公緒金 楊曉莊 孫穎 李偉光

摘要：以哈爾濱商業(yè)大學(xué)能源動(dòng)力類主干課程空氣調(diào)節(jié)為代表，開展了新工科背景下多層面內(nèi)涵式教育教學(xué)改革與實(shí)踐，主要包括理論知識(shí)體系的多維交叉融合與創(chuàng)新、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)創(chuàng)新性與探索性提升、全新版教材建設(shè)與大綱修訂、教學(xué)手段及考核方式的改革等。同時(shí)開展了 “精準(zhǔn)思政融合”體系構(gòu)建與創(chuàng)新，重在增強(qiáng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。歷經(jīng)3年的教學(xué)改革與探索，創(chuàng)新空氣調(diào)節(jié)課程體系，促進(jìn)了能源與動(dòng)力工程專業(yè)高素質(zhì)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革與實(shí)踐；課程思政；空氣調(diào)節(jié)；能源與動(dòng)力工程；學(xué)科交叉融合

中圖分類號(hào)：G642.3；TU831? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ?文章編號(hào)：1005-2909（2023）03-0139-07

在深化產(chǎn)教融合、推進(jìn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的背景下，哈爾濱商業(yè)大學(xué)能源與動(dòng)力工程教研室以低溫及制冷工程學(xué)科的主干課程空氣調(diào)節(jié)為例，提出“產(chǎn)業(yè)需求引導(dǎo)、多維交叉融合、創(chuàng)新思維培育、實(shí)踐能力提升、精準(zhǔn)思政融合”的教學(xué)改革原則，探討教育教學(xué)改革路徑[1-2]。

一、理論課程體系的教學(xué)改革及實(shí)踐

空氣調(diào)節(jié)課程共100學(xué)時(shí)，理論課48學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)課12學(xué)時(shí)、課程設(shè)計(jì)40學(xué)時(shí)。教師團(tuán)隊(duì)包括主講教師2名、實(shí)驗(yàn)教師2名、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師4名，以及多名校外指導(dǎo)教師。教學(xué)改革覆蓋2016—2018級(jí)本科生，共354人。

（一）理論知識(shí)體系的多維交叉融合與創(chuàng)新

依據(jù)產(chǎn)業(yè)重大需求及《制冷及低溫工程學(xué)科發(fā)展報(bào)告》（2018—2019），開展理論知識(shí)體系的多維交叉融合與創(chuàng)新。

（1）系統(tǒng)梳理常規(guī)空氣調(diào)節(jié)基本原理與設(shè)備知識(shí)體系[3]，探索新型制冷技術(shù)、超低溫制冷、低溫超導(dǎo)、低溫生物醫(yī)學(xué)等知識(shí)體系的交叉融合。通過基礎(chǔ)理論層面的交叉、融合與創(chuàng)新，有助于本科生了解新興研究方向，提高本科生參與科研課題的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

（2）在“常規(guī)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算方法”的基礎(chǔ)上，融合空調(diào)建筑熱環(huán)境營(yíng)造技術(shù)、綠色建筑技術(shù)、能源環(huán)保發(fā)展趨勢(shì)等研究熱點(diǎn)。該層面的融合創(chuàng)新有助于提升本科生對(duì)建筑能耗、建筑余熱回收、新能源利用、綠色制冷空調(diào)技術(shù)等熱點(diǎn)領(lǐng)域的關(guān)注度。

（3）在“常規(guī)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)與設(shè)備”核心知識(shí)層面，融合新型非電式空調(diào)系統(tǒng)、熱濕獨(dú)立控制、太陽(yáng)能吸附/吸收式制冷、熱泵驅(qū)動(dòng)溶液除濕、地?zé)峒坝酂峄厥諢岜玫戎评淇照{(diào)研究熱點(diǎn)。該層面的知識(shí)融合可促進(jìn)本科生從更寬廣的領(lǐng)域中對(duì)比分析制冷空調(diào)關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于進(jìn)一步提升本科生的科學(xué)素養(yǎng)及創(chuàng)新思維能力有較好的幫助。

（4）對(duì)疫情防控背景下潔凈空調(diào)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行梳理。以火神山和雷神山醫(yī)院的潔凈空調(diào)系統(tǒng)為例，結(jié)合任課教師科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的采用冷鏈物流倉(cāng)儲(chǔ)消殺集成裝置實(shí)現(xiàn)的消殺方法（CN 202011499584.3）[4]，將工程實(shí)例與潔凈空調(diào)關(guān)鍵技術(shù)、新冠病毒滅殺技術(shù)和空氣質(zhì)量控制技術(shù)相融合。該層面的知識(shí)體系融合與創(chuàng)新，對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和使命感具有很好的促進(jìn)和激勵(lì)作用。

（5）空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能與運(yùn)行調(diào)節(jié)層面的知識(shí)融合與創(chuàng)新。新增空調(diào)系統(tǒng)末端裝置冷/熱側(cè)節(jié)能技術(shù)和冷/熱源節(jié)能措施，融合分布式熱電冷三聯(lián)供技術(shù)、數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)、近零能耗建筑技術(shù)與系統(tǒng)、區(qū)域供冷等關(guān)鍵核心技術(shù)。該層面的知識(shí)體系融合與創(chuàng)新，對(duì)于本科生掌握空氣調(diào)節(jié)關(guān)鍵節(jié)能技術(shù)、增強(qiáng)節(jié)能環(huán)保意識(shí)具有較好的指導(dǎo)作用。

（二）理論課程教學(xué)方式的融合探索

1.科研反哺教學(xué)，將學(xué)術(shù)講座引入課堂教學(xué)

陳舊的教學(xué)內(nèi)容是新工科教學(xué)改革需要破除的第一壁壘。教學(xué)改革基于教學(xué)團(tuán)隊(duì)的研究成果，通過專題講座、學(xué)術(shù)講座等形式對(duì)空氣調(diào)節(jié)相關(guān)技術(shù)的內(nèi)涵與外延進(jìn)行拓展性教學(xué)。例如，在講述潔凈空調(diào)相關(guān)技術(shù)時(shí)，引入教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲得的國(guó)家發(fā)明專利“AC-MEPO微波增強(qiáng)光催化氧化凈化空調(diào)機(jī)組”[5]的相關(guān)基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐，開展專題講座。

2.線上同步拓展教學(xué)，及時(shí)傳遞關(guān)鍵技術(shù)及行業(yè)需求

通過微信公眾平臺(tái)（制冷空調(diào)微課）、智慧樹翻轉(zhuǎn)課堂等線上教學(xué)形式拓展教學(xué)，主要集中在空氣調(diào)節(jié)學(xué)術(shù)研究熱點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大需求等層面。

二、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)創(chuàng)新性與探索性提升

空氣調(diào)節(jié)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與實(shí)踐主要分為課程實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)兩部分。

（一）實(shí)驗(yàn)課程改革與創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培育和提升學(xué)生的實(shí)操能力、創(chuàng)新能力和問題分析能力等綜合素質(zhì)的重要載體[6]。對(duì)原實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)以觀摩和簡(jiǎn)單測(cè)試為主的實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣不高，缺乏自主學(xué)習(xí)能力。

通過多輪實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索，教學(xué)團(tuán)隊(duì)逐漸完善了表1所示的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展方式。修訂后的實(shí)驗(yàn)課程體系將空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)操、關(guān)鍵設(shè)備拆裝與測(cè)試、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等4個(gè)方面有機(jī)融合，形成了知識(shí)體系更加完善、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難度提升、創(chuàng)新性及探索性比重增加的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)新模式，依托具體空調(diào)工程、焓差實(shí)驗(yàn)室和科研團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也正在開展積極的探索與實(shí)踐。

（二）課程設(shè)計(jì)改革與創(chuàng)新

傳統(tǒng)的模擬工程式設(shè)計(jì)存在內(nèi)容陳舊、創(chuàng)新性不足等顯著問題，因此，此次教學(xué)改革主要探索并實(shí)踐了以下三方面措施。

1.多途徑相融合的培養(yǎng)模式

人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向之間的良好銜接是高素質(zhì)工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量提升的關(guān)鍵[7]。在完善青年教師工程素質(zhì)培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，主動(dòng)開展契合行業(yè)發(fā)展需求的引領(lǐng)式實(shí)踐教學(xué)探索。通過提升企業(yè)參與本科生實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的廣度和深度，構(gòu)建“企業(yè)—學(xué)生—教師”互動(dòng)教學(xué)模式，積極探索了自主實(shí)踐訓(xùn)練、設(shè)計(jì)院/企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)、創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)等多途徑相融合的實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)模式。依托的設(shè)計(jì)院/企業(yè)主要為哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院、哈爾濱空調(diào)股份有限公司、大連冷凍設(shè)備制造有限責(zé)任公司、煙臺(tái)冰輪股份有限公司等。該層面的改革突出了行業(yè)需求導(dǎo)向性教學(xué)，可提升本科生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和未來職場(chǎng)適應(yīng)能力。

2. 基于科研成果轉(zhuǎn)化的培養(yǎng)模式

鼓勵(lì)并引導(dǎo)本科生通過大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、科研課題、發(fā)明專利模擬轉(zhuǎn)化等形式開展課程設(shè)計(jì)、發(fā)明創(chuàng)造或運(yùn)行管理方案等實(shí)踐探索。為配合該培養(yǎng)模式，實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)由承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金、黑龍江省自然科學(xué)基金和獲得哈爾濱商業(yè)大學(xué)青年學(xué)術(shù)骨干支持計(jì)劃的教師組建，博士化率100%。研究方向涵蓋制冷換熱設(shè)備、制冷空調(diào)節(jié)能、汽車熱管理、吸附制冷、蓄冷蓄熱材料、建筑環(huán)境熱回收等。

3.學(xué)生實(shí)踐協(xié)同合作團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)模式

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)提出“難度賦值，團(tuán)隊(duì)協(xié)作”的培養(yǎng)模式，旨在提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)與自主學(xué)習(xí)能力?！半y度賦值”是指對(duì)每一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目附加了難度系數(shù)。對(duì)于設(shè)計(jì)的難度系數(shù)大、復(fù)雜性高、設(shè)計(jì)任務(wù)繁重的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)，采用了組建學(xué)生實(shí)踐團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”的課程設(shè)計(jì)模式。難度系數(shù)高的題目包括冷熱源系統(tǒng)、制冷空調(diào)工藝設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制系統(tǒng)及安裝工程概預(yù)算等環(huán)節(jié)。

“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”理念貫穿于課程教學(xué)改革全過程，包括綜合計(jì)算能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析能力、工程問題分析能力的考核層面。經(jīng)過三輪實(shí)踐表明，6人團(tuán)隊(duì)具有較好的推廣借鑒價(jià)值。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016—2018級(jí)能源與動(dòng)力工程專業(yè)本科生參與常規(guī)課程設(shè)計(jì)的學(xué)生比例從56%降低至27%。參與企業(yè)/設(shè)計(jì)院具體工程項(xiàng)目再設(shè)計(jì)的學(xué)生比例增速最為顯著，從6%增加至20%。參與實(shí)踐實(shí)習(xí)基地培養(yǎng)的學(xué)生比例從10%增加至15%。參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、團(tuán)隊(duì)協(xié)同和科研項(xiàng)目的學(xué)生分別穩(wěn)定在10%、15%和13%。

三、精準(zhǔn)思政融合體系構(gòu)建與創(chuàng)新

（一）課程思政育人目標(biāo)

在傳授專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為內(nèi)在德性和素養(yǎng)，注重將學(xué)生個(gè)人發(fā)展與社會(huì)發(fā)展、國(guó)家發(fā)展相結(jié)合，倡導(dǎo)社會(huì)主義核心價(jià)值觀，激發(fā)其為國(guó)家學(xué)習(xí)、為民族學(xué)習(xí)的熱情和動(dòng)力，幫助學(xué)生在創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值過程中明確自身價(jià)值和社會(huì)定位[8]。

（二）思政教育融合實(shí)施思路

教學(xué)改革實(shí)施中逐漸構(gòu)建并完善了圍繞科學(xué)精神、愛國(guó)熱情、節(jié)能環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展理念、中國(guó)制造與大國(guó)崛起、攜手抗疫共克時(shí)艱、愛黨愛校等層面的課程思政架構(gòu)，旨在將思政教育潤(rùn)物無(wú)聲地融入專業(yè)教學(xué)。

同時(shí)嘗試打破學(xué)科壁壘，推進(jìn)思政教學(xué)和專業(yè)教學(xué)、跨學(xué)科教學(xué)的有機(jī)融合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和獲得感。

（三）課程思政精準(zhǔn)融合的主要領(lǐng)域

表2為空氣調(diào)節(jié)課程思政教育內(nèi)容與專業(yè)知識(shí)內(nèi)容有機(jī)融合的主要領(lǐng)域?？諝庹{(diào)節(jié)課程共11個(gè)教學(xué)周，每周開展相應(yīng)主題的“精準(zhǔn)思政融合”教育。

四、新版教材建設(shè)與教學(xué)大綱修訂

為深入融合空氣調(diào)節(jié)理論、實(shí)驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)及課程思政等方面的教育教學(xué)改革，哈爾濱商業(yè)大學(xué)能源與動(dòng)力工程教研室組織編寫了新版高等學(xué)校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程/能源與動(dòng)力工程專業(yè)推薦教材《民用建筑空氣調(diào)節(jié)》（中國(guó)建筑工業(yè)出版社）[10]。新版教材以專業(yè)傳承及教學(xué)改革實(shí)踐為基礎(chǔ)，融合前述課程教學(xué)改革的主要內(nèi)容，并注重主流價(jià)值觀引領(lǐng)。結(jié)合后續(xù)開展的課程思政建設(shè)，修訂并完善了空氣調(diào)節(jié)課程大綱，將思政教育落實(shí)到教學(xué)各環(huán)節(jié)。

五、空氣調(diào)節(jié)課程考核方式改革與實(shí)踐

原考核方式雖然兼顧了平時(shí)成績(jī)和卷面成績(jī)，但仍存在知識(shí)點(diǎn)覆蓋率低、學(xué)科熱點(diǎn)問題融合度不足、工程問題考核不深入、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析能力考核欠缺等問題。在結(jié)合歷年用人單位對(duì)畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量反饋意見的基礎(chǔ)上，提出“提升課程考核的廣度、深度和難度”的考核方式改革思路。在教學(xué)改革探索期間，逐步完善了課程考核方式（表3）。

改革后的課程考核難度提高，且知識(shí)點(diǎn)覆蓋率達(dá)到95%以上，重在考核知識(shí)體系融會(huì)貫通與問題分析解決能力。跟蹤調(diào)查2016—2018級(jí)能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生對(duì)考核方式改革的反饋，95%的學(xué)生認(rèn)為改革后的考核難度大幅提升，需要付出更多的時(shí)間開展學(xué)科研究熱點(diǎn)的文獻(xiàn)調(diào)研、學(xué)科交叉融合與復(fù)雜工程問題的計(jì)算分析。經(jīng)過三輪考核方式改革實(shí)踐，2018級(jí)學(xué)生的平均成績(jī)提升到87.21±8.09分。新的考核方式顯著提升了學(xué)生知識(shí)體系的融合能力和創(chuàng)新思維能力，有效提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

六、教學(xué)改革問卷調(diào)查分析

采用問卷調(diào)查（315份）開展課程教學(xué)改革的效果評(píng)價(jià)與反饋研究。

（1）理論課程知識(shí)體系融合創(chuàng)新。學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注且滿意度大于90%的改革內(nèi)容主要集中于學(xué)科前沿與熱點(diǎn)融合（96.55%±2.23%）、行業(yè)重大需求融合（95.64%±2.54%）、所在學(xué)科主要研究方向融合（93.35%±4.26%）。在交叉學(xué)科知識(shí)體系方面仍需要進(jìn)一步提升融合及拓展的程度（88.64%±3.15%）。

（2）實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)改革。學(xué)生對(duì)組織開展團(tuán)隊(duì)協(xié)同合作的滿意度最高（97.14%±2.09%），參與企業(yè)/設(shè)計(jì)院聯(lián)合培養(yǎng)、科研項(xiàng)目或大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練的滿意度也達(dá)到90%以上。

（3）全新版教材規(guī)劃。學(xué)生對(duì)新增內(nèi)容與行業(yè)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)的緊密度、復(fù)雜工程問題的分析與技術(shù)拓展度、典型工程圖紙舉例與分析等層面的滿意度均大于90%。

（4）科研反哺教學(xué)?？蒲谐晒c學(xué)術(shù)報(bào)告/講座的開展激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣（95.67%±3.11%），但需要提高引導(dǎo)學(xué)生參與科研項(xiàng)目的程度。

（5）課程思政建設(shè)。課程思政教學(xué)得到了較好的效果反饋，增強(qiáng)課程思政的實(shí)踐性與體驗(yàn)性教學(xué)活動(dòng)是今后教學(xué)改革的重點(diǎn)方向。

（6）考核方式。學(xué)生對(duì)于教學(xué)改革后的考試難度、知識(shí)體系覆蓋程度、考核形式變化等均給出了較高的滿意度（＞96%），線上教學(xué)及在線平臺(tái)的知識(shí)拓展也受到學(xué)生的歡迎。

七、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求引導(dǎo)、多維交叉融合、創(chuàng)新思維培育、實(shí)踐能力提升、精準(zhǔn)思政融合的原則，在專業(yè)教育層面積極構(gòu)建創(chuàng)新性課程教學(xué)模式，重點(diǎn)培育本科生的自主學(xué)習(xí)能力、復(fù)雜工程問題分析與解決能力、實(shí)驗(yàn)實(shí)操能力。在思政教育層面深入挖掘思政元素，并與專業(yè)知識(shí)深度融合。通過多層面的教學(xué)改革與探索，空氣調(diào)節(jié)課程體系逐漸完善其內(nèi)涵，體現(xiàn)了教學(xué)思維和知識(shí)體系的創(chuàng)新性與時(shí)代性，對(duì)于提升能源與動(dòng)力工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

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Abstract：

Under the background of new engineering construction， the multi-level connotative education reform and practice is conducted， represented by the course of air conditioning， which is the core course of energy and power engineering in Harbin University of Commerce. The main contents of the reform include multi-dimensional interdisciplinary integration of theoretical course system， innovation and exploration improvement of practice teaching system， the construction of teaching materials and the revision of the syllabus， and the reform of teaching skills and examination methods. Construction of curriculum-based accurate ideological and political education is carried out， focusing on enhancing students comprehensive quality. After three years of teaching reform and exploration， the course system of air conditioning has been innovated， and the cultivation quality of high-quality talents has been significantly promoted for energy and power engineering major.

Key words： educational reform and practice; curriculum-based ideological and political education; air conditioning; energy and power engineering; interdisciplinary integration

（責(zé)任編輯 周 沫）