建筑设备类专业的创新创业教育实践
2021-11-20杨秀峰倪美琴
杨秀峰 倪美琴 汪 峰
(扬州大学 江苏·扬州 225127)
建筑设备系统包括采暖、空调、通风、强弱电、智能控制、给水排水等系统,是建筑的重要组成部分。随着社会的发展进步,建筑设备系统的初投资越来越大,能耗不断升高(建筑能耗约占社会总能耗的1/3),在建筑中的地位日趋重要。建筑设备领域的节能降耗关系到国计民生,已成为国家节能减排战略的重要组成部分。
建筑设备类专业主要包括建筑环境与能源应用工程(简称“建环”)、建筑电气与智能化(简称“建电”)、给排水科学与工程(简称“给排水”)等三个专业,致力于培养在暖通空调、建筑电气、建筑给排水等行业从事工程设计、研发制造、施工安装、运行管理及系统保障等工作的工程技术人才。专业教育过程中既要重视基础理论知识和专业技能教育,也要重视培养学生的创新创业意识,重点引导学生结合专业背景进行节能创新探索,指导学生参加各类创新竞赛,在项目组织与实施方面为学生提供技术支持。本文结合扬州大学建筑设备类专业的创新创业教育实践,总结经验和成绩,为同类院校的人才培养提供参考。
1 专业教育现状
由于采暖、空调、通风等建筑暖通空调系统的能耗占建筑能耗的一半左右,建环专业是三个建筑设备类专业中最强调建筑节能的一个专业,在建筑热工、冷热源设备、末端设备、流体输配系统、自动控制等课程中均有节能降耗方面的相关内容,但受限于课程学时,教师往往只讲授基础知识,不会进一步引导学生进行节能创新的探索实践。建电专业的人才培养方案中有“建筑电气节能技术”的选修课程,但该课程的教学目标主要是让学生了解我国的能源现状、建筑能耗现状、绿色建筑、太阳能建筑的概念,初步接触暖通空调、供配电及照明系统的节能技术,教学形式以传统的课堂灌输式教学为主,学生仅仅是书本知识的被动接受者,没有涉及节能创新的实践探索。给排水专业的培养计划中仅有“水资源利用与保护”“工业水与废水处理工程”等环境保护方面的课程,与建筑节能的关系不大。
由此可见,建筑设备类专业的现有课程体系中缺少激发学生节能创新思维、培养学生节能创新能力的理论与实践相结合的创新教育类课程,与国家“强化建筑节能”的节能减排综合工作方案和“大众创业、万众创新”的创新驱动发展战略不符。近年来,作者所在的教学团队借助创新创业选修课平台开展了建筑节能方面的创新创业教育实践,取得了较好成效。
2 创新创业教育实践
我校建筑设备类专业的创新创业教育共分为节能创新案例教学、创新实践和创新成果孵化等3个步骤,如图1所示。
图1:创新创业教育实践的步骤
2.1 节能创新案例教学
“案例教学法”源于哈佛大学法学院,后经哈佛大学商学院推广应用,逐渐成为一种风靡全球的、被认为是代表未来教育方向的教育模式[1]。“案例教学”以案例为基本教学材料,将学习者引入教育实践的情境中,通过师生、生生之间的互动、对话和研讨等形式,提高学习者面对复杂情境的决策能力和行动能力的教学方式[2]。“案例教学”在医学、法学、工程、工商管理等专业教学中得到了广泛应用。
案例教学不仅是为了传授知识、进行理论诠释或政策解读,不应将教学目的简单地放在教师的“教”上,而应着眼于教师与学生、学生与学生之间“互动互学”上。节能创新案例教学时先进行相关理论知识的简单讲解,再以视频、动画、图片等形式介绍案例内容,并组织学生开展讨论,进行互动与交流,通过各种信息、知识、经验、观点的碰撞来达到启示理论和启迪思维的目的,使学生能在案例讨论和分析之后有所收获,从而提高分析问题和解决问题的能力。
2.2 创新实践
“创新实践”是创新创业教育的核心目标,创新实践的难点在于创新灵感的发掘和提炼。创新灵感一部分来源于案例的讨论、互动和交流过程,教师在案例教学阶段要想方设法激发学生的参与热情,督促学生课前查阅资料进行充分的知识准备,互动交流环节尽量将有着多元背景的学生组合在一起,拓展互动交流过程的深度和广度,刺激学生的创造性和发散性思维,提高他们的判断能力、分析能力和甄别能力。创新灵感的另一个来源是案例教学的后处理过程,教师可在课堂互动交流的总结环节抛出一些创新idea的萌芽,鼓励学生利用课余时间进行思考和探究。
2.3 创新灵感的筛选与培育
创新灵感的筛选与培育是创新实践能否开花结果的关键环节。教师对学生的创新idea进行思考和讨论,从中筛选出具有科学价值且可行性较强的创新灵感进行重点培育,并根据创新idea的特点确定创新实践的努力方向,即最终的创新成果是申报专利、发表论文还是参加学科竞赛。
创新实践过程中要充分发挥教师所指导的研究生的传帮带作用,建立本科生—研究生—教师的三角联动机制,三者定期针对创新实践中遇到的问题进行交流,集思广益,教师从宏观层面进行指导,本科生在研究生的帮助下开展工作,以提高效率。
2.4 创新成果孵化
近年来,我们组织建筑设备类专业的学生积极参加各类学科竞赛,如CAR-ASHRAE学生设计竞赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、互联网+大学生创新创业大赛、“挑战杯”扬州大学大学生课外学术科技作品竞赛、扬州市青少年科技创新市长奖等,取得了较好成绩,见表1。
表1:近年指导学生参与学科竞赛的情况
对一些创新性较强、技术含量较高的项目,我们在组织本科生参加学科竞赛的同时还指导他们申报专利、发表论文,并指导研究生进行深入研究,由此完成硕士论文。例如我院创新项目“碰撞射流式浴霸暖风装置”获得了实用新型专利授权,多次在学科竞赛中获奖,一名研究生基于该项目完成了学位论文;作为该项目的拓展研究,项目“基于热泵碰撞射流送风的浴室环境调节系统”获得了发明专利授权,多次在学科竞赛中获奖,并使一名研究生顺利完成学业。
3 结语
作者所在的教学团队以建筑节能为切入点,将创新创业教育与专业教育有机结合,对建筑节能案例教学过程中发现的创新灵感进行筛选,选择科学性和可行性较好的创新点进行培育,组建本科生—研究生—教师的创新团队。教师对创新实践过程加强指导和管理,研究生对本科生发挥传帮带作用,教师根据创新成果的特点指导学生参加学科竞赛、申报专利或发表论文,检验创新成果的含金量。通过建筑设备类专业学生创新能力培养的实践探索,提升了我校建筑设备类专业创新创业教育质量。