面向工程教育認證的專業選修課程改革探索
——以“建筑電氣設備”為例

廖春暉，余曉平，張豐，楊嘉，李文杰，居發禮

（重慶科技大學建筑工程學院，重慶 401331）

1 引言

重慶科技學院建筑環境與能源應用工程專業（簡稱“建環”）通過了國家住房和城鄉建設部高等教育專業認證（評估），是重慶市一流本科專業建設立項專業。堅持以產出為導向的OBE（Outcome Based Education）教育理念[1]，產教融合協同育人，目標是培養建筑環境與能源領域中具備創新創業意識、適應全球化發展的高素質應用型工程技術人才。

工程教育認證的核心是確保培養的工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價。工程教育認證是國際通行的工程教育質量保證制度，是國際互認的重要基礎[2-3]，已經取代專業認證（評估），成為高等學院工科專業建設質量評價的最重要標準。工程教育認證要求專業課程體系設置圍繞學生畢業能力達成這一核心任務進行。

高等學校人才培養方案中，將課程分為必修課和選修課，其中選修課又包括通識選修和專業選修課，“建筑電氣設備”是重慶科技學院建環專業的一門專業選修課，主要講授建筑供配電系統、建筑照明系統設計、建筑防雷和消防系統等方面內容，目的是為了完善學生的知識體系，培養學生在實際工程中與建筑相關專業協同合作的能力，樹立節能環保和可持續發展的社會責任感。但是，在教學過程中發現很多學生對選修課重視程度不高，只關心能否通過考核，影響老師的教學熱情。教學團隊通過匿名問卷的調查方式，調查了建環專業部分學生對選修課的重視程度，在回收的43 份有效問卷中，只有7 位同學對選修課和必修課一樣重視，占總人數的17.5%；有29 人表示對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，會選擇性地聽自己感興趣的內容，占17.5%。問卷調查結果表明大多數學生認為選修課并不重要，雖然調查的范圍有限，但一定程度上也反映了目前在校學生對選修課的普遍態度。

在《工程教育認證通用標準解讀及使用指南（2020 版，試行）》一文中，關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生達成畢業要求；②選修課所支撐的能力如何保證全體學生達成，缺乏有力證據。第一條是要求，第二條是現狀。工程教育專業認證所提出的12 條共31 點畢業要求，似乎應該由必修課全面覆蓋。從選課邏輯上來說，專業選修課的教學目標應具有可替代性，否則就變成了必修課。如此一來，選修課的價值在工程教育專業認證中難以得到體現，對于學生而言，只是為了滿足畢業學分要求，不重視似乎也在情理之中，但這不是工程認證和高等教育的初衷。每一門課程都應有明確的目標，發揮其不可替代的作用。因此，“建筑電氣設備”課程教學團隊基于工程教育認證要求，就如何提高學生對選修課的學習興趣以及提升教學效果展開教學改革。

2 課程教學中存在的問題

2.1 課程目標定位不明確

“建筑電氣設備”是一門實用性很強的課程，應立足工程應用，培養學生分析問題和解決問題的能力。本課程開設于大三第一學期，此時學生具備了一定的基礎理論知識，但是解決實際工程問題的能力還比較弱。原先設定的3 個課程目標，有兩個仍以基礎知識的學習和掌握為主，并且與“建筑設備自動化”等專業必修課的教學目標相似，在人才培養方案中的定位不明確[4]。

2.2 教學內容陳舊

目前可選擇的建筑電氣設備相關教材種類繁多，但內容相差無幾，以概念和敘述型內容為主，實際應用方面的內容較少。此外，由于建筑電氣設備行業發展迅速，而教材出版時間相對較早，其中部分內容與實際工程脫節，已不具備應用價值，學生很難將所學與實踐相結合。需要與時俱進，補充電氣設備行業前沿知識和最新技術。另一方面，教學內容與建環專業相關性低，學生缺乏專業認同感。

2.3 教學方法刻板

目前采用的教學方式以課堂講授為主，輔以少量的視頻和動畫，學生的興趣不高，尤其是基礎知識部分，略顯枯燥。通過課后作業，發現對內容的掌握程度也較差。課堂教學仍然以教師為中心，難以調動學生的積極性和求知欲望，已經不能滿足新時代工科專業教學的需要。

2.4 思政元素融入較少

新時代工科專業學生，除了學習專業知識、培養創新能力外，還應具備強烈的社會責任感和使命感，德才兼備，缺一不可。因此，課程思政建設刻不容緩，將專業課程與思政教育相結合，在專業課教學全過程中貫穿思政教育內容，是新時代高等教育非常重要的一次變革[5-6]。目前教學過程中，忽視了對思政內容的總結和展示，得不到學生的認同和共鳴，教學效果也打了折扣。

2.5 考核方式單一

在以往教學過程中，“建筑電氣設備”課程的考核方式與大部分必修課相似，最終的綜合成績由期末考試成績和平時成績共同決定。期末考試采用紙筆考試，仍以對知識掌握程度為考核標準，如果采用實踐性題目進行考核，對學生要求較高，在有限的時間內效果不佳。采用這種考核方式，一方面學生表示難度較大，另一方面無法體現學生分析問題和解決問題的能力，出現為了考試而學習的情況，不注重平時學習積累，過程考核所占比例較低，不能夠反映學生的真實水平。

3 課程教學改革

為了解決以上問題，提升課程吸引力，基于產出為導向的OBE 教育理念，結合建筑節能和國家3060 雙碳目標，對“建筑電氣設備”課程教學目標、教學內容、教學方法、課程思政等進行了相應改革和創新，明確課程定位，突出課程特色，緊密圍繞工程教育認證要求，提升學生的綜合能力。

3.1 課程教學目標調整

明確課程定位，教學目標“3 變2”。原先設置了3 個課程目標，分別對應畢業要求中的“工程知識1.2”“問題分析2.4”和“設計/開發解決方案3.2”，在有限的學時內，難以面面俱到，且仍以知識層面要求為主?！敖ㄖ姎庠O備”開設于第五學期，先修課程包括大學物理、電工與電子技術等，學生在選修本課程之前，已經學習了必要的電路基礎和電工電子理論知識，其中部分要求也是“建筑設備自動化”等必修課的重點教學目標。

因此，為了明確教學目標，在新的教學大綱中，將課程目標減少為2 個，分別是“工程知識1.3”和“環境和可持續發展7.1”。其中目標1 強調對工程知識的運行，屬于能力層面，相當于原目標2 和目標3，即分析問題和解決問題的能力。目標2 為環境和可持續發展，旨在培養學生大局觀念，培養節能環保和可持續發展的意識，從行業和社會層面思考專業問題，強化選修課程對畢業要求中能力和素養方面指標點的支撐作用。

3.2 教學內容更新

筆者采用問卷調查的調研方式分析原教學內容的重要性，結果顯示，3 個最重要的章節分別為火災自動報警和消防聯動系統、建筑照明系統以及建筑防雷和接地系統，得票率依次為69.0%、62.1%和58.6%；3 個最不感興趣的章節是電路理論基礎、建筑供配電系統負荷計算和電線電纜的選擇，合計得票率約40%。同時對希望增加的內容做了調查，呼聲最高的是可再生能源系統在建筑中應用、暖通空調系統相關的電氣知識以及建筑設備自動化系統，得票率分別為69.0%、58.6%和41.4%。令人意外的是，選擇建筑電氣領域前沿理論的不到10%。

在調研結果的基礎上，教學團隊對課程教學內容進行了“一減一加”。所謂“一減”，是指減少學生不感興趣和不符合教學目標的內容。通過對比電工電子技術等相關課程的教學內容，刪除相近或類似的知識，如電路理論基礎，并將部分基礎知識和論述型內容設置為課外學習，如建筑電氣系統設計相關規范條文等。此外，根據學生的反饋，減少了電力系統負荷計算和電線電纜選擇兩個章節的學時，分別與建筑供配電系統、電氣設備選擇兩個章節進行整合，形成新的教學章節。

“一加”是指增加學生希望增加的章節和教學團隊認為重要的內容，主要包括光儲直柔可再生能源建筑微電網系統、新能源汽車充電儲能系統和暖通空調系統中的電氣設備三個新章節。以上內容與建筑節能和國家“3060”雙碳目標高度一致，順應了建筑全面電氣化的發展趨勢。建筑設備自動化系統相關內容沒有加入是因為它是建環專業的一門專業必修課程。

通過以上調整，使得教學內容與建環專業的聯系更加緊密，與新的教學目標相適應，有利于培養學生分析問題和解決問題的能力，樹立節能環保和可持續發展的大局意識。

3.3 豐富教學手段

從以老師“教”為中心，變為以學生“學”為中心，傳統講授式教學向翻轉課堂、案例式教學等轉變[7-8]，將課堂大部分時間交給學生。充分利用慕課、國家級在線精品課程和學校在線課程教學資源，開展線上線下混合教學。要求學生課下通過自主學習掌握必要的基礎理論知識，或分組指定討論題目，學生課下收集資料并討論匯總。課堂上，一方面老師對學生在自主學習過程中發現的問題進行解答，另一方面學生分享自己的學習收獲和心得，并展開討論，重點培養學生的綜合能力。

除此以外，另一個重要變化是采用案例式教學法。針對每個學習單元，選擇合適的工程案例供學生分析，引導學生思考案例中存在的問題，提升學生方案設計、比較、分析、評價的能力。針對建筑供配電系統負荷計算、建筑照明系統、光儲直柔微電網系統和新能源汽車充電儲能系統等章節，選擇了6 個相關案例用于教學，案例教學占課程總學時約三分之一的比例。例如，以某新能源電池材料生產工廠項目為案例對象，分析該工廠的供配電系統設計方案，重點討論供配電系統組成、電力負荷計算以及辦公樓和倉庫等不同類型建筑照明系統的設計，安排學生查閱設計圖紙并講解。

案例庫的建設是本課程建設的重要內容，案例來源包括三個：一是對學校建筑開展調研，選取典型建筑電氣系統作為教學案例；二是依靠教研團隊資源尋找合適的工程案例；三是在教學過程中，鼓勵學生自主調研，將優秀的調研成果納入案例庫中，集師生之力進行課程建設。在教學過程中，根據教學效果和學生對案例使用情況的反饋，進行教學案例更新和補充，力求做到與時俱進，融入課程思政元素，解決教學重難點問題。

通過案例教學和翻轉課堂等教學形式，將課堂交給學生，調動學生的積極性，讓學生熟悉實際建筑電氣工程項目，鍛煉學生的讀圖能力、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

“建筑電氣設備”是一門應用型課程，注重理論與實際的緊密結合，教學團隊注重從工程實踐的角度來挖掘課程中蘊含的思政元素，傳遞正能量，激發學生的學習熱情，培養學生的大國工匠精神，樹立愛崗敬業、專業報國的社會責任感。教學團隊十分重視思政元素與教學內容的有機結合，不能生搬硬套，牽強附會。例如，在供配電系統的教學過程中，介紹發電廠和輸配電網時，會講到世界上規模最大的三峽水電站，分享顧國彪等老一輩科學家不忘初心、牢記使命，建設三峽，報效祖國的感人事跡。在討論新能源汽車充電儲能系統時，會講到我國民族企業比亞迪如何從一個僅20 人的小公司蛻變為全球三大汽車公司之一的發展歷程，鼓勵學生腳踏實地、不畏艱險、勇于創新。

除了重大事件外，教學團隊也努力從日常生活中尋找思政元素，并盡量與教學案例相結合。例如，在講授電氣設備選擇時，會以實驗室空調設備供配電系統為例討論電線電纜的選擇標準，由于設計人員不負責任，未做設計計算而根據經驗選擇了偏細的電線，導致空調系統無法正常工作，讓學生意識到建筑供配電系統安全穩定運行的重要性，教導學生不可投機取巧，要端正學習態度和工作態度，增強職業責任感。

3.5 考核方式多樣化

在教育教學過程中，尤其是涉及到工程教育認證時，課程的考核成績是一項重要指標，不僅是達成分析的基礎數據，也是學習效果的有效反饋，為后續教學改進提供了依據。在過去兩次教學過程中，采取了“平時作業50%+閉卷考試50%”和“平時作業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價方法，即注重平時表現，而不是最后一次考試的成績。計劃取消考試環節，采用“課堂表現20%+隨堂作業30%+專題匯報30%+課程論文20%”的方式進行考核，其中課堂表現包括出勤、討論回答問題是否積極等。專題匯報分組進行，在指定的范圍內進行選題、收集資料、制作PPT并進行答辯，旨在培養學生的團隊合作和分析問題能力。課程論文由學生自主選題并閱讀相關文獻獨立完成，培養學生的創新能力和寫作水平。

4 結論

在工程教育認證背景下，以“建筑電氣設備”課程為例，通過對教學目標、教學內容、教學方法、課程思政和考核方式等方面進行系統性改革，明確專業選修課在培養方案課程體系中的定位，充分調動學生對選修課的重視程度和學習積極性，培養學生節能環保和可持續發展觀念，為提高建環專業人才培養質量提供有力支撐。