付萍1李亚楠2王旭光3
1.南京工业大学浦江学院，南京 210000
2．南阳农业职业学院，南阳 473000
3. 江苏苏美达成套设备工程有限公司，南京210000
摘要：本文根据建环专业学生目前所遇到的知识链模糊、逻辑混乱等问题，探索了以“热”作为交叉点，梳理并重构建环专业的教学内容与课程体系的解决措施，同时融入思政教育、紧贴国家能源战略、依托现代科技手段等，从教学目标、教学内容、教学方法与模式以及教学资源与工具四个方面提出了实施方案。
关键词：建环专业；课程体系；思政教育；改革探索
1.引言
我国建筑环境与能源应用工程专业（以下简称“建环”）源自20世纪50年代初期设立的“供热、供煤气及通风”专业，属于能源类、土木类专业之一。目前我国有近200所高校开设了建环专业，该专业主要研究的是为人类及生产工艺创造一个合适的室内环境，其中以为人类创造一个健康舒适的热湿环境为主，主要培养从事采暖、通风、空调、净化、冷热源、供热、燃气等方面的规划设计、施工安装及运行管理的高级工程技术人才，要求学生掌握构造热湿环境的基本知识和理论，具有调控室内热量与湿量的技术和能力。
2.建环专业发展面临的问题
对高等学校工科专业教育而言，学生不仅要掌握职业技能，而且要了解其理论基础，既要知其然又要知其所以然。专业课学习是知其然的过程，专业基础课学习是知其所以然的过程。如对建环专业学生来说，对建筑物进行空调、供热设计是必备的职业技能，是专业课学习中的重点内容，而空调、供热设计中冷、热负荷，通风量的计算方法，焓湿图认识与绘制，风管、水管水力计算中阻力产生原因及计算原理等，则都是专业基础课《建筑环境学》、《传热学》、《工程热力学》及《流体力学》中的教学内容。如果学生对专业基础课掌握较好，那么在做工程设计时，就是从知到用，水到渠成的过程；但如果没有掌握专业基础课中的相关理论，那么在学习和工作中只能死记硬背、生搬硬套。因此，学生对专业基础课的掌握程度直接影响对专业课的学习，对专业基础课理解得越到位，专业课的学习就会越轻松，整体知识轮廓也就越清晰。但是目前，建环专业学生在面对较多的专业基础课与专业课的学习时，经常感觉手足无措，只能机械性地罗列、背诵知识点，无法将课程知识的逻辑关系捋顺，同时也缺乏课程之间的辨析，从而处在一种专业基础课枯燥无趣，专业课难懂、学不会的认知困境之中。
3.解决措施
高等学校的教学过程主要由以下四个方面组成：教学目标，教学内容，教学模式与方法，教学资源与工具。如图1所示，教学目标，解决的是为谁教的问题，即要明确培养什么样的专业人才；教学内容，解决的是教什么的问题，即要梳理课程的内容体系；教学模式与方法，解决的是怎么教的问题，即要确定教学的方法与技巧；而教学资源与工具，解决的是用啥教的问题，即要构建课程教学的支撑体系。
因此，根据建环专业意在为社会培养能够创造舒适健康热环境的高级人才培养目标，本文将探索改变传统授课模式，打散相关知识点，再以“热”作为交叉点，打通专业基础课与专业课之间的“关节”，梳理并重构建环专业的教学内容与课程体系，同时融入思政教育并紧贴国家能源战略，另外，依托现代科技手段构建课堂数字化建设与网络资源平台。教学过程的四方面多管齐下，以期能够充分调动学生的学习积极性，拓展专业教育的广度与深度，使教学质量得以提升。
图1 教学过程的构架
4 实施方案
4.1 教学目标
2020年，教育部发布的《高等学校课程思政建设指导纲要》【1】指出，高校所有课程都具有传授知识、培养能力及进行思想政治教育的功能，承载着培养学生正确世界观、人生观和价值观的使命。因此，课程教学不应该只是培养社会所需的高级专门人才，而应该将知识传授、能力培养与价值塑造融为一体，在专业课程教育中融入思政教育，真正培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。建环专业也应顺应其势，将培养有知识、有能力、有大爱的专业一流人才作为课程的教学目标。
4.2 教学内容
由建环专业意在为社会培养能够创造舒适健康热环境的高级人才可知，“热”在建环专业占据着举足轻重的地位，其专业的所有核心课程几乎都与“热”学密不可分，如图2所示。因此，教学内容将以“热”作为交叉点，以“区别与联系”为主线，运用对比分析法研究建环专业的专业基础课与专业课之间的联系，将专业教育进行横向拓展、纵向延伸，融入思政教育、紧贴国家能源战略，使学生对专业形成清晰的框架，并具有较高的专业素养和道德情怀。
图2 建环专业热学课程体系
4.2.1 初识热学
《大学物理》是学生在大学阶段接触热学的伊始，主要讲述了理想气体状态方程、分子动理论，热量、功、内能等基本概念与卡诺循环、热力学第一、第二定律等基本原理。该部分内容以浅显易懂的讲述与介绍，使学生对热学有了初步的认知，建立起了通识课与专业课之间的桥梁。
4.2.2 再遇热学
建环专业与能源相关，因此在专业学习的过程中不可避免地会和热学不期而遇。《传热学》与《工程热力学》两门课程均是研究与热现象有关的科学，在我国工程教育界将这两门课程合称为热工课程。两者之间有紧密的联系，《工程热力学》的第一定律、第二定律是进行《传热学》研究的基础。但是两者之间也有显著的差别，《工程热力学》研究的是处于平衡状态的系统，其中不存在温度差和压力差，而《传热学》则正是研究有温度差存在时的热能传递规律。在此，可将《传热学》和《工程热力学》联系起来，在介绍《传热学》时，重新对《工程热力学》的第一定律、第二定律进行讲解，为《传热学》的授课打下基础。同时，重点介绍《传热学》中的三种热量传递的基本方式与《工程热力学》中的水蒸气、湿空气的主要性质，将这两门热工课程区别开来，以知识点的对比，加强学生理解与记忆。
4.2.3 用在热学
《流体力学》中纳维-斯托克斯方程是不可压缩流体运动微分方程，研究了流体运动时动量传递规律；《传热学》中以导入导出、流入流出控制体的热量守恒为基础，研究了流体流动在有温度差存在时热量传递规律；《热质交换原理与设备》中的对流质交换方程则研究了流体流动时在有浓度差时的质量传递规律。因此，授课中可将上述的动量传递、热量传递、质量传递等知识点抽出，类比三者之间的异同点，强调动量、热量、质量之间的延伸性，让学生更好地理解建环专业中最重要的工质--水和空气的流动规律与其处理过程。
《建筑环境学》是建环专业区别于其他能源类专业的核心专业基础课，讲述了冷负荷、热负荷与湿负荷的计算原理，以及人对热湿环境的反应，既是对之前专业基础课的延伸，又为后续核心专业课的学习打下了坚实的基础。《供热工程》、《空调工程》、《通风工程》与《冷热源工程》是重要的专业核心课，其学习效果的好坏很大程度上取决于专业基础课的知识累积，打通两者之间的壁垒十分重要。可将《供热工程》与《传热学》，《通风工程》与《流体力学》，《空调工程》、《冷热源工程》与《工程热力学》、《传热学》相联系，用基础知识点的支撑作用，深度讲解核心知识的推理过程与核心设备的运行原理等。《节能技术》是对上述能源应用的工程领域进行优化与分析，掌握好理论知识，可从基础层面去节约能源，减少浪费，取得事半功倍的效果。
4.2.4 升华“热”学
“热”在建环专业不仅是名词，也是动词。学生在课堂中不仅要学习专业知识，更要进行思想理论和理想信念的学习,从而热爱专业、热爱祖国、热爱人民。育人先育德，要注重传道授业解惑与育人育才的有机统一。因此，结合建环专业的培养方案，构建合理有效的课程思政目标体系，充分发挥课堂教学主渠道作用，将家国情怀、文化自信、工匠精神、科学思维、知行合一、创新思维、团队协作、工程伦理与社会主义核心价值观等融入知识传授与能力培养的过程之中，通过有机结合，将“热”升华，促进学生全面发展。
同时，建环专业所面临的人才培养需求是和国家能源战略密切相关的。在全球气候问题日益严峻的背景下，2020年9月中国明确提出二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，在2060年前实现碳中和的目标，自此我国开启了经济社会全面向绿色低碳社会转型的格局。目前我国的建筑能耗约占全国总用能量的25%，建筑业是我国能源消耗最多和最主要的温室气体排行业之一。在“双碳”战略目标下，大力发展绿色建筑是实现建筑领域节能减排的重要方式。在教学内容中应充分体现实现双碳目标需求的现代技术，结合专业教育，为学生讲解实现双碳目标的重要意义，讲解专业人才发挥的重要作用，培养学生的专业使命感与全球视野。
4.3 教学模式与方法
4.3.1建立思维导图
加强专业基础课与专业技能、职业发展方向之间的联系，使学生对课程内容在今后工作中的具体作用有深入理解，可以提高学生学习的主动性，提升课程的吸引力【2】。课程思维导图（如图3所示）的建立使学生对核心课程的相互关系形成清晰的构架，有利于掌握整个专业的知识脉络，为今后专业教育的学习奠定坚实的理论基础。
图3建环专业核心课程思维导图
4.3.2善用现代科技
基于互联网时代，建环专业教学要充分运用网络平台、共享资源、学术讲座、行业调研等，全方位、多角度、生动有趣地开展教学，构建区别于传统课堂的新型混合式教学平台， 让课上讲授更精准，课下学习更有趣，课上讨论更主动。在多平台、多媒体的运用中，以更丰富的形式结合到专业知识中，突破教学时间、空间的限制。如除了可利用零散的网络资源外，还可以应用超星、中国Mooc大学、清华大学的学堂在线，学习强国等平台。
4.3.3思政润物无声
课程思政的主要含义是将做人做事的基本道理，社会主义核心价值观，实现民族复兴的理想和责任等思想政治教育内容，以润物无声的方式潜移默化地融入到课程教学当中。因此，在课程内容中要寻找与社会主义核心价值观、专业伦理、学习伦理、家国情怀、国际视野、创新思维、工匠精神、人文情怀等相关德育元素的“触点”与“融点”，通过典型案例等教学素材的设计，以润物无声的方式将正确的价值追求、理想信念和家国情怀有效地传递给学生。
4.4教学资源与工具
4.4.1扩容工程实例库
工科专业是为社会工业发展服务的，因此在专业知识体系构建过程中，要以建筑能源应用领域需求为导向，将基础理论知识和工程实际应用相融合、将科学技术基础与工程素养和专业文化教育相融合、将教师科研创新与课堂教学实践相融合、将理论教学与企业工程实践相融合【3】。授课教师应积极参加研讨会、企业实习与工程现场锻炼，主动搜集课程相关的工程实例，为工程教学资源扩容。
4.4.2建设课堂数字化
新工科背景下，工科教育应结合目前的新兴科技，如人工智能，大数据可视化，AR技术等，展示科学技术的魅力【4】。因此，建环专业应加强课堂数字化的建设，拓展阅读材料，打造微课，慕课，数字课程，数字化教材，虚拟仿真试验，创新课堂教学模式，协同一、二课堂，为学生打造具有吸引力的多维学习生态，用数字化课堂建立教师与学生的新型关系。
4.4.3加强思政育人
建环专业应建设育人案例库。将育人内容编入课程教学大纲，在每部分教学内容添加育人内容和供选用的案例，使整个体系标准化。教师在课堂上可以灵活选用案例，将思政内容融入知识传授，同时也可以及时得到学生反馈，逐步调整融入的方式和数量。同时录制育人微课，作为正式课堂的补充与拓展，进一步促进辩证唯物主义观点与方法的传播，爱国情怀、科学精神和高尚品质的弘扬与塑造。
5 小结
本文根据建环专业学生目前所遇到的知识链模糊、逻辑混乱等问题，探索了以“热”作为交叉点，梳理并重构建环专业的教学内容与课程体系的解决措施，同时融入思政教育、紧贴国家能源战略、依托现代科技手段等，从教学目标、教学内容、教学方法与模式以及教学资源与工具四个方面提出了实施方案。
【1】教育部.高等学校课程思政建设指导纲要[Z].2020.
【2】张艳, 解海卫. 工科专业基础课教学方法研究—以建环专业为例[J].科技视界，2021(5): 63-64.
【3】 李锐.建筑环境与能源应用工程一流专业人才培养体系建设[J].大学, 2021（26）: 130-132.
【4】吴磊.新工科理念下工业设计专业教学方法与实践[J]. 高等建筑教育, 2018, 27（2）：10-13.
