齊俊峰 齊子姝 蔣迪

摘? 要? 新工科建設對人才培養(yǎng)理念和教學模式提出新的挑戰(zhàn)。根據建筑冷熱源課程教學現狀和存在的問題，開展基于OBE理念的教學改革與探索，結合“雙碳”能源戰(zhàn)略，整合教學內容，踐行以系統(tǒng)性能力培養(yǎng)為核心目標的項目教學模式，探索知識、能力和素質協(xié)調發(fā)展的知行合一教育理念，建立以能力目標達成為主要指標的評價體系，調動學生學習熱情，進一步提高解決復雜工程問題的能力及創(chuàng)新思維能力。

關鍵詞? 新工科；OBE理念；建筑冷熱源；教學改革

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）18-0111-04

1? 新工科和OBE理念

1.1? 新工科的提出與內涵

2017 年，“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”[1]奏響新工科建設的“三部曲”，開啟新工科建設的元年。“復旦共識”探討新工科的內涵特征、新工科建設發(fā)展的路線；“天大行動”提出“天大六問”，即“問產業(yè)需求建專業(yè)，問技術發(fā)展改內容，問學校主體推改革，問學生志趣變方法，問內外資源創(chuàng)條件，問國際前沿立標準”，指明新工科專業(yè)建設方向；“北京指南”提出新工科建設指導意見，即明確目標要求、更加注重理念引領、更加注重結構優(yōu)化、更加注重模式創(chuàng)新、更加注重質量保障、更加注重分類發(fā)展。

新工科是基于國家戰(zhàn)略新需求[1]，迎接世界競爭新挑戰(zhàn)，支撐新經濟蓬勃發(fā)展，突破核心關鍵技術，構筑未來全球創(chuàng)新制高點提出的。新工科應具備引領性、創(chuàng)新性、融合性和實踐性的特征。新工科內涵是以應對變化[2]、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，實現從學科導向轉向以產業(yè)需求為導向，培養(yǎng)未來多元、創(chuàng)新的卓越工程人才[3]。

1.2? OBE理念

OBE（Outcome-Based Education，成果導向教育）理念由Spady等于1981年首次提出[4]，很快得到西方社會的重視與認可，美國工程與技術教育認證協(xié)會（ABET）全面接受OBE理念并融入工程教育認證標準。我國于2016年6月加入《華盛頓協(xié)議》，成為該協(xié)議的成員國，標志著我國的工程教育與國際社會實質等效。OBE理念核心是“成果導向、以學生為中心、持續(xù)改進”。

OBE理念是指以學生學習成果為導向的教育理念，遵循“正向設計、反向實施”的教育模式，成果是指學生通過學習后能夠獲得的能力[5]，強調教學設計和教學實施以學生的學習成果為核心，反向設計教學培養(yǎng)框架和成果評價體系，指導學生漸進式學習，并對學習成果進行評價，保證教學質量的提高。

2? 建筑冷熱源課程教學現狀

2017年，吉林建筑大學建筑環(huán)境與能源應用工程（簡稱“建環(huán)”）專業(yè)被確定為省級“新工科示范建設專業(yè)”。為響應新工科建設的國家戰(zhàn)略要求，以新工科建設和OBE理念為指引，對建筑冷熱源課程進行深入剖析，得出以下結論。

2.1? 教學內容與社會需求不適應

2020年，我國提出“雙碳”戰(zhàn)略，能源革命的號角已經吹響，建筑能源結構已經開始作出重大調整，節(jié)能減排任務的重要性更加凸顯。傳統(tǒng)的壓縮式制冷技術+燃煤鍋爐房供熱技術簡單組合的教學內容與“雙碳”戰(zhàn)略引領的能源革命需要不適應，主要表現為：

1）不能滿足建環(huán)專業(yè)人才培養(yǎng)的厚基礎、重實踐需求；

2）不能滿足清潔能源、可再生能源與傳統(tǒng)能源共存的知識結構需求；

3）不能滿足節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的工程素養(yǎng)提高需求；

4）不能滿足地方院校服務地方經濟發(fā)展的地域特色需求。

2.2? 單元模式與工程能力培養(yǎng)不適應

2.2.1? 課程信息量大而無序

除制冷原理、制冷設備、制冷劑、燃料燃燒、鍋爐設備、水處理設備、煙風系統(tǒng)等基本內容外，還融入新能源、清潔能源、環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展等內容，隨著能源革命的深入，課程的教學內容不斷豐富。

2.2.2? 各單元內容相對孤立

建筑冷熱源的各單元教學內容之間相對獨立，教學中重視知識的傳授，不注重各單元內容銜接與知識應用，課堂教學中各單元知識進一步碎片化，與工程的系統(tǒng)性和整體性理念相悖，不適應工程能力的培養(yǎng)。

2.3? 教學理念與學生發(fā)展不適應

以教師為中心的教育是把知識傳授給學生，教師與學生之間的關系是“授”與“受”，教師是知識的擁有者，學生是知識的接受者。教師把授課知識寫成教案“背”給學生，或者教師把學習內容寫入課件“念”給學生，教學強調教師一桶水，學生一杯水，教學是倒水過程。這種以教師為中心的滿堂灌和車廂式教學模式，既不注重調動學生的學習熱情和參與度，也不注重知識的運用與思考，不適應新工科背景下學生能力的發(fā)展和素質的提高。

2.4? 評價單一與能力導向不適應

課程教學目標是以培養(yǎng)學生的建筑冷熱源工程實踐能力為核心，兼顧知識應用、能力培養(yǎng)與素質提高的協(xié)調發(fā)展。但課程評價方式過分強調期末考試的終結性評價，輕視各學習過程的形成性評價，并且評價內容多以知識為主，因此，評價結果只能反映學生的知識記憶能力，體現學生知識積累多少，不能反映知識應用、工程能力和人文素養(yǎng)。評價結論與課程目標沒有明確的映射關系，不適應OBE理念下的能力導向需求。

綜上所述，建筑冷熱源在課程設計和教學活動等方面均未很好地體現OBE的理念，無法滿足專業(yè)認證和卓越工程師培養(yǎng)的需求。因此，針對建筑冷熱源課程教學現狀和存在問題，開展教學目標、教學內容、教學模式、教學理念和教學評價的全方面改革與探索，對于培養(yǎng)學生工程實踐能力、達成課程能力目標具有重要意義。

3? 建筑冷熱源課程教學改革與實踐

3.1? 以產出為引領，重構課程內容

針對課程培養(yǎng)目標對建筑冷熱源的知識需求，本課程基于“繼承與創(chuàng)新、交叉與融合”新工科建設理念，對傳統(tǒng)教學內容進行大幅度整合，新增教學內容優(yōu)化融合，保證基礎夠用，突出應用。

3.1.1? 調整燃煤鍋爐教學內容

“雙碳”時代，正逐步壓減燃煤調峰熱源建設，但嚴寒地區(qū)供熱燃煤調峰熱源在一段歷史時期必然客觀存在。以服務地方經濟為使命，以燃煤鍋爐工程實踐能力人才培養(yǎng)為目標，教學內容做適切調整，一方面優(yōu)化燃煤鍋爐房設計和鍋爐房運行管理知識，另一方面刪除鍋爐應力及熱力計算知識，確保教學目標與工程實踐無縫銜接。

3.1.2? 增加燃氣鍋爐安全應用

天然氣由餐飲、工業(yè)和交通領域應用逐步進軍建筑供熱領域，燃氣鍋爐逐漸取代燃煤鍋爐成為嚴寒地區(qū)的調峰熱源。因此，在掌握鍋爐構造基礎上，加強燃燒器和燃氣鍋爐房安全的學習，滿足清潔能源的時代要求。

3.1.3? 強化熱泵的應用

熱泵作為節(jié)能技術，將在建筑供熱領域占有重要的一席之地。在逆卡諾循環(huán)理論、制冷劑及相關設備學習的基礎上，強化空氣源熱泵、土壤源熱泵、水源熱泵等系統(tǒng)設計和運行調試，滿足節(jié)能減排的技術升級。

3.1.4? 融入節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展內容

課程內容調整中，有機融入節(jié)能、環(huán)保、技術經濟、職業(yè)倫理和可持續(xù)發(fā)展等內容，使其內化為工程實踐的理念。

3.2? 以成果為導向[6]，踐行主線教學模式

教學的本質是知識的學習和能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的課堂教學十分重視知識的傳授與構建，為達此目標，教師會將專業(yè)知識劃分為若干獨立的便于操作的課程單元，每一個課程單元變成邊界清晰、內容獨立的知識單元，而這些知識單元再通過多次課堂傳授，學生獲得的只是知識碎片。這樣的教學模式就好比一棵樹[7]，只見到樹木的根、莖、枝、葉，不見整棵樹木，會大大弱化知識單元之間固有的學科聯系，阻礙工程能力的培養(yǎng)。

成果導向打破單元模式下對知識結構的碎片化分割，構建以建筑冷源系統(tǒng)設計和鍋爐房系統(tǒng)設計為主線的項目教學模式，教學活動各個環(huán)節(jié)聚焦于建筑冷源系統(tǒng)設計和鍋爐房系統(tǒng)設計的最終目標的達成，知識構建關注主線目標的知識系統(tǒng)性、完整性和科學性，每一堂課的教學都是基于主線目標的達成，對課程內容、教學資源和教學方法進行反向設計。

每次教學活動以實現主線目標為出發(fā)點，通過“學習知識—分析問題—解決問題—培養(yǎng)能力”正向實施，每次課教學產出（工程能力）支撐主線目標。項目主線教學模式充分顯示，每堂課以工程項目主線目標為導向，有利于工程能力的培養(yǎng)；教學目標明確，有利于調動學生學習的積極性；教學產出與課程目標相呼應，有利于學生達到頂峰成果。

3.3? 以學生為中心[8]，落實知行合一理念

以學生為中心的教學的主體是學生，教學的本質是會學，教學的目的是學會。傳統(tǒng)教學模式是“三中心”教學，教師為中心、課堂為中心和課本為中心?！叭行摹苯虒W模式在傳授知識方面是一條捷徑，但不利于調動學生學習的積極性，不利于學生對知識的探索和能力的培養(yǎng)。以學生為中心的教學始終把學生放在主體位置，始終體現以生為本，學生是知識的探索者、構建者、孜孜不倦的追求者，教師是教學過程的主導者、推動者和幫助者。課程以建筑冷源系統(tǒng)設計和鍋爐房系統(tǒng)設計為主要線索，教師對教學目的、教學內容、教學方式和教學過程進行精心設計，調動學生的主動性、能動性和創(chuàng)造性，引導學生完成各種教學活動，向預期教學目標邁進。

教學的本質是會學，不在于傳授知識，而在于積累知識、發(fā)展能力和提高素質三者同步螺旋上升，強調知識、能力和素質相互促進。學是思的基礎，思是學的深化，“學而不思則罔，思而不學則殆”，思考是智慧的鑰匙，是認知的催化劑。在建筑冷源系統(tǒng)設計和鍋爐房系統(tǒng)設計為主線的教學組織模式下，重視案例教學方法，以工程項目設計達成為目的，提倡在知識傳授中適時切入工程案例，引導學生運用所學知識分析問題、提出方案，在思中學、做中學，做到學思結合，踐行知行合一。同時，十分重視啟發(fā)式教學，要求教師有很高的業(yè)務素質和教學水平?！墩撜Z·述而》主張“不憤不啟，不悱不發(fā)。舉一隅不以三隅反，則不復也”，教育之功在引導，貴在轉化，妙在開竅。

教學的目的是學會，學會不是積累多少知識，而是能做什么。從教育本源看，知識是基礎，是靜態(tài)的；能力與素質是目標，是動態(tài)的。知識積累固然重要，沒有知識的能力和素質是無源之水、無本之木，但教育強調知識、能力與素質相互促進、共同發(fā)展，通過知識學習，深入思考和實踐，激發(fā)創(chuàng)造能力，達成課程目標。建筑冷源系統(tǒng)設計和鍋爐房系統(tǒng)設計的工程能力是本課程的核心目標，以工程設計為主要線索，以綜合能力培養(yǎng)為最終目的，在教學過程中不斷促進知識、能力與素質的綜合提高，達成高峰課程成果。

3.4? 以能力評價為核心，改進課程評價體系

傳統(tǒng)的教學評價主要是終結性的，重點在于評定、區(qū)分和選拔，忽視評價的診斷和改進功能。評價方式主要是期末考試，注重知識記憶，注重定量結果，不利于學生能力的培養(yǎng)。因此，提出以能力評價為核心的能力評價體系，以促進學生綜合素質發(fā)展為宗旨，在不同教學情境下，通過多種渠道考查學生掌握知識和應用知識的水平與能力。能力評價方式包括：

1）視頻學習，根據網絡平臺教學視頻記錄考查教學視頻學習完成情況和作業(yè)完成情況；

2）雨課堂成績，了解學生對知識的理解程度；

3）小組討論和課堂發(fā)言，通過小組討論及課堂發(fā)言情況，了解學生分析問題能力、語言表達和溝通能力；

4）大作業(yè)答辯和報告，考查學生對基本概念的理解和掌握水平；

5）設計型作業(yè)和匯報，考查學生分析問題能力、語言表達能力、溝通能力和創(chuàng)新能力；

6）實驗，通過實驗考查學生分析問題能力、數據處理能力和研究問題能力；

7）期末開卷考試，考查學生對知識的掌握程度和運用理論知識分析判斷問題的能力。

能力評價體系包括形成性評價和終結性評價，但強化持續(xù)改進功能關鍵在于落實形成性評價。通過教學活動中各個環(huán)節(jié)的能力形成評價，教師激勵學生、學生之間相互激勵，激發(fā)學生求知的熱情和對知識建構的參與，樹立進一步學習知識與發(fā)展能力的信心。同時，評價結果將構成學生的監(jiān)控與反思，進一步調整學習策略，逐步達成課程目標。

4? 結束語

在新工科建設背景下，以OBE理念為導向，針對建筑冷熱源課程教學現狀進行反思，提出課程改革的必要性。以教學產出為引領，以“繼承與創(chuàng)新、交叉與融合”為原則，重構教學內容，推動專業(yè)的發(fā)展；為避免教學中盲人摸象般知識碎片化學習，基于OBE理念“反向設計、正向實施”的基本原則，踐行工程項目為主線的項目教學模式，改善學生對課程體系認知；以學生為中心，提出知行合一，知識、能力和素質三者協(xié)調發(fā)展的教學理念，調動學生的學習熱情，提高學生的工程實踐能力；制定能力為導向的評價機制，評價中十分注重過程評價和能力評價，通過教師激勵和學生之間的相互激勵，以及學生的自我監(jiān)控，強化評價機制的診斷和改進功能，通過不斷的努力達到最終學習成果?？傊?，以OBE理念為導向的教學模式實踐，可以鍛煉學生的工程實踐能力和創(chuàng)新精神，有利于卓越新工科人才培養(yǎng)，從而取得理想的教學效果。

參考文獻

[1] 吳愛華，侯永峰，楊秋波，等.加快發(fā)展和建設新工科 主動適應和引領新經濟[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[2] 夏建國，趙軍.新工科建設背景下地方高校工程教育改革發(fā)展芻議[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19，65.

[3] 鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[4] 李志義.解析工程教育專業(yè)認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[5] 周洪波，周平.基于OBE理念的高校教學模式改革研究[J].中國成人教育，2018（4）：92-94.

[6] 李志義.成果導向的教學設計[J].中國大學教學，2015（3）：32-39.

[7] 蔣麗霞.成果導向教育（OBE）理念下的課堂教學模式探析[J].美與時代，2017（12）：128-129.

[8] 顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式：汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[9] 許蘭娟.基于OBE理念的安全系統(tǒng)工程混合式教學模式探索[J].中國現代教育裝備，2019（17）：52-54.

*基金項目：吉林省2020高等教育教學改革研究課題“新工科背景下建筑環(huán)境與能源應用專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與實踐”（新工科專項，編號：202028579ZY008K）；吉林省教育科學“十三五”規(guī)劃2020重點課題“基于OBE理論的建環(huán)專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式研究與實踐”（編號：ZD20015）。

作者：齊俊峰，吉林建筑大學市政與環(huán)境工程學院，教授，研究方向為高等教育教學；齊子姝，吉林建筑大學市政與環(huán)境工程學院，博士，副教授，研究方向為高等教學方法；蔣迪，吉林建筑大學市政與環(huán)境工程學院，講師，研究方向為高等教學管理（130118）。