圍繞學(xué)生畢業(yè)能力達(dá)成這一核心任務(wù)進(jìn)行。

高等學(xué)校人才培養(yǎng)方案中，將課程分為必修課和選修課，其中選修課又包括通識(shí)選修和專業(yè)選修課，“建筑電氣設(shè)備”是重慶科技學(xué)院建環(huán)專業(yè)的一門專業(yè)選修課，主要講授建筑供配電系統(tǒng)、建筑照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑防雷和消防系統(tǒng)等方面內(nèi)容，目的是為了完善學(xué)生的知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際工程中與建筑相關(guān)專業(yè)協(xié)同合作的能力，樹立節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)責(zé)任感。但是，在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生對(duì)選修課重視程度不高，只關(guān)心能否通過考核，影響老師的教學(xué)熱情。教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過匿名問卷的調(diào)查方式，調(diào)查了建環(huán)專業(yè)部分學(xué)生對(duì)選修課的重視程度，在回收的43 份有效問卷中，只有7 位同學(xué)對(duì)選修課和必修課一樣重視，占總?cè)藬?shù)的17.5%；有29 人表示對(duì)選修課比較重視但不如必修課，占65%；還有7 人表示不重視選修課，會(huì)選擇性地聽自己感興趣的內(nèi)容，占17.5%。問卷調(diào)查結(jié)果表明大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為選修課并不重要，雖然調(diào)查的范圍有限，但一定程度上也反映了目前在校學(xué)生對(duì)選修課的普遍態(tài)度。

在《工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)解讀及使用指南（2020 版，試行）》一文中，關(guān)于選修課的描述共有2 條：①是否有制度保證選修課程可以支撐全體學(xué)生達(dá)成畢業(yè)要求；②選修課所支撐的能力如何保證全體學(xué)生達(dá)成，缺乏有力證據(jù)。第一條是要求，第二條是現(xiàn)狀。工程教育專業(yè)認(rèn)證所提出的12 條共31 點(diǎn)畢業(yè)要求，似乎應(yīng)該由必修課全面覆蓋。從選課邏輯上來說，專業(yè)選修課的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)具有可替代性，否則就變成了必修課。如此一來，選修課的價(jià)值在工程教育專業(yè)認(rèn)證中難以得到體現(xiàn)，對(duì)于學(xué)生而言，只是為了滿足畢業(yè)學(xué)分要求，不重視似乎也在情理之中，但這不是工程認(rèn)證和高等教育的初衷。每一門課程都應(yīng)有明確的目標(biāo)，發(fā)揮其不可替代的作用。因此，“建筑電氣設(shè)備”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于工程教育認(rèn)證要求，就如何提高學(xué)生對(duì)選修課的學(xué)習(xí)興趣以及提升教學(xué)效果展開教學(xué)改革。

2 課程教學(xué)中存在的問題

2.1 課程目標(biāo)定位不明確

“建筑電氣設(shè)備”是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，應(yīng)立足工程應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。本課程開設(shè)于大三第一學(xué)期，此時(shí)學(xué)生具備了一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)，但是解決實(shí)際工程問題的能力還比較弱。原先設(shè)定的3 個(gè)課程目標(biāo)，有兩個(gè)仍以基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握為主，并且與“建筑設(shè)備自動(dòng)化”等專業(yè)必修課的教學(xué)目標(biāo)相似，在人才培養(yǎng)方案中的定位不明確[4]。

2.2 教學(xué)內(nèi)容陳舊

目前可選擇的建筑電氣設(shè)備相關(guān)教材種類繁多，但內(nèi)容相差無幾，以概念和敘述型內(nèi)容為主，實(shí)際應(yīng)用方面的內(nèi)容較少。此外，由于建筑電氣設(shè)備行業(yè)發(fā)展迅速，而教材出版時(shí)間相對(duì)較早，其中部分內(nèi)容與實(shí)際工程脫節(jié)，已不具備應(yīng)用價(jià)值，學(xué)生很難將所學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合。需要與時(shí)俱進(jìn)，補(bǔ)充電氣設(shè)備行業(yè)前沿知識(shí)和最新技術(shù)。另一方面，教學(xué)內(nèi)容與建環(huán)專業(yè)相關(guān)性低，學(xué)生缺乏專業(yè)認(rèn)同感。

2.3 教學(xué)方法刻板

目前采用的教學(xué)方式以課堂講授為主，輔以少量的視頻和動(dòng)畫，學(xué)生的興趣不高，尤其是基礎(chǔ)知識(shí)部分，略顯枯燥。通過課后作業(yè)，發(fā)現(xiàn)對(duì)內(nèi)容的掌握程度也較差。課堂教學(xué)仍然以教師為中心，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和求知欲望，已經(jīng)不能滿足新時(shí)代工科專業(yè)教學(xué)的需要。

2.4 思政元素融入較少

新時(shí)代工科專業(yè)學(xué)生，除了學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力外，還應(yīng)具備強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感和使命感，德才兼?zhèn)?，缺一不可。因此，課程思政建設(shè)刻不容緩，將專業(yè)課程與思政教育相結(jié)合，在專業(yè)課教學(xué)全過程中貫穿思政教育內(nèi)容，是新時(shí)代高等教育非常重要的一次變革[5-6]。目前教學(xué)過程中，忽視了對(duì)思政內(nèi)容的總結(jié)和展示，得不到學(xué)生的認(rèn)同和共鳴，教學(xué)效果也打了折扣。

2.5 考核方式單一

在以往教學(xué)過程中，“建筑電氣設(shè)備”課程的考核方式與大部分必修課相似，最終的綜合成績(jī)由期末考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)共同決定。期末考試采用紙筆考試，仍以對(duì)知識(shí)掌握程度為考核標(biāo)準(zhǔn)，如果采用實(shí)踐性題目進(jìn)行考核，對(duì)學(xué)生要求較高，在有限的時(shí)間內(nèi)效果不佳。采用這種考核方式，一方面學(xué)生表示難度較大，另一方面無法體現(xiàn)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，出現(xiàn)為了考試而學(xué)習(xí)的情況，不注重平時(shí)學(xué)習(xí)積累，過程考核所占比例較低，不能夠反映學(xué)生的真實(shí)水平。

3 課程教學(xué)改革

為了解決以上問題，提升課程吸引力，基于產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE 教育理念，結(jié)合建筑節(jié)能和國(guó)家3060 雙碳目標(biāo)，對(duì)“建筑電氣設(shè)備”課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程思政等進(jìn)行了相應(yīng)改革和創(chuàng)新，明確課程定位，突出課程特色，緊密圍繞工程教育認(rèn)證要求，提升學(xué)生的綜合能力。

3.1 課程教學(xué)目標(biāo)調(diào)整

明確課程定位，教學(xué)目標(biāo)“3 變2”。原先設(shè)置了3 個(gè)課程目標(biāo)，分別對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求中的“工程知識(shí)1.2”“問題分析2.4”和“設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.2”，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，難以面面俱到，且仍以知識(shí)層面要求為主。“建筑電氣設(shè)備”開設(shè)于第五學(xué)期，先修課程包括大學(xué)物理、電工與電子技術(shù)等，學(xué)生在選修本課程之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了必要的電路基礎(chǔ)和電工電子理論知識(shí)，其中部分要求也是“建筑設(shè)備自動(dòng)化”等必修課的重點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)。

因此，為了明確教學(xué)目標(biāo)，在新的教學(xué)大綱中，將課程目標(biāo)減少為2 個(gè)，分別是“工程知識(shí)1.3”和“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展7.1”。其中目標(biāo)1 強(qiáng)調(diào)對(duì)工程知識(shí)的運(yùn)行，屬于能力層面，相當(dāng)于原目標(biāo)2 和目標(biāo)3，即分析問題和解決問題的能力。目標(biāo)2 為環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展，旨在培養(yǎng)學(xué)生大局觀念，培養(yǎng)節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，從行業(yè)和社會(huì)層面思考專業(yè)問題，強(qiáng)化選修課程對(duì)畢業(yè)要求中能力和素養(yǎng)方面指標(biāo)點(diǎn)的支撐作用。

3.2 教學(xué)內(nèi)容更新

筆者采用問卷調(diào)查的調(diào)研方式分析原教學(xué)內(nèi)容的重要性，結(jié)果顯示，3 個(gè)最重要的章節(jié)分別為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、建筑照明系統(tǒng)以及建筑防雷和接地系統(tǒng)，得票率依次為69.0%、62.1%和58.6%；3 個(gè)最不感興趣的章節(jié)是電路理論基礎(chǔ)、建筑供配電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算和電線電纜的選擇，合計(jì)得票率約40%。同時(shí)對(duì)希望增加的內(nèi)容做了調(diào)查，呼聲最高的是可再生能源系統(tǒng)在建筑中應(yīng)用、暖通空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)的電氣知識(shí)以及建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，得票率分別為69.0%、58.6%和41.4%。令人意外的是，選擇建筑電氣領(lǐng)域前沿理論的不到10%。

在調(diào)研結(jié)果的基礎(chǔ)上，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了“一減一加”。所謂“一減”，是指減少學(xué)生不感興趣和不符合教學(xué)目標(biāo)的內(nèi)容。通過對(duì)比電工電子技術(shù)等相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容，刪除相近或類似的知識(shí)，如電路理論基礎(chǔ)，并將部分基礎(chǔ)知識(shí)和論述型內(nèi)容設(shè)置為課外學(xué)習(xí)，如建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范條文等。此外，根據(jù)學(xué)生的反饋，減少了電力系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算和電線電纜選擇兩個(gè)章節(jié)的學(xué)時(shí)，分別與建筑供配電系統(tǒng)、電氣設(shè)備選擇兩個(gè)章節(jié)進(jìn)行整合，形成新的教學(xué)章節(jié)。

“一加”是指增加學(xué)生希望增加的章節(jié)和教學(xué)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為重要的內(nèi)容，主要包括光儲(chǔ)直柔可再生能源建筑微電網(wǎng)系統(tǒng)、新能源汽車充電儲(chǔ)能系統(tǒng)和暖通空調(diào)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備三個(gè)新章節(jié)。以上內(nèi)容與建筑節(jié)能和國(guó)家“3060”雙碳目標(biāo)高度一致，順應(yīng)了建筑全面電氣化的發(fā)展趨勢(shì)。建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容沒有加入是因?yàn)樗墙ōh(huán)專業(yè)的一門專業(yè)必修課程。

通過以上調(diào)整，使得教學(xué)內(nèi)容與建環(huán)專業(yè)的聯(lián)系更加緊密，與新的教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，樹立節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的大局意識(shí)。

3.3 豐富教學(xué)手段

從以老師“教”為中心，變?yōu)橐詫W(xué)生“學(xué)”為中心，傳統(tǒng)講授式教學(xué)向翻轉(zhuǎn)課堂、案例式教學(xué)等轉(zhuǎn)變[7-8]，將課堂大部分時(shí)間交給學(xué)生。充分利用慕課、國(guó)家級(jí)在線精品課程和學(xué)校在線課程教學(xué)資源，開展線上線下混合教學(xué)。要求學(xué)生課下通過自主學(xué)習(xí)掌握必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)，或分組指定討論題目，學(xué)生課下收集資料并討論匯總。課堂上，一方面老師對(duì)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行解答，另一方面學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)收獲和心得，并展開討論，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

除此以外，另一個(gè)重要變化是采用案例式教學(xué)法。針對(duì)每個(gè)學(xué)習(xí)單元，選擇合適的工程案例供學(xué)生分析，引導(dǎo)學(xué)生思考案例中存在的問題，提升學(xué)生方案設(shè)計(jì)、比較、分析、評(píng)價(jià)的能力。針對(duì)建筑供配電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算、建筑照明系統(tǒng)、光儲(chǔ)直柔微電網(wǎng)系統(tǒng)和新能源汽車充電儲(chǔ)能系統(tǒng)等章節(jié)，選擇了6 個(gè)相關(guān)案例用于教學(xué)，案例教學(xué)占課程總學(xué)時(shí)約三分之一的比例。例如，以某新能源電池材料生產(chǎn)工廠項(xiàng)目為案例對(duì)象，分析該工廠的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)討論供配電系統(tǒng)組成、電力負(fù)荷計(jì)算以及辦公樓和倉庫等不同類型建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安排學(xué)生查閱設(shè)計(jì)圖紙并講解。

案例庫的建設(shè)是本課程建設(shè)的重要內(nèi)容，案例來源包括三個(gè)：一是對(duì)學(xué)校建筑開展調(diào)研，選取典型建筑電氣系統(tǒng)作為教學(xué)案例；二是依靠教研團(tuán)隊(duì)資源尋找合適的工程案例；三是在教學(xué)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生自主調(diào)研，將優(yōu)秀的調(diào)研成果納入案例庫中，集師生之力進(jìn)行課程建設(shè)。在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)效果和學(xué)生對(duì)案例使用情況的反饋，進(jìn)行教學(xué)案例更新和補(bǔ)充，力求做到與時(shí)俱進(jìn)，融入課程思政元素，解決教學(xué)重難點(diǎn)問題。

通過案例教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)形式，將課堂交給學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生熟悉實(shí)際建筑電氣工程項(xiàng)目，鍛煉學(xué)生的讀圖能力、理解能力以及分析和解決問題的能力。

3.4 思政元素的融入

“建筑電氣設(shè)備”是一門應(yīng)用型課程，注重理論與實(shí)際的緊密結(jié)合，教學(xué)團(tuán)隊(duì)注重從工程實(shí)踐的角度來挖掘課程中蘊(yùn)含的思政元素，傳遞正能量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的大國(guó)工匠精神，樹立愛崗敬業(yè)、專業(yè)報(bào)國(guó)的社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)團(tuán)隊(duì)十分重視思政元素與教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，不能生搬硬套，牽強(qiáng)附會(huì)。例如，在供配電系統(tǒng)的教學(xué)過程中，介紹發(fā)電廠和輸配電網(wǎng)時(shí)，會(huì)講到世界上規(guī)模最大的三峽水電站，分享顧國(guó)彪等老一輩科學(xué)家不忘初心、牢記使命，建設(shè)三峽，報(bào)效祖國(guó)的感人事跡。在討論新能源汽車充電儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，會(huì)講到我國(guó)民族企業(yè)比亞迪如何從一個(gè)僅20 人的小公司蛻變?yōu)槿蛉笃嚬局坏陌l(fā)展歷程，鼓勵(lì)學(xué)生腳踏實(shí)地、不畏艱險(xiǎn)、勇于創(chuàng)新。

除了重大事件外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)也努力從日常生活中尋找思政元素，并盡量與教學(xué)案例相結(jié)合。例如，在講授電氣設(shè)備選擇時(shí)，會(huì)以實(shí)驗(yàn)室空調(diào)設(shè)備供配電系統(tǒng)為例討論電線電纜的選擇標(biāo)準(zhǔn)，由于設(shè)計(jì)人員不負(fù)責(zé)任，未做設(shè)計(jì)計(jì)算而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇了偏細(xì)的電線，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)無法正常工作，讓學(xué)生意識(shí)到建筑供配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要性，教導(dǎo)學(xué)生不可投機(jī)取巧，要端正學(xué)習(xí)態(tài)度和工作態(tài)度，增強(qiáng)職業(yè)責(zé)任感。

3.5 考核方式多樣化

在教育教學(xué)過程中，尤其是涉及到工程教育認(rèn)證時(shí)，課程的考核成績(jī)是一項(xiàng)重要指標(biāo)，不僅是達(dá)成分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也是學(xué)習(xí)效果的有效反饋，為后續(xù)教學(xué)改進(jìn)提供了依據(jù)。在過去兩次教學(xué)過程中，采取了“平時(shí)作業(yè)50%+閉卷考試50%”和“平時(shí)作業(yè)50%+開卷考試50%”的考核方式，考試效果都不太好。為了解決考核方式不理想的情況，采用多樣化過程考核為主的評(píng)價(jià)方法，即注重平時(shí)表現(xiàn)，而不是最后一次考試的成績(jī)。計(jì)劃取消考試環(huán)節(jié)，采用“課堂表現(xiàn)20%+隨堂作業(yè)30%+專題匯報(bào)30%+課程論文20%”的方式進(jìn)行考核，其中課堂表現(xiàn)包括出勤、討論回答問題是否積極等。專題匯報(bào)分組進(jìn)行，在指定的范圍內(nèi)進(jìn)行選題、收集資料、制作PPT并進(jìn)行答辯，旨在培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和分析問題能力。課程論文由學(xué)生自主選題并閱讀相關(guān)文獻(xiàn)獨(dú)立完成，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和寫作水平。

4 結(jié)論

在工程教育認(rèn)證背景下，以“建筑電氣設(shè)備”課程為例，通過對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程思政和考核方式等方面進(jìn)行系統(tǒng)性改革，明確專業(yè)選修課在培養(yǎng)方案課程體系中的定位，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)選修課的重視程度和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展觀念，為提高建環(huán)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供有力支撐。