面向工程教育认证的专业选修课程改革探索——以“建筑电气设备”为例

廖春晖，余晓平，张丰，杨嘉，李文杰，居发礼

（重庆科技大学建筑工程学院，重庆 401331）

1 引言

重庆科技学院建筑环境与能源应用工程专业（简称“建环”）通过了国家住房和城乡建设部高等教育专业认证（评估），是重庆市一流本科专业建设立项专业。坚持以产出为导向的OBE（Outcome Based Education）教育理念[1]，产教融合协同育人，目标是培养建筑环境与能源领域中具备创新创业意识、适应全球化发展的高素质应用型工程技术人才。

工程教育认证的核心是确保培养的工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，是国际互认的重要基础[2-3]，已经取代专业认证（评估），成为高等学院工科专业建设质量评价的最重要标准。工程教育认证要求专业课程体系设置围绕学生毕业能力达成这一核心任务进行。

高等学校人才培养方案中，将课程分为必修课和选修课，其中选修课又包括通识选修和专业选修课，“建筑电气设备”是重庆科技学院建环专业的一门专业选修课，主要讲授建筑供配电系统、建筑照明系统设计、建筑防雷和消防系统等方面内容，目的是为了完善学生的知识体系，培养学生在实际工程中与建筑相关专业协同合作的能力，树立节能环保和可持续发展的社会责任感。但是，在教学过程中发现很多学生对选修课重视程度不高，只关心能否通过考核，影响老师的教学热情。教学团队通过匿名问卷的调查方式，调查了建环专业部分学生对选修课的重视程度，在回收的43 份有效问卷中，只有7 位同学对选修课和必修课一样重视，占总人数的17.5%；有29 人表示对选修课比较重视但不如必修课，占65%；还有7 人表示不重视选修课，会选择性地听自己感兴趣的内容，占17.5%。问卷调查结果表明大多数学生认为选修课并不重要，虽然调查的范围有限，但一定程度上也反映了目前在校学生对选修课的普遍态度。

在《工程教育认证通用标准解读及使用指南（2020 版，试行）》一文中，关于选修课的描述共有2 条：①是否有制度保证选修课程可以支撑全体学生达成毕业要求；②选修课所支撑的能力如何保证全体学生达成，缺乏有力证据。第一条是要求，第二条是现状。工程教育专业认证所提出的12 条共31 点毕业要求，似乎应该由必修课全面覆盖。从选课逻辑上来说，专业选修课的教学目标应具有可替代性，否则就变成了必修课。如此一来，选修课的价值在工程教育专业认证中难以得到体现，对于学生而言，只是为了满足毕业学分要求，不重视似乎也在情理之中，但这不是工程认证和高等教育的初衷。每一门课程都应有明确的目标，发挥其不可替代的作用。因此，“建筑电气设备”课程教学团队基于工程教育认证要求，就如何提高学生对选修课的学习兴趣以及提升教学效果展开教学改革。

2 课程教学中存在的问题

2.1 课程目标定位不明确

“建筑电气设备”是一门实用性很强的课程，应立足工程应用，培养学生分析问题和解决问题的能力。本课程开设于大三第一学期，此时学生具备了一定的基础理论知识，但是解决实际工程问题的能力还比较弱。原先设定的3 个课程目标，有两个仍以基础知识的学习和掌握为主，并且与“建筑设备自动化”等专业必修课的教学目标相似，在人才培养方案中的定位不明确[4]。

2.2 教学内容陈旧

目前可选择的建筑电气设备相关教材种类繁多，但内容相差无几，以概念和叙述型内容为主，实际应用方面的内容较少。此外，由于建筑电气设备行业发展迅速，而教材出版时间相对较早，其中部分内容与实际工程脱节，已不具备应用价值，学生很难将所学与实践相结合。需要与时俱进，补充电气设备行业前沿知识和最新技术。另一方面，教学内容与建环专业相关性低，学生缺乏专业认同感。

2.3 教学方法刻板

目前采用的教学方式以课堂讲授为主，辅以少量的视频和动画，学生的兴趣不高，尤其是基础知识部分，略显枯燥。通过课后作业，发现对内容的掌握程度也较差。课堂教学仍然以教师为中心，难以调动学生的积极性和求知欲望，已经不能满足新时代工科专业教学的需要。

2.4 思政元素融入较少

新时代工科专业学生，除了学习专业知识、培养创新能力外，还应具备强烈的社会责任感和使命感，德才兼备，缺一不可。因此，课程思政建设刻不容缓，将专业课程与思政教育相结合，在专业课教学全过程中贯穿思政教育内容，是新时代高等教育非常重要的一次变革[5-6]。目前教学过程中，忽视了对思政内容的总结和展示，得不到学生的认同和共鸣，教学效果也打了折扣。

2.5 考核方式单一

在以往教学过程中，“建筑电气设备”课程的考核方式与大部分必修课相似，最终的综合成绩由期末考试成绩和平时成绩共同决定。期末考试采用纸笔考试，仍以对知识掌握程度为考核标准，如果采用实践性题目进行考核，对学生要求较高，在有限的时间内效果不佳。采用这种考核方式，一方面学生表示难度较大，另一方面无法体现学生分析问题和解决问题的能力，出现为了考试而学习的情况，不注重平时学习积累，过程考核所占比例较低，不能够反映学生的真实水平。

3 课程教学改革

为了解决以上问题，提升课程吸引力，基于产出为导向的OBE 教育理念，结合建筑节能和国家3060 双碳目标，对“建筑电气设备”课程教学目标、教学内容、教学方法、课程思政等进行了相应改革和创新，明确课程定位，突出课程特色，紧密围绕工程教育认证要求，提升学生的综合能力。

3.1 课程教学目标调整

明确课程定位，教学目标“3 变2”。原先设置了3 个课程目标，分别对应毕业要求中的“工程知识1.2”“问题分析2.4”和“设计/开发解决方案3.2”，在有限的学时内，难以面面俱到，且仍以知识层面要求为主。“建筑电气设备”开设于第五学期，先修课程包括大学物理、电工与电子技术等，学生在选修本课程之前，已经学习了必要的电路基础和电工电子理论知识，其中部分要求也是“建筑设备自动化”等必修课的重点教学目标。

因此，为了明确教学目标，在新的教学大纲中，将课程目标减少为2 个，分别是“工程知识1.3”和“环境和可持续发展7.1”。其中目标1 强调对工程知识的运行，属于能力层面，相当于原目标2 和目标3，即分析问题和解决问题的能力。目标2 为环境和可持续发展，旨在培养学生大局观念，培养节能环保和可持续发展的意识，从行业和社会层面思考专业问题，强化选修课程对毕业要求中能力和素养方面指标点的支撑作用。

3.2 教学内容更新

笔者采用问卷调查的调研方式分析原教学内容的重要性，结果显示，3 个最重要的章节分别为火灾自动报警和消防联动系统、建筑照明系统以及建筑防雷和接地系统，得票率依次为69.0%、62.1%和58.6%；3 个最不感兴趣的章节是电路理论基础、建筑供配电系统负荷计算和电线电缆的选择，合计得票率约40%。同时对希望增加的内容做了调查，呼声最高的是可再生能源系统在建筑中应用、暖通空调系统相关的电气知识以及建筑设备自动化系统，得票率分别为69.0%、58.6%和41.4%。令人意外的是，选择建筑电气领域前沿理论的不到10%。

在调研结果的基础上，教学团队对课程教学内容进行了“一减一加”。所谓“一减”，是指减少学生不感兴趣和不符合教学目标的内容。通过对比电工电子技术等相关课程的教学内容，删除相近或类似的知识，如电路理论基础，并将部分基础知识和论述型内容设置为课外学习，如建筑电气系统设计相关规范条文等。此外，根据学生的反馈，减少了电力系统负荷计算和电线电缆选择两个章节的学时，分别与建筑供配电系统、电气设备选择两个章节进行整合，形成新的教学章节。

“一加”是指增加学生希望增加的章节和教学团队认为重要的内容，主要包括光储直柔可再生能源建筑微电网系统、新能源汽车充电储能系统和暖通空调系统中的电气设备三个新章节。以上内容与建筑节能和国家“3060”双碳目标高度一致，顺应了建筑全面电气化的发展趋势。建筑设备自动化系统相关内容没有加入是因为它是建环专业的一门专业必修课程。

通过以上调整，使得教学内容与建环专业的联系更加紧密，与新的教学目标相适应，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力，树立节能环保和可持续发展的大局意识。

3.3 丰富教学手段

从以老师“教”为中心，变为以学生“学”为中心，传统讲授式教学向翻转课堂、案例式教学等转变[7-8]，将课堂大部分时间交给学生。充分利用慕课、国家级在线精品课程和学校在线课程教学资源，开展线上线下混合教学。要求学生课下通过自主学习掌握必要的基础理论知识，或分组指定讨论题目，学生课下收集资料并讨论汇总。课堂上，一方面老师对学生在自主学习过程中发现的问题进行解答，另一方面学生分享自己的学习收获和心得，并展开讨论，重点培养学生的综合能力。

除此以外，另一个重要变化是采用案例式教学法。针对每个学习单元，选择合适的工程案例供学生分析，引导学生思考案例中存在的问题，提升学生方案设计、比较、分析、评价的能力。针对建筑供配电系统负荷计算、建筑照明系统、光储直柔微电网系统和新能源汽车充电储能系统等章节，选择了6 个相关案例用于教学，案例教学占课程总学时约三分之一的比例。例如，以某新能源电池材料生产工厂项目为案例对象，分析该工厂的供配电系统设计方案，重点讨论供配电系统组成、电力负荷计算以及办公楼和仓库等不同类型建筑照明系统的设计，安排学生查阅设计图纸并讲解。

案例库的建设是本课程建设的重要内容，案例来源包括三个：一是对学校建筑开展调研，选取典型建筑电气系统作为教学案例；二是依靠教研团队资源寻找合适的工程案例；三是在教学过程中，鼓励学生自主调研，将优秀的调研成果纳入案例库中，集师生之力进行课程建设。在教学过程中，根据教学效果和学生对案例使用情况的反馈，进行教学案例更新和补充，力求做到与时俱进，融入课程思政元素，解决教学重难点问题。

通过案例教学和翻转课堂等教学形式，将课堂交给学生，调动学生的积极性，让学生熟悉实际建筑电气工程项目，锻炼学生的读图能力、理解能力以及分析和解决问题的能力。

3.4 思政元素的融入

“建筑电气设备”是一门应用型课程，注重理论与实际的紧密结合，教学团队注重从工程实践的角度来挖掘课程中蕴含的思政元素，传递正能量，激发学生的学习热情，培养学生的大国工匠精神，树立爱岗敬业、专业报国的社会责任感。教学团队十分重视思政元素与教学内容的有机结合，不能生搬硬套，牵强附会。例如，在供配电系统的教学过程中，介绍发电厂和输配电网时，会讲到世界上规模最大的三峡水电站，分享顾国彪等老一辈科学家不忘初心、牢记使命，建设三峡，报效祖国的感人事迹。在讨论新能源汽车充电储能系统时，会讲到我国民族企业比亚迪如何从一个仅20 人的小公司蜕变为全球三大汽车公司之一的发展历程，鼓励学生脚踏实地、不畏艰险、勇于创新。

除了重大事件外，教学团队也努力从日常生活中寻找思政元素，并尽量与教学案例相结合。例如，在讲授电气设备选择时，会以实验室空调设备供配电系统为例讨论电线电缆的选择标准，由于设计人员不负责任，未做设计计算而根据经验选择了偏细的电线，导致空调系统无法正常工作，让学生意识到建筑供配电系统安全稳定运行的重要性，教导学生不可投机取巧，要端正学习态度和工作态度，增强职业责任感。

3.5 考核方式多样化

在教育教学过程中，尤其是涉及到工程教育认证时，课程的考核成绩是一项重要指标，不仅是达成分析的基础数据，也是学习效果的有效反馈，为后续教学改进提供了依据。在过去两次教学过程中，采取了“平时作业50%+闭卷考试50%”和“平时作业50%+开卷考试50%”的考核方式，考试效果都不太好。为了解决考核方式不理想的情况，采用多样化过程考核为主的评价方法，即注重平时表现，而不是最后一次考试的成绩。计划取消考试环节，采用“课堂表现20%+随堂作业30%+专题汇报30%+课程论文20%”的方式进行考核，其中课堂表现包括出勤、讨论回答问题是否积极等。专题汇报分组进行，在指定的范围内进行选题、收集资料、制作PPT并进行答辩，旨在培养学生的团队合作和分析问题能力。课程论文由学生自主选题并阅读相关文献独立完成，培养学生的创新能力和写作水平。

4 结论

在工程教育认证背景下，以“建筑电气设备”课程为例，通过对教学目标、教学内容、教学方法、课程思政和考核方式等方面进行系统性改革，明确专业选修课在培养方案课程体系中的定位，充分调动学生对选修课的重视程度和学习积极性，培养学生节能环保和可持续发展观念，为提高建环专业人才培养质量提供有力支撑。